蓖麻油酸与3种制取方法

上传者：白英彩
|
上传时间：2015-04-15
|
密次下载

蓖麻油酸与3种制取方法

内容需要下载文档才能查看内容需要下载文档才能查看内容需要下载文档才能查看

蓖麻油酸与3种制取方法

赵学敬

（河南工业大学，郑州

450052）

摘要：蓖麻油酸由蓖麻油制取，是很重要的化工原料，本文介绍了它的理化性质、化工用途、规格标准、三种制取方法，其中对三种制取方法作了详尽论述，包括制取原理、工艺与设备、操作程序等。

关键词：蓖麻油；蓖麻油酸；常压法；加压法；皂化法；产品规格

ThreeMethodsofPreparingRicinoleicAcid（HenananiversityofTechnology，Zhengzhou450052，China）

Abstract:Ricinoleicacid，preparedfromcastoroil，isanimportantchemicalrawmaterial.Thispaperdescribesitsphysicalandchemicalproperties，chemicaluse，specificationstandards，andthethreeproceduresarediscussedindetails.productspecifications

Keywords:castoroil；ricinoleicacid；atmosphericpressuremethod；compressionmethod；saponification；preparationmethods，inwhichtheprinciplesofthepreparation，processesandequipment，andoperating

ZhaoXuejing

中图分类号：TS224文献标识码：B文章编号：1007－3582（2014）03－0038－04

表1蓖麻油酸物理常数表项目比重/27.4℃/4℃

熔点/℃

沸点/压力10mmgHg时，℃

折光率/20℃

物理常数2265.5

蓖麻油酸是蓖麻油的衍生产品和重要的化工原料，生产癸二酸、庚醛、土耳其红油、表面活性剂等都要用上它，油漆配方中也屡屡出现它的使用。其制取方法有常压水解法，加压水解法和皂化酸化法。

1关于蓖麻油酸

1.1分子结构

分子式：CH（（OH）CH2CH=CH（CH）3CH）25CH27COOH分子展开式：

蓖麻油酸的化学性质很活泼，对钢材有轻度腐蚀作用，高温条件下能发生分解而变质，室温下也能缓慢自身聚合。提高温度，聚合加速，220℃高温下历经4h可完全聚合，比旋光度由原来的7°增高到12—羟基硬脂酸的原料，其分子的三聚体形式如下。25.5°。蓖麻油酸的三聚体可作为制取脱水蓖麻油酸及

1.2油酸别称

学名：12-羟基十八碳烯[9]—酸。别称：蓖酸，蓖麻酸，蓖麻醇酸。1.3理化性质

蓖麻油酸是蓖麻油经过皂化、水解、提纯等化工处理制取的。产品液态、粘稠，无色或黄色。不溶于水，能溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。物理常数见表1所示。

收稿日期：2014-04-11作者简介：赵学敬（1942-），男，高级工程师；专业方向为粮油及农副产品加工研究。

2常压水解法制取蓖麻油酸

油、水互不相溶，水解困难。加入催化效率较高

383/2014粮食流通技术

内容需要下载文档才能查看

的酸性乳化剂后，能释放H+离子，激活油、水分子活性，提升分子碰撞几率，水对蓖麻油的溶解度、电离度随之增加，使油水二相液乳化。这里的乳化剂是萘磺酸癸脂肪酸、十二烷基苯酸或它们的钠盐。2.1乳化剂制备

内容需要下载文档才能查看内容需要下载文档才能查看

（或木质外壳、内衬铅板）的磺化釜中，开动搅拌器，相继倒入精萘。釜中夹套的冷却水酌情循环，适当降温以防止萘的挥发和升华。再将硫酸先快（约加1/3量）后慢（约加2/3量）、细注入锅。硫酸历经20min加完，不停搅拌，升温至75℃～85℃，反应约3h查看效果，若见反应物呈沥青状，釜内作业终止。后用压缩空气把釜内产物输入萘磺酸高位槽中。接着油泵工作，泵蓖麻油进入水解釜，这时打开萘磺酸高位槽底部阀门，乳化剂向水解釜缓缓自流。在水解釜中，蓖麻油、乳化剂按配比作业，掌握釜内液位适中，后通蒸汽、搅拌、添水（达到配水量）。反应液体热至沸腾，8～10h持续，停机静置，再

