CN110669583A - 一种以菜籽油为原料的植物绝缘油精炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以菜籽油为原料的植物绝缘油精炼工艺，所述方法包括以下步骤：1）选用新型离子液体[thtd‑Ph]Cl对菜籽油进行甲酯化改性并对其进行脱胶、水洗、初次脱酸、减压蒸馏、常压脱色、脱臭的初步精炼；2）对初步精炼后菜籽油进行二次碱炼脱色处理以及减压蒸馏，获得精制菜籽油；3）向精制后菜籽油加入抗氧化剂和抗凝剂获得改性后菜籽油。本发明得到的以菜籽油为原料的植物绝缘油具有高闪点，低粘度，低凝点，低酸值，低微水，具有良好的理化性能和电气性能，能够达到符合变压器绝缘用油的标准，可大量推广使用。

Description

一种以菜籽油为原料的植物绝缘油精炼工艺
技术领域
本发明涉及植物绝缘油精炼领域，具体涉及一种以菜籽油为原料的植物绝缘油精炼工艺。
背景技术
植物绝缘油是一种高燃点、环保型液体电介质，具有良好的绝缘性能。常见的植物油中单不饱和脂肪酸含量较高的依次为橄榄油、菜籽油、大豆油、葵花籽油等。相比于单不饱和脂肪酸含量更高的橄榄油，菜籽油的产量更大，来源更广泛，且更满足经济性，是制备植物绝缘油的理想原料。
目前国内植物绝缘油精炼工艺尚不成熟，现有的植物油精炼工艺多针对食用油的精炼，对应的典型碱炼工艺也是一次碱中和和一次水洗工艺，然后进行脱色、脱臭、脱水后加入抗氧化剂即可，但碱中和会过程中会产生皂化物而影响精炼率。对于传统工艺存在不足之处：
(1)酸值较高：制备出的油只需满足食用植物油卫生标准的要求，酸值小于3mg(KOH)/g即可，但变压器绝缘油对酸值的要求是必须低0.03mg(KOH)/g；
(2)介损较高：食用油对电气特征量介质损耗并无要求，但变压器绝缘油对介损要求非常高，以保证电力设备安全运行，要求变压器用绝缘油的介损小于0.5％；
(3)水分较高：水分对变压器绝缘油的击穿电压有很大影响，因此，绝缘油对微水含量要求非常高，要求变压器用绝缘油的水分小于200mg/L。
中国专利CN102517140B公开了一种利用植物油制备低酸值绝缘油的多次碱炼工艺，并具体公开了是对植物油进行多次碱炼，直至酸值合格，这种方法虽然可以得到合格的植物绝缘油，但是操作复杂，碱炼次数多，操作时间长，油、碱溶液、软水的损耗大。合格的植物变压器绝缘油不仅要求酸值低，更要求降酸后的各项电气性能满足要求。因此，植物绝缘油的处理步骤整套连接起来，无法一次性制备优良绝缘油。CN201610398550.2节能型天然脂绝缘油炼制方法，通过至少两次碱炼过程试酸值达到GB/T7599中酸值低于0.03mg(KOH)/g的要求，但该专利虽然满足了酸值的要求，但是多次碱炼过程造成后续过滤程序的繁杂，产生大量的皂角和废水，精炼率低，且因菜籽油的易氧化特性，随着时间的增加，菜籽油内酸值会明显上升。
发明内容
鉴于上述现有生产技术的不足，本发明的目的在于研究菜籽油精炼对制取植物绝缘油的影响规律，提供一种以菜籽油为原料的植物绝缘油精炼工艺，精制出的菜籽绝缘油能够有效提高理化性能和电气性能，能够有效提高出油率，对制取植物绝缘油具有重要的经济意义。
本发明采用以下技术方案：
一种以菜籽油为原料的植物绝缘油精炼工艺，所述方法包括以下步骤：
(1)对菜籽油进行甲酯化后进行脱胶、水洗、初步脱酸、减压蒸馏、常压脱色、脱臭处理，得到精炼后的菜籽油；
(2)对精炼后的菜籽油进行二次碱炼处理；之后进行减压蒸馏，除去油中多余的水分；
(3)将减压蒸馏后的油放至搅拌罐中冷却，然后当搅拌罐搅拌至50-60r/min时分别加入抗氧化剂和抗凝剂，持续搅拌4-6小时，获得改性后菜籽油。
