[发明专利]用于非水性液体的助滤剂

说明书

一种用于过滤非水性液体比如生物柴油以降低甾醇葡糖苷和/或饱和单甘油酯水平的方法。

技术领域

本发明涉及用于过滤非水性液体的方法。具体地讲，本发明涉及用于过滤非水性液体比如生物柴油的方法。

背景技术

鉴定和使用经济上可行的可再生能源一直是世界各国政府的政策目标。一种已得到推动和开发的可再生燃料来源为生物柴油。生物柴油之所以具有吸引力是因为其具有与石油基柴油燃料相似的特性。生物柴油可为替代风能、太阳能和乙醇衍生能源的理想能源，因为能源含量与资本需求的比率接近盈亏平衡点，这取决于石油衍生能源的价格。

生物柴油为一种净化的脂肪酸烷基酯形式，通常称为脂肪酸烷基酯(FAAE)。这些FAAE的生产通过动物或植物脂肪或油的酯交换或脂肪酸(包括在降解的脂肪或油中发现的游离脂肪酸(FFA))的酯化实现。该方法涉及在存在催化剂(比如氢氧化钠或氢氧化钾或甲醇盐)的情况下使三酰甘油与醇(一般地为甲醇)反应，导致称为“酯交换”的反应。或者，脂肪酸(包括在含有高水平FFA的降解脂肪或油中发现的脂肪酸，一般地称为“黄色油脂”、“棕色油脂”或“收集油脂(trap grease)”)在存在酸的情况下与醇(一般地为甲醇)反应，导致称为“酯化”的反应。当使用降解的脂肪或油作为原料时，在酯交换之前进行酯化，以促进脂肪酸转化成FAAE。然后通过闪蒸去除两个过程中未反应的甲醇，使得其可重新用于后续酯化和/或酯交换反应。

生物柴油还可衍生于三酰甘油酯(也称为“甘油三酯”)，后者可从植物来源和动物脂肪来源中获得，比如大豆油、菜籽油、棕榈油、椰子油、玉米油、棉籽油、芥子油、用过的食用油、来自废水处理厂的漂浮油脂、动物脂肪，比如牛油和猪油、皂料、原油，“黄色油脂”(即作为餐馆或其他食品机构准备食物的结果使用或产生的动植物油脂，所述餐馆或其他食品机构准备或烹制供人类食用的游离脂肪酸含量低于15%的食物)以及“白色油脂”(其提供主要源于猪肉和/或最大游离脂肪酸含量为4%的其他动物脂肪的脂肪)。

然而，简单地进行脂肪酸的酯化和/或酯交换不足以生产可用的生物柴油燃料。FAAE含有可能结晶、污染发动机，并给用户带来许多问题的杂质。因此，已经制定了法规以满足消费者的质量保证需求。大多数国家的政府均已制定了严格的商业生物柴油标准，包括美国政府的ASTM International's ASTM D6751和欧盟欧洲标准化委员会的EN 14214。

作为上述酯交换反应的结果，产生两种产物：脂肪酸烷基酯(FAAE) (一般地为脂肪酸甲酯(FAME))和甘油。甘油部分通过离心或重力沉降与FAAE部分分离，并且产生的FAAE通常称为“粗生物柴油”。粗生物柴油部分由含有在其可作为生物柴油进行商业销售之前必须去除的杂质的FAAE组成。这些杂质包括但不限于酒精、甘油、肥皂、残留催化剂、金属、游离脂肪酸、甾醇糖苷以及降低生物柴油稳定性的其他杂质。因此，在该过程中的这一点上，FAAE不能作为生物柴油进行商业销售直至达到适当的规格(例如ASTM D6751、EN 14214等)。

在生物柴油中，固体沉淀可在较低温度下发生。认为助于这种不合期望的沉淀的主要杂质包括甾醇葡糖苷和饱和单甘油酯。这种沉淀可能导致滤器阻塞和工具故障。这是一个公认的问题，并且目前使用称为“冷浸测试”的ASTM D7501对生物柴油进行评价。甾醇葡糖苷和饱和单甘油酯的直接测量往往困难且昂贵，因此行业选择了基于性能的测试D7501，该测试表征污染物导致滤器堵塞的倾向。

本发明的一个目的为提供一种助滤剂材料，其通过经吸附部分或完全去除植物基杂质比如甾醇葡糖苷和/或饱和单甘油酯来改善生物柴油的(寒冷天气)性能。如本文使用的“吸附”为来自环境流体相的分子附着于固体表面的倾向。这不应与术语“吸收”混淆，后者为当分子从环境流体扩散到固体中时产生的，而不是附着于固体的表面。

本发明人出人意料地发现，通过使用具有某些表面特性的助滤剂材料，则可获得改善的冷浸特性。

发明内容