C 油脂精炼-脱酸
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碱的用量
总碱量 = 理论碱 + 超量碱
理论碱：满足与游离脂肪酸中和所需要的碱量。
可通过查表或计算求得。
超量碱：满足其它反应及无形损耗所需要的碱。
可凭经验或通过小试来确定。
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18
① 理论碱
理论碱可按原油酸值或游离脂肪酸的 百分含量进行计算。
沉降分离皂脚中带有相当数量的中性油，一般呈三种 状态： ① 中性油胶溶于皂膜中（由于肥皂的增溶作用，使
部分中性油与皂中碳氢基结合）；
② 中性油在胶膜与碱滴分离时落入胶膜内而被胶膜 包容；
③ 中性油在胶团絮凝沉降时，被机械地夹带和吸附。
以上三种状态的中性油，第一种不易回收，而后两种 较易回收。
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当原油的游离脂肪酸含量以酸值表示时：
式中：GNaOH — 氢氧化钠的理论添加量（kg）； Go — 原油脂的重量（kg）； VA — 原油脂的酸值（mgKOH / g 油）； M NaOH — 氢氧化钠的分子量（40.0）； M KOH — 氢氧化钾的分子量（56.1）。
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19
扩散速率遵守菲克定律:
式中：V4 — 扩散速度； D — 扩散常数； C1 — 反应物液滴中心的浓度； C2 — 界面上反应物的浓度； L — 扩散距离[与形成的皂膜(胶膜)厚度有关]。
扩散速率与原油中的胶性杂质的多少有关。
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（三）碱炼反应过程
碱滴分出
重复界面反应 直至消耗殆尽
O
O
O
O
CH3
HCl
O
O
O CH3
棉酚 + NaOH
棉酚钠
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8
（二）影响碱炼反应速度的因素
化学动力学因素（与浓度和温度有关）
根据质量守恒定律，中和反应的速度方程式如下：
V1 = K1[CA]m ·[CB]n
式中：V1 — 化学反应速度（mol / l· min）； K1 —反应速度常数（与反应物性质和温度有关）；
界面反应
形成皂膜
定向排列，扩散反应 胶态离子膜形成
胶膜拉长 胶膜脱落 胶膜絮凝
碱炼脱酸过程示意图
胶膜是一表面活性物质，能吸附原油中的胶质色素等杂 质，并在电解质、温度及搅拌等作用下，相互吸引絮凝成胶 团，由小而大，形成“皂脚”，而从油中分离沉降下来。
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（四）皂脚含油
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CH2 OH CH OH O CH2 O
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+ HO(CH2 )2 N(CH3 )3 + R1COONa + R2 COONa OH ONa P OH
O (CH2 )2 N (CH3 )3 OH
磷脂的皂化
7
其它反应 黄曲霉毒素 B1 + NaOH
O O
NaOH
邻位香豆素钠
O Na O C HO O
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界面因素（与分散度有关）
油中游离脂肪酸与水中碱之间的反应属非均相反应。
V2 = K2 · F
式中 V2 — 非均态化学反应速度；
K2 — 反应速度常数； F — 脂肪酸与碱液接触的面积。
碱炼操作时，碱液浓度要适当稀一些，碱滴应分
散细一些，使碱滴与脂肪酸有足够大的接触界面，以 提高中和反应的速度。
O(CH2)2N (CH3)3 OH
P OH
磷脂的水解
6
皂化反应
O CH2 CH CH2 O O O C O C O C R1 R2 + 3NaOH R3 CH2 CH CH2 OH OH + R1COONa + R2COONa + R3COONa OH
甘三酯的皂化
O CH2 CH CH2 O O O C R1 O C R 2 + 3NaOH O P OH
注：1N=(1 mol/L) ×离子价数
对于连续式碱炼，碱液的用量一般 以单位时间的流量进行换算：
Q1 r FFA % Q 1000 或 M N 1.78 Q1 r VA Q 100 N
式中：Q — NaOH溶液的流量(l/h)； Q1— 原油的流量(l/h)； r — 油脂的密度(kg/l)； FFA%— 游离脂肪酸的百分含量； VA— 原油的酸值（mgKOH/g）； M — 脂肪酸的平均分子量； N — 碱液的摩尔浓度（mol/l）。
