CN102061222B - 环氧大豆油的连续生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环氧大豆油的连续生产方法，其以大豆油为原料，滴加双氧水、甲酸和浓硫酸，在三个串联连接的反应釜中连续进行环氧化处理，精制后得到环氧大豆油，得到的环氧大豆油成品的环氧值为6.15～6.4，碘值为2～4。本发明采用多反应釜串联连续氧化生产方法，根据大豆油环氧化反应时不同环氧值，采取不同浓度的双氧水进行分段环氧化反应，即可有效控制反应时放热温度，又可大大缩短大豆油环氧化时间，同时可充分利用环氧化过程中丢弃的低浓度双氧水，大大降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及环氧大豆油的连续生产方法。
背景技术
环氧大豆油是目前应用较广泛地无毒非苯类环保型塑料助剂-增塑剂，其兼有增塑和热稳定的双重性能，而且无毒、安全环保，因此受到塑料制品行业的青睐，在塑料、涂料、新型高分子材料、橡胶等工业领域中有广泛地应用。随着世界各国环保意识的提高，增塑剂的毒性越来越受到人们的关注；增塑剂邻苯二甲酸酯类产品因有致癌嫌疑，很多发达国家已禁止其在医疗及食品包装、日用品、玩具等塑料制品中使用。并且由于石油供应偏紧，国际、国内增塑剂市场价格飞涨，而环氧大豆油和环氧脂肪酸主要利用的原料为可再生资源，产品具有广阔的市场前景。
大豆油环氧化的方法主要有溶剂法和无溶剂法：(1)溶剂法需要使用苯、甲苯、庚烷、己烷、氯仿等大量有机溶剂，对环境造成污染，且需要的生产设备多，三废处理量大，生产出来的环氧大豆油环氧值低，产品质量差，已基本逐步被淘汰。(2)无溶剂法主要是以甲酸或乙酸作为活性氧载体，27～50％双氧水作为氧的给体，在催化剂作用下进行环氧化反应，在某一温度范围内将环氧剂滴加到大豆油中，常用的催化剂有硫酸、强酸性阳离子交换树脂，此外合成环氧化大豆油的催化剂还有固体酸(如硫酸铝、硫酸铁)、杂多酸、固体超强酸，分子筛等，环氧化反应后经碱洗、水洗、减压蒸馏除水，最后得到产品。反应流程短，反应温度低，反应时间短，副产物少，产品环氧值高，色泽浅，产品质量好，生产易控制，操作简便。公开号CN 86104989A公开了一种环氧大豆油的生产方法，该方法用大豆油、39％双氧水、浓硫酸、冰醋酸反应7～8小时，一步合成产品环氧大豆油，环氧值在6.0～6.4，这种方法生成的环氧基易开环，特别在环氧化后期，由于氧化剂双氧水浓度降低，环氧化速度较慢，生产周期长，反应温度不易控制。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种能耗低、工艺简单、生产成本低的环氧大豆油的连续生产方法。
本发明的技术方案是：环氧大豆油的连续生产方法，其特征是：以大豆油为原料，滴加双氧水、甲酸和浓硫酸，在三个串联连接的反应釜中连续进行环氧化处理，精制后得到环氧大豆油；
原料的质量配比如下：大豆油∶双氧水∶甲酸∶浓硫酸＝1∶0.86～0.90∶0.045～0.100∶0.004～0.006，其中双氧水的浓度为12～15％；步骤如下：
(1)将大豆油、双氧水、甲酸和浓硫酸按配比加到串联连接的第一反应釜中不断搅拌，在60～80℃条件下，反应2.5～4.0小时，分除水层得到环氧化大豆油A；
(2)将环氧化大豆油A、双氧水、甲酸和浓硫酸按质量配比为1∶0.84～0.90∶0.03～0.10∶0.004～0.006加到第二反应釜中不断搅拌，其中双氧水的浓度为23～26％，在70～80℃条件下，反应2～3.5小时，分除水层得到环氧化大豆油B；
(3)将环氧化大豆油B、双氧水、甲酸和浓硫酸按质量配比为1∶0.5～0.9∶0.04～0.10∶0.003～0.006加到第三反应釜中不断搅拌，其中双氧水的浓度为50％，在65～75℃条件下，反应2～3.5小时，分除水层得到环氧大豆油粗品；
(4)对环氧大豆油粗品进行碱洗、水洗、减压蒸馏得到环氧大豆油成品。
所述环氧化大豆油A的环氧值为2～3，碘值为100～120。
所述环氧化大豆油B的环氧值为3.5～4.5，碘值为50～60。
所述环氧大豆油成品的环氧值为6.15～6.4，碘值为2～4。
优选的是，所述甲酸的浓度为85％。
优选的是，所述浓硫酸的浓度为98％。
本发明的有益效果是：采用多反应釜串联连续氧化生产方法，根据大豆油环氧化反应时不同环氧值，采取不同浓度的双氧水进行分段环氧化反应，即可有效控制反应时放热温度，又可大大缩短大豆油环氧化时间，同时可充分利用环氧化过程中丢弃的低浓度双氧水，大大降低了生产成本。
具体实施方式
实施例1
环氧大豆油的连续生产方法的步骤如下：
