一种以棉油皂脚为原料合成混合脂肪酸甲酯的方法技术

本发明专利技术提供了一种以棉油皂脚为原料合成混合脂肪酸甲酯的方法，经酸化、酯化、脱酸、减压蒸馏制成，先将棉油皂脚和浓硫酸加入反应釜中搅拌升温进行酸化，对获得的脂肪物进行洗涤及脱水处理后，再将脂肪物、甲醇、浓硫酸投入到反应釜中进行酯化，在得到的粗酯中加入碳酸钠进行脱酸，脱酸后的粗酯加热后用导管送入蒸馏釜中进行减压蒸馏，馏出的物质即为混合脂肪酸甲酯，这种方法工艺简单、可靠，碱和酸的消耗量低，收率高，制造成本低。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种以棉籽油生产过程中的副产品棉油皂脚生产混合脂肪酸甲酯的方法。混合脂肪酸甲酯是生产十六碳醇和十八碳醇的基本原料，也是生产脂肪酸三乙醇胺、脂肪酸二乙醇胺、脂肪酸一乙醇胺、α-磺基脂肪酸甲酯等表面活性剂的直接原料，在其他有机化学工业中的应用也非常广泛。目前国内生产十六碳醇和十八碳醇的混合脂肪酸甲酯的主要工艺路线是以棉籽油、猪油等动植物油为原料进行酯交换反应，或者以十六碳醇和十八碳醇的精制混合脂肪酸为原料进行酯化反应制得的。近年来，由于棉籽油及动物油脂和脂肪酸的价格不断上扬，使脂肪酸甲酯的生产成本大大提高。我国是产棉大国，各地油棉加工厂在炼油时都要排放出大量棉油皂脚，其中含有可利用的脂肪酸、中性油、脂肪酸单、双甘油酯等脂肪物，且价廉易得。因此，有人曾利用棉油皂脚为原料制备混合脂肪酸甲酯，其工艺路线是，先将棉油皂脚用强碱皂化，使棉油皂脚中的全部甘油一脂肪酸脂、甘油二脂肪酸脂和中性油转化为脂肪酸盐，脂肪酸盐酸化为混合脂肪酸，再将混合脂肪酸减压蒸馏为精制混合脂肪酸。用精制混合脂肪酸与甲醇在浓硫酸催化下酯化而制备混合脂肪酸甲酯，再减压蒸馏得到精酯。这种方法，不仅工艺复杂，而且反应过程中经过皂化势必增加了碱和酸的消耗量，减压蒸馏中有百分之二十到百分之二十五的脂肪酸在蒸馏过程中聚合为黑胶而降低了收率，提高了成本。本专利技术的目的是提供，以降低生产成本，提高收率，减轻棉油皂脚对环境造成的污染。本专利技术是这样实现的，混合脂肪酸甲醇是由棉油皂脚经酸化、酯化、脱酸、减压蒸馏制成，按重量比将棉油皂脚∶浓碳酸＝10∶0.5～1.5的比例投入反应釜中进行搅拌、升温，当温度升高至105℃时，取样检验下层溶液的PH值，然后用棉油皂脚将PH值调节在2～3，保温反应0.5小时，停止加热和搅拌，静置0.5～1小时，将下层酸液放入贮存容器或回用，在上层的脂肪物中加入等体积的自来水洗涤，反复洗涤至放出水液的PH值为4～5为止，然后搅拌加热，在真空度为600mm/Hg下加热至250℃维持0.5小时，进行脱水处理，使含水量降至万分之三以下；在酯化反应中，按重量计将甲醇∶脱水后的脂肪物＝1.5～2.5∶1的比例投入到反应釜中，再将重量为甲醇与脱水后的脂肪物两者总重量的2％～5％的浓硫酸加入至反应釜中，在搅拌下加热至回流温度(约为65～70℃)，保温回流反应15小时，然后将回流装置改为蒸馏装置，加热升温，将过量的甲醇蒸出回用，当温度升到110℃时停止加热；在脱酸过程中，向酯化反应得到的粗酯中加入等体积的自来水反复洗涤至放出的水溶液的PH值近于7时为止，然后取样测定粗酯的酸值，依酸值加入过量5％的碳酸钠，在搅拌下快速升温至100～120℃后反应10分钟即可；在减压蒸馏过程中，将脱酸后的粗酯预热至200℃后用导管与蒸馏釜接通，导管上连接一阀门，加热蒸馏，控温在220～230℃之间，真空度为750mm/Hg，然后，慢慢开启导管阀门，投料进行减压蒸馏，馏出的物质即为混合脂肪酸甲酯。