CN102161938A - 一种用地沟油生产环氧脂肪酸甲酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用地沟油生产环氧脂肪酸甲酯的方法，其是先将地沟油与甲醇进行酯化反应，得到脂肪酸甲酯，将其进行分子精馏提纯后再进行环氧化反应，将得到的粗脂肪防酸甲酯进行三级精馏三种不同型号的环氧脂肪酸甲酯。本发明以地沟油为原料，在常压下进行酯化反应，反应温度高于甲醇的沸点，所以甲醇与油脂接触后立刻气化，能使甲醇均匀、快速地与油脂充分接触，进一步加快酯化反应的速度。本发明将地沟油废物利用，节约了成本，环保，能耗低，工艺简单，操作安全，产品质量高，是资源节约型、环境友好型的生产方法，得到的1#环氧脂肪酸甲酯的环氧值为4.0-5.0，增塑效果良好，酸值小于1，不会使塑制产品皂化，闪点在180℃以上，碘值小于3，经质量监督检查部门检验认定合格。
Description
技术领域
本发明涉及一种用地沟油生产环氧脂肪酸甲酯的方法。
背景技术
随着人类环保意识的增强，增塑剂的毒性愈来愈受到人们的关注，传统的邻苯二甲酸酯类增塑剂（DOP、DBP）因为有致癌的可能性在国外的许多领域已被禁用，而柠檬酸酯类、环氧化合物类等新兴增塑剂因绿色环保而受到青睐。目前环氧增塑剂以环氧大豆油为主，而环氧大豆油生产方式单一、成本高、利润低、没有良好的经济和社会效益，发展空间不大。环氧脂肪酸甲酯是一种新型增塑剂，由于其环保无毒、抗老化、透明、光及热稳定性优良，具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、能耗低、环保且能得到三种不同标准产品的用地沟油生产环氧脂肪酸甲酯的方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种用地沟油生产环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于其包括如下步骤：
（1）按重量百分比将95-99.8%的地沟油和0.2-5%的硫酸加入反应釜内，加热至75-85℃，滴加甲醇进行酯化反应，甲醇滴加速度150-200kg/h，甲醇用量为每吨地沟油120-160kg，反应时间8-10h，反应结束后，分出下层的甘油，上层液体中加入其重量5-8%的氢氧化钠中和多余的硫酸，再静置分层，上层为粗脂肪酸甲酯，将其分离出待用；
（2）将步骤（1）中得到的粗脂肪酸甲酯在200-220℃、真空度0.1-10Pa下进行分子精馏提纯，分离出胶质和植物沥青，得到提纯的脂肪酸甲酯；
（3）将步骤（2）得到的脂肪酸甲酯打入反应釜，加入其重量30-35%的双氧水、6-10%的甲酸以及5-10%的硫酸，在75-85℃、3-7Pa下搅拌12-14小时进行环氧化反应，环氧化反应结束后，静置分层，将下层的酸水分出，加入碱进行中和后再循环利用，上层溶液放入脱水塔，脱去水份后得到粗环氧脂肪酸甲酯；
（4）将步骤（3）中得到的粗环氧脂肪酸甲酯进行三级精馏得到三种型号的环氧脂肪酸甲酯。
所述三级精馏的条件分别为：
一级精馏：温度200-200℃，真空度0.1-10Pa，回流比1:1；
二级精馏：温度200-200℃，真空度0.1-10Pa，回流比3:1;
三级精馏：温度200-200℃，真空度0.1-10Pa，回流比6:1。