58.1份。

配料：癸酸，100份；精萘，74.4份；硫酸（98%），3种配料混合，加热至50℃，进行3h磺化反应，

即得乳化剂“萘磺酸癸脂肪酸”：

2.2蓖麻油水解配料及化学反应式

经6h完成分层。最后，把釜中下层的甘油水开阀排放，所剩蓖麻油酸流出收集，灌桶入库。

配料比：蓖麻油，1.00；水，1.00；乳化剂，0.05。常压下3种配料混溶，蒸汽直接加热，沸腾条件下反应8~10h即可完成水解,蓖麻油酸生成，其反应方程如下：

3加压水解法制取蓖麻油酸

（6-8）×9.8×104Pa，不用乳化剂而用催化剂氧化锌（ZnO）。由于压力、催化剂的双重作用，油分子和水比常压水解法产出要快。3.1配料比和水解参数

加压水解法制取蓖麻油酸所用压力为

分子被迫接触，油的乳化能力由弱变强，水解加速，

0.005（二价金属比一价金属活泼，若用MgO或CaO，

2.3水解工艺路线

配料比：蓖麻油，1.00；水，0.4；催化剂氧化锌，

产品中会有不能洗去的MgSO4、CaSO4，而ZnSO4溶于水，可洗去，所得产品纯,故选用ZnO）。

水解温度：155℃～160℃。水解时间：10h。3.2工艺路线

2.4设备流程

设备流程见图1所示。

3.3设备流程

设备流程如图2所示。

图1设备流程图

2.5操作程序

把高位槽中的癸脂肪酸预热到50℃，流入搪瓷质

图2

内容需要下载文档才能查看

设备流程图

3/2014粮食流通技术

内容需要下载文档才能查看内容需要下载文档才能查看内容需要下载文档才能查看

3.4操作程序两种酯化产物在蓖麻油酸中占到40%，它们无碍于蓖麻油酸的使用，因为使用中很容易水解，逆向回归蓖麻油酸。4.5产品组分问题

启动计量泵,把蓖麻油从地下储槽中泵至水解塔内。氧化锌粉末和水分别从压料罐顶部的进口投放，后搅拌成浆液，再凭借蒸汽压力向外压送，与来水合伍同泻水解塔内。水解塔普通钢板制成，长径比5～6∶1，进入的水解配料占到容积的70%停止。这时，搅拌器开始旋转，塔底开通汽阀，加热升温，施足压力，配

蓖麻油是多种脂肪酸甘油酯的混合物，3个脂肪酸根或相同、或相异。同为蓖麻油酸根者，1分子蓖麻油生成3分子蓖麻油酸；仅有2个蓖麻油酸根者，1分子蓖麻油会有1个其它油酸分子生成；仅有1个蓖麻油酸根者，1分子蓖麻油会有2个其它油酸分子生成；没有蓖麻油酸根者，1分子蓖麻油的水解产物全为其它油酸。尽管如此，产品中的其它油酸是微量的，蓖麻油酸占有90%以上的组分。4.6收获率问题

料便在涡流中反应。10h后,打开塔底阀门，内腔压力将反应物排向油水分离罐内。分离罐在常压下通汽3～4h，破除乳化，再经4～5h静置，油酸上浮，甘油水下坠，分层结束。上层的蓖麻油酸放出收集（实际为多种脂肪酸混合物，需进一步提纯），下层的甘油水从罐底排放，注入储罐，持久储放，氧化锌便沉淀罐底，与甘油水分离，继而收集，再脱水处理。

