CN106281722A

CN106281722A - 一种油脚和皂脚连续化水解的方法

Info

Publication number: CN106281722A
Application number: CN201610802090.5A
Authority: CN
Inventors: 蒋剑春; 刘朋; 徐俊明; 李静; 王奎; 夏海虹; 周铭昊; 叶俊
Original assignee: China Forest Chemical Industry Institute Of Forestry
Current assignee: China Forest Chemical Industry Institute Of Forestry; Institute of Chemical Industry of Forest Products of CAF
Priority date: 2016-09-05
Filing date: 2016-09-05
Publication date: 2017-01-04

Abstract

一种油脚和皂脚连续化水解的方法，将油脚和皂脚加入到混配釜中，加入水，滴加酸至混合物料的pH值为6，搅拌至均匀，混配釜中水的添加量为油脚和皂脚质量的30%‑40%；将混匀后的液体物料送入预热器中预热至150℃‑230℃；经预热后的物料进入连续式反应器中进行反应，待反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水。本发明工艺简单、连续化，本发明实现了油脚和皂脚的酸化和水解一步完成，工序简单，且可通过连续式反应器连续化生产操作，大幅度提高生产效率。

Description

一种油脚和皂脚连续化水解的方法

技术领域

本发明属于油脂精炼废弃物的开发利用技术领域，具体涉及到一种油脚和皂脚连续化水解制备高附加值产品的方法。

背景技术

随着油脂工业的迅速发展和油脂精炼技术的不断提高，油脂精炼过程中的油脚和皂脚等副产物的产量日益增多。油脚为油脂水化脱胶过程产生，主要含有磷脂、水、油脂及胶质，其中总脂肪酸含量为20-40%；皂脚为碱炼脱酸过程产生，皂脚中皂（脂肪酸钠）含量为30-50%，中性油（甘油酯）含量为8-27%，其余为水、蛋白质、色素等物质，其中总脂肪酸含量高达40-80%。

我国每年可排放各种油脚和皂脚近千万吨，这些资源如果直接排放，不仅造成环境和水质污染，而且也是一种严重的资源浪费；当前，油脚和皂脚综合利用的环保加工技术已成为油脂行业一直不断探索研究的课题。脂肪酸作为一种重要的化工原料，广泛应用于各个领域，利用油脚和皂脚为原料经酸化水解制备脂肪酸，逐渐成为脂肪酸工业的热点。

目前对于油脚和皂脚的利用普遍采用的是浓硫酸酸化制备酸化油，即用5-10%的浓硫酸对其长时间酸化，制备的酸化油酸值偏低，成分杂，都限制了其应用推广，且该方法存在较大弊端，造成严重的环境和水质污染，已被多地环保部门明令禁止。近年来，也报道了一些新的水解工艺技术，如发明CN103666768B公布了一种高温高压的水解工艺，反应温度为210-260℃，压力高达18-30MPa，反应条件对设备要求高，且为间歇式反应；发明CN102776074A公布了一种油脚酸化后制备酸化油，酸化油再进一步经水解塔进行水解，反应步骤繁琐，时间长，且产生大量废水；发明CN1304545C公布了一种近临界水介质中油脂无催化连续化水解制备脂肪酸的方法，反应需要在温度250-350℃，反应压力5-20 MPa的近临界条件。这些工艺技术都存在工艺流程复杂、废水多，且高温高压反应下物料的副反应增加，对物料组分造成破坏，影响产品品质；反应条件苛刻，也不利于工业化、产业化的连续生产。对油脚和皂脚的综合利用，必须采用经济合理、环保高效的工艺，以高附加值化开发油料资源和保护生态环境。

发明内容

解决的技术问题：为了克服现有工艺技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种油脚和皂脚连续化水解的方法，具有工艺简单、经济合理、环境友好的特点。

技术方案：一种油脚和皂脚连续化水解的方法，包括以下步骤：1）将油脚和皂脚加入到混配釜中，加入水，滴加酸至混合物料的pH值为6，搅拌至均匀，混配釜中水的添加量为油脚和皂脚质量的30%-40%；将混匀后的液体物料送入预热器中预热至150℃-230℃；2）经预热后的物料进入连续式反应器中进行反应，待反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水。

