CN102876460A

CN102876460A - 用回收动植物油、泔水油制备的浮选剂脂肪酸及制备方法

Info

Publication number: CN102876460A
Application number: CN2012104237394A
Authority: CN
Inventors: 王云; 赵金平; 张映伟
Original assignee: 王云
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2032-10-30
Also published as: CN102876460B

Abstract

本发明是一种利用回收动植物油、泔水油生产磷矿石浮选剂脂肪酸的方法。1）将回收的动植物油、泔水油送入烘房化油；2）将化好油的回收动植物油、泔水油送入水解反应釜中，在80～90℃、1～1.5公斤压力条件下对油脂进行水解，在反应釜内按比例加入水、乳化剂、硫酸，油水比例为1:0.8～1：1.2，乳化剂为油重的2～5%，硫酸为油重的1～3%，在强烈搅拌下，将油脂升温至80～85℃，80～85℃恒温搅拌5～6小时后沉降排水，得到粗脂肪酸；脱色、脱水、过滤；高真空对其负压蒸馏，得到高品质混合脂肪酸。本发明工艺简单、生产成本低，资源丰富、性价比高、捕收率高、保护环境。

Description

用回收动植物油、泔水油制备的浮选剂脂肪酸及制备方法

技术领域

本发明提供一种利用回收动植物油和泔水油制备的磷矿石浮选剂脂肪酸及其制备方法，属于油脂化工领域。

背景技术

磷矿是我国重要的战略资源，既是制取磷肥和生产黄磷、磷酸及其他多种磷制品的重要化工矿物原料，也是保障食品安全的重要物质，同时又是精细磷化工的物质基础，在国民经济和社会发展中具有重要的地位和作用[李成秀，文书明.我国磷矿选矿现状及其进展.矿产综合利用，2010（2）：22-25]。云南磷矿产量已连续几年超过1500万t ，居全国之首。主导产品磷矿、高浓度磷复肥、黄磷产量在全国各省、市、区同类产品产量排位中已保持领先并位居首位我国磷矿石选矿近几年的研究和发展较快，从技术上来说与国外较为接近，技术和经验比较成熟。

磷矿的开采主要采用浮选工艺，浮选药剂按照其作用，可分为三类，即捕收剂、起泡剂和调整剂。捕收剂决定矿物的可浮性，因此在浮选工艺中占有举足轻重的地位[李成吾等.磷矿捕收剂研究进展. 有色矿冶，2007（23）：26-28,48]。通常，磷矿石的浮选多采用脂肪酸来作为捕收剂。

脂肪酸是一种极为重要的基础化工原料之一，可广泛应用于日用化妆品、洗涤用品、工业脂肪酸盐、涂料、油漆、橡胶、农用化学品、药品及其他工业化学品，具有“工业味素”之称。目前，天然油脂是获得脂肪酸的主要来源，工业上采用脂肪酶水解、酸水解、碱水解和高温水解等方法来制备脂肪酸。随着脂肪酸在食品、医药、化工产品、塑料产品等方面的应用越来越广泛，其显现出广阔的发展前景。

回收的动植物油、泔水油也就是地沟油，是指从废弃食物或残渣中提炼出的油。据不完全统计，我国每年100多个大中城市餐饮业排放的废泔水油达百万余吨，这不仅造成了严重的资源浪费和环境污染，更为严重的是，不法商贩还从下水道回收地沟油，提炼出所谓的“精制食用油”，到市场出售，若长期食用可能会引发癌症，对人体的危害极大。因此,规范处理各大中城市的“泔水油”问题迫在眉睫。但是，如果能将餐厨垃圾中的油脂(垃圾油)提取出来，它将是一种宝贵的资源。虽然垃圾油已经失去再次食用的营养价值，经过妥善的回收和加工，地沟油可以有很高的利用价值：可在工业上用于生产硬脂酸、脂肪酸，可以重制成生物燃料、肥皂，和航空煤油等化工产品，成为一些化工产品的重要原料。

目前，我国每年仍需进口大量的脂肪酸产品，而且国内生产脂肪酸的主要原料是进口的棕榈油及其其他工业油脂（如牛羊油等），成本较高[叶建泉.脂肪酸的应用及市场分析.市场透视，2-7]。所以利用回收的动植物、油泔水油来生产脂肪酸，一方面不仅能变废为宝，避免地沟油重新流入食用油市场，危害人体健康，并且也为餐饮废油提供了出路，从根本上解决了地沟油对环境的污染问题。另一方面也可减少生产磷矿石浮选剂——氧化石蜡皂时对环境造成的污染[周杰强等.磷矿浮选药剂上.矿产保护与利用，2008（2）：47-51]，为磷矿浮选提供了更多的浮选捕获剂，提高磷矿浮选的效果，也保护了环境，促进磷矿产业的发展。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用回收动植物油、泔水油来生产磷矿石浮选剂脂肪酸的方法。

