环氧大豆油的配方和工艺

倪老师你好,我想生产环氧大豆油,但是一 无所知,希望得到你的帮助.

咨询者：沈亮　咨询时间：2008-07-27　状态：已回复

一、概述
环氧大豆油是一种广泛使用的无毒、无味的聚氯乙烯增塑剂兼稳定剂，对光、热有良好的稳定作用，且相容性好、挥发性低。它既能吸收聚氯乙烯树脂在分解时放出的氯化氢，又能与聚氯乙烯树脂相容，几乎可以用于所有的聚氯乙烯制品。在聚氯乙烯树脂制品中使用，可明显改善制品的光、热稳定性。在要求耐候性高的农用薄膜中加入5份可大大延长使用寿命。使用环氧大豆油的聚氯乙烯塑料制品，不但其材料成本会有所降低，它的各项物理性能还有不同程度的提高，如耐加工性、耐热老化性、耐折性等。
该产品可应用范围于全部软、硬聚氯乙烯制品的配方中均可应用环氧大豆油，其中聚氯乙烯无毒制品、聚氯乙烯透明制品、透明瓶、透明盒、食品、药物包装材料、聚氯乙烯医用制品“输血袋”，聚氯乙烯户外使用的塑料制品，防水卷材，塑料门窗，贴墙纸塑料膜等必须应用环氧大豆油，保证制品无毒、透明、光及热稳定性优良。生产200吨/年环氧大豆油工厂，其中厂房约需才100平方米、仓库约需才100平方米，生产操作人员约需 5～6名，化验人员1～2名。
目前，我国市场上塑料剂价格飞涨，主增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）已超过1.5万元/吨，而且还有继续上涨的趋势。环氧大豆油作为增塑剂兼稳定性，它在聚氯乙烯塑料制品中的作用是其它增塑剂无法替代的。我国环氧大豆油的需求量正在逐年上升，其销售价不仅没有DOP高，反而略低于 DOP，因此，环氧大豆油具有较为广阔的销售市场。
二、2000吨/年项目简介
1.环氧大豆油是对精炼大豆油采用过氧化合物处理而制得的一种产品。主要用做聚氯乙烯的增塑剂与热稳定剂。无毒，可做主增塑剂使用，是环氧类增塑剂中用量最多的种类。我国近年来各地相继(中国报告网)投资建设大吨位乙烯工程，因而整个塑料加工工业对增塑剂需求也在逐年增加，此外还有一定数量增塑剂产品出口。
本项目采用双氧水法（无溶剂）制环氧大豆油技术。此技术是国际公认的制备环氧类增塑剂的良好方法。环氧增塑剂，做为辅助增塑剂与热稳定剂使用时，添加量为6％。近些年来，由于对环氧大豆油使用技术不断提高，亦可做主增塑剂使用，由于其无毒，且国内外的塑料加工业均高速发展，因而环氧大豆油有良好的市场
2.效益分析及转让方式(以2000吨／年生产规模来估计)
设备投资：200万元（不含锅炉）；厂 房： 1500 平米（含仓库500平方米）估80万元；蒸汽消耗4公斤／平方厘米（估15吨／吨产品）；吨完全成本： 8200元／吨；售 价： 9800元／吨；吨利税： 1600元／吨；年利税： 320万元。
3．技术服务方式：设计、培训、指导试车至出合格品止。
三、技术可行性分析
1　概述
1.1 产品用途
环氧大豆油属环氧类增塑剂。世界上环氧类增塑剂的产量及消耗量仅次于邻苯二酸酯类增塑剂，其中环氧大豆油占环氧类增塑剂总产量的70%左右。
环氧大豆油与聚乙烯(PVC)相溶性好，挥发性低，迁移性小，是一种广泛使用的PVC增塑剂兼稳定剂，具有良好的热稳定性和光稳定性。在一般软制品中加入2～3份，即可明显地改善其对热和光的稳定性，在农用薄膜中加入5份以上，则可大大改善其耐候性。
本品无毒，是世界上承认的无毒增塑剂，国际食品、药物管理局已批准环氧大豆油可作为食品，药物的包装材料，玩具及家庭装饰材料的助剂。
1.2产品性质
环氧大豆油为浅黄色油状液体。
平均分子量约为950，沸点150℃(4 mmhg)，流动点-9℃，凝固点-15℃，闪点≥280℃，着火点＞304℃，粘度3250.325Pa•s(25℃)，蒸汽压13.332Pa(150℃)，相对密度0.995，本品在水中溶解度＜0.01%(25℃)，水在本品中的溶解度为0.55%(25℃)，可溶于大多数有机溶剂和烃类。