优选地，所述步骤(1)中，包括以下步骤：
(1.1)以菜籽油为原料，加入催化剂(NaOH)、离子液体[thtd-Ph]Cl、甲醇，进行酯交换反应，完成甲酯化处理，得到基础油；
(1.2)对基础油进行脱胶、水洗、初步脱酸、减压蒸馏、常压脱色、脱臭。
进一步优选地，所述步骤(1.1)中，甲醇与菜籽油的物质量比为(25-35)：1；催化剂为NaOH，其加入量为菜籽油的16-20mol％；离子液体[thtd-Ph]Cl加入量为菜籽油用量的0.4％-0.7％。
进一步优选地，所述步骤(1.1)，酯交换反应条件为：温度为55-65℃、微波功率900-1100W和微波辐射时间为8-12min。
进一步优选地，所述步骤(1.2)，脱胶方法为：加入菜籽油质量的1％-1.2％的脱磷剂和1％-1.2％的柠檬酸，混合搅拌，搅拌条件为：转速490-510r/min，温度30-35℃，时间20-25min；最后对吸附后菜籽油进行离心获得脱磷油。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，水洗方法为：通过在油中加入蒸馏水，并在30-40℃下除去油中的皂化物，反复清洗，直至水层清澈。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，初次脱酸方法为：向菜籽油中加入乙醇—乙醚混合溶剂，乙醇—乙醚混合溶剂与菜籽油中的重量比(1.8–2):1，乙醇和乙醚溶解菜籽油的酸类物质，进行脱酸作用，其中菜籽油中的芥酸极易溶解至乙醚中，在30-35℃下匀速搅拌25-35min，静置分层2.5-3.5h，收集下层菜籽油，以此重复进行两次，其中乙醇—乙醚与油的添加比例为1.8-2:1。第三次向油中加入2％-5％的碱性白土，然后在30-35℃下匀速搅拌30min，最后对其抽滤即获得初次脱酸后菜籽油，并测定菜籽油的酸值。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，将初次脱酸后的菜籽油进行减压蒸馏，以去除油中的水分及少量残留的有机溶剂，减压蒸馏的条件：残压为30～45mm Hg，温度控制在90-95℃。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，脱色采用加入基础油质量的2％-5％酸性白土，采用常压蒸馏脱色。
所述常压蒸馏条件为，搅拌速度速30-35r/min，油温控制90～95℃，脱色时间在25-35min，脱色完毕后，使油温降至70℃以下，并对其进行抽滤，获得脱色后菜籽油，脱色后菜籽油色度≤2.0。
优选地，所述步骤(1.2)中，脱臭方法为：开启真空泵，维持瓶内残压为20～50mmHg，将油温加热至210-220℃，脱臭时间为3-5h，脱臭完毕后，降温至70℃以下，解除真空。
优选地，所述步骤(2)中，对精炼后的植物油需进行二次碱炼，以使其酸值≤0.03；首先按下式计算NaoH用量，其中NaoH浓度为1.5％-2％。脱酸用碱量按下式计算：
M＝m1+m2；
式中M是脱酸所需总碱量，m1是理论碱量，m2是超量碱；
m1＝M0×AV×40/56；
式中M0是碱中和前植物油的质量，g；AV是碱中和前植物油的酸值，mg(KOH)/g；40是NaOH的摩尔质量，g/mol；56是KOH的摩尔质量，g/mol；超量碱m2的用量取3-4倍的m1，理论碱量为超量碱的3-4倍；将NaOH溶液加入油样中，并升温至70-75℃进行中和反应，中和反应时间为30-35min；二次碱炼后，将菜籽油水洗并静置分层，获得脱酸后菜籽油。