本发明的技术方案为：利用回收动植物油、泔水油生产磷矿石浮选剂脂肪酸的方法按以下步骤进行：

1）将回收的动植物油、泔水油送入烘房化油；

2）将化好油的回收动植物油、泔水油送入水解反应釜中，在80～90℃、1～1.5公斤压力条件下对油脂进行水解，在反应釜内按比例加入水、乳化剂、硫酸，油水比例为1:0.8～1：1.2，乳化剂为油重的2～5%，硫酸为油重的1～3%，在强烈搅拌下，将油脂升温至80～85℃，80～85℃恒温搅拌5～6小时后沉降排水，得到粗脂肪酸；

3）粗脂肪酸水解后将油脂泵入脱色釜真空状态下进行脱色、脱水、过滤；

4）根据不同脂肪酸的脂肪酸馏份组成，采取相应温度在高真空对其负压蒸馏，得到高品质混合脂肪酸。经过步骤3）处理后的脂肪酸在85～90℃条件下，预热25～30分钟，开启真空蒸馏塔，使蒸气喷射泵的极限真空达到668Pa，将脂肪酸吸入预热器内，升温至150～160℃，再吸入加热浅盘内，升温至240～250℃，（这时关闭进料阀，停止进料）开启塔内加热器，升温蒸馏塔内装有的直接蒸气喷管，当蒸馏塔内料温达到240～250℃时，观察脂肪酸气化情况，当脂肪酸开始气化，开启直接蒸气气提，将脂肪酸冷凝器的冷却水打开，冷却液体，获得高品质混合脂肪酸。

步骤1）中所述的乳化剂为十二烷基磺酸钠。

本发明与现有技术相比，优点如下：

1、本发明工艺简单，效率高，设备简单，生产过程清洁、环保，目前已实现产业化。可根据客户需求，来生产其需要的混合脂肪酸或单一脂肪酸，并可将不需要的脂肪酸进行再加工，如硬脂酸可用于生产肥皂等；

2、生产成本低，避免争油。目前国内生产脂肪酸大多是利用进口的棕榈油、牛羊油使得生产成本增加；而菜籽油、大豆油80%用于食用，用其生产脂肪酸不仅成本较高，还与人群争油。本发明利用回的收动植物油和泔水油来生产脂肪酸，与α-取代羧酸（合成过程中要使用三氧化硫、纯脂肪酸，成本高）， P₉₂₈（主要成分为石油化工产品）、氧化石蜡皂、塔尔油皂(由于石油价格增长、再生纸用量增加，导致由石油工业副产品石蜡、造纸工业副产品塔尔油得到的长链脂肪酸价格增长 [田爱华.用植物油研制磷矿浮选初探，硕士毕业论文，华中科技大学，2001] )等捕收剂相比大大的降低了生产成本，还避免了与人群争油的问题。

3、资源丰富。本发明中所使用的回收动植物油和泔水油是餐饮行业中的废弃物，每年餐饮行业会产生数百万吨的废弃的动植物油和泔水油，来源广泛，为脂肪酸的生产提供了大量的原料。

4、性价比高。与其他的磷矿浮选捕收剂相比，本发明所生产的脂肪酸中硬脂酸含量较低，不易板结，在气温较低的情况下使用也不需要加热，降低了磷矿浮选的能耗，降低磷矿石浮选的成本，在应用上性价比更高。

5、捕收率高。利用本发明生产出的脂肪酸其皂化值为180.00～250.00mg/KOH/g，碘值为85.00～120.00gI₂/100g，水分及挥发物为1%，其组成中含有亚麻酸、亚油酸和油酸，占了总组分的70%以上，其中亚油酸/油酸的含量比为0.81～0.95，C_10-20的脂肪酸占99%以上，根据文献报道[钟康年等.捕收剂的亚油酸/油酸比值对磷矿浮选的影响.化工矿物与加工，2003,（11）：1-3；王淀佐.浮选药剂作用原理及应用.北京：冶金工业出版社，1982]这样的性质和组成能提高了磷矿石的捕收率。

