工业脂肪酸的精制工艺技术.doc

工业脂肪酸的精制工艺技术以动植物油脂或植物油皂脚为原料， 采用间歇式或连续式水解得到的 粗制脂肪酸都不同程度地存在着色泽问题， 很少直接使用， 大都要经 过活性白土、 活性炭等脱色或经过蒸馏精制后才能使用 粗制脂肪酸 的大致组成如下：溶解气体 0.02%未分解油脂 2% 〜3%水分 0.5% 〜 1%高级脂肪酸 95% 〜 98%低分子物质（醛、酮、醇、酸等） 0.5% 〜 1.5%杂质（不皂化物、色素游离甘油等） 0.1% 〜0.5%短链脂肪酸（ C8〜 C10） 0.5% 〜2.5% 蒸馏的目的是改善脂肪酸的色泽， 除去粗酸中的未分解油脂、 不皂化 物、色素等杂质，通过蒸馏（分馏）操作从混合脂肪酸中得到高纯度 的脂肪酸组分， 以满足工业上的需要 脂肪酸蒸馏工艺分间歇式和连 续式两种，由于间歇蒸馏工艺设备投资少、 操作简单，所以被国内大 多数脂肪酸生产厂家所采用国外多采用连续蒸馏工艺1、脂肪酸蒸馏的基本原理 脂肪酸蒸馏的基本原理是根据脂肪酸与杂质混合物沸点的不同， 控制 一定的蒸馏温度， 即可将低沸点杂质和高沸点杂质与脂肪酸分离， 从 而达到精制的目的天然脂肪酸的蒸馏， 可以采用间歇式和连续式的装置进行， 但不管采 用何种形式，首先必须考虑脂肪酸最基本的特性，如沸点、熔点等。

在实际生产操作时虽然与手册中所列数据有某些差异， 但可以明确哪 些脂肪酸可通过分馏来取得， 哪些脂肪酸不能取得 如硬脂酸和油酸， 由于沸点差太小， 很难通过分馏的方法达到分离的目的， 因此必须采 用其他的方法进行分离 熔点虽与蒸馏没有直接关系， 但在分馏单体 脂肪酸时通过测定馏出物的中和值和熔点， 可以推测产物的纯度， 或 根据熔点来配制目的混合酸 此外也据此可方便地对冷却器的温度进 行调节影响蒸馏脂肪酸质量和得率的因素很多，除蒸馏工艺、设备形式外， 与粗脂肪酸的质量及脂肪酸的成分有很大关系 如果原料中未水解完 全的重馏分多，则残渣部分将以重馏分含量的 1.5〜1.8倍增加，因此要求水解度高，粗酸中杂质要少 对脂肪酸成分而言， 脂肪酸的双 键越多， 对蒸馏的条件要求越高，在高温条件下， 高度不饱和酸随着 在塔中停留时间的延长，发生热氧化、热聚合、催化聚合及键断裂的 程度越强 金属离子的存在或酸根（无机）离子存在，对上述反应的 影响更为明显因此，一般要求停留时间不超过 10mi n,饱和脂肪酸 的操作温度在260〜265C，当大部分为一个或多个双键时，塔底温度要求低于240C如果工艺过程控制不当， 例如脂肪酸在高温条件下停留时间长而引起 的过热， 或由于少量空气泄漏，均会造成副产物增加，从而导致流出 液迅速变色。

在这种情况下，即使重复蒸馏也无法改变产物的色泽 为了保证产品脂肪酸有良好的色泽， 对质量差的粗酸可以用稀硫酸预 处理，或在蒸馏釜中加入某些添加剂，如将 0.2%〜1.0%的硼酸化合物添加到粗酸中进行蒸馏，可使粗酸中低沸物转变为不挥发的复合物粗酸中加入 0.5%的次磷酸钠进行蒸馏，蒸出的油酸非但色浅，而且热稳定性也有所提高添加三氟化硼（硼酸化合物） 再加入受阻酚（含叔丁基的酚类化合物） 抗氧剂进行蒸馏，产品质量可有很大的提高脂肪酸对金属有相当强的腐蚀性， 要降低腐蚀性， 主要是降低操作温 度和采用含钼不锈钢两种方法对于十二碳及十二碳以上的脂肪酸， 考虑到脂肪酸的热稳定性、 氧化作用及腐蚀因素， 只要操作温度不超 过260C,钼含量2.2%就可以了对于低碳脂肪酸，钼含量一般需要 3%〜 4%，至少不低于 2.5%为了得到高质量的蒸馏脂肪酸产品， 现代脂肪酸的蒸馏工艺都非常重 视下面几个问题：设备的气阻要小， 效率要高；设备泄漏少，真空系 统高效、经济；工艺中要有脱气、脱水、脱臭功能；力求使加热系统 在尽可能短的时间把脂肪酸加热到所需的温度； 热量的综合交换， 降低能耗；三废问题；操作的自动化2、脂肪酸的蒸馏（1）粗脂肪酸的间歇蒸馏精制粗脂肪酸的间歇蒸馏精制工艺流程图见图 1。

