阅读说明：本技术 环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺和含羟基饱和脂肪酸甲酯 (Epoxy fatty acid methyl ester hydrogenation modification process and hydroxyl-containing saturated fatty acid methyl ester ) 是由 潘鹤潮 陈文� 蔡熙扬 陈武渊 侯君辉 卢志敏 于 2018-06-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺。其系对环氧脂肪酸甲酯进行加氢工艺处理,得到含羟基饱和脂肪酸甲酯；其中,加氢工艺的反应温度为100-150℃、反应压力为≤4MPa、反应时间为1-4小时；所述加氢工艺中的催化剂有效成分为金属镍,所述催化剂的载体成分为氧化铝。本发明还公开了采用上述工艺得到的含羟基饱和脂肪酸甲酯。本发明与现有技术相比,虽然多了一个环氧脂肪酸甲酯合成工艺才能获得饱和脂肪酸甲酯,但由于最终得到的含羟基饱和脂肪酸甲酯具有特殊功效,因此在整个表面活性剂生产工艺上存在更高的经济效益。(The invention discloses a hydrogenation modification process of epoxy fatty acid methyl ester. Carrying out hydrogenation process treatment on epoxy fatty acid methyl ester to obtain saturated fatty acid methyl ester containing hydroxyl; wherein the reaction temperature of the hydrogenation process is 100-150 ℃, the reaction pressure is less than or equal to 4MPa, and the reaction time is 1-4 hours; the catalyst in the hydrogenation process comprises the effective component of metallic nickel, and the carrier component of the catalyst is alumina. The invention also discloses the saturated fatty acid methyl ester containing hydroxyl obtained by the process. Compared with the prior art, the method has the advantages that although saturated fatty acid methyl ester can be obtained only by one more epoxy fatty acid methyl ester synthesis process, the finally obtained saturated fatty acid methyl ester containing hydroxyl has special efficacy, so that higher economic benefit exists in the whole surfactant production process.)

环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺和含羟基饱和脂肪酸甲酯

技术领域

本发明属于油脂工业生产技术领域，具体涉及一种环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺和含羟基饱和脂肪酸甲酯。

背景技术

目前，日化工业常用的阴离子表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸盐MES和非离子表面活性剂脂肪酸甲酯乙氧基化合物FMEE主要采用饱和脂肪酸甲酯进行合成。而饱和脂肪酸甲酯主要是通过利用含有碳碳双键的不饱和脂肪酸甲酯为原料，经过加氢反应合成的，在消去碳碳双键的同时，提高脂肪酸甲酯抗氧化的稳定性。

环氧脂肪酸甲酯一般通过脂肪酸甲酯中的不饱和双键与过氧有机酸在催化剂作用下反应来制备，由于其含有环氧基团，因此多作为中间体生产具有多种工业用途的化学品。虽然环氧甲酯产品指标中碘值降低，碳链的不饱合度也有所降低，但由于环氧脂肪酸甲酯会开环影响目标产物的合成，因此，未有公开的研究资料报到以环氧脂肪酸甲酯作为生产原料制备表面活性剂产品的工业化工艺。

发明内容

本发明的第一个目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺，使环氧脂肪酸甲酯能适用于制备表面活性剂产品。

本发明的第二个目的在于提供一次采用上述工艺制备的含羟基饱和脂肪酸甲酯。

为达到第一个目的，本发明采用如下技术方案：

环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺，对环氧脂肪酸甲酯进行加氢工艺处理，得到含羟基饱和脂肪酸甲酯；其中，加氢工艺的反应温度为100-150℃、反应压力为≤4MPa、反应时间为1-4小时；所述加氢工艺中的催化剂有效成分为金属镍，所述催化剂的载体成分为氧化铝。

进一步，所述环氧脂肪酸甲酯为含有至少一个三元环的环氧基团的脂肪酸甲酯，

作为优选，所述环氧脂肪酸甲酯为环氧大豆油甲酯、环氧棕榈油甲酯、环氧棉籽油甲酯、环氧菜籽油甲酯、环氧油酸甲酯、环氧蓖麻油甲酯和环氧潲水油甲酯中的任一种，或它们至少两种的组合。

作为优选，所述环氧脂肪酸甲酯的环氧值为3-8％。

作为优选，所述加氢工艺中采用的催化剂的BET比表面积为100-200m²/g，孔隙体积为0.4-0.5mL/g，压实密度为700-900kg/m³，平均粒径为2.0-3.0mm；所述金属镍在催化剂中的质量含量为15-25％；所述氧化铝的平均尺寸为1.0-2.0毫米。

为达到第二个目的，本发明采用如下技术方案：

含羟基饱和脂肪酸甲酯，由上述的环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺制备。

本发明与现有技术相比，虽然多了一个环氧脂肪酸甲酯合成工艺才能获得饱和脂肪酸甲酯，但由于最终得到的含羟基饱和脂肪酸甲酯具有特殊功效，因此在整个表面活性剂生产工艺上存在更高的经济效益。

具体实施方式

本发明所述的环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺，是对环氧脂肪酸甲酯进行加氢工艺处理，得到含羟基饱和脂肪酸甲酯。

上述的环氧脂肪酸甲酯为一般市售工业品，产品指标如下：

项目	标准要求
		环氧值Epoxy value(％)	≥3.0，≤8.0
水分Moisture(％)	≤0.5
		酸值Acid Value(mgKOH/g)	≤1
色号Color(APHA)	≤30
		碘值Iodine Value(g/150g)	≤5
密度Density(e20℃/cm3)	0.92-0.95

