梯度冷却尿素包合法分离脂肪酸甲酯
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中， 生物 柴 油和脂 肪 酸 甲酯磺 酸盐 （ Ｓ 的 生产 ＭＥ ）
子体 积 增大 ， 不易 被尿 素包合 。据 此 ， 可以将 不饱
和脂 肪 酸 甲酯 与饱 和脂 肪酸 甲酯分 离 。该法具 有
成 为全球 油 脂化 学 的两大 “ 点”１。利 用废 弃油 热 ｒ ］
脂 生产 生物 柴油 符 合 中 国 国情 ， 由脂 肪 酸 甲酯 但 经磺 化制 得 的 ＭＥ Ｓ存 在 产 品 色 泽 深 等 问 题 ， 不 饱 和脂肪 酸 甲酯 过度 磺 化 是 造成 ＭＥ Ｓ产 品颜 色
８ ． ， ３ ８ 其不饱 和脂肪 酸甲酯质量分数为 ９ ． ， ４ ８ 冷却 结晶时间 比传统工艺极大缩短 ， 仅需 ｌｈ左右 。
关键 词 ： 度 冷 却 尿 素包 合 梯 脂 肪 酸 甲酯 废弃油脂 生 物 柴 油
中 图 分 类 号 ： Ｏ ８ Ｔ ２ ．４ ＴＱ ２ Ｑ２ ５ ２ １ 文献标识码 ： Ａ
第２ ８卷 第 ５期
２１ ０ １年 ９月 精细石油化工
ＳＰＥＣＩ ＬＩ Ａ ＴＹ ＥＴＲＯＣＨＥＭ Ｉ Ｐ ＣＡＬＳ
梯 度 冷却 尿 素 包 合 法分 离脂 肪 酸 甲酯
王 车礼 ， 王艳 峰 ， 程兴 荣 ， 琪 ， 永 生 ， 文 昌， 张 周 王 李为 民
（ 州 大 学精 细石 油 化 工 江 苏 省 重 点 实 验 室 ， 苏 常 州 ２ ３ ６ ） 常 江 １ １ ４
然而 ， 现行 尿 素包 合 法采 用 静 置 直 接 冷却 的办 法
进 行 尿素包 合结 晶 ， 在包 合 时间长 、 品纯度 和 存 产
肪 酸 甲酯 含量 ， 将 脂 肪 酸 甲酯加 氢 硬化 达 到 一 可 定 的标 准 后再 作为 原料 制备 ＭＥ 。 Ｓ ］ 废 弃 油 脂 中 不 饱 和 脂 肪 酸 甲 酯 通 过 Ｄｉ ｓ ｅ— ｌ Ａｌｅ 反应 可 制备 Ｃ ｄｒ 二元 酸 、 三元 酸 及 Ｃ Ｃ 。二 聚酸等 多种 重 要 化 工 产 品 。 因此 ， 生 物 柴 油 中 从 分 离 出饱 和脂 肪 酸 甲酯 和不 饱 和 脂 肪 酸 甲酯 ， 在 生 产生 物柴 油 的 同时 ， 产 其 他 具 有 较 高 附 加 值 联 的化 工产 品 ， 推进 生物 柴油 产业 化 、 对 提高 企业 经
在 装有 搅拌 器 和 回 流冷 凝 管 的 三 口烧 瓶 中 ， 加 入定 量 的 尿 素 和 ９ 乙醇 溶 剂 。将 三 口烧 瓶 ５ 置于 电热水 浴 锅 中。开 启 电源 ， 搅拌 、 热 ， 尿 加 待 素完 全溶解 后 ， 加入废 弃 油脂生 物柴 油 ， Ｏ ５ 在８ ～８ ℃搅 拌 回流 ４ ｉ。停 止 加 热 ， 搅 拌 ， 按 预 ０ｒ ｎ ａ 边 边 定降 温速 率 ， 续 向水浴 锅 中引入适 量冷 水 降温 ， 连 并 从 水浴 锅 中移 出等量 温水 ， 以维持 水浴 锅液位 。 待降 至预 定 的最终冷 却 温度后 ， 再静 置一 段 时间 ， 让尿 素包 合物 充分 结 晶出来 。 １ ３ ２ 包合 脂肪 酸 甲酯 与 非 包合 脂 肪 酸 甲酯 的 ．．