6、保护环境，不危害工人身体健康。本发明采用了回收的动植物油和泔水油来生产脂肪酸，其生产过程清洁，避免了废弃的动植物油和泔水油对环境的污染，以及生产其他磷矿石浮选剂而带来的环境污染，如α-取代羧酸在合成过程中要使用三氧化硫，并且含硝基产品，有毒，会对环境造成污染，而且不利于工人身体健康[田爱华.用植物油研制磷矿浮选初探，硕士毕业论文，华中科技大学，2001]，同时不危害工人身体健康。

7、意义深远。采用回收的动植物油、泔水油来生产脂肪酸，不仅变废为宝，避免了地沟油流入食用油市场，污染环境，危害人类健康；同时也为磷矿石浮选提供了更多的矿石浮选剂，促进了磷矿产业的发展，实现污染减少和综合利用的双重效果，对社会和经济的发展意义深远。

具体实施方式

利用回收的动、植物油（地沟油）制备浮选矿石脂肪酸的方法是：

实施例1

1）将回收的动植物油、泔水油送入烘房化油；

2）将化好油的回收动植物油、泔水油送入水解反应釜中，在85℃、1公斤压力条件下对油脂进行水解，在反应釜内按比例加入水、乳化剂十二烷基磺酸钠、硫酸，油水比例为1:0.8，乳化剂为油重的2%，硫酸为油重的1%，在强烈搅拌下，将油脂升温至80℃，80℃恒温搅拌5小时后沉降排水，得到粗脂肪酸；

4）经过步骤3）处理后的脂肪酸在85℃条件下，预热30分钟，开启真空蒸馏塔，使蒸气喷射泵的极限真空达到668Pa，将脂肪酸吸入预热器内，升温至150℃，再吸入加热浅盘内，升温至240℃，这时关闭进料阀，停止进料，开启塔内加热器，升温蒸馏塔内装有的直接蒸气喷管，当蒸馏塔内料温达到240℃时，观察脂肪酸气化情况，当脂肪酸开始气化，开启直接蒸气气提，将脂肪酸冷凝器的冷却水打开，冷却液体，获得高品质混合脂肪酸。混合脂肪酸其组成和各组分的含量为见表1 ：

表1

组成	含量（面积归一化百分比%）
		豆蔻酸（C_14:0）	0.63
棕榈酸（C_16:0）	18.53
		棕榈油（C_16:1）	1.37
硬脂酸（C_18:0）	6.75
		油酸（C_18:1）	35.30
亚油酸（C_18:2）	33.51
		二十碳酸（C_20:0）	0.79
亚麻酸（C_18:3）	2.21
		二十碳一烯酸（C_20:1）	0.45
二十二碳酸（C_22:0）	0.29
		芥酸（C_22:1）	0.17

其皂化值为196.64mg/KOH/g，碘值为98.94gI₂/100g，水分及挥发物含量低于0.68%。

实施例2

1）将回收的动植物油、泔水油送入烘房化油；

2）将化好油的回收动植物油、泔水油送入水解反应釜中，在85℃、1.5公斤压力条件下对油脂进行水解，在反应釜内按比例加入水、乳化剂十二烷基磺酸钠、硫酸，油水比例为1:1，乳化剂为油重的3%，硫酸为油重的2%，在强烈搅拌下，将油脂升温至80℃，80℃恒温搅拌6小时后沉降排水，得到粗脂肪酸；

4）经过步骤3）处理后的脂肪酸在90℃条件下，预热25分钟，开启真空蒸馏塔，使蒸气喷射泵的极限真空达到668Pa，将脂肪酸吸入预热器内，升温至155℃，再吸入加热浅盘内，升温至245℃，（这时关闭进料阀，停止进料）开启塔内加热器，升温蒸馏塔内装有的直接蒸气喷管，当蒸馏塔内料温达到245℃时，观察脂肪酸气化情况，当脂肪酸开始气化，开启直接蒸气气提，将脂肪酸冷凝器的冷却水打开，冷却液体，获得高品质混合脂肪酸。混合脂肪酸其组成和各组分的含量为见表2 ：

表2

组成	含量（面积归一化百分比%）
		豆蔻酸（C_14:0）	0.88
棕榈酸（C_16:0）	19.17
		棕榈油（C_16:1）	2.38
硬脂酸（C_18:0）	5.23
		油酸（C_18:1）	37.67
亚油酸（C_18:2）	30.37
		二十碳酸（C_20:0）	0.38
亚麻酸（C_18:3）	2.94
		二十碳一烯酸（C_20:1）	0.44
二十二碳酸（C_22:0）	0.23
		芥酸（C_22:1）	0.30

