環(huán)氧大豆油的配方和工藝

倪老師你好,我想生產(chǎn)環(huán)氧大豆油,但是一 無所知,希望得到你的幫助.

咨詢者：沈亮　咨詢時(shí)間：2008-07-27　狀態(tài)：已回復(fù)

一、概述
環(huán)氧大豆油是一種廣泛使用的無毒、無味的聚氯乙烯增塑劑兼穩(wěn)定劑，對光、熱有良好的穩(wěn)定作用，且相容性好、揮發(fā)性低。它既能吸收聚氯乙烯樹脂在分解時(shí)放出的氯化氫，又能與聚氯乙烯樹脂相容，幾乎可以用于所有的聚氯乙烯制品。在聚氯乙烯樹脂制品中使用，可明顯改善制品的光、熱穩(wěn)定性。在要求耐候性高的農(nóng)用薄膜中加入5份可大大延長使用壽命。使用環(huán)氧大豆油的聚氯乙烯塑料制品，不但其材料成本會(huì)有所降低，它的各項(xiàng)物理性能還有不同程度的提高，如耐加工性、耐熱老化性、耐折性等。
該產(chǎn)品可應(yīng)用范圍于全部軟、硬聚氯乙烯制品的配方中均可應(yīng)用環(huán)氧大豆油，其中聚氯乙烯無毒制品、聚氯乙烯透明制品、透明瓶、透明盒、食品、藥物包裝材料、聚氯乙烯醫(yī)用制品“輸血袋”，聚氯乙烯戶外使用的塑料制品，防水卷材，塑料門窗，貼墻紙塑料膜等必須應(yīng)用環(huán)氧大豆油，保證制品無毒、透明、光及熱穩(wěn)定性優(yōu)良。生產(chǎn)200噸/年環(huán)氧大豆油工廠，其中廠房約需才100平方米、倉庫約需才100平方米，生產(chǎn)操作人員約需 5～6名，化驗(yàn)人員1～2名。
目前，我國市場上塑料劑價(jià)格飛漲，主增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）已超過1.5萬元/噸，而且還有繼續(xù)上漲的趨勢。環(huán)氧大豆油作為增塑劑兼穩(wěn)定性，它在聚氯乙烯塑料制品中的作用是其它增塑劑無法替代的。我國環(huán)氧大豆油的需求量正在逐年上升，其銷售價(jià)不僅沒有DOP高，反而略低于 DOP，因此，環(huán)氧大豆油具有較為廣闊的銷售市場。
二、2000噸/年項(xiàng)目簡介
1.環(huán)氧大豆油是對精煉大豆油采用過氧化合物處理而制得的一種產(chǎn)品。主要用做聚氯乙烯的增塑劑與熱穩(wěn)定劑。無毒，可做主增塑劑使用，是環(huán)氧類增塑劑中用量最多的種類。我國近年來各地相繼(中國報(bào)告網(wǎng))投資建設(shè)大噸位乙烯工程，因而整個(gè)塑料加工工業(yè)對增塑劑需求也在逐年增加，此外還有一定數(shù)量增塑劑產(chǎn)品出口。
本項(xiàng)目采用雙氧水法（無溶劑）制環(huán)氧大豆油技術(shù)。此技術(shù)是國際公認(rèn)的制備環(huán)氧類增塑劑的良好方法。環(huán)氧增塑劑，做為輔助增塑劑與熱穩(wěn)定劑使用時(shí)，添加量為6％。近些年來，由于對環(huán)氧大豆油使用技術(shù)不斷提高，亦可做主增塑劑使用，由于其無毒，且國內(nèi)外的塑料加工業(yè)均高速發(fā)展，因而環(huán)氧大豆油有良好的市場
2.效益分析及轉(zhuǎn)讓方式(以2000噸／年生產(chǎn)規(guī)模來估計(jì))
設(shè)備投資：200萬元（不含鍋爐）；廠 房： 1500 平米（含倉庫500平方米）估80萬元；蒸汽消耗4公斤／平方厘米（估15噸／噸產(chǎn)品）；噸完全成本： 8200元／噸；售 價(jià)： 9800元／噸；噸利稅： 1600元／噸；年利稅： 320萬元。
3．技術(shù)服務(wù)方式：設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、指導(dǎo)試車至出合格品止。
三、技術(shù)可行性分析
1　概述
1.1 產(chǎn)品用途