优选地，所述步骤(1)、(2)中，将二次碱炼后的菜籽油进行减压蒸馏，以去除油中的水分及少量残留的有机溶剂。减压蒸馏的条件：残压为30～45mm Hg，温度控制在90-95℃。
优选地，所述步骤(3)中，抗氧化剂选用油溶性茶多酚、油溶性迷迭香以及BHT中的一种或组合，其添加量0.2％-0.3％；降凝剂为T605降凝剂、烷基萘、聚a-烯烃的一种或组合，其添加量为0.3％-0.5％。将菜籽油放至冷却搅拌罐进行快速搅拌至50-60r/min，同时加入抗氧化剂，持续搅拌4-6小时，最终获得改性后菜籽油。
进一步优选地，所述步骤(3)中，降凝剂选用T605降凝剂、烷基萘、聚a-烯烃的一种，其添加量为0.3％-0.5％，将降凝剂放入菜籽油中，同时放至冷却搅拌罐进行快速搅拌至60r/min，持续搅拌6小时，最终获得改性后菜籽油。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提出了一种菜籽绝缘油处理的全套工艺，该工艺首先对甲酯化处理过程中的离子液体回收技术进行了改善，改善后的离子液体回收率高达90％，且回收次数也增加至6次以上；之后针对碱炼脱酸过程中容易产生皂角而使精炼率降低，且在水洗过程中也会产生大量废水的问题，本发明提出了一种新型脱酸工艺，可减少95％的皂化物产生，减少了废水的产出。相较传统脱酸工艺，该工艺每吨菜籽油脱酸过程可至少减少废水产出量11-12吨；最后针对菜籽油易氧化而使油中酸值升高问题，通过添加抗氧化剂而确保油中酸值长期处于0.06以下，可更好地应用在变压器中。本发明得到的以菜籽油为原料的植物绝缘油具有闪点高，粘度低，凝点低，酸值低，微水低，具有良好的理化性能和电气性能，能够达到符合变压器绝缘用油的标准，可大量推广使用。
2、通过微波加热酯交换操作，可提升酯交换率，同时NaOH催化与酸催化相比还可缩短酯交换时间，最终通过酯交换获得用于精炼的基础油。选用离子液体[thtd-Ph]Cl对菜子油进行微波催化酯交换，可使基础油与催化剂有明显分层，有效提升菜籽油提炼率。
3、选用新型离子液体来进行酯交换，以离子液体作为溶液，可能改变反映机理，使催化剂活性稳定性更好，转化率更高。本方法使用季鏻类离子[thtd-Ph]Cl离子液体与碱有良好的相容稳定性。在采用[thtd-Ph]Cl/NaOH催化体系对菜籽油甲酯化操作的同时，少量NaOH也会与油中酸值反应，而使油中酸值发生下降。
4、选用乙醚—乙醇—碱性活性白土对菜籽油进行萃取脱酸，可减少皂化物的产生。但当酸值降低一定程度后乙醚—乙醇对菜籽油的脱酸效果降低，所以第三次脱酸时采用碱性活性白土进行吸附脱酸来进一步降低油中酸值。
5、采用乙醚—乙醇—碱性白土混合脱酸法对菜籽油初次脱酸后的精炼率和采用其他方法相比，在满足脱色后色度的同时精炼率相对最高，且脱色后菜籽油中酸值回升的也较少，这是因为油中的皂化物会与活性白土生成新的脂肪酸而导致酸值回升，在初次脱酸过程中没有皂化物的产生，因此酸值回升较小。
6、抗氧化剂与降凝剂的加入可有效加强植物油在变压器中的运行寿命，其最终抗氧化剂可减缓植物油氧化作用，保持运行过程中油的酸值≤0.03，降凝剂则可增加菜籽油的倾点，使植物油在运行过程中的倾点≤-20。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。
实施例1
一种以菜籽油为原料的植物绝缘油精炼工艺，所述方法包括以下步骤：
(1)对菜籽油进行甲酯化后进行脱胶、水洗、初步脱酸、减压蒸馏、常压脱色、脱臭处理，得到精炼后的菜籽油；
(2)对精炼后的菜籽油进行二次碱炼处理；之后进行减压蒸馏，除去油中多余的水分；
