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基礎(chǔ)油脂應(yīng)用下的化學(xué)工程論文

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基礎(chǔ)油脂應(yīng)用下的化學(xué)工程論文

1原料

脂肪酸特別是硬脂酸是一種應(yīng)用很廣泛的有機(jī)工原料,是基礎(chǔ)油脂化學(xué)品中總產(chǎn)量最高的。其應(yīng)用涉及到橡膠工業(yè)、塑料工業(yè)、涂料工業(yè)、紡織工業(yè)、食品工業(yè)、表面活性劑工業(yè)、日化工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)等。原料主要是MVO和Tallow,MVO分為MVO(ST),即ST:PKO=9:1,MVO(BST),即BST:PKO=9:1,其中BST為70%PO與30%ST的混合。Tallow即為牛羊油(OL),大豆油(SBO),椰子油(CNO),非KOCI的主要原料,但有時(shí)客戶會有需求。油脂按熔點(diǎn)不同冷凍結(jié)晶分離,不同熔點(diǎn)產(chǎn)品分為固體脂、液體油,棕櫚油(PO)--從棕櫚果肉中制取出49%,棕櫚仁油(PKO)—從棕櫚仁中制取出50%,棕櫚油(PO)的熔點(diǎn)37℃分提后制得固體棕櫚油(ST)熔點(diǎn)52℃,液體棕櫚油(OL),熔點(diǎn)20℃。

2常見脂肪酸結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

C12-0月桂酸,CH3(CH2)10COOH,IV-0;m.p44℃C16-0軟脂酸、棕櫚酸,CH3(CH2)14COOH,IV-0;m.p63℃C18-0硬脂酸,碳十八酸,CH3(CH2)16COOH,IV-0;m.p70℃C18-1油酸,c-9十八碳烯酸CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHIV-90;m.p16℃C18-2亞油酸,c-9,c-12十八碳二烯酸,CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOHIV-181;m.p-5℃C18-3亞麻酸,c-9,c-12,c-15十八碳三烯酸,IV-273;m.p-11℃CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

