棕榈油脱臭馏出物制备生物柴油的研究_化学_自然科学_专业资料

1、棕禍油脱臭憎出物制备生物柴油的研究柯中炉1 ,奚立民2 ,楼建华杨亦文“，任其龙1(1.浙江大学二次资源化工国家专业实验室 浙江杭州310027;2.台州职业技术学院生物与化学工程系，浙江台州318000)摘要：植物汕脱臭簡i幽屮除了含冇生育酚、笛聘等外，还含冇大量的游离脂肪酸。在天然生育酚的提取 过程中产生大最的副产物脂肪酸甲酯。脂肪酸甲酯经过精制得到生物柴油，使油脂脱臭馆出物得到综合利 用。木文以棕牺汕脱臭係岀物提取天然生育酚后的副产物为原料，采川高真空蒸係方法粘制脂肪酸甲酯。 考察了系统ir力、温度及流量等操作条件的影响，得出最佳蒸係条件为：系统压力越低对分离越有利，温 度1809,流量

2、1014ml/min,月旨肪酸甲酯(fames)回收率为92.44%。分析了脂肪酸甲酯的各指标,如游 离甘汕和总甘汕含量、酸价、粘度、闪点、蒸懈温度等。结果表明粘制后的脂肪酸中酯质量指标达到了生 物柴油的质量标准。关键词：生物柴汕；脱臭啊出物；高真空蒸馆；脂肪酸屮酯文章编号:中图分类号：tq645.9; te667文献标识码：apreparation of biodiesel from palm fatty acid distillateke zhonglu1, xi limin2, lou jianhua1, yangyiwen1 ren qilong1(1. zhejiang univer

3、sity, national labonuory of secondary resources chemical engineering,hangzhou 31 (x)27, china2. taizhou technical college, departement of biological and chemical engineering, taizhou 318000, china )abstract: vegetable oil deodorizer distillates contain abundant free fatty acids besides tocopherols,

4、phytosterols, etc. fatty acid methyl esters (fames) were produced during the production of natural tocopherols biodiesel may be prepared by the purification of fames. in this paper, fames were purified by high vacuum distillation, using the by-product produced after the extraction of natural tocophe

5、rols from palm fatty acid distillates as the raw material operaiion conditions, e.g，pressure, temperature, and flow rate, were investigated. the lower the pressure is, the more beneficial to the sepiiration. the optimal temperature and flow rate were 180°c and 10-14 ml/min, respective!y. the re

6、covery of fames was 92.44% the properties of fames, e.g., free glycerol content, total content of glycerol, acid value, viscosity, flashpoint, etc. were and analyzed the result showed that thepurified fames might be used as biodiesel.key word： biodiesel, deodorizer distillate, high vacuum引言植物油脱臭憎出物是

7、油脂加工脱臭过 程产生的副产品。脱臭谓出物屮富含天然维 生素e,是天然维牛素e的主要來源，天2006-08-收到初稿联系人：杨亦文.第一作者:柯中炉(1981)男,硕士研究生. received date:2006-08corresponding author: yang yiwene-mail: ceywyangdistillation, fatty acid methyl esters然维生索e(生育酚)具冇许多生理功能、保 健作用和抗氧化性，在医药、食品、化妆站 等行业中得到广泛的应用2讥浙江大学二 次资源化工国家专业实验室开发成功了以 脱臭锚出物为原料，经过甲酯化、吸附分离 提収高含量

8、天然生育酚的工艺。然而，在 天然牛育酚的提取过程小产牛大量的副产 物，主要成分是脂肪酸甲酯。文献报道，脂 肪酸甲酯经过精制可以得到牛物柴汕乐61 o 木文以棕制汕脱臭馆出物提取天然生冇酚 示的副产物为原料，采用高真空蒸馅方法精 制脂肪酸甲酯，使棕樞汕脱臭懈岀物得到充 分利用。考察了系统压力、温度及流量等操 作条件的影响。1实验材料和方法1.1材料1.1.1实验设备徳国u.i.c公司薄膜蒸憎设备，型号 dsl5,处理量0.52 kg/h,蒸发面积：约6 dm2；蒸憎温度200°c o1.1.2实验原料棕柵油脱臭馆ii1物提取生育酚后的副 产物，实验室口制。副产物中脂肪酸甲酯 (fame

9、s)含量为94.15%。1.2方法121蒸馆条件的选择蒸馆温度和压力是影响蒸憎效果的两 个重要因素。压力越低，物料越容易挥发到 气相屮，蒸係温度也可适当降低。在进行刮 膜式薄膜蒸谓时，进料速率将决定物料在蒸 发捲而上的停留时间，直接影响分子蒸馆的 效率和产品的纯度。刮板转速和进料温度也 是影响蒸憎效果的另两个因素，原料粘度决 定刮板转速和进料温度，由于棕制汕脱臭谓 出物酯化物的粘度较小，因此刮板转速和进 料温度的影响较小，不作为重点考杳因素。 1. 2. 2操作步骤严格按照蒸馆设备的操作规章进行实 验操作，试验前耍检查系统的密封性，注意 操作安全。将按最佳工艺条件精制的脂肪酸 甲酯样品送到中国

10、石化集团杭州炼油厂检 测分析。2实验结果与讨论薄膜蒸憎过程-般包括物料在加热表 面上形成液膜、液膜表面的自由蒸发、轻分 子向冷凝面运动和轻分子在冷凝面处被冷 凝四个步骤。本文以薄膜蒸懈后轻重组分 质量比r (轻组分指在冷凝曲冷凝部分，重 组分指没有蒸发的部分)作为主要指标， 来考察蒸憎压力、温度、进料流速等操作 条件的影响，以得到最优的工艺条件。2. 1系统压力的影响系统压力越低，分子的挥发度越大， 组分越容易被蒸出。本实验选用合适蒸徭 温度、进料流速，通过调节真空泵后的放 空阀开度来调节操作压力，考察轻、重组 分质量比r的变化。prcssurc/nibarfig. 1 effect of p