在酸化过程中加入的硫酸主要是和棉油皂脚中的脂肪酸钠盐反应，生成不溶于水也不溶于稀硫酸的脂肪酸，它和不与稀硫酸反应的中性油、脂肪酸一、二甘油酯等脂肪物一起从溶液中离析出来。经静置后，整个溶液分为三层，上层为脂肪物，中间是胶质，下层为废酸水溶液。采用浓硫酸催化酯化，脂肪物在浓硫酸催化下和甲醇发生的主要化学反应是 R为十五碳或十七碳的饱和或不饱和烃基从以上可以看出，上述反应中既有脂肪酸和甲醇发生的酯化反应也有中性油、脂肪酸一、二甘油酯和甲醇发生的酯交换反应，在这一点上同油酯的碱催化甲酯化法制备脂肪酸甲酯以及同脂肪酸、甲醇酸催化法制备脂肪酸甲酯截然不同。从酯化反应的机理看，硫酸主要起两个作用，一是催化剂。即硫酸的存在增加了羰基的亲电性，利于甲醇向羰基进攻而发生加成生成酯的反应。二是吸收酯化反应中生成的水，促进可逆反应向正方向进行。由于酯化反应是可逆的，在完成酯化反应并经水洗后制备出的粗酯中仍混有少量游离的脂肪酸，它的存在直接影响粗酯减压蒸馏后精酯的酸值，因此必须把粗酯中存在的游离脂肪酸尽可能除去。试验表明碳酸钠效果最好。脱酸工艺的最适宜温度是100～120℃。以粗酯的酸值计，加入的碱量只要超过完全中和游离脂肪酸所需理论量的5％即可。此时，酯的损失量最小。采用上述方法合成混合脂肪酸甲酯，棉油皂脚直接酸化然后酯化经一次减压蒸馏即可得到成品，工艺简单、可靠，碱和酸的消耗量低，收率高，制造成本低。以下提供了上述方法制造的混合脂肪酸甲酯的技术指标。权利要求一种以棉油皂脚为原料合成混合脂肪酸甲脂方法，其特征在于，所述的混合脂肪酸甲酯是棉油皂脚经酸化、酯化、脱酸、减压蒸馏制成，在酸化过程中，按重量将棉油皂脚∶浓硫酸＝10∶0.5～1.5的比例投入反应釜中进行搅拌、升温，当温度升高至105℃时，取样检验下层溶液的PH值，然后用棉油皂脚将PH值调节在2～3，保温反应0.5小时，停止加热和搅拌，静置0.5～1小时，将下层酸液放入贮存容器或回用，在上层的脂肪物中加入等体积的自来水洗涤，反复洗涤至放出水液的PH值为4～5为止，然后搅拌加热，在真空度为600mm/Hg下加热至250℃维持0.5小时，进行脱水处理，使含水量降至万分之三以下；在酯化反应中，按重量计将甲醇∶脱水后的脂肪物＝1.5～2.5∶1的比例投入到反应釜中，再将重量为甲醇与脱水后的脂肪物两者总重量的2％～5％的浓硫酸加入至反应釜中，在搅拌下加热至回流温度(65～70℃)，保温回流反应15小时，然后将回流装置改为蒸馏装置，加热升温，将过量的甲醇蒸出回用，当温度升到110℃时停止加热；在脱酸过程中，向酯化反应得到的粗酯中加入等体积的自来水反复洗涤至放出的水溶液的PH值近于7时为止，然后取样测定粗酯的酸值，依酸值加入过量5％的碳酸钠，在搅拌下快速升温至100～120℃后反应10分钟即可；在减压蒸馏过程中，将脱酸后的粗酯预热至200℃后用导管与蒸馏釜接通，导管上连接一阀门，加热蒸馏，控温在220～230℃之间，真空度为750mm/Hg，然后，慢慢开启导管阀门，投料进行减压蒸馏，馏出的物质即为混合脂肪酸甲酯。