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蓖麻油及其衍生品与市场增长,商业视角:综述

Omprakash H Nautiya*

印度古吉拉特邦vadodara - 39024 Chhani Jakat Naka运河路TP13号Shivalik II Shubh楼102,教授和咨询科学家

*通讯作者:
Omprakash H Nautiyal
警告印度私人有限公司,C-1, SMA工业区
印度新德里Karnal路GT - 110033
电话:+ 919654355518
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:18/11/2017;接受日期:21/11/2017;发表日期:01/11/2017

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摘要

在化学工业中,蓖麻豆中的油类化学物质具有很强的潜力。随着一些旧的重要工艺和产品被新的在其不断变化中所取代。相比之下,随着新技术和新应用的引入,一些多年来下降的产品已经复苏。新的市场需求给蓖麻化学带来了巨大的压力,并做出了巨大的回应。BSS蓖麻油被广泛应用,是许多其他蓖麻油衍生物的起始材料。在药品和化妆品中,它被用作配方中的一种成分。它能很好地与苯乙烯和二异氰酸酯结合成膜以及清漆。它基本上是不溶性不溶聚合物,用作维生素和矿物质片剂涂层的润滑剂成分。它也是石油和乳化的重要原料。蓖麻油酸又称蓖麻油酸,属于不饱和脂肪酸家族。 The Principal Castor Reactions are as follows; pyrolysis, polyamide 11, hydrogenation, dehydration, caustic fusion, sebacic acid, undecylenic acid, heptaldehyde, sulfation/sulfonation, alkoxylation, oxidation/polymerization, esterification, dimerization, quaternaries, and engineering resin (interpenetrating networks).

关键字

蓖麻油,12-羟基硬脂酸,蓖麻油酸,HCO, DCO

介绍

来自蓖麻的油脂化学物质经历了一个有意义的模式化学行业。它在不断变化,一些旧的重要工艺和产品被新的所取代。相比之下,一些产品在过去几年里有所下降,但随着新技术的引进和应用,又重新焕发了生机。新的市场需求给蓖麻化学带来了巨大的压力,并做出了巨大的回应。

在所有的植物油中,蓖麻油是一种最不寻常的产品,用途更广泛。大多数油的浓度是一种或两种应用,如食用用途(棉籽、大豆、玉米、花生、油菜籽、油菜、向日葵、椰子和棕榈)。根据经济这些因素很多是可以互换的。其中一些发现了其他用途,如涂料、墨水、润滑剂、洗涤剂和肥皂。蓖麻具有广泛的商业应用,其更多的用途与独特的羟基脂肪酸结构直接相关[1].

BSS蓖麻油被广泛应用,是许多其他蓖麻油衍生物的起始材料。在药品和化妆品中,它被用作配方中的一种成分。它与苯乙烯和二异氰酸酯结合良好,用于成膜清漆。它基本上是不溶性不溶聚合物,被用作涂料的润滑剂成分维生素还有矿物质片。它也是石油和乳化的重要原料。它还浸渍电容器作为声纳传感器流体和电介质材料的电冷凝器。聚氨酯铸造树脂,汽车,卡车和机械的流体是蓖麻油的其他应用。它也可以作为蓖麻油的其他衍生物的起始材料。

12-羟基硬脂酸是由氢化蓖麻油水解得到的高熔点混合脂肪酸。在常温下,它是易碎的蜡状固体。储存时必须远离热源,防止其变质。它不溶于水,在许多物质中的溶解度可以忽略不计有机溶剂。12-HSA无毒无害。12-HSA被用于制造锂和钙润滑脂和丙烯酸聚合物。在塑料成型中,它被用作内部润滑剂。它也适用于汽车、设备、电器和建筑的水性和非水性涂料。羊毛是用它来处理的,因为它是抗收缩的。它也被用作金属食品和饮料容器内部的涂层衬垫。飞行员和合成橡胶发现它的应用作为内部润滑剂以及油墨的改性剂。除用于增塑剂、纺织品、化妆品和金属加工外,特殊化学品酯如乙氧酯和硫酸盐也可使用它[1].

