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一種利用生物柴油副產物甘油生產三醋酸甘油酯的方法與流程

文檔序號:11568920閱讀:511來源:國知局
一種利用生物柴油副產物甘油生產三醋酸甘油酯的方法與流程

本發明涉及油脂化工技術領域,尤其涉及一種利用生物柴油副產物甘油生產三醋酸甘油酯的方法。



背景技術:

日益嚴重的能源危機使得發展可再生能源成為當今和未來的必然趨勢,生物柴油是一種非常理想的可再生能源。生物柴油的制備中會產生副產物甘油,該副產物甘油為粗甘油,純度較低,通常副產物甘油經精制提純得到純甘油,作為一般的化學試劑使用,但隨著全球生物柴油產量的急劇擴張,其副產物甘油的產量也急劇增加,進而導致純甘油試劑的供應大大超出了市場的需求,供大于求的矛盾突出,這已經成為制約生物柴油產業可持續發展的瓶頸。因此,尋找和開發甘油的新用途,將其作為原材料加工成其他產品,不但可以降低生物柴油的生產成本,提高綜合經濟效益,還可以解決甘油過剩的問題。

三醋酸甘油酯是一種良好的溶劑和增塑劑,可用于食品、香料和印染工業。以生物柴油生產廢液中提取的甘油為原料來合成三醋酸甘油酯,不僅解決了生物柴油制備過程中的廢液處理問題,同時獲得了市場價值很高的產品,有助于企業降低生物柴油生產成本,增加利潤。

目前,三醋酸甘油酯較為常用的生產技術是以純甘油和冰醋酸為原料,在催化劑和帶水劑的條件下,在間歇反應釜中生產三醋酸甘油酯粗品,所得三醋酸甘油酯粗品中大部分為單甘酯和1,3-二甘酯,因此,需要將得到的三醋酸甘油酯粗品再與醋酸酐進行深度酯化反應,通常生成單位摩爾量的三醋酸甘油酯需要消耗1~3摩爾當量的醋酸酐,而消耗一分子的醋酸酐的同時會產生一分子的醋酸,反應結束后需要分離生成的醋酸,才能得到三醋酸甘油酯純品。這種工藝方法反應消耗的醋酸酐量較大,導致三醋酸甘油酯的生產成本較高;醋酸酐的使用中會產生大量的含酸廢水,對環境不利;醋酸酐屬于易制毒制劑,一定程度上也阻礙了三醋酸甘油酯的工業化推廣。



技術實現要素:

本發明的目的在于提供一種利用生物柴油副產物甘油生產三醋酸甘油酯的方法,該方法不需要使用醋酸酐,生產成本低,產生的廢酸液少。

本發明提供了一種利用生物柴油副產物甘油生產三醋酸甘油酯的方法,包括如下步驟:

(一)將生物柴油副產物甘油與醋酸、酸催化劑和有機苯類帶水劑在反應精餾塔中進行酯交換反應,在塔頂采出反應生成的水,在塔釜得到粗三醋酸甘油酯;

(二)將所述粗三醋酸甘油酯在所述反應精餾塔中進行減壓蒸餾,得到三醋酸甘油酯。

優選的,所述生物柴油副產物甘油的純度為85wt.%~98wt.%,所述生物柴油副產物甘油的ph值為7~8。

優選的,所述甘油與醋酸的摩爾比為1:3.5~5。

優選的,所述酸催化劑為對甲苯磺酸或質量濃度為95~98%的硫酸。

優選的,所述有機苯類帶水劑為苯、甲苯或二甲苯。

優選的,所述甘油、酸催化劑、有機苯類帶水劑的質量比為100:1~5:20~50。

優選的,所述反應精餾塔的塔板數量為10~20塊。

優選的,所述酯交換反應包括如下步驟:

(1)先在塔釜溫度為120~160℃的條件下全回流0.5~1.5h;然后在回流比為1~4的條件下,連續采出水;