(1)将500g大豆油加入三个串联连接的第一反应釜中，慢慢滴入15％双氧水450g，85％甲酸50g，98％浓硫酸3g并不断搅拌，控制反应温度为60～80℃，反应2.5～4小时后，静置分除水层后得到环氧化大豆油A，环氧化大豆油A的环氧值为2～3，碘值为100～120，水层中的双氧水浓度下降至3％。
(2)将500g环氧化大豆油A加入三个串联连接的第二反应釜中，慢慢滴加26％双氧水450g，85％甲酸50g，98％浓硫酸3g并不断搅拌，控制反应温度为70～80℃，反应2～3.5小时后，静置分除水层后得到环氧化大豆油B，环氧化大豆油B的环氧值为3.5～4.5，碘值为50～60，水层中的双氧水浓度下降至12～15％。
(3)将500g环氧化大豆油B加入三个串联连接的第三反应釜中，慢慢滴加50％双氧水450g，85％甲酸50g，98％浓硫酸3g并不断搅拌，控制反应温度为65～75℃，反应2～3.5小时后，静置分除水层后得到环氧大豆油粗品，水层中的双氧水浓度下降至23～26％。
(4)环氧大豆油粗品经碱洗、水洗、减压蒸馏后得环氧大豆油成品，环氧大豆油成品的环氧值为6.15～6.4，碘值为2～4。
实施例2
环氧大豆油的连续生产方法的步骤如下：
(1)将100g大豆油加入三个串联连接的第一反应釜中，慢慢滴加实施例1第二步中分除的水层混合物88g(水层中双氧水的浓度为12～15％)，85％甲酸4.5～6g，98％浓硫酸0.5g并不断搅拌，控制反应温度为60～80℃，反应2.5～4小时后，静置分除水层后得到环氧化大豆油A，环氧化大豆油A的环氧值为2～3，碘值为100～120，分除的水层中双氧水的浓度降至3％。
(2)将100g环氧化大豆油A加入三个串联连接的第二反应釜中，慢慢滴加入实施例1第三步中分除的水层混合物88g(水层中双氧水的浓度为23～26％)，85％甲酸4～5.5g，98％浓硫酸0.45g并不断搅拌，控制反应温度为70～80℃，反应2～3.5小时后，静置分除水层后得到环氧化大豆油B，环氧化大豆油B的环氧值为3.5～4.5，碘值为50～60，分除的水层中双氧水的浓度下降为12～15％。
(3)将100g环氧化大豆油B加入三个串联连接的第三反应釜中，慢慢滴入50％双氧水50g，85％甲酸5～6g，98％浓硫酸0.4g并不断搅拌，控制反应温度为70～75℃，反应2～3.5小时，静置分除水层后得到环氧大豆油粗品，分除的水层中双氧水的浓度下降为23～26％。
(4)环氧大豆油粗品经碱洗、水洗、减压蒸馏后得到环氧大豆油成品，环氧大豆油成品的环氧值为6.15～6.4，碘值2～4。
照此类推，环氧处理过程中的分除的水层中的氧化剂经浓度测定后，按配比适量添加双氧水调节到所需浓度后可循环使用，大大降低了生产成本。
采用本发明方法生产的环氧大豆油，经检测色泽为90～130，环氧值为6.15～6.4，碘值为2～4，闪点为280～300℃。
Claims (6)
1.一种环氧大豆油的连续生产方法，其特征是：以大豆油为原料，滴加双氧水、甲酸和浓硫酸，在三个串联连接的反应釜中连续进行环氧化处理，精制后得到环氧大豆油；步骤如下：
(1)将原料大豆油、双氧水、甲酸和浓硫酸按如下质量配比加到第一反应釜中：大豆油∶双氧水∶甲酸∶浓硫酸＝1∶0.86～0.90∶0.045～0.100∶0.004～0.006，其中双氧水的浓度为12～15％；不断搅拌，在60～80℃条件下，反应2.5～4.0小时，分除水层得到环氧化大豆油(A)；
(2)将环氧化大豆油(A)、双氧水、甲酸和浓硫酸按质量配比为1∶0.84～0.90∶0.03～0.10∶0.004～0.006加到第二反应釜中不断搅拌，其中双氧水的浓度为23～26％，在70～80℃条件下，反应2～3.5小时，分除水层得到环氧化大豆油(B)；
(3)将环氧化大豆油(B)、双氧水、甲酸和浓硫酸按质量配比为1∶0.5～0.9∶0.04～0.10∶0.003～0.006加到第三反应釜中不断搅拌，其中双氧水的浓度为50％，在65～75℃条件下，反应2～3.5小时，分除水层得到环氧大豆油粗品；
(4)对环氧大豆油粗品进行碱洗、水洗、减压蒸馏得到环氧大豆油成品。
2.根据权利要求1所述的环氧大豆油的连续生产方法，其特征是：所述环氧化大豆油(A)的环氧值为2～3，碘值为100～120。
3.根据权利要求1所述的环氧大豆油的连续生产方法，其特征是：所述环氧化大豆油(B)的环氧值为3.5～4.5，碘值为50～60。
4.根据权利要求1所述的环氧大豆油的连续生产方法，其特征是：所述环氧大豆油成品的环氧值为6.15～6.4，碘值为2～4。
5.根据权利要求1所述的环氧大豆油的连续生产方法，其特征是：所述甲酸的浓度为85％。
6.根据权利要求1所述的环氧大豆油的连续生产方法，其特征是：所述浓硫酸的浓度为98％。
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