其皂化值为215.92mg/KOH/g，碘值为100.54gI₂/100g，水分及挥发物含量低于0.62%。

实施例3

1）将回收的动植物油、泔水油送入烘房化油；

2）将化好油的回收动植物油、泔水油送入水解反应釜中，在90℃、1公斤压力条件下对油脂进行水解，在反应釜内按比例加入水、乳化剂十二烷基磺酸钠、硫酸，油水比例为1:1.2，乳化剂为油重的5%，硫酸为油重的3%，在强烈搅拌下，将油脂升温至90℃，90℃恒温搅拌5小时后沉降排水，得到粗脂肪酸；

4）经过步骤3）处理后的脂肪酸在85℃条件下，预热25分钟，开启真空蒸馏塔，使蒸气喷射泵的极限真空达到668Pa，将脂肪酸吸入预热器内，升温至160℃，再吸入加热浅盘内，升温至250℃，（这时关闭进料阀，停止进料）开启塔内加热器，升温蒸馏塔内装有的直接蒸气喷管，当蒸馏塔内料温达到250℃时，观察脂肪酸气化情况，当脂肪酸开始气化，开启直接蒸气气提，将脂肪酸冷凝器的冷却水打开，冷却液体，获得高品质混合脂肪酸。混合脂肪酸其组成和各组分的含量为见表3 ：

表3

组成	含量（面积归一化百分比%）
		豆蔻酸（C_14:0）	0.74
棕榈酸（C_16:0）	20.32
		棕榈油（C_16:1）	1.92
硬脂酸（C_18:0）	5.89
		油酸（C_18:1）	38.96
亚油酸（C_18:2）	32.26
		二十碳酸（C_20:0）	0.57
亚麻酸（C_18:3）	2.66
		二十碳一烯酸（C_20:1）	0.47
二十二碳酸（C_22:0）	0.25
		芥酸（C_22:1）	0.46

其皂化值为230.12mg/KOH/g，碘值为113.64gI₂/100g，水分及挥发物含量低于0.66%。

Claims

1.一种用回收动植物油、泔水油制备浮选剂脂肪酸的方法，其特征在于按以下步骤进行：

1）将回收的动植物油、泔水油送入烘房化油；

2）将化好油的回收动植物油、泔水油送入水解反应釜中，在80～90℃、11-1.5公斤压力条件下对油脂进行水解，在反应釜内按比例加入水、乳化剂、硫酸，油水比例为1:0.8～1：1.2，乳化剂为油重的2～5%，硫酸为油重的1～3%，在强烈搅拌下，将油脂升温至80～85℃，80～85℃恒温搅拌5～6小时后沉降排水，得到粗脂肪酸；

4）经过步骤3）处理后的脂肪酸在85～90℃条件下，预热25～30分钟，开启真空蒸馏塔，使蒸气喷射泵的极限真空达到668Pa，将脂肪酸吸入预热器内，升温至150～160℃，再吸入加热浅盘内，升温至240～250℃，开启塔内加热器，升温蒸馏塔内装有的直接蒸气喷管，当蒸馏塔内料温达到240～250℃时，观察脂肪酸气化情况，当脂肪酸开始气化，开启直接蒸气气提，将脂肪酸冷凝器的冷却水打开，冷却液体，获得高品质混合脂肪酸。

2.根据权利要求1所述的用回收动植物油、泔水油制备浮选剂脂肪酸的方法，其特征在于步骤1）中所述的乳化剂为十二烷基磺酸钠。

3.一种权利要求1所述的用回收动植物油、泔水油制备浮选剂脂肪酸的方法制备的浮选剂脂肪酸。

4.根据权利要求3所述的用回收动植物油、泔水油制备浮选剂脂肪酸的方法制备的浮选剂脂肪酸，其特征在于脂肪酸组成及各组分的面积归一化百分比%含量为：豆蔻酸（C_14:0）0.63～0.88、棕榈酸（C_16:0）18.53～20.32、棕榈油（C_16:1）1.37～2.38、硬脂酸（C_18:0）5.23～6.75、油酸（C_18:1）35.30～38.96、亚油酸（C_18:2）30.37～32.26、二十碳酸（C_20:0）0.38～0.79、亚麻酸（C_18:3）2.21～2.94、二十碳一烯酸（C_20:1）0.44～0.47、二十二碳酸（C_22:0）0.23～0.29、芥酸（C_22:1）0.17～0.46。

5.根据权利要求3所述的用回收动植物油、泔水油制备浮选剂脂肪酸的方法制备的浮选剂脂肪酸，其特征在于其皂化值为180.00～250.00mg/KOH/g，碘值为85.00～120.00gI₂/100g，水分及挥发物含量低于1%。