(2)當塔釜溫度上升至160℃后,先在回流比為5~10的條件下繼續采出水0.5~1.5h,再停止采出水,進行全回流0.5~1.5h,然后重復所述步驟(2)中采出水和全回流過程。

優選的,所述步驟(2)中的回流比為5.5~7。

優選的,所述步驟(二)中減壓蒸餾包括如下步驟:

將所述粗三醋酸甘油酯在真空度為85~95kpa,溫度為90~120℃的條件下進行第一減壓蒸餾,除去未反應的醋酸;

將所述第一減壓蒸餾得到的產品在真空度為85~95kpa,溫度為120~150℃的條件下進行第二減壓蒸餾,除去帶水劑;

將所述第二減壓蒸餾得到的產品在真空度為98~100kpa,溫度為180~250℃的條件下進行第三減壓蒸餾,得到三醋酸甘油酯。

本發明提供了一種利用生物柴油副產物甘油制備三醋酸甘油酯的方法,該方法將生物柴油副產物甘油與醋酸、酸催化劑和有機苯類帶水劑在反應精餾塔中進行酯交換反應,在塔頂采出反應生成的水,在塔釜得到粗三醋酸甘油酯;將所述粗三醋酸甘油酯在所述反應精餾塔中進行減壓蒸餾,得到三醋酸甘油酯。本發明以生物柴油副產物甘油為主原料,在酸催化劑的作用下,使用反應精餾的方法制備三醋酸甘油酯,在生成三醋酸甘油酯的同時,有機苯類帶水劑與反應生成的水形成二元共沸物,將反應生成的水帶出反應體系,促使反應向生成三醋酸甘油酯的平衡方向進行,使單甘油酯和1,3-二甘油酯順利轉化為三醋酸甘油酯。實驗結果表明,采用本發明所提供的方法以生物柴油副產物甘油為原料,生產三醋酸甘油酯不需要使用醋酸酐即可使單甘油酯和1,3-二甘油酯轉化為三醋酸甘油酯,且其收率可達90%以上,純度可達99%,降低了三醋酸甘油酯的生產成本,且由于反應過程不會有醋酸生成,減少了廢酸液的產生,同時生物柴油副產物甘油得到有效利用,解決了純甘油產能過剩的問題。

附圖說明

圖1本發明生產三醋酸甘油酯的工藝流程圖;

圖2本發明實施例1所得三醋酸甘油酯的gc測試結果;

圖3三醋酸甘油酯標準品的gc檢測圖。

具體實施方式

本發明提供了一種利用生物柴油副產物甘油生產三醋酸甘油酯的方法,包括如下步驟:

(一)將生物柴油副產物甘油與醋酸、酸催化劑和有機苯類帶水劑在反應精餾塔中進行酯交換反應,在塔頂采出反應生成的水,在塔釜得到粗三醋酸甘油酯;

(二)將所述粗三醋酸甘油酯在所述反應精餾塔中進行減壓蒸餾,得到三醋酸甘油酯。

本發明將生物柴油副產物甘油與醋酸、酸催化劑和有機苯類帶水劑在反應精餾塔中進行酯交換反應,在塔頂采出反應生成的水,在塔釜得到粗三醋酸甘油酯。在本發明中,所述生物柴油副產物甘油的純度為85wt.%~98wt.%。在本發明中,所述生物柴油副產物甘油的ph值為7~8。本發明對生物柴油副產物甘油的來源沒有特殊要求,可以是以植物油、動物油、廢餐飲油或其他原料通過酯交換反應制備生物柴油過程中產生的甘油,本發明中優選的生物柴油副產物甘油為植物油醇解制備生物柴油過程產生的副產物甘油。

在本發明中,所述生物柴油副產物甘油為由生物柴油制備過程中直接得到的副產物甘油體系經過提純后得到的粗甘油。在本發明中,所述生物柴油副產物甘油的提純包括如下步驟:

