一种利用高浓度双氧水反应热制备环氧大豆油的方法
【专利摘要】一种利用高浓度双氧水反应热制备环氧大豆油的方法，属于化工【技术领域】。本发明利用60%~70%高浓度双氧水为氧源，甲酸为催化剂，在不加热条件下制备环氧大豆油。最终得到的产品环氧值可达6.15%以上，碘值2.2g/100g以下，色度（Pt-Co）低于150。目前传统液相环氧化采用的35%~50%低浓度双氧水为氧源其最大缺陷是反应速度慢，产生废水量大并且需要加热进行反应。采用高浓度双氧水不仅可缩短反应时间，提高反应速率，获得更好的环氧值、碘值及脱色效果，而且通过优化工艺可实现不加热条件下进行环氧化反应，大大降低能耗，更加环保低碳，可广泛应用于植物油脂类的环氧化过程，具有很好的应用前景。
【专利说明】一种利用高浓度双氧水反应热制备环氧大豆油的方法
【技术领域】
[0001] -种利用高浓度双氧水反应热制备环氧大豆油的方法，属于化工【技术领域】。本发 明适用于各种不饱和脂肪酸酯类的深加工开发，具体涉及大豆油环氧化制备环氧大豆油增 塑剂的方法。
【背景技术】
[0002] 邻苯二甲酸酯类增塑剂是使用最广泛的一类增塑剂，然而由于此类增塑剂对人体 健康具有潜在的危害，随着环保安全意识的增强，各国相继出台法律限制此类产品的使用。 环氧植物油脂类增塑剂(如环氧大豆油、环氧脂肪酸甲酯）是一种新型的环保增塑剂，其毒 性极小，在很多国家被允许作为食品及医药的包装材料的增塑剂。
[0003] 目前，传统环氧大豆油工艺反应都使用35~50%浓度的双氧水，这种低浓度的双氧 水存大的最大缺点是反应速度慢，产生废水量大并且产品的单产率低，这一直是我国增塑 剂行业存在的技术难题，已成为长期以来影响环氧大豆油行业发展的技术瓶颈问题。使用 高浓度双氧水替代传统低浓度双氧水，不仅可缩短反应时间，提高反应速率，产生废水低， 而且可获得更好的环氧值，碘值；同时具有更好的脱色效果。此外使用高浓度双氧水因其反 应较快，反应放热明显，可以在短时间内聚热到环氧反应温度（60°C以上)，可以实现不加热 反应。从而大大降低环氧化反应耗能，降低碳用量，实现节能减排的环境效益。
[0004] 采用高浓度双氧水不加热条件下制备环氧大豆油，因单位体积的高浓度双氧水有 效过氧化氢量多，进行环氧化时加入的双氧水用量可以减少，单位体积的反应釜产率可提 高15%以上，同时运输双氧水量可减少30%以上，可降低运输成本。在节约能源上更显示出 了传统制法不可替代的优势。传统低浓度双氧水制备1吨环氧大豆油需要0.3吨蒸汽， 若某厂年产5万吨环氧大豆油，则每年需要蒸汽总量为1.5万吨，采用高浓度双氧水不加 热环氧化工艺，以反应热为热源，则其相当于一年可节省加热蒸汽费用约315万元，不仅能 实现相当可观的经济效益，同时消除了加热所带来的安全隐患，降低碳用量，从源头上实现 节能减排的环境效益。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种利用609Γ70%高浓度双氧水不加热条件下制备环氧大 豆油的方法。该方法操作工艺简单，能耗低，成本低，所得产品环氧大豆油产品质量好，环氧 值可达6. 15%以上，碘值2. 2 g/100g，色度（Pt-Co)低于150。
[0006] 本发明的技术方案：一种利用高浓度双氧水反应热制备环氧大豆油的方法，以碘 值12(Tl35 g/100g的大豆油为原料，质量浓度609Γ70%高浓度双氧水为氧源，甲酸为催化 齐U，利用反应热在不加热条件下生成环氧大豆油，其步骤为： (1)将大豆油和质量分数为85%-88%的甲酸按质量比为1 : 0. 06~0. 10加到装有温度 计、搅拌器、滴液装置的反应器中，反应器外包裹一层保温材料用于保温，然后打开搅拌器 进行搅拌，控制转速400 r/min; (2) 搅拌均匀后，转速提高到600r/min加快搅拌，然后缓慢滴加总加入量60%的双氧 水，15min内滴完，反应器包裹保温材料进行反应聚热，待温度达到60°C以上时撤去保温 材料，将反应器浸入到冷水浴中使散热，全部浸入以保证散热，温度开始下降，使温度不超 过70°C，逐渐减少浸入面积，又要防止温度过快下降，控制反应温度在65~70°C之间，反应 lh后，缓慢滴加余下的40%双氧水，继续反应2~3h ;其中大豆油和双氧水总质量比为1 : 0· 25?0· 35 ; (3) 反应结束后将反应混合液移至分液漏斗，恒温60°C静置分层40min，上层为油相， 下层为水相，分离出油相后用热水（7(T80°C )洗涤:Γ4次至中性，最后8(T90°C减压蒸馏得 到环氧大豆油产品。