ｍａ ｓｆ ａ ｔｏｎ ｔ ｈｅ ｗａ ｔ ｓ ｒ ｃ ｉ ｏ ｔ ｓ ｅ ｐｈａ ｍａ ｅ ｉ ａ ｉ ｏｒ ｗａ ．７ ． 一 ｔ ｎ ｔ ９ Ｏ ｒ ｃ ｕｔｃ ｌｌｑｕ ｓ ０ ５ Ｂｕ ａ ｏｌｗｉｈ ９ ．５
ｏｆｍａ ｓ ｆ ａ ｔｏ ｓ ｒｃ ｉｎ
ｗａ ｂ ａ ｎ ｄ ｖ ａ ｄ ｓ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｒ ａ ｉ ｈ ｓ ． Ｔｈ ｉ ｔ ｏ ａ ｓｕ ｆｕ ｒｄ ｏ ｕ ｉ ｎ ｉ ｈ ｑ ｅ ｓｏ ｔ ｉ ｅ ｉ ｉｔｌ ｔ ｆｔ ｅ ｏ ｇ ｎ ｃ ｐ ａ ｅ ｌ ｏ ｅ ｄ ｌ ｅ ｐ ｔ ｓ ｉ ｍ ｌ ｏ ｉ ｅ ｓ ｌ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ａ ｕ — ｕ
为 面积归一 法 。 １ ３ ４ 扫 描 电子显 微镜 图像分 析 ．．
废 弃油 脂制 生 物 柴 油 （ 肪酸 甲酯 ） 常 州 卡 脂 ，
特 石 油公 司 （ 脂 肪 酸 甲酯 组 成 见 表 １ ； 素 、 其 ）尿 ９ 乙醇 、 ５ 无水硫 酸钠 均 为分析 纯 ， 国药集 团化 学 试 剂 有 限公 司 ； 榈 酸 甲酯 ， 脂 酸 甲酯 ， 酸 甲 棕 硬 油
Ｏ ｈａ ｅ ｗａ ｏ ｅ ｔ ａ ｅ ｙ ｅ ａ ｏｒ ｔｏ ｏ ｅ ｏ ｅ ｙ ａ ｅ ｙｃｉ ． ＵＳ ｐ ｓ ｓ ｃ ｎｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ｂ ｖ ｐ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｒ ｃ ｖ ｒ ｎｄ ｒ ｃ ｌｎｇ Ｋｅ ｒ ：ｐ ａ ｓｕ ｆｕ ｉ ｅ；ｓ ｖ ｎ ｅ ｏ ｅ ｙｇ； 一 ｔ ｎ ｌ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏｔ ｓ ｉ ｍ ｌ ｏｒｄ ｏｌ ｅ ｔｒ ｃ ｖ ｒ ｂｕ ａ ｏ ；ｗａ ｔ ａ ｍ ａ ｅ ｔｃ ｌｌｑｕ ｒ ｓ ｅ ｐｈ ｒ ｃ ｕ ｉａ ｉ ｏ
亚 油 酸 甲 酯 （８： ） １ ２ 其 他 成 分
注 ： 号 中 分别 为碳 数 和 不 饱 和 键 数 。 括
１ ２ 主 要 仪 器 设 备 ．
梯 度 冷却 和直 接 冷 却过 程 中 ， 素 包 合 物及 尿 其溶 液 的温度 随 时间变 化 曲线 见 图 １ 由图 １可 。
ＧＣ ９ ０型气相 色谱 仪 ， 一５ 上海海 欣色 谱有 限公 司 ； 描 电子 显微 镜 ，Ｓ ６ ６ Ｌ 日本 电子 。 扫 Ｊ Ｍ一３ Ｏ Ａ，
深 的一个 主要 原 因ｌ 。为 了减少原 料 中不饱 和脂 ２ ］
