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摘要:甘油蒸馏残渣中主要含有甘油、聚合甘油、水、盐等成分,采用乙醇为溶剂,用萃取的方法提取其中的甘油、聚合甘油,经分离溶剂后直接用于配制多种润滑剂,溶剂与被萃取物最佳体积比为4:1。
关键词:甘油蒸馏残渣 溶剂 甘油 聚合甘油 工业润滑剂
1 概述
随着生物柴油产业的不断发展,其副产物粗甘油产量也越来越多,2011年全世界生物柴油产量约为2000万吨,粗甘油产量约为230万吨,加上其它产业(如肥皂)副产的甘油,产生了甘油产品供过于求的局面,因此,甘油的深加工利用一直是国内外研究的热门话题,目前,生物柴油副产的甘油一般经蒸馏提纯后再进行深加工处理,制成各种规格的甘油产品,或经与其它原料进一步反应制备二氯丙醇、丙二醇、甘油醛等一系列化工产品。甘油经蒸馏后产生约5~10%的残渣,其中含有甘油、聚甘油、水、盐等成分,具有很高经济价值的[1]。然而,由于甘油蒸馏残渣的组分复杂,其除杂、脱色非常困难,其中的甘油、聚合甘油不经过处理是无法使用的,没有任何商品价值。目前对甘油蒸馏残渣的处理利用,起码在国内尚未找到简便、有效的方法。本研究试图通过溶剂萃取粗甘油蒸馏残渣的甘油、聚甘油,分去盐类杂质,然后经蒸馏分去乙醇和水,得到的甘油和聚甘油直接用于配制润滑剂,使甘油蒸馏残渣得到充分利用,解决甘油深加工过程中的废渣利用和处理问题。
2 实验部分
2.1 主要药品及仪器
2.1.1 主要药品 甘油蒸馏残渣、乙醇、丙烯乙二醇、香料、三氯蔗糖、羟乙基纤维素、去离子水香精。
2.1.2 主要仪器 烧杯、电子天平、电动搅拌器、玻璃棒、量筒、过滤器、萃取器、旋转蒸发器。
2.2 实验步骤
2.2.1 将称量后的甘油蒸馏残渣放入萃取器中,加入4倍量的乙醇,待萃取器中产生清晰的固液分界面时,放出下层固体,将剩余液体加至过滤器中,滤去悬浮物,得到的清液移到旋转蒸发器中,加热蒸馏去溶剂乙醇,得到甘油与聚合甘油的混合物。
2.2.2 将上述得到的甘油与聚合甘油混合物,按润滑剂配方计量,与配方的其它组成部分在烧杯中搅拌混合,得到润滑剂。
2.3 萃取过程中溶剂与被萃取物最佳比例的探究 萃取过程中,溶剂与被萃取物的比例(体积比)影响到萃取效率与溶剂的损耗,为了在萃取效率与溶剂的损耗间取得平衡,需要通过实验确定最佳的溶剂与被萃取物比例,设置了6个不同的比例(1:1;2:1;3:1;4:1;5:1;6:1)進行实验,发现当溶剂与被萃取物比例低时,萃取率低,比例高时,溶剂损耗大,最佳比例为4:1。
2.4 甘油与聚甘油混合物用于配制润滑剂的探究 目前工业润滑剂种类繁多,如切削液、压缩机油、齿轮油等,切削液多做成乳液状,要求乳液稳定不分层,能在硬水中分散,添加量少,无毒无臭。将上述操作得到的甘油与聚合甘油混合物,用于配制乳化切削油、带钢轧制油、铝板热轧乳化油、铜拉丝油、铝拉丝油以及针织油6种润滑剂,通过研究添加不同量的甘油与聚合甘油混合物对产品性能的影响,分别确定了甘油与聚合甘油混合物在上述6种润滑剂配方中的最佳用量:在乳化切削油产品中最佳的量为5%;在带钢轧制油产品中最佳的量为4%;在铝板热轧乳化油产品中最佳的量为5%;在铜拉丝油最佳的量为3%;在铝拉丝油产品中最佳的量为3.5%;在针织油产品中最佳的量为7%。
2.5 配制的6种润滑剂的应用性能研究 通过对按上述甘油与聚合甘油混合物用量配制的6种润湿剂的应用性能进行探究,得到如下结果:①添加甘油与聚合甘油混合物配制的乳化切削油,用于金属加工的挤压、车、钻等工序时,有兑水使用方便、消耗量少、分散、润滑、防锈效果好等优点,而且对钻头冷却快,产品非常适用于金属加工的黑色、有色金属工件进行多工位加工和常用机床的车、钻、镗、铰、功丝、压延的工序的高速、高精度切削、并能提高刃具耐用度和切削效率。②带钢轧制油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,润滑性能好,摩擦系数低,能更加有效降低轧辊辊耗以及轧机功耗,可以轧制更薄规格的产品。对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性;体积膨胀系数小,比热容大;取材方便,价格低廉。③铝板热轧乳化油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,能在低剂量的条件下达到油品的乳化状态,即能有效提高表面活性剂的乳化效率,同时,达到较好的防锈效果;做出来的铝板在拉伸、氧化等各方面的性能都相对较好。