油脂脱酸
碱炼脱酸
蒸馏脱酸 溶剂萃取脱酸 酯化脱酸
L· Z
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1
概 述
脱除原油中游离脂肪酸的过程即为脱酸 当今世界四大先进脱酸技术
1 离心机连续碱炼
化学精炼
4 物理精炼
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2
第一节 碱炼脱酸
碱炼脱酸是整个精炼过程中最关键的阶段
ห้องสมุดไป่ตู้
关键
可能是导致中性油 损失最高的阶段
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28
（三）操作温度
初温（中和温度） 终温（油-皂分离温度）
升温速度（以1℃/min为宜）
间歇式：温度相对低 连续式：温度相对高
碱液浓度与操作温度的关系（间歇式碱炼）
烧碱溶液浓度 （°Be′） 4-6 12-14 16-24
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原油酸值 ＜5 5-7 ＞7 ＞9
CA —脂肪酸浓度（mol / l）；
CB —碱液浓度（mol / l）； m —该反应对于反应物A来讲是m级反应； n —该反应对于反应物B来讲是n级反应。
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为什么间歇式碱炼脱酸工艺通常采 用低温浓碱法？而连续式工艺通常采用 高温法？ 对于某种原油（CA一定）进行碱炼时，V1随反应 温度（T）和碱液浓度（CB）的不同而不同 CB↑→V1↑； K1↑→V1↑ 操作工艺条件的制定应： ① 尽量有利于中和反应的进行； ② 尽量不利于中性油皂化反应的进行。 皂化反应：在较高温度和较高碱液浓度条件下才 会有一定速度； 中和反应：在较低温度下即可进行。 因此，间歇式碱炼通常在低温浓碱条件下进行中 和；连续式碱炼由于油、碱接触时间短，通常在较高 温度下进行中和。
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是对精炼成品油质 量影响最大的阶段
3
碱炼法是用碱中和油脂中的游离脂肪酸， 所生成的皂吸附部分其他杂质，而从油中重力 沉降分离或用离心机分离的精炼方法。
游离脂肪酸 + 碱 皂
氢氧化钠（烧碱）
碱炼用碱种类 碳酸钠（纯碱） 氢氧化钙
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一、碱炼的基本原理
油脂 棉籽油 豆油 葵花油 花生油 菜子油 282 308 0.1299 棕榈油 214 0.1869 椰子油 205 0.1951 蓖麻油 263 0.1521
M NaOH / M
0.1418
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21
② 超量碱
超量碱的确定直接影响碱炼效果。
同一批原油，用同一浓度 的碱液碱炼时，所得精炼油的 碱的增加而降低。中性油被皂 化的量随超量碱的增加而增大
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26
（二）碱液浓度 碱液浓度的确定原则： ① 碱滴与游离脂肪酸有较大的接触面积，
能保证碱滴在油中有适宜的降速；
② 有一定的脱色能力；
③ 使油-皂分离操作方便。 酸值
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色泽
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皂脚密度
27
碱液浓度的选择依据：
① 原油的酸值与脂肪酸组成 ② 制油方法 ③ 中性油皂化损失 ④ 皂脚的稠度 ⑤ 皂脚含油损耗 ⑥ 操作温度 ⑦ 原油的脱色程度
操作温度（℃） 初温 75-80 50-55 25-30 20-30
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终温 90-95 60-65 45-50 20-30
备 注 用于浅色油品精制 用于浅色油品精制 用于深色油品精制 用于劣质棉油精制
29
＞ 24
炼耗%
2
3
总炼耗 中性油皂化
色泽和皂脚中的含油量随超量
。超量碱增大，皂脚絮凝好，
沉降分离的速度也会加快。
1 25% 超量碱/理论碱
皂脚含油
α-Laval快速混合连续碱炼中 超量碱与炼耗之间的关系
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超量碱的计算有两种方式：
A.对于间歇式碱炼工艺，通常以纯氢氧化钠占原油 量的百分数表示。选择范围一般为油量的0.05%-0.25%， 质量劣变的原油可控制在0.5%以内。 B.对于连续式的碱炼工艺，超量碱则以占理论碱的 百分数表示。选择范围一般为10%-50%。油、碱接触时间 长的工艺应偏低选取。