步驟一、將生物柴油制備過程中直接得到的副產物甘油體系經過第一蒸餾除去甲醇,得到粗甘油體系1;

步驟二、將所述粗甘油體系1的ph值調節至6~7,靜置分層,采出下層粗甘油,將上層脂肪酸甲酯層排出,得到粗甘油體系2;

步驟三、將所述粗甘油體系2的值調節至7~8,經第二蒸餾,去除體系中的水分,得到粗甘油。

在本發明中,所述生物柴油制備過程中直接得到的副產物甘油體系的組成以質量百分比計為:甘油70~80%、皂類2~3%、脂肪酸甲酯0.2~0.5%、甲醇15~25%。在本發明中,所述步驟一中的第一蒸餾優選減壓蒸餾,所述減壓蒸餾的真空度優選85~95kpa,所述減壓蒸餾的溫度優選60~100℃。在本發明中,所述步驟一中不再有液體流出時,第一蒸餾結束,得到粗甘油體系1。

本發明將所述粗甘油體系1的ph值調節至6~7,靜置分層,得到分層體系。在本發明中,所述粗甘油體系1為堿性液體,向所述粗甘油體系1中加入鹽酸水溶液,將體系的ph值調節至6~7,在此微酸條件下,體系中的皂類酸解為甘油和脂肪酸甲酯,經過靜置分層,得到上層為脂肪酸甲酯、下層為粗甘油體系2的分層體系。本發明對所述鹽酸的濃度沒有特殊要求,可以為濃度較大的鹽酸,也可以是濃度較小的鹽酸,在本發明中,所述鹽酸的濃度為15~25wt.%。

在本發明中,所述靜置分層的時間通過測定上層和下層液的組成確定,當上層和下層液體的組成不再發生變化時,進行分液,采出下層粗甘油,將上層脂肪酸甲酯排出,得到顯酸性的粗甘油體系2。

本發明通過向所述粗甘油體系2中加入強堿水溶液,將其ph值調節至7~8,經第二蒸餾,去除體系中的水分,得到粗甘油。在本發明中,所述強堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。本發明對所述強堿水溶液的濃度沒有特殊要求,可以采用濃度較大的強堿水溶液,也可以采用濃度較小的強堿水溶液,在本發明中,所述強堿水溶液的濃度優選25~35wt.%。在本發明中,所述步驟三中第二蒸餾為減壓蒸餾,所述減壓蒸餾的真空度為85~85kpa,所述減壓蒸餾的溫度為90~130℃。在本發明中,所述步驟三中不再有液體流出時,第二蒸餾結束,得到粗甘油。在本發明中,所述粗甘油的主要組成以質量百分比計為:甘油85%~98%、有機揮發殘留2~3%、非甘油有機物2~4%。

在本發明中,所述甘油與醋酸的摩爾比為1:3.5~5,優選1:4~4.5。

在本發明中,所述酸催化劑為對甲苯磺酸或質量濃度為95~98%的硫酸,更優選為對甲苯磺酸。在本發明中,所述有機苯類帶水劑為苯、甲苯或二甲苯,優選甲苯或二甲苯,更優選二甲苯。在本發明中,所述甘油、酸催化劑、有機苯類帶水劑的質量比為100:1~5:20~50,優選100:2~4:30~45,更優選100:3~3.5:35~40。

在本發明中,所述反應精餾塔的塔板數量為10~20塊,優選13~18塊,更優選15~17塊。

在本發明中,所述酯交換反應包括兩個反應階段,第一反應階段為快速反應階段,甘油分子鏈兩端的羥基具有較高的反應活性,與醋酸快速反應生成大量單甘油酯和1,3-二甘油酯,同時產生大量水,可采用較小的回流比,連續采出水;第二反應階段為慢速反應階段,隨著反應的進行,甘油和醋酸等小分子物質的含量減小,體系的溫度逐漸升高,單甘油酯和1,3-二甘油酯與醋酸緩慢反應生成三醋酸甘油酯,同時生成水的速度減慢,可增大回流比,減少液體的采出量,同時觀察塔頂采出的液體是否出現分層現象,若未出現分層現象,則停止采出水,保持全回流一段時間后,再調節回流比進行采出水。在本發明中,所述酯交換反應優選包括如下步驟:

(1)先在塔釜溫度為120~160℃的條件下全回流0.5~1.5h;然后在回流比為1~4的條件下,連續采出水;

(2)當塔釜溫度上升至160℃后,先在回流比為5~10的條件下繼續采出水0.5~1.5h,再停止采出水,進行全回流0.5~1.5h,然后重復所述步驟(2)中采出水和全回流過程。

在本發明中,采用上述步驟進行酯交換反應,所采出的水中醋酸的含量可進一步降低至10wt.%以下。在本發明中,所述步驟(1)中的回流比優選1.5~2.5。在本發明中,所述步驟(2)中的回流比優選5.5~7,更優選6~6.5。在本發明中,當塔頂不能再采出水時,酯交換反應結束,得到粗三醋酸甘油酯。

所述酯交換反應結束后,本發明將所述粗三醋酸甘油酯在所述反應精餾塔中進行減壓蒸餾,得到三醋酸甘油酯。本發明優選將所述粗三醋酸甘油酯進行兩次減壓蒸餾,分別除去未反應的醋酸和帶水,再進行第三次減壓蒸餾,原料中的高沸點雜質則留在塔釜,從塔頂采出純三醋酸甘油酯。在本發明中,所述步驟(二)中減壓蒸餾具體包括如下步驟:

將所述粗三醋酸甘油酯在真空度為85~95kpa,溫度為90~120℃的條件下進行第一減壓蒸餾,除去未反應的醋酸;

將所述第一減壓蒸餾得到的產品在真空度為85~95kpa,溫度為120~150℃的條件下進行第二減壓蒸餾,除去帶水劑;

將所述第二減壓蒸餾得到的產品在真空度為98~100kpa,溫度為180~250℃的條件下進行第三減壓蒸餾,得到三醋酸甘油酯。

本發明實施例采用如圖1所示的工藝流程:首先將制備生物柴油過程中直接產生的副產物甘油體系打入反應釜1,經過蒸餾除去甲醇,得到粗甘油體系1;將所述粗甘油體系1轉入反應釜2中,向反應釜2中加入稀鹽酸,將所述粗甘油體系1的ph值調節至6~7,然后靜置分層,將下層粗甘油(即粗甘油體系2)采出,并轉入反應釜3中,同時排出上層脂肪酸甲酯層;向反應釜3中加入稀堿液,將所述粗甘油體系2的ph值調節至7~8,經蒸餾,去除體系中的水,得到粗甘油,即酯交換反應所需的生物柴油副產物甘油原料;將所述粗甘油轉入反應精餾塔中,加入醋酸、酸催化劑和帶水劑,進行酯交換反應,有機苯類帶水劑和反應生成的水共沸,在塔頂冷凝器中冷凝,冷凝液流入冷凝器后的儲罐中分層,上層帶水劑回流至精餾塔中,下層水采出,當不再有水采出時,酯交換反應結束,得到粗三醋酸甘油酯;將所述粗三醋酸甘油酯在反應精餾塔中進行減壓蒸餾,分別采出未反應的醋酸、帶水劑和純三醋酸甘油酯,高沸點雜質則留存于塔釜。

下面將結合本發明中的實施例,對本發明提供的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

(1)生物柴油副產物甘油體系的提純:

植物油醇解制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油體系的主要組成及含量為:甘油78.3%、皂類2.6%、脂肪酸甲酯0.3%、甲醇18.8%;

步驟一:將5t制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油液體打入反應釜1中,在真空度為90kpa,溫度為90℃條件下將體系中所含有的甲醇蒸出;