(3)将减压蒸馏后的油放至搅拌罐中冷却，然后当搅拌罐搅拌至50-60r/min时分别加入抗氧化剂和抗凝剂，持续搅拌4-6小时，获得改性后菜籽油。
优选地，所述步骤(1)中，包括以下步骤：
(1.1)以菜籽油为原料，加入催化剂(NaOH)、离子液体[thtd-Ph]Cl、甲醇，进行酯交换反应，完成甲酯化处理，得到基础油；
(1.2)对基础油进行脱胶、水洗、初步脱酸、减压蒸馏、常压脱色、脱臭。
进一步优选地，所述步骤(1.1)中，甲醇与菜籽油的物质量比为(25-35)：1；催化剂为NaOH，其加入量为菜籽油的18mol％；离子液体[thtd-Ph]Cl加入量为菜籽油用量的0.4％-0.7％。
进一步优选地，所述步骤(1.1)，酯交换反应条件为：温度为55-65℃、微波功率900-1100W和微波辐射时间为8-12min。
进一步优选地，所述步骤(1.2)，脱胶方法为：加入菜籽油质量的1％-1.2％的脱磷剂和1％-1.2％的柠檬酸，混合搅拌，搅拌条件为：转速490-510r/min，温度30-35℃，时间20-25min；最后对吸附后菜籽油进行离心获得脱磷油。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，水洗方法为：通过在油中加入蒸馏水，并在30-40℃下除去油中的皂化物，反复清洗，直至水层清澈。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，初次脱酸方法为：向菜籽油中加入乙醇—乙醚混合溶剂，乙醇—乙醚混合溶剂与菜籽油中的重量比(1.8–2):1，乙醇和乙醚溶解菜籽油的酸类物质，进行脱酸作用，其中菜籽油中的芥酸极易溶解至乙醚中，在30-35℃下匀速搅拌25-35min，静置分层2.5-3.5h，收集下层菜籽油，以此重复进行两次，其中乙醇—乙醚与油的添加比例为1.8-2:1。第三次向油中加入2％-5％的碱性白土，然后在30-35℃下匀速搅拌30min，最后对其抽滤即获得初次脱酸后菜籽油，并测定菜籽油的酸值。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，将初次脱酸后的菜籽油进行减压蒸馏，以去除油中的水分及少量残留的有机溶剂，减压蒸馏的条件：残压为30～45mm Hg，温度控制在90-95℃。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，脱色采用加入基础油质量的2％-5％酸性白土，采用常压蒸馏脱色。
所述常压蒸馏条件为，搅拌速度速30-35r/min，油温控制90～95℃，脱色时间在25-35min，脱色完毕后，使油温降至70℃以下，并对其进行抽滤，获得脱色后菜籽油，脱色后菜籽油色度≤2.0。
优选地，所述步骤(1.2)中，脱臭方法为：开启真空泵，维持瓶内残压为20～50mmHg，将油温加热至210-220℃，脱臭时间为3-5h，脱臭完毕后，降温至70℃以下，解除真空。
优选地，所述步骤(2)中，对精炼后的植物油需进行二次碱炼，以使其酸值≤0.03；首先按下式计算NaoH用量，其中NaoH浓度为1.5％-2％。脱酸用碱量按下式计算：
M＝m1+m2；
式中M是脱酸所需总碱量，m1是理论碱量，m2是超量碱；
m1＝M0×AV×40/56；
式中M0是碱中和前植物油的质量，g；AV是碱中和前植物油的酸值，mg(KOH)/g；40是NaOH的摩尔质量，g/mol；56是KOH的摩尔质量，g/mol；超量碱m2的用量取3-4倍的m1，理论碱量为超量碱的3-4倍；将NaOH溶液加入油样中，并升温至70-75℃进行中和反应，中和反应时间为30-35min；