设备 简单 、 本低 、 成 操作 简便 等优 点 。笔 者先后 以 甲醇 和 ９ 乙醇 为溶 剂 ， 用 尿 素包 合 法从 废 弃 ５ 采
油脂 生 物 柴 油 中分 离 出不 饱 和 脂 肪 酸 甲酯 ｌ ］ ＿ 。 ７
精
细
石
油
化
工
２１ ０ １年 ９月
间 等 因素 对脂 肪酸 甲酯 分离 效果 的影 响 。
１ 实 验
１ １ 实 验 材 料 ．
０ ２ ． ５ｍ×０ ３ ｍ） 柱 温 ２ ０℃ ； 化 温度 ２ ０ ． ３“ ； ２ 气 ５
℃ ； 测 温度 ２ ０℃ ； 样 量 ０ １ Ｌ。计 算方 法 检 ５ 进 ．
收 稿 日期 ： ０ ０ １ ８ 修 改 稿 收 到 日期 ： ０ １一 ６ ２ ２ １ —１ —０ ； ２ １ Ｏ —１ 。
济 效益 具 有重要 的现实 意义 。
尿 素包 合法 分 离提纯 不饱 和脂 肪 酸或其 甲酯 近 年来 受 到人 们 高 度 重 视 ＿ ］ ４ 。其 原 理 是 利 用 直
测试 样置 于导 电胶 带上 ， 并于 试样 表面 喷涂铂金 。 测 试 电压 为 １ Ｖ。 ５ｋ ２ 结 果与讨 论
质量分数 ，
１． ５ ７ ４ ７ ． ２ ． ８ ｏ ４ ． ７ ２
４ ４ ．
传统 尿 素包合 法 主要有尿 素用 量 、 剂用 量 、 溶 包 合 温度及 包 合 时 间 等影 响 因素 ｌ８。实 验对 传 －＿ ７ ＿
酯 ， 油酸 甲酯 为标 准 品（ ｉｍａ 。 亚 Ｓｇ ）
表 １ 废 弃 油 脂 生 物 柴 油 组 成
脂 肪 酸 甲酯
棕 榈 酸 甲 酯 （ ６； ） １ Ｏ
尿素 包合 物 晶体 表 面采用 扫描 电子显 微镜 拍 摄， 图像 放大倍 数 为 ５ ０ ２０ ０倍 。测定 时将 待 ０ ～ ０
硬 脂酸 甲酯 （８： ） １ ０
油 酸 甲 酯 （ ８：１ １ ）
统 尿 素包合 法进 行 了改 进 ， 以搅 拌 梯 度 冷 却结 晶 替 代静 置直 接 冷 却 结 晶 。考察 了冷 却 降 温速 率 、
冷却搅 拌速 率对 尿素 包合效 果 的影 响 。
２ １ 降 温 速 率 ．
收率偏 低Ｅ 缺 点 。如 文 献 ［ —］ 道 的适 宜包 等 ４５ 报 合 时 间 为 １ ， 献 Ｅ ］ 道 的最 佳包 合 时 间长 ２ｈ 文 ６报
达 ２ 。笔 者 从 废 弃 油 脂 生 物 柴 油 中分 离 不 饱 ４ｈ 和脂肪 酸 甲酯 的适宜 包合 时间 为 １ ［８。因此 ， ８ｈ７＿ ＿ 有 必要 对传 统 的尿素包 合结 晶过 程加 以改进 。 笔 者采 用搅 拌梯 度冷却 的 办法进行 尿 素包合 结 晶 ， 点考 察 了冷却 降 温 速率 、 却 搅拌 速 率 、 重 冷 尿 素 用量 、 剂 用 量 、 溶 最终 冷 却 温度 、 置 冷却 时 静
作 者 简介 ： 车 礼 （ ９３一 ， 授 ， 王 １６ ）教 主要 从 事化 ． 新 型 分 离技 ７ －
术 的研 究 。
