基礎(chǔ)油脂應(yīng)用下的化學(xué)工程論文

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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(huì)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(jiǎn)單，所需的壓力，投資少的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，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(jiǎn)單，可生產(chǎn)淺色脂肪酸等，但設(shè)備投資和消費(fèi)相對(duì)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(yíng)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(guó)外已經(jīng)引起對(duì)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(dòng)油脂的主要品種生長(zhǎng)。20世紀(jì)80年代后期，我國(guó)已看到脂肪醇對(duì)發(fā)展合成洗滌劑的重要性,由于種種原因，我國(guó)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(duì)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(guó)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(guó)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(jí)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(guó)家對(duì)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(duì)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(rùn)滑劑如儀表潤(rùn)滑等。