邵陽(yáng)天堂：講述環(huán)氧大豆油幾種生產(chǎn)方法
發(fā)布時(shí)間：2013-07-08
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環(huán)氧大豆油具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，耐水性和耐油性亦佳，可賦予制品良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐候性及電性能，且無(wú)毒性，是國(guó)際認(rèn)可的用于食品包裝材料的化學(xué)工藝助劑。該品可用于所有的聚氯乙烯制品。如各類(lèi)食品包裝材料、醫(yī)用制品、各種薄膜、片材、管材、冰箱封條、人造革、地板革、塑料壁紙、電線(xiàn)電纜及其它日用塑料制品等。
不同領(lǐng)域多用途的環(huán)氧大豆油是如何生產(chǎn)呢?下面由專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家邵陽(yáng)天堂為大家講述環(huán)氧大豆油的生產(chǎn)方法。
.一：過(guò)氧甲酸氧化法
該工藝以為溶劑,作催化劑,甲酸和在存在下,生成過(guò)氧甲酸,再與大豆油進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)生成環(huán)氧大豆油增塑劑。將豆油、甲酸、和按一定的用量配比投入反應(yīng)釜,攪拌混和均勻。在攪拌下緩緩加入40%(wt)含量的。在滴加過(guò)程中,通過(guò)通冷卻水和調(diào)節(jié)滴加速度來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度,使之控制在室溫上下。加完以后,再攪拌一段時(shí)間,等物料溫度在不通冷卻水時(shí)仍不上升,甚至稍許下降,即可停止攪拌。然后靜置分層,上層為油層,含產(chǎn)品和,下層為廢酸水。分出廢酸水以后,油層先用2%-5%的稀純堿液中和、洗滌,再用軟水洗至中性。水分離后,將油層進(jìn)行蒸餾,餾出的和水的混合物經(jīng)冷凝分離,可回收80%的返回應(yīng)用。釜液進(jìn)行減壓蒸餾,再經(jīng)壓濾得成品。該工藝反應(yīng)速度快,溫度低,但工藝流程長(zhǎng)且復(fù)雜,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,環(huán)氧值在5%左右,生產(chǎn)成本高,設(shè)備多,"三廢"處理量大,溶劑有一定的毒性。目前正在逐漸被無(wú)溶劑方法所取代。
二：過(guò)氧羧酸氧化法
甲酸或與在催化劑的作用下反應(yīng)生成環(huán)氧化劑,在一定溫度范圍內(nèi)將環(huán)氧化劑滴加到大豆油中,反應(yīng)完畢后經(jīng)堿洗滌、水洗滌、減壓蒸餾得到產(chǎn)品。該法生產(chǎn)工藝流程短,反應(yīng)溫度低,反應(yīng)時(shí)間短,副產(chǎn)物少,產(chǎn)品質(zhì)量高,目前已經(jīng)基本上取代以作為溶劑的生產(chǎn)工藝。由于甲酸的分子較小,過(guò)氧甲酸的氧化速率大于過(guò)氧,因此采用甲酸進(jìn)行生產(chǎn)所得產(chǎn)品的質(zhì)量稍好一些,反應(yīng)流程更短一些。目前,大多數(shù)的生產(chǎn)企業(yè)都采用甲酸作為環(huán)氧化的活性氧載體,使用中應(yīng)注意甲酸和部分甲酸分解生成的一氧化碳的毒性。大連輕化工研究所開(kāi)展了無(wú)溶劑條件下,過(guò)氧甲酸合成環(huán)氧大豆油工藝的研究,并討論了主要反應(yīng)條件對(duì)環(huán)氧化反應(yīng)的影響,同時(shí)對(duì)溶劑法與無(wú)溶劑法合成環(huán)氧大豆油的技術(shù)路線(xiàn),工藝流程, 工藝條件以及產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)無(wú)溶劑法與溶劑法相比,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,無(wú)溶劑回收問(wèn)題,原料消耗低,生產(chǎn)周期短,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到目前國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平,解決了生產(chǎn)過(guò)程中的溶劑污染問(wèn)題,改善了工人的生產(chǎn)環(huán)境。同時(shí),福建省化工研究所在漳州市化工廠(chǎng)的配合下,采用無(wú)溶劑一步法環(huán)氧化工藝,即與冰醋酸在催化劑存在的條件下反應(yīng)生成過(guò),過(guò)與精制大豆油反應(yīng)而得環(huán)氧大豆油?？朔艘宰魅軇?、作催化劑工藝的合成步驟多、產(chǎn)品成本高、"三廢"處理量大和得率低的缺點(diǎn)。采用無(wú)溶劑工藝生產(chǎn)的環(huán)氧大豆油增塑劑熱穩(wěn)定性明顯提高,環(huán)氧基的熱穩(wěn)定性(環(huán)氧值的保留率)由溶劑法工藝的60%-80%提高到95%以上,同時(shí)克服了"三廢"污染、設(shè)備管道腐蝕等問(wèn)題。另外,研究人員發(fā)現(xiàn),用稀氨水-對(duì)粗豆油精煉,可以降低油的損失,并使精煉油色澤優(yōu)于食用一級(jí)油標(biāo)準(zhǔn);環(huán)氧化反應(yīng)不用催化劑,采用以尿素為主要成分的穩(wěn)定劑,環(huán)氧化反應(yīng)時(shí)間縮短,粗品色澤很淺;采用三次水洗洗去環(huán)氧化粗品中的有機(jī)酸等,取代堿洗-水洗工藝,可以大大減少粗品的乳化及損失,且有利于油水二相的分層。目前該技術(shù)已經(jīng)獲得工業(yè)應(yīng)用。
