一種高附加值皂角油角水解處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及脂肪酸利用領域，具體涉及一種使高酸值油脂中固相、油脂及水相分離的高附加值皂角油角水解處理方法，其包括下述步驟：步驟一：混合物料，所述的物料包括皂角和/或油角100重量份、陰離子表面活性劑0.5-1.5重量份，酸0.5-1.5重量份，水40-50重量份；步驟二：水解反應，將步驟一所得均勻混合的物料放入水解釜中，加溫至210-260℃，加壓至18-30PMa，保壓2~5小時；步驟三：油脂分離，將步驟二所得物料放入閃蒸罐中，使固相、油相與水相分離。本發(fā)明操作簡單、成本低、環(huán)境友好并且處理后可得到多種可利用產(chǎn)物，進一步提高生產(chǎn)收益。
【專利說明】一種高附加值皂角油角水解處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及脂肪酸利用領域，具體涉及一種使高酸值油脂中固相、油脂及水相分離的高附加值皂角油角水解處理方法。
【背景技術】
[0002]植物油精煉過程中會產(chǎn)生大量的油角、皂角，油角一般脂肪物含量在20-40%，皂角中總脂肪量則可達40-50%。針對油角、皂角的再回收利用，目前開發(fā)的有制備混合脂肪酸、油酸、硬脂酸、環(huán)氧增塑劑和生物柴油。對油角、皂角進行再利用，其預處理生成酸化油的步驟是必需的。
[0003]目前對于對油角、皂角的預處理普遍采用的為酸化法，即用7-10%的濃硫酸進行酸化處理,該方法存在較大的弊端，如一，由于采用濃度較大的濃酸會產(chǎn)生較大的污染，處理后的水是黑色的，PH約為2-3，該水必須經(jīng)過處理才可以排放，水處理約為240-380元/噸，極大的增加了該工藝的成本。二，由于加入酸，其中的固相物質(zhì)為碳化物無法再利用且無法分解，造成污染。三，產(chǎn)生的油相酸價較低，僅為110-120，后續(xù)的附加值較低。
[0004]近幾年來，針對酸化法的不足，也設計了一些新的工藝，如固相酸催化法(專利CN2010101167975.5)，亞臨界醋酸法(CN201210340293.9)，真空精餾法(CN201210064701.2)，酶法(CN201310185942.7)，但是這些方法均存在工藝流程復雜、催化劑不易獲得或成本較高等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡單、成本低、環(huán)境友好并且處理后可得到多種可利用產(chǎn)物，進一步提高生產(chǎn)收益的皂角水解處理方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所用的技術方案如下:
本發(fā)明包括下述步驟:
步驟一:混合物料，所述的物料包括皂角和/或油角100重量份、陰離子表面活性劑
0.5-1.5重量份，酸0.5-1.5重量份，水40-50重量份；
步驟二:水解反應，將步驟一所得均勻混合的物料放入水解釜中，加溫至210-260°C，加壓至18-30PMa，保壓2~5小時；
步驟三:油脂分離，將步驟二所得物料放入閃蒸罐中，使固相、油相與水相分離。
[0007]本發(fā)明所述的固相物質(zhì)過濾、烘干后得到粗蛋白粉；所述的油相物質(zhì)為酸價170^190的酸化油；所述的水相物質(zhì)的COD為2000(T30000mg/L。
[0008]本發(fā)明所述的陰離子表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉或十二烷基硫酸納。
[0009] 本發(fā)明所述的酸選自鹽酸、醋酸、硫酸、己酸、硝酸、乙酸、丙酸中的兩種或兩種以上。
[0010]本發(fā)明所述鹽酸的濃度為30-40%，所述醋酸的濃度為40-60%，所述硫酸的濃度為60-90%，所述己酸的酸價為300-350，所述硝酸的濃度為80_90%，所述乙酸的濃度為40-60%
o
[0011]本發(fā)明步驟一中所得混合物料的pH為5.5-7。
[0012]本發(fā)明步驟二中所述的水解釜為油脂高壓自循環(huán)裝置。
[0013]本發(fā)明所述的皂角油角選自植物油精煉后產(chǎn)生的油角、皂角、餐飲廢油或含高級脂肪酸的動物油脂。
[0014]本發(fā)明的實現(xiàn)高附加值皂角油角水解處理方法的反應系統(tǒng)包括混配罐、水解釜和閃蒸罐，所述混配罐的進料口設置于上口，所述混配罐的出料口與所述水解釜的進料口相連通，所述水解釜的出料口與閃蒸罐的進料口相連通；所述閃蒸罐設置有用于收集余熱蒸汽的上出口與混配罐加溫裝置相連。
[0015]本發(fā)明的實現(xiàn)高附加值皂角油角水解處理方法的反應系統(tǒng)所述的閃蒸罐的中間層與過濾機相連通。[0016]本發(fā)明的積極效果包括:
