脂肪酸的生产工艺 我国脂肪酸的生产及主要产品用途

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我国脂肪酸的生产及主要产品用途

1 概况

石油作为有机化工的重要原料，在石油化工行业发展中起着巨大作用，但它终究会枯竭(据专家估计世界石油储量还可开采、应用50年左右)。为了克服石油危机的冲击，保护人类赖以生存的地球生态环境，天然油脂这种可再生资源越来越得到世界各国重视，以天然油脂分离生产的脂肪酸为原料制得的化学制品，因给人高度的安全感而受到消费者的欢迎，油脂化工必将成为石油化工的后起之秀而将其替代。

脂肪酸的来源有动物油、植物油、妥尔油及石蜡氧化生产的合成脂肪酸。油脂中的脂肪酸是脂肪酸同系物的混合物，其组成随油种而变化。混合脂肪酸经过分离提纯后可以得到各种组成比较单一的脂肪酸，如:辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆寇酸、棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、芥酸等产品。

脂肪酸是油脂化工的基础原料，以天然脂肪酸为原料衍生的下游产品，广泛用于纺织、食品、医药、日用化工、石油化工、橡塑、采矿、交通运输、铸造、金属加工、油墨、涂料等各种行业。

2 天然脂肪酸情况

2.1 天然脂肪酸

脂肪酸主要是从天然油脂经水解、精馏；石蜡氧化或从松木造纸废液中回收妥尔油经精馏等三种方法制得。从石蜡氧化生产脂肪酸，主要是生产天然油脂中不具有的单碳数脂肪酸。随着世界各国对生态环境和环境保护的重视，对天然林的保护和禁伐，使得妥尔油资源产量、质量逐年下降。目前从天然油脂经水解、精馏生产的脂肪酸占脂肪酸总量的4/5以上，利用天然动植物油脂及精炼副产品分离提纯的脂肪酸，是世界脂肪酸的主要来源。

2.2 原料资源情况

在原料资源分布上，东南亚地区拥有“植物油生产王国”的称号，是世界油脂重要的输出地区，有丰富的棕榈油和椰子油。棕榈仁油和椰子油是提供生产C8-14脂肪酸的原料，C8-14主要用于生产表面活性剂。棕榈油是提供生产C16-18脂肪酸的原料。C16-18主要用于生产硬脂酸及酯类、脂肪酸盐、阳离子表面活性剂和合成树脂等。

欧洲是从橄榄油、菜籽油、棉籽油、大豆油、妥尔油和动物脂为原料制得C16-22脂肪酸。美国则从大豆油、妥尔油、动物脂、棉籽油、菜籽油和海甘蓝为原料制得C16-22脂肪酸，其中海甘蓝已成为比高芥酸菜籽油芥酸含量更高、性能更好的一种生产芥酸的原料。

我国是天然动植物油脂资源相对匮乏的国家。油脂消费按国际标准推荐量:24Kg/(人、年)，世界人均消费量18.6Kg/(人、年)，新加坡、我国香港和台湾15Kg/(人、年)。我国食用油消费按国内贸易局统计:1993年我国人均消费量6.87Kg/(人、年)，1998年达8.47Kg/(人、年)，2001年8Kg/(人、年)，2003年9.98Kg/(人、年)，其人均油脂年消费量仅为世界人均消费量的一半左右。工业用油脂与食用油脂矛盾相对较为突出，合理有效地利用天然油脂资源在我国势在必行。就脂肪酸生产而言，便宜和易得的原料是最重要的。除非用于生产食品添加剂，并不要求使用食用级的油脂，因此通常选用最便宜的原料，如从食用油豆油，菜籽油、棉籽油、米糠油和棕榈油等精炼加工的副产品酸化油为原料生产脂肪酸是经济可行的，(酸化油产量相当于精炼食用油产量的3-5%)，也是符合我国国情的。同时充分利用植物油精炼下脚料酸化油、餐饮废油、废次油脂、骨油等动植物油生产脂肪酸，是我国脂肪酸工业发展的一条出路。