二次碱炼后，将菜籽油水洗并静置分层，获得脱酸后菜籽油。
优选地，所述步骤(1)、(2)中，将二次碱炼后的菜籽油进行减压蒸馏，以去除油中的水分及少量残留的有机溶剂。减压蒸馏的条件：残压为30～45mm Hg，温度控制在90-95℃。
优选地，所述步骤(3)中，抗氧化剂选用油溶性茶多酚、油溶性迷迭香以及BHT中的一种或组合，其添加量0.2％-0.3％；降凝剂为T605降凝剂、烷基萘、聚a-烯烃的一种或组合，其添加量为0.3％-0.5％。将菜籽油放至冷却搅拌罐进行快速搅拌至50-60r/min，同时加入抗氧化剂，持续搅拌4-6小时，最终获得改性后菜籽油。
进一步优选地，所述步骤(3)中，降凝剂选用T605降凝剂、烷基萘、聚a-烯烃的一种，其添加量为0.3％-0.5％，将降凝剂放入菜籽油中，同时放至冷却搅拌罐进行快速搅拌至60r/min，持续搅拌6小时，最终获得改性后菜籽油。
实施例2
一种以菜籽油为原料的植物绝缘油精炼工艺，所述方法包括以下步骤：
(1)对菜籽油进行甲酯化后进行脱胶、水洗、初步脱酸、减压蒸馏、常压脱色、脱臭处理，得到精炼后的菜籽油；
(2)对精炼后的菜籽油进行二次碱炼处理；之后进行减压蒸馏，除去油中多余的水分；
(3)将减压蒸馏后的油放至搅拌罐中冷却，然后当搅拌罐搅拌至50-60r/min时分别加入抗氧化剂和抗凝剂，持续搅拌4-6小时，获得改性后菜籽油。
优选地，所述步骤(1)中，包括以下步骤：
(1.1)以菜籽油为原料，加入催化剂(NaOH)、离子液体[thtd-Ph]Cl、甲醇，进行酯交换反应，完成甲酯化处理，得到基础油；
(1.2)对基础油进行脱胶、水洗、初步脱酸、减压蒸馏、常压脱色、脱臭。
进一步优选地，所述步骤(1.1)中，甲醇与菜籽油的物质量比为30：1；催化剂为NaOH，其加入量为菜籽油的18mol％；离子液体[thtd-Ph]Cl加入量为菜籽油用量的0.5％。
进一步优选地，所述步骤(1.1)，酯交换反应条件为：温度为60℃、微波功率1000W和微波辐射时间为10min。
表1菜籽绝缘油的甲酯得率
催化体系 醇油比 甲酯得率％
[thtd-Ph]Cl/NaOH 30:1 96.5
进一步优选地，所述步骤(1.2)，脱胶方法为：加入菜籽油质量的1％的脱磷剂和1％的柠檬酸，混合搅拌，搅拌条件为：转速500r/min，温度20℃，时间20min；最后对吸附后菜籽油进行离心获得脱磷油。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，水洗方法为：通过在油中加入蒸馏水，并在40℃下除去油中的皂化物，反复清洗，直至水层清澈。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，初次脱酸方法为：向菜籽油中加入乙醇—乙醚混合溶剂，乙醇—乙醚混合溶剂与菜籽油中的重量比1.9:1，乙醇和乙醚溶解菜籽油的酸类物质，进行脱酸作用，其中菜籽油中的芥酸极易溶解至乙醚中，在35℃下匀速搅拌30min，静置分层3h，收集下层菜籽油，以此重复进行两次。第三次向油中加入3％的碱性白土，然后在32℃下匀速搅拌30min，最后对其抽滤即获得初次脱酸后菜籽油，并测定菜籽油的酸值。
表2菜籽绝缘油的初次脱酸后酸值
次数 酸值mg(KOH)/g
1 1.2
2 0.4
3 0.06
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，将初次脱酸后的菜籽油进行减压蒸馏，以去除油中的水分及少量残留的有机溶剂，减压蒸馏的条件：残压为40mm Hg，温度控制在90℃。
