2第二章 脂肪酸教案

（二）植物油皂脚制取脂肪酸 1．皂化酸解法 皂化酸解反应原理： 皂化酸解反应原理 ： 皂脚先用碱液补 用碱液补 充皂化，使其中的中性油转化为肥皂和甘油； 充皂化 然后将所得皂胶用硫酸进行酸解 硫酸进行酸解，使肥皂转 硫酸进行酸解 变脂肪酸。 CH2OCOR9 R′COONa CH2OH CHOCOR0＋3NaOH R″COONa ＋ CHOH CH2OCOR, R, COONa CH2OH 2RCOONa＋H2SO4＝2RCOOH＋Na2SO4
特点： 特点： 实现连续化工业生产； 连续化工业生产； 连续化工业生产 反应过程中产生的脂肪酸和甘油能 脂肪酸和甘油能及时 脂肪酸和甘油能 地连续不断地分离出去,水解度高(99.5%) 水解度高(99. 水解度高 生产周期短,热能利用率高,蒸汽消耗少, 生产周期短,热能利用率高,蒸汽消耗少, 生产成本低； 生产成本低； 不足：对水解原料有其适应范围, 对水解原料有其适应范围 不足 对水解原料有其适应范围,操作 难度大,设备投资费用高； 难度大,设备投资费用高； 总之,连续非催化高压逆流水解法是当代 连续非催化高压逆流水解法是当代 脂肪酸工业生产中最先进的水解技术。 脂肪酸工业生产中最先进的水解技术。
在水解过程中使用少量（油重的0.1%～ 0.2%）锌粉能改善脂肪酸的色泽。
加水量：油重30%～60% 30%～ 30% 60%； 催化剂约:油重0 催化剂约:油重0.5%～4%； Mpa； 中压催化水 水解压力:1.0～3.4Mpa 1 解工艺条件 水解时间：6～10h； 6 10h 静置分层：30～40min 30～ min； 30 40min 水解率：95%以上 95% 95 以上。 油脂水解要求： 油脂水解要求： 通入蒸汽排出物料中、 通入蒸汽排出物料中 、 水解罐顶部空间 的空气，连续水解时油水接触要均匀。 的空气，连续水解时油水接触要均匀。 充分利用工艺过程中的热能。 充分利用工艺过程中的热能。 如果采用的是中压催化水解 中压催化水解, 如果采用的是中压催化水解,脂肪酸中含 有一定量的金属皂, 有一定量的金属皂,要进行酸化处理和水洗;
第二章 工业脂肪酸
Industrial fatty acid 天然脂肪酸 工业脂肪酸 合成脂肪酸 天然脂肪酸的原料来源： 天然脂肪酸的原料来源： 动物植物油脂、皂脚、脱臭馏出物 皂脚、 皂脚 脱臭馏出物，海生 动物油以及妥尔油。 脂肪酸产品： 脂肪酸产品： 混合脂肪酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、芥 酸等。
温度是油脂水解反应速度的函数. ⑶ 温度 温度是油脂水解反应速度的函数. 升高温度,可降低油-水两相界面张力， 升高温度 , 可降低油 - 水两相界面张力 ， 增加水在油中的溶解度，并加剧分子运动。 增加水在油中的溶解度，并加剧分子运动。 高温下,水离解而产生的H 高温下,水离解而产生的H+及OH-浓度增 加，也有利于提高 反应速度。 反应速度。 油脂水解体系 中必须保证有足够 的液态水 液态水，使生成 液态水 的甘油溶解在液态 水中。
2．酸化水解法