上述连续式反应器为管道式反应器、釜式串联反应器或混合交叉反应器。

上述管道式反应器的物料反应条件为：反应温度180-210℃、压力为0.6-1.6 MPa、物料停留时间为20-50 min。

上述釜式串联反应器为1~4个串联的釜组成，物料反应条件为反应温度为200-240℃、压力为1.0-3.0 MPa、反应时间为50-120 min。

上述混合交叉反应器由前段单釜釜式串联反应器和后段管道式反应器经串联组成；物料反应条件为反应温度为190-210℃、压力为0.8-1.6 MPa、反应时间为60-100 min。

上述酸为醋酸、磷酸、甲酸中的至少一种，醋酸浓度为65 wt.%-80wt.%，磷酸浓度为40 wt.%-70 wt.%，甲酸浓度为30 wt.%-50 wt.%。

上述粗脂肪酸的酸值为175-185 mgKOH/g，得率为40%-60%。

上述废水pH值为6-7，且废水中甘油含量为5wt.%-15 wt.%，废水经甘油提取处理后加入到混配釜继续循环使用。

有益效果：1）工艺简单、连续化，本发明实现了油脚和皂脚的酸化和水解一步完成，工序简单，且可通过连续式反应器连续化生产操作，大幅度提高生产效率；

2）条件温和、能耗低，本发明在连续式反应器时间短，反应温度和压力较低，显著降低能耗；

3）环保高效、废水少，本发明可在降低酸的添加量条件下，获得油脚和皂脚较优的水解效果和较高的脂肪酸得率，且反应后的废水经过滤、提取甘油后可以循环使用，大大减少废水的排放量；

4）附加值高、前景好，本发明通过将油脚和皂脚连续化水解后，并精制处理，可以得到脂肪酸、甘油、固体残渣多种产品，产品的附加值高，应用广，可以获得较好的经济效益和环境效益。

附图说明

图1 为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步阐述，但本发明不限于此。

实施例1

将油脚和皂脚加入到混配釜中，并加入油脚和皂脚质量40%的水，滴加浓度为80wt.%醋酸至混合液的pH值为6，搅拌至均匀；将混匀后的液体物料送入200-210℃预热器中；经预热后的物料送入管道式连续反应器中进行反应，反应温度为210℃、压力为1.6 MPa，控制物料流经管道式反应器的停留时间为50 min；反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水，测定粗脂肪酸酸值为185 mgKOH/g，得率为55%，废水pH值为6，且废水中含有15wt.%甘油。

实施例2

将油脚和皂脚加入到混配釜中，并加入油脚和皂脚质量32%的水，滴加浓度为35 wt.%甲酸至混合液的pH值为6，搅拌至均匀；将混匀后的液体物料送入170-180℃预热器中；经预热后的物料送入管道式连续反应器中进行反应，反应温度为180℃、压力为0.6 MPa，控制物料流经管道式反应器的停留时间为20 min；反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水，测定粗脂肪酸酸值为175 mgKOH/g，得率为42%，废水pH值为6，且废水中含有8wt.%甘油。

实施例3

将油脚和皂脚加入到混配釜中，并加入油脚和皂脚质量36%的水，滴加浓度为70 wt.%醋酸和浓度为50 wt.%磷酸至混合液的pH值为6，搅拌至均匀；将混匀后的液体物料送入190-200℃预热器中；经预热后的物料送入管道式连续反应器中进行反应，反应温度为200℃、压力为1.0 MPa，控制物料流经管道式反应器的停留时间为40 min；反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水，测定粗脂肪酸酸值为180 mgKOH/g，得率为48%，废水pH值为6，且废水中含有12 wt.%甘油。

实施例4

将油脚和皂脚加入到混配釜中，并加入油脚和皂脚质量38%的水，滴加浓度为65 wt.%醋酸和30 wt.%甲酸至混合液的pH值为6，搅拌至均匀；将混匀后的液体物料送入190-200℃预热器中；经预热后的物料送入两个釜串联的连续反应器中进行反应，反应温度为200℃、压力为1.0 MPa，控制物料流经反应器的反应时间为50 min；反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水，测定酸值为177 mgKOH/g，得率为43%，废水pH值为6，且废水中含有9 wt.%甘油。

实施例5

将油脚和皂脚加入到混配釜中，并加入油脚和皂脚质量30%的水，滴加浓度为50 wt.%甲酸和60 wt.%磷酸至混合液的pH值为6，搅拌至均匀；将混匀后的液体物料送入230-240℃预热器中；经预热后的物料送入四个釜串联的连续反应器中进行反应，反应温度为240℃、压力为3.0 MPa，控制物料流经反应器的反应时间为120 min；反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水，测定酸值为185 mgKOH/g，得率为57%，废水pH值为6，且废水中含有14 wt.%甘油。