操作簡單，通過混配-水解-閃蒸產(chǎn)生固相、水相、油相物質(zhì)，并且催化劑均為常規(guī)工業(yè)原料，極易獲得。無需真空或亞臨界等復雜的工藝控制。
[0017]環(huán)境友好，本發(fā)明的催化劑均為常規(guī)工業(yè)原料，容易獲得，并且避免使用高濃度的強酸，處理后所得pH為5.5-7，COD值為20000-30000mg/L，可以進一步提取甘油，或作為沼氣引發(fā)劑，而無需特別處理。
[0018]附加值高，本發(fā)明得到的固相物質(zhì)為粗蛋白粉，蛋白含量在20%左右，可以作為飼料或有機肥的原料加以利用；本發(fā)明得到的油相物質(zhì)為酸價170-190的酸化油，可以作為脂肪酸或生物柴油的原料加以利用；本發(fā)明得到的水相物質(zhì)的COD值為20000-30000mg/L，可以進一步提取甘油，或作為沼氣引發(fā)劑。因此本發(fā)明水解法后所產(chǎn)生的物質(zhì)均可進一步利用，進一步增加了收益，縮小了成本。
[0019]生產(chǎn)效率高，本發(fā)明相對于目前廣泛使用的酸化法可以進一步提高產(chǎn)品收益，酸化法破壞蛋白而無法獲得粗蛋白粉，油相按55%的水分計得率為33%，酸價為110-120，水相需凈化處理無法利用。而本發(fā)明的方法中避免使用高濃度強酸從而避免了蛋白物質(zhì)的破壞，可以得到粗蛋白粉，油相按55%的水分計得率為37-39%，酸價為170-190，水相可以作為沼氣引發(fā)劑加以利用。并且本發(fā)明閃蒸罐中的余熱蒸汽還可以進一步回流如混配罐中作為加熱熱能，節(jié)約能源。
[0020]本發(fā)明的方法利潤比高，本發(fā)明相對于目前廣泛使用的酸化法可以進一步提高生產(chǎn)利潤，以酸化油市場價4000元/噸計算，酸化法的利潤為:(產(chǎn)出率33%X4000)+(固廢含油20-30%)120_ (加酸8%X 1000)80-(費用)100-水處理費用140-(皂角原料1200)= -80元/噸。本發(fā)明方法的利潤為:(產(chǎn)出率38%X4000)+ (粗蛋白粉100)-(催化劑100元)-(費用130)-(皂角原料1200) = 190元/噸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】[0022]由于本發(fā)明的方法中皂角入水解釜升溫100°C左右時產(chǎn)生粘稠狀態(tài)，機械無法循環(huán)，故本發(fā)明所使用的水解釜為可實現(xiàn)油脂高壓自循環(huán)裝置，例如專利CN201010549252.1所公開的油脂高壓自循環(huán)裝置，在該裝置中上下溫度不一致，根據(jù)重度差的原理，熱介質(zhì)只能在上面，因此能解決粘稠液體循環(huán)反應的難題。但是只要能實現(xiàn)粘稠液體循環(huán)的水解裝置均能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的方法，所以對具體設備的限制不應該成為對本發(fā)明方法的限制，只要使用該類水解裝置，使用本發(fā)明所涉及的催化方法及工藝流程，均屬于本發(fā)明所保護的范圍。
[0023]本發(fā)明所述的陰離子表面活性劑的作用為將物料充分乳化，由于化學特性活潑是陰離子表面活性劑所共有的特征，因此選擇任意一種陰離子表面活性劑作為皂角水解的催化劑均應屬于本發(fā)明所保護的范圍。優(yōu)選的由于十二烷基磺酸鈉還具有成本低的優(yōu)點，是本發(fā)明最優(yōu)選的催化劑。同樣，由于陰離子表面活性劑或十二烷基磺酸鈉在工業(yè)生產(chǎn)中具有普遍使用，不應由于其作為其他目的的使用而破壞本發(fā)明的專利性。
[0024]本發(fā)明所述的酸的作用為中和反應與皂角的酸化法中酸的中和酸化的作用不同，而且在本發(fā)明中酸的加入量非常小，本發(fā)明的水解液的pH為5.5~7，通常的為6.0，而酸化法中的PH值為2-3，本發(fā)明與皂角酸化法中酸的酸化作用有本質(zhì)區(qū)別，故不能因為本發(fā)明也使用了酸而將本發(fā)明視為酸化法，也不能據(jù)此破換本發(fā)明的專利性。
[0025]本發(fā)明各實施例中所使用的混配罐的型號為碳鋼材質(zhì)22立方，閃蒸罐的型號為碳鋼材質(zhì)25立方，蒸發(fā)器的型號為DTB。但是本發(fā)明對上述設備并沒有具體限制，只要能實現(xiàn)本發(fā)明方法各步驟的條件和目的即可，故只要使用該類設備，使用本發(fā)明所涉及的催化方法及工藝流程，均屬于本發(fā)明所保護的范圍。
[0026]實施例1
步驟一:混合物料，所述的物料包括皂角100重量份、十二烷基磺酸鈉I重量份、36%鹽酸0.1重量份、50%醋酸0.1重量份、90%硫酸0.8重量份、水50重量份。
