我國植物油脂制備化工產品的研究進展

梁椿松++張洪彩

摘要：將可再生植物油脂資源替換石化資源制備化工產品，可以有效緩解不可再生資源帶來的壓力，而且植物油脂價格較低，對環境污染程度小。本文簡單介紹了我國最近幾年利用植物油脂紙制備化產品的研究進展，根據結果表明，采用非食用木本油料制備化工產品是以后植物油脂制備化工產品發展的主要趨勢。

關鍵詞：植物油脂；制備化工產品；研究進展；發展趨勢

伴隨著可持續發展理念的出現，可再生資源在應用中受到了廣泛的關注。植物油本身是一種豐富的可降解生物質資源，用途廣泛，其中，植物油脂中存在的不飽和脂肪酸為植物油脂在工業上的發展提供了機會。本文論述了植物油脂制備化工產品的發展情況。

1、植物油脂

植物油脂是重要的可再生資源，它來源區域廣泛，生產成本低。根據相關統計表明，世界各地的植物油脂每年的產量大約為兩億多噸，如果將大量的植物油脂轉換為不可再生的石化資源，不但可以解決當前石化資源等不可再生資源的壓力，還能夠保證化工產品等可持續發展下去，進而為社會的穩定提供重要的幫助。植物油脂的成本為甘油三酸脂，在分子中，含有一定比例的活性基團，比如酯基、不飽和雙鍵等基因。將以上活動基團進行化學改性，可以得出不同性能的化工產品。比如，可以將植物油脂進行水解，制備脂肪酸，把植物油脂和過氧化合物結合到一起，受催化劑的影響，進而廢除環氧化合物，如果進一步和醇類化合物產生反應，可是得出多元醇等化工產品?，F階段，植物油脂在制備化工產品上得到了廣泛應用，主要運用于制備生物柴油、環氧化合物、植物油基潤滑劑和植物油基多元醇等四個環節中。

2、植物油脂制備生物柴油

第一，當石化資源處于短缺和流失狀態的時候，影響最為嚴重的便是燃燒能源產品，如果出現世界燃料供給情況不足時，便會增加社會的壓力，為其帶來多種影響。因此，可以將植物油脂進行酯化處理，進而產生生物柴油，生物柴油具備的類型和使用性能因為應用的原料和醇類型的不一致，進而形成一定的差異性。當前，在生物柴油發展期間，已經出現了部分柴油代替石油化工類柴油使用，這樣一來，對現有的能源結構的發展具有十分重要的現實意義。我國研究人員通過采用傳統的酯交換方法，對其加大了研究力度，提出了黃連木油制備生物柴油的實際操作方式，在良好的工藝條件影響下，制造出來的生物柴油性能和0柴油的使用性能相接近。其中，以大豆油、菜籽油、棕櫚油三種植物油脂為組成原料，受堿性因素的影響，成功催化制備了三種生物柴油，經過研究，對比了三種生物柴油的低溫流動性能和添加三種低溫流動改性劑對其產生的影響。經過實驗結果表明，在相同環境下，棕櫚油生物柴油自身具有很強的低溫性能，并且和大豆油、菜籽油相比較而言，占據很大優勢，達到了-10柴油的性能；在單獨使用三種改性劑的時候，均可以改善以上三種生物柴油的低溫流動性能，當復合時，流動效果呈現最佳狀態，實際應用比例為PPD：PGF：pa=3：1：1和2：1：1。再者，以脂肪酶為主，將其作為催化劑，在三步加醇工藝條件的影響下，催化菜籽油會產生醇解反應，制備了菜籽油基生物柴油，三步加醇工藝能夠提升醇的反應效率，最終讓菜籽油的醇化率高于90%以上。

第二，在植物油脂分子結構中引進酯基，進而改進植物油脂的低溫流動性能，在實際操作過程中，可以采用甲醇、乙醇異丙醇以及異丁醇等四種類型的化合物，和棕櫚油相互結合，隨即發生酯交換反應，形成4中分子鏈長度不一致的生物柴油，對其性能加大研究力度。經過研究結果表明，含有不用酯基的生物柴油分子鏈處于較長情況的時候，其析蠟點和峰值溫度以及膠凝點就會變得越低。此外，以異丁醇為主的原料制備生物柴油膠凝點是比較低的，這就表示，分子鏈越長，酯化程度越大，那么就說明低溫流動性能就越好。

第三，以土本油料烏桕梓油為主要原料，采取脂肪酶催化法，催化制備了烏桕梓油生物柴油，利用曲面法，加以配置，從而改進了工藝條件，使其呈現最佳狀態。當甲醇用量保持在50%的時候，催化劑為3.0%時，那就表明，生物柴油的利用率可以達到90.30%以上。

第四，采用含有30%的生物柴油的0采油和0采油進行臺架對比實驗時，可以發現，經過實驗，當額定工況為90%的動力特性情況下，含生物柴油的0柴油耗油率和co排放量濃度不高，比0采油還要低，而且SO2的排放濃度也明顯低于0采油，大約為40%。

