蓖麻油是世界上1O大油料和4大不可食用的油料作物之一,年产量180万t,是蓖麻油酸唯一的工业来源。蓖麻油的主成份为三蓖麻醇酸甘油酯,其结构中含有烯键、酯链和烃基.蓖麻油易于发生水解、裂化、皂化、加成、卤化、磺化、酸化、环氧化等多种化学反应,可用于生产皮革行业用的加脂剂及各种增塑剂,即替代王牌DOP用于PVC与高分子复合产品。
1主要性能
蓖麻油是自然界中具有独特性能的植物油。蓖麻油中含有蓖麻油酸、油酸、亚油酸和硬脂酸,其中,蓖麻油酸约占88~9O,蓖麻油是由蓖麻籽(含油量为47~5O)制取的一种干性油,在一18℃下不凝固,500~600℃下不变质、不燃烧粗蓖麻油经脱酸、洗涤、脱水、脱色、过滤制成精制蓖麻油。在自然界·,蓖麻油是含羟值最高的油脂。我国生产的蓖麻油羟值可达155mgKOH/g,含油率为48。1~49。37含水5。83~6.26。
2生产工艺
2.1蓖麻籽
蓖麻籽外壳光滑,散落性好,外形尺寸通常为13mm、8.5mm、和6mm左右。蓖麻籽在清理时用装有两层筛板的吸风振动平筛,这种吸风平筛清理效果好,破碎率低.平筛的上层筛孔直径宜为14mm~16mm,下层筛孔直径宜选用5InIn~6mm,略小于蓖麻籽外形尺寸中的最小值,这样可保证蓖麻籽的清理效果及降低清筛次数.
蓖麻籽在筛选后应采用磁选装置进行磁选以便去除铁杂质在轧坯时只把蓖麻籽轧破,但不要轧碎,轧成厚度2。5mm即可。
蓖麻籽的蒸炒在立式蒸炒锅中完成。进料水分8~1O,出料水分为5~6。蒸炒温度一般为95℃,时闯50min左右。蒸炒温度过高,易使蓖麻籽的颜色加深,一般应控制温度小于120℃。
2.2蓖麻油
蓖麻油的榨取是在螺旋挤压机中以较低的压力和较高的转数下进行,可以制得6O%~7Oo,4的巴西1号油,作为商品出售.将剩余物进一步粉碎,高温条件下送人螺旋挤压机在较高的压力和较低的转速下重榨得巴西3号油
用一般的方法榨出的预榨毛油中一般含渣8~1O%,在精炼前应尽快将油渣分离,以确保酸值和质量。
蓖麻油粘度大,含胶质多,因此油渣分离比较困难。常用的方法是板框过滤,滤出毛油含渣低,一般为0.1以下,板框的过滤温度最好控制在85℃。
蓖麻籽在蒸籽和压榨之后所获得的蓖麻饼的浸出一般采用平转浸出器。浸出温度55℃,人浸水分8,混合油浓度可达33,溶剂比通常为1.1:1,浸出时间为1,5h。
在蒸脱时采用的蒸脱机直接蒸气压力为0.3MPa,蒸脱后粕温由115℃冷却至35℃,粕中残油为1.5~2.5,粕中水分为l2以下。在蒸发时混合油进入第一长管蒸发器,进口温度为4O℃,浓度为3O%~4O;出口温度为73℃,浓度为7O左右。进入第二长管蒸发器出口温度为95℃,浓度为95。混合油最后进入汽提塔脱除残溶剂,得到浸出毛油。
2.3精制蓖麻油
在生产的蓖麻油粗品中含有多种色素、杂质等,因此需要精炼。由于蓖麻油的粘度高,其精炼条件比一般植物油苛刻。
2.3.1碱炼
因蓖麻油中磷脂含量较少(0.39,6以下),可直接进行碱炼.将蓖麻油在6O℃下用碱皂化,方法是将毛油投入碱炼罐中,测其酸值,开动搅拌使油混均,加热并控制油温在25~3O℃。加入液体烧碱,全部碱液在10rain内一次加完,同时配以快速搅拌(60r/rain)待油皂开始分态时以1℃/min的速度升温,并降低转速(30r/rnin).至9O后停止搅拌,静止后放料;也可使所需碱液在2O~30mim内均匀喷洒在油面上,搅拌15min后静置25rain,开动搅拌以1"(2/rain的速度升温。当油温升至85℃时停止升温和搅拌,静置100rain后放出皂脚待处理。此时的蓖麻油是棕黄色微带绿色的粘稠状植物油,含有一些杂质。
2.3.2水洗
可以用3O的氯化钠等盐溶液洗涤。在皂脚放净后,往油面上喷淋上述组分的沸水并搅拌,尊量近1h,将洗涤水放于油水分离池中,再重复操作一次。用连续水洗法进行喷淋水洗时应控制喷入水量,使其与排放水量相等.当摊放水的pH值为7时停止喷淋,静置40rain后放掉废水。半成品用真空吸入蒸发器,加入温度9O℃以上的热水搅拌后静置沉淀15rain。将上层半净油用真空抽至洗涤釜内加热到9O℃后用同样温度的热水洗3次,每次用水量为油重的2O,每次洗涤后沉淀30min后放出洗涤废水.
