一種植物油廢白土的回收工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種植物油廢白土的回收工藝，以提高了廢白土回收的經濟價值，主要包括以下處理步驟：廢白土油脂萃取、溶劑與油脂回收、油脂預酯化、油脂轉酯化、乙基酯/甘油靜置分離、乙基酯純化。經萃取處理后，可將廢白土與豆粉混和作為飼料，不僅大幅降低廢棄物處理量與費用，還可增加收益，由于廢白土所含的油脂較低，無自燃隱患；將廢白土中所含的油脂萃取出來后，可經酯化反應產生高價值的生物柴油，轉化率高于84%，且合乎美國生物柴油標準，極大地提高了回收油脂的經濟價值。
【專利說明】 一種植物油廢白土的回收工藝
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種植物油精制脫色制程所產的廢白土的回收再利用工藝。
【背景技術】
[0003]廢白土為植物油煉制中脫色過程的殘余廢棄物。脫色過程所添加酸性活性白土，視其制程的不同而異，約為植物油的0.7^1.2%。根據經驗值，每添加I噸白土，大約會產出1.2^1.4噸廢白土，廢白土中包含約2(Γ40%的油脂、磷脂質、皂化物、色素、微量元素及少許水份。據2006年美國農業部的統計資料，全世界每年生產I億I千萬噸植物油，若以平均1%的白土添加率推估，每年約需使用8(Γ130萬噸活性白土，同時產生約10(Γ180萬噸廢白土，其中所含油脂推估約有3(Γ50萬噸。然而，由于所含的油脂質量不佳，不適于食用，經濟價值低，因此多未回收利用，且廢白土中因含有油脂，于常溫下容易自燃，造成廢棄物處理上的困擾。目前常見的廢白土處理方式有:1、作為有機堆肥原料，然而由于廢白土含脂率高，堆肥時間較長；2、將廢白土通以空氣，在高溫下將廢白土中的油脂燒掉后，再將去除油脂的白土循環使用，然而油脂并未充分利用，相當浪費。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種植物油廢白土的回收工藝，以提高了廢白土回收的經濟價值。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
一種植物油廢白土的回收工藝，包括如下步驟:
(1)廢白土油脂萃取:將廢白土中的植物油脂以萃取方式脫附出來，使廢白土的油脂率低于2% ；
(2)溶劑與油脂回收:將萃取溶劑與油脂經分餾方式分離，分別回收萃取溶劑與油脂，回收的萃取溶劑重復利用；
(3)油脂預酯化:將乙醇與硫酸加入萃取后的油脂中，其中乙醇與油脂的摩爾比為8?9，硫酸與油脂的重量比為0.0Γ0.02，反應將油脂中的游離脂肪酸酯化，使油脂中游離脂肪酸的含量降至2%以下；
(4)油脂轉酯化:將乙醇與堿性催化劑加入預酯化后的油脂中，乙醇與油脂的摩爾比為12，堿性催化劑與油脂的重量比為0.0f0.02，轉酯化反應時間為30min，反應溫度為600C?80°C之間，將油脂轉化為乙基酯和甘油；
(5)乙基酯/甘油靜置分離:將轉酯化后產物乙基酯與甘油靜置，讓比重較大的甘油經重力作用沉積至底部，與比重較輕的乙基酯分離；
(6)乙基酯純化:與甘油分離后的乙基酯經中和、水洗、油水分離、蒸餾步驟，去除殘余的堿性催化劑、乙醇和水；中和所使用的藥劑為醋酸，且醋酸與油脂的重量比為0.015、.03 ;水洗所使用的水量與油脂的摩爾比為3、；蒸餾的溫度在105°C ?120°C之間。
[0006]進一步，在步驟(3)油脂預酯化后，需在105°C ?120°C下經過分餾程序將殘余的乙醇和水從油脂中去除，使油脂中水分含量降至0.5%以下。
[0007]進一步，步驟(I)中的油脂萃取方式為超臨界萃取，所使用的溶劑為二氧化碳，操作壓力為400pa?850pa，溫度為60°C?90°C。
[0008]進一步，步驟(3)中油脂預酯化反應溫度在30°C?65 °C之間，反應時間為3(Tl20min。