蓖麻油酸

蓖麻油酸又称蓖麻油酸,属于不饱和脂肪酸家族。它是一种粘性黄色液体,熔点5.5°C,沸点245°C。它与不相溶并与大多数有机溶剂相混溶。蓖麻油水解生成它。它用于纺织品整理,涂墨和制造肥皂。

蓖麻油酸可与碱、氨、乙醇胺等碱反应制成肥皂。这些材料可以用于切割油,工业润滑剂、乳化剂和金属加工化合物,并赋予润滑和防锈特性。蓖麻油酸有助于制造透明的肥皂和高固体液体肥皂。它还能使工业杀菌剂、消毒剂和重型洗涤剂中的酚类和甲酚类成分均质化。它也是一种高效的颜料和染料分散剂,可用于油墨、涂料、塑料、化妆品等。它的钠和钾皂是乳化剂和泡沫稳定剂。它在生产巧克力产品的关键成分聚甘油聚蓖麻油酸(PGPR)中有非常重要的用途。钠皂可用作乳液聚合树脂(如PVC和PVAC)的乳化剂、稳定剂和去泡沫剂。它也用于皮革的处理。对皮革具有良好的润湿、柔韧和软化性能[2].

颜料和分散染料的性质

蓖麻油及其许多衍生物,如酯类、氢化物和乙氧基酯类,因其作为颜料和染料的优良载体而具有湿润表面的能力而广为人知。典型的作为颜色的食品,塑料,口红,油漆,油漆,涂料,油墨,密封剂,粘合剂和颜色浓缩塑料。

反应

根据目前的商业惯例,许多蓖麻反应被利用如下所述。但是,必须认识到某些限制因素。一个重要的例子是由羟基和羧基之间的连接形成的甾醇。贮藏时,蓖麻油酸中的羟基与羧基形成酯。羟基值和酸值均随着反应的进行而下降。商业蓖麻油酸的变化是众所周知的,这两个值可以在原始生产的90天内变化5%-10%。莫达克和凯恩对蓖麻酯的主题进行了回顾,其中有一个重要的参考文献列表。由于这种干扰,有一些理论上合理的反应机制无法进行。蓖麻油酸的结构解释了为什么它不能通过常规的商业蒸馏程序来提纯或纯化其他脂肪酸。蒸馏会影响羟基-酸的连接,产物不再是蓖麻油酸。 Factually, the estolide formation becomes one stage in the conversion to dehydrated castor fatty acids, the process for which is explained in this section [2].

根据实际蓖麻吨位消耗,按顺序给出了反应过程。氢化蓖麻与聚酰胺11的比较是很难比较的。后者规模较大,由一家制造商生产成品。许多氢化物,在世界各地都有发现。他们的产品可以作为几种不同最终产品的中间体。聚酰胺是任意放置在前面,两者的体积是相当的。主要蓖麻反应如下:裂解、聚酰胺11、加氢、脱水、苛性熔合、癸二酸、十一烯酸、庚醛、磺化/磺化、烷氧基化、氧化/聚合、酯化、二聚、季铵盐和工程树脂(互穿网络)[2].

液态二氧化碳中的蓖麻油及其衍生物

蓖麻油、乙醛和庚醇被包括在液态二氧化碳与261种其他物质相互溶解度的研究中。二氧化碳在每一种物质中的溶解度,即每一种物质在二氧化碳中的溶解度。用三角图制备了464个三元体系。有机化学品物理性质的先进研究本项目旨在建立基本性质[3.].

蓖麻油及其衍生物的工艺描述

氢化蓖麻油工艺描述

原料漂白蓖麻油(BSS级)在真空条件下,在160℃左右的温度下,镍催化剂存在下进行加工。当原料达到所需温度时,立即停止真空,加氢,同时搅拌器仍在运转。当加氢达到所需的氢化程度时,关闭加氢,在此之后,开始冷却氢化产物。最终产品经过过滤,冷却,然后输送到剥落装置进行剥落和袋装。

脱水蓖麻油(DCO)工艺描述

在反应容器中加入蓖麻石油通过除气容器进行库存分级。油在这个容器中干燥,完全脱离空气,在反应容器中保持较高的温度和真空,在催化剂的存在下,油不断地再循环。蓖麻油脱水后,不饱和程度增加,羟基含量降低。所有这些工艺都能保持产品的均匀质量。油最终通过热交换器冷却,然后催化剂过滤,一旦达到所需的不饱和和脱水程度。过滤后,将产品装到脱色容器中,以去除油中多余的颜色[3.].