理论碱的计算
当原油的游离脂肪酸含量以百分含量表示时：
G NaOH GO FFA% 40.0 M
式中：GNaOH — 氢氧化钠的理论添加量（kg）； Go — 原油脂的重量（kg）； FFA%— 原油脂中游离脂肪酸百分含量； M — 脂肪酸的平均分子量；
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20
部分油脂中脂肪酸的平均分子量
（一）化学反应 中和反应
RCOOH + NaOH RCOONa + H2O
不完全中和反应
2RCOOH + NaOH RCOONa· RCOOH + H2O
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5
水解反应
O CH2 CH CH2 O O O C O C O C
O CH2 CH CH2 O O O C O C O P OH
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③ 碱量换算
GNaOH GNaOH 理 GNaOH 超 (7.13104 VA B) GO C C
式中：GNaOH — 碱液量（kg）； GNaOH理 — 理论碱（kg）； GNaOH超 — 超量碱（kg）； Go — 原油的重量（kg）； VA — 油脂的酸值（mgKOH/g 油）； B — 超量碱占油重的百分数； C — NaOH溶液的百分比浓度（W/W）。 油脂工业生产中，大多数企业使用碱溶液时，习惯采 用波美度为碱液浓度单位。各种常用烧碱溶液的重量百分 比浓度与波美度的关系可查表换算。 loozii0633 sss 24
二、影响碱炼脱酸的因素
碱及其用量 碱液浓度 操作温度 操作时间 混合与搅拌 杂质 油皂分离 洗涤和干燥
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（一）碱及其用量
碱炼用碱
油脂碱炼可供应用的碱大多数为碱金属的氢氧化 物或碳酸盐。常见的有：烧碱 NaOH、苛性钾 KOH、氢 氧化钙 Ca(OH)2以及纯碱 Na2CO3等。各种碱在碱炼中 呈现出不同的工艺效果。 工业上常用NaOH作为碱炼用碱。 KOH — 价格昂贵；钾皂稀软 Ca(OH)2— 皂化能力↑，脱色能力↓；钙皂利用↓ Na2CO3 — 皂松；产生CO2；脱杂、脱色能力↓
烧碱溶液波美度与比重及其他浓度的关系（15℃）
波美度 (°Be′) 4 6 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 比重 （ d） 1.029 1.043 1.059 1.075 1.083 1.091 1.099 1.107 1.116 1.125 1.134 1.143 百分浓度 （%） 2.50 3.65 5.11 6.58 7.30 8.07 8.71 9.42 10.30 11.06 11.90 12.59 当量浓度 （N） 0.65 0.95 0.33 1.77 1.98 2.20 2.39 2.61 2.87 3.11 3.37 3.60 波美度 (°Be′) 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 比重 （ d） 1.15 1.161 1.170 1.180 1.190 1.200 1.210 1.220 12.30 1.241 1.252 1.263 百分浓度 （%） 13.50 14.24 15.06 16.00 16.91 17.81 18.71 19.65 20.60 21.55 22.50 23.50 当量浓度 （N） 3.89 4.13 4.41 4.72 5.03 5.34 5.66 5.99 6.33 63.69 7.04 7.42
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O R1 R2 + H2O R3
NaOH
CH2 CH CH2
O O OH
C O C
R1 R2 + R3COOH
甘三酯的水解
R1 R2 + 3H2O
NaOH
CH2 CH CH2
OH OH O O
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+ HO(CH2)2N (CH3)3 + R1COOH + R2COOH OH OH
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相对运动因素（与混合强度有关）
V3 = K3 ·V′ 式中：V′ — 反应物相对运动速度； K3 — 反应速度常数； 相对运动速度快(混合强度大): 反应形成的皂膜(胶膜)破裂，迅速离开反应界面。
碱液分散度高，碱滴更细，分布更均匀。
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分子扩散因素(与浓度差和扩散距离有关)