ｕｔｏｎ ｔ ｈｅ ｗａ ｔ ｈａ ｍａ ｅ ｉａ ｉ ｕｏ ｈｅ ｄｅ ｄｒ ｔｏｎ ｒ ｔ ｓ ａ ｓ ｔ ｄｉｄ Ｔｈｅ ｄ ｈｙ ｒ ｔｏ ｉ ｏ ｔ ｓ ｅ ｐ ｒ ｃ ｕｔｃ ｌｌｑ ｒ ｏｎ ｔ ｈｙ ａ ｉ ａ ｅ ｗａ ｌ ｏ ｓ ｕ ｅ ． ｅ ｄ ａ ｉｎ ｒ ｔ ｓ ａ ｉ ｓ ９１ ８ ａ ｅ ｗａ ｓ ｈ ｇｈ ａ ．３ ｗｈｅ ｈｅ ｍ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｏ ｈｅ ｐ ａ ｓｕｍ ｌ ｏ ｉ ｏ ｕｔｏｎ ｗｉｈ ６ ．０ ｎ ｔ ｓ ａ ｉ ｆ ｔ ｏｔ ｓ ｉ ｆｕ ｒｄｅ ｓ ｌ ｉ ｔ ０ ０ ｏ ｆ
随着石 油 资源 的不 断消耗 和人 们环 保 意识 的 日益增 强 ， 以天 然 油脂 为原 料 部 分 替 代 石 油 生产
链饱 和脂 肪 酸 （ ） 与尿 素 分 子形 成 包 合 物 ， 酯 易 而
不饱 和脂 肪酸 （ ） 酯 由于双键 的影 响 ， 碳链 弯 曲 ， 分
燃 料 和化工 产 品成 为一种 必然 的趋 势 和方 向 。其
分 离
时 间 ／ ｉ ａ ｒｎ
图 １ 梯度 冷 却 与 直 接 冷 却 过 程 尿 素包 合 物
用 真空泵 抽 滤 ， 上 述 尿 素 包合 物及 其 溶 液 将 分 为滤 饼 和滤 液 两 部 分 。滤 液 经 蒸 馏 回收 溶 剂 后， 倒入 分液 漏斗 ， 加水 洗涤 ， 分离 水相后 得 油相 ， 再用 无 水硫 酸钠 脱 水 ， 到 富含 不 饱 和 脂 肪 酸 甲 得 酯 的透 明液体 ， 以下称 之为 非包 合脂肪 酸 甲酯 。 滤 饼用 １ ０ ｍＬ温 水 溶 解 后 ， 入 分 液 漏 斗 ４ 移 去 除水 相 。所 得 油相再 经温 水洗 涤和无 水硫 酸钠 脱 水 ， 到 富含饱 和脂 肪酸 甲酯 的透 明液体 ， 得 以下
１ ３ 实 验 方 法 ．
以看 出 ， 冷却 搅 拌 速率 等 影 响 因 素 相 同 的情 况 在 下， 直接 冷却 降温速 率最 快 ， 初期 降温 速率大 于 其 ５ｏ ｒｉ， ａ ｎ 因而达 到 最 终 冷却 温 度 所 需 的时 间 最 Ｃ／
短。
１ ３ １ 尿 素包 合物 的形成 ．．
摘 要 ： 验 以梯 度 冷 却 尿 素 包 合 法 ， 废 弃 油 脂 生 物 柴 油 分 成 包 合 脂 肪 酸 甲酯 与 非包 合脂 肪酸 甲酯 两 种 产 品 。 实 将
考 察 了降 温 速 率 、 却 搅 拌 速 度 、 素 ／ 冷 尿 甲酯 比 、 Ｎ ／ 溶 甲酯 比 ， 最 终 冷 却 温 度 等 因 素对 分 离 效 果 的 影 响 。实 及 验 结 果 表 明 ， 度 冷 却 尿 素 包 合 的 适 宜 条 件 为 ： 温 速 率 １ ０℃ ／ ｉ， 拌 速 率 ３ ０ｒｒｉ， 尿 素 ）： 甲 梯 降 ． ａ ｒ ｎ搅 ０ ／ ｎ ｍ（ ａ ｍ（ 酯 ） １ ３：１ ｍ（ 剂 ）：ｍ（ 酯 ） ５：１ 最 终 冷 却 温 度 １ ℃ 。在 此 条 件 下 ， 包 合 脂 肪 酸 甲 酯 收 率 为 一 ． ， 溶 甲 一 ， Ｏ 非
