环氧脂肪酸甲酯的制备工艺制造技术

技术编号:15499234 阅读:275 留言:0更新日期:2017-06-03 21:06
本发明专利技术涉及一种环氧脂肪酸甲酯的制备工艺,它包括:脂肪酸甲酯的制备、第一段环氧化反应、第二段环氧化反应、水洗、碱炼和水洗蒸馏步骤,它利用餐厨垃圾处理过程中分离的废油脂制备的脂肪酸甲酯作原料,以双氧水作为给氧体、甲酸作为载体,不使用无机中强酸作催化剂,采用两步环氧化工艺加碱炼脱酸方法制备出符合HG/T‑4390‑2012标准的环氧脂肪酸甲酯,从而降低了所排污水的酸值和COD值,并且本发明专利技术环氧脂肪酸甲酯的制备工艺具有设备简单、成本低、碱炼效率高、皂化率低等特点。

Process for preparing epoxy fatty acid methyl ester

The invention relates to an epoxy fatty acid methyl ester of the preparation process, it includes: preparation of methyl esters of fatty acids, the first period of epoxidation, second epoxidation, washing, alkali refining and washing distillation steps, it uses waste oil for preparation of fatty acid methyl ester from kitchen waste disposal process as raw material and with hydrogen peroxide as oxygen body, formic acid as the carrier, do not use strong inorganic acid as catalyst, acid prepared epoxy fatty acid methyl ester with HG/T 4390 2012 standard by two step ring oxidation process with alkali refining, thereby reducing the sewage water pH value and COD value, and the preparation process the invention of epoxy fatty acid methyl ester has the advantages of simple equipment, low cost, high efficiency, alkali saponification rate is low.

