C18脂肪酸甲酯的高真空间歇精馏初步研究

摘要

动植物与废弃餐饮油脂中含有对日常生产生活具有重要价值的脂肪酸酯，它不仅可以被用来制备绿色环保的新型燃料生物柴油，满足社会对能源燃料的需求，而且在日化、医药与保健品领域具有不可替代的作用。特定结构的脂肪酸酯具有特殊的用途，获取高纯脂肪酸酯是油脂分离领域的研究热点和难点。本文以富含硬脂酸、油酸与亚油酸的C18油脂作为主要原料，探索高真空间歇精馏的操作工艺参数对 C18系列脂肪酸甲酯分离提纯效果的影响，并提出较为方便的用于高真空萃取精馏萃取剂的筛选方法。本文研究内容不仅对油脂工业中脂肪酸酯的分离具有重要意义，而且也为热敏性物质以及物性相似的物质分离提纯提供借鉴方法。
　　本文首先分析了棕榈油原料油脂的理化性质，选择 CaO作为催化剂催化棕榈油，将原料由高沸点脂肪酸甘油酯转化为脂肪酸甲酯。借助气相色谱分析、气质联用以及核磁共振谱图法，准确对脂肪酸甲酯做定性与定量的分析检测，为整篇文章的研究内容的分析准确性与可靠性奠定基础。
　　研究了脂肪酸酯体系的高真空间歇精馏过程，考察了回流比、塔顶操作压力对精馏产品中脂肪酸甲酯的含量的影响。实验结果表明：一次精馏富集油酸甲酯与亚油酸甲酯含量在98％的产品，其中油酸甲酯含量约为85%，亚油酸甲酯含量约为13%，产率在15%~50%之间。采用二次精馏对一次精馏产品做进一步分离操作，可将油酸甲酯的含量提升至92%，塔釜获得油酸甲酯与硬脂酸甲酯的混合物。
　　对脂肪酸甲酯的主要物性参数进行了估算，利用Aspen Plus软件模拟了脂肪酸甲酯体系的高真空间歇及连续分离过程，间歇精馏模拟与实验结果吻合良好。模拟考察了回流比、操作压力等因素对连续精馏分离效果的影响，最终得到四个精馏塔的优化操作条件，在此条件下，油酸甲酯产品纯度可达90%以上。
　　为了能够提高分离效果，本文提出采用 COSMO-SAC模型筛选可用于真空萃取精馏的萃取剂的方法，并结合 Aspen Plus软件模拟数据辅助验证使用COSMO-SAC模型的可行性，这为筛选合适的离子液体作为萃取剂奠定基础。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1脂肪酸概述

1.2脂肪酸分离提纯技术

1.3精馏技术概述

1.4化工过程计算模拟

1.5立题意义与主要研究内容

第二章 实验原料以及分析检测方法

2.1引言

2.2实验试剂与仪器

2.3产品的分析检测

2.4原料理化性质分析

2.5原料酯化实验以及实验结果

2.6本章小结

第三章 高真空间歇精馏分离C18系列脂肪酸甲酯

3.1引言

3.2实验试剂与仪器

3.3实验装置与方法

3.4实验参数的测定

3.5实验结果与讨论

3.6本章小结

第四章 高真空精馏过程模拟

4.1模拟软件简介

4.2 C16~C18脂肪酸甲酯物性模拟

4.3高真空间歇精馏过程模拟

4.4高真空连续精馏过程模拟

4.5本章小结

第五章 萃取精馏过程中萃取剂的筛选

5.1萃取剂筛选

5.2选择性效果模拟

5.3本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