碱的用量
总碱量 = 理论碱 + 超量碱
理论碱：满足与游离脂肪酸中和所需要的碱量。
可通过查表或计算求得。
超量碱：满足其它反应及无形损耗所需要的碱。
可凭经验或通过小试来确定。
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① 理论碱
理论碱可按原油酸值或游离脂肪酸的 百分含量进行计算。
沉降分离皂脚中带有相当数量的中性油，一般呈三种 状态： ① 中性油胶溶于皂膜中（由于肥皂的增溶作用，使
部分中性油与皂中碳氢基结合）；
② 中性油在胶膜与碱滴分离时落入胶膜内而被胶膜 包容；
③ 中性油在胶团絮凝沉降时，被机械地夹带和吸附。
以上三种状态的中性油，第一种不易回收，而后两种 较易回收。
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当原油的游离脂肪酸含量以酸值表示时：
式中：GNaOH — 氢氧化钠的理论添加量（kg）； Go — 原油脂的重量（kg）； VA — 原油脂的酸值（mgKOH / g 油）； M NaOH — 氢氧化钠的分子量（40.0）； M KOH — 氢氧化钾的分子量（56.1）。
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扩散速率遵守菲克定律:
式中：V4 — 扩散速度； D — 扩散常数； C1 — 反应物液滴中心的浓度； C2 — 界面上反应物的浓度； L — 扩散距离[与形成的皂膜(胶膜)厚度有关]。
扩散速率与原油中的胶性杂质的多少有关。
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（三）碱炼反应过程
碱滴分出
重复界面反应 直至消耗殆尽
O
O
O
O
CH3
HCl
O
O
O CH3
棉酚 + NaOH
棉酚钠
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8
（二）影响碱炼反应速度的因素
化学动力学因素（与浓度和温度有关）
根据质量守恒定律，中和反应的速度方程式如下：
V1 = K1[CA]m ·[CB]n
式中：V1 — 化学反应速度（mol / l· min）； K1 —反应速度常数（与反应物性质和温度有关）；
界面反应
形成皂膜
定向排列，扩散反应 胶态离子膜形成
胶膜拉长 胶膜脱落 胶膜絮凝
碱炼脱酸过程示意图
胶膜是一表面活性物质，能吸附原油中的胶质色素等杂 质，并在电解质、温度及搅拌等作用下，相互吸引絮凝成胶 团，由小而大，形成“皂脚”，而从油中分离沉降下来。
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（四）皂脚含油
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CH2 OH CH OH O CH2 O
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+ HO(CH2 )2 N(CH3 )3 + R1COONa + R2 COONa OH ONa P OH
O (CH2 )2 N (CH3 )3 OH
磷脂的皂化
7
其它反应 黄曲霉毒素 B1 + NaOH
O O
NaOH
邻位香豆素钠
O Na O C HO O
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界面因素（与分散度有关）
油中游离脂肪酸与水中碱之间的反应属非均相反应。
V2 = K2 · F
式中 V2 — 非均态化学反应速度；
K2 — 反应速度常数； F — 脂肪酸与碱液接触的面积。
碱炼操作时，碱液浓度要适当稀一些，碱滴应分
散细一些，使碱滴与脂肪酸有足够大的接触界面，以 提高中和反应的速度。
O(CH2)2N (CH3)3 OH
P OH
磷脂的水解
6
皂化反应
O CH2 CH CH2 O O O C O C O C R1 R2 + 3NaOH R3 CH2 CH CH2 OH OH + R1COONa + R2COONa + R3COONa OH
甘三酯的皂化
O CH2 CH CH2 O O O C R1 O C R 2 + 3NaOH O P OH
注：1N=(1 mol/L) ×离子价数
对于连续式碱炼，碱液的用量一般 以单位时间的流量进行换算：
Q1 r FFA % Q 1000 或 M N 1.78 Q1 r VA Q 100 N
式中：Q — NaOH溶液的流量(l/h)； Q1— 原油的流量(l/h)； r — 油脂的密度(kg/l)； FFA%— 游离脂肪酸的百分含量； VA— 原油的酸值（mgKOH/g）； M — 脂肪酸的平均分子量； N — 碱液的摩尔浓度（mol/l）。
油脂脱酸
碱炼脱酸
蒸馏脱酸 溶剂萃取脱酸 酯化脱酸
L· Z
