專利名稱：一種利用廢油及油腳生產環(huán)保型增塑劑的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢物回收利用的方法，具體是指一種利用廢油及油腳生產環(huán)保型增塑劑 的方法。
背景技術：
鄰苯二甲酸酯類增塑劑是目前使用的最廣泛的一類增塑劑，如D0P等。但由于此類增塑 劑含有芳香族化合物，嚴重存在著威脅人們的身體健康與生存環(huán)境，各國相繼出臺法律限制 此類產品的使用。美國等國正逐年減少其產量，導致該產品市場價格猛漲，聚氯乙烯生產企 業(yè)強烈呼吁此類產品的替代品的出現(xiàn)。環(huán)氧類增塑劑是分子結構中帶有環(huán)氧基團的化合物， 它不僅對PVC有增塑作用，而且可使聚氯乙烯鏈上的活潑氯原子穩(wěn)定，結構中的環(huán)氧基團可 以吸收因光和熱降解出來的氯化氫，從而阻止PVC的連續(xù)分解作用，起到穩(wěn)定劑的作用；此 外環(huán)氧類增塑劑與金屬穩(wěn)定劑同時應用，還能起到協(xié)同作用，穩(wěn)定效果更為顯著，所以環(huán)氧 類增塑劑的應用日益廣泛。環(huán)氧增塑劑與主增塑劑DOP等相比較，其突出優(yōu)點是毒性極小、 耐熱、耐光、穩(wěn)定性能好，在許多國家已允許用于食品及醫(yī)藥的包裝材料。目前環(huán)氧增塑劑 的原料主要是由天然油脂、脂肪酸單酯等。天然油脂主要是大豆油、棉籽油、菜子油、玉米 油等。大部分天然油脂為食用油，目前世界食用油價格不斷上漲，用天然油脂生產的環(huán)氧型 增塑劑成本高，生產出的產品價格很高，而本發(fā)明利用廢油、油腳生產出的脂肪酸甲酯，其 價格較低，使用性能良好。由于廢棄油脂的酸值較高，目前工業(yè)上利用廢棄油脂生產脂肪酸 甲酯的方法一般采用酸堿兩步催化法，分別進行酯化和酯交換反應，此種工藝存在反應流程 長，堿催化時容易發(fā)生皂化，分層困難，產生的廢水多等缺點。工業(yè)上脂肪酸甲酯的方法是 將脂肪酸甲酯、甲酸、雙氧水在濃硫酸的催化作用下，在50—65'C下反應數小時，反應結束 后靜置分層，去除水相，上層有機相堿洗中和殘留的酸，水洗，減壓蒸餾，最后得到產品。 上述工藝存在著催化劑酸性強、對設備腐蝕性大、產品顏色深，反應時間長，后處理環(huán)節(jié)多， 工藝復雜，產生的酸性廢水無法有效處理等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的不足，提出一種可有效回收、利用廢油及油腳生產環(huán)保型增塑 劑的方法。
本發(fā)明是通過下述技術方案得以實現(xiàn)的
一種利用廢油及油腳生產環(huán)保型增塑劑的方法，其特征是按下述步驟進行的 (1)將廢油經過預處理后得到的混合油脂加入到反應釜內(2) 再向反應釜中加入反應物，反應物是占混合油脂(質量百分比)5~50%的甲醇，加 入占混合油脂(質量百分比)廣5%、高濃度硫酸、髙氯酸、硝酸中的一種為催化劑，控制溫 度在65-140",壓力在0.1-1. OMPa的條件下，通過酯化、酯交換一步法反應3-30小時；當 然所用的反應為乙醇、丙醇、丁醇中的一種或幾種也是可以的
(3) 反應結束后回收甲醇，待無壓力后分離出無機酸和反應中生成的水及甘油，剩余脂 肪酸甲酯留用；
(4) 再將脂肪酸甲酯加入到反應釜內，加入占脂肪酸甲酯(質量百分比)20-75%的雙氧
水；
(5) 然后，加熱反應物，當反應物溫度達到55-65'C后，再加入占脂肪酸甲酯(質量百 分比)5-25%的甲酸，繼續(xù)在反應溫度為40-85匸、常壓下進行反應l一8小時；
(6) 反應結束后，靜置分出酸水，然后進行純化分離，可得產物。
作為優(yōu)選，上述環(huán)保型增塑劑生產方法中所述的廢油是指植物油下腳料、地溝油、廢餐 飲用油、潲水油、以及各種價值較小的廢棄物等。
作為優(yōu)選，上述環(huán)保型增塑劑生產方法中所述的預處理是指把廢油中的雜質通過過濾、 分層的去除過程，使廢油處理后的成份(質量百分比)達到水份<2%，雜質<2% 。
作為優(yōu)選，上述環(huán)保型增塑劑生產方法，步驟(2)中所述的向反應釜中加入的反應物是 占混合油脂(質量百分比)10—30%的甲醇。所述的催化劑是指98%的濃硫酸，反應條件是 控制溫度在95-100"，壓力在0.5-0.6MPa的條件下，通過酯化、酯交換一步法反應7-10小 時。