④在铜拉丝油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,具有乳化性能稳定、能用于高速拉抻、抗氧化性好、清洁性好、润湿性好、有效防静电、污染性低、对操作人员无危害等优点,由于甘油有增溶性,产品乳化性好,对水质要求不高,就是在沸腾的温度下,也不会破坏水溶性拉伸油之乳化安定性,伸线液不易老化[2]。此外,可在微拉机速度1500M/分至2200M/分长时间高速正常使用,铜线表面光泽好,眼模磨损小。特殊表面张力低,铜粉沉淀快,可长期维持油槽干净清洁,而且,能够消除静电以及抽伸后铜粉的附着,保持铜线的清洁。特殊的抗氧与防锈功能,使拉伸出的铜线维持长久光亮的表面。线材退火(烧炖)后,铜线外观颜色光亮优美。能够耐高温,降低眼模的损耗,廷长伸线眼模使用寿命。⑤在铝拉丝油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,具有良好的润滑性、热稳定性和防锈性,贮存稳定性好,无毒、对皮肤无刺激性作用,可以加水稀释。使用时,线表面无油污沾染,与漆膜结合牢固。残留铝灰少,易清洗,减少珠粒、亮点、露铝等瑕疵。乳化液粘度与水接近,铝灰沉降快且易于清理。不起火、不冒烟、无异味。与纯油产品相比,润滑剂费用大幅减少。生产环境清洁卫生[3]。⑥在针织油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,具有良好减摩润滑性能,防止机械磨损、停滞或过热,保证其正常运转并降低电耗;渗透性强,对于机密缝亦能起到保护作用;防锈性能佳,长期使用不会导致机械设备锈蚀;乳化能力,沾污织物易于清洗,不影响下步漂染工序,不产生油渍疵布。
3 结论
从甘油蒸馏残渣中提取甘油和聚合甘油,最适合的溶剂是乙醇,溶剂与被萃取物的最佳体积比为4:1,经脱除溶剂后能以不同浓度用在多种润滑剂中,提高产品的应用性能,降低成本。
参考文献:
[1]刘汉勇,宁春利,张春雷,邵敬铭.生物柴油副产粗甘油的精制工艺研究[J].化学世界,2009(03).
[2]王德义,谭秀民,郭亚平,武光.绿色润滑剂的特点与发展[J]. 化学工程师,2004(02).
[3]黄少斌,王永丽.润滑剂对环境危害的分析[J].润滑与密封, 2003(03).
关键词:甘油蒸馏残渣 溶剂 甘油 聚合甘油 工业润滑剂
1 概述
随着生物柴油产业的不断发展,其副产物粗甘油产量也越来越多,2011年全世界生物柴油产量约为2000万吨,粗甘油产量约为230万吨,加上其它产业(如肥皂)副产的甘油,产生了甘油产品供过于求的局面,因此,甘油的深加工利用一直是国内外研究的热门话题,目前,生物柴油副产的甘油一般经蒸馏提纯后再进行深加工处理,制成各种规格的甘油产品,或经与其它原料进一步反应制备二氯丙醇、丙二醇、甘油醛等一系列化工产品。甘油经蒸馏后产生约5~10%的残渣,其中含有甘油、聚甘油、水、盐等成分,具有很高经济价值的[1]。然而,由于甘油蒸馏残渣的组分复杂,其除杂、脱色非常困难,其中的甘油、聚合甘油不经过处理是无法使用的,没有任何商品价值。目前对甘油蒸馏残渣的处理利用,起码在国内尚未找到简便、有效的方法。本研究试图通过溶剂萃取粗甘油蒸馏残渣的甘油、聚甘油,分去盐类杂质,然后经蒸馏分去乙醇和水,得到的甘油和聚甘油直接用于配制润滑剂,使甘油蒸馏残渣得到充分利用,解决甘油深加工过程中的废渣利用和处理问题。
2 实验部分
2.1 主要药品及仪器
2.1.1 主要药品 甘油蒸馏残渣、乙醇、丙烯乙二醇、香料、三氯蔗糖、羟乙基纤维素、去离子水香精。
2.1.2 主要仪器 烧杯、电子天平、电动搅拌器、玻璃棒、量筒、过滤器、萃取器、旋转蒸发器。
2.2 实验步骤
2.2.1 将称量后的甘油蒸馏残渣放入萃取器中,加入4倍量的乙醇,待萃取器中产生清晰的固液分界面时,放出下层固体,将剩余液体加至过滤器中,滤去悬浮物,得到的清液移到旋转蒸发器中,加热蒸馏去溶剂乙醇,得到甘油与聚合甘油的混合物。
2.2.2 将上述得到的甘油与聚合甘油混合物,按润滑剂配方计量,与配方的其它组成部分在烧杯中搅拌混合,得到润滑剂。
