[发明专利]利用低共熔溶剂脱除环氧脂肪酸甲酯或环氧大豆油中残余甲酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用低共熔溶剂脱除环氧脂肪酸甲酯或环氧大豆油中残余甲酸的方法。

背景技术

增塑剂是重要的化工原料，广泛应用于塑料、橡胶制品的加工，是塑料助剂中使用量最大的一类助剂。传统增塑剂邻苯二甲酸酯属低分子物质，挥发性较大，容易在环境中散逸，进入人体或动物体内会产生仿雌性激素，具有潜在的致癌危险性，对环境危害大。

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，全球PVC的需量日益增加。全球PVC产能4400万t/a,我国产能1500万t/a,中国台湾135万t/a。中国PVC表观消量1250万t/a,所用增塑剂达到260万t,并呈逐年上升趋势。当前，增塑剂中80%为邻苯二甲酸酯类如DOP、DBP,但因其污染水质及食品与玩具等,又因它为致癌物,美国FDA及国家职业安全和健康研究所表示邻苯二甲酸酯类(DEHP)会引起生育或再生损害,使人患贫血、血承、影响肝细胞及白细胞。全球许多国家与地区的海洋、江河、水库、水底污泥、饮用水、大气、土壤、垃圾、食物、动植物体内,甚致航天器的空气中都已检出邻苯二甲酸酯类。随着人们环保意识的逐步增强，世界各国对增塑剂提出了更高的卫生要求。在美国、日本、欧盟等发达国家制定了法律法规严格限制其使用。同时我国也于2006年颁布中国版的RoHS指令以及2008年6月1日实施对塑料袋的“限塑令”。环氧脂肪酸甲酯和环氧大豆油就是产量较高的两种无毒增塑剂。

环氧脂肪酸甲酯和环氧大豆油在涂料、塑料、食品、医药和橡胶等领域有着广泛的应用。目前，环氧脂肪酸甲酯和环氧大豆油普遍采用甲酸（或乙酸）法生产。然而，以甲酸（或乙酸）和过氧化氢生成的过氧甲酸（或乙酸）为氧化剂的环氧化工艺中存在废酸水排放问题，且产品色泽差。全国仅在此领域，每年排放的废水量达到数百万吨。新的环保标准提高了环氧脂肪酸甲酯和环氧大豆油行业的进入‘门槛’，从源头上堵住了环境污染。然而，目前尚无一个理想的方法取代甲酸法工艺。现有生产厂家不得不投入大量资金建设废水处理站。因此，开发高效且清洁的脱除甲酸工艺，改进产品质量意义重大。

环氧值是环氧增塑剂的特性指标,环氧基在PVC制品中起HCl捕获剂的作用。PVC受热或光作用会分解生成HCl,无环氧基的存在时,生成的HCl起进一步分解的催化作用,加速分子链节的断裂,导致制品早期劣化。因此,环氧增塑剂能赋予PVC热和光的稳定作用,故在选购环氧大豆油产品时,总偏爱高环氧值的产品。而事实上环氧值高的产品不一定是表明它在PVC制品所起的光、热稳定作用就大,即高环氧值产品的热稳定作用能力未必大于低环氧值产品。同时,同一环氧值的产品的热稳定作用差别也颇大。这些情况的出现,无疑是由于各产品的杂质种类及其含量不同所致。环氧基的热稳定性可用177℃加热3h后环氧值保留率衡量。它的高低反映产品本身的稳定性和其在配方中潜在热稳定作用能力的大小,这就是环氧值保留率的意义。研究表明，原料中若含有较多的重金属离子如锰、铅、铬等,会促使产品在生产过程中氧化分解;如含有较多的无机盐如CaCl₂、MgCl₂等,会使酸值较高环氧键开环,使环氧值及环氧值保留率下降。因此,要提高环氧值及环氧值保留率这两项指标,就要对原料油和产品进行精制。碱洗和水洗是目前公认的方法。一般采用NaOH中和游离脂肪酸,并使一些酸性杂质生成沉淀,可达到除酸、去杂质、脱色的综合作用。但加碱精制法对碱的浓度、搅拌速度都有特殊要求。精制后的环氧大豆油和环氧脂肪酸甲酯必须透明、无杂质,酸值小，产品色泽的热稳定性好。碱用量不得超过理论值的1.2倍,否则油水两相分层时间大大增加，甚至产生油相严重乳化，产品不透明度。而且粗产物水洗完毕，仍含有少量的杂质及较多的水分，必须进一步通过减压蒸馏除去，然后再压滤去掉微量杂质。这种工艺的生产周期较长，能耗较高，杂质也难以得到根除。即使采用高速离心机，也难以在完全除去杂质的同时分离大部分的残留水分。

发明内容

本发明为克服现有技术中存在的水洗或碱洗法脱除甲酸造成废水量大、易乳化等技术问题，提供一种无废水排放、甲酸脱除率高的利用低共熔溶剂脱除环氧脂肪酸甲酯或环氧大豆油中残余甲酸的方法。

本发明思路为：将甲酸和脂肪酸甲酯或大豆油加入到环氧化釜，分批加入30%的双氧水溶液，待反应结束后，静置分层。将上层物料打入萃取釜。搅拌条件下加入一定量的萃取剂，搅拌一段时间，静置分层。上层物料送往真空脱水釜进一步脱水精制。将下层萃取液打入萃取剂再生釜。在减压条件下，加热将萃取液中的甲酸蒸馏出来。甲酸蒸汽进入冷凝器冷凝后循环使用。萃取剂再生釜中留下的萃取剂送往萃取釜循环使用。