(1) 生产原理 ： 酸化水解法是将皂脚中的肥皂 生产原理： 先经硫酸分解， 得到脂肪酸与中性油的混合物， 先经硫酸分解 ， 得到脂肪酸与中性油的混合物 ， 这种混合物通常称为酸化油， 然后再水解其中的 这种混合物通常称为酸化油 ， 中性油得到粗脂肪酸。 中性油得到粗脂肪酸。 2RCOONa＋H2SO4＝2RCOOH＋Na2SO4 CH2OCOR′ R′COOH CH2OH CHOCOR″＋ 3H2O CH2OCOR, R″COOH ＋ CHOH R, COOH CH2OH
不加ZnO 加0.6%ZnO
0
1
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8
时间（hr）
第二节
工业脂肪酸的精制
粗脂肪酸脂肪酸含量一般在90％～98％。 脂肪酸含量一般在90％ 98％ 脂肪酸含量一般在90 低沸点杂质: 低沸点杂质:水份、酮、醛、游离甘油等。 高沸点杂质: 高沸点杂质 : 色素、甘油酯、氧化脂肪 酸、不皂化物、部分聚合 脂肪酸等。 一、脂肪酸蒸馏的基本原理 根据脂肪酸与杂质混合物沸点的不同 脂肪酸与杂质混合物沸点的不同， 根据 脂肪酸与杂质混合物沸点的不同 ， 控制一定的温度， 控制一定的温度 ， 即可将低沸点杂质 、 高沸 点杂质与脂肪酸分离。 点杂质与脂肪酸分离。
油脂碱炼 皂脚组成
（一）植物油皂脚制取脂肪酸的方法 1.提取方法 1.提取方法 皂化酸解法 酸化水解法 2.油脂水解方法 2.油脂水解方法 根据水解操作 操作的不同： 间歇水解法 操作 连续水解法 根据水解压力不同和是否采用催化剂： 根据水解压力不同和是否采用催化剂： 常压（或低压） 常压（或低压）催化水解法 催化或非催化中压水解法 连续非催化高压逆流水解法 甚高压脂肪并流水解法 催化低压高温水解法 油脂的酶促水解法
⑶ 水洗
加水量:脂肪酸重的30 50％ 30～ 加水量:脂肪酸重的30～50％，洗涤2～3次。 2 主要设备是皂化酸解锅如图。
优点：设备简单，操作方便，生产周期短， 优点 设备简单，操作方便，生产周期短， 设备简单 水蒸汽消耗少 水蒸汽消耗少。 不足：该方法酸 碱消耗多,生产成本较大。 该方法酸、 不足 该方法酸、碱消耗多,生产成本较大。
（三）影响脂肪酸生产的因素 原料：原料的品种（组成）及其纯度。 1.原料：原料的品种（组成）及其纯度。 2.油脂水解工艺对脂肪酸生产的影响 2.油脂水解工艺对脂肪酸生产的影响 ⑴ 水分 提高反应物水分在体系中的浓度； 提高反应物水分在体系中的浓度； 水量↗ 使反应生成的甘油得到稀释； 水量↗ 使反应生成的甘油得到稀释； 高温下水本身离解为H 量增大. 高温下水本身离解为H+及OH-量增大. ⑵ 甘油 适当的加水量； 从反应体系中引出甘油,重新加新鲜水或 或低浓度的甘油水进行水解。
⑷ 催化剂的种类 酸性催化剂优于碱性催化剂。 酸性催化剂优于碱性催化剂。 酸性催化剂（催化活性）： 酸性催化剂（催化活性）： 烷基苯磺酸＞烷基磺酸＞ Twitchell） 烷基苯磺酸＞烷基磺酸＞特催契尔（Twitchell） 也可用其盐类作乳化剂。 碱性催化剂（催化活性） 碱性催化剂（催化活性）：
如果采用的是中压非催化水解, 如果采用的是中压非催化水解,上层脂肪酸 中压非催化水解 则可直接送往蒸馏工段进行精制。 则可直接送往蒸馏工段进行精制。
中压连续水解生产工艺设备流程图
特点：生产周期短,蒸汽消耗量少, 特点：生产周期短,蒸汽消耗量少,工 艺用水少， 甘油浓度较高， 艺用水少，酸化油水解废水中甘油浓度较高， 甘油浓度较高 生产成本低，操作简单； 设备投资较大 设备投资较大。 生产成本低，操作简单；但设备投资较大 适用于较大规模的脂肪酸生产厂家。 ☆连续非催化高压逆流水解法