12-羟基硬脂酸(12-HSA)工艺描述

氢化蓖麻油从HCO中回收植物在设定的参数下,将其与苛性碱混合转化为肥皂,并将转化后的HCO肥皂与稀硫酸混合,将肥皂转化为脂肪酸。8%-10%的甘油留在酸性水中,然后将其排出并储存以回收甘油。12 -羟基硬脂酸,酸化产品从酸化容器中被送入干燥器,其中,它通过控制加热完全干燥。预干燥的12-HSA进一步冷却并带到去屑装置进行去屑[3.].

蓖麻油多元醇装置工艺描述

从储罐中取出精炼蓖麻油并泵入预混容器。在预混合容器中适当地加入和混合催化剂,并通过附加的自动进料系统进行混合。然后,材料被流到预热容器,通过它被泵入高压反应器。环氧丙烷通过减压阀进入反应器,压力约为0.6 MPa。精炼蓖麻油与环氧丙烷混合,通过泵冷却热交换器连续循环。有效的传热和传质是由于连续循环产生的高质量产品。在材料老化之后,将其泵入反应堆容器。采用加药泵将酸注入加酸槽,最后注入反应容器。材料在反应器中中和,然后泵入叶片过滤器以回收固体材料。最后回收一种透明液体,储存在一个单独的储罐中。 From the storage tank the crude Polyols is taken and fed into the reaction vessel along with the solvent feed. Before it is sent to the drying unit all the materials are well mixed. Post removal of residual impurities, volatiles and purified Polyols, they are stored in a separate storage tank. Vacuum drying unit produce overhead volatile matters are then condensed and collected in separate storage tanks. The solvent distillation reactor is pumped with the volatile matter from which solvent is recovered and recycled in the process [3.].

蓖麻油无毒

从历史上蓖麻油的广泛使用来看,这是很好的人类食用和局部应用是安全的。美国卫生与公众服务部(NIH)的一项调查研究建立了蓖麻油使用安全性的衡量标准。1990年,对大鼠或小鼠的饲料研究得出结论,蓖麻油没有不良副作用。在90天的研究中,饮食浓度高达10%,不会影响生存或体重增加。

蓖麻油的性质和特性

特别是蓖麻油的醇溶性特性在1929年被报道。事实上,除了对新鲜油和储存10个月以下的油的特性进行比较外,1919年的散装油的检验也包括在内。同时还对其折射率、粘度、酸度、半phen数、乙酰值、比重、Wijs碘值、乙酸溶解度等指标进行了测定。从历史的角度来看,目前的测试程序与60多年前的测试程序之间的对比是有趣的。

蓖麻油的纯度相对较高(对于天然物质来说是很高的)。因此,它可以有效地进行一些化学过程,以生产高纯度的化学衍生物。这种反应的化学基础是蓖麻油酸中存在的三个功能点:(a)羧基或酯基(b)单点不饱和(c)羟基蓖麻油化学[3.].

这种功能的利用如下:1)在羧基位置,通过广泛的酯化反应,2)羟基可以乙酰化或烷氧基化,3)不饱和可以通过氢化或环氧化改变4)羟基可以通过脱水去除,增加化合物的不饱和,从而产生干燥/聚合油。5)羟基位置具有高度活性,此时分子可以通过高温裂解和苛性熔合分解,生成四种链长较短的有用产物。

蓖麻油的性质和用途确实有一个有趣的实践论文是在1952年的一篇综述中提出的。由于技术的变化,许多主题现在已经过时了。然而,建议对蓖麻油及其衍生物的基本性质和特征进行清晰、简洁和实用的描述。

这种方法的蓖麻油的化学性质是指高质量的油,经常被识别为“No。1”蓖麻油,每个生产国的主要运营商接受的表达方式。1号蓖麻油是国际标准,代表了本综述中描述的反应和应用通常可用的质量。在某些情况下需要品质较好的油[3.4].

蓖麻油对氧气的稳定性

蓖麻油和它的许多衍生物是由羟基稳定的,羟基是双键的β。这个羟基通过防止过氧化物的形成来保护双键,而过氧化物是形成双键氧化的中间化学物质。过氧化氢的形成是以动力学为基础的,测定植物油氧化稳定性的方法。

氧化稳定性数据来源于美国石油化学家的方法和活性氧法。将一份植物油样品加热到97°C,同时向其中注入空气。AOM值是指每一种植物油样品的过氧化值达到70 meqs所需的小时数。橄榄油被认为是仅次于蓖麻油的最稳定的植物油,因为和蓖麻油一样,橄榄油主要是单不饱和的,但不像大豆油和葵花籽油是多不饱和的。然而橄榄油缺乏像蓖麻油的羟基这样的稳定因素。因此蓖麻油的稳定性大约是橄榄油的四倍[3.4].

