硼同位素分离—裂解刘晶晶2010年10月24日 - 天津大学研究生e.PPT

报告人：刘艳 时间：2012.11.07 混合脂肪酸甲酯的分离研究 1 课题背景及意义 2 研究目的 3 研究内容 4 研究方法 5 研究进度安排 1.1 脂肪酸甲酯简介 脂肪酸甲酯，工业上又称生物柴油。主要由可再生的天然植物油脂如大豆油、菜籽油、棕榈油等经甲酯化反应制得，产物为C12~C22脂肪酸甲酯的混合物。 1 课题背景及意义 大豆油制脂肪酸甲酯的组成 C12 C14-0 C14-1 C16-0 C16-1 C18-0 C18-1 C18-2 C18-3 C18 Wt(%) 0.3 --- --- 22.8 --- 6.4 37.4 21.7 1.8 --- 主要成分为棕榈酸甲酯（C16-0）、油酸甲酯（C18-1）、亚油酸甲酯（C18-2） Table 1 Composition of fatty acid methyl esters from soybean oil 可再生、可生物降 解的绿色环保能源。 原料价格导致其生 产成本及市场价格 高，市场竞争力不 如普通柴油，阻碍 了其大规模发展。 因此，有必要对生物 柴油进行深加工，如 分离得到单一的脂肪 酸甲酯，用来生产高 附加值的化工产品。 生物柴油利用现状 油酸甲酯 亚油酸甲酯 棕榈酸甲酯 制备环氧油酸甲酯，用作PVC增塑剂。 制备二聚酸，用作酰胺树脂的中间体。 杀虫剂辅剂。 通过异构化反应制得共轭亚油酸甲酯，可用作抗癌药物 制取亚油酸丸益寿宁等药物，可预防和改善心脑血管疾病。 单一脂肪酸甲酯的用途 生产环保型表面活性剂MES，用作洗涤剂、乳化剂、发泡剂。 与Vc合成安全高效营养型抗氧化剂L-抗坏血酸棕榈酸酯。 2 研究目的 根据原料（大豆油制备的混合脂肪酸甲酯）的物性，选择合适的分离方法，建立分离流程，得到纯度99.5%的棕榈酸甲酯、纯度99%的油酸甲酯以及纯度99%的亚油酸甲酯，为工业上更加有效地利用生物柴油提供一条可行的途径。 脂肪酸甲酯C原子数不同，沸点也不同。平均每增加一个C原子，沸点上升10 ℃ 。工业上最常用的分离C原子数不同的脂肪酸甲酯的方法。 减压精馏 高温易使不饱和脂肪酸甲酯发生氧化、聚合、裂解反应，影响产品质量及收率。因此，操作压力要尽量低。 工业上分离脂肪酸甲酯的几种主要方法 C原子数相同但饱和度不同的脂肪酸甲酯，如油酸甲酯与亚油酸甲酯沸点相差很小，不能通过减压精馏分离。 C12 C14-0 C14-1 C16-0 C16-1 C18-0 C18-1 C18-2 C18-3 C18 BP(℃) --- 114 --- 136 --- 155.5 152.5 149.5 --- --- Table 2 Boiling points of different fatty acid methyl esters (133.3Pa) 脂肪酸甲酯的沸点 向脂肪酸甲酯混合物中加入溶剂，根据溶解度不同，降低温度到一定程度，饱和脂肪酸甲酯或单不饱和脂肪酸甲酯会从溶剂中结晶析出，从而达到分离的目的。 低温结晶法 优点：此法不存在高温不稳定的问题。 缺点：结晶温度低，冷耗大；需要回收大量的溶剂；分离纯度不高。 尿素在结晶过程中，易与饱和脂肪酸甲酯或单不饱和脂肪酸甲酯形成晶体包合物，在低温条件下结晶析出，达到分离目的。 尿素包合法 优点：操作温度合适；能够分离C原子数相同但饱和度不同的脂肪酸甲酯。 缺点：产品收率低，纯度不高，需要多次包合；需要回收尿素及溶剂。 尿素包合法进一步分离C18甲酯中的油酸甲酯与亚油酸甲酯 减压精馏分离出混合物中的C16甲酯与C18甲酯。 Step 1 Step 2 3 研究内容 减压精馏 建立分离流程，操作压力133.3pa，研究达到分离要求所需要的理论塔板数、回流比。 进料位置、进料温度、回流比、采出量对分离效果的影响，并选择最佳的操作条件。 分离序列对减压精馏分离效果、能耗、设备投资的影响，优化分离序列。 尿素包合法 尿素的添加量及尿素与溶剂的比例对分离效果的影响，确定尿素及溶剂的最佳用量。 降温速度、最终冷却温度及包合时间对分离效果的影响，确定最佳的降温速率及终冷温度。 尿素包合次数对产品纯度及收率的影响，确定最佳的包合次数。 4 研究方法 实验研究 进行间歇减压精馏实验，将C16甲酯与C18甲酯分离出来，气相色谱测定产品组成。为减压精馏模拟提供实验数据。 分离出来的C18甲酯进行尿素包合实验，研究不同操作条件如尿素用量对分离效果的影响。 模拟研究 用PRO2流程模拟软件，建立减压精馏分离流程。根