提高油脂的水解度； 提高油脂的水解度； 提高油脂水解的反应速度。 提高油脂水解的反应速度。 (2) 生产工艺及其工艺条件
皂脚→酸化→ 水洗） 水解→水洗→ 皂脚→酸化→（水洗）→水解→水洗→粗脂肪酸
① 酸化 酸化工艺条件 加水量: 20% 加水量:为料重20%左右 20 左右； 预热温度: 80～85℃； 预热温度: 80～85℃ 浓硫酸: 10% 浓硫酸:为皂脚重的7%～10%； 7 90℃下保温静置1 90℃下保温静置1～2h； （热水洗涤1～2次。） 热水洗涤1 热水洗涤 得到中性油和脂肪酸的混合物—酸化油 酸化油。 酸化油
②酸化油水解（油脂水解） 酸化油水解（油脂水解） 常压催化水解（水解分两次进行） ☆常压催化水解（水解分两次进行） 加水量：油重30%； 30% 30 催化剂约：油重3%； 3 浓硫酸：１%～２%； 第一段水 １ 解工艺条件 水解时间：8～10h； 8 10h 静置分层：30～40min 30～ min； 30 40min 水解率：80%～85%以上 80% 85%以上。 80 加水量：油重30%； 30% 30 催化剂约：油重3%； 第二段水 3 解工艺条件 浓硫酸：0.5%～3%； 0 水解时间：8h左右 8 左右； 静置分层：30～40min 30～ min； 30 40min 水解率： 95%以上 95%以上。
盐析工艺条件 投盐量约为皂脚的8%～12%； 8%～ 8% 12%； 用直接蒸汽翻动1～2h； 1 静置2～4h。 2 ⑵ 硫酸酸解 酸解工艺条件 使肥皂转变为脂肪酸； 加料重40%的清水 40% 40 的清水煮沸； 加入95%～98%的浓硫酸 95% 98%的浓硫酸使结块渐渐消失; 95 操作时间约2～3h。 2 放出废酸液,用废水冲淡或用10 ％ 石灰乳 10％ 10 中和后，排入废水处理系统。
二、脂肪酸的蒸馏
1.工艺流程： 工艺流程：
粗脂肪酸→预热→析气→加热→真空蒸馏→ 粗脂肪酸→预热→析气→加热→真空蒸馏→冷凝 ↓ 蒸馏黑脚 →精制混合脂肪酸 ⑴ 预热 温度在80～95℃。 ⑵ 析气 目的： 目的 ： 将溶解在粗脂肪酸中的空气与脂肪酸进 行分离； 行分离；同时将原料粗脂肪酸中的大部分低沸点杂 质组分脱除。 质组分脱除。 真空度控制在0.09MPa以上，温度80～95℃。 ～ ⑶ 加热 温度在215～270℃。 215～ 215 270℃。
加水量：油重40～50％； 40～ 40 50％ 4.8～ 连续非催化 水解压力：4.8～5.2Mpa（260℃±）; 4.8 5.2Mpa（260℃± 小时； 高压逆流水 水解时间：2～3小时 2 解工艺条件 水解率： 98％以上 98％以上。
要求：工艺所用水，通常是蒸汽冷凝 要求：工艺所用水，通常是蒸汽冷凝 去离子（无氯离子）和脱气水。 水、去离子（无氯离子）和脱气水。 其余与中压连续水解要求相同。 其余与中压连续水解要求相同。
固体烧碱量＝0.713×10-3×皂脚皂化价×皂脚重量 皂脚皂化价× 固体烧碱量＝ 713× 超碱量= 10％ 超碱量=5～10％理论加碱量
皂化工艺条件 皂化工艺条件 碱液浓度：36Λ 碱液浓度：36ΛB9e， 直接蒸汽翻煮１ 直接蒸汽翻煮１h ,呈均匀的闭合状态。 终了时，应保持在pＨ10～11不变 应保持在p 10～11不变 不变。 应保持在