作為優(yōu)選，上述環(huán)保型增塑劑生產方法中所述的加入占脂肪酸甲酯(質量百分比)40-55 %、濃度為35-50%的雙氧水。
作為優(yōu)選，上述環(huán)保型增塑劑生產方法中所述的步驟(5)中加入的甲酸為占脂肪酸甲酯 (質量百分比)7-15%、濃度為85-90%的甲酸，繼續(xù)在反應溫度為50-65'C、常壓下進行反 應1一5小時。
作為優(yōu)選，上述環(huán)保型增塑劑生產方法中所述的純化分離是指采用汽提方法。反應結束精 制分出酸水后，還有部分甲酸殘存在增塑劑產品中，常見的脫酸方法是用大量的清水反復洗 滌，這樣做的弊端是消耗大量的水資源，同時產生了大量工藝廢水。采用汽提裝置無須水洗， 減少廢水的排放。
本發(fā)明是利用廢油、油腳為原料，首先進行預處理除雜質，在一定壓力攪拌下反應，對 設備要求不是很高。由于反應帶有一定壓力，甲醇等能較充分接觸油脂，使反應轉化率提高；由于溫度對酯化反應、酯交換反應的影響很大，溫度低反應速度慢，反應時間長，轉化率低; 溫度髙可以促進反應向正方向進行，反應速度較快，轉化率較高，但溫度太高會引起原料油 的碳化，設備承受的壓力增加，經試驗反應適合的溫度為在65—140"C，優(yōu)選為95—100X:。 在上述反應條件下，產品得率穩(wěn)定達在95%以上。同時本發(fā)明在密閉的反應體系內進行，甲 醇等由于反應溫度較高而揮發(fā)的量很少，減少了甲醇等的消耗，反應完畢后在一定的溫度范 圍內將甲醇等蒸出，蒸出的甲醇回收利用，這也減少了甲醇等的用量，降低了成本，節(jié)約了 能源。本發(fā)明脂肪酸甲酯環(huán)氧化反應時采用高效混合反應器，在高效混合反應器內反應物被 分散成微小粒子，相互之間的接觸面積大，加快了反應速度，反應時間大大縮短，有效地節(jié) 省了人力物力，提高了效率，增加了產量。用本發(fā)明生產的環(huán)氧脂肪酸甲酯環(huán)氧值達到5.0 %。本發(fā)明環(huán)氧化反應后處理階段采用特殊的分離裝置，免堿洗水洗脫酸，且廢酸水通過綜 合回收利用裝置后與碳酸鹽反應生一種新型飼料添加劑——甲酸鹽等。該廢水綜合回收利用 技術已在專利200610049113. 6中公開，既避免了復雜的后處理工序，又可以免除廢酸水的排 放，有利于環(huán)境保護。用本發(fā)明生產的環(huán)氧脂肪酸甲酯環(huán)氧值高，毒性小，與PVC的相容性 好。
有益效果本發(fā)明的目的是提供一種利用廢油、油腳生產環(huán)保型增塑劑的方法，該方法 是在催化劑的作用下酯化，酯交換一步進行，不需脫色，環(huán)氧過程中不添加任何穩(wěn)定劑，采 用了高效混合反應器，反應時間縮短，改進了現(xiàn)有的環(huán)氧類增塑劑生產工藝中存在的缺陷， 降低能耗，簡化工藝，且最終反應過程中生成的含甲酸廢水可以綜合回收利用，通過添加一 種廉價的碳酸鹽生成一種新型飼料添加劑——甲酸鹽等。
與其他技術相比-
1、公開號CN101070510的專利公開了一種利用廢棄油脂生成環(huán)氧增塑劑的方法，該反 應是在堿液的催化作用下，脫酸脫膠，脫堿脫臭后，采用預酯化，二步酯交換的工藝路線， 工藝及其復雜。
2、公開號CN101029177A的專利公開了一種利用地溝油及廢棄的動植物油脂制備環(huán)氧增 塑劑的方法，該方法是在添加三聚磷酸鈉作為穩(wěn)定劑的條件下進行反應生成，成本較高。
具體實施方式
實施例l
將廢油、油腳預處理除去雜質水分后，加入油重的20%的甲醇和4%的濃硫酸，體系密封 好后開始加熱，反應溫度控制在100r，壓力0.6MPa,反應8小時后，酯化率95%,反應結 束，控制溫度在90C蒸出未反應的甲醇，靜置分水后堿洗，得到脂肪酸甲酯。將脂肪酸甲 酯質量比40%的雙氧水(3590加入環(huán)氧化反應釜中，加熱到50'C,再滴加質量比15%的甲 酸(90%)，在溫度60X:下攪拌反應6小時，反應結束后，進行免水洗分離，得到產品環(huán)氧脂
肪酸甲酯增塑劑，經測試環(huán)氧值5.0%
實施例2