水解制取蓖麻油酸，因水解达不到完全，收获率远低于皂化法。

4水解法制取蓖麻油酸的几点说明

4.1控制水量问题

5皂化酸化法制取蓖麻油酸

蓖麻油在高温、碱液条件下能生成肥皂，这叫第一步的皂化。皂化产物再与浓硫酸进行复分解反应，制出蓖麻油酸来，这叫第二步的酸化。5.1皂化反应5.1.1皂化

在水解反应中，所加水量不能低于理论计算值，足够的水量可使生成的甘油稀释，蓖麻油分解速度提高，反应向着脂肪酸的生成方向进行。4.2甘油浓度问题

甘油浓度是蓖麻油酸生成的函数：甘油浓度趋稀，水解速度加快；甘油浓度变大，水解速度变慢。甘油浓度低于20%时，油脂分解度有有这样的经验公式，即：H=100-0.8G，其中H是油脂的分解度，G是甘油浓度。4.3反应温度问题

蓖麻油与烧碱（NaOH）液反应，产出蓖麻油酸钠和甘油，即：

油、水温度升高，界面张力降低，两相互溶度提高，反应速度加快。一般来讲，温度每升高10℃，均相温度系数大多在2以上，这对油脂水解不利，故采用1.2～1.5。4.4酯化产物问题

皂化初始，互溶的蓖麻油和烧碱液仅在接触面上反应，皂化产物不多，处于乳化、诱导期。皂化物20%时，鈉皂自动催化，两相的接触面放大，反应进束中的油碱浓度显著降低，皂化处于衰退、完成期。5.1.2盐析

水解所得的蓖麻油酸，其分子本身由于羟基（-OH）和羧基（-COOH）的共同存在，呈现醇酸两性，会自然生成酯化产物，即单分子生成内酯，双分子生成交酯，各自表达为：

入加速、均相期。当皂化率升至90%以上时，钠盐胶

皂化完成后，产物中会含有甘油、蛋白质、粘液等杂质，加上鈉皂的油酸根凝聚成高电荷粒子，有强烈的吸水作用，会形成很厚的胶体水膜体系。这时加入少量食盐，鈉皂粒子外层水膜会因受到钠离子的吸水作用，使得皂胶粘度降低。食盐加到足够量时，水化强烈起来，鈉皂外层水膜遭到破坏，中和掉鈉皂粒子所带电荷，凝聚界面与水分开，鈉皂轻浮上层，盐水重沉下层。盐水下沉又起到过滤作用，杂质便被

3/2014粮食流通技术

内容需要下载文档才能查看内容需要下载文档才能查看

携夹脱离皂体。最后排出废水，回收甘油（废水量是油脂的1.0～1.3倍，其中的甘油含量5%以上，游离碱含量0.04%以下，PH值8～9，脂肪酸含量低于0.20%）。5.2酸化反应5.2.1化学反应式

可完成皂化（手捻不粘，有滑腻感定论）。

皂化锅中投放干食盐（盐析），皂化物静置分层。下层的碱水、甘油排放收集，进行甘油回收；上层的（纯度92.5～98%），在40～50℃温度下酸化，并通汽煮沸2～3h。发现液面起沫及时取样，样品若无油水分层，以示酸解完全，否则补酸继续酸化。

酸化混合物静置1～2h，蓖麻酸浮于上层，含甘油的酸水沉于底部。把底部物排至副产品加工系统，回收甘油；锅中所留蓖麻酸在通汽搅拌下，以4～5倍的水清洗2～3次，待试纸检验为中性时静置分蓖麻酸钠泵入分离锅中，按配料量缓慢加入H2SO4

化学反应式如下

5.2.2配料比和反应条件

层，弃去洗液，所留蓖麻酸导进脱水锅热力干燥。

干燥脱水后的蓖麻酸，泵入高位槽再流经预热器升温，与管道连接的蒸馏釜凭真空吸力（真空度为

90℃～100℃2～3h>170<30%

皂化酸化法的配料比和反应条件见表2。