2.3 萃取过程中溶剂与被萃取物最佳比例的探究 萃取过程中,溶剂与被萃取物的比例(体积比)影响到萃取效率与溶剂的损耗,为了在萃取效率与溶剂的损耗间取得平衡,需要通过实验确定最佳的溶剂与被萃取物比例,设置了6个不同的比例(1:1;2:1;3:1;4:1;5:1;6:1)進行实验,发现当溶剂与被萃取物比例低时,萃取率低,比例高时,溶剂损耗大,最佳比例为4:1。
2.4 甘油与聚甘油混合物用于配制润滑剂的探究 目前工业润滑剂种类繁多,如切削液、压缩机油、齿轮油等,切削液多做成乳液状,要求乳液稳定不分层,能在硬水中分散,添加量少,无毒无臭。将上述操作得到的甘油与聚合甘油混合物,用于配制乳化切削油、带钢轧制油、铝板热轧乳化油、铜拉丝油、铝拉丝油以及针织油6种润滑剂,通过研究添加不同量的甘油与聚合甘油混合物对产品性能的影响,分别确定了甘油与聚合甘油混合物在上述6种润滑剂配方中的最佳用量:在乳化切削油产品中最佳的量为5%;在带钢轧制油产品中最佳的量为4%;在铝板热轧乳化油产品中最佳的量为5%;在铜拉丝油最佳的量为3%;在铝拉丝油产品中最佳的量为3.5%;在针织油产品中最佳的量为7%。
2.5 配制的6种润滑剂的应用性能研究 通过对按上述甘油与聚合甘油混合物用量配制的6种润湿剂的应用性能进行探究,得到如下结果:①添加甘油与聚合甘油混合物配制的乳化切削油,用于金属加工的挤压、车、钻等工序时,有兑水使用方便、消耗量少、分散、润滑、防锈效果好等优点,而且对钻头冷却快,产品非常适用于金属加工的黑色、有色金属工件进行多工位加工和常用机床的车、钻、镗、铰、功丝、压延的工序的高速、高精度切削、并能提高刃具耐用度和切削效率。②带钢轧制油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,润滑性能好,摩擦系数低,能更加有效降低轧辊辊耗以及轧机功耗,可以轧制更薄规格的产品。对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性;体积膨胀系数小,比热容大;取材方便,价格低廉。③铝板热轧乳化油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,能在低剂量的条件下达到油品的乳化状态,即能有效提高表面活性剂的乳化效率,同时,达到较好的防锈效果;做出来的铝板在拉伸、氧化等各方面的性能都相对较好。④在铜拉丝油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,具有乳化性能稳定、能用于高速拉抻、抗氧化性好、清洁性好、润湿性好、有效防静电、污染性低、对操作人员无危害等优点,由于甘油有增溶性,产品乳化性好,对水质要求不高,就是在沸腾的温度下,也不会破坏水溶性拉伸油之乳化安定性,伸线液不易老化[2]。此外,可在微拉机速度1500M/分至2200M/分长时间高速正常使用,铜线表面光泽好,眼模磨损小。特殊表面张力低,铜粉沉淀快,可长期维持油槽干净清洁,而且,能够消除静电以及抽伸后铜粉的附着,保持铜线的清洁。特殊的抗氧与防锈功能,使拉伸出的铜线维持长久光亮的表面。线材退火(烧炖)后,铜线外观颜色光亮优美。能够耐高温,降低眼模的损耗,廷长伸线眼模使用寿命。⑤在铝拉丝油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,具有良好的润滑性、热稳定性和防锈性,贮存稳定性好,无毒、对皮肤无刺激性作用,可以加水稀释。使用时,线表面无油污沾染,与漆膜结合牢固。残留铝灰少,易清洗,减少珠粒、亮点、露铝等瑕疵。乳化液粘度与水接近,铝灰沉降快且易于清理。不起火、不冒烟、无异味。与纯油产品相比,润滑剂费用大幅减少。生产环境清洁卫生[3]。⑥在针织油产品中添加甘油与聚合甘油混合物,具有良好减摩润滑性能,防止机械磨损、停滞或过热,保证其正常运转并降低电耗;渗透性强,对于机密缝亦能起到保护作用;防锈性能佳,长期使用不会导致机械设备锈蚀;乳化能力,沾污织物易于清洗,不影响下步漂染工序,不产生油渍疵布。
3 结论
从甘油蒸馏残渣中提取甘油和聚合甘油,最适合的溶剂是乙醇,溶剂与被萃取物的最佳体积比为4:1,经脱除溶剂后能以不同浓度用在多种润滑剂中,提高产品的应用性能,降低成本。
参考文献:
[1]刘汉勇,宁春利,张春雷,邵敬铭.生物柴油副产粗甘油的精制工艺研究[J].化学世界,2009(03).
[2]王德义,谭秀民,郭亚平,武光.绿色润滑剂的特点与发展[J]. 化学工程师,2004(02).
[3]黄少斌,王永丽.润滑剂对环境危害的分析[J].润滑与密封, 2003(03).