蓖麻油脂肪酸镁生产技术研究与应用

蓖麻油脂肪酸镁生产技术研究与应用

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王　恩,许广秀

(通辽市兴合化工有限公司,内蒙古通辽　028007)

摘　要:研究了蓖麻油脂肪酸镁的生产技术,对生产过程中的皂化反应、复分解反应、甩干、烘干工序等进行了专题研究,确定了相应的工艺技术指标。

关键词:蓖麻油脂肪酸镁;生产技术;研究

中图分类号:S 565.609.9 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)02—0090—02 蓖麻油属于不干性油,它的主要成分为高级脂肪酸的甘油三酸酯。蓖麻油分子中含有羟基、双键、羧基等特殊结构,可以发生多种反应,生产多种蓖麻油及其衍生产品,如脱水蓖麻油、氧化蓖麻油、氢化蓖麻油、璜化蓖麻油等。蓖麻油应用广泛,国内外已开发的蓖麻精细化工产品品种繁多,分别应用于涂料、医药、纺织、印染、造纸、树脂、化妆品、润滑剂、矿业、石油等工业部门,多数作为助剂、添加剂、表面活性剂使用,也用以制备聚氨酯、尼龙等化工材料。

蓖麻油脂肪酸镁是蓖麻油的衍生产品,技术含量、附加值都很高,广泛应用于优质工程塑料助剂、粉沫涂料、高级润滑脂等领域。产品有极大的潜在市场和迅速扩大的需求。将本企业自产的蓖麻油进行精加工,提高产品附加值,是变资源优势为经济优势的一条有效途径。

蓖麻油脂肪酸镁是通辽市兴合化工有限公司技术中心科技人员开发的新产品,已通过内蒙古科技厅科技成果鉴定,公司拥有自主知识产权,其生产技术及应用如下:

1　蓖麻油脂肪酸镁生产原理

以羟基值达到160-165mgKOH/g 的PP 级蓖麻油为主要原料,辅加NaOH 、MgSO 47H 2O 等经

过皂化反应、复分解反应精制而成。2　蓖麻油脂肪酸镁生产技术2.1　皂化反应

PP 级蓖麻油与氢氧化钠在合适的条件下生成蓖麻油脂肪钠和甘油,反应方程式如下:

CH 3(CH 2)5CH(OH)CH 2CH=CH (CH 2)7CO OCH 2

CH 3(CH 2)5CH (OH)CH 2CH =CH(CH 2)7COOCH 2+3NaOH= CH 3(CH 2)5CH(OH)CH 2CH=CH(CH 2)7COOCH 2

3CH 3(CH 2)5CH(OH)CH 2CH=CH(CH 2)7COONa+C 3H 5(OH)3

皂化反应的物料配比、反应温度、反应时间三者之间有着紧密的联系,控制不到最佳工艺条件,反应不彻底,皂化率低,镁含量达不到质量要求。否则,镁含量达到了要求,但是产品中含游离酸和游离碱超标,造成固液很难分离的现象。

经小试,蓖麻油皂化过程中如液碱按理论重量配比,则容易皂化不彻底,造成皂中夹油,皂化率低,且影响产品的质量,所以超出理论重量的系数一定要把握好,否则超量的碱在复分解反应时将会生成大量的Mg (OH )2,增加水洗难度,造成金属含量偏高。

2.2　复分解反应

复分解反应是蓖麻油脂肪酸与硫酸镁在合适的条件下进行的反应,反应方程式如下:

2CH 3(CH 2)5CH (OH )CH 2CH =

CH

(CH 2)7COONa +MgSO 4

=[CH 3(CH 2)5CH (OH )CH 2CH =CH (CH2)7COO]2Mg+Na 2SO 4

复分解反应的关键技术在于温度的严格控制,随着温度升高到一个最大值后,镁含量会逐渐降低。复分解反应完全后进行静止,这时会产生含有一定量Na 2SO 4的水溶液,我们将此溶液泵送到精盐车间进行处理,经蒸馏、水洗、干燥后精炼成99%以上的无水Na 2SO 4。3　甩干工序

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内蒙古石油化工 2012年第2期　

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收稿日期作者简介王恩,男,岁,通辽市兴合化工有限公司总经理,高级工程师。

2.:2011-12-21

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复分解反应时生成的蓖麻油脂肪酸镁晶体成细粉状,并且比重较小而浮在上面,因此甩干分离是一个较大的难题。经过多次试验后,我们对目前国内最先进的FWZ 翻袋式卸料离心机进行了改进。

