油脂氢化演示课件
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? 即:油脂的双键及溶解于油脂的氢被催 化剂表面活性点吸附，形成氢-催化剂-双键 的不稳定复合物，分解后形成半氢化中间体。 半氢化中间体接受或离去氢原子，则形成饱 和键、双键恢复、顺-反异构化、双键位移。12
氢化的选择性
?选择性对氢化反应及其产物有两层含 义：
一是指化学选择性
二是指催化剂的选择性
即某种催化剂催化生产的氢化油在
局部氢化又分为 选择性氢化 非选择性氢化
5
一、油脂氢化技术的发展史
? 1、历史上最早的油脂氢化诞生于18世纪 末，由Hemptinne用电化法实验将氢加到 液态油脂中而获得成功。
? 2、现代氢化技术起源于1897～1905年间， 由Sabatier和Senderens用镍或其他廉价 金属作催化剂，在简单实验装置中，对气 态烯烃加氢成功；
14
选择性对氢化的意义
?通过选择性，可以控制氢化产品的脂 肪酸组成、理化性质及加工性能。
?根据选择性可以研制、筛选特定氢化 条件的催化剂
15
异构化反应和氢化热效应
? 油脂氢化过程中，双键被吸附在催化剂的 表面活性中心，即可加氢饱和，也可产生 位置或几何异构体
? 油脂氢化是放热反应。 据测定，氢化一般的植物油时，每降低一 个碘值，就使油脂的温度升高1.6～1.7℃
21
5、反应物
A、底物油脂 油脂的组成和结构是影响氢化速率的内
因，其规律为：⑴双键愈多，氢化速率愈 快；⑵靠近羧基的双键较靠近甲基的双键 氢化速率快；⑶共轭双键较所有非共轭双 键氢化速率快；⑷顺式双键较反式双键氢 化速率快；
油脂的品质对氢化过成影响主要体现在 油脂中游离脂肪酸、磷脂、蛋白质、硫化 物及碱炼油脂中残存的微量金属杂质使催 化剂中毒上。
向催化剂表面扩散。 ②吸附催化剂的活化中心吸附吸附溶于
油中的氢和油分子双键，分别形成金属 -氢及金属-双键配合物
10
? ③表面反应：两种配合物反应生成半 氢化中间体，进而与另一个氢反应， 完成加成
?④解吸或脱氢 ?⑤扩散：氢化分子由催化剂表面解吸下
来，向油脂主体扩散。
11
氢化机理
油脂氢化是固体（催化剂）、液体（油 脂）、气体（氢气）三相同时参与反应，达 三合一时，其氢化反应才能进行。（均相催 化机理）
给定的碘值下具有较低的稠度和熔
点
13
化学选择性
假设油脂氢化的每一步均为一级不可逆反应， 催化剂不发生中毒，其反应模式为：
亚麻酸酯
K1
亚油酸酯
K2 油酸酯
K3 硬脂酸酯
k为每一步的相对反应速率常数。
SR=k1/k2（亚麻酸酯氢化的选择性）
通常将SR>=31 的氢化称为选择性氢化
而把SR<7.5的氢化视为非选择性氢化
? 3、1903年，Normann获得了油脂液相氢 化技术专利
6
? 4、1906～1909年，英、美一些公司将氢 化技术应用于工业生产，成功的开创了油 脂氢化技术
? 5、我国第一套油脂氢化装置诞生于中华人 民共和国成立之前的大连油脂化工厂，主 要加工制皂的原料油脂。
? 6、60年代，中国轻工业开始利用氢化油生 产工业肥皂；上海油化厂 安阳油化厂
搅拌能增大氢气在油中的溶解速率， 高温下，搅拌对氢化速率影响显著。
高效的搅拌选择性低、异构化少
20
4、催化剂 催化剂是氢化的关键,它对氢化的影响表现在
其种类、结构和浓度等几个方面。 不同种类的催化剂对氢化反应有不同选
择性，常用的多相催化剂的选择性强弱顺 序为：铜>钴或钯>镍或铑>铂。
催化剂的表面结构（空隙度、孔径大小、 孔道长短、比表面积等）则决定了它的催 化活性，对氢化速率和选择性影响较大。
22
B、氢气 未经净化的氢气含有少量硫化氢、二硫
化碳和一氧化碳等杂质，同样能使催化剂 中毒，0.5%～5%的硫足以使镍完全失活。
16
三、影响油脂氢化的因素
? 对于非均相的氢化反应,温度、压力、搅拌 和催化剂是最主要的影响因素。
? 氢化反应诸条件之间是相互关联、制约的。
17
影响因素如下
1、温度 提高反应温度对氢化速率的影响较小，而 且其影响程度与搅拌速率有关。在高速搅 拌下，反应速率随温度升高而稳定增加。 温度对氢化的影响：Ⅰ、温度升高增大 了氢气在油中的溶解度。Ⅱ、升温降低了 油的黏度。Ⅲ、高温下反应快，易产生位 置或反式异构
油脂氢化
一、 油脂氢化技术概要 二、油脂氢化机理 三、影响油脂氢化的因素 四、油脂氢化工艺
1