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1
概 述
脱除原油中游离脂肪酸的过程即为脱酸 当今世界四大先进脱酸技术
1 离心机连续碱炼
化学精炼
4 物理精炼
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2
第一节 碱炼脱酸
碱炼脱酸是整个精炼过程中最关键的阶段
ห้องสมุดไป่ตู้
关键
可能是导致中性油 损失最高的阶段
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（三）操作温度
初温（中和温度） 终温（油-皂分离温度）
升温速度（以1℃/min为宜）
间歇式：温度相对低 连续式：温度相对高
碱液浓度与操作温度的关系（间歇式碱炼）
烧碱溶液浓度 （°Be′） 4-6 12-14 16-24
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原油酸值 ＜5 5-7 ＞7 ＞9
CA —脂肪酸浓度（mol / l）；
CB —碱液浓度（mol / l）； m —该反应对于反应物A来讲是m级反应； n —该反应对于反应物B来讲是n级反应。
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为什么间歇式碱炼脱酸工艺通常采 用低温浓碱法？而连续式工艺通常采用 高温法？ 对于某种原油（CA一定）进行碱炼时，V1随反应 温度（T）和碱液浓度（CB）的不同而不同 CB↑→V1↑； K1↑→V1↑ 操作工艺条件的制定应： ① 尽量有利于中和反应的进行； ② 尽量不利于中性油皂化反应的进行。 皂化反应：在较高温度和较高碱液浓度条件下才 会有一定速度； 中和反应：在较低温度下即可进行。 因此，间歇式碱炼通常在低温浓碱条件下进行中 和；连续式碱炼由于油、碱接触时间短，通常在较高 温度下进行中和。
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是对精炼成品油质 量影响最大的阶段
3
碱炼法是用碱中和油脂中的游离脂肪酸， 所生成的皂吸附部分其他杂质，而从油中重力 沉降分离或用离心机分离的精炼方法。
游离脂肪酸 + 碱 皂
氢氧化钠（烧碱）
碱炼用碱种类 碳酸钠（纯碱） 氢氧化钙
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一、碱炼的基本原理
油脂 棉籽油 豆油 葵花油 花生油 菜子油 282 308 0.1299 棕榈油 214 0.1869 椰子油 205 0.1951 蓖麻油 263 0.1521
M NaOH / M
0.1418
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② 超量碱
超量碱的确定直接影响碱炼效果。
同一批原油，用同一浓度 的碱液碱炼时，所得精炼油的 碱的增加而降低。中性油被皂 化的量随超量碱的增加而增大
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（二）碱液浓度 碱液浓度的确定原则： ① 碱滴与游离脂肪酸有较大的接触面积，
能保证碱滴在油中有适宜的降速；
② 有一定的脱色能力；
③ 使油-皂分离操作方便。 酸值
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色泽
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皂脚密度
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碱液浓度的选择依据：
① 原油的酸值与脂肪酸组成 ② 制油方法 ③ 中性油皂化损失 ④ 皂脚的稠度 ⑤ 皂脚含油损耗 ⑥ 操作温度 ⑦ 原油的脱色程度
操作温度（℃） 初温 75-80 50-55 25-30 20-30
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终温 90-95 60-65 45-50 20-30
备 注 用于浅色油品精制 用于浅色油品精制 用于深色油品精制 用于劣质棉油精制
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＞ 24
炼耗%
2
3
总炼耗 中性油皂化
色泽和皂脚中的含油量随超量
。超量碱增大，皂脚絮凝好，
沉降分离的速度也会加快。
1 25% 超量碱/理论碱
皂脚含油
α-Laval快速混合连续碱炼中 超量碱与炼耗之间的关系
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超量碱的计算有两种方式：
