[发明专利]一种利用生物柴油副产物甘油生产三醋酸甘油酯的方法

说明书

本发明提供了一种利用生物柴油副产物甘油制备三醋酸甘油酯的方法，该方法将生物柴油副产物甘油与醋酸、酸催化剂和有机苯类带水剂在反应精馏塔中进行酯交换反应，在塔顶采出反应生成的水，在塔釜得到粗三醋酸甘油酯；将所述粗三醋酸甘油酯在所述反应精馏塔中进行减压蒸馏，得到三醋酸甘油酯。采用本发明所提供的方法以生物柴油副产物甘油为原料，生产三醋酸甘油酯不需要使用醋酸酐即可使单甘油酯和1,3‑二甘油酯转化为三醋酸甘油酯，且所得三醋酸甘油酯具有较高的收率和纯度，降低了三醋酸甘油酯的生产成本，减少了废酸的产生，同时生物柴油副产物甘油得到有效利用，解决了纯甘油产能过剩的问题。

技术领域

本发明涉及油脂化工技术领域，尤其涉及一种利用生物柴油副产物甘油生产三醋酸甘油酯的方法。

背景技术

日益严重的能源危机使得发展可再生能源成为当今和未来的必然趋势，生物柴油是一种非常理想的可再生能源。生物柴油的制备中会产生副产物甘油，该副产物甘油为粗甘油，纯度较低，通常副产物甘油经精制提纯得到纯甘油，作为一般的化学试剂使用，但随着全球生物柴油产量的急剧扩张，其副产物甘油的产量也急剧增加，进而导致纯甘油试剂的供应大大超出了市场的需求，供大于求的矛盾突出，这已经成为制约生物柴油产业可持续发展的瓶颈。因此，寻找和开发甘油的新用途，将其作为原材料加工成其他产品，不但可以降低生物柴油的生产成本，提高综合经济效益，还可以解决甘油过剩的问题。

三醋酸甘油酯是一种良好的溶剂和增塑剂，可用于食品、香料和印染工业。以生物柴油生产废液中提取的甘油为原料来合成三醋酸甘油酯，不仅解决了生物柴油制备过程中的废液处理问题，同时获得了市场价值很高的产品，有助于企业降低生物柴油生产成本，增加利润。

目前，三醋酸甘油酯较为常用的生产技术是以纯甘油和冰醋酸为原料，在催化剂和带水剂的条件下，在间歇反应釜中生产三醋酸甘油酯粗品，所得三醋酸甘油酯粗品中大部分为单甘酯和1,3-二甘酯，因此，需要将得到的三醋酸甘油酯粗品再与醋酸酐进行深度酯化反应，通常生成单位摩尔量的三醋酸甘油酯需要消耗1～3摩尔当量的醋酸酐，而消耗一分子的醋酸酐的同时会产生一分子的醋酸，反应结束后需要分离生成的醋酸，才能得到三醋酸甘油酯纯品。这种工艺方法反应消耗的醋酸酐量较大，导致三醋酸甘油酯的生产成本较高；醋酸酐的使用中会产生大量的含酸废水，对环境不利；醋酸酐属于易制毒制剂，一定程度上也阻碍了三醋酸甘油酯的工业化推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用生物柴油副产物甘油生产三醋酸甘油酯的方法，该方法不需要使用醋酸酐，生产成本低，产生的废酸液少。

本发明提供了一种利用生物柴油副产物甘油生产三醋酸甘油酯的方法，包括如下步骤：

(一)将生物柴油副产物甘油与醋酸、酸催化剂和有机苯类带水剂在反应精馏塔中进行酯交换反应，在塔顶采出反应生成的水，在塔釜得到粗三醋酸甘油酯；

(二)将所述粗三醋酸甘油酯在所述反应精馏塔中进行减压蒸馏，得到三醋酸甘油酯。

优选的，所述生物柴油副产物甘油的纯度为85wt.％～98wt.％，所述生物柴油副产物甘油的pH值为7～8。

优选的，所述甘油与醋酸的摩尔比为1:3.5～5。

优选的，所述酸催化剂为对甲苯磺酸或质量浓度为95～98％的硫酸。

优选的，所述有机苯类带水剂为苯、甲苯或二甲苯。

优选的，所述甘油、酸催化剂、有机苯类带水剂的质量比为100:1～5:20～50。

优选的，所述反应精馏塔的塔板数量为10～20块。

优选的，所述酯交换反应包括如下步骤：

(1)先在塔釜温度为120～160℃的条件下全回流0.5～1.5h；然后在回流比为1～4的条件下，连续采出水；