实施例6

将油脚和皂脚加入到混配釜中，并加入油脚和皂脚质量40%的水，滴加浓度为45 wt.%甲酸至混合液的pH值为6，搅拌至均匀；将混匀后的液体物料送入210-220℃预热器中；经预热后的物料送入单个釜连续反应器中进行反应，反应温度为220℃、压力为1.8 MPa，控制物料流经反应器的反应时间为80 min；反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水，测定酸值为181 mgKOH/g，得率为50%，废水pH值为6，且废水中含有11 wt.%甘油。

实施例7

将油脚和皂脚加入到混配釜中，并加入皂脚质量36%的水，滴加浓度为65 wt.%醋酸至混合液的pH值为6，搅拌至均匀；将混匀后的液体物料送入190-200℃预热器中；经预热后的物料送入混合交叉连续式反应器中进行反应，反应温度为200℃、压力为1.0 MPa，控制物料流经反应器的反应时间为75 min；反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水，测定酸值为179 mgKOH/g，得率为49%，废水pH值为6，且废水中含有9 wt.%甘油。

实施例8

将油脚和皂脚加入到混配釜中，并加入皂脚质量39%的水，滴加浓度为80 wt.%醋酸和浓度为40 wt.%的磷酸至混合液的pH值为6，搅拌至均匀；将混匀后的液体物料送入200-210℃预热器中；经预热后的物料送入混合交叉连续式反应器中进行反应，反应温度为210℃、压力为1.6 MPa，控制物料流经反应器的反应时间为100 min；反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水，测定酸值为185 mgKOH/g，得率为54%，废水pH值为6，且废水中含有13 wt.%甘油。

实施例9

将油脚和皂脚加入到混配釜中，并加入皂脚质量39%的水，滴加浓度为50 wt.%甲酸至混合液的pH值为6，搅拌至均匀；将混匀后的液体物料送入180-190℃预热器中；经预热后的物料送入混合交叉连续式反应器中进行反应，反应温度为190℃、压力为0.8 MPa，控制物料流经反应器的反应时间为60 min；反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水，测定酸值为175 mgKOH/g，得率为40%，废水pH值为6，且废水中含有7 wt.%甘油。

Claims

1.一种油脚和皂脚连续化水解的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将油脚和皂脚加入到混配釜中，加入水，滴加酸至混合物料的pH值为6，搅拌至均匀，混配釜中水的添加量为油脚和皂脚质量的30%-40%；将混匀后的液体物料送入预热器中预热至150℃-230℃；

2）经预热后的物料进入连续式反应器中进行反应，待反应结束后，物料经分离得到粗脂肪酸、固体残渣和废水。

2.根据权利要求1所述一种油脚和皂脚连续化水解的方法，其特征在于所述连续式反应器为管道式反应器、釜式串联反应器或混合交叉反应器。

3.根据权利要求2所述一种油脚和皂脚连续化水解的方法，其特征在于所述管道式反应器的物料反应条件为：反应温度180-210℃、压力为0.6-1.6 MPa、物料停留时间为20-50min。

4.根据权利要求2所述一种油脚和皂脚连续化水解的方法，其特征在于所述釜式串联反应器为1~4个串联的釜组成，物料反应条件为反应温度为200-240℃、压力为1.0-3.0MPa、反应时间为50-120 min。

5.根据权利要求2所述一种油脚和皂脚连续化水解的方法，其特征在于所述混合交叉反应器由前段单釜釜式串联反应器和后段管道式反应器经串联组成；物料反应条件为反应温度为190-210℃、压力为0.8-1.6 MPa、反应时间为60-100 min。

6.根据权利要求1所述一种油脚和皂脚连续化水解的方法，其特征在于所述酸为醋酸、磷酸、甲酸中的至少一种，醋酸浓度为65 wt.%-80wt.%，磷酸浓度为40 wt.%-70 wt.%，甲酸浓度为30 wt.%-50 wt.%。

7.根据权利要求1所述一种油脚和皂脚连续化水解的方法，其特征在于所述粗脂肪酸的酸值为175-185 mgKOH/g，得率为40%-60%。

8.根据权利要求1所述一种油脚和皂脚连续化水解的方法，其特征在于所述废水pH值为6-7，且废水中甘油含量为5wt.%-15 wt.%，废水经甘油提取处理后加入到混配釜继续循环使用。