環(huán)氧大豆油屬環(huán)氧類增塑劑。世界上環(huán)氧類增塑劑的產(chǎn)量及消耗量僅次于鄰苯二酸酯類增塑劑，其中環(huán)氧大豆油占環(huán)氧類增塑劑總產(chǎn)量的70%左右。
環(huán)氧大豆油與聚乙烯(PVC)相溶性好，揮發(fā)性低，遷移性小，是一種廣泛使用的PVC增塑劑兼穩(wěn)定劑，具有良好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。在一般軟制品中加入2～3份，即可明顯地改善其對熱和光的穩(wěn)定性，在農(nóng)用薄膜中加入5份以上，則可大大改善其耐候性。
本品無毒，是世界上承認(rèn)的無毒增塑劑，國際食品、藥物管理局已批準(zhǔn)環(huán)氧大豆油可作為食品，藥物的包裝材料，玩具及家庭裝飾材料的助劑。
1.2產(chǎn)品性質(zhì)
環(huán)氧大豆油為淺黃色油狀液體。
平均分子量約為950，沸點(diǎn)150℃(4 mmhg)，流動(dòng)點(diǎn)-9℃，凝固點(diǎn)-15℃，閃點(diǎn)≥280℃，著火點(diǎn)＞304℃，粘度3250.325Pa•s(25℃)，蒸汽壓13.332Pa(150℃)，相對密度0.995，本品在水中溶解度＜0.01%(25℃)，水在本品中的溶解度為0.55%(25℃)，可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑和烴類。
質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
色澤(Fe-C。比色)　　≤3#　　環(huán)氧值(%)≥6.2　　碘值(gI2/100g)≤6.0
酸值(mgKOH/g)≤0.5　　加熱減量(125℃ 2 h)%≤0.3　　
熱穩(wěn)定性(環(huán)氧保留率177℃ 3 h) %≤95　　重金屬(以Pb計(jì))mg/kg≤10
砷(As)mg/kg　　≤10
國內(nèi)生產(chǎn)簡況
在我國環(huán)氧植物油類增塑劑起步較晚，發(fā)展慢，主要以環(huán)氧大豆油為主。其它品種如環(huán)氧亞麻油、環(huán)氧棉子油等沒有得到很好的開發(fā)，但規(guī)模小、分散，沒有形成規(guī)模產(chǎn)量、自控水平低。大多數(shù)工廠的生產(chǎn)能力在300t/a～500t/a左右，而且大部分采用以苯作溶劑的硫酸催化生產(chǎn)工藝，間歇生產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，售價(jià)(中國報(bào)告網(wǎng))偏高，不利擴(kuò)大市場。因而，增塑劑工業(yè)應(yīng)大力開 發(fā)研究環(huán)氧植物油新品種，提高控制水平，形成連續(xù)化生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模產(chǎn)量，降低成本，以適應(yīng)塑料制品工業(yè)不斷發(fā)展的需要。 2 環(huán)氧大豆油的傳統(tǒng)工藝 該工藝以苯為溶劑，以硫酸作催化劑，大豆油、甲酸、硫酸和苯配制成混合液，在攪拌下滴加雙氧水，進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)。反應(yīng)完成后，靜置分掉廢酸水，油層用稀堿液和軟水洗至中性。油水分離后，將油層進(jìn)行蒸餾，餾出之苯水混合物經(jīng)冷凝分離，苯返回重復(fù)使用，釜液進(jìn)行減壓蒸餾，截取成品餾份。其工藝流程復(fù)雜。
2　環(huán)氧大豆油生產(chǎn)新工藝
2.1　反應(yīng)機(jī)理
　　該工藝?yán)�用雙氧水中含有微酸性，在一定溫度下起引發(fā)作用。所加的穩(wěn)定劑對生成的過氧甲酸起穩(wěn)定作用，保證了過氧甲酸釋放出的氧原子能與大豆油中的不飽和鍵充分接觸，從而使環(huán)氧化反應(yīng)向產(chǎn)物方向進(jìn)行。其反應(yīng)式簡單。