將廢油、油腳預處理出去雜質水分后，加入油重的25%的工業(yè)甲醇和3%的濃硫酸，體系 密封好后開始加熱，反應溫度控制在95iC，壓力0.5MPa，反應7小時后，酯化率'97%,反應 結束，控制溫度在98C，蒸出未反應的甲醇，靜置分水后堿洗，得到脂肪酸甲酯。將脂肪酸 甲酯質量比20%的雙氧水(35%)加入環(huán)氧化反應釜中，加熱到50"C，再滴加10%的甲酸(85%)， 在溫度62"下攪拌反應8小時，反應結束后，進行免水洗分離，得到產品環(huán)氧脂肪酸甲酯增 塑劑，經測試環(huán)氧值4.8% 實施例3
將廢油、油腳預處理出去雜質水分后，加入油重的10%的甲醇和4%的濃硫酸，體系密封 好后開始加熱，反應溫度控制在70匸，壓力0.9MPa,反應20小時后，酯化率98%,反應結 束，控制溫度在120C蒸出未反應的甲醇，靜置分水后堿洗脫水，得到脂肪酸甲酯，將脂 肪酸甲酯質量比25%的雙氧水(50%)加入環(huán)氧化反應釜中，加熱到60"，再滴加20%的甲 酸(90%)，在溫度701C下攪拌反應8小時，反應結束后，進行免水洗分離，得到產品環(huán)氧脂 肪酸甲酯增塑劑，經測試環(huán)氧值5.2%。
權利要求
1.一種利用廢油及油腳生產環(huán)保型增塑劑的方法，其特征是按下述步驟進行的(1)將廢油經過預處理后得到的混合油脂加入到反應釜內；(2)再向反應釜中加入反應物，反應物是占混合油脂(質量百分比)5—50％的甲醇，加入占混合油脂(質量百分比)1—5％、高濃度硫酸、高氯酸、硝酸中的一種為催化劑，控制溫度在65—140℃，壓力在0.1—1.0MPa的條件下，通過酯化、酯交換一步法反應3—30小時；(3)反應結束后回收甲醇，待無壓力后分離出無機酸和反應中生成的水及甘油，剩余脂肪酸甲酯留用；(4)再將脂肪酸甲酯加入到反應釜內，加入占脂肪酸甲酯(質量百分比)20—75％的雙氧水；(5)然后，加熱反應物，當反應物溫度達到55—65℃后，再加入占脂肪酸甲酯(質量百分比)5—25％的甲酸，繼續(xù)在反應溫度為40—85℃、常壓下進行反應1—8小時；(6)反應結束后，靜置分出酸水，然后進行純化分離，可得產物。
2、 根據權利要求1所述的環(huán)保型增塑劑生產方法，其特征在于所述的廢油是指植物油下 腳料、地溝油、廢餐飲用油、潲水油。
3、 根據權利要求1所述的環(huán)保型增塑劑生產方法，其特征在于所述的預處理是指把廢油 中的雜質通過過濾、分層的去除過程，使廢油處理后的成份(質量百分比)達到水份<2%, 雜質<2% 。
4、 根據權利要求1所述的環(huán)保型增塑劑生產方法，其特征在于步驟(2)中所述的向反 應釜中加入的反應物是占混合油脂(質量百分比)10—30%的甲醇。
5、 根據權利要求1所述的環(huán)保型增塑劑生產方法，其特征在于歩驟(2)中所述的催化 劑是指98%的濃硫酸，反應條件是控制溫度在95—100X:，壓力在0.5—0.6MPa的條件下，通 過酯化、酯交換一歩法反應7—10小時。
6、 根據權利要求1所述的環(huán)保型增塑劑生產方法，其特征在于所述的加入占脂肪酸甲酯 (質量百分比)40—55%、濃度為35—50%的雙氧水。
7、 根據權利要求1所述的環(huán)保型增塑劑生產方法，其特征在于所述的歩驟(5)中加入 的甲酸為占脂肪酸甲酯(質量百分比)7—15%、濃度為85-90%的甲酸，繼續(xù)在反應溫度為 50"65'C、常壓下進行反應1—5小時。
8、 根據權利要求1所述的環(huán)保型增塑劑生產方法，其特征在于所述的純化分離是指采用 汽提方法。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種廢物回收利用的方法，具體是指一種利用廢油及油腳生產環(huán)保型增塑劑的方法。具體是指一種廢油通過與甲醇反應，再把反應后的酯與雙氧水反應，再與甲醇反應的一系列過程，最后得到產品環(huán)氧脂肪酸甲酯增塑劑。本發(fā)明的優(yōu)點是酯交換一步進行，不需脫色，環(huán)氧過程中不添加任何穩(wěn)定劑，采用了高效混合反應器，反應時間縮短，降低能耗，簡化工藝，更環(huán)保。本發(fā)明可廣泛應用于各種產生廢油的場合。
文檔編號C08K5/00GK101372539SQ20081006370
公開日2009年2月25日 申請日期2008年7月31日 優(yōu)先權日2008年7月31日
發(fā)明者健 沈, 章金富 申請人:浙江嘉澳化工有限公司