质量标准
色泽(Fe-C。比色)　　≤3#　　环氧值(%)≥6.2　　碘值(gI2/100g)≤6.0
酸值(mgKOH/g)≤0.5　　加热减量(125℃ 2 h)%≤0.3　　
热稳定性(环氧保留率177℃ 3 h) %≤95　　重金属(以Pb计)mg/kg≤10
砷(As)mg/kg　　≤10
国内生产简况
在我国环氧植物油类增塑剂起步较晚，发展慢，主要以环氧大豆油为主。其它品种如环氧亚麻油、环氧棉子油等没有得到很好的开发，但规模小、分散，没有形成规模产量、自控水平低。大多数工厂的生产能力在300t/a～500t/a左右，而且大部分采用以苯作溶剂的硫酸催化生产工艺，间歇生产。产品质量不稳定，售价(中国报告网)偏高，不利扩大市场。因而，增塑剂工业应大力开 发研究环氧植物油新品种，提高控制水平，形成连续化生产、实现经济规模产量，降低成本，以适应塑料制品工业不断发展的需要。 2 环氧大豆油的传统工艺 该工艺以苯为溶剂，以硫酸作催化剂，大豆油、甲酸、硫酸和苯配制成混合液，在搅拌下滴加双氧水，进行环氧化反应。反应完成后，静置分掉废酸水，油层用稀碱液和软水洗至中性。油水分离后，将油层进行蒸馏，馏出之苯水混合物经冷凝分离，苯返回重复使用，釜液进行减压蒸馏，截取成品馏份。其工艺流程复杂。
2　环氧大豆油生产新工艺
2.1　反应机理
　　该工艺利用双氧水中含有微酸性，在一定温度下起引发作用。所加的稳定剂对生成的过氧甲酸起稳定作用，保证了过氧甲酸释放出的氧原子能与大豆油中的不饱和键充分接触，从而使环氧化反应向产物方向进行。其反应式简单。
2.2　工艺流程
在环氧化釜中加入大豆油，甲酸、稳定剂和微量硫酸，搅拌下滴加双氧水进行反应。因整个体系为放热反应，因而用冷却水来控制反应温度，使其在60℃～70℃之间进行环氧化反应。反应终止后静置分层，分去母液后用稀碱液进行碱洗，再用软水洗涤至中性。油层抽至脱水釜中，真空脱除油中所含水份后即得本产品。工艺流程简单。
2.3 年生产能力2000t的环氧大豆油的生产车间。
上此项目新工艺的关键是环氧化过程。由于该反应是放热反应，因此在滴加低浓度双氧水的过程中温度会相应升高，而温度越高，反应越剧烈，最终将导致开环和继续氧化，从而使副产物增多，产品色泽变深，质量下降。为了控制好双氧水的滴加速度，保证反应温度在最佳的范围内波动，以求得到最优的产品及最高的收率。我们在环氧化系统的设计中，采取了对环氧化全过程(升温、滴加双氧水、降温、保温反应，冷却)的自动化控制设计。这个控制水平在国内是最先进的。
3、 新老两种生产工艺的比较
由以上论述可知，老的工艺生产流程长而且复杂，设备多，腐蚀严重，“三废”处理量大。新工艺由于取消了溶剂苯，缩短了生产流程而且简单，降低了防火等级，改善了劳动环境，“三废”污染少，所以固定资产投资远小于老工艺。
　　另外，新工艺的产品质量优于老工艺。评价环氧大豆油质量的优劣，其主要指标环氧值当然越高越好。但除了看环氧值外，还要看其环氧基团热稳定性的高低。由于PVC制品加工时温度很高，致使部分热稳定性差的环氧基团自行开环破裂，起不到稳定作用。老工艺生产的产品环氧值一般为6.0%，在177℃加热3h其环氧值的保留率在80%以上。而新工艺生产的产品其环氧值大于6.2%，最高可达6.5%左右，热稳定性达95%，是国内先进水平。
5 结语
　　综上所述，该新生产工艺技术先进合理，运行可靠，产品单耗和成本低，投资省，“三废”少，不使用毒性大的苯溶剂，产品质量处于国内领先地位，经济效益和环境效益显著。

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