A.对于间歇式碱炼工艺，通常以纯氢氧化钠占原油 量的百分数表示。选择范围一般为油量的0.05%-0.25%， 质量劣变的原油可控制在0.5%以内。 B.对于连续式的碱炼工艺，超量碱则以占理论碱的 百分数表示。选择范围一般为10%-50%。油、碱接触时间 长的工艺应偏低选取。
理论碱的计算
当原油的游离脂肪酸含量以百分含量表示时：
G NaOH GO FFA% 40.0 M
式中：GNaOH — 氢氧化钠的理论添加量（kg）； Go — 原油脂的重量（kg）； FFA%— 原油脂中游离脂肪酸百分含量； M — 脂肪酸的平均分子量；
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部分油脂中脂肪酸的平均分子量
（一）化学反应 中和反应
RCOOH + NaOH RCOONa + H2O
不完全中和反应
2RCOOH + NaOH RCOONa· RCOOH + H2O
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5
水解反应
O CH2 CH CH2 O O O C O C O C
O CH2 CH CH2 O O O C O C O P OH
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③ 碱量换算
GNaOH GNaOH 理 GNaOH 超 (7.13104 VA B) GO C C
式中：GNaOH — 碱液量（kg）； GNaOH理 — 理论碱（kg）； GNaOH超 — 超量碱（kg）； Go — 原油的重量（kg）； VA — 油脂的酸值（mgKOH/g 油）； B — 超量碱占油重的百分数； C — NaOH溶液的百分比浓度（W/W）。 油脂工业生产中，大多数企业使用碱溶液时，习惯采 用波美度为碱液浓度单位。各种常用烧碱溶液的重量百分 比浓度与波美度的关系可查表换算。 loozii0633 sss 24
二、影响碱炼脱酸的因素
碱及其用量 碱液浓度 操作温度 操作时间 混合与搅拌 杂质 油皂分离 洗涤和干燥
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（一）碱及其用量
碱炼用碱
油脂碱炼可供应用的碱大多数为碱金属的氢氧化 物或碳酸盐。常见的有：烧碱 NaOH、苛性钾 KOH、氢 氧化钙 Ca(OH)2以及纯碱 Na2CO3等。各种碱在碱炼中 呈现出不同的工艺效果。 工业上常用NaOH作为碱炼用碱。 KOH — 价格昂贵；钾皂稀软 Ca(OH)2— 皂化能力↑，脱色能力↓；钙皂利用↓ Na2CO3 — 皂松；产生CO2；脱杂、脱色能力↓
烧碱溶液波美度与比重及其他浓度的关系（15℃）
波美度 (°Be′) 4 6 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 比重 （ d） 1.029 1.043 1.059 1.075 1.083 1.091 1.099 1.107 1.116 1.125 1.134 1.143 百分浓度 （%） 2.50 3.65 5.11 6.58 7.30 8.07 8.71 9.42 10.30 11.06 11.90 12.59 当量浓度 （N） 0.65 0.95 0.33 1.77 1.98 2.20 2.39 2.61 2.87 3.11 3.37 3.60 波美度 (°Be′) 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 比重 （ d） 1.15 1.161 1.170 1.180 1.190 1.200 1.210 1.220 12.30 1.241 1.252 1.263 百分浓度 （%） 13.50 14.24 15.06 16.00 16.91 17.81 18.71 19.65 20.60 21.55 22.50 23.50 当量浓度 （N） 3.89 4.13 4.41 4.72 5.03 5.34 5.66 5.99 6.33 63.69 7.04 7.42
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O R1 R2 + H2O R3
NaOH
CH2 CH CH2
O O OH
C O C
R1 R2 + R3COOH
甘三酯的水解
R1 R2 + 3H2O
NaOH
CH2 CH CH2
OH OH O O
sss
+ HO(CH2)2N (CH3)3 + R1COOH + R2COOH OH OH
loozii0633 sss 11
相对运动因素（与混合强度有关）
V3 = K3 ·V′ 式中：V′ — 反应物相对运动速度； K3 — 反应速度常数； 相对运动速度快(混合强度大): 反应形成的皂膜(胶膜)破裂，迅速离开反应界面。
碱液分散度高，碱滴更细，分布更均匀。
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sss
12
分子扩散因素(与浓度差和扩散距离有关)