产品应用

其基本衍生物,乙醛和十一烯酸被用于制造各种香水化合物(表1),它们又被用来制造香水和合成香料。

S.No。 PerfumeryChemicals Perfumerycompoundsprepared EnduseofPerfumerycompound
1 庚醛 α-amylcinnamicaldehyde Insoapperfumery
Nonylenicacidesterstomake8-n-amylbutyrolactone CoconutAldehydeforflavorofcoconutmilk
Heptanoicacid Violetperfume
Methyl-n-heptylketoneandesterof3-nonicacid OilofRueusedinvioletperfume
庚醛 Jasmineflavor
2 Undecylenicacid γ-undecalactone (AldehydeC-14) Peachodor
Nonylicacid、nonylicalcohol nonylicAldehyde RoseandOrangeoilconstitutes
Undecylenicalcohol Floralodorwithfattynote
n-decyldehyde SpicyOrangelikeodor
AllylestersofUndecylenicacid Odorofquinchesandasmodifier

表1:蓖麻油产品应用。

市场和增长动力

市场

印度是世界上领先的香料和香料制造商之一。这些都带来了天然产品,用于从蓖麻油衍生物中开发合成香料和香料,印度落后了。作为蓖麻籽和蓖麻油生产和加工的世界领导者,印度比日本、法国和德国等其他国家有优势,这些国家进口蓖麻油并制造这些香水化学品,进一步加工成香水和合成香料。德国、法国、瑞士和日本是国际上主要的合成香精和香料生产商,使用许多天然成分,包括十一烯酸和庚醛等蓖麻油衍生物。毫无疑问,香水化学品有很大的国际市场,而印度的市场估计约为。5000公吨[3.4].

全球对香精和香料的需求将会增加(图1)。下图描述了2008年香精市场需求的区域细分情况。

chemistry-Flavor-Fragrances

图1:2008年全球香料需求(来源:粮农组织统计数据)。

增长动力

香精和香精的全球需求预计将以每年4%左右的速度增长。此外,到2008年,亚太地区对香精和香料的需求预计将以每年7%的速度增长。全球最发达市场的增长将继续温和,受到市场成熟、香料和香料使用行业整合以及价格下行压力的限制。香精香精正在寻找天然来源的产品,更喜欢使用无害的、可生物降解的原材料。鉴于此,蓖麻油衍生品在全球市场上有很好的发展空间。对混合香氛和精油的需求将受益于人们对天然香氛和奇异香氛的兴趣增加,这些香氛比合成香氛更贵[3.4) (表2)。

S.No。 产品 ExportQuantity(太) ImportQuantity(太)
1 庚醛
2002 - 03 112 NA
2003 - 04 130.01 0.68
2004 - 05 210.57 10.44
2005 - 06 183.74 NA
2 Undecylenicacid
2002 - 03 372.66 768.18
2003 - 04 385.02 1042.98
2004 - 05 257.96 695.72
2005 - 06 365.91 NA

表2:数据来源:美国商务部。

技术/过程

将蓖麻油在450°C以上的真空温度下进行热解或破坏性蒸馏,分解后主要产生几乎等量的十一烯酸和乙醛(约28%)。在水蒸气的存在下,酸和醛的产率都得到了提高。海绵体后处理主要由聚合癸烯酸组成,可用于回收一定数量的癸烯酸。十一烯酸酯被用作香水化学品的原料。乙醛具有茉莉香味,通常也被称为茉莉醛,它可以转化为庚酸和庚醇,用于制造许多香水化合物。蓖麻油的成分规格的拟议香水化学品列在表3图2解释了乙醛和十一烯酸的生产流程[45].