进一步优选地，所述步骤(1.2)中，脱色采用加入基础油质量的5％酸性白土，采用常压蒸馏脱色。
所述常压蒸馏条件为，搅拌速度速35r/min，油温控制90℃，脱色时间在30min，脱色完毕后，使油温降至70℃以下，并对其进行抽滤，获得脱色后菜籽油，脱色后菜籽油色度≤2.0。
优选地，所述步骤(1.2)中，脱臭方法为：开启真空泵，维持瓶内残压为20～50mmHg，将油温加热至210-220℃，脱臭时间为4h，脱臭完毕后，降温至70℃以下，解除真空。
表3初次精制(步骤(1)操作结束后)后菜籽绝缘油的性能参数
Figure BDA0002215301360000091
优选地，所述步骤(2)中，对精炼后的植物油需进行二次碱炼，以使其酸值≤0.03；首先按下式计算NaoH用量，其中NaoH浓度为1.5％-2％。脱酸用碱量按下式计算：
M＝m1+m2；
式中M是脱酸所需总碱量，m1是理论碱量，m2是超量碱；
m1＝M0×AV×40/56；
式中M0是碱中和前植物油的质量，g；AV是碱中和前植物油的酸值，mg(KOH)/g；40是NaOH的摩尔质量，g/mol；56是KOH的摩尔质量，g/mol；超量碱m2的用量取3-4倍的m1，理论碱量为超量碱的3-4倍；将NaOH溶液加入油样中，并升温至70℃进行中和反应，中和反应时间为30min；二次碱炼后，将菜籽油水洗并静置分层，获得脱酸后菜籽油。
优选地，所述步骤(1)、(2)中，将二次碱炼后的菜籽油进行减压蒸馏，以去除油中的水分及少量残留的有机溶剂。减压蒸馏的条件：残压为30～45mm Hg，温度控制在90℃。
表4二次碱炼后绝缘油的性能参数
Figure BDA0002215301360000101
优选地，所述步骤(3)中，抗氧化剂选用BHT，其添加量0.2％；降凝剂为烷基萘，其添加量为0.3％。将菜籽油放至冷却搅拌罐进行快速搅拌至60r/min，同时加入抗氧化剂，持续搅拌6小时，最终获得改性后菜籽油。
由表1-4可知，改性后的菜籽油，在外观、酸值、介损、击穿电压等方面均已满足变压器用油标准，这表明通过本发明精炼的菜籽油可有效应用在变压器中。
对比例1
在实施例2基础上，采用不同催化体系，对菜籽油进行甲酯化后的价值的率以及酸值减少量如下表所示：
表5不同催化体系效果对比
催化体系 甲酯得率％ 酸值减少量mg(KOH)/g
[thtd-Ph]Cl/NaOH 96.7 0.5
[thtd-Ph]Cl/NaOMe 97.1 0.02
[thtd-Ph]Cl/MeOH 95.1 0.01
由上表5可知，在采用[thtd-Ph]Cl/NaOH催化体系对菜籽油甲酯化操作的同时，NaOH也会与油中酸值反应，而使油中酸值发生下降，有利于脱酸。
对比例2
在实施例2的基础上，研究不同催化体系的重复使用实验效果，离子液体回收方法为：酯交换后，对样品进行静置并取上层液体，然后对其进行减压蒸馏，分别获得甲酯和离子液体。然后取下层液体并加入3％的正乙烷，充分搅拌2.5h后静止分层并回收离子液体。回收使用次数的离子液体回收率与脂肪酸甲酯得率得率％的结果见下表6，发现随着使用次数增加，[thtd-Ph]Cl离子液体仍能得到有效的回收，且回收率下降较为缓慢。且对甲酯得率的影响没有太大影响。离子液体的重复利用性好。而其他的催化系统在采用该方法回收时，其回收利用率随着回收次数增加而迅速变差，在采用[thtd-Ph]Cl/NaOH催化体系对菜籽油甲酯化操作的同时，NaOH也会与油中酸值反应，而使油后期与碱反应产皂化物的酸类物质减少，有利于催化剂体系的分离回收，也可能是因为NaOMe和MeOH相较NaOH在回收过程中有较大的损失，而导致回收率和甲酯得率在回收过程中降低。