第五，以本木油料橡膠籽油為原料，氧化鈣是催化劑，催化制備了生物柴油，橡膠籽油生物柴油的轉換率最高可以達到91.0%，最后，研究了橡膠籽油制備生物柴油的工藝，并且采用活性白土、高嶺土以及活性炭三種脫色劑，分析了橡膠籽油生物柴油的脫色性能，其中，活性炭脫色速度明顯很快，活性白土脫色溫度比較高，其中效果最為明顯。（于此處無用）

3、植物油脂制備環氧化合物

在植物油脂中，經常用它制備環氧化合物，主要是打開植物油脂分子結構中的雙鍵結構，將氧元素引進去，自主形成環氧環，進而得出植物油脂基環氧化合物。植物油脂基環氧化合物本身具有無毒、無污染的優勢，可以將其用作塑料等制品的增塑劑中。當前，已經實現的工業化生產方法主要是以無機酸硫酸為催化劑，過氧化氫和有機酸是環氧化試劑，通過使用該方法，制造出來的環氧化合物環氧值比較高，能夠符合國家標準要求，可是硫酸是屬于強酸，一不小心便會對設備產生腐蝕，并且均相催化使得產物分離困難，再加上處理技術比較復雜，產生的廢水量較多，進而對環境產生了一定的污染。

第一，采用磷鎢雜多酸季銨鹽相轉移催化劑，。催化制備了環氧大豆油，環氧值可以達到7.0%，為了降低水分對環氧化反應產生的影響，首先可以對蓖麻油原料開展脫水處理工作，然后以無機酸磷酸為催化劑，催化脫水蓖麻油產生氧化反應，制備出來的氧化值可以達到4.90%以上，經過研究表明，脫水蓖麻油經過環氧化反應以后，自然而然的形成了環氧基團，進而提升了原料穩定性。

第二，首先將蓖麻油進行甲酯化處理，在以無機酸硫酸為催化劑的條件下，分別論述不同有機酸和過氧化氫為環氧化劑時環化反應的最佳工藝，甲酸和乙酸制備的植物油脂基環氧化合物的環氧值都能夠達到并且高于一級環氧大豆油的標準，其中主要以環氧化劑制備的蓖麻油甲酯環氧化合物性能最好。endprint

第三，以環氧大豆油為原料，采用酸酐類化合物為固定劑，研究固化動力學和固化產物的性能，進而形成固化反應，大約可以將其分為兩個環節，分別是引發階段和循環階段。在引發階段中，對于反應條件有著很高的要求，主要原因在于活化能和循環階段的活化能相比較而言要高出很多；另外，固化產物的性能伴隨著酸酐和化合物的用量而不斷提升。再者，以非食用土木油料橡膠籽為原料，經過研究，采用無機酸為催化劑，過氧化氫和乙酸為環氧化試劑的傳統方法，可以制備出環氧率高出10%以上的植物油基環氧化合物。采取負載貴金屬TI介孔分子催化劑，最終制定出橡膠籽油基環氧化合物，使得產物環氧值高于9%以上。

4、植物油脂制備油基潤滑劑

現階段，植物油脂基潤滑劑應用比較廣泛，其潤滑性能良好，毒性低，可再生性能高等，受到了人們的廣泛關注。在超臨界C02狀態下，以大豆油為主要原材料，進行氫化反應，制備了潤滑油基礎油，其中碘值為84.7712/100g，黏度是7.85Pa.s，過氧值是0.83mmol/kg.第一，以菜籽油為原料，將二乙醇胺和三乙醇胺改性之后的菜籽油和沒有改性的菜籽油相互對比，得出二乙醇胺改性的菜籽油摩擦性能。

第二，采用空氣等離子體方法制得聚合蓖麻油，經過結果分析表明，聚合蓖麻油主要是由蓖麻油的二聚物和高分子量的齊聚物組成，將聚合蓖麻油和礦物基礎油相互對比，可以看出，聚合蓖麻油的黏溫性能和低溫性能更好。

5、植物油脂制備多元醇

以植物油脂制備的多元醇可以替換部分石油化工類多元醇在聚氨酯泡沫材料中的應用。目前，植物油基多元醇制備基本已經實現多元化。

第一，以非食用木油料橡膠籽油為原料，采用開環法，其應用于聚氨酯泡沫材料中。

第二，采用固體酸非均相催化劑制備了大豆油基多元醇，環氧基團的轉化率達到了99%，可是制備的多元醇羥值比較低，僅為203.7mgkom/g。環氧基團轉換效率比較高，通過應用非均相固體酸催化劑，從根本上解決了工藝復雜的問題。

6、結語

從上述論述可以看出，開發利用非食用土本油料，不但可以解決問題，而且土木油料植物的種植還可以增加森林覆蓋率，調整氣候條件，因此，利用非食用土本油料制備化工產品具有重要的意義。

參考文獻：

[1]黃旭娟，劉鶴，商士斌，齊帆.環氧植物油脂的制備及應用研究進展[J].生物質化學工程，2014，04.

[2]董祥.我國植物油脂制備化工產品的研究進展[J].林業調查規劃，2017，02..

作者簡介：梁椿松，男，1984；職稱 工程師.學位 碩士，主要從事油脂制取、油脂化工工藝研究和設計。endprint