2.3.3脱水
将所得的粗品蓖麻油在0.089MPa真空度下脱净水分。
2.3.4脱色
碱炼脱水的蓖麻油用干燥的活性炭与酸性白土等脱色。将脱水后的油吸入脱色罐中,吸入毛油重量2~3的活性炭与酸性白土,在95℃的温度下搅拌脱色,脱色也可以在加压下进行。脱色时间为15nlin~1h,脱色后静置、过滤、即成精炼脱色的蓖麻油。
2.3.5脱臭
通人蒸汽,温度180℃时真空脱臭2~3h后冷却,在9O℃下解除真空,可获得优质的蓖麻油。
2.3.6过滤
装好过滤机,开始试滤,滤头返回脱色罐,视油样合格后,在滤机工作压力不大于0.3MPa条件下将油压人产品储罐.
2.3.7技术指标
密度0.945~0.965g/cm凝固点(50℃)为5.8~7.0碘值83~90mgl/g羟值155mgKOH/g皂化值>178mgKOH/g酸值1.11~2.8mgKOH/g
3氢化蓖麻油利用
蓖麻油在超临界丙烷中快速氢化的技术,由于在两相而非三相中进行反应,反应器内填充有通常的Ni或Pd催化荆。在3~10~V[Pa压力下氢化,1s内就可完成。在降低压力后分离出硬化的油脂。此法可将反式脂肪酸的含量降低到5以下,而常规氢化法只能降低到4O。油和H:均溶于超临界状态的丙烷中,氢化反应速度快的原因是所需H:的供给不受限制.这种最新技术在于能生产出近似100的高纯精制氢化蓖麻油,且造价相当低,所需设备可在单台反应器内完成,是一种最新的绿色工艺。和其它生产工艺相比可提高产率并可在单台反应器内实现大规模工业化生产。
4应用
精制蓖麻油是一种重要的化工原料,其衍生物已应用到多种领域。蓖麻油经硫酸化和亚硫酸化后可制成优良的植物油加脂剂,用于制革行业中的皮革加脂。该系列加脂剂与皮革的结合性强,手感柔软,制成的皮革保持原有风格时间长。同时硫酸化蓖麻油作为蛋白质类涂饰荆的增塑料,可增加涂层的柔软性。蓖麻油也可以直接用于增塑荆。在高分子材料中,无论是软质PVC还是硬质PVC的加工,都可用适量的蓖麻油取代部分增塑荆,不但降低生产成本,也可以使制品的性能获得相应的改善.由蓖麻油为原料生产的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯已作为新的增塑剂和稳定荆,部分着代传统的DOP使用,具有优良的增塑效果。用蓖麻油等为原料生产的聚醇,由于是有甘油三酸醺结构,所制成的产品柔韧性优异,与人工合成橡胶混合后可改善胶料的加工性能,使产品的耐寒性、耐热性、耐油性增强。蓖麻油的下游产品很多,其市场潜力很大,加速其衍生物的开发将获得显著的经济和社会效益.