3 脂肪酸生产技术情况

目前，我国油脂生产脂肪酸工艺有:碱深度皂化一酸化法；常压催化水解法；加压(中高压)无催化水解法等。由于前两种生产方法成本高，脂肪酸质量差，收得率低，废水污染严重等原因，仅在小规模脂肪酸生产企业仍在应用。有规模的脂肪酸厂普遍采用加压塔式无催化水解工艺。用酸化油为原料时，一般采用中低压无催化塔式水解工艺；用油脂为原料时，一般采用高压无催化连续塔式水解工艺。

混合脂肪酸分离工艺有:冷冻压榨法、有机溶剂分离法，表面活性剂分离法、精馏分离法、尿素包合分离法等。精馏分离法是目前使用最广泛的脂肪酸分离技术；主要用于分离不同碳数的脂肪酸；其次是冷冻压榨法，主要用于饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的分离。

从80年代开始，我国从国外引进了多套塔式高压水解及连续精馏生产脂肪酸装置，主要引进了意大利CMB、意大利Gianazza以及德国Luqi(鲁奇)等公司的生产工艺和装置。以精炼植物油为原料生产脂肪酸和甘油，其引进装置具有产品收得率高、分离精度好、规模大和自动化程度高等特点。但有投资规模大，原料要求高等不足。

国内从事脂肪酸生产工艺和装置研究开发的单位有:清华大学，江南大学(无锡轻工学院)，上海粮油所、安徽应用研究所和福建省化工研究所等。其中福建省化工研究所率先开发成功了利用植物油精炼下脚料酸化油为原料，通过塔式中低压无催化水解，多塔连续真空精馏技术生产脂肪酸的工艺和装置。以酸化油为原料生产分离提纯脂肪酸是一项技术难度高的工作。因为，其一是油脂中的色素和杂质已集中到这些下脚料中，必须有高性能的设备才能够除去。其二是油脂精练厂中往往把几种油脂下脚料混在一起处理，因此下脚料的脂肪酸成分比单一油脂的组成更加复杂，分离提纯自然就更加困难。福建省化工研究所开发成功的多塔连续真空精馏技术，吸取了发达国家脂肪酸真空精馏技术的精华，并结合我国条件，在过程控制、物料输送和真空密封等方面作了改进，提高了精馏塔的分离效率，降低精馏温度，缩短了物料在高温的停留时间，从而避免了脂肪酸在高温下的氧化聚合，提高了产品收得率。该技术成果用于国内旧厂改造以及新厂建设，在全国几十家企业得到推广应用，目前可完成年处理3万吨酸化油规模的生产工艺和装置的技术转让。与从国外引进的同类技术相比，具有投资省、建设期短、设备维修费用低，生产灵活性好等特点，具有较好的社会经济效益。

4 我国脂肪酸市场供求情况

据不完全统计，2003年我国的脂肪酸总产量达到35万吨。估计我国各类的脂肪酸生产企业总数约有100余家，总生产能力约为45万吨/年，大多数的企业的生产能力在3000吨以下，生产能力在5000吨以上的企业有20余家(见表一)，2004年的脂肪酸总产量达到约40万吨。随着嘉里油脂(上海)有限公司(11万吨/年，硬脂酸7万吨)、泰柯棕化(张家港)有限公司(22.5万吨/年)、东马油脂(连云港)(12万吨/年)等新脂肪酸厂的开工以及部分脂肪酸厂的扩大生产，2005年脂肪酸总产量估计可达到50-60万吨，生产能力提高很快。还有来自东南亚国家的大量硬脂酸等油化产品进入中国市场，我国主要油化产品进口国马来西亚，每年出口到我国的硬脂酸及其油化产品(见表二)，仅2005年1月份就达21，326吨，估计全年将达到26万吨以上。

