1. 研究目的与意义
生物柴油是近年来迅速发展的一种生物质能源,与石化柴油相比,具有优良的环保性、较好的低温启动性和良好的可再生性等,受到了世界各国的高度重视,成为最受欢迎的石化柴油替代品。
目前在美国、欧洲和亚洲的一些国家和地区已开始建立商品化生物柴油生产基地,并把生物柴油作为代用燃料广泛使用。生物柴油生产过程中会产生大量副产物粗甘油,大约每生产1t生物柴油可产生100kg甘油。高纯度甘油是一种非常重要的工业原料,在食品、药品、化妆品和烟草等工业中被广泛应用。在生物柴油生产过程中,对副产物粗甘油进行充分地回收利用,提高其附加值,已经成为降低生物柴油生产成本的一条有效途径。但是,生产生物柴油得到的粗甘油含有杂质,能否进一步提纯,要看生产规模和净化设施,生产规模较大的厂家将粗甘油提纯后销售给其他工业市场。一般地,粗甘油纯化过程要经过过滤、提纯、添加化学添加剂、蒸馏等工艺,如果要用在食品、化妆品、药品等领域,还需要进一步处理，显然由此生产纯甘油的成本是十分昂贵的。
因此, 在大力开发、生产生物柴油的同时, 联产高价值副产物 高纯度甘油 ,不仅可以提高生产生物柴油过程中产物的综合利用率和经济性,而且可以增加甘油的来源 ,缓解我国甘油市场的紧缺局面。
2. 国内外研究现状分析
纯净的甘油是一种无色有甜味的黏状液体, 它是一种三元醇, 具有三元醇类物质的一般化学性质, 可以参与许多化学反应, 生成各种衍生物。由于甘油具有许多特殊的物理化学性质, 故被大量用作化工原料, 用于制造合成树脂、塑料、油漆、硝酸甘油、油脂和蜂蜡等, 用于制药、香料、化妆品、卫生用品等工业中。在化学工业中, 甘油被用于产生环氧氯丙烷、改性醇酸树脂和酚醛树脂等; 在医药工业中, 甘油被用作润滑剂; 在食品工业中, 甘油被用作甜味剂、乳化剂、保湿剂、烟草的吸湿剂和溶剂; 在国防工业中, 甘油是硝化炸药的原料和飞机、汽车燃料的抗冻剂; 在日化工业中, 甘油被用于牙膏和香精的生产; 此外, 甘油也被广泛用在造纸、皮革、玻璃纸和纺织工业中。
甘油的重要新用途是作为聚醚的一种成分, 用于制造聚氨基甲酸酯泡沫塑料。在聚合物的生产上, 甘油被用作某些单体聚合时的介质和添加剂。
目前，粗甘油精制的方法主要有离子交换法、减压蒸馏法和膜过滤法。离子交换法是首先用大量水将粗甘油稀释, 降低粘度后再经过多个阴阳离子交换树脂柱脱去溶液中的离子 ,最后再经过精馏脱水、除杂后得到甘油产品,此法由于加入大量的水, 在精馏过程中能耗较大 。膜过滤法适用于低浓度甘油水溶液的除杂, 而不适用于粘度较高的粗甘油。减压蒸馏法技术成熟,但粗甘油中的部分有色杂质未能除尽 ,使得甘油产品呈淡黄色(工业级甘油呈水白色)。
3. 研究的基本内容与计划
第1周 了解课题背景及意义，熟悉研究内容和实验方案，准备开题报告。
第2周 查阅相关文件资料。制定实验方案，设计工艺参数，开始实验。
第3-8周 对粗甘油进行纯化以及制备甘油钙
4. 研究创新点
以生物柴油副产的粗甘油为精制对象 ,利用先精馏,再脱色的处理方法可以制得合格的高纯度甘油产品 ,实验结果与 Aspen plus 模拟软件的计算结果相吻合 。回收的甲醇纯度为 99.5%, 收率为96 %。所得甘油产品纯度达到 99.5%, 色度值小于10 ,总收率为 91.97%, 达到高纯度甘油的品质要求 。本提纯工艺具有技术成熟, 能耗低,产品品质稳定等优点。