没有。 Specificationdetails 庚醛 Undecylenicacid
1 Appearancedescription Pungentsmellingoilyliquid Oilyliquid
2 颜色 Colorlesstopaleyellow Waterwhitetopaleyellow
3. AcidcontentsMax % 5 90 - 95%的最小值
4 AldehydecontentMin % 90 - 95 最大的3 - 5%
5 Refractiveindexat25°C 1.415 1.488
6 Freezingpoint NA 21 - 24日
°C
7 Acidvalue NA 295 - 304
8 Specificgravity 0.815 0.92
9 Boilingpoint°C 152 - 154 NA

表3:拟议香水化学品规范。

chemistry-Flavor-Fragrances

图2:乙醛和十一烯酸工艺流程图。

氢化蓖麻油(薄片/粉末)

氢被添加到蓖麻油中,在镍催化剂的存在下,油被称为氢化蓖麻油(图3),变成硬而脆的蜡,熔点约为85-86°C。这种蜡非常不溶,因此非常适合于耐水、油、石油和石油衍生物的产品。HCO以薄片或粉末的形式存在,可熔化成透明的液体。它是无毒无害的材料。氢化蓖麻油用于制造油脂,也可用于食品包装的纸张涂层。该产品可以有几种不同的熔点,或以珠状或粉状形式提供。部分氢化的蓖麻油被发现用于化妆品配方,如口红和棒式除臭剂。氢化蓖麻油因其独特的物理化学性质组合而具有广泛多样的用途[5].

chemistry-HCO-flakes

图3:HCO片/粉。

•用于制造多用途锂/钙润滑脂和高性能航空润滑脂。

•肥皂和化妆品的制造。

•在塑料和橡胶加工中作为脱模剂。

•作为特殊蜡混合物的组成部分,如铅笔,蜡笔,口红和防臭棒。

•用于制造耐水的热熔涂料和密封剂。

•作为纸张的涂布剂和消泡剂。

•汽车修补材料制造。

•在油漆、涂料、油墨、粘合剂、密封剂和众多工业成分中提供触变性的流变性剂。

•厚膜氯化橡胶,环氧树脂和乙烯基涂层。

•纤维阻燃剂和防静电剂。

•生产聚酰胺纤维的纺丝整理油。

•用于药膏、乳化病毒疫苗、缓释胶囊、润湿剂/身体剂、面部涂料的制备。

•用作纤维素的增塑剂。

•颜色浓缩物的加工助剂。

•表面处理剂。

•用于包装书籍,装订鞋类,地毯衬底和产品组装的热熔胶的制造。

•用于加工塑料的防粘和防滑添加剂。

•用于金属加工、增塑剂和纺织助剂等特殊化学品的制造,如酯类、乙酯类、硫酸盐类等衍生物[5-7].

聚甘油聚亚麻油酸酯(PGPR)

聚甘油聚蓖麻油酸(PGPR)是一种食品级乳化剂,由聚甘油为亲水性基团,间酯化蓖麻油酸脂肪酸为疏水性基团(图4)。PGPR的聚甘油部分主要以二三甘油或四甘油(最小75%)的形式存在,最多10%的聚甘油部分以hepta甘油或更高的形式存在。

chemistry-Tri-Ricinoleate

图4:PGPR的化学结构。(由三甘油三蓖麻油酸组成的馏分如图所示)。

属性

PGPR是一种强油包水乳化剂,用于为烘焙行业制造稳定的平底锅脱模剂,并稳定低脂肪的高含水量人造黄油系统。PGPR通过降低悬浮在液体脂肪相中的颗粒之间的摩擦,有助于改善巧克力和植物脂肪涂层中的流动特性,从而降低所谓的“屈服值”,即使在总脂肪含量较低的情况下,液体巧克力质量也容易流动[5-7].

制造

首先,在反应器中将甘油加热到200°C以上。加入少量碱作为催化剂。两个或两个以上的甘油分子发生凝结,水通过真空泵被释放和除去。主要是生成直线聚甘油单元,同时还将生成少量的循环副产物。在图4二甘油和三甘油的形成被显示,但高度聚合的聚甘油也被创建。其次,蓖麻油脂肪酸将在反应器中同样加热到200°C以上。蓖麻油中的脂肪酸被发现为蓖麻油脂肪酸(约90%),其余脂肪酸被发现为油酸、亚油酸-硬脂酸。

蓖麻油酸的脂肪酸在简单的线性酯化过程中反应形成酯化间的蓖麻油酸脂肪酸链。水在过程中被释放出来,并通过真空泵除去。第三,酯化间蓖麻油酸脂肪酸与聚甘油混合,形成不同链长聚甘油-聚蓖麻油酸分子的复杂混合物[8-13) (图5)。

chemistry-alkaline-condensation

图5:聚甘油由甘油经碱性缩合而成。

在食品中的应用

PGPR对液态巧克力和植物脂肪化合物的流动特性有显著影响。结果表明,PGPR主要通过降低巧克力体系的屈服值来发挥作用,而对塑料粘度几乎没有影响。考虑到实际应用中PGPR通常与卵磷脂或磷脂铵一起作为共乳化剂加入,作为乳化剂主要有助于降低塑料粘度[13-15].