[0009]本方案的有益效果在于:經萃取處理后，可將廢白土與豆粉混和作為飼料，不僅大幅降低廢棄物處理量與費用，還可增加收益，由于廢白土所含的油脂低于2%，無自燃隱患；將廢白土中所含的油脂萃取出來后，可經酯化反應產生高價值的生物柴油，轉化率高于84%，且合乎美國生物柴油標準，極大地提高了回收油脂的經濟價值。
【具體實施方式】
[0010]本發明一種植物油廢白土的回收工藝主要包括以下處理步驟:(I)廢白土油脂萃取、(2)溶劑與油脂回收、(3)油脂預酯化、(4)油脂轉酯化、(5)乙基酯/甘油靜置分離、(6)乙基酯純化。各步驟說明如下:
(I)廢白土油脂萃取:將廢白土中的植物油脂以萃取方式脫附出來，萃取方式為超臨界萃取，所使用的溶劑為二氧化碳，操作壓力為400pa?850pa，溫度為60°C?90°C，萃取后使廢白土的油脂率低于2%。
[0011](2)溶劑與油脂回收:將萃取溶劑與油脂經分餾方式分離，分別回收萃取溶劑與油月旨，回收的萃取溶劑重復利用。
[0012](3)油脂預酯化:將乙醇與催化劑硫酸加入萃取后的油脂中，其中乙醇與油脂的摩爾比為8?9，硫酸與油脂的重量比為0.0Γ0.02，油脂預酯化反應溫度在30°C?65°C之間，反應時間為3(Tl20min。反應將油脂中的游離脂肪酸酯化，使油脂中游離脂肪酸的含量降至2%以下；油脂預酯化后，需在105°C ?120°C下經過分餾程序將殘余的乙醇和水從油脂中去除，使油脂中水分含量降至0.5%以下。脂肪酸與乙醇進行預酯化反應方程式為:RC00CH3+C2H50H — RCOOC2H5，其中R官能基為含10-24個碳的飽和或不飽和直鏈或支鏈碳氫(經)基(CnHm, n=10_24, m=2n_6?2n+2)。
[0013](4)油脂轉酯化:將乙醇與堿性催化劑加入預酯化后的油脂中，乙醇與油脂的摩爾比為12，堿性催化劑與油脂的重量比為0.0Γ0.02，轉酯化反應時間為30min，反應溫度為600C?80°C之間，將油脂轉化為乙基酯和甘油。該步驟主要是植物油脂與乙醇進行轉酯化反應，反應方程式為=C3H5 (OOCR) 3+3C2H50H — 3RC00C2H5+C3H5 (OH) 3，其中 R 官能基為含 10-24個碳的飽和或不飽和直鏈或支鏈碳氫(烴)基(CnHm，n=10-24, m=2n_6?2n+2)。
[0014](5)乙基酯/甘油靜置分離:將轉酯化后產物乙基酯與甘油靜置，讓比重較大的甘油經重力作用沉積至底部，與比重較輕的乙基酯分離。
[0015](6)乙基酯純化:與甘油分離后的乙基酯經中和、水洗、油水分離、蒸餾步驟，去除殘余的堿性催化劑、乙醇和水；其中，中和所使用的藥劑為醋酸，且醋酸與油脂的重量比為
0.015、.03 ;水洗所使用的水量與油脂的摩爾比為3、；蒸餾的溫度在105°C ?120°C之間；經純化后制得合格的生物柴油(乙基酯)。
[0016]下面以實驗方式驗證本方案效果:
以大豆油純化所產生的廢白土為樣品，以超臨界萃取方式將油脂從廢白土中萃取出來。
[0017]預酯化反應實驗如下:取萃取后油脂10g于反應槽中進行預熱至60°C，將乙醇42g (醇油摩爾比為8)和硫酸Ig(硫酸與油脂的重量比為0.01)混合，再由反應槽進樣口加入乙醇與硫酸混合液，開始預酯化反應，在60°C條件下進行反應I小時。
[0018]實驗中油水分離方式為:將反應后樣品放入分液漏斗靜置分離30分鐘，利用油和水密度的差異將油水分離。以溫度60°C水洗出油中殘余過多的乙醇和所添加的硫酸，再用分液漏斗分離油和水。
[0019]以氫氧化鉀(KOH)測定油中的酸價是否達到堿制程轉酯化條件，若酸價未降低到6 mg KOH/g以下時,貝U重復上述步驟，直到酸價降低至6 mg KOH/g以下。