全文摘要本专利技术提供了，经酸化、酯化、脱酸、减压蒸馏制成，先将棉油皂脚和浓硫酸加入反应釜中搅拌升温进行酸化，对获得的脂肪物进行洗涤及脱水处理后，再将脂肪物、甲醇、浓硫酸投入到反应釜中进行酯化，在得到的粗酯中加入碳酸钠进行脱酸，脱酸后的粗酯加热后用导管送入蒸馏釜中进行减压蒸馏，馏出的物质即为混合脂肪酸甲酯，这种方法工艺简单、可靠，碱和酸的消耗量低，收率高，制造成本低。文档编号C11B13/00GK1151433SQ95112260公开日1997年6月11日 申请日期1995年12月2日 优先权日1995年12月2日专利技术者毕玉遂, 马桂荣, 张兰香, 邵建新, 祁汝刚, 刘兰香 申请人:山东工程学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以棉油皂脚为原料合成混合脂肪酸甲脂方法，其特征在于，所述的混合脂肪酸甲酯是棉油皂脚经酸化、酯化、脱酸、减压蒸馏制成，在酸化过程中，按重量将棉油皂脚∶浓硫酸＝１０∶０．５～１．５的比例投入反应釜中进行搅拌、升温，当温度升高至１０５℃时，取样检验下层溶液的ＰＨ值，然后用棉油皂脚将ＰＨ值调节在２～３，保温反应０．５小时，停止加热和搅拌，静置０．５～１小时，将下层酸液放入贮存容器或回用，在上层的脂肪物中加入等体积的自来水洗涤，反复洗涤至放出水液的ＰＨ值为４～５为止，然后搅拌加热，在真空度为６００ｍｍ／Ｈｇ下加热至２５０℃维持０．５小时，进行脱水处理，使含水量降至万分之三以下；在酯化反应中，按重量计将甲醇∶脱水后的脂肪物＝１．５～２．５∶１的比例投入到反应釜中，再将重量为甲醇与脱水后的脂肪物两者总重量的２％～５％的浓硫酸加入至反应釜中，在搅拌下加热至回流温度（６５～７０℃），保温回流反应１５小时，然后将回流装置改为蒸馏装置，加热升温，将过量的甲醇蒸出回用，当温度升到１１０℃时停止加热；在脱酸过程中，向酯化反应得到的粗酯中加入等体积的自来水反复洗涤至放出的水溶液的ＰＨ值近于７时为止，然后取样测定粗酯的酸值，依酸值加入过量５％的碳酸钠，在搅拌下快速升温至１００～１２０℃后反应１０分钟即可；在减压蒸馏过程中，将脱酸后的粗酯预热至２００℃后用导管与蒸馏釜接通，导管上连接一阀门，加热蒸馏，控温在２２０～２３０℃之间，真空度为７５０ｍｍ／Ｈｇ，然后，慢慢开启导管阀门，投料进行减压蒸馏，馏出的物质即为混合脂肪酸甲酯。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕玉遂，马桂荣，张兰香，邵建新，祁汝刚，刘兰香，
申请(专利权)人：山东工程学院，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]