【技术实现步骤摘要】
环氧脂肪酸甲酯的制备工艺
本专利技术涉及一种环氧脂肪酸甲酯的制备工艺,具体涉及一种两段法制备环氧脂肪酸甲酯的工艺。
技术介绍
随着塑料制品的批量生产和广泛应用,各种助剂也应运而生,其中增塑剂的用量是各种助剂中最多的。增塑剂又被称为塑化剂,是工业上广泛使用的高分子材料助剂,在塑料加工中添加这种物质,可以使其柔韧性增强。目前市场上的增塑剂主要有DEHP、DIDP、DNOP、DINP、BBP、DBP等邻苯类物质,该类型增塑剂中由于含苯,长期接触会对健康产生威胁,欧盟REACH法规严格限制此类增塑剂的使用,所以安全环保的增塑剂是市场上迫切需求的助剂。环氧脂肪酸甲酯在常温下为浅黄色液体,是一种以天然植物油为原料的新型环保增塑剂,经过环保效率分析表明此产品在整个使用寿命中对环境具有最低的影响,经“SGS”检测本品中不含6个P等所有邻苯二甲酸盐及多环芳香烃,它能有效地替代邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。目前常用的合成环氧脂肪酸甲酯的方法是原位合成法,即在催化剂存在下直接进行环氧化反应。CN101284821A公开了一种基于离子液体催化的环氧脂肪酸甲酯制备方法。该方法利用离子液体代替最常用的浓硫酸作为环氧化反应的催化剂,具有反应速度快、后处理简单、催化剂重复使用等特点。但是,此方法制备的环氧脂肪酸甲酯的质量不稳定,环氧值在3.1—4.7的范围内变动,且部分环氧值低于3.7,不符合HG/T-4390-2012标准中的规定。CN102964314A公开了一种环氧脂肪酸甲酯的制备方法,该方法利用硫酸铝、浓硫酸和EDTA复合催化剂进行催化环氧化反应。此方法分为两步,先将甲酸氧化生成过氧甲酸,然后将过氧甲酸滴加到脂肪酸甲酯中,再加入复合催化剂进行环氧化反应。反应结束后离心除去水层,碱洗油层,最后真空脱水压滤得到产品。CN104557796A公开了一种利用地沟油为原料来制备环氧脂肪酸甲酯的方法,该方法首先将地沟油甲酯化,得到脂肪酸甲酯,然后利用水杨酸、双氧水、浓硫酸和复合催化剂来环氧化脂肪酸甲酯。以上公开专利都是在催化剂的作用下利用市场上不易购到的高浓度双氧水来环氧化脂肪酸甲酯,反应完毕通过离心进行油水分离,最后碱洗脱水来得到环氧产品。在上述专利文件中都提到了环氧值指标,未提及酸值、碘值、加热减量等HG/T-4390-2012标准中限定的指标。经过本专业技术人员试验,上述几种工艺得到环氧产品酸值、碘值都较高,不符合HG/T-4390-2012标准中规定的酸值、碘值的要求。而且碱洗过程容易皂化,需要消耗大量的水来洗涤,不经济不环保;另外,环氧脂肪酸甲酯会留有脂肪酸甲酯本身的颜色,需要加入脱色工序,才能得到色度合格的产品。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有的缺陷,而提供一种符合HG/T-4390-2012标准要求的环氧脂肪酸甲酯产品的制备工艺。它利用餐厨垃圾处理过程中分离的废油脂制备的的脂肪酸甲酯作原料,以双氧水作为给氧体、甲酸作为载体,不使用催化剂和无机中强酸,采用两步环氧化工艺加碱炼脱酸方法制备出符合HG/T-4390-2012标准的环氧脂肪酸甲酯。为了完成本申请的专利技术目的,本申请采用以下技术方案:本专利技术的一种环氧脂肪酸甲酯的制备工艺,它包括以下步骤:(a)、脂肪酸甲酯的制备将餐厨垃圾处理过程中分离出的废油脂经过除杂和脱水后,加入到搪瓷反应釜中,然后加入占废油脂质量20%的无水甲醇和占废油脂质量0.7%的氢氧化钠,在65℃温度下搅拌60分钟,反应生成粗脂肪酸甲酯和甘油;停止搅拌后,静置分层,反应釜中的液体分为上下两层,上层为粗脂肪酸甲酯,下层为甘油,排出下层的甘油后,用体积比为0.25%的乙酸溶液对粗脂肪酸甲酯进行酸洗1次,再用10%废油脂质量的65—70℃的自来水清洗2-3次,直到清洗水的pH为7;然后进行减压蒸馏脱除粗脂肪酸甲酯中的水分并检测其中的碘值和脂肪酸甲酯含量;其中:(b)、环氧化反应根据以下计算公式计算出碘值为a的100g的脂肪酸甲酯完全环氧化反应理论上所需的浓度28%双氧水质量b,和理论上所需的浓度85%工业甲酸的质量c,再按照脂肪酸甲酯的实际质量,计算出实际上所需的浓度28%双氧水质量,和实际上所需的浓度85%工业甲酸的质量;第一段环氧化反应:将一定量的脂肪酸甲酯和实际计算质量的50%—60%、浓度85%的工业甲酸加入搪瓷反应釜中进行搅拌,同时将搪瓷反应釜内的温度升至35℃,再将实际计算质量的100%—120%、浓度28%的双氧水滴加到上述混合液中,滴加完毕后,在50℃—65℃温度下搅拌1小时,关闭加热和搅拌,然后使反应产物在上述搪瓷反应釜中静置分层,排出下层酸水,得到第一段环氧化反应产物,排完下层酸水后进行搅拌,搅拌均匀后取样检测产物的碘值,再根据碘值和上述公式计算出第二段环氧化反应中工业甲酸和双氧水的实际所需加入量;第二段环氧化反应:向上述搪瓷反应釜内加入实际计算质量的50%—60%、浓度为85%的工业甲酸,同时将搪瓷反应釜内的温度升至35℃,再将实际计算质量的100%—120%、浓度28%的双氧水滴加到混合液中,滴加完毕后,在70℃温度下搅拌1小时后,关闭加热和搅拌,然后使反应产物在上述搪瓷反应釜中静置分层,排出下层酸水,得到第二段环氧化反应产物;(c)水洗将占第二段环氧化反应产物80%的水加入到上述搪瓷反应釜中进行搅拌30s后,静置分层,静置完成后排出下层酸水,再重复上述步骤二次,水洗三次后即可得到粗环氧脂肪酸甲酯,用氢氧化钾检测出粗环氧脂肪酸甲酯的油脂酸值;(d)碱炼根据下面公式计算出100g粗环氧脂肪酸甲酯进行碱炼理论所需氢氧化钠用量,再按照粗环氧脂肪酸甲酯的实际质量,计算出实际所需氢氧化钠质量将配制好的实际所需的2-6倍、1-3%氢氧化钠溶液加入到碱炼装置中,粗环氧脂肪酸甲酯通过进口管加入到浸在上述氢氧化钠溶液的分布器,并从分布器上的小孔出来形成油线柱进入上述氢氧化钠溶液中,粗环氧脂肪酸甲酯在浮力作用下穿越氢氧化钠溶液层上升,在上升过程中,油线柱因表面张力而逐渐转呈油珠,油线柱和油珠中的酸与氢氧化钠溶液中和,脱除酸值的粗环氧脂肪酸甲酯上升至恒位溢流管高度时,自动流出至接收罐中,碱炼完成后,将下层废氢氧化钠溶液从碱炼装置底部的碱液排放口排出,氢氧化钠溶液层到恒温溢流管之间的脱除酸值的粗环氧脂肪酸甲酯也从底部碱液排放口排出,静置分层后分出氢氧化钠溶液层,再与接收罐中的脱除酸值的粗环氧脂肪酸甲酯混合后送入(e)步骤进行水洗蒸馏;(e)水洗蒸馏将上述脱除酸值的粗环氧脂肪酸甲酯倒入搪瓷反应釜中,然后加入占粗环氧脂肪酸甲酯质量的80%的去离子水进行搅拌30s后,静置分层,静置分层完成后排出下层清洗水,共清洗2次,pH为7;然后打开加热装置和减压蒸馏装置,进行减压蒸馏脱除粗环氧脂肪酸甲酯中的水分,即得到环氧脂肪酸甲酯产品。本专利技术的环氧脂肪酸甲酯的制备工艺,其中:在步骤(a)和(e)中所述的减压蒸馏的真空度为-0.09—-0.095Mpa,温度为80—85℃;本专利技术的环氧脂肪酸甲酯的制备工艺,其中:在步骤(b)中所述的双氧水的滴加时间不得超过1小时;本专利技术的环氧脂肪酸甲酯的制备工艺,其中:在步骤(a)、(b)、(c)、(d)和(e)中所述的静置分层时间为30分钟;本专利技术的环氧本文档来自技高网
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环氧脂肪酸甲酯的制备工艺

