[实用新型]一种油脂环氧化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工领域的化学反应及分离设备，特别涉及一种油脂环氧化装置。

背景技术

油脂是脂肪族羧酸与甘油所形成的酯，在室温下呈液态的称为油，呈固态的称为脂肪。用弱极性溶剂(如乙醚、石油、醚、苯、氯仿等)从动植物组织中萃取出的不溶于水的物质，其中最重要的有油脂、类脂和蜡三类。从植物种子中得到的大多为油，来自动物的大多为脂肪。油脂中的脂肪酸大多是正构含偶数碳原子的饱和的或不饱和的脂肪酸，常见的有肉豆蔻酸(C14)、软脂酸(C16)、硬脂酸(C18)等饱和酸和棕榈油酸(C16，单烯)、油酸(C18，单烯)、亚油酸(C18，二烯)、亚麻酸(C18，三烯)等不饱和酸。某些油脂中含有若干特殊的脂肪酸，如桐油中的桐油酸，菜油中的芥酸，蓖麻油中的蓖麻酸，椰子油中的橘酸等。油脂根据其饱和程度可分为干性油、半干性油和非干性油。不饱和程度较高，在空气中能氧化固化的称为干性油，如桐油；在空气中不固化的则为非干性油，如花生油；处于二者之间的则为半干性油。

在塑料、橡胶工业中，添加到聚合物中，能够增加材料加工成型时的可塑性和流动性能。并赋予制品柔韧性的有机物质被称为增塑剂。通常是一些粘稠的难挥发的高沸点液体有机化合物或容易熔化的低熔点固体。一般不与聚合物发生化学反应。增塑剂本身能给硬质聚合物以可塑性，能使聚合物的成型加工易于进行。能使塑料具备适合使用目的的种种特性。理想的增塑剂应具备的条件是：与树脂有良好的相容性，即被加工物质能够容纳尽可能多的增塑剂并形成均一、稳定的体系；增塑效率高，增塑速度快；耐久性好(挥发性低，迁移性小，耐抽出性高)；环境稳定性好(耐光、耐热、耐寒、耐菌、电绝缘性、耐化学药品和阻燃性好)；卫生性好(对人、畜和农作物无毒，不污染，无味)；无色，互溶性好；电绝缘性好；粘度稳定性好；价格低廉。

环氧增塑剂是含有三元氧环的化合物，主要有环氧化油、环氧化脂肪酸单酯和环氧化四氢邻苯二甲酸酯。环氧增塑剂的消费量仅次于邻苯二甲酸酯和脂肪族二元酸酯。环氧增塑剂中的环氧基团能捕捉从PVC降解时分离出的氯化氢。以抑制PVC的继续分解，因此环氧增塑剂既有增塑性，又兼有稳定性。可显著改善制品的耐候性。环氧增塑剂的环氧化工业生产，主要有双氧水作为氧给予体、乙酸作为氧载体的过氧乙酸法和由乙醛自动氧化制备过氧乙酸法连续环氧化法两种。环氧化大豆油和环氧化亚麻籽油是天然油脂中不饱和酸的双键经环氧化反应而成。其与PVC的相容性好，挥发性及迁移性均小，没有毒性，几乎可以用于所有的PVC制品，是国际上普遍采用的优良无毒增塑剂。其他含有大量不饱和键的天然油和天然产物如蓖麻油、菜籽油、蛹油、造纸工业副产物妥尔油等。均可生产性能优良的环氧增塑剂。

油脂环氧化过程的核心原理是碳碳双键与高能级氧原子结合，形成环氧键的过程。以环氧键进入油脂羧酸碳链中的氧原子，对临近分子的氢具有一定吸引作用，有倾向于夺取并形成羟基的势能，从而是环氧油脂宏观上比环氧之前的油脂具有更高的黏度，适宜做塑化剂使用。而聚氯乙烯内部分解产生的HCl，可以与环氧键容易结合，形成羟基和碳-氯结合键，从而宏观上减缓聚氯乙烯塑料分解速度，改善使用性能。

作为高能级氧原子的提供者，臭氧(O₃)比双氧水(H₂O₂)相对于油脂有更好的分散渗透能力和反应活性，可以省略所有其它载体、催化剂等物质，并完全没有废水产生，直接快速反应。由于没有供氧载体存在，不存在过氧化物积聚，同时臭氧气体与油脂的反应渗透良好，微观更为均匀，改善热量扩散也避免了局部积热超温，从而根本上免除油脂环氧化过程的爆炸危险。过程的简洁也有利于改善生产过程的经济效益。

传统制备环氧植物油脂的方法是用双氧水作为氧给予体，过氧羧酸(主要是过氧甲酸或过氧乙酸)进行环氧化。但是，传统生产过程生成的有机过酸极不稳定、易爆炸，而且腐蚀设备，产品选择性低、稳定性差、色泽深、产生大量的羧酸废水，引起严重的环境污染。

目前行业内使用的制备环氧植物油脂的设备主要是通用的夹套或盘管水冷却搅拌反应釜，该设备其生产出来的产品稳定性差，且生产过程中容易发生爆炸，并引起环境污染，同时，该设备生产过程复杂。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种油脂环氧化装置，使得油脂环氧化过程安全、清洁、环保、简单，并改善经济效益。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：