一、油脂氢化技术概要
?油脂氢化定义 ?油脂氢化的目的 ?油脂氢化的分类 ?油脂氢化的发展史
2
油脂氢化的定义
?油脂氢化是指液态油脂或软脂
在一定条件（催化剂、温度、压力、 搅拌）下，与氢气发生加成反应， 使油脂分子中的双键得以饱和的工 艺过程。 ?经过氢化的油脂称为氢化油 ?极度氢化的油脂又称为硬化油
? 7、70、80年代，中国将氢化技术应用到食 品工业。上海油脂二厂、青岛粮油进出口 公司、驻马店油化厂。目前，以达数十家 油脂深加工的厂。
7
二、油脂氢化机理
在催化剂的存在下，油脂不饱和双键 加氢，这一过程称为氢化。
-CH=CH- + H2→ -CH2-CH2?氢化反应是有液相（油）、固相（催
化剂）和气相（氢气）参与的非均相 界面反应。
3
油脂氢化的目的
? 油脂氢化的目的都是为了降低油脂的不饱 和度，以达到三个目的：
①使油脂的熔点上升，固态脂量增加； ②提高油脂的抗氧化性、热稳定性，改善油脂
的色泽、气味和滋味； ③使各种动、植物油脂得到适宜的物理、化学
性能，其产品用途更加广泛，互换性更大。
4
油脂氢化的分类
?根据氢化深度的不同，分为 极度氢化 轻度氢化（局部氢化）
18
2、压力 油脂氢化通常是在压力为0.7～ 0.39MPa下进行的。 增大压力可增大氢在油中的溶解 度，使催化剂表面吸附的有效氢处于 饱和状态，从而加速氢化反应。 高压对异构化和选择性的影响较 少。
19
3、搅拌 为了提高传质、传热效果，确保催
化剂与油脂、氢气的充分混合，氢化 过程必须伴有高效的搅拌混合。
8
金属催化 剂表面
H-H
H
C
H----H H
HH
C=C
H
C
H
氢-金属 -双键复合体
H----H
H
C HH
H
C
H C=C H
金属氢化 物
烯酸酯
HΒιβλιοθήκη Baidu
C HH
H H C-C
H
C
H
H
半氢化中间产物
H
C
H
HH C
H C-C H
HH
饱和酸酯 9
氢化过程
?油脂氢化过程可归纳为五步 ①扩散：溶于油的氢和油分子中的双键
氢化的选择性
?选择性对氢化反应及其产物有两层含 义：
一是指化学选择性
二是指催化剂的选择性
即某种催化剂催化生产的氢化油在
局部氢化又分为 选择性氢化 非选择性氢化
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一、油脂氢化技术的发展史
? 1、历史上最早的油脂氢化诞生于18世纪 末，由Hemptinne用电化法实验将氢加到 液态油脂中而获得成功。
? 2、现代氢化技术起源于1897～1905年间， 由Sabatier和Senderens用镍或其他廉价 金属作催化剂，在简单实验装置中，对气 态烯烃加氢成功；
14
选择性对氢化的意义
?通过选择性，可以控制氢化产品的脂 肪酸组成、理化性质及加工性能。
?根据选择性可以研制、筛选特定氢化 条件的催化剂
15
异构化反应和氢化热效应
? 油脂氢化过程中，双键被吸附在催化剂的 表面活性中心，即可加氢饱和，也可产生 位置或几何异构体
? 油脂氢化是放热反应。 据测定，氢化一般的植物油时，每降低一 个碘值，就使油脂的温度升高1.6～1.7℃
21
5、反应物
A、底物油脂 油脂的组成和结构是影响氢化速率的内
因，其规律为：⑴双键愈多，氢化速率愈 快；⑵靠近羧基的双键较靠近甲基的双键 氢化速率快；⑶共轭双键较所有非共轭双 键氢化速率快；⑷顺式双键较反式双键氢 化速率快；
油脂的品质对氢化过成影响主要体现在 油脂中游离脂肪酸、磷脂、蛋白质、硫化 物及碱炼油脂中残存的微量金属杂质使催 化剂中毒上。
向催化剂表面扩散。 ②吸附催化剂的活化中心吸附吸附溶于
油中的氢和油分子双键，分别形成金属 -氢及金属-双键配合物
10
? ③表面反应：两种配合物反应生成半 氢化中间体，进而与另一个氢反应， 完成加成
?④解吸或脱氢 ?⑤扩散：氢化分子由催化剂表面解吸下
来，向油脂主体扩散。
11
氢化机理
油脂氢化是固体（催化剂）、液体（油 脂）、气体（氢气）三相同时参与反应，达 三合一时，其氢化反应才能进行。（均相催 化机理）
给定的碘值下具有较低的稠度和熔
点
13
化学选择性
假设油脂氢化的每一步均为一级不可逆反应， 催化剂不发生中毒，其反应模式为：
亚麻酸酯
K1
亚油酸酯
K2 油酸酯
K3 硬脂酸酯
k为每一步的相对反应速率常数。
SR=k1/k2（亚麻酸酯氢化的选择性）