表一:  我国脂肪酸生产装置现状

序号	生产厂家	生产能力(万t/a)	工艺技术路线	产品品种及去向
1	杭州油脂化工有限公司	4.0	意CMB单塔高压水解及连续蒸馏	硬脂酸直接销售，部分制硬盐
2	山东华润博信	3.0	意GIANAZZA双塔中压水解及连续蒸馏	部分制脂肪胺，其余销售
3	如皋双马化工有限公司	5.0	国产化单釜中压水解及连续蒸馏	硬脂酸直接销售，部分制硬盐
4	四川沪天化公司	3.0	意CMB单塔高压水解及连续蒸馏	部分制脂肪胺，其余销售
5	江苏昆宝集团	1.5	国产化单釜加压水解及间歇蒸馏	硬脂酸直接销售
6	上海制皂公司	3.0	国产化单釜中压水解及连续蒸馏	硬脂酸直接销售，并生产皂基
7	浙江兰溪凤凰公司	1.0	单釜中压水解及间歇蒸馏	硬脂酸直接销售
8	江苏中鼎油脂化学公司	2.0	国产化单釜中压水解及间歇蒸馏	硬脂酸直接销售，部分制硬盐
9	上海延安油脂化工	0.5	国产化单釜中压水解及连续蒸馏	硬脂酸直接销售，部分制硬盐
10	浙江垣华油脂化工公司	1.0	单釜加压水解及连续蒸馏	植物油酸直接销售
1	浙江海盐城城日化工厂	0.5	单釜加压水解及连续蒸馏	植物油酸直接销售
2	江苏阜宁县有机化工厂	1.0	单釜加压水解及连续蒸馏	制聚酰胺树酯及二聚酸
3	青岛红星化工厂	1.0	单釜加压水解及连续蒸馏	硬脂酸直接销售，部分制硬盐
4	瑞安市万事达油脂厂	0.8	单釜加压水解及连续蒸馏	硬脂酸、油酸直接销售
5	陕西宝塔油漆股份	0.6	不祥	制醇酸树酯
6	山东广饶县福利树脂厂	2.0	单釜加压水解及连续蒸馏	部分制聚酰胺树酯及二聚酸，其余硬脂酸、油酯直接销售
7	山东莘信油脂化工厂	1.0	国产化单釜中压水解及连续蒸馏	硬脂酸、油酸直接销售
8	江苏如皋亚雅油脂	0.5	单釜加压水解及连续蒸馏	植物油酸直接销售
9	山东淄博凤宝化工公司	0.5	单釜加压水解及连续蒸馏	植物油酸直接销售
0	山东淄博双兴油脂化工	0.5	单釜加压水解及连续蒸馏	植物油酸直接销售
1	杭州众汇贸易(实业)公司	1.0	国产化单釜中压水解及连续蒸馏	硬脂酸直接销售，部分制硬盐
2	福建中德科技股份公司	0.5	单釜加压水解及连续蒸馏	部分制聚酰胺树酯及二聚酸，其余硬脂酸、油酯直接销售
3	江苏永林油脂化工有限公司	4.0	单釜加压水解及连续蒸馏	硬脂酸、油酸直接销售
合计	37.9

表二: 我国2000年脂肪酸需求情况

行业	需求(万吨/年)	脂肪酸类型
橡胶工业	6	硬脂酸(包括用硬脂酸制的盐)
塑料工业	8	硬脂酸(及盐)、酰胺、双酰胺、
纺织工业	0.5	脂肪酸酯类
食品工业	0.7	脂肪酸酮类
油墨	1.0	二聚酸等
油漆	1-2	油酸(该行业大部分用油作原料)
脂肪酸、脂肪醇	4	C12-20脂肪酸
洗涤、化妆品	1	C12-20脂肪酸
医药	0.5	C12-18脂肪酸
其它	1.0
总量	24.5