子体 积 增大 ， 不易 被尿 素包合 。据 此 ， 可以将 不饱
和脂 肪 酸 甲酯 与饱 和脂 肪酸 甲酯分 离 。该法具 有
成 为全球 油 脂化 学 的两大 “ 点”１。利 用废 弃油 热 ｒ ］
脂 生产 生物 柴油 符 合 中 国 国情 ， 由脂 肪 酸 甲酯 但 经磺 化制 得 的 ＭＥ Ｓ存 在 产 品 色 泽 深 等 问 题 ， 不 饱 和脂肪 酸 甲酯 过度 磺 化 是 造成 ＭＥ Ｓ产 品颜 色
８ ． ， ３ ８ 其不饱 和脂肪 酸甲酯质量分数为 ９ ． ， ４ ８ 冷却 结晶时间 比传统工艺极大缩短 ， 仅需 ｌｈ左右 。
关键 词 ： 度 冷 却 尿 素包 合 梯 脂 肪 酸 甲酯 废弃油脂 生 物 柴 油
中 图 分 类 号 ： Ｏ ８ Ｔ ２ ．４ ＴＱ ２ Ｑ２ ５ ２ １ 文献标识码 ： Ａ
第２ ８卷 第 ５期
２１ ０ １年 ９月 精细石油化工
ＳＰＥＣＩ ＬＩ Ａ ＴＹ ＥＴＲＯＣＨＥＭ Ｉ Ｐ ＣＡＬＳ
梯 度 冷却 尿 素 包 合 法分 离脂 肪 酸 甲酯
王 车礼 ， 王艳 峰 ， 程兴 荣 ， 琪 ， 永 生 ， 文 昌， 张 周 王 李为 民
（ 州 大 学精 细石 油 化 工 江 苏 省 重 点 实 验 室 ， 苏 常 州 ２ ３ ６ ） 常 江 １ １ ４
然而 ， 现行 尿 素包 合 法采 用 静 置 直 接 冷却 的办 法
进 行 尿素包 合结 晶 ， 在包 合 时间长 、 品纯度 和 存 产
肪 酸 甲酯 含量 ， 将 脂 肪 酸 甲酯加 氢 硬化 达 到 一 可 定 的标 准 后再 作为 原料 制备 ＭＥ 。 Ｓ ］ 废 弃 油 脂 中 不 饱 和 脂 肪 酸 甲 酯 通 过 Ｄｉ ｓ ｅ— ｌ Ａｌｅ 反应 可 制备 Ｃ ｄｒ 二元 酸 、 三元 酸 及 Ｃ Ｃ 。二 聚酸等 多种 重 要 化 工 产 品 。 因此 ， 生 物 柴 油 中 从 分 离 出饱 和脂 肪 酸 甲酯 和不 饱 和 脂 肪 酸 甲酯 ， 在 生 产生 物柴 油 的 同时 ， 产 其 他 具 有 较 高 附 加 值 联 的化 工产 品 ， 推进 生物 柴油 产业 化 、 对 提高 企业 经
在 装有 搅拌 器 和 回 流冷 凝 管 的 三 口烧 瓶 中 ， 加 入定 量 的 尿 素 和 ９ 乙醇 溶 剂 。将 三 口烧 瓶 ５ 置于 电热水 浴 锅 中。开 启 电源 ， 搅拌 、 热 ， 尿 加 待 素完 全溶解 后 ， 加入废 弃 油脂生 物柴 油 ， Ｏ ５ 在８ ～８ ℃搅 拌 回流 ４ ｉ。停 止 加 热 ， 搅 拌 ， 按 预 ０ｒ ｎ ａ 边 边 定降 温速 率 ， 续 向水浴 锅 中引入适 量冷 水 降温 ， 连 并 从 水浴 锅 中移 出等量 温水 ， 以维持 水浴 锅液位 。 待降 至预 定 的最终冷 却 温度后 ， 再静 置一 段 时间 ， 让尿 素包 合物 充分 结 晶出来 。 １ ３ ２ 包合 脂肪 酸 甲酯 与 非 包合 脂 肪 酸 甲酯 的 ．．