符合上述产品指标要求的环氧脂肪酸甲酯可以为环氧大豆油甲酯、环氧棕榈油甲酯、环氧棉籽油甲酯、环氧菜籽油甲酯、环氧油酸甲酯、环氧蓖麻油甲酯和环氧潲水油甲酯中的任一种，或它们至少两种的组合。

所述加氢改性工艺的工艺要点如下：

1、加氢催化剂：

催化剂有效成分为金属镍，载体的成分为氧化铝。其中，金属镍为颗粒状，在催化剂中的质量含量为15-25％，优选为20％。氧化铝为固体颗粒，平均尺寸为1.0-.2.0毫米。

催化剂的BET比表面积为100-200m²/g，孔隙体积为0.4-0.5mL/g，压实密度为700-900kg/m³，平均粒径为2.0-3.0mm。

2、加氢反应器：

可采用间歇式釜式反应器，也可采用塔式连续式反应器。

3、工艺参数：

反应器内部压力：2～4Mpa。

反应料体温度100-150度。

反应料体停留时间1-4小时。

上述工艺中，由于加氢工艺反应温度较低低，因此可避免环氧脂肪酸甲酯中的甲酯断链生成脂肪酸和甲醇；而催化剂载体氧化铝，为酸性载体，有助于环氧基团开环提高反应率；获得的含羟基饱和脂肪酸甲酯饱和度较高，产品碘值低于0.5，环氧值低于0.1％。

以下说明由环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺合成含羟基饱和脂肪酸甲酯的实施例子：

实施例1

在500ml带有电动搅拌装置、测量温度计、高压反应釜中依次加入200克环氧棕榈油甲酯(环氧值3.5％)、10克催化剂，搅拌升温至90℃，通入高纯氢气，并维持3MPa压力，继续升温到145℃，并反应1.5小时后停止，过滤催化剂，得精制的含羟基的饱和棕榈甲酯。

实施例2

在500ml带有电动搅拌装置、测量温度计、高压反应釜中依次加入200克环氧大豆油甲酯(环氧值3.5％)、30克催化剂，搅拌升温至90℃，通入高纯氢气，并维持3MPa压力，继续升温到130℃，并反应2.5小时后停止，过滤催化剂，得精制的含羟基的饱和大豆油甲酯。

实施例3

在500ml带有电动搅拌装置、测量温度计、高压反应釜中依次加入200克菜籽油甲酯和环氧潲水油甲酯1：1调配的原料(环氧值为5.5％)、30克催化剂，搅拌升温至90℃，通入高纯氢气，并维持3MPa压力，继续升温到125℃，并反应3.5小时后停止，过滤催化剂，得精制的含羟基的饱和脂肪酸甲酯。

实施例4

在500ml带有电动搅拌装置、测量温度计、高压反应釜中依次加入200克环氧油酸甲酯原料(环氧值为7.5％)、25克催化剂，搅拌升温至90℃，通入高纯氢气，并维持3MPa压力，继续升温到120℃，并反应4.0小时后停止，过滤催化剂，得精制的含羟基的饱和脂肪酸甲酯。

实施例5

在500ml带有电动搅拌装置、测量温度计、高压反应釜中依次加入200克环氧蓖麻油甲酯(环氧值5.0％)、10克催化剂，搅拌升温至90℃，通入高纯氢气，并维持4.0MPa压力，继续升温到120℃，并反应2.0小时后停止，过滤催化剂，得精制的含羟基的饱和蓖麻油甲酯。

实施例6

在500ml带有电动搅拌装置、测量温度计、高压反应釜中依次加入200克环氧棉籽油甲酯和环氧大豆油4：1调配的原料(环氧值4.5％)、15克催化剂，搅拌升温至90℃，通入高纯氢气，并维持2.0MPa压力，继续升温到150℃，并反应2.5小时后停止，过滤催化剂，得精制的含羟基的饱和脂肪酸甲酯。

实施例7

在500ml带有电动搅拌装置、测量温度计、高压反应釜中依次加入200克环氧潲水油甲酯和环氧油酸甲酯3：2调配的原料(环氧值6.5％)、15克催化剂，搅拌升温至90℃，通入高纯氢气，并维持4.0MPa压力，继续升温到150℃，并反应2.5小时后停止，过滤催化剂，得精制的含羟基的饱和脂肪酸甲酯。

由环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺得到含羟基饱和脂肪酸甲酯具有特殊功效，能够促进合成表面活性剂的反应率。如下表说明：

备注：磺化工艺*：指一般含羟基的磺化反应工艺，不同于合成a-磺基饱和脂肪酸甲酯盐的磺化工艺，其工艺中饱和脂肪酸甲酯需要磺化-老化-再酯化-漂白-中和等复杂的磺化工艺。

乙氧基化工艺*：指一般含羟基的乙氧基化工艺，不同于脂肪酸甲酯***式或镶嵌式的脂肪酸甲酯乙氧基化合物工艺需要特殊的催化剂，只需要一般乙氧基化催化剂，如氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠等。

由环氧脂肪酸甲酯氢化改性工艺得到含羟基饱和脂肪酸甲酯能够以相对简单的合成表面活性剂的工艺得到具有不同于常规结构的表面活性剂。