CN110872207A - 一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺及其生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天然蜡提取脂肪醇领域，具体涉及一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺及其生产线，所述工艺包括以下步骤：1）原料配置：按重量份配比天然蜡100份、氧化钙或氢氧化钙15~20份、水20~40份；2）微负压低温钙化：首先将所述配比的氧化钙或氢氧化钙与水在常温常压下混合，然后逐步升温反应，待温度超过150℃时，降压至0.01~15Pa；在温度为150℃~220℃与所述天然蜡反应8~10h，冷却，得到脂肪酸钙与脂肪醇的混合固体；3）分馏：将步骤1）所得脂肪酸钙与脂肪醇的混合固体在真空度为5~10Pa、温度为165~285℃分馏10~12h，收集165~285℃的馏份，得到混合高碳醇，所述混合高碳醇的主要成分为二十八烷醇与三十烷醇。

Description

一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺及其生产线

技术领域

本发明涉及天然蜡提取脂肪醇领域，具体涉及一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺及其生产线。

背景技术

我国蜂蜡、蔗蜡、米糠蜡等动植物资源丰富, 产量很大，动植物蜡的用途也广泛。将动皂化水解，可得高级脂肪酸和脂肪醇，其中最具有生物活性的化学物质是正三十烷醇和正二十八烷醇。三十烷醇对动植物的生长和发育具有特殊的调节和控制作用，是一种天然存在的绿色植物激素，具有用量少、成本低低、作用大、无公害等特点，广泛用于农作物生长、调节，近年来高纯度三十烷醇也有用于医药新用途的报道，例如在申请号为200610048846.8《三十烷醇作为制备治疗肝癌的药物中的应用》的发明专利中就记载其关于抗癌药物的应用。二十八烷醇是一种天然的抗疲劳物质， 具有增进体能、提高人体耐力、改进新陈代谢、减少必要的需氧量及刺激性激素等多种功能，可应用于功能性食品、各种营养补助品、医药、化妆品、高档饲料中。

在动植物蜡制备二十八烷醇、三十烷醇等高级脂肪醇的工艺中，一般工艺流程为：精制米糠蜡→皂化→清洗→脱水→烘干→粉碎→萃取→过滤→脱溶→脂肪醇→真空精馏。例如，申请号为201310144877.3的发明专利《二十八烷醇的生产工艺》；申请号为201610408649 .6的发明专利《二十八烷醇的制备方法》；申请号为201210280127.4的发明专利《一种高纯度二十八烷醇、三十烷醇的规模化制备方法》；又如王宏雁、夏萍、陈巧在应用化学第37卷第3期发表的论文，《超临界CO2萃取蜂蜡中的高级脂肪醇》，无一例外均采用溶剂萃取工艺对脂肪醇进行萃取。

然而，溶剂萃取存在生产工艺流程复杂，生产时间长，溶剂损耗大，溶剂回收能耗高，易燃易爆、安全性差等弊病，特别是新建厂生产必须经安全评价，并经安监部门审批等，对厂房选址等提出了更高要求。

发明内容

本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺及其生产线, 以改变原有生产工艺复杂，生产周期长，萃取工序溶剂损耗大，溶剂回收能耗高，易燃易爆、安全性差等弊病。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺，包括以下步骤：

1）原料配置：按重量份配比天然蜡100 份、氧化钙或氢氧化钙15~20份、水20~40份；

2）微负压低温钙化：首先将所述配比的氧化钙或氢氧化钙与水在常温常压下混合，然后逐步升温反应，待温度超过150℃时，降压至0.01~15Pa；在温度为150℃~220℃与所述天然蜡反应8~10h，冷却，得到脂肪酸钙与脂肪醇的混合固体 ；

3）分馏：将步骤1）所得脂肪酸钙与脂肪醇的混合固体在真空度为5~10Pa、温度为165~285℃分馏10~12h，收集165~285℃的馏份，得到混合高碳醇，所述混合高碳醇的主要成分为二十八烷醇与三十烷醇。

作为优选，所述天然蜡为蜂蜡、虫白蜡、米糠蜡或甘蔗蜡中的一种或两种以上。

作为优选，在步骤3）分馏之后，对混合高碳醇进行步骤4）再分馏：①在真空度为1~2Pa下进行柱式分子蒸馏，收集温度为185~195℃的馏份，然后重复该步骤，获得高纯度二十八烷醇；②在真空度为1~2Pa下进行柱式分子蒸馏，收集温度为200~215℃的馏份，然后重复该步骤，获得高纯度三十烷醇。

