硬脂酸工艺技术综述及前景

摘要：本文针对重要的有机化工原料硬脂酸做了详细说明，分析评析了生产工艺技术及对前沿技术进行调查。最后简述了硬脂酸的下游产品单硬脂酸甘油酯的广泛应用领域，进一步说明了硬脂酸的应用方向，说明其广大的发展前景。

关键词：硬脂酸；生产技术；前景

1. 硬脂酸简介

硬脂酸化学名称为十八烷酸，含18碳原子的饱和脂肪酸，分子式C17H35COOH。熔点69.6℃，自然点444.3℃，无毒，具有一般有机羧酸的化学通性。为白色或类白色有滑腻感的粉末或结晶硬块，其剖面有微带光泽的细针状结晶；有类似油脂的微臭，无味。

硬脂酸是一种重要的有脂肪酸机化工原料，是构成动、植物油脂的一种主要成分，经工业提取后大量地应用塑料工业、橡胶工业、蜡烛、纺织、染整工业、化妆品、食品行业、造纸工业、文教用品、脂工业、光亮剂、碳酸钙工业 等等领域。较高的市场需求导致很多厂商进行扩能扩产，争抢市场这份蛋糕。

2.硬脂酸生产工艺综述

2.1生产工艺综述

目前，我国硬脂酸生产工艺有：碱深度皂化—酸化法；常压催化水解法；中高压无催化水解法等。由于前两种生产方法成本高，产品质量差，收率低，废水严重等原因，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剂水解工艺。用酸化油位原料时，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。

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硬脂酸和甘油，其引进装置具有产品收率高、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。

以酸化油为原料生产分离提纯硬脂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经集中到这些下脚料中，必须有高性能的设备才能分离。其二是油脂精炼厂中往往把几种油脂下脚料混合在一起处理，因此下脚料的脂肪酸成分比单一油脂的组成更加复杂，分离提纯自然就更困难。福建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做了改进，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，提高了产品收率。该技术在全国几十家企业得到推广应用，目前可完成处理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，生产灵活等特点，具有良好的社会经济效益。

2.2 硬脂酸的合成原理

硬脂酸是由棕榈油加氢处理而生成，即在催化剂的作用下，棕榈油与氢气反应，使不饱和双键变成饱和键，从而得到硬脂酸，该反应是在气—液—固三相体系中进行的。氢化反应过程分以下4个步骤：⑴扩散阶段，氢气向脂肪酸中扩散溶解；⑵吸附阶段，溶解氢气被吸附于催化剂的表面活化成金属氢活性中间体；⑶反应阶段，烯烃中双键在活性中间体上配位，生成活化的金属络何物；⑷解析阶段，用金属碳使双键中间体吸附氢，同时解析饱和烷烃。

2.3 硬脂酸的合成工艺介绍

（1）主要工艺流程

目前国内大多数采用进口棕榈油或精炼油、植物油为原料，经加氢、水解、酸处理、蒸馏及压榨工艺进行生产。天然油脂的主要成分中除油酸脂外，还有含2个双键的亚油酸脂及含有3个双键的亚麻酸脂，特别对植物油来说，这两种酸脂的含量均较高。亚油酸先加氢生产油酸，然后再进一步加成为硬脂酸。

（2）工艺流程及概述

首先将融化的棕榈油通过高压泵输送至高压塔釜中，同时输进氢气，调节棕榈油与氢气的输送比例，控制温度稳定在250±5℃，根据反应情况不断加入混合好的催化剂；然后从加氢塔中连续排出物料，经分离将氢气与反应液分离，再将反应液用泵输送至高压水解塔中，同时输进一定比例的软水，控制反应温度为250℃左右，分别从塔顶与塔底排放出初品硬化油与甘油水溶液，回收甘油水溶液，将初品硬化油进行闪蒸，然后精馏、切片或造粒合格硬脂酸包装入库。

此工艺技术为高温、高压加氢与水解生产法，为连续投料生产工艺，生产量大，劳动负荷低，反应转化率高，产品收率高，产生的“三废”少，污水可以实现“零排放”，适合节能减排政策。

3. 硬脂酸的发展前景

（1）单硬脂酸甘油酯的应用

单硬脂酸甘油酯是一种用途广泛的油脂化工产品，是食品工业和日化行业中应用最广泛、用量最大的乳化剂。它是由硬脂酸为主要原料合成而得。既具有亲水基团（羟基）又具有亲油基团（烷基）基，能解于油和水之间，有效地改善油和水乳化体系的表面张力，在油水的界面上形成吸附层，所以具有良好的乳化性和分散性；其亲水亲油平衡值为3.6—4.2，属于油溶性，它除乳化作用外，还兼有发泡、消泡、防粘、防老化及控制脂肪凝聚的作用，是一种典型的非离子表面活性剂。

单硬脂酸甘油酯是优良的蛋糕乳化剂，经由单硬脂酸甘油酯乳化形成油、水、蛋和糖的稳定的乳化液来改善蛋糕的硬度或粒感，减慢变味，延长蛋糕的保鲜期。

单硬脂酸甘油酯用着面包心的软化剂，用于制取面包、模压快餐、面条等类似的含有谷粉或淀粉的食品，用作淀粉改良剂，改进产品的最终质量。单酯有两种晶体形式，一种是不稳定的B型，另一种是稳定和更加密的a型，a型能改进面包质量，使面包不走味。在烘烤面包或加热时，B型转化为a型，并产生很精致的晶体状。

（2）绿色环保能源的开发应用

以天然动植物油脂为原料生产的脂肪酸为原料已开发出非离子、阴离子、阳离子和两性离子4大类10余个系列的表面活性剂。它的开发和应用对提高天然可再生资源的综合利用率，缓解石油资源日益减少所带来的压力十分重要。同时还需要提升水解和精馏技术水平，改善产品质量与收率，提高竞争力。

与此同时，随着我国国民经济的持续高效发展，对能源工业发展提出来新的要求。根据国家中长期规划，清洁能源和生物质能源的开发运用将成为主流方向，根据我国“环保、清洁和低碳经济”的发展战略，生物质能源将在我国经济发展中占主导地位。而利用棕榈油加氢催化制成生物燃料将成为不可缺少的一种新技术，将在能源领域中得到广泛应用。

4. 结果与讨论

（1）硬脂酸应用市场领域广泛，未来发展前景将成转向食品行业与国家能源高科行业，所以需要进一步细化细化其工艺生产路线，提高转化率、提高产品质量与产能。

（2）使用催化加氢、高压水解、精馏提纯是目前最先进的生产工艺，其实现了产品高质量、装置资源综合利用和能源循环利用效率高，几乎实现零三废绿色环保工艺。

参考文献

[1] 姚蒙正 程侣伯 精细化工产品合成原理[M].中国石油工业出版社，1992.350.中国商品大辞典（化学试剂分册）[M].北京.

[2] 化工百科全书[M].北京：化学工业出版社，1998.843—857.

[3] 安静 殷辉 殷蓉 赵地顺 国内硬脂酸及其衍生物的合成路线及新工艺 河北工业科技 第20卷

[4] 江芸 单硬脂酸甘油酯的生产及应用 杭州化工 2004.34（3）

[5] 林频 我国脂肪酸的生产及主要用途 福建化工 2005年 第5期.