三：離子交換樹(shù)脂催化法
盡管無(wú)溶劑法克服了溶劑法的許多不足之處,但也存在反應(yīng)穩(wěn)定性差,成品環(huán)氧值較低,產(chǎn)品色澤深,設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn),用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂取代作催化劑,過(guò)氧甲酸或?yàn)檠趸瘎?在無(wú)溶劑條件下反應(yīng)合成環(huán)氧大豆油的工藝可以克服這些缺點(diǎn)。在反應(yīng)釜中加入大豆油、離子交換樹(shù)脂及,加熱升溫至 70-80℃,在攪拌下將在40min內(nèi)均勻地加在反應(yīng)釜中,溫度升高時(shí)通冷水冷卻,保溫反應(yīng)12-18h。反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾,濾掉離子交換樹(shù)脂,靜置分層,油相用含2%-3%的飽和氯化鈉水溶液中和到微堿性(pH值達(dá)到 8.5-9.0),然后用純水洗到中性并且不含氯離子為止。靜置30min,分離掉下部水層。將水洗后的粗品放入蒸餾釜中,減壓蒸餾脫水即可制得環(huán)氧大豆油產(chǎn)品。該工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)流程短,能耗低,設(shè)備少,生產(chǎn)安全,所得產(chǎn)品質(zhì)量好,不含任何有毒溶劑,不足之處是環(huán)化時(shí)間比較長(zhǎng)。研究發(fā)現(xiàn), 所用的陽(yáng)離子樹(shù)脂可以重復(fù)使用,當(dāng)催化劑活性顯著下降時(shí),用95%回流洗滌回收樹(shù)脂2小時(shí),水洗,烘干,然后再對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)處理,則樹(shù)脂的催化活性又得到恢復(fù)。
四：鋁催化法
甲酸與在催化劑鋁的作用下反應(yīng)生成環(huán)氧化劑,然后在一定溫度范圍內(nèi)將環(huán)氧化劑加入到大豆油中,反應(yīng)完畢后經(jīng)堿洗、水洗、減壓蒸餾得到環(huán)氧大豆油。該工藝反應(yīng)活性高,后處理容易,收率可以高達(dá)96%,與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化法相比,催化劑成本低,不足之處是所用催化劑需要嚴(yán)格控制Fe2+的含量,含鐵量過(guò)高,Fe2+在存在下易起催化作用,加快的分解,不利于環(huán)氧化反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí),Fe2+還會(huì)引起物料溫度急劇升高,難于控制環(huán)氧化反應(yīng)溫度。
五：相轉(zhuǎn)移催化氧化法
在無(wú)羧酸條件下,以乙酯為溶劑、甲基三辛基氫銨為相轉(zhuǎn)移催化劑,用30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液直接環(huán)氧化大豆油合成了環(huán)氧大豆油。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,無(wú)羧酸條件下,以為氧化劑可以成功地實(shí)現(xiàn)大豆油的環(huán)氧化,在溶液pH為2、反應(yīng)溫度60℃、反應(yīng)時(shí)間7h的條件下,產(chǎn)物的環(huán)氧值為6.27%,值為 5.80g/100g。此方法避免了反應(yīng)中生成過(guò)酸,副產(chǎn)物生成量減少,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。陜西師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院吳亞等研究了在存在下, 以過(guò)氧鎢配合物作為相轉(zhuǎn)移催化劑進(jìn)行大豆油環(huán)氧化反應(yīng),研究結(jié)果表明,在反應(yīng)溫度為60℃,石油謎為溶劑,1,2-磷鎢酸吡啶鹽(CWP)作為催化劑的情況下,反應(yīng)所得產(chǎn)物的環(huán)氧值達(dá)到6.4%,值為4.4g/100g。該反應(yīng)不使用危險(xiǎn)的過(guò)氧酸和強(qiáng)腐蝕性的,得到的產(chǎn)品色澤淺,環(huán)氧值高,質(zhì)量好,但過(guò)氧物配合物的回收再利用還有待于進(jìn)一步研究。
沒(méi)想到應(yīng)用如此特別的環(huán)氧大豆油的生產(chǎn)也是如此多樣化，而且各有其特點(diǎn)。環(huán)氧大豆油廠(chǎng)家只要選擇合適自己的生產(chǎn)方法，就能在不同程度得到不同效果。
邵陽(yáng)天堂助劑化工有限公司(東莞直銷(xiāo)處)主要經(jīng)營(yíng)環(huán)氧大豆油增塑劑、抗沖改性劑、增塑劑、硬脂酸系列、三鹽基鉛、二鹽基亞酸鉛、水滑石、復(fù)合穩(wěn)定劑、PE蠟、無(wú)塵復(fù)合鹽穩(wěn)定劑、玻纖等產(chǎn)品。