步驟二:將步驟一得到的蒸完甲醇的粗甘油轉入反應釜2中,向反應釜2中加入480kg濃度為20wt.%的稀鹽酸,將體系的ph值調節為6.4,在此微酸性條件下靜置分層,靜置6h后,將下層粗甘油轉入反應釜3中,將上層的脂肪酸甲酯排出;

步驟三:向反應釜3中加入27kg濃度為32wt.%的稀氫氧化鈉水溶液,將體系的ph值調節為7.6,然后在真空度為89kpa,溫度為120℃條件下將水蒸出,得到經提純的粗甘油3.92t;

按照國標gb/t13206-2011測定經提純后的粗甘油的主要組成及含量為:甘油95.9%、有機揮發殘留2.1%、非甘油有機物2%,甘油回收率為96%;

(2)反應精餾制備三醋酸甘油酯

將反應釜3中經提純的粗甘油轉入塔板數為17的反應精餾塔中,并加入10.1t醋酸、1.5t二甲苯和100kg對甲苯磺酸,常壓下用導熱油加熱塔釜,138℃時塔頂開始全回流,1h后設定回流比為1,從塔頂采出反應生成的水;塔釜溫度達到160℃時,設定回流比為5,從塔頂采出反應生成的水,并每采出水0.5h,全回流0.5h,直至不再有水生成,結束反應,得到粗三醋酸甘油酯;

(3)粗三醋酸甘油酯的分離提純

反應結束后在原反應精餾塔中進行減壓蒸餾,在溫度為106℃,真空度為92kpa的條件下采出未反應完的醋酸;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至140℃,維持真空度為92kpa,采出帶水劑;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至228℃,在真空度為100kpa的條件下采出三醋酸甘油酯,得到無色無味的油狀三醋酸甘油酯產品8.22t,經gc測試得其純度為98.9%,收率為91.3%。

測試三醋酸甘油酯的gc條件為:色譜柱:hp-88;載氣:氮氣,流速1.0ml/min;柱溫程序:起始溫度為175℃,以3℃/min程序升溫至220℃;進樣口溫度:280℃;分流比:50:1;進樣量:0.2μl;檢測器溫度:280℃;氫氣流速:30ml/min,空氣流速:300ml/min。

圖2為本發明所得三醋酸甘油酯產品的gc測試結果,圖3為三醋酸甘油酯標準樣品的gc檢測圖,將圖2與三醋酸甘油酯標準藥品的檢測圖3進行對比,可知,本發明的方法得到了較高純度的三醋酸甘油酯產品。圖2中僅在停留時間為12min處出現了一個小雜質峰,沒有出現其他雜質峰,經計算其純度為98.9%,得到了較高純度的三醋酸甘油酯。

實施例2

(1)生物柴油副產物甘油體系的提純:

植物油醇解制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油體系的主要組成及含量為:甘油76.9%、皂類2.9%、脂肪酸甲酯0.4%、甲醇19.8%;

步驟一:將6t制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油液體打入反應釜1中,在真空度為93kpa,溫度為88℃條件下將體系中所含有的甲醇蒸出;

步驟二:將步驟一得到的蒸完甲醇的粗甘油轉入反應釜2中,向反應釜2中加入580kg濃度為20wt.%的稀鹽酸,將體系的ph值調節為6.6,在此微酸性條件下靜置分層,靜置6h后,將下層粗甘油轉入反應釜3中,將上層的脂肪酸甲酯排出;

步驟三:向反應釜3中加入33kg濃度為32wt.%的稀氫氧化鈉水溶液,將體系的ph值調節為7.4,然后在真空度為89kpa,溫度為118℃條件下將水蒸出,得到經提純的粗甘油4.71t;

經提純后的粗甘油的主要組成及含量為:甘油95.1%、有機揮發殘留2.3%、非甘油有機物2.6%,甘油回收率為97.1%;