[0007] 本发明的有益效果：提供一种利用609Γ70%高浓度双氧水在不加热条件下制备环 氧大豆油的方法。该方法反应时间短，工艺简单，能耗低；所得的环氧大豆油做增塑剂，环保 低毒，可应用于食品和医药包装材料；相对于目前采用309Γ50%双氧水环氧化脂肪酸甲酯， 现采用609Γ70%高浓度双氧水，甲酸用量降低，反应时间缩短50%以上，并且可以实现不加 热反应，大大降低成本。以年产5万吨环氧大豆油为计，使用传统低浓度双氧水则每年需要 加热蒸汽约1. 5万吨，而采用高浓度双氧水不加热工艺则在加热蒸汽这一项就可节约315 万元的成本，并且消除了加热所带来的安全隐患，降低碳用量，具有很好的应用前景。
【具体实施方式】
[0008] 下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步具体的说明，但本发明的权利范 围不只限于实施例的范围。
[0009] 实施例1 : 将碘值为127. 7 g/100g的大豆油60 g和质量分数88%甲酸3. 6 g，加到装有温度计、 搅拌器和滴液漏斗的三口烧瓶中。400r/min缓慢搅拌，待混合均匀后，600r/min剧烈搅拌， 缓慢滴加浓度70%的双氧水10.8 g，15 min内滴完。三口烧瓶外包裹保温材料进行聚热， 待温度达到60°C时撤去保温材料，浸入到冷水浴中，浸入面积根据温度而定，控制温度在 65~70°C。反应lh后，再缓慢滴加7. 2 g双氧水，继续反应2h。反应结束后将混合液移至分 液漏斗中，保温60°C静置分层40min ;热水洗油相直至pH值近中性。85°C条件下减压蒸馏 油相以得到产品环氧大豆油。
[0010] 所得产品环氧值为6.21%，碘值为2.08/10(^。色度（？卜(：〇)<125(原料色度 彡 300)。
[0011] 实施例2: 将60 g碘值为127. 7 g/100g的大豆油和3.6 g质量分数88%甲酸加到装有温度计、 搅拌器和滴液漏斗的三口烧瓶中。400r/min缓慢搅拌，待混合均匀后600r/min剧烈搅拌， 缓慢滴加浓度60%的双氧水12.6 g，15 min内滴完。三口烧瓶外包裹保温材料进行聚热， 待温度达到60°C时撤去保温材料，浸入到冷水浴中，浸入面积根据温度而定，控制温度低于 70°C。反应lh后，再缓慢滴加8. 4 g双氧水，继续反应2h。反应结束后将混合液移至分液 漏斗中，保温静置分层；热水洗油相直至pH值近中性。85°C条件下减压蒸馏油相以得到产 品环氧大豆油。
[0012] 所得产品环氧值为6. 25%，碘值为2. 2 g/100g。色度（Pt-Co) < 140 (原料色度
【权利要求】
1. 一种利用高浓度双氧水反应热制备环氧大豆油的方法，其特征在于，以碘值12(Γ135 g/l〇〇g的大豆油为原料，质量浓度609Γ70%高浓度双氧水为氧源，甲酸为催化剂，利用反应 热在不加热条件下生成环氧大豆油，其步骤为： (1) 将大豆油和质量分数为85%-88%的甲酸按质量比为1 : 0. 06~0. 10加到装有温度 计、搅拌器、滴液装置的反应器中，反应器外包裹一层保温材料用于保温，然后打开搅拌器 进行搅拌，控制转速400 r/min; (2) 搅拌均匀后，转速提高到600r/min加快搅拌，然后缓慢滴加总加入量60%的双 氧水，15min内滴完，反应器包裹保温材料用于聚热，待温度达到60°C以上时撤去保温材 料，将反应器浸入到冷水浴中使散热，全部浸入以保证散热，温度开始下降，使温度不超 过70°C，逐渐减少浸入面积，又要防止温度过快下降，控制反应温度在65~70°C之间，反应 lh后，缓慢滴加余下的40%双氧水，继续反应2~3h ;其中大豆油和双氧水总质量比为1 : 0· 25?0· 35 ; (3) 反应结束后将反应混合液移至分液装置，恒温60°C静置分层40min，上层为油相， 下层为水相，分离出的油相用7(T80°C热水洗涤：Γ4次至中性，最后8(T90°C减压蒸馏得到 环氧大豆油产品。
【文档编号】C07D301/12GK104086513SQ201410327177
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】蒋平平, 郑佳伟, 王富才, 陈旭清 申请人:江南大学, 上海阿科玛双氧水有限公司