【技术保护点】
一种环氧脂肪酸甲酯的制备工艺,它包括以下步骤:(a)、脂肪酸甲酯的制备将餐厨垃圾处理过程中分离出的废油脂经过除杂和脱水后,加入到搪瓷反应釜中,然后加入占废油脂质量20%的无水甲醇和占废油脂质量0.7%的氢氧化钠,在65℃温度下搅拌60分钟,反应生成粗脂肪酸甲酯和甘油;停止搅拌后,静置分层,反应釜中的液体分为上下两层,上层为粗脂肪酸甲酯,下层为甘油,排出下层的甘油后,用体积比为0.25%的乙酸溶液对粗脂肪酸甲酯进行酸洗1次,再用10%废油脂质量的65—70℃的自来水清洗2‑3次,直到清洗水的pH为7;然后进行减压蒸馏脱除粗脂肪酸甲酯中的水分,并检测其中的碘值和脂肪酸甲酯含量;其特征在于:(b)、环氧化反应根据以下计算公式计算出碘值为a的100g的脂肪酸甲酯完全环氧化反应理论上所需的浓度28%双氧水质量b,和理论上所需的浓度85%工业甲酸的质量c,再按照脂肪酸甲酯的实际质量,计算出实际上所需的浓度28%双氧水质量,和实际上所需的浓度85%工业甲酸的质量;