2.2　工藝流程
在環(huán)氧化釜中加入大豆油，甲酸、穩(wěn)定劑和微量硫酸，攪拌下滴加雙氧水進(jìn)行反應(yīng)。因整個(gè)體系為放熱反應(yīng)，因而用冷卻水來控制反應(yīng)溫度，使其在60℃～70℃之間進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)。反應(yīng)終止后靜置分層，分去母液后用稀堿液進(jìn)行堿洗，再用軟水洗滌至中性。油層抽至脫水釜中，真空脫除油中所含水份后即得本產(chǎn)品。工藝流程簡單。
2.3 年生產(chǎn)能力2000t的環(huán)氧大豆油的生產(chǎn)車間。
上此項(xiàng)目新工藝的關(guān)鍵是環(huán)氧化過程。由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此在滴加低濃度雙氧水的過程中溫度會(huì)相應(yīng)升高，而溫度越高，反應(yīng)越劇烈，最終將導(dǎo)致開環(huán)和繼續(xù)氧化，從而使副產(chǎn)物增多，產(chǎn)品色澤變深，質(zhì)量下降。為了控制好雙氧水的滴加速度，保證反應(yīng)溫度在最佳的范圍內(nèi)波動(dòng)，以求得到最優(yōu)的產(chǎn)品及最高的收率。我們在環(huán)氧化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采取了對環(huán)氧化全過程(升溫、滴加雙氧水、降溫、保溫反應(yīng)，冷卻)的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)。這個(gè)控制水平在國內(nèi)是最先進(jìn)的。
3、 新老兩種生產(chǎn)工藝的比較
由以上論述可知，老的工藝生產(chǎn)流程長而且復(fù)雜，設(shè)備多，腐蝕嚴(yán)重，“三廢”處理量大。新工藝由于取消了溶劑苯，縮短了生產(chǎn)流程而且簡單，降低了防火等級(jí)，改善了勞動(dòng)環(huán)境，“三廢”污染少，所以固定資產(chǎn)投資遠(yuǎn)小于老工藝。
　　另外，新工藝的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于老工藝。評(píng)價(jià)環(huán)氧大豆油質(zhì)量的優(yōu)劣，其主要指標(biāo)環(huán)氧值當(dāng)然越高越好。但除了看環(huán)氧值外，還要看其環(huán)氧基團(tuán)熱穩(wěn)定性的高低。由于PVC制品加工時(shí)溫度很高，致使部分熱穩(wěn)定性差的環(huán)氧基團(tuán)自行開環(huán)破裂，起不到穩(wěn)定作用。老工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品環(huán)氧值一般為6.0%，在177℃加熱3h其環(huán)氧值的保留率在80%以上。而新工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品其環(huán)氧值大于6.2%，最高可達(dá)6.5%左右，熱穩(wěn)定性達(dá)95%，是國內(nèi)先進(jìn)水平。
5 結(jié)語
　　綜上所述，該新生產(chǎn)工藝技術(shù)先進(jìn)合理，運(yùn)行可靠，產(chǎn)品單耗和成本低，投資省，“三廢”少，不使用毒性大的苯溶劑，產(chǎn)品質(zhì)量處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。

回復(fù)：　回復(fù)時(shí)間：2008-07-28