作为优选，所述步骤1）中，所述天然蜡、氧化钙或氢氧化钙与水的重量份配比为100：20：30。

一种从天然蜡中提取高碳醇的生产线，包括依次连接的进料管道、微负压低温钙化系统、固料输送系统、中转处理罐、和多级分子蒸馏系统；所述微负压低温钙化系统包括，钙化容器、定量投料罐、驱动机构和第一真空机构，所述钙化容器内设置有搅拌机构和刮壁机构，所述钙化容器内壁设置有电加热装置，所述第一真空机构与所述钙化容器相连通，用于钙化反应的降压；所述定量投料罐与进料管道相连，包括原料蜡定量罐、原料碱定量罐和原料水定量罐，每个所述定量罐底部设置称重模块，用于控制定量加料；所述中转处理罐包括，罐体、加热器、底部过滤器、抽气泵和出口阀。

作为优选，所述多级分子蒸馏系统包括，一级分子蒸馏器、二级分子蒸馏器、回收料分子蒸馏器、加热机构、冷凝机构和第二真空机构，所述回收料分子蒸馏器的轻组分出口与所述一级分子蒸馏器的进料口相连，所述中转处理罐的出口与所述一级分子蒸馏器的进料口相连，所述一级分子蒸馏器的轻组分出口与所述二级分子蒸馏器的进料口相连；所述一级分子蒸馏器与所述二级分子蒸馏器的重组分出口与所述回收料分子蒸馏器的进料口相连；所述回收料分子蒸馏器的重组分出口连接有废料罐，所述二级分子蒸馏器的轻组分出口为成品出口。

作为优选，所述搅拌机构包括转轴、螺旋叶片和搅拌叶片；所述螺旋叶片设置在所述转轴外，其工作时，螺旋输送方向为自下向上；所述搅拌叶片为通过连接杆与所述转轴相连的竖直叶片。

作为优选，所述刮壁机构包括与所述钙化容器内壁相贴的刮壁刀，所述刮壁机构通过设置在所述转轴处的齿轮组驱动，所述刮壁刀的转向与所述转轴的转向相反。

作为优选，所述微负压低温钙化系统设置有多个并排的钙化容器，所述驱动机构通过传动转轴驱动每个钙化容器内的搅拌机构与刮壁机构；每个所述钙化容器相应设置一个定量投料罐，不同所述定量投料罐之间错开时间进行投料。

综上所述，本发明工艺过程中减少了粉碎、萃取、过滤、脱溶等工序，缩短了工艺流程,避免了使用有机溶剂带来的可能存在安全隐患，并且由于不添加萃取剂，使得提纯产物中高碳醇的纯度更高。本发明生产线通过定量加料的钙化系统，有效减少了钙化产物内的杂质，提高了后续分子蒸馏产物的纯度，通过设置中转处理罐，将常温为固体的原料融化成液态，并且对其进行抽气、过滤后，再送入蒸馏器内，保证了蒸馏器内物料的均匀分布，提高分馏效果。

附图说明

图1是本发明生产线的结构示意图；

图2是本发明搅拌机构和刮壁机构的结构示意图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护，下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

选用精制米糠蜡为原料，指标为：熔点78.9℃；酸值8.7；碘价8.9；皂化值81.2；水分小于0.5%；杂质小于0.5%：

1）原料配置：按重量份配比精制米糠蜡100 份、氧化钙或氢氧化钙20份、水30份。

2）微负压低温钙化：首先将所述配比的氧化钙或氢氧化钙与水在常温常压下混合，然后逐步升温反应，待温度超过150℃时，降压至0.01~15Pa；在温度为150℃~220℃与所述天然蜡反应8~10h，冷却，得到脂肪酸钙与脂肪醇的混合固体 。

3）分馏：将步骤1）所得脂肪酸钙与脂肪醇的混合固体在真空度为5~10Pa、温度为165~285℃分馏10~12h，收集165~285℃的馏份，得到混合高碳醇，所述混合高碳醇的主要成分为二十八烷醇与三十烷醇。