(2)反應精餾制備三醋酸甘油酯

將反應釜3中經提純的粗甘油轉入塔板數為17的反應精餾塔中,并加入18t醋酸、1.8t二甲苯和140kg對甲苯磺酸,常壓下用導熱油加熱塔釜,132℃時塔頂開始全回流,0.5h后設定回流比為2,從塔頂采出反應生成的水;塔釜溫度達到160℃時,設定回流比為6,從塔頂采出反應生成的水,并每采出水40min,全回流0.5h,直至不再有水生成,結束反應,得到粗三醋酸甘油酯;

(3)粗三醋酸甘油酯的分離提純

反應結束后在原反應精餾塔中進行減壓蒸餾,在溫度為102℃,真空度為94kpa的條件下采出未反應完的醋酸;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至135℃,維持真空度為94kpa,采出帶水劑;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至231℃,在真空度為99.6kpa的條件下采出三醋酸甘油酯,得到無色無味的油狀三醋酸甘油酯產品9.82t,經hplc測試得其純度為98.7%,收率為91.3%。

實施例3

(1)生物柴油副產物甘油體系的提純:

植物油醇解制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油體系的主要組成及含量為:甘油77.8%、皂類2.4%、脂肪酸甲酯0.3%、甲醇19.5%;

步驟一:將5.5t制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油液體打入反應釜1中,在真空度為93kpa,溫度為89℃條件下將體系中所含有的甲醇蒸出;

步驟二:將步驟一得到的蒸完甲醇的粗甘油轉入反應釜2中,向反應釜2中加入520kg濃度為20wt.%的稀鹽酸,將體系的ph值調節為6.5,在此微酸性條件下靜置分層,靜置6h后,將下層粗甘油轉入反應釜3中,將上層的脂肪酸甲酯排出;

步驟三:向反應釜3中加入29kg濃度為32wt.%的稀氫氧化鈉水溶液,將體系的ph值調節為7.4,然后在真空度為93kpa,溫度為120℃條件下將水蒸出,得到經提純的粗甘油4.31t;

經提純后的粗甘油的主要組成及含量為:甘油95.5%、有機揮發殘留2.3%、非甘油有機物2.2%,甘油回收率為96.2%;

(2)反應精餾制備三醋酸甘油酯

將反應釜3中經提純的粗甘油轉入塔板數為17的反應精餾塔中,并加入11t醋酸、1.3t二甲苯和90kg對甲苯磺酸,常壓下用導熱油加熱塔釜,135℃時塔頂開始全回流,50min后設定回流比為1.5,從塔頂采出反應生成的水;塔釜溫度達到160℃時,設定回流比為5.5,從塔頂采出反應生成的水,并每采出水0.5h,全回流0.5h,直至不再有水生成,結束反應,得到粗三醋酸甘油酯;

(3)粗三醋酸甘油酯的分離提純

反應結束后在原反應精餾塔中進行減壓蒸餾,在溫度為110℃,真空度為90kpa的條件下采出未反應完的醋酸;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至145℃,維持真空度為90kpa,采出帶水劑;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至230℃,在真空度為100kpa的條件下采出三醋酸甘油酯,得到無色無味的油狀三醋酸甘油酯產品8.97t,經hplc測試得其純度為98.2%,收率為90.4%。

實施例4

(1)生物柴油副產物甘油體系的提純:

植物油醇解制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油體系的主要組成及含量為:甘油79%、皂類2.2%、脂肪酸甲酯0.2%、甲醇18.6%;

步驟一:將6.5t制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油液體打入反應釜1中,在真空度為90kpa,溫度為93℃條件下將體系中所含有的甲醇蒸出;

步驟二:將步驟一得到的蒸完甲醇的粗甘油轉入反應釜2中,向反應釜2中加入630kg濃度為20wt.%的稀鹽酸,將體系的ph值調節為6.2,在此微酸性條件下靜置分層,靜置6h后,將下層粗甘油轉入反應釜3中,將上層的脂肪酸甲酯排出;