可可脂和特殊植物脂肪是相当昂贵的原材料,所以巧克力和化合物的制造商可以从PGPR的效果中受益,并降低现成消费产品的总脂肪含量。此外,从健康的角度来看,巧克力和化合物中的脂肪减少正在提高消费者眼中的质量。由于巧克力对产率的强烈影响,在生产过程中使用更少的脂肪可以使巧克力流动。因此,PGPR是制造各种类型巧克力类产品的重要工具。贝克特等人进一步描述了PGPR作为巧克力成分的作用。

已发表的毒理学研究,通过科学评估,使聚甘油聚蓖麻油酸的GRAS测定与美国蔬菜脂肪涂层消费模式的评估相结合。JECFA已经确定了聚甘油聚蓖麻油酸的公认日摄入量(AD1值)为每天0-7.5 mg/kg体重。美国人口对植物脂肪涂料的消费统计数据与聚甘油聚蓖麻油酸酯的既定AD1值相比较,清楚地支持在植物脂肪涂料中以最高0.3%的比例使用聚甘油聚蓖麻油酸酯的安全性[14-19].

十一碳烯酸

蓖麻油在700℃下减压热解,制备乙醛和十一烯酸。(它是在没有氧气或除蒸汽外的任何其他试剂的情况下,通过加热对有机物质进行化学分解)。为了从乙醛中生产酒精,它可以进一步氢化用于增塑剂。水解是另一种方法,通过使用十一烷基酸甲酯。十一烯酸甲酯水解生成十一烯酸[20.-25].

(CH2= CH (CH28库奇舞3.)十一烷基酸甲酯→H2O→十一烯酸(CH2= CH (CH28羧基)

应用程序

十一烯酸作为抗真菌药物有着悠久的历史。许多类型的真菌感染都可以用它来治疗。十一烯酸可用作洗发液中的表面活性剂,也可用作肥皂和除臭剂中的杀菌剂。它可以作为尼龙11的起始材料[25-27].

癸二酸

癸二酸是一种10碳双羧酸,可以由酚和甲酚合成,但蓖麻油氧化被认为是一种更环保的方法。癸二酸的制造是使用碱将蓖麻油加热到高温(约250°C)。这种处理的结果是将蓖麻油皂化为蓖麻油酸,然后将蓖麻油酸裂解为癸二酸和癸二酸[20.-23].

应用程序

癸二酸的众多用途之一是制造尼龙6-10。癸二酸及其衍生物如壬二酸在增塑剂、润滑剂、液压油、化妆品、蜡烛等工业中有多种用途。它们被用于聚酰胺和醇酸树脂的合成。异癸二酸是一种异构体,在挤出塑料、粘合剂、聚酯、聚氨酯树脂和合成橡胶的制造中也有其他用途。癸二酸也被用作芳烃、防腐剂和油漆材料的中间体。从酯类中可以得到成千上万种潜在的起始原料。在金属加工液中用作缓蚀剂,在润滑脂中用作润色剂。癸二酸与胺混合后可产生非常有效的水溶性金属加工液缓蚀剂。羟硬脂酸锂复合润滑脂通常利用二元酸,如癸二酸,以获得更不寻常的性能参数。这些润滑脂是由癸二酸酯制备的,正在开发用于不同条件下的特定性能标准。 Sebacic acid esters are used as plasticizers also for vinyl resins and in the manufacture of dioctyl sebacate; a jet lubricant and lubricant in air cooled combustion motors [24-30.].