ｍａ ｓｆ ａ ｔｏｎ ｔ ｈｅ ｗａ ｔ ｓ ｒ ｃ ｉ ｏ ｔ ｓ ｅ ｐｈａ ｍａ ｅ ｉ ａ ｉ ｏｒ ｗａ ．７ ． 一 ｔ ｎ ｔ ９ Ｏ ｒ ｃ ｕｔｃ ｌｌｑｕ ｓ ０ ５ Ｂｕ ａ ｏｌｗｉｈ ９ ．５
ｏｆｍａ ｓ ｆ ａ ｔｏ ｓ ｒｃ ｉｎ
ｗａ ｂ ａ ｎ ｄ ｖ ａ ｄ ｓ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｒ ａ ｉ ｈ ｓ ． Ｔｈ ｉ ｔ ｏ ａ ｓｕ ｆｕ ｒｄ ｏ ｕ ｉ ｎ ｉ ｈ ｑ ｅ ｓｏ ｔ ｉ ｅ ｉ ｉｔｌ ｔ ｆｔ ｅ ｏ ｇ ｎ ｃ ｐ ａ ｅ ｌ ｏ ｅ ｄ ｌ ｅ ｐ ｔ ｓ ｉ ｍ ｌ ｏ ｉ ｅ ｓ ｌ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ａ ｕ — ｕ
为 面积归一 法 。 １ ３ ４ 扫 描 电子显 微镜 图像分 析 ．．
废 弃油 脂制 生 物 柴 油 （ 肪酸 甲酯 ） 常 州 卡 脂 ，
特 石 油公 司 （ 脂 肪 酸 甲酯 组 成 见 表 １ ； 素 、 其 ）尿 ９ 乙醇 、 ５ 无水硫 酸钠 均 为分析 纯 ， 国药集 团化 学 试 剂 有 限公 司 ； 榈 酸 甲酯 ， 脂 酸 甲酯 ， 酸 甲 棕 硬 油
Ｏ ｈａ ｅ ｗａ ｏ ｅ ｔ ａ ｅ ｙ ｅ ａ ｏｒ ｔｏ ｏ ｅ ｏ ｅ ｙ ａ ｅ ｙｃｉ ． ＵＳ ｐ ｓ ｓ ｃ ｎｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ｂ ｖ ｐ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｒ ｃ ｖ ｒ ｎｄ ｒ ｃ ｌｎｇ Ｋｅ ｒ ：ｐ ａ ｓｕ ｆｕ ｉ ｅ；ｓ ｖ ｎ ｅ ｏ ｅ ｙｇ； 一 ｔ ｎ ｌ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏｔ ｓ ｉ ｍ ｌ ｏｒｄ ｏｌ ｅ ｔｒ ｃ ｖ ｒ ｂｕ ａ ｏ ；ｗａ ｔ ａ ｍ ａ ｅ ｔｃ ｌｌｑｕ ｒ ｓ ｅ ｐｈ ｒ ｃ ｕ ｉａ ｉ ｏ
亚 油 酸 甲 酯 （８： ） １ ２ 其 他 成 分
注 ： 号 中 分别 为碳 数 和 不 饱 和 键 数 。 括
１ ２ 主 要 仪 器 设 备 ．
梯 度 冷却 和直 接 冷 却过 程 中 ， 素 包 合 物及 尿 其溶 液 的温度 随 时间变 化 曲线 见 图 １ 由图 １可 。
ＧＣ ９ ０型气相 色谱 仪 ， 一５ 上海海 欣色 谱有 限公 司 ； 描 电子 显微 镜 ，Ｓ ６ ６ Ｌ 日本 电子 。 扫 Ｊ Ｍ一３ Ｏ Ａ，
深 的一个 主要 原 因ｌ 。为 了减少原 料 中不饱 和脂 ２ ］
设备 简单 、 本低 、 成 操作 简便 等优 点 。笔 者先后 以 甲醇 和 ９ 乙醇 为溶 剂 ， 用 尿 素包 合 法从 废 弃 ５ 采