本发明的积极效果为：本发明以地沟油为原料，在常压下进行酯化反应，温度在75-85℃之间，为高温反应，反应温度高于甲醇的沸点67℃，所以甲醇与油脂接触后立刻气化，能使甲醇均匀、快速地与油脂充分接触，进一步加快酯化反应的速度。本发明采用甲醇的多次循环利用，不仅降低了甲醇用量，能耗低，而且能方便控制和调节甲醇用量，便于生产。本发明采用分子精馏技术，反应后的副产物少，油脂可以多次使用，提纯后的脂肪酸甲酯气味小，酸值低，为环氧反应打下良好基础。本发明方法得到的1#环氧脂肪酸甲酯的环氧值为4.0-5.0，增塑效果良好，酸值小于1，不会使塑制产品皂化，闪点在180℃以上，碘值小于3，2010年4月12日经河北省产品质量监督检查院检验认定合格。
本发明方法中所产生的酸可多次循环利用，甘油用于气相色谱固定液及有机合成, 也可用作溶剂、气量计及水压机减震剂、软化剂、抗生素发酵用营养剂、干燥剂等，且将地沟油废物利用，不但节约了成本，而且环保，能耗低，工艺简单，操作安全，产品质量高，是资源节约型、环境友好型的生产方法。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制其范围。
实施例1
（1）按重量百分比将95%的地沟油和5%的硫酸加入反应釜内，加热至75-85℃，滴加甲醇进行酯化反应，甲醇滴加速度180kg/h，甲醇用量为每吨地沟油120kg，反应时间8h，同时回收蒸出冷凝后的甲醇放入甲醇精馏塔回收再循环使用，反应结束后，分出下层的甘油，上层液体中加入其重量5%的氢氧化钠中和多余的硫酸，再静置分层，上层为粗脂肪酸甲酯；
（2）将步骤（1）中得到的粗脂肪酸甲酯进行分子精馏提纯，蒸馏温度为200-220℃，真空度为0.1-10Pa，分离出胶质和植物沥青，得到提纯的脂肪酸甲酯；
（3）将步骤（2）提纯后的脂肪酸甲酯打入反应釜，加入其重量35%的双氧水、8%的甲酸以及5%的硫酸，在75-85℃、7-10Pa微正压下搅拌12小时进行环氧化反应，上述双氧水、甲酸和硫酸份三次加入，环氧反应结束后，静置分层，将下层的酸水分出，加入碱进行中和后再循环利用，上层溶液放入脱水塔，脱去水份后得到粗环氧脂肪酸甲酯。
（4）将上述粗环氧脂肪酸甲酯进行三级精馏得到三种型号的环氧脂肪酸甲酯：
一级精馏：温度200-200℃，真空度0.1-10Pa，回流比1:1；
二级精馏：温度200-200℃，真空度0.1-10Pa，回流比3:1;
三级精馏：温度200-200℃，真空度0.1-10Pa，回流比6:1；
上述三级精馏可分别得到三种型号的环氧脂肪酸甲酯，所述三种型号是按含碳量的不同分类的，其各项物理性能指标见表1。
表1 三级精馏得到的三种型号的环氧脂肪酸甲酯的物理性能
| 型号 | 环氧值 | 酸值 | 颜色（铂钴比色） | 密度 | 冷凝点 | 气味 | 闪点 |
| 1# | 5.0 | 0.2 | 40 | 0.945 | 7℃ | 无 | 182℃ |
| 2# | 4.8 | 1.1 | 150 | 0.95 | 4℃ | 无 | 190℃ |
| 3# | 4.0 | 1.2 | 125 | 0.928 | 5℃ | 有 | 170℃ |
所述1#环氧脂肪酸甲酯应用于高端PVC产品如食品、药品包装等的增塑剂；2#和3#环氧脂肪酸甲酯应用于中低端PVC产品如电线电缆、片材、管材，塑料鞋子、冰箱密封条等的增塑剂。
实施例2
（1）按重量百分比将97%的地沟油和3%的硫酸加入反应釜内，加热至75-85℃，滴加甲醇进行酯化反应，甲醇滴加速度150kg/h，甲醇用量为每吨地沟油160kg，反应时间10h，同时回收蒸出冷凝后的甲醇放入甲醇精馏塔回收再循环使用，反应结束后，分出下层的甘油，上层液体中加入其重量6%的氢氧化钠中和多余的硫酸，再静置分层，上层为粗脂肪酸甲酯；