表6[thtd-Ph]Cl/NaOH催化体系的重复使用实验结果
Figure BDA0002215301360000111
对比例3
在实施例2的基础上，在所述步骤(1.2)中，初次脱酸方法为：向菜籽油中加入乙醇—乙醚混合溶剂，乙醇—乙醚混合溶剂与菜籽油中的重量比1.9:1，乙醇和乙醚溶解菜籽油的酸类物质，进行脱酸作用，其中菜籽油中的芥酸极易溶解至乙醚中，在35℃下匀速搅拌30min，静置分层3h，收集下层菜籽油，以此重复进行两次。第三次向油中加入3％的碱性白土，然后在32℃下匀速搅拌30min。
改变上述操作中，于第三次继续使用乙醇—乙醚混合溶剂，乙醇—乙醚混合溶剂与菜籽油中的重量比1.9:1。测定菜籽油的酸值。
表7菜籽绝缘油的初次脱酸后酸值对比
Figure BDA0002215301360000112
Figure BDA0002215301360000121
随着脱酸次数的增加，但当酸值降低一定程度后乙醚—乙醇菜籽油的效果脱酸降低，所以第三次脱酸时采用碱性活性白土进行吸附脱酸来进一步降低油中酸值。采用第三次采用碱性白土，菜籽油中酸值油明显下降，且在第三次脱酸后，油中酸值以降至0.1以下。同时根据精炼率公式计算得，初次脱酸后菜籽油的精炼率为96.1％。脱酸精炼率公式如下所示：
m1为脱酸前菜籽油重量，m2为脱酸后菜籽油重量。
对比例3
在实施例2的基础上，在所述步骤(1.2)中，初次脱酸方法为：向菜籽油中加入乙醇—乙醚混合溶剂，乙醇—乙醚混合溶剂与菜籽油中的重量比1.9:1，乙醇和乙醚溶解菜籽油的酸类物质，进行脱酸作用，其中菜籽油中的芥酸极易溶解至乙醚中，在35℃下匀速搅拌30min，静置分层3h，收集下层菜籽油，以此重复进行两次。第三次向油中加入3％的碱性白土，然后在32℃下匀速搅拌30min。
改变上述操作中，乙醇—乙醚混合溶剂、碱性白土均改为NaOH，向100g油中加入600g浓度为2％的NaoH溶液。对菜籽油初次脱酸后的精炼率和采用其他方法对菜籽油脱酸后的精炼率对比结果如下表8：
表8初次脱酸试剂的效果对比
试剂 酸值mg(KOH)/g 精炼率％
乙醚—乙醇—碱性白土 0.06 96.1
NaOH 0.03 93.5
采用乙醇—乙醚—碱性活性白土混合初次脱酸和NaOH碱化初次脱酸对菜籽油脱酸后，运用酸性白土分别对其脱色，脱色效果分别如下表9，乙醇—乙醚—碱性白土混合初次脱酸法用方法A表示，常规NaOH初次脱酸用方法B表示。
表9初次脱酸试剂对脱色效果的影响
初次脱酸 酸性白土用量 色度 酸值 精炼率
方法A 5％ 1.8 0.08 99.2％
方法B 5％ 2.5 0.05 97.8％
方法B 6％ 2.1 0.1 95.8％
方法B 7％ 1.8 0.13 91.3％
由表9可知，方法A与方法B相比，在满足脱色后色度的同时精炼率相对最高，且脱色后菜籽油中酸值相对方法B回升的也较少，这是因为油中的皂化物会与活性白土生成新的脂肪酸而导致酸值回升，而方法A在初次脱酸过程中没有皂化物的产生，因此酸值回升较小。脱色精炼率公式如下所示：
Figure BDA0002215301360000131
m3为脱色前菜籽油重量，m4为脱色后菜籽油重量。

Claims (10)

1.一种以菜籽油为原料的植物绝缘油精炼工艺，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）对菜籽油进行甲酯化后进行脱胶、水洗、初步脱酸、减压蒸馏、常压脱色、脱臭处理，得到精炼后的菜籽油；