油脂 生 物 柴 油 中分 离 出不 饱 和 脂 肪 酸 甲酯 ｌ ］ ＿ 。 ７
精
细
石
油
化
工
２１ ０ １年 ９月
间 等 因素 对脂 肪酸 甲酯 分离 效果 的影 响 。
１ 实 验
１ １ 实 验 材 料 ．
０ ２ ． ５ｍ×０ ３ ｍ） 柱 温 ２ ０℃ ； 化 温度 ２ ０ ． ３“ ； ２ 气 ５
℃ ； 测 温度 ２ ０℃ ； 样 量 ０ １ Ｌ。计 算方 法 检 ５ 进 ．
收 稿 日期 ： ０ ０ １ ８ 修 改 稿 收 到 日期 ： ０ １一 ６ ２ ２ １ —１ —０ ； ２ １ Ｏ —１ 。
济 效益 具 有重要 的现实 意义 。
尿 素包 合法 分 离提纯 不饱 和脂 肪 酸或其 甲酯 近 年来 受 到人 们 高 度 重 视 ＿ ］ ４ 。其 原 理 是 利 用 直
测试 样置 于导 电胶 带上 ， 并于 试样 表面 喷涂铂金 。 测 试 电压 为 １ Ｖ。 ５ｋ ２ 结 果与讨 论
质量分数 ，
１． ５ ７ ４ ７ ． ２ ． ８ ｏ ４ ． ７ ２
４ ４ ．
传统 尿 素包合 法 主要有尿 素用 量 、 剂用 量 、 溶 包 合 温度及 包 合 时 间 等影 响 因素 ｌ８。实 验对 传 －＿ ７ ＿
酯 ， 油酸 甲酯 为标 准 品（ ｉｍａ 。 亚 Ｓｇ ）
表 １ 废 弃 油 脂 生 物 柴 油 组 成
脂 肪 酸 甲酯
棕 榈 酸 甲 酯 （ ６； ） １ Ｏ
尿素 包合 物 晶体 表 面采用 扫描 电子显 微镜 拍 摄， 图像 放大倍 数 为 ５ ０ ２０ ０倍 。测定 时将 待 ０ ～ ０
硬 脂酸 甲酯 （８： ） １ ０
油 酸 甲 酯 （ ８：１ １ ）
统 尿 素包合 法进 行 了改 进 ， 以搅 拌 梯 度 冷 却结 晶 替 代静 置直 接 冷 却 结 晶 。考察 了冷 却 降 温速 率 、
冷却搅 拌速 率对 尿素 包合效 果 的影 响 。
２ １ 降 温 速 率 ．
收率偏 低Ｅ 缺 点 。如 文 献 ［ —］ 道 的适 宜包 等 ４５ 报 合 时 间 为 １ ， 献 Ｅ ］ 道 的最 佳包 合 时 间长 ２ｈ 文 ６报
达 ２ 。笔 者 从 废 弃 油 脂 生 物 柴 油 中分 离 不 饱 ４ｈ 和脂肪 酸 甲酯 的适宜 包合 时间 为 １ ［８。因此 ， ８ｈ７＿ ＿ 有 必要 对传 统 的尿素包 合结 晶过 程加 以改进 。 笔 者采 用搅 拌梯 度冷却 的 办法进行 尿 素包合 结 晶 ， 点考 察 了冷却 降 温 速率 、 却 搅拌 速 率 、 重 冷 尿 素 用量 、 剂 用 量 、 溶 最终 冷 却 温度 、 置 冷却 时 静
作 者 简介 ： 车 礼 （ ９３一 ， 授 ， 王 １６ ）教 主要 从 事化 ． 新 型 分 离技 ７ －
术 的研 究 。
