用菜油脂肪酸生产油酸丁酯的工艺方法

背景技术

油酸丁酯主要用于生产环氧油酸丁酯，是PVC塑料的优良耐塞增塑剂，同时油酸 丁酯也是润滑油类中重要添加剂，用途很广泛。

油酸丁酯的传统生产工艺是用油酸和丁醇经酯化反应生成油酸丁酯，以浓硫酸为 催化剂，酯化反应结束后，用碱中和脱酸，水洗，脱醇，脱色后即为成品，但这种工艺的缺点 是以油酸为原料，产品成本高。 

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供了一种对废油综合利用降低了 生产成本、成品纯度高的生产油酸丁酯的工艺方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

用菜油脂肪酸生产油酸丁酯的工艺方法，步骤如下：

(1)，选料：选用碘值在90-110的废菜油或菜油精炼时产生的下脚油，以及正丁醇 含量> 98%的丁醇；

(2)，油脂水解：将80〜120重量份油脂和30〜60重量份清水泵入反应釜，在 2. 0-2. 5Mpa压力下升温至190〜220°C，在搅拌下水解8〜12个小时，油脂水解反应生成 脂肪酸与甘油，当油脂水解率> 95%时，排放出甘油、水，降至常压，得粗脂肪酸；

(3)，酯化：

①配料：粗脂肪酸90〜110重量份，丁醇25〜35重量份，催化剂钛酸四异丙酯 0. 2〜0. 5重量份；

②酯化反应工艺条件：将上述配料加入反应釜内，反应釜液相反应温度从140°C 逐渐升温至160°C，反应釜搅拌速度110〜130转/分，反应时间5-6小时；酯化反应生成 脂肪酸丁酯与水，脂肪酸丁酯的组成为：饱和十六酸丁酯与油酸丁酯；

(4)，回收丁醇：反应结束后，将酯化液中未反应的丁醇回收，反应釜温度控制在 120〜150°C，时间1小时；

(5)，真空分馏，脱醇后粗酯泵入间歇式分馏釜，工艺条件为：真空残压< 2毫米泵 柱，分馏釜温度200-230°C，冷凝后收集得到油酸丁酯。

作为优选，在步骤（3)中酯化反应时，反应釜塔顶丁醇汽相温度92. 7°C，此丁醇汽 相中丁醇体积比含量为57. 5%，水体积比含量为42. 5%，冷凝后丁醇与水分层，丁醇回流 至反应釜，反应中生成的水移出设备外。

作为优选，在步骤（5)分馏过程中，在阶段，分馏塔塔顶汽相温度为 170-200°C，控制塔顶回流比为3 :2〜3 :1，冷凝收集这部分液体，主要成分为饱和十六 酸丁酯和少量油酸丁酯；第二阶段，釜温控制在200-230°C，分馏塔塔顶汽相温度为 200°C -2KTC，塔顶回流为5 :2〜5 : 1，冷凝后收集这部分液体，主要成分油酸丁酯，当塔顶 汽相温度升到210°C左右，开始降温，当温度回落至180°C时，停止加热，排出残值。

采用了上述技术方案的本发明的有益效果是：

本发明是用食用菜油精炼时产生的废弃油脂，或是其它不能作食用油酯的劣质菜 油为原料，废物综合利用，变废为宝，经中压水解制成粗菜油脂肪酸和含水甘油（可回收甘 油）；再与丁醇酯化，然后采用真空分馏工艺，除去少量饱和十六酸丁酯及杂质，得到高纯 度的油酸丁酯，该油酸丁酯色泽好、杂质极少（< 0. 1% )，酯含量> 99. 5%，而且是废油综 合利用，生产成本比用油酸生产的丁酯低20-30%。

酯化反应时：

1、采用中性催化剂，不需用碱中和，水洗无废水排放。

2、不用硫酸作催化剂，对设备无腐蚀，设备制造成本低，投资小。

3、从废油进厂到产品，全部在密封管道设备中运行，无废水、废汽。

4、蒸馏后产生2-3 %残渣，是植物浙青，也是优质燃料。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

用菜油脂肪酸生产油酸丁酯的工艺方法，步骤如下：

(1)，选料：选用碘值在90-110的废菜油或菜油精炼时产生的下脚油，以及正丁醇 含量> 98%的丁醇；

(2)，油脂水解：将100千克油脂和50千克清水泵入反应釜，在2. 0-2. 5Mpa压力 下升温至200°C，在搅拌下水解10个小时，油脂水解反应生成脂肪酸与甘油，当油脂水解率 >95%时，排放出甘油、水，降至常压，得粗脂肪酸90千克；

水解反应式为：

(3)，酯化：

①配料：粗脂肪酸90千克，丁醇30千克，催化剂钛酸四异丙酯0. 3千克；

②酯化反应工艺条件：将上述配料加入反应釜内，反应釜液相反应温度150°C，反 应釜搅拌速度120转/分，反应时间5小时；酯化反应生成脂肪酸丁酯与水，脂肪酸丁酯的 组成为：饱和十六酸丁酯与油酸丁酯；控制塔顶回流比，反应釜塔顶丁醇汽相温度92. 7°C， 此丁醇汽相中丁醇体积比含量为57. 5 %，水体积比含量为42. 5 %，冷凝后丁醇与水分层， 丁醇回流至反应釜，反应中生成的水移出设备

酯化反应反应式为：

(4)，回收丁醇：反应结束后，将酯化液中未反应的丁醇回收，反应釜温度控制在 140°C，时间1小时；

(5)，真空分馏，脱醇后粗酯泵入间歇式分馏釜，工艺条件为：真空残压< 2毫米泵 柱，分馏釜温度200-230°C，在阶段，分馏塔塔顶汽相温度为170-200°C，控制塔顶回流 比为3 :2,冷凝收集这部分液体，主要成分为饱和十六酸丁酯和少量油酸丁酯；第二阶段， 釜温控制在200-230°C，分馏塔塔顶汽相温度为200°C -2KTC，塔顶回流为5 :2,冷凝后收 集这部分液体，主要成分油酸丁酯，当塔顶汽相温度升到210°C左右，开始降温，当温度回落 至180°C时，停止加热，排出残值。

经检测，由本发明上述工艺分馏得到油酸丁酯的质量指标如下：

①色泽（碘比色）：< 3 ;②粘度：（40°C mm2/s) :5· 9 ;

③阜化值（mgkoH/g) : 166-172 ;④酸值（mgkoh/g) : < 0· 3 ;

⑤碘值（gi2/100g) :80-90 ;⑥水份％ :≤ 0· 1。