（2）将步骤（1）中得到的粗脂肪酸甲酯进行分子精馏提纯，蒸馏温度为200-220℃，真空度为0.1-10Pa，分离出胶质和植物沥青，得到提纯的脂肪酸甲酯；
（3）将步骤（2）提纯后的脂肪酸甲酯打入反应釜，加入其重量32%的双氧水、10%的甲酸以及8%的硫酸，在75-85℃、7-10Pa微正压下搅拌14小时进行环氧化反应，上述双氧水、甲酸和硫酸份三次加入，环氧反应结束后，静置分层，将下层的酸水分出，加入碱进行中和后再循环利用，上层溶液放入脱水塔，脱去水份后得到粗环氧脂肪酸甲酯。
（4）将上述粗环氧脂肪酸甲酯进行三级精馏以提纯，三级精馏的条件同实施例1。
实施例3
（1）按重量百分比将99.8%的地沟油和0.2%的硫酸加入反应釜内，加热至75-85℃，滴加甲醇进行酯化反应，甲醇滴加速度200kg/h，甲醇用量为每吨地沟油140kg，反应时间9h，同时回收蒸出冷凝后的甲醇放入甲醇精馏塔回收再循环使用，反应结束后，分出下层的甘油，上层液体中加入其重量8%的氢氧化钠中和多余的硫酸，再静置分层，上层为粗脂肪酸甲酯；
（2）将步骤（1）中得到的粗脂肪酸甲酯进行分子精馏提纯，蒸馏温度为200-220℃，真空度为0.1-10Pa，分离出胶质和植物沥青，得到提纯的脂肪酸甲酯；
（3）将步骤（2）提纯后的脂肪酸甲酯打入反应釜，加入其重量30%的双氧水、6%的甲酸以及10%的硫酸，在75-85℃、7-10Pa微正压下搅拌13小时进行环氧化反应，上述双氧水、甲酸和硫酸份三次加入，环氧反应结束后，静置分层，将下层的酸水分出，加入碱进行中和后再循环利用，上层溶液放入脱水塔，脱去水份后得到粗环氧脂肪酸甲酯。
（4）将上述粗环氧脂肪酸甲酯进行三级精馏以提纯，三级精馏的条件同实施例1。
Claims (2)
1.一种用地沟油生产环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于其包括如下步骤：
（1）按重量百分比将95-99.8%的地沟油和0.2-5%的硫酸加入反应釜内，加热至75-85℃，滴加甲醇进行酯化反应，甲醇滴加速度150-200kg/h，甲醇用量为每吨地沟油120-160kg，反应时间8-10h，反应结束后，分出下层的甘油，上层液体中加入其重量5-8%的氢氧化钠中和多余的硫酸，再静置分层，上层为粗脂肪酸甲酯，将其分离出待用；
（2）将步骤（1）中得到的粗脂肪酸甲酯在200-220℃、真空度0.1-10Pa下进行分子精馏提纯，分离出胶质和植物沥青，得到提纯的脂肪酸甲酯；
（3）将步骤（2）得到的脂肪酸甲酯打入反应釜，加入其重量30-35%的双氧水、6-10%的甲酸以及5-10%的硫酸，在75-85℃、3-7Pa下搅拌12-14小时进行环氧化反应，环氧反应结束后，静置分层，将下层的酸水分出，加入碱进行中和后在循环利用，上层溶液放入脱水塔，脱去水份后得到粗环氧脂肪酸甲酯；
（4）将步骤（3）中得到的粗环氧脂肪酸甲酯进行三级精馏得到三种型号的环氧脂肪酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的一种用地沟油生产环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于所述三级精馏的条件分别为：
一级精馏：温度200-200℃，真空度0.1-10Pa，回流比1:1；
二级精馏：温度200-200℃，真空度0.1-10Pa，回流比3:1；
三级精馏：温度200-200℃，真空度0.1-10Pa，回流比6:1。
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