该法生产工艺流程如下： 粗脂肪酸T预热T析气T真空蒸馏T蒸馏黑脚T冷凝T精制混合脂 肪酸图 1 间歇蒸馏工艺流程图（略）① 预热预热的目的是为了保证粗脂肪酸中溶解的空气能够在析气时较好地 被脱除，同时使粗脂肪酸中的低沸点组分（如水分等）在蒸馏之前大 部分被分离出来， 以减少蒸馏过程中不必要的副反应， 确保产品质量 和得率脂肪酸预热温度依据整个蒸馏系统真空度的大小来确定，一般情况下，预热温度应控制在80〜95C加热介质采用压力为0.2MPa左右 的水蒸气，加热形式采用间接加热 预热后的粗脂肪酸转入析气工序② 析气 析气的目的是为了将溶解在粗脂肪酸中的空气与脂肪酸进行分离， 尽 可能减少蒸馏过程中发生的氧化分解等副反应， 同时将原料粗脂肪酸 中的大部分低沸点组分脱除 析气时，应尽可能在较高真空度下进行， 并且应尽可能增大粗脂肪酸在析气装置中的表面积， 以利于在热与真 空的作用下，空气和低沸点组分的脱除析气时的真空度控制在0.09MPa以上，温度为80〜95C③ 油—油热交换 油—油热交换就是将高温脂肪酸蒸馏冷凝液与经过析气以后的低温 粗脂肪酸通过换热器进行热交换， 以充分利用工艺过程中的热能， 降 低能耗，提高经济效益。

热交换后，原料液、成品脂肪酸的温度取决 于蒸馏温度和初次冷凝温度④ 真空蒸馏 真空蒸馏的目的主要是将粗脂肪酸中的高沸点杂质与脂肪酸进行分 离，同时，进一步脱除低沸点杂质粗脂肪酸中高沸点杂质的分离主要是通过蒸馏时的真空度和温度来 实现，低沸点杂质与脂肪酸的分离则主要是通过控制系统真空度和最 终冷凝温度来实现蒸馏时，一般要求真空度在0.093MPa以上，蒸馏温度应控制在215〜 270C实际上，蒸馏温度的高低主要取决于真空度的高低，真空度 越高，蒸馏温度越低 反之，蒸馏温度越高 而蒸馏温度的高低和． 时 间长短又直接影响到蒸馏过程中脂肪酸损失率的大小在实际生产中， 要从经济和产品质量、得率三方面进行综合考虑，制 定出较为合适的真空度和相应的蒸馏温度 同时， 还要通入适量的水 蒸气（最好是过热水蒸气）以进一步降低脂肪酸的蒸馏温度，在能够 保证产品质量的前提下，力求获得较好的经济效益⑤ 冷凝 混合脂肪酸气体的冷凝可采用一次冷凝法， 也可采用分步冷凝法 一 次冷凝时， 热量利用率低，热量消耗大，同时冷却水用量也大， 生产 成本较高 分步冷凝法有二次冷凝和三次冷凝法， 生产精制混合脂肪 酸时一般采用二次冷凝法， 第一次冷凝可以通过控制冷却水的温度和 用量以获得较高温度的冷凝液， 此冷凝液再通过热交换装置对被蒸馏 的原料液进行升温， 以充分利用热能， 热交换后的高温冷凝液再经进 一步冷却后即为主馏分。

冷凝温度的控制， 由蒸馏系统的压力及原料脂肪酸的组成决定 如果 蒸馏压力（表压）为6. 666kPa,则第一次冷凝温度要控制在 200C 以下，第二次冷凝温度要尽可能低一些，一般为 60-70 C随着蒸馏压力的降低， 一次冷凝温度应相应变低一些， 具体情况根据工艺操作 条件确定用上述方法精制脂肪酸时，工艺设备简单，投资少，操作容易控制， 但物料在蒸馏釜中停留时间较长， 不饱和脂肪酸的损失量较大， 而且 热能消耗增大，一般适合于小规模脂肪酸的生产。