[发明专利]一种制备高品质环氧大豆油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备环氧大豆油的方法，属于化学合成技术领域。

背景技术

环氧大豆油是目前应用较广泛的无毒非苯类环保型塑料助剂-增塑剂，其兼有增塑剂和热稳定性的双重性能，而且无毒、安全环保，完全符合欧盟RoHS环保指令和美国FDA食品添加剂规则。

由于环氧大豆油对光、热有良好的稳定作用，耐水性和耐油性亦佳，因而可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电性能，且挥发性低、迁移性小。它不仅对聚氯乙烯有增塑作用，而且可使聚氯乙烯链上的活泼氯原子得到稳定，可以迅速吸收因热和光降解出来的氯化氢，从而阻滞聚氯乙烯的连续分解，起到稳定的作用，而且与聚氯乙烯有着良好的相容性，几乎可以用于所有的聚氯乙烯制品。与其他的增塑剂相比，环氧大豆油的另一个显著特点是其低温增塑性非常优良。在聚氯乙烯树脂中加入环氧大豆油，可以在低温情况下，明显起到增塑作用，增塑效果优于其他常用增塑剂。

现在环氧大豆油生产基本都采用无溶剂法。无溶剂法主要工艺是以甲酸或乙酸作为活性氧载体，27-50％双氧水作为氧的给体，在催化剂的作用下进行环氧化反应，在某一温度范围内将环氧剂滴加到大豆油中，常用的催化剂有硫酸、强酸性阳离子交换树脂，此外合成环氧大豆油的催化剂还有固体酸(如硫酸铝、硫酸铁)、杂多酸、固体超强酸，分子筛等。反应完毕后经碱洗、水洗，脱水，最后得到环氧大豆油。该法与溶剂法相比，生产工艺流程较短，副产物少，污染少，三废处理成本低，更符合绿色环保的要求，因此现在已基本取代了溶剂法，成为现今环氧大豆油生产的主要方法。CN101235021A则公开了一种杂多酸催化剂制备环氧大豆油的方法，以固态杂多酸盐QYMO(HO)为催化剂，不添加羧酸、无质子酸、无溶剂，环氧化过程无酸性废水产生，但产物的环氧值不高(环氧值＜6.0)；CN101445485A公开了一种低能耗、少废水的大豆油环氧化方法，环氧化体系为双氧水-甲酸，其关注点在于粗产物的后处理，用一次水洗再通过水蒸气蒸馏达到降酸和干燥产品的效果，减少工业废水的产生；专利CN101691524A公开了一种分步法制备高环氧值环氧大豆油的方法，在大豆油中分批或分步加入双氧水和甲酸，在严格控制的工艺条件下进行反应，得到高环氧值的环氧大豆油，环氧值达到6.9。但是这类环氧化反属于界面反应，反应时间较长，在酸性条件下较长的反应时间必然会导致环氧开环的副产物，因而环氧值难以达到7.0以上。并且此专利采用的方法中过氧酸的加入方式为分批或者分步加入，即间歇操作。专利CN10159158A公开了一种有机铼氧化物-过氧化脲催化制备环氧大豆油的方法，该方法以过氧化脲为氧源、有机铼氧化物为活性氧载体，同时避免了羧酸和强酸的使用，且获得了高环氧值环氧大豆油(环氧值＞7)，但是所用催化体系成本较高，过氧化脲用量较大，为大豆油质量的50％-100％，且过氧化脲反应后产生大量的副产物尿素；专利CN86104989A公开了一种环氧大豆油的生产方法，该方法用大豆油、39％双氧水、浓硫酸、冰醋酸反应7-8小时，一步法合成产品环氧大豆油，环氧值在6.0-6.4，这种方法生成的环氧基易开环，特别在环氧化后期，由于氧化剂双氧水浓度降低，环氧化速度较慢，生产周期长，反应温度不易控制。CN102876462公开了一种制备高品质环氧大豆油的方法，将双氧水和甲酸溶液混合，再添加催化剂和稳定剂，再将大豆油和上述混合物泵入微通道模块化反应装置中，在一定停留时间和反应温度下反应，将粗产物导入分离器，再经碱洗、水洗等后处理操作，得到高品质环氧大豆油。但是上述专利中存在诸多问题：在反应过程中，需要使用大量酸性溶液，因而对后处理和环境保护的要求增高，后处理相对繁琐，环境污染严重。

目前，国内的环氧大豆油生产厂家的生产工艺是以“一步法”无溶剂浓硫酸催化为主，产品的环氧值在6-6.5之间。存在的问题主要表现在：①合成工艺落后，酸水排放大，控温不准确；②设备及自控水平低③安全性差④难以避免的副反应导致产品品质不高(环氧值低)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对植物油环氧化不能连续生产、自动化程度低、酸性反应液用量大、耗能严重、不能准确控制反应温度、选择性低、安全性不高、环氧化速度低、不能连续生产等缺陷而提出一种制备高品质环氧大豆油的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：