通常将SR>=31 的氢化称为选择性氢化
而把SR<7.5的氢化视为非选择性氢化
? 3、1903年，Normann获得了油脂液相氢 化技术专利
6
? 4、1906～1909年，英、美一些公司将氢 化技术应用于工业生产，成功的开创了油 脂氢化技术
? 5、我国第一套油脂氢化装置诞生于中华人 民共和国成立之前的大连油脂化工厂，主 要加工制皂的原料油脂。
? 6、60年代，中国轻工业开始利用氢化油生 产工业肥皂；上海油化厂 安阳油化厂
搅拌能增大氢气在油中的溶解速率， 高温下，搅拌对氢化速率影响显著。
高效的搅拌选择性低、异构化少
20
4、催化剂 催化剂是氢化的关键,它对氢化的影响表现在
其种类、结构和浓度等几个方面。 不同种类的催化剂对氢化反应有不同选
择性，常用的多相催化剂的选择性强弱顺 序为：铜>钴或钯>镍或铑>铂。
催化剂的表面结构（空隙度、孔径大小、 孔道长短、比表面积等）则决定了它的催 化活性，对氢化速率和选择性影响较大。
22
B、氢气 未经净化的氢气含有少量硫化氢、二硫
化碳和一氧化碳等杂质，同样能使催化剂 中毒，0.5%～5%的硫足以使镍完全失活。
16
三、影响油脂氢化的因素
? 对于非均相的氢化反应,温度、压力、搅拌 和催化剂是最主要的影响因素。
? 氢化反应诸条件之间是相互关联、制约的。
17
影响因素如下
1、温度 提高反应温度对氢化速率的影响较小，而 且其影响程度与搅拌速率有关。在高速搅 拌下，反应速率随温度升高而稳定增加。 温度对氢化的影响：Ⅰ、温度升高增大 了氢气在油中的溶解度。Ⅱ、升温降低了 油的黏度。Ⅲ、高温下反应快，易产生位 置或反式异构
油脂氢化
一、 油脂氢化技术概要 二、油脂氢化机理 三、影响油脂氢化的因素 四、油脂氢化工艺
1
一、油脂氢化技术概要
?油脂氢化定义 ?油脂氢化的目的 ?油脂氢化的分类 ?油脂氢化的发展史
2
油脂氢化的定义
?油脂氢化是指液态油脂或软脂
在一定条件（催化剂、温度、压力、 搅拌）下，与氢气发生加成反应， 使油脂分子中的双键得以饱和的工 艺过程。 ?经过氢化的油脂称为氢化油 ?极度氢化的油脂又称为硬化油
? 7、70、80年代，中国将氢化技术应用到食 品工业。上海油脂二厂、青岛粮油进出口 公司、驻马店油化厂。目前，以达数十家 油脂深加工的厂。
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二、油脂氢化机理
在催化剂的存在下，油脂不饱和双键 加氢，这一过程称为氢化。
-CH=CH- + H2→ -CH2-CH2?氢化反应是有液相（油）、固相（催
化剂）和气相（氢气）参与的非均相 界面反应。
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油脂氢化的目的
? 油脂氢化的目的都是为了降低油脂的不饱 和度，以达到三个目的：
①使油脂的熔点上升，固态脂量增加； ②提高油脂的抗氧化性、热稳定性，改善油脂
的色泽、气味和滋味； ③使各种动、植物油脂得到适宜的物理、化学
性能，其产品用途更加广泛，互换性更大。
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油脂氢化的分类
?根据氢化深度的不同，分为 极度氢化 轻度氢化（局部氢化）
18
2、压力 油脂氢化通常是在压力为0.7～ 0.39MPa下进行的。 增大压力可增大氢在油中的溶解 度，使催化剂表面吸附的有效氢处于 饱和状态，从而加速氢化反应。 高压对异构化和选择性的影响较 少。
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3、搅拌 为了提高传质、传热效果，确保催
化剂与油脂、氢气的充分混合，氢化 过程必须伴有高效的搅拌混合。
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金属催化 剂表面
H-H
H
C
H----H H
HH
C=C
H
C
H
氢-金属 -双键复合体
H----H
H
C HH
H
C
H C=C H
金属氢化 物
烯酸酯
HΒιβλιοθήκη Baidu
C HH
H H C-C
H
C
H
H
半氢化中间产物
H
C
H
HH C
H C-C H
HH
饱和酸酯 9
氢化过程
?油脂氢化过程可归纳为五步 ①扩散：溶于油的氢和油分子中的双键