【技术特征摘要】
1.一种环氧脂肪酸甲酯的制备工艺,它包括以下步骤:(a)、脂肪酸甲酯的制备将餐厨垃圾处理过程中分离出的废油脂经过除杂和脱水后,加入到搪瓷反应釜中,然后加入占废油脂质量20%的无水甲醇和占废油脂质量0.7%的氢氧化钠,在65℃温度下搅拌60分钟,反应生成粗脂肪酸甲酯和甘油;停止搅拌后,静置分层,反应釜中的液体分为上下两层,上层为粗脂肪酸甲酯,下层为甘油,排出下层的甘油后,用体积比为0.25%的乙酸溶液对粗脂肪酸甲酯进行酸洗1次,再用10%废油脂质量的65—70℃的自来水清洗2-3次,直到清洗水的pH为7;然后进行减压蒸馏脱除粗脂肪酸甲酯中的水分,并检测其中的碘值和脂肪酸甲酯含量;其特征在于:(b)、环氧化反应根据以下计算公式计算出碘值为a的100g的脂肪酸甲酯完全环氧化反应理论上所需的浓度28%双氧水质量b,和理论上所需的浓度85%工业甲酸的质量c,再按照脂肪酸甲酯的实际质量,计算出实际上所需的浓度28%双氧水质量,和实际上所需的浓度85%工业甲酸的质量;第一段环氧化反应:将一定量的脂肪酸甲酯和实际计算质量的50%—60%、浓度85%的工业甲酸加入搪瓷反应釜中进行搅拌,同时将搪瓷反应釜内的温度升至35℃,再将实际计算质量的100%—120%、浓度28%的双氧水滴加到上述混合液中,滴加完毕后,在50℃—65℃温度下搅拌1小时,关闭加热和搅拌,然后使反应产物在上述搪瓷反应釜中静置分层,排出下层酸水,得到第一段环氧化反应产物,排完下层酸水后进行搅拌,搅拌均匀后取样检测产物的碘值,再根据碘值和上述公式计算出第二段环氧化反应中工业甲酸和双氧水的实际所需加入量;第二段环氧化反应:向上述搪瓷反应釜内加入实际计算质量的50%—60%、浓度为85%的工业甲酸,同时将搪瓷反应釜内的温度升至35℃,再将实际计算质量的100%—120%、浓度28%的双氧水滴加到混合液中,滴加完毕后,在70℃温度下搅拌1小时后,关闭加热和搅拌,然后使反应产物在上述搪瓷反应釜中静置分层,排出下层酸水,得到第二段环氧化反应产物;(c)水洗将占第二段环氧化反应产物80%的水加入到上述搪瓷反应釜中进行搅拌30s后,静置分层,静置完成后排出下层酸水,再重复上述步骤二次,水洗三次后即可得到粗环氧脂肪酸甲酯,用氢氧化钾检测出粗环氧脂肪酸甲酯的油脂酸值;(d)碱炼根据下面公式计算出100g粗环氧脂肪酸甲酯进行碱炼理论所需氢氧化钠用量,再按照粗环氧脂肪酸甲酯的实际质量,计算出实际所需氢氧化钠质量将配制好的实际所需的2-6倍、1-3%氢氧化钠溶液加入到碱炼装置中,粗环氧脂肪酸甲酯通过进口管(1)加入到浸在上述氢氧化钠溶液的分布器(6)中,并从分布器(6)上的小孔出来形成油线柱进入上述氢氧化钠溶液中,粗环氧脂肪酸甲酯在浮力作用下穿越氢氧化钠溶液层上升,在上...

【专利技术属性】
技术研发人员:田丹于景成靳国良王艳萍韩光光辛凯郭莹赵海兵丁雪梅靳艳祺
申请(专利权)人:北京昊业同宇科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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