142-77-8 / 用菜油脂肪酸生產油酸丁酯的工藝方法

背景技術

油酸丁酯主要用于生產環氧油酸丁酯，是PVC塑料的優良耐塞增塑劑，同時油酸 丁酯也是潤滑油類中重要添加劑，用途很廣泛。

油酸丁酯的傳統生產工藝是用油酸和丁醇經酯化反應生成油酸丁酯，以濃硫酸為 催化劑，酯化反應結束后，用堿中和脫酸，水洗，脫醇，脫色后即為成品，但這種工藝的缺點 是以油酸為原料，產品成本高。

發明內容

本發明針對上述現有技術中存在的技術問題，提供了一種對廢油綜合利用降低了 生產成本、成品純度高的生產油酸丁酯的工藝方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

用菜油脂肪酸生產油酸丁酯的工藝方法，步驟如下：

(1)，選料：選用碘值在90-110的廢菜油或菜油精煉時產生的下腳油，以及正丁醇 含量> 98%的丁醇；

(2)，油脂水解：將80?120重量份油脂和30?60重量份清水泵入反應釜，在 2. 0-2. 5Mpa壓力下升溫至190?220°C，在攪拌下水解8?12個小時，油脂水解反應生成 脂肪酸與甘油，當油脂水解率> 95%時，排放出甘油、水，降至常壓，得粗脂肪酸；

(3)，酯化：

①配料：粗脂肪酸90?110重量份，丁醇25?35重量份，催化劑鈦酸四異丙酯 0. 2?0. 5重量份；

②酯化反應工藝條件：將上述配料加入反應釜內，反應釜液相反應溫度從140°C 逐漸升溫至160°C，反應釜攪拌速度110?130轉/分，反應時間5-6小時；酯化反應生成 脂肪酸丁酯與水，脂肪酸丁酯的組成為：飽和十六酸丁酯與油酸丁酯；

(4)，回收丁醇：反應結束后，將酯化液中未反應的丁醇回收，反應釜溫度控制在 120?150°C，時間1小時；

(5)，真空分餾，脫醇后粗酯泵入間歇式分餾釜，工藝條件為：真空殘壓< 2毫米泵 柱，分餾釜溫度200-230°C，冷凝后收集得到油酸丁酯。

作為優選，在步驟（3)中酯化反應時，反應釜塔頂丁醇汽相溫度92. 7°C，此丁醇汽 相中丁醇體積比含量為57. 5%，水體積比含量為42. 5%，冷凝后丁醇與水分層，丁醇回流 至反應釜，反應中生成的水移出設備外。

作為優選，在步驟（5)分餾過程中，在第一階段，分餾塔塔頂汽相溫度為 170-200°C，控制塔頂回流比為3 :2?3 :1，冷凝收集這部分液體，主要成分為飽和十六 酸丁酯和少量油酸丁酯；第二階段，釜溫控制在200-230°C，分餾塔塔頂汽相溫度為 200°C -2KTC，塔頂回流為5 :2?5 : 1，冷凝后收集這部分液體，主要成分油酸丁酯，當塔頂 汽相溫度升到210°C左右，開始降溫，當溫度回落至180°C時，停止加熱，排出殘值。

采用了上述技術方案的本發明的有益效果是：

本發明是用食用菜油精煉時產生的廢棄油脂，或是其它不能作食用油酯的劣質菜 油為原料，廢物綜合利用，變廢為寶，經中壓水解制成粗菜油脂肪酸和含水甘油（可回收甘 油）；再與丁醇酯化，然后采用真空分餾工藝，除去少量飽和十六酸丁酯及雜質，得到高純 度的油酸丁酯，該油酸丁酯色澤好、雜質極少（< 0. 1% )，酯含量> 99. 5%，而且是廢油綜 合利用，生產成本比用油酸生產的丁酯低20-30%。

酯化反應時：

1、采用中性催化劑，不需用堿中和，水洗無廢水排放。

2、不用硫酸作催化劑，對設備無腐蝕，設備制造成本低，投資小。

3、從廢油進廠到產品，全部在密封管道設備中運行，無廢水、廢汽。

4、蒸餾后產生2-3 %殘渣，是植物浙青，也是優質燃料。

具體實施方式

本發明的具體實施方式如下：

用菜油脂肪酸生產油酸丁酯的工藝方法，步驟如下：

(1)，選料：選用碘值在90-110的廢菜油或菜油精煉時產生的下腳油，以及正丁醇 含量> 98%的丁醇；

(2)，油脂水解：將100千克油脂和50千克清水泵入反應釜，在2. 0-2. 5Mpa壓力 下升溫至200°C，在攪拌下水解10個小時，油脂水解反應生成脂肪酸與甘油，當油脂水解率 >95%時，排放出甘油、水，降至常壓，得粗脂肪酸90千克；

水解反應式為：

(3)，酯化：

①配料：粗脂肪酸90千克，丁醇30千克，催化劑鈦酸四異丙酯0. 3千克；

②酯化反應工藝條件：將上述配料加入反應釜內，反應釜液相反應溫度150°C，反 應釜攪拌速度120轉/分，反應時間5小時；酯化反應生成脂肪酸丁酯與水，脂肪酸丁酯的 組成為：飽和十六酸丁酯與油酸丁酯；控制塔頂回流比，反應釜塔頂丁醇汽相溫度92. 7°C， 此丁醇汽相中丁醇體積比含量為57. 5 %，水體積比含量為42. 5 %，冷凝后丁醇與水分層， 丁醇回流至反應釜，反應中生成的水移出設備

酯化反應反應式為：

(4)，回收丁醇：反應結束后，將酯化液中未反應的丁醇回收，反應釜溫度控制在 140°C，時間1小時；

(5)，真空分餾，脫醇后粗酯泵入間歇式分餾釜，工藝條件為：真空殘壓< 2毫米泵 柱，分餾釜溫度200-230°C，在第一階段，分餾塔塔頂汽相溫度為170-200°C，控制塔頂回流 比為3 :2,冷凝收集這部分液體，主要成分為飽和十六酸丁酯和少量油酸丁酯；第二階段， 釜溫控制在200-230°C，分餾塔塔頂汽相溫度為200°C -2KTC，塔頂回流為5 :2,冷凝后收 集這部分液體，主要成分油酸丁酯，當塔頂汽相溫度升到210°C左右，開始降溫，當溫度回落 至180°C時，停止加熱，排出殘值。

經檢測，由本發明上述工藝分餾得到油酸丁酯的質量指標如下：

①色澤（碘比色）：< 3 ;②粘度：（40°C mm2/s) :5· 9 ;

③阜化值（mgkoH/g) : 166-172 ;④酸值（mgkoh/g) : < 0· 3 ;

⑤碘值（gi2/100g) :80-90 ;⑥水份％ :≤ 0· 1。