11、ressure on r (r=light compositions/heavy compositions)图1是在进料速率为9.77ml/min,蒸 馆温度为180°c,刮板转速300r/min,系统 压力对轻重组分比r的影响。从图中可以 看出，在相同蒸钿温度下，随着系统压力 的升高，轻重组分比r降低。这是因为原 料中较重的酯化物因压力升高而不再进入 轻相小。因此，在确定的蒸饰温度下，系 统压力越低对蒸出组分越冇利。2.2蒸馅温度的影响图2是在流m6 ml/min,系统压力0.17fig. 3 effect of flow rate on r2.4脂肪酸甲酯回收率mbar,刮板转速

12、300 r/min,不同蒸馆?温度下 所得到的不同轻重组分比r。蒸除轻组分时, 随着蒸钿温度的升高，轻重组分比r先是增 加，到170180°c后，继续升高温度,轻重 组分比r下降。这是因为开始时温度升高， 蒸发量不断增大，分子在冷凝而冷凝的数量 增大，轻重组分比增人；当温度升到一定程 度(170180°c)后，蒸发屋进一步增大， 气液分离不畅，部分轻组分夹带进入重相， 因此造成r的降低。说明温度影响的复杂性。脂肪酸屮酯回收率计算公式:r-fames% =*100%fig. 2 effect of temperature on r2.3进料流量的影响在进行蒸饰吋，进料流量将决

13、定物料在 蒸发壁而上的停留时间，肓接影响蒸懈的效 果和产品的纯度。图3是在系统压力0.17 mbar,蒸镭温度 为180°c,刮板转速300 r/min,不同进料流 量下所得到的不同轻重组分比r。当流量较 小时，由于刮板式薄膜蒸懈装置结构上的特 点，由于蒸发量较小，蒸发气体与冷凝面接 触前，己有部分轻组分在薄膜蒸係设备顶部 冷凝，直接落入重组分中，轻重比r鮫小； 当流量在1014 ml/min之间时，轻重相比r 相对稳定，说明进料流量在该区间对轻重相 比r的影响不明显，随着进料流量的继续增 人，物料在蒸发表面停留时间继续减小，受 热时间减小，蒸出的轻组分量也随之减少，m*r/(r +

14、 l)*fames， * 0()% m * fames%r*famesz%(r + l)* fames%其中：r蒸憎过程中轻重组分比fames%原料中脂肪酸甲酯含量fames' %轻相中脂肪酸甲酯含量 按照最佳的蒸谓条件为：蒸谓温度 180°c,系统压力0.17 mbar,进料流量10 14 ml/min,刮板转速300 r/mirio可以得到最 佳的脂肪酸t酯回收率为92.44%。2.5生物柴油性能比较表1列出了在最佳条件卜得到的轻和组 分的性质。从表1可以看出，木文制备的生物柴油 与美国生物柴汕标准astm d6751-03与欧 洲en 14214比较，除了硫酸盐灰分含量

15、(0.0339%)高于标准(0.02%)与游离甘油 含量(0.0392%)略高于标准(0.02%)夕卜, 其它都达到标准的要求。与我国0#柴汕(gb252-2000)比较，除了冷凝点(15°c) 高于0#柴油(4°c)夕卜，其它的指标都满足 标准的要求。因此，利用棕柵油脱臭懈出物 提収生育酚后的副产物为原料梢制成脂肪 酸t酯町以作为生物柴油來使丿ij ophysical-chemical propertiesastm d6751-03s500en142140#diesel（gb252-2000）biodieseldensity at 25*c/103kg.m 30.860-

16、0.9000.868viscosity at 40°c/mm.s'21.9-6.03.5-5.o3.0-8.04.36sulphur/%（wt）w（）.（）5（x）w （）.001w0.2flashpoint/°c2130>101$55153cetane number$47$51$45$47cold filter plugging point/ °cw415a cid/mgkoh.g1<0.8w0.5w70.368090% recovered /°cw360w335335sulfated ash content/%<0.02w0

17、.020.0339sheet copper corrosion （50°c，3h）w3w1w11free glycerol content/%<0.02w0.020.0392total content of glycerol/%<0.2400.2500.1642结论（马海乐）» et al.research progress of vitamin e and itstable 1 comparison of fuel properties本文以棕牺汕脱臭饰出物提取牛育酚 后的副产物为原料精制得到生物柴汕。1）采用薄膜蒸饰（处理量0.52 kg/h,蒸 发面积:约

18、6 dm2）来精制脂肪酸甲酯。 得到最佳的蒸憎条件为：蒸憎温度 180°c,系统压力0.17 mbar,进料流速 1014 ml/min,刮板转速300r/mino 在 该条件下，脂肪酸甲酯回收率为 92.44% o2）将精制成的脂肪酸甲酯与美国和欧盟生 物柴油标准及我国0#柴油比较，基本达 到标准的耍求,nj以作为生物柴油使用。referencesextraction and concentration j journal of jiangsu university of science and technology, 1998, 19（5）： 18-23.4 ren qi long （任其龙）” yang yiwen （杨亦文）,su yun （苏 公），el ai.（竽） extraction of high content mixed tocopherols p. cn1193997c, 2（）05-03-23.|5| fangrui ma, milford a. htm