本發(fā)明涉及一種粗甘油的純化方法，尤其涉及一種生物柴油副產(chǎn)物粗甘油的純化方法，屬于化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物柴油是指短鏈一元烷醇的脂肪酸酯。生物柴油為來源于動植物油脂的脂肪酸甲酯。生物柴油的動力、效率、托力和爬坡能力與普通柴油相當(dāng)，其他性能二者也相近，如十六烷值、粘度、燃燒熱、傾點等。生物柴油具有環(huán)境友好的特點，體現(xiàn)在生產(chǎn)、燃燒過程的各個層面。生物柴油的生產(chǎn)可減少石化能源的開采和消耗，其燃燒排放的CO2遠(yuǎn)低于植物生長過程吸收的CO2，于是可以緩解因CO2積累造成的全球氣候變暖；生物柴油含硫量低，可使二氧化硫和硫化物的排放減少約30％，且不含造成環(huán)境污染的芳香烴，其廢氣排放可滿足歐洲Ⅱ、Ⅲ號排放標(biāo)準(zhǔn)。
生物柴油在諸多方面表現(xiàn)出來的優(yōu)勢表明其具有廣闊的發(fā)展前景。但是，就目前已經(jīng)投入生產(chǎn)的生物柴油生產(chǎn)方法來說，由于生產(chǎn)工藝本身的缺陷，生產(chǎn)原料的預(yù)處理、生產(chǎn)出來的生物柴油與其副產(chǎn)物之間的分離、純化以及再利用等諸多問題均使得生物柴油的生產(chǎn)成本居高不下；生產(chǎn)原料的充足性以及品質(zhì)的穩(wěn)定性均是制約生物柴油實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的因素，這些問題都制約了生物柴油生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。隨著傳統(tǒng)石化資源的匱乏，提高生物柴油產(chǎn)物的綜合利用效率成為解決目前問題的一條有效途徑。
每生產(chǎn)9kg生物柴油，大約得到1kg的甘油副產(chǎn)物。目前我國生物柴油企業(yè)規(guī)模小，副產(chǎn)物甘油多數(shù)轉(zhuǎn)售到精煉廠，精制為普通甘油或醫(yī)藥甘油，并沒有進(jìn)行深加工利用。純凈的甘油是一種無色有甜味的粘稠液體，是重要的化工原料。甘油可用作氣相色譜固定液，也可用作溶劑、氣量計及水壓機(jī)減震劑、軟化劑、抗生素發(fā)酵用營養(yǎng)劑、干燥劑等，精制后不僅可作為醫(yī)用，還能制備1,3-丙二醇、二羥基丙酮等有機(jī)中間體，在高分子合成中(如化妝品、樹脂等)有著重要的應(yīng)用。我國甘油一直處于供不應(yīng)求的狀況，尤其是高純度甘油(99.5％)幾乎全部依靠進(jìn)口。例如申請人檢索到的申請?zhí)枺?00810210495.5，申請人：羅門哈斯公司，申請日2008.8.14，名稱“對來自生物柴油生產(chǎn)的甘油進(jìn)行純化的方法”，公開了將粗甘油和酸混合，再處理甘油層進(jìn)行純化的方法。申請人：羅狄亞聚酰胺特殊品有限公司，申請?zhí)枺?00980122493.3申請日：2009-05-18，名稱“純化粗甘油的方法”，公開了將粗甘油與酮和醛類型的特定有機(jī)化合物反應(yīng)，進(jìn)行純化的方法。以上均是通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的純化方法，缺點是添加大量的化學(xué)試劑來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，引入的化學(xué)試劑導(dǎo)致工藝處理復(fù)雜，化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)物較難處理等。