粗甘油作为生物柴油副产品
相分离后得到的粗甘油流并非纯甘油,了解其组成及其重要性,是任何纯化方案的出发点,因为杂质谱因原料质量、催化剂类型和工艺配置的不同而存在差异。
粗甘油流的组成
粗副产品中的甘油浓度因生产和回收方式而异。除甘油外,其中还含有水、甲醇、甲酯、未反应的甘油酯、色素和气味物质、二聚体及其他微量化合物,以及与催化剂体系和中和过程相关的盐类。具体的盐负荷取决于所使用的催化剂和中和酸,含钾和含硫盐类被认为是降低粗甘油商业价值的因素。游离脂肪酸与碱性催化剂反应生成的过量皂类,也可能存在于反应产物中,并可能抑制生物柴油的后续加工,包括甘油分离和水洗工序。
纯化工序概述
纯化过程将甘油与挥发性组分、脂肪物质、固体、盐类及生色杂质分离。该生产指南将过滤或离心、蒸发、真空蒸馏和活性炭处理列为精制工序中可能采用的步骤。不同杂质需要不同的分离机制。加热可降低黏度,但热稳定性和实际设备限制仍需考量。所选工序及经济规模取决于进料副产品的性质和所需产出,历史装置产能示例并不构成普遍适用的投资门槛。
中和与盐管理的作用
在碱性生产路线中采用酸中和时,会产生影响后续纯化的盐类。中和酸的选择决定所生成盐的种类,而不同盐类在甘油相中的留存性、去除难易程度以及对下游市场潜力的影响各有不同。操作者应综合评估中和剂的成本及所生成盐对甘油纯化和价值的影响。含钾和含硫盐类尤其被认为是降低粗甘油质量的因素。
甲醇回收及其重要性
甲醇和碱性催化剂在极性甘油相中的溶解度高于在酯相中的溶解度,因此在甘油与生物柴油分离时,大部分甲醇和催化剂将随甘油相被带走,但相当一部分可能残留在酯相中,亦须予以回收。从两相中回收甲醇对于控制运营成本和降低环境影响均至关重要。甲醇的回收比乙醇容易得多,因为甲醇与水不形成共沸物,否则回收过程中的纯化将耗资不菲。甲醇极易燃烧,且可通过接触途径被迅速吸收,过量接触可导致失明及其他严重健康危害,因此甲醇的处理和回收需采取适当的危害控制措施。
质量与价值的综合考量
副产品的价值取决于其组成、目标市场以及达到买方要求所需的成本。甲醇、水、盐类、皂类和生色物质均可影响升级利用的选择。历史每磅价格或单一甘油百分比并不能反映当前的市场价值或盈利能力。去除上述杂质也不能自动确立药用或食品级适用性。此类用途需符合各自适用的规格要求并经过核实验证。本文阐述的是生物柴油副产品精制原理,而非用于生产受监管药用成分的经验证工艺。
甲醇-水精馏
在大气压(绝对压力101.325 kPa)下,甲醇和水不形成共沸物,与乙醇和水不同。精馏可提高甲醇浓度,不受共沸纯度极限的限制。纯度仍取决于塔的设计和操作,应使用实际压力下经过验证的汽液平衡数据。