4）再分馏：

①在真空度为1~2Pa下进行柱式分子蒸馏，收集温度为185~195℃的馏份，然后重复该步骤，获得高纯度二十八烷醇；经GC气相色谱检测，产物成分如表1所示；

②在真空度为1~2Pa下进行柱式分子蒸馏，收集温度为200~215℃的馏份，然后重复该步骤，获得高纯度三十烷醇。

对比例：

选用精制米糠蜡为原料，指标为：熔点78.9℃；酸值8.7；碘价8.9；皂化值81.2；水分小于0.5%；杂质小于0.5%。

1.钙化：按重量份配比精制米糠蜡100份、氧化钙或氢氧化钙15份、水25份，将配比的氧化钙或氢氧化钙与水混合，然后在温度为200℃与精制米糠蜡反应8-10h，冷却，得固体产物；

2.溶剂萃取：将所得固体产物粉碎至80目，然后加入95%的乙醇溶液，每重量份的固体产物所需的乙醇水溶液为12重量份，在温度为70℃反应2h，热过滤除去不溶物，再回收滤液中的溶剂获得长链脂肪醇；

3.预分馏：将所得长链脂肪醇在真空度为5-10Pa、温度为175-270℃分馏10-12h，收集175-270℃的馏份，所得馏份中二十八烷醇的含量为28.96%、三十烷醇含量为35.59%；

4.柱式分子蒸馏：在真空度为0.5-3Pa下进行柱式分子蒸馏，收集温度为185-195℃的馏份，然后重复该步骤，获得高纯度二十八烷醇，其纯度为92.62%，在真空度为0.5-3Pa下进行柱式分子蒸馏，收集温度为200-215℃的馏份，然后重复该步骤，获得高纯度三十烷醇。

实施例2：

根据图1所示，一种从天然蜡中提取高碳醇的生产线，包括依次连接的进料管道1、微负压低温钙化系统2、固料输送系统3、中转处理罐4、和多级分子蒸馏系统5；微负压低温钙化系统2包括，钙化容器21、定量投料罐22、驱动机构23和第一真空机构24，钙化容器21内设置有搅拌机构211和刮壁机构212，钙化容器21内壁设置有电加热装置，第一真空机构24与钙化容器21相连通，用于钙化反应的降压；定量投料罐21与进料管道1相连，包括原料蜡定量罐、原料碱定量罐和原料水定量罐，每个定量罐底部设置称重模块，用于控制定量加料；中转处理罐4包括，罐体41、加热器42、底部过滤器43、抽气泵44和出口阀45。

多级分子蒸馏系统5包括，一级分子蒸馏器51、二级分子蒸馏器52、回收料分子蒸馏器53、加热机构、冷凝机构和第二真空机构54，回收料分子蒸馏器53的轻组分出口与一级分子蒸馏器51的进料口相连，中转处理罐4的出口与一级分子蒸馏器51的进料口相连，一级分子蒸馏器51的轻组分出口与二级分子蒸馏器52的进料口相连；一级分子蒸馏器51与二级分子蒸馏器52的重组分出口与回收料分子蒸馏器53的进料口相连；回收料分子蒸馏器53的重组分出口连接有废料罐6，二级分子蒸馏器52的轻组分出口为成品出口。

根据图2所示，搅拌机构211包括转轴、螺旋叶片和搅拌叶片；螺旋叶片设置在转轴外，其工作时，螺旋输送方向为自下向上；搅拌叶片为通过连接杆与转轴相连的竖直叶片，刮壁机构212包括与钙化容器21内壁相贴的刮壁刀，刮壁机构212通过设置在转轴处的齿轮组驱动，刮壁刀的转向与转轴的转向相反。

实施例3：

与上述实施例2不同之处在于，微负压低温钙化系统2设置有多个并排的钙化容器21，驱动机构23通过传动转轴驱动每个钙化容器21内的搅拌机构211与刮壁机构212；每个钙化容器21相应设置一个定量投料罐22，不同定量投料罐22之间错开时间进行投料。

由于微负压低温钙化过程需要8-10h，通过在多个钙化容器21内间隔投料，可以提高出口产物的连续性，从而保证整条生产线的连续运转。

Claims (9)

1.一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）原料配置：按重量份配比天然蜡100 份、氧化钙或氢氧化钙15~20份、水20~40份；