申請人進(jìn)一步檢索到申請人：羅門哈斯公司，申請?zhí)枺?00710300523.8申請日：2007-12-20，名稱“純化甘油的方法”，公開了一種無需化學(xué)反應(yīng)，使用凝膠型酸性離子交換樹脂珠粒從粗甘油中分離脂肪酸鹽和無機(jī)鹽的方法。申請人：天長市康寧塑膠科技有限公司，申請?zhí)枺?01410136925.9申請日：2014-04-04，名稱“一種甘油的純化生產(chǎn)工藝”，公開了通過多重蒸餾冷凝的步驟對粗甘油進(jìn)行過濾進(jìn)行純化的方法，上述這類方法不需要通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行純化甘油，缺點是離子交換樹脂壽命短、多重蒸餾冷凝耗能大，這導(dǎo)致上述工藝經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)。因此，在開發(fā)生物柴油的同時，聯(lián)產(chǎn)其高附加值產(chǎn)物高純度甘油，不僅可以提高生產(chǎn)生物柴油過程中產(chǎn)物的綜合利用率和經(jīng)濟(jì)性，而且可以增加甘油的來源，緩解我國甘油市場的緊缺局面。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種生物柴油副產(chǎn)物粗甘油的純化方法，操作簡單，能耗低，設(shè)備要求低，產(chǎn)品純度高。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決技術(shù)問題：一種生物柴油副產(chǎn)物粗甘油的純化方法，包括以下步驟：
步驟一、制備用于純化生物柴油副產(chǎn)物粗甘油的陶瓷膜；
步驟二、使用含有所述陶瓷膜的分離裝置對生物柴油副產(chǎn)物粗甘油進(jìn)行處理，得到除去粗甘油中雜質(zhì)的膜滲透液以及含有粗甘油中雜質(zhì)的膜截留液；
步驟三、將所述膜截留液再進(jìn)入陶瓷膜分離裝置純化得到膜滲透液；
步驟四、將純化后的膜滲透液經(jīng)過樣品pH值的測定、甲醇含量的測定、色素吸收波長以及透光率的測定、鐵離子含量的測定，符合要求后直接作為下一步工業(yè)原料。
以上方法的所述步驟一中，所制備的陶瓷膜的截留分子量為200-5000Da，陶瓷膜的材料為氧化鋁、氧化鈦和氧化鋯中的至少一種。
所述步驟二中，陶瓷膜分離裝置的膜組件為中空纖維膜、板式膜、卷式膜和管式膜中的一種。
所述陶瓷膜分離裝置的操作溫度為65-95℃；操作壓力2-20bar；膜面流速在1-6m/s。
進(jìn)入陶瓷膜分離裝置前的原料液為生物柴油副產(chǎn)物粗甘油，pH值3-11，甲醇含量10-20％，透光率1-10％，鐵離子含量40-100mg/L。
所述步驟四中，純化后的膜滲透液的pH值3-11，甲醇含量0.5％-1％，透光率60％-90％，鐵離子含量在5％-10％。
本發(fā)明創(chuàng)新性的采用膜分離技術(shù)，具體說是陶瓷膜分離技術(shù)對生物柴油副產(chǎn)物粗甘油進(jìn)行純化處理，除去粗甘油中的雜質(zhì)，有益效果是：分離效率高、效果好、比現(xiàn)有工藝節(jié)省工藝流程、節(jié)省生產(chǎn)成本、節(jié)約人力投入，且陶瓷膜具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)、易再生、使用壽命長等優(yōu)點。