[0020]轉酯化反應1:取以預酯化油脂10g于反應槽中進行預熱至60°C，以醇油摩爾比12和氫氧化鈉lg(氫氧化鈉與油脂的重量比為0.01混合反應生成甲基鈉和水，再由反應槽進樣口加入乙醇和氫氧化鈉混合液，開始轉酯化反應；在反應條件下進行轉酯化反應30分鐘。
[0021]轉酯化反應2:取以預酯化油脂10g于反應槽中進行預熱至70°C，以醇油摩爾比12和氫氧化鈉lg(氫氧化鈉與油脂的重量比為0.01混合反應生成甲基鈉和水,再由反應槽進樣口加入乙醇和氫氧化鈉混合液，開始轉酯化反應；在反應條件下進行轉酯化反應30分鐘。
[0022]轉酯化反應3:取以預酯化油脂10g于反應槽中進行預熱至80°C，以醇油摩爾比12和氫氧化鈉lg(氫氧化鈉與油脂的重量比為0.01混合反應生成甲基鈉和水,再由反應槽進樣口加入乙醇和氫氧化鈉混合液，開始轉酯化反應；在反應條件下進行轉酯化反應30分鐘。
[0023]將反應后樣品放入分液漏斗靜置分離60分鐘，利用乙基酯與甘油密度的差異將兩者分離。取醋酸2 g于200ml水混合，將醋酸混合液倒入乙基酯中和，再以溫度60°C水洗出油中殘余催化劑，利用分液漏斗分離。
[0024]經測得:轉酯化反應1、2、3三種情況下的生物柴油轉化率分別為84.5%,85.2%和85.4%，油脂轉化率非常高。所生成的生物柴油特性為:25°C密度為0.88 kg /L，40°C黏度為3.8cSt，硫300ppm，酸值< 0.5，符合美國生物柴油標準(ASTM D6752)。
[0025]以上的實施例只是在于說明而不是限制本發明，故凡依本發明專利申請范圍所述的方法所做的等效變化或修飾，均包括于本發明專利申請范圍內。
【權利要求】
1.一種植物油廢白土的回收工藝，其特征在于:包括如下步驟: (1)廢白土油脂萃取:將廢白土中的植物油脂以萃取方式脫附出來，使廢白土的油脂率低于2% ； (2)溶劑與油脂回收:將萃取溶劑與油脂經分餾方式分離，分別回收萃取溶劑與油脂，回收的萃取溶劑重復利用； (3)油脂預酯化:將乙醇與硫酸加入萃取后的油脂中，其中乙醇與油脂的摩爾比為8?9，硫酸與油脂的重量比為0.0Γ0.02，反應將油脂中的游離脂肪酸酯化，使油脂中游離脂肪酸的含量降至2%以下； (4)油脂轉酯化:將乙醇與堿性催化劑加入預酯化后的油脂中，乙醇與油脂的摩爾比為12，堿性催化劑與油脂的重量比為0.0f0.02，轉酯化反應時間為30min，反應溫度為600C?80°C之間，將油脂轉化為乙基酯和甘油； (5)乙基酯/甘油靜置分離:將轉酯化后產物乙基酯與甘油靜置，讓比重較大的甘油經重力作用沉積至底部，與比重較輕的乙基酯分離； (6)乙基酯純化:與甘油分離后的乙基酯經中和、水洗、油水分離、蒸餾步驟，去除殘余的堿性催化劑、乙醇和水；中和所使用的藥劑為醋酸，且醋酸與油脂的重量比為0.015、.03 ;水洗所使用的水量與油脂的摩爾比為3、；蒸餾的溫度在105°C ?120°C之間。
2.根據權利要求1所述的一種植物油廢白土的回收工藝，其特征在于:在步驟(3)油脂預酯化后，需在105°C ?120°C下經過分餾程序將殘余的乙醇和水從油脂中去除，使油脂中水分含量降至0.5%以下。
3.根據權利要求1所述的一種植物油廢白土的回收工藝，其特征在于:步驟(I)中的油脂萃取方式為超臨界萃取，所使用的溶劑為二氧化碳，操作壓力為400pa?850pa，溫度為60 0C ?90。。。
4.根據權利要求1所述的一種植物油廢白土的回收工藝，其特征在于:步驟(3)中油脂預酯化反應溫度在30°C?65°C之間，反應時間為3(Tl20min。
【文檔編號】C11B3/12GK104450205SQ201410523832
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年10月8日
【發明者】李彥峰, 資燕, 李嘉錫 申請人:佛山市天晟隆油脂化工有限公司