步驟三:向反應釜3中加入35kg濃度為32wt.%的稀氫氧化鈉水溶液,將體系的ph值調節為7.5,然后在真空度為90kpa,溫度為118℃條件下將水蒸出,得到經提純的粗甘油5.09t;

經提純后的粗甘油的主要組成及含量為:甘油96.5%、有機揮發殘留2%、非甘油有機物1.5%,甘油回收率為95.7%;

(2)反應精餾制備三醋酸甘油酯

將反應釜3中經提純的粗甘油轉入塔板數為17的反應精餾塔中,并加入15t醋酸、1.5t二甲苯和150kg對甲苯磺酸,常壓下用導熱油加熱塔釜,135℃時塔頂開始全回流,1h后設定回流比為1,從塔頂采出反應生成的水;塔釜溫度達到160℃時,設定回流比為6,從塔頂采出反應生成的水,并每采出水50min,全回流0.5h,直至不再有水生成,結束反應,得到粗三醋酸甘油酯;

(3)粗三醋酸甘油酯的分離提純

反應結束后在原反應精餾塔中進行減壓蒸餾,在溫度為102℃,真空度為95kpa的條件下采出未反應完的醋酸;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至130℃,維持真空度為95kpa,采出帶水劑;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至240℃,在真空度為98kpa的條件下采出三醋酸甘油酯,得到無色無味的油狀三醋酸甘油酯產品10.72t,經hplc測試得其純度為98.6%,收率為90.8%。

實施例5

(1)生物柴油副產物甘油體系的提純:

植物油醇解制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油體系的主要組成及含量為:甘油75.8%、皂類2.7%、脂肪酸甲酯0.5%、甲醇20.9%;

步驟一:將6t制備生物柴油過程中直接得到的副產物甘油液體打入反應釜1中,在真空度為86kpa,溫度為100℃條件下將體系中所含有的甲醇蒸出;

步驟二:將步驟一得到的蒸完甲醇的粗甘油轉入反應釜2中,向反應釜2中加入550kg濃度為20wt.%的稀鹽酸,將體系的ph值調節為6.8,在此微酸性條件下靜置分層,靜置6h后,將下層粗甘油轉入反應釜3中,將上層的脂肪酸甲酯排出;

步驟三:向反應釜3中加入25kg濃度為32wt.%的稀氫氧化鈉水溶液,將體系的ph值調節為7.3,然后在真空度為92kpa,溫度為118℃條件下將水蒸出,得到經提純的粗甘油4.64t;

經提純后的粗甘油的主要組成及含量為:甘油94.6%、有機揮發殘留2.6%、非甘油有機物2.8%,甘油回收率為96.5%;

(2)反應精餾制備三醋酸甘油酯

將反應釜3中經提純的粗甘油轉入塔板數為17的反應精餾塔中,并加入20t醋酸、1.9t二甲苯和180kg對甲苯磺酸,常壓下用導熱油加熱塔釜,130℃時塔頂開始全回流,0.5h后設定回流比為1.5,從塔頂采出反應生成的水;塔釜溫度達到160℃時,設定回流比為5,從塔頂采出反應生成的水,并每采出水0.5h,全回流0.5h,直至不再有水生成,結束反應,得到粗三醋酸甘油酯;

(3)粗三醋酸甘油酯的分離提純

反應結束后在原反應精餾塔中進行減壓蒸餾,在溫度為105℃,真空度為94kpa的條件下采出未反應完的醋酸;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至135℃,維持真空度為94kpa,采出帶水劑;不再有液體采出時,將體系溫度加熱至230℃,在真空度為100kpa的條件下采出三醋酸甘油酯,得到無色無味的油狀三醋酸甘油酯產品9.69t,經hplc測試得其純度為99.2%,收率為92.4%。

以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。

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