[0027]步驟二:水解反應，將步驟一所得均勻混合的物料放入水解釜中，加溫至210°C，加壓至20PMa，恒溫恒壓反應3小時；
步驟三:油脂分離，將步驟二所得物料放入閃蒸罐中，使固相、油相與水相分離。
[0028]其中所得的固相物質(zhì)過濾、烘干后得到粗蛋白粉；所得粗蛋白粉為5000 g，得率5%;固相為粗蛋白粉，因無有害物質(zhì)，只進行了簡單的物理反應，并沒破壞蛋白的原有成分，故能用做飼料級蛋白使用和高級有機肥的原料。
[0029]所得油相物質(zhì)為酸價180的酸化油，得率為39% ;可進一步制備脂肪酸或生物柴油。
[0030]所述的水相物質(zhì)的COD為25000mg/L，水相因催化劑是弱酸性物質(zhì)故COD含量較
高，可做沼氣引發(fā)劑。
[0031]實施例2 -5及對比例1陰離子表面活性劑的篩選
實施例2-5及對比例1的混合物料如表1所示，工藝流程與實施例1相同。各實施例及對比例I的終產(chǎn)物如表2所示，其中對比例I為不加入表面活性劑的流程，由于缺少表面活性劑，導致各終 產(chǎn)品的品質(zhì)和得率均大幅度降低。因此陰離子表面活性劑的加入是必需的，而這在現(xiàn)有技術中不存在任何技術啟示。加入陰離子表面活性劑對最終產(chǎn)物的得率及品質(zhì)稍有影響，其中以加入十二烷基磺酸鈉的最佳。[0032] 表1實施例2-5及對比例I
【權(quán)利要求】
1.一種高附加值皂角油角水解處理方法，其特征在于其包括下述步驟: 步驟一:混合物料，所述的物料包括皂角和/或油角100重量份、陰離子表面活性劑0.5-1.5重量份，酸0.5-1.5重量份，水40-50重量份； 步驟二:水解反應，將步驟一所得均勻混合的物料放入水解釜中，加溫至210-260°C，加壓至18-30PMa，保壓2.5小時； 步驟三:油脂分離，將步驟二所得物料放入閃蒸罐中，使固相、油相與水相分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高附加值皂角油角水解處理方法，其特征在于所述的固相物質(zhì)過濾、烘干后得到粗蛋白粉；所述的油相物質(zhì)為酸價17(T190的酸化油；所述的水相物質(zhì)的 COD 為 20000-30000mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高附加值皂角油角水解處理方法，其特征在于所述的陰尚子表面活性劑選自十二烷基苯橫酸納、十二烷基橫酸納或十二烷基硫酸納。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高附加值皂角油角水解處理方法，其特征在于所述的酸選自鹽酸、醋酸、硫酸、己酸、硝酸、乙酸、丙酸中的兩種或兩種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高附加值皂角油角水解處理方法，其特征在于所述鹽酸的濃度為30-40%，所述醋酸的濃度為40-60%，所述硫酸的濃度為60-90%，所述己酸的酸價為300-350，所述硝酸的濃度為80-90%，所述乙酸的濃度為40-60%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高附加值皂角油角水解處理方法，其特征在于步驟一中所得混合物料的pH為5.5-7。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高附加值皂角油角水解處理方法，其特征在于步驟二中所述的水解釜為油脂高壓自循環(huán)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高附加值皂角油角水解處理方法，其特征在于所述的皂角油角選自植物油精煉后產(chǎn)生的油角、皂角、餐飲廢油或含高級脂肪酸的動物油脂。
9.一種實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的高附加值皂角油角水解處理方法的反應系統(tǒng)，其特征在于其包括混配罐、水解釜和閃蒸罐，所述混配罐的進料口設置于上口，所述混配罐的出料口與所述水解釜的進料口相連通，所述水解釜的出料口與閃蒸罐的進料口相連通；所述閃蒸罐設置有用于收集余熱蒸汽的上出口與混配罐加溫裝置相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高附加值皂角油角水解處理方法的反應系統(tǒng)，其特征在于所述的閃蒸罐的中間層與過濾機相連通。
【文檔編號】C11B13/02GK103666768SQ201310747599
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】楊玉贊 申請人:楊玉贊