3主要生產(chǎn)工藝--水解

脂肪與水的混合物在一定條件下(酸或堿或酶的催化下,一定溫度)可以生成脂肪酸和甘油,部分水解還可生成單甘酯和二甘酯。脂肪酸生產(chǎn)過程由油預(yù)處理,水解,脂肪酸分餾,蒸餾和加氫等部分組成。油壓水解過程中常用的是常壓催化水解法,催化和非催化中壓水解,非催化高壓連續(xù)逆流水解三種形式。最先進(jìn)的是酶催化水解,因?yàn)橛行┓矫孢€不完善,例如費(fèi)時(shí),沒有被廣泛使用,且沒有形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。常壓水解法具有設(shè)備簡單,所需的壓力,投資少的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長,占地面積大,蒸汽消耗大面積,水解率低,回收成本高和廢物中甘油低。催化壓力或催化水解是常用的脂肪酸的生產(chǎn)技術(shù),優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)周期短,蒸汽消耗少,工藝用水少,生產(chǎn)成本低,操作簡單,可生產(chǎn)淺色脂肪酸等,但設(shè)備投資和消費(fèi)相對較大。連續(xù)非催化高壓回流酸水解是當(dāng)代先進(jìn)的生產(chǎn)工藝生產(chǎn),其顯著優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn),生產(chǎn)周期短,熱效率高,蒸汽消耗,低生產(chǎn)成本較低,但原料水解適應(yīng)的經(jīng)營范圍,并且困難包括昂貴的設(shè)備的投資。在脂肪酸加氫技術(shù),國外已經(jīng)引起對環(huán)管反應(yīng)器技術(shù)的積極實(shí)施,增加了氣體,固體和液體相反應(yīng)的質(zhì)量,縮短反應(yīng)時(shí)間,提高了產(chǎn)品產(chǎn)量的收益。氫化是指在催化劑(如鎳)存在下,高壓下,氫氣和脂肪酸中的不飽和脂肪酸發(fā)生反應(yīng)(加成),氫加到雙鍵上,使飽和度提高。蒸餾是指除去高沸點(diǎn)和低沸點(diǎn)雜質(zhì)以及有氣味的物質(zhì)。分餾是指一些特殊產(chǎn)品需要99%的純度特制餾分,得到單離脂肪酸。蒸餾與分餾的方法都是在高真空,較低溫度條件下,最短滯留時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。脂肪醇是基礎(chǔ)油脂化學(xué)的品種的基礎(chǔ)上第二大產(chǎn)品,化工行業(yè)也推動油脂的主要品種生長。20世紀(jì)80年代后期,我國已看到脂肪醇對發(fā)展合成洗滌劑的重要性,由于種種原因,我國以石油為主要原料的脂肪醇未充分發(fā)揮裝置能力。到目前為止,在洗滌產(chǎn)品中使用的仍然主要是天然脂肪醇脂肪醇。天然脂肪醇生產(chǎn)方法有:油脂直接加氫,脂肪醇加氫和脂肪酸甲酯的高壓加氫制醇。油脂直接加氫是將經(jīng)過脫膠,脫酸的油脂,并在310-325℃,24•5兆帕條件下加氫。期間,由于其易于脫水反應(yīng),甘油,以及聚集和對困難的缺點(diǎn)過濾現(xiàn)象,使脂肪醇生產(chǎn)企業(yè)目前不使用此方法。脂肪酸甲酯高壓制天然脂肪醇工藝在德國Henkel公司具有的更先進(jìn)的技術(shù),它使用26兆帕,260℃-300℃制脂肪醇。寶潔公司在催化劑懸浮床加氫工藝是典型的公司,因?yàn)閭鹘y(tǒng)工藝仍是脂肪醇生產(chǎn)廠世界的主宰。甲基配合高壓(25-30兆帕)和甲醇毒性問題不可避免,所以出現(xiàn)了國外脂肪酸直接高壓加氫和低壓加氫制備脂肪醇的技術(shù)。

4產(chǎn)品用途

4.1硬脂酸

用途:在橡膠行業(yè)主要以硬脂酸、硬脂酸鹽、硬脂酸酯的形式應(yīng)用,日化行業(yè)以硬脂酸、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸酯的形式應(yīng)用,塑料工業(yè)以硬脂酸鹽、酯、酰胺等形式在塑料產(chǎn)品中應(yīng)用,拋光材料是以硬脂酸酯、硬脂酸鹽及多種級別的硬脂酸形式應(yīng)用,紡織、印染行業(yè)通常以鉀鹽/鈉鹽、酯類、胺類、形式廣泛應(yīng)用在柔軟劑、抗靜電劑、消泡劑、印染助劑中,造紙與文教用品以酯類、酰胺、AKD(烷基烯酮二聚體)的形式作為消泡劑、表面施膠劑使用,蠟燭工業(yè)起硬化、收縮作用,防止蠟燭在燃燒過程的滴淚及變軟,另外一個(gè)作用是達(dá)到某些國家對蠟燭中可再生資源的使用要求,而在醫(yī)藥及食品工業(yè)主要以酯類的形式作為醫(yī)藥工業(yè)賦型劑,做膏、乳、栓劑的基質(zhì),以酯類的形式作為食品乳化劑使用,對于其他工業(yè),硬脂酸在活性碳酸鈣、鑄造行業(yè)、蠟燭、防水劑、膠粘劑等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

4.2甘油

用途:日化行業(yè)如透明皂,化妝品,沐浴露,牙膏,醫(yī)藥行業(yè)如復(fù)方甘油,硝酸甘油,開賽露,脂肪乳劑,膏劑,栓劑等基質(zhì)。煙草工業(yè)如涂料/油墨工業(yè)食品:甜味劑,口香糖,單甘酯,飲料,香料溶劑,潤滑劑如儀表潤滑等。

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