工業(yè)脂肪酸的精制工藝技術(shù)

1、工業(yè)脂肪酸的精制工藝技術(shù)以動植物油脂或植物油皂腳為原料， 采用間歇式或連續(xù)式水解得到的 粗制脂肪酸都不同程度地存在著色澤問題， 很少直接使用， 大都要經(jīng) 過活性白土、 活性炭等脫色或經(jīng)過蒸餾精制后才能使用。 粗制脂肪酸 的大致組成如下：溶解氣體 0.02%未分解油脂2%3%水分0.5% 1%高級脂肪酸95% 98%低分子物質(zhì)（醛、酮、醇、酸等） 0.5% 1.5%雜質(zhì)（不皂化物、色素游離甘油等） 0.1%0.5%短鏈脂肪酸（ C8 C10）0.5%2.5% 蒸餾的目的是改善脂肪酸的色澤， 除去粗酸中的未分解油脂、 不皂化 物、色素等雜質(zhì)，通過蒸餾（分餾）操作從混合脂肪酸中得到高純度 的脂肪酸組

2、分， 以滿足工業(yè)上的需要。 脂肪酸蒸餾工藝分間歇式和連 續(xù)式兩種，由于間歇蒸餾工藝設(shè)備投資少、 操作簡單，所以被國內(nèi)大 多數(shù)脂肪酸生產(chǎn)廠家所采用。國外多采用連續(xù)蒸餾工藝。1、脂肪酸蒸餾的基本原理 脂肪酸蒸餾的基本原理是根據(jù)脂肪酸與雜質(zhì)混合物沸點(diǎn)的不同， 控制 一定的蒸餾溫度， 即可將低沸點(diǎn)雜質(zhì)和高沸點(diǎn)雜質(zhì)與脂肪酸分離， 從 而達(dá)到精制的目的。天然脂肪酸的蒸餾， 可以采用間歇式和連續(xù)式的裝置進(jìn)行， 但不管采 用何種形式，首先必須考慮脂肪酸最基本的特性，如沸點(diǎn)、熔點(diǎn)等。 在實際生產(chǎn)操作時雖然與手冊中所列數(shù)據(jù)有某些差異， 但可以明確哪 些脂肪酸可通過分餾來取得， 哪些脂肪酸不能取得。 如硬脂酸和油酸

3、， 由于沸點(diǎn)差太小， 很難通過分餾的方法達(dá)到分離的目的， 因此必須采 用其他的方法進(jìn)行分離。 熔點(diǎn)雖與蒸餾沒有直接關(guān)系， 但在分餾單體 脂肪酸時通過測定餾出物的中和值和熔點(diǎn)， 可以推測產(chǎn)物的純度， 或 根據(jù)熔點(diǎn)來配制目的混合酸。 此外也據(jù)此可方便地對冷卻器的溫度進(jìn) 行調(diào)節(jié)。影響蒸餾脂肪酸質(zhì)量和得率的因素很多，除蒸餾工藝、設(shè)備形式外， 與粗脂肪酸的質(zhì)量及脂肪酸的成分有很大關(guān)系。 如果原料中未水解完 全的重餾分多，則殘渣部分將以重餾分含量的1.51.8倍增加，因此要求水解度高，粗酸中雜質(zhì)要少。 對脂肪酸成分而言， 脂肪酸的雙 鍵越多， 對蒸餾的條件要求越高，在高溫條件下， 高度不飽和酸隨著 在塔中

4、停留時間的延長，發(fā)生熱氧化、熱聚合、催化聚合及鍵斷裂的 程度越強(qiáng)。 金屬離子的存在或酸根（無機(jī)）離子存在，對上述反應(yīng)的 影響更為明顯。因此，一般要求停留時間不超過 10mi n,飽和脂肪酸 的操作溫度在260265C，當(dāng)大部分為一個或多個雙鍵時，塔底溫度要求低于240C如果工藝過程控制不當(dāng)， 例如脂肪酸在高溫條件下停留時間長而引起 的過熱， 或由于少量空氣泄漏，均會造成副產(chǎn)物增加，從而導(dǎo)致流出 液迅速變色。在這種情況下，即使重復(fù)蒸餾也無法改變產(chǎn)物的色澤。 為了保證產(chǎn)品脂肪酸有良好的色澤， 對質(zhì)量差的粗酸可以用稀硫酸預(yù) 處理，或在蒸餾釜中加入某些添加劑，如將0.2%1.0%的硼酸化合物添加到粗酸

5、中進(jìn)行蒸餾，可使粗酸中低沸物轉(zhuǎn)變?yōu)椴粨]發(fā)的復(fù)合物。粗酸中加入 0.5%的次磷酸鈉進(jìn)行蒸餾，蒸出的油酸非但色淺，而且熱穩(wěn)定性也有所提高。添加三氟化硼（硼酸化合物） 再加入受阻酚（含叔丁基的酚類化合物） 抗氧劑進(jìn)行蒸餾，產(chǎn)品質(zhì)量可有很大的提高。脂肪酸對金屬有相當(dāng)強(qiáng)的腐蝕性， 要降低腐蝕性， 主要是降低操作溫 度和采用含鉬不銹鋼兩種方法。對于十二碳及十二碳以上的脂肪酸， 考慮到脂肪酸的熱穩(wěn)定性、 氧化作用及腐蝕因素， 只要操作溫度不超 過260C,鉬含量2.2%就可以了。對于低碳脂肪酸，鉬含量一般需要 3% 4%，至少不低于 2.5%。為了得到高質(zhì)量的蒸餾脂肪酸產(chǎn)品， 現(xiàn)代脂肪酸的蒸餾工藝都非常重

