酸法催化生產(chǎn)生物柴油過程的幾個(gè)關(guān)鍵問題研究.pdf

1、在生物柴油生產(chǎn)中，多種生物質(zhì)油脂資源屬于高酸值情形。液體硫酸直接催化高酸值油脂是生產(chǎn)生物柴油的傳統(tǒng)有效方式之一，但存在酸催化劑難以回收利用的問題，生產(chǎn)上多以熟石灰中和處理水油相并經(jīng)純化獲得甘油，整體過程不僅消耗了酸，并產(chǎn)生低價(jià)值副產(chǎn)品石膏。本研究提出一種新的研究思路用于分離甘油相中的甲醇、甘油和硫酸，并分別進(jìn)行催化劑硫酸和副產(chǎn)品甘油的脫水濃縮回收。在酸催化高酸值油脂制備生物柴油的基礎(chǔ)上，以精餾回收產(chǎn)物中的過量甲醇，而后以正己烷和水進(jìn)行雙

2、液相萃取促進(jìn)甲酯相和甘油相的分離，獲得的水相以酸阻滯分離其中的硫酸和甘油，最后以多效膜蒸餾對(duì)阻滯分離得到的含酸和甘油的兩股洗脫液分別進(jìn)行深度脫水濃縮，實(shí)現(xiàn)催化劑硫酸和甘油的回收利用。
　　研究結(jié)果表明，基于強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂的酸阻滯分離過程可以有效地分離雙液相萃取所得的甘油和硫酸混合水溶液。優(yōu)化條件下甘油和硫酸的分離度可達(dá)1.53，甘油收率為96.2％，相對(duì)應(yīng)的硫酸收率為95.3%；酸阻滯樹脂的使用壽命>100周期，適合長期使用

3、。本研究建立了溫差極化、濃差極化影響下多效膜蒸餾過程用于非揮發(fā)性溶質(zhì)水溶液濃縮過程的傳熱傳質(zhì)理論模型，并用于解釋多效膜蒸餾用于深度濃縮非揮發(fā)性溶質(zhì)甘油水溶液過程中的性能變化規(guī)律，建立的理論模型可很好地描述多效膜蒸餾濃縮甘油水溶液所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　對(duì)于濃度為10g/L的甘油溶液，經(jīng)多效膜蒸餾深度脫水可濃縮至400g/L，截留率可一直保持在99.9%以上；濃縮過程的最大膜通量和造水比分別為5.7 L/m2h和16.2，甚至當(dāng)甘油

4、溶液濃縮至400g/L時(shí)，造水比仍保持在4.6，這相當(dāng)于傳統(tǒng)六效蒸發(fā)器的節(jié)能效果。在甘油溶液濃縮至近300g/L時(shí)，膜通量和造水比均陡然降低；隨著甘油濃度的升高，其水溶液粘度的升高和水蒸汽分壓的降低是導(dǎo)致膜通量和造水比下降至關(guān)重要的原因。2k全因子設(shè)計(jì)分析顯示，熱料入口溫度是影響膜通量和造水比最顯著的因子。以150g/L的甘油溶液為料液，連續(xù)運(yùn)行60d的多效膜蒸餾過程性能穩(wěn)定。對(duì)于濃度為5wt%的硫酸溶液，經(jīng)多效膜蒸餾深度脫水可濃縮至4