脂肪醇是指羥基與飽和脂肪烴基連接而成的醇類,是一種重要的化工原料。脂肪醇種類繁多,包括1-辛醇、正癸醇、正壬醇、鯨蠟醇、正庚醇等。根據(jù)碳原子數(shù)量的不同,脂肪醇可分為低級(jí)醇(1-2個(gè)碳原子)、中級(jí)醇(3-5個(gè)碳原子)和高級(jí)醇(6個(gè)碳原子以上);按原料來源的不同可分為天然醇和合成醇兩大類。
脂肪醇行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料環(huán)節(jié),主要包括椰子油、棕櫚油、氫氣、一氧化碳等;中游為脂肪醇生產(chǎn)供應(yīng)環(huán)節(jié),下游主要應(yīng)用于表面活性劑、化妝品、塑料、涂料等領(lǐng)域。
一、天然油脂法
天然油脂法是一種常用的脂肪醇制造方法,主要利用動(dòng)植物油脂為原料,通過皂化、酸解、蒸餾等工藝步驟制取脂肪醇。具體步驟如下:
1.皂化:將動(dòng)植物油脂與氫氧化鈉水溶液混合加熱,生成肥皂和甘油。
2.酸解:用硫酸或鹽酸等酸性溶液將肥皂分解成脂肪酸鹽。
3.蒸餾:將脂肪酸鹽進(jìn)行蒸餾,獲得粗脂肪醇。
天然油脂法的優(yōu)點(diǎn)是原料易得,工藝成熟,成本低;但缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程會(huì)產(chǎn)生大量廢水和廢棄物,環(huán)保壓力較大。
二、合成法
合成法是一種通過化學(xué)合成方法制取脂肪醇的方法,主要包括醛醇法、烯烴氧化法等。
1.醛醇法:以乙烯、丙烯等烯烴為原料,通過醛化、加氫等反應(yīng)制得脂肪醇。具體步驟如下:
(1)醛化:將烯烴與合成氣(CO和H2)在催化劑作用下反應(yīng)生成醛。
(2)加氫:將醛與氫氣在催化劑作用下進(jìn)行加氫反應(yīng),生成相應(yīng)的脂肪醇。
醛醇法的優(yōu)點(diǎn)是原料易得,產(chǎn)物純度高;但缺點(diǎn)是工藝流程較長(zhǎng),能耗較高。
2. 烯烴氧化法:以烯烴為原料,通過氧化反應(yīng)直接制取脂肪醇。具體步驟如下:
(1)烯烴氧化:將烯烴與氧氣在催化劑作用下進(jìn)行氧化反應(yīng),生成相應(yīng)的脂肪醛或酮。
(2)加氫:將脂肪醛或酮與氫氣在催化劑作用下進(jìn)行加氫反應(yīng),生成相應(yīng)的脂肪醇。
烯烴氧化法的優(yōu)點(diǎn)是工藝流程短,產(chǎn)物純度高;但缺點(diǎn)是催化劑成本較高,需要定期更換。
三、生物法
通過遺傳改造微生物的脂肪酸合成途徑和合成生物學(xué)的方法,利用纖維素和半纖維素為原料直接生產(chǎn)脂肪醇,以達(dá)到高效低碳的生產(chǎn)這種重要的化工原料并緩解我國(guó)經(jīng)濟(jì)對(duì)石油資源的依靠。
我們首先要改造脂肪酸合成途徑,使其高效生產(chǎn)脂肪酸,然后利用合成生物學(xué)的方法,引入還原酶,將脂肪酸合成途徑中的脂肪乙酰輔酶A還原為脂肪醇。
生物法的優(yōu)點(diǎn)是原料來源廣泛,可再生,環(huán)保壓力??;但缺點(diǎn)是產(chǎn)率較低,成本較高,目前這一研究的工業(yè)化進(jìn)程被發(fā)酵生產(chǎn)的低產(chǎn)量及低產(chǎn)率所阻礙。需要進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化。
發(fā)展前景向好
我國(guó)是一個(gè)脂肪醇消費(fèi)大國(guó),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展,人民生活水平的日益提高,人們對(duì)于脂肪醇系列產(chǎn)品及其衍生物產(chǎn)品的需求量在逐步增長(zhǎng)。雖然近年來因原材料進(jìn)口依賴程度高,受原材料價(jià)格波動(dòng)等因素也面臨一些發(fā)展中的問題,但隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,以及社會(huì)對(duì)綠色環(huán)?;ぎa(chǎn)品和可再生資源的日益重視,加上高附加值下游化學(xué)品的不斷開發(fā)和市場(chǎng)增長(zhǎng),脂肪醇的市場(chǎng)潛力正被逐步挖掘,行業(yè)將會(huì)迎來更大的發(fā)展機(jī)遇。
進(jìn)口依賴局面短期內(nèi)仍將持續(xù)。近年來,受到人們對(duì)于“天然”、“綠色”理念的追求影響,天然脂肪醇在下游的應(yīng)用更受歡迎。天然脂肪醇可以椰子油、棕櫚油、羊油作為主要原料,然后考慮到原來產(chǎn)量及成本限制,棕櫚油成為脂肪醇生產(chǎn)的主要原料。而全球棕櫚油生產(chǎn)地區(qū)高度集中,印度尼西亞、馬來西亞兩國(guó)的棕櫚油產(chǎn)量占據(jù)了全球產(chǎn)量的84%,基本主導(dǎo)了原料行業(yè)的發(fā)展。受到脂肪醇生產(chǎn)原料的限制,未來一段時(shí)間內(nèi),國(guó)內(nèi)脂肪醇產(chǎn)業(yè)依賴進(jìn)口的局面或?qū)⒊掷m(xù)。
綜上所述,脂肪醇的制造方法主要有天然油脂法、合成法和生物法。不同的方法各有優(yōu)缺點(diǎn),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適合的方法。同時(shí),隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高和技術(shù)的不斷進(jìn)步,生物法將會(huì)成為未來脂肪醇制造的重要發(fā)展方向。
轉(zhuǎn)載自:化工好料到haoliaodao.com
來源:中國(guó)洗滌用品工業(yè)協(xié)會(huì)l&l分會(huì)