6、視下面幾個問題：設(shè)備的氣阻要小， 效率要高；設(shè)備泄漏少，真空系 統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)；工藝中要有脫氣、脫水、脫臭功能；力求使加熱系統(tǒng) 在盡可能短的時間把脂肪酸加熱到所需的溫度； 熱量的綜合交換， 降低能耗；三廢問題；操作的自動化2、脂肪酸的蒸餾（1）粗脂肪酸的間歇蒸餾精制粗脂肪酸的間歇蒸餾精制工藝流程圖見圖 1。該法生產(chǎn)工藝流程如下： 粗脂肪酸T預(yù)熱T析氣T真空蒸餾T蒸餾黑腳T冷凝T精制混合脂 肪酸圖 1 間歇蒸餾工藝流程圖（略） 預(yù)熱預(yù)熱的目的是為了保證粗脂肪酸中溶解的空氣能夠在析氣時較好地 被脫除，同時使粗脂肪酸中的低沸點(diǎn)組分（如水分等）在蒸餾之前大 部分被分離出來， 以減少蒸餾過程中不必要的副反

7、應(yīng)， 確保產(chǎn)品質(zhì)量 和得率。脂肪酸預(yù)熱溫度依據(jù)整個蒸餾系統(tǒng)真空度的大小來確定，一般情況下，預(yù)熱溫度應(yīng)控制在8095C。加熱介質(zhì)采用壓力為0.2MPa左右 的水蒸氣，加熱形式采用間接加熱。 預(yù)熱后的粗脂肪酸轉(zhuǎn)入析氣工序。 析氣 析氣的目的是為了將溶解在粗脂肪酸中的空氣與脂肪酸進(jìn)行分離， 盡 可能減少蒸餾過程中發(fā)生的氧化分解等副反應(yīng)， 同時將原料粗脂肪酸 中的大部分低沸點(diǎn)組分脫除。 析氣時，應(yīng)盡可能在較高真空度下進(jìn)行， 并且應(yīng)盡可能增大粗脂肪酸在析氣裝置中的表面積， 以利于在熱與真 空的作用下，空氣和低沸點(diǎn)組分的脫除。析氣時的真空度控制在0.09MPa以上，溫度為8095C。 油油熱交換 油油熱交

8、換就是將高溫脂肪酸蒸餾冷凝液與經(jīng)過析氣以后的低溫 粗脂肪酸通過換熱器進(jìn)行熱交換， 以充分利用工藝過程中的熱能， 降 低能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。熱交換后，原料液、成品脂肪酸的溫度取決 于蒸餾溫度和初次冷凝溫度。 真空蒸餾 真空蒸餾的目的主要是將粗脂肪酸中的高沸點(diǎn)雜質(zhì)與脂肪酸進(jìn)行分 離，同時，進(jìn)一步脫除低沸點(diǎn)雜質(zhì)。粗脂肪酸中高沸點(diǎn)雜質(zhì)的分離主要是通過蒸餾時的真空度和溫度來 實現(xiàn)，低沸點(diǎn)雜質(zhì)與脂肪酸的分離則主要是通過控制系統(tǒng)真空度和最 終冷凝溫度來實現(xiàn)。蒸餾時，一般要求真空度在0.093MPa以上，蒸餾溫度應(yīng)控制在215 270C。實際上，蒸餾溫度的高低主要取決于真空度的高低，真空度 越高，蒸餾溫度越低

9、。 反之，蒸餾溫度越高。 而蒸餾溫度的高低和 時 間長短又直接影響到蒸餾過程中脂肪酸損失率的大小。在實際生產(chǎn)中， 要從經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)品質(zhì)量、得率三方面進(jìn)行綜合考慮，制 定出較為合適的真空度和相應(yīng)的蒸餾溫度。 同時， 還要通入適量的水 蒸氣（最好是過熱水蒸氣）以進(jìn)一步降低脂肪酸的蒸餾溫度，在能夠 保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，力求獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 冷凝 混合脂肪酸氣體的冷凝可采用一次冷凝法， 也可采用分步冷凝法。 一 次冷凝時， 熱量利用率低，熱量消耗大，同時冷卻水用量也大， 生產(chǎn) 成本較高。 分步冷凝法有二次冷凝和三次冷凝法， 生產(chǎn)精制混合脂肪 酸時一般采用二次冷凝法， 第一次冷凝可以通過控制冷卻水的溫度和 用量以獲得較高溫度的冷凝液， 此冷凝液再通過熱交換裝置對被蒸餾 的原料液進(jìn)行升溫， 以充分利用熱能， 熱交換后的高溫冷凝液再經(jīng)進(jìn) 一步冷卻后即為主餾分。冷凝溫度的控制， 由蒸餾系統(tǒng)的壓力及原料脂肪酸的組成決定。 如果 蒸餾壓力（表壓）為6. 666kPa,則第一次冷凝溫度要控制在 200C 以下，第二次