ｕｔｏｎ ｔ ｈｅ ｗａ ｔ ｈａ ｍａ ｅ ｉａ ｉ ｕｏ ｈｅ ｄｅ ｄｒ ｔｏｎ ｒ ｔ ｓ ａ ｓ ｔ ｄｉｄ Ｔｈｅ ｄ ｈｙ ｒ ｔｏ ｉ ｏ ｔ ｓ ｅ ｐ ｒ ｃ ｕｔｃ ｌｌｑ ｒ ｏｎ ｔ ｈｙ ａ ｉ ａ ｅ ｗａ ｌ ｏ ｓ ｕ ｅ ． ｅ ｄ ａ ｉｎ ｒ ｔ ｓ ａ ｉ ｓ ９１ ８ ａ ｅ ｗａ ｓ ｈ ｇｈ ａ ．３ ｗｈｅ ｈｅ ｍ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｏ ｈｅ ｐ ａ ｓｕｍ ｌ ｏ ｉ ｏ ｕｔｏｎ ｗｉｈ ６ ．０ ｎ ｔ ｓ ａ ｉ ｆ ｔ ｏｔ ｓ ｉ ｆｕ ｒｄｅ ｓ ｌ ｉ ｔ ０ ０ ｏ ｆ
随着石 油 资源 的不 断消耗 和人 们环 保 意识 的 日益增 强 ， 以天 然 油脂 为原 料 部 分 替 代 石 油 生产
链饱 和脂 肪 酸 （ ） 与尿 素 分 子形 成 包 合 物 ， 酯 易 而
不饱 和脂 肪酸 （ ） 酯 由于双键 的影 响 ， 碳链 弯 曲 ， 分
燃 料 和化工 产 品成 为一种 必然 的趋 势 和方 向 。其
分 离
时 间 ／ ｉ ａ ｒｎ
图 １ 梯度 冷 却 与 直 接 冷 却 过 程 尿 素包 合 物
用 真空泵 抽 滤 ， 上 述 尿 素 包合 物及 其 溶 液 将 分 为滤 饼 和滤 液 两 部 分 。滤 液 经 蒸 馏 回收 溶 剂 后， 倒入 分液 漏斗 ， 加水 洗涤 ， 分离 水相后 得 油相 ， 再用 无 水硫 酸钠 脱 水 ， 到 富含 不 饱 和 脂 肪 酸 甲 得 酯 的透 明液体 ， 以下称 之为 非包 合脂肪 酸 甲酯 。 滤 饼用 １ ０ ｍＬ温 水 溶 解 后 ， 入 分 液 漏 斗 ４ 移 去 除水 相 。所 得 油相再 经温 水洗 涤和无 水硫 酸钠 脱 水 ， 到 富含饱 和脂 肪酸 甲酯 的透 明液体 ， 得 以下
１ ３ 实 验 方 法 ．
以看 出 ， 冷却 搅 拌 速率 等 影 响 因 素 相 同 的情 况 在 下， 直接 冷却 降温速 率最 快 ， 初期 降温 速率大 于 其 ５ｏ ｒｉ， ａ ｎ 因而达 到 最 终 冷却 温 度 所 需 的时 间 最 Ｃ／
短。
１ ３ １ 尿 素包 合物 的形成 ．．
摘 要 ： 验 以梯 度 冷 却 尿 素 包 合 法 ， 废 弃 油 脂 生 物 柴 油 分 成 包 合 脂 肪 酸 甲酯 与 非包 合脂 肪酸 甲酯 两 种 产 品 。 实 将
考 察 了降 温 速 率 、 却 搅 拌 速 度 、 素 ／ 冷 尿 甲酯 比 、 Ｎ ／ 溶 甲酯 比 ， 最 终 冷 却 温 度 等 因 素对 分 离 效 果 的 影 响 。实 及 验 结 果 表 明 ， 度 冷 却 尿 素 包 合 的 适 宜 条 件 为 ： 温 速 率 １ ０℃ ／ ｉ， 拌 速 率 ３ ０ｒｒｉ， 尿 素 ）： 甲 梯 降 ． ａ ｒ ｎ搅 ０ ／ ｎ ｍ（ ａ ｍ（ 酯 ） １ ３：１ ｍ（ 剂 ）：ｍ（ 酯 ） ５：１ 最 终 冷 却 温 度 １ ℃ 。在 此 条 件 下 ， 包 合 脂 肪 酸 甲 酯 收 率 为 一 ． ， 溶 甲 一 ， Ｏ 非