2）微负压低温钙化：首先将所述配比的氧化钙或氢氧化钙与水在常温常压下混合，然后逐步升温反应，待温度超过150℃时，降压至0.01~15Pa；在温度为150℃~220℃与所述天然蜡反应8~10h，冷却，得到脂肪酸钙与脂肪醇的混合固体；

3）分馏：将步骤1）所得脂肪酸钙与脂肪醇的混合固体在真空度为5~10Pa、温度为165~285℃分馏10~12h，收集165~285℃的馏份，得到混合高碳醇，所述混合高碳醇的主要成分为二十八烷醇与三十烷醇。

2.根据权利要求1所述的一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺，其特征在于，所述天然蜡为蜂蜡、虫白蜡、米糠蜡或甘蔗蜡中的一种或两种以上。

3.根据权利要求1或2所述的一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺，其特征在于，在步骤3）分馏之后，对混合高碳醇进行步骤4）再分馏：①在真空度为1~2Pa下进行柱式分子蒸馏，收集温度为185~195℃的馏份，然后重复该步骤，获得高纯度二十八烷醇；②在真空度为1~2Pa下进行柱式分子蒸馏，收集温度为200~215℃的馏份，然后重复该步骤，获得高纯度三十烷醇。

4.根据权利要求3所述的一种从天然蜡中提取高碳醇的生产工艺，其特征在于，所述步骤1）中，所述天然蜡、氧化钙或氢氧化钙与水的重量份配比为100：20：30。

5.一种从天然蜡中提取高碳醇的生产线，其特征在于，包括，依次连接的进料管道（1）、微负压低温钙化系统（2）、固料输送系统（3）、中转处理罐（4）、和多级分子蒸馏系统（5）；所述微负压低温钙化系统（2）包括，钙化容器（21）、定量投料罐（22）、驱动机构（23）和第一真空机构（24），所述钙化容器（21）内设置有搅拌机构（211）和刮壁机构（212），所述钙化容器（21）内壁设置有电加热装置，所述第一真空机构（24）与所述钙化容器（21）相连通，用于钙化反应的降压；所述定量投料罐（21）与进料管道（1）相连，包括原料蜡定量罐、原料碱定量罐和原料水定量罐，每个所述定量罐底部设置称重模块，用于控制定量加料；所述中转处理罐（4）包括，罐体（41）、加热器（42）、底部过滤器（43）、抽气泵（44）和出口阀（45）。

6.根据权利要求5所述的一种从天然蜡中提取高碳醇的生产线，其特征在于，所述多级分子蒸馏系统（5）包括，一级分子蒸馏器（51）、二级分子蒸馏器（52）、回收料分子蒸馏器（53）、加热机构、冷凝机构和第二真空机构（54），所述回收料分子蒸馏器（53）的轻组分出口与所述一级分子蒸馏器（51）的进料口相连，所述中转处理罐（4）的出口与所述一级分子蒸馏器（51）的进料口相连，所述一级分子蒸馏器（51）的轻组分出口与所述二级分子蒸馏器（52）的进料口相连；所述一级分子蒸馏器（51）与所述二级分子蒸馏器（52）的重组分出口与所述回收料分子蒸馏器（53）的进料口相连；所述回收料分子蒸馏器（53）的重组分出口连接有废料罐（6），所述二级分子蒸馏器（52）的轻组分出口为成品出口。

7.根据权利要求6所述的一种从天然蜡中提取高碳醇的生产线，其特征在于，所述搅拌机构（211）包括转轴、螺旋叶片和搅拌叶片；所述螺旋叶片设置在所述转轴外，其工作时，螺旋输送方向为自下向上；所述搅拌叶片为通过连接杆与所述转轴相连的竖直叶片。

8.根据权利要求7所述的一种从天然蜡中提取高碳醇的生产线，其特征在于，所述刮壁机构（212）包括与所述钙化容器（21）内壁相贴的刮壁刀，所述刮壁机构（212）通过设置在所述转轴处的齿轮组驱动，所述刮壁刀的转向与所述转轴的转向相反。

9.根据权利要求5或6或7或8所述的一种从天然蜡中提取高碳醇的生产线，其特征在于，所述微负压低温钙化系统（2）设置有多个并排的钙化容器（21），所述驱动机构（23）通过传动转轴驱动每个钙化容器（21）内的搅拌机构（211）与刮壁机构（212）；每个所述钙化容器（21）相应设置一个定量投料罐（22），不同所述定量投料罐（22）之间错开时间进行投料。

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