注:各行业需求是按该行业到2000年的估计最大量。

我国脂肪酸除少量出口外，主要应用于制皂、橡塑加工助剂的制造或直接使用；其次用于合成脂肪胺、脂肪醇等表面活性剂以及二聚酸、聚酰胺树脂和浅色醇酸树脂等。表三为2000年我国脂肪酸需求情况，可以看出我国脂肪酸装置生产总能力已经大大超过2000年的需求，即使近几年脂肪酸在油漆、油墨用树脂、二聚酸合成以及橡塑加工中应用增长较快，但市场对脂肪酸的消耗量的增长速度跟不上生产能力和进口量的增长。

5 脂肪酸主要品种及应用:

从脂肪酸的应用市场看，50%左右的脂肪酸用于制皂或直接使用，后者比较重要的是用于橡胶加工中作助剂；约20%用于制成含氮衍生物(脂肪胺和酰胺)；约10%用于制成脂肪酸酯；其余用于合成油墨、油漆用树脂、二聚酸，以及塑料加工用的润滑剂和稳定剂、重金属盐等。

目前市场上脂肪酸的主要品种有:

5.1 月桂酸(十二碳酸)

主要产地:马来西亚、印尼、菲律宾等

常见型号:1298，1299

用途:选用C12、C14碳的脂肪酸为原料，配制的洗涤剂具有刺激性低、发泡性和去垢性强的特点，因此月桂酸主要应用于洗涤剂用表面活性剂的制备。如月桂酸钾、月桂酸二乙醇酰胺、十二烷基硫酸钠等；同时还可用于短油度丙纶油剂和醇酸树脂的合成。

5.2 肉豆蔻酸:(十四碳酸)

主要产地:马来西亚、印尼、菲律宾

常见型号:1498、1499

用途:肉豆寇酸用途与月桂酸类似，可应用于洗涤剂用表面活性剂的制备；还可用于生产肉豆寇酸异丙酯，在化妆品和药膏中可用作滋润剂、分散剂、溶剂以及渗透剂等。

5.3 棕榈酸(十六碳酸)

主要产地:东南亚国家

常见型号:1695、1698、1699

用途:棕榈酸可作为表面活性剂(特别是非离子表面活性剂)的亲油基。棕榈酸的钠盐和钾盐可用作乳液聚合时的乳化剂。铝盐和锌盐等用于润滑剂、涂料、油墨中。棕榈酸异丙酯作用与肉豆寇酸异丙酯类似。此外还可作合成无味氯霉素的中间体。

5.4 硬脂酸(十八碳饱和酸)

用途:工业硬脂酸的主要成分为十六碳酸(棕榈酸)和十八碳酸(硬脂酸)。工业硬脂酸可作天然橡胶、合成橡胶及胶乳硫化活性剂、脱膜剂。硬脂酸盐可用作塑料加工润滑剂和热稳定剂。在医药工业中作为乳、膏、栓剂的基质。在化妆品中作为膏、霜的原料，其皂类和酯类在化妆品中的用途更广泛。在食品工业中硬脂酸酯类是重要的食品添加剂，硬脂酸单甘酯是优良的食品乳化剂。

5.5 油酸(十八碳不饱和酸)

用途:油酸与氨反应，可制得油酸酰胺，可作为塑料润滑剂，抗静电剂、抗粘剂以及印刷油墨的添加剂；油酸经催化热聚合，可制得二聚酸，用于合成油墨和胶粘剂用聚酰胺树脂。油酸还可用于合成涂料用浅色醇酸树脂。还可作为山梨糖醇酐脂肪酸脂类、甘油酯等表面活性剂的亲油基等，也可直接用于选矿。

6 发展及建议

6.1 我国的脂肪酸厂与国外相比，规模偏小，生产运行成本不合理，加快规模化生产步伐，同时还必须进一步提升水解和精馏技术水平，改善产品质量与收率，提高产品的竞争力。

6.2 充分合理地利用油脂资源，利用各种技术生产不同要求的脂肪酸，满足不同用户的需要。

6.3 加大开发力度，大力发展高附加值的脂肪酸下游产品，采取自主开发，合作开发和引进吸收的方式，从根本上扭转脂肪酸生产企业只生产初级脂肪酸原料的被动局面。