具體實施方式
一種生物柴油副產(chǎn)物粗甘油的陶瓷膜純化工藝，它包含：1、制備用于純化生物柴油副產(chǎn)物粗甘油的陶瓷膜；2、使用所述的陶瓷膜和陶瓷膜分離裝置對生物柴油副產(chǎn)物粗甘油進(jìn)行處理，除去粗甘油中的雜質(zhì)；3、處理后的粗甘油膜截留液再進(jìn)入陶瓷膜分離裝置純化；4、經(jīng)過陶瓷膜純化后的膜滲透液(精制甘油)直接作為下一步工業(yè)原料；5、使用pH計檢測粗甘油以及精制甘油的pH值；6、使用蒸餾法測定粗甘油以及精制甘油的甲醇含量；7、使用紫外-可見分光光度計確定所述甘油中色素的最大吸收波長，在此波長下測定粗甘油以及精制甘油的透光率；8、使用微波消解-ICP-MS法測定粗甘油以及精制甘油中的鐵離子含量。
實施例1
將異丙醇鋯、異丙醇和乙酰丙酮按摩爾比1:25:1.3的比例混合并攪拌，并置于冰浴中；再向其中加入與異丙醇鋯摩爾比為5：1的去離子水，混合并攪拌；最終將此溶液置于溫度為60℃的恒溫水浴中進(jìn)行反應(yīng)5h，獲得外觀透明的ZrO2聚合溶膠。
將上述溶膠與異丙醇按體積比1:6的比例稀釋配制成制膜液，將制膜液在γ-Al2O3載體表面涂膜。
將涂覆制膜液的載體干燥，升溫至450℃內(nèi)保溫5h后自然降溫，制得用于生物柴油副產(chǎn)物粗甘油的陶瓷膜純化工藝的陶瓷膜。
取生物柴油副產(chǎn)物粗甘油，使用pH計檢測粗甘油pH值為3.8、使用蒸餾法測定粗甘油甲醇含量為18.9％、使用紫外-可見分光光度計確定甘油中色素的最大吸收波長，在此波長下測定粗甘油的透光率為6％、使用微波消解-ICP-MS法測定粗甘油中鐵離子含量為86mg/L；使用1000Da、61通道管式的氧化鋯陶瓷膜及陶瓷膜裝置對生物柴油副產(chǎn)物粗甘油進(jìn)行處理，陶瓷膜裝置的操作溫度為90℃、操作壓力為15bar、膜面流速為4m/s，除去粗甘油中的雜質(zhì)；處理后的粗甘油膜截留液再進(jìn)入陶瓷膜分離裝置純化；經(jīng)過陶瓷膜純化后的膜滲透液(精制甘油)使用pH計檢測精制甘油的pH值為3.8、使用蒸餾法測定精制甘油的甲醇含量為0.8％、使用紫外-可見分光光度計確定甘油中色素的最大吸收波長，在此波長下測定精制甘油的透光率為83％、使用微波消解-ICP-MS法測定精制甘油中鐵離子含量為8mg/L，可作為下一步工業(yè)原料。
實施例2
本實施例中制備陶瓷膜的方法與實施例1相同，不再贅述。
取生物柴油副產(chǎn)物粗甘油，使用pH計檢測粗甘油pH值為7.5、使用蒸餾法測定粗甘油甲醇含量為15.3％、使用紫外-可見分光光度計確定甘油中色素的最大吸收波長，在此波長下測定粗甘油的透光率為8％、使用微波消解-ICP-MS法測定粗甘油中鐵離子含量為73mg/L；使用3000Da、37通道管式的氧化鈦陶瓷膜及陶瓷膜裝置對生物柴油副產(chǎn)物粗甘油進(jìn)行處理，陶瓷膜裝置的操作溫度為85℃、操作壓力為10bar、膜面流速為5m/s，除去粗甘油中的雜質(zhì)；處理后的粗甘油膜截留液再進(jìn)入陶瓷膜分離裝置純化；經(jīng)過陶瓷膜純化后的膜滲透液(精制甘油)使用pH計檢測精制甘油的pH值為7.5、使用蒸餾法測定精制甘油的甲醇含量為0.9％、使用紫外-可見分光光度計確定甘油中色素的最大吸收波長，在此波長下測定精制甘油的透光率為67％、使用微波消解-ICP-MS法測定精制甘油中鐵離子含量為10mg/L，可作為下一步工業(yè)原料。
除上述實施外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。