（2）对精炼后的菜籽油进行二次碱炼处理；之后进行减压蒸馏，除去油中多余的水分；
（3）将减压蒸馏后的油放至搅拌罐中冷却，然后当搅拌罐搅拌至50-60r/min时分别加入抗氧化剂和抗凝剂，持续搅拌4-6小时，获得改性后菜籽油。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，包括以下步骤：
（1.1）以菜籽油为原料，加入催化剂（NaOH）、离子液体[thtd-Ph]Cl、甲醇，进行酯交换反应，完成甲酯化处理，得到基础油；
（1.2）对基础油进行脱胶、水洗、初步碱炼、减压蒸馏、常压脱色、脱臭。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（1.1）中，甲醇与菜籽油物质的量比为（25-35）：1；催化剂为NaOH，其加入量为菜籽油的16-20 mol %；离子液体[thtd-Ph]Cl加入量为菜籽油用量的0.4%-0.7%；
酯交换反应条件为：温度为55-65℃、微波功率900-1100W和微波辐射时间为8-12min。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（1.2），脱胶方法为：加入菜籽油质量的1%-1.2%的脱磷剂和1%-1.2%的柠檬酸，混合搅拌，搅拌条件为：转速490-510r/min，温度30-35℃，时间20-25min；最后对吸附后菜籽油进行离心获得脱磷油。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（1.2）中，水洗方法为：通过在油中加入蒸馏水，并在30-40℃下除去油中的皂化物，反复清洗，直至水层清澈。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（1.2）中，初次脱酸方法为：向菜籽油中加入乙醇—乙醚混合溶剂，乙醇—乙醚混合溶剂与菜籽油中的重量比（1.8–2）:1，在30-35℃下匀速搅拌25-35min，静置分层2.5-3.5h，收集下层菜籽油，以此重复进行两次，其中乙醇—乙醚与油的添加比例为1.8-2:1，第三次向油中加入2%-5%的碱性白土，然后在30-35℃下匀速搅拌30min，最后对其抽滤即获得初次脱酸后菜籽油。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（1.2）中，将初次脱酸后的菜籽油进行减压蒸馏，减压蒸馏的条件：残压为 30～45mm Hg，温度控制在90-95℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1.2）中，脱色采用加入基础油质量的2%-5%酸性白土，采用常压蒸馏脱色。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1.2）中，脱臭方法为：开启真空泵，维持瓶内残压为20～50mmHg，将油温加热至210-220℃，脱臭时间为3-5h，脱臭完毕后，降温至70℃以下，解除真空。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中，对精炼后的植物油需进行二次碱炼，以使其酸值≤0.03；超量碱为理论碱量的3-4倍；将NaOH溶液加入油样中，并升温至70-75℃进行中和反应，中和反应时间为30-35min；二次碱炼后，将菜籽油水洗并静置分层，获得脱酸后菜籽油。
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