改进后的离心机是一种卧式自动卸料过滤式离心机,具有转速高,洗涤效果好,卸料干净,适应范围广等特点,特别适应细粉状物料的分离。改进后的翻袋式卸料离心机用特殊制作的过滤布袋,两头分别固定在离心机转鼓外端和卸料盘上,工作时卸料盘由卸料推杆压紧在转鼓上,卸料时卸料推杆在电机带动下,沿轴向被推出并带动滤袋翻转,将滤饼和过滤布袋一起推出,同时完成滤饼卸出和滤布再生操作。在不打开机器的情况下卸料,并且不留任何残余物料。卸料完成后,收回卸料盘并锁紧,进入下一个工作循环。2.4　烘干工序

由于蓖麻油脂肪酸镁产品的特殊性,即熔点较低,只有65℃。一般的干燥装置不能满足要求,我们选用了“一步气流干燥法”工艺技术。

该工艺的主要特点是:系统内气体速度高,物料颗粒悬浮在气流中,气固间传热系数和传热面积较大,因此干燥效果好。在“一步气流干燥法”工艺技术中,物料的临界含水量非常低,这样就缩短了干燥时间,对于大多数物料在干燥器中的停留时间只有0.5- 1.5s,最多不超过3s 。因此,即使是吹入的热风为700-800℃,干燥产品的温度也不超过40-50℃,这样产品就不会在烘干当中熔化,保证筛选的正常进行,从而使晶体颗粒95%以上通过。

经生产使用,该装置操作稳定,便于控制,且散热面积较小,热损失少,热效率高,可达70%左右。3

　生产工艺流程

　主要技术指标

项目产品主要技术指标参照美国公司标准制定。本公司蓖麻油脂肪酸镁产品技术指标

项目指标镁含量(%) 3.8- 4.2

游离酸(%)<1水份(%)<5粒度(200目)≥

99%灰分(%) 6.4-8.0熔点(℃)

60-68

5　关键技术

项目的关键技术是皂化工序的物料配比、反应温度和时间。三者相互联系,如果控制不到最佳工艺条件,则反应不彻底,且镁含量达不到质量要求。或者,镁含量达到要求,但是产品中的游离酸和游离碱超标,将会造成固液很难分离的现象。蓖麻油皂化过程中如液碱按理论重量配比,则容易形成皂化不彻底,造成皂中夹油,产品收率降低,影响产品质量。所以液碱浓度配比是一个关键的工艺技术指标,否则超量的碱在复分解反应时将会生成大量的Mg (OH )2,增加水洗难度,造成金属含量偏高。该生产工艺的复分解反应也很重要,因为蓖麻油脂肪酸镁熔点低,所以复分解反应温度必须控制在40±5℃,否则复分解反应不彻底,造成产品质量不合格。6　技术创新6.1　产品创新

经查新证明,国内尚无此产品生产,填补了国内空白。

6.2　工艺创新

经研究确定了蓖麻油脂肪酸镁产品的工艺条件,其中皂化反应工艺技术条件是:油碱比例为1:0.165、反应温度100℃、反应时间3小时;复分解反应温度确定在40±5℃;甩干工序选用最先进的FWZ 翻袋式卸料离心机;烘干工序选择了“一步气流干燥法”工艺技术和设备,取得了理想的效果。7　产品性能比较优势

蓖麻油脂肪酸镁产品经试用后同其他塑料助剂相比较,具有以下优势:

7.1　蓖麻油脂肪酸镁与树脂的相溶性优于一般塑料助剂,其分布均匀,作用持久。

7.2　一般的各类铅盐作为聚氯乙烯的高效热稳定剂,无论加工操作还是制成塑料制品后的缓慢释出,都会对所接触的人体有害。而镁盐无毒,所以各类铅盐将逐渐被无毒的蓖麻油脂肪酸镁等镁盐类所代替。

7.3　使用蓖麻油脂肪酸镁作为聚氯乙烯的热稳定剂,能够抑制早期着色,润滑性能好,可改善离析结构性,而且无毒。

[参考文献]

[]　谢文磊粮油化工产品化学与工艺学[M]北

京科学出版社,91

　2012年第2期 王恩等　蓖麻油脂肪酸镁生产技术研究与应用

4CPH 1..:1998.