需求符号

•非常高:每年5万台币及以上。

•高:每年3 -5万T。

•中高:15,000-30,000吨/年。

•中等:每年5000 - 15000吨。

•中低:每年1000 - 5000吨。

•低:每年小于1000吨。

供需缺口的符号

•中等:存在一些高于供应的需求,但没有大量的需求未得到满足。

中高:在某些情况下,大量的需求没有得到满足。

•高:在很多情况下,市场上的重大需求都没有得到满足。

•低:很少有重大需求没有得到满足的情况。

•NA:表示由于需求量可忽略不计,无法获得有关需求供应缺口的信息。

蓖麻油的酯交换作用

Deshpande等在2012年研究了以KOH为催化剂的蓖麻油酯交换反应。他们选择了停留时间、油甲醇比、催化剂浓度和反应时间等变量。Mohammed等人在研究蓖麻油与甲醇KOH的酯交换反应时,改变了操作条件;KOH催化剂浓度2.1-3 g用于250 ml原料;温度30 - 70°C;反应时间30-360分钟。酯(生物柴油)含量最高,为48%,甘油含量最高,为52%。他们用65 ml甲醇和2.4 g KOH催化剂进行反应,在70°C的温度下反应360分钟,并将250 ml蓖麻油原料进行转化。他们还进行了平行实验,涉及两个阶段的过程,即酸的酯化,然后是正常的酯交换。Marchetti等人提出了该程序的建议。 Esterifications process comprised of two stages by Mohammed et al. reported the ester content up to 85%. The authors confirmed castor biodiesel viscosity of 13.75 mm2 sec-1 and density 0.9279 at 15°C. The castor oil used by the authors having viscosity of 239.39 mm2 sec-1 [30.-34].

脂肪酸由大约80-90%的蓖麻油酸、3-6%的亚油酸、2-4%的油酸和1-5%的饱和脂肪酸组成。蓖麻油中蓖麻油酸含量高,是蓖麻油在工艺上具有广泛应用价值的原因(表4)。与其他植物油相比,蓖麻油中单纯不饱和脂肪酸的比例非常高(18:1)。相对而言,这些酸的较高比例只能在高油酸(HO)向日葵的油中找到,然而,它们以油酸的形式出现。在蓖麻油中,它是蓖麻油酸,天然植物油中唯一的不饱和脂肪酸,具有碳原子12的羟基功能。蓖麻油极高的粘度是由于羟基的存在。在他们的研究中,比重随停留时间的变化与粘度的变化趋势相似。停留时间从30分钟增加到45分钟,比重从0.9096降低到0.882,停留时间从60分钟增加到90分钟,比重从0.882增加到0.9026,生物柴油产品的酸值随着反应时间的增加而降低,皂化值随着反应时间的增加而降低并进一步增加[34-36].

Acidname AveragePercentageRange
Ricinoleicacid 85 - 95%
Oleicacid 6 - 2%
Linoleicacid 5 - 1%
Linolenicacid 1 - 0.5%
Stearicacid 1 - 0.5%
Dihydroxystearicacid 0.5 - -0.3%
其他人 0.5 - -0.2%

表4:蓖麻油的组成(Deshpande等人)。

表5介绍了他们的粘度随时间变化的数据。随着温度的升高,其比重增加,酸值也有相应的变化。他们还观察到,在30°C的较低温度下,生物柴油产品的粘度较低,他们进一步将温度提高到50°C。酸值的变化趋势与粘度的变化趋势相似。Sap值也表现出与比重(表6) [35-37].

Timeofrun(分钟) 30. 45 60 90
Kinematicviscosity (cSt) 18.12 14.10 14.51 15.15
Specificgravity 0.9096 0.890 0.90 0.9026
Acidvalue 1.26 0.57 0.64 0.68
Sapvalue 177.6 173.4 174.3 174.9

表5:粘度随时间的变化(Deshpande等)。

Oiltoalcoholmoleratio 1:6 1:9 1:10 1:12
Kinematicviscosity (cSt) 18.18 14.10 19.84
Specificgravity 0.9036 0.8820 0.9112
Acidvalue 0.97 0.57 0.84
Sapvalue 173.4 176.1 176.8

表6:粘度随油醇比的变化(Deshpande等)。

根据他们的观察,产品的比重在催化剂浓度为1wt .%时最低,随着催化剂浓度的增加而增加,直至2wt .%。产品比重在最低浓度0.5 wt.%时有所增加。比重较高,可能是由于催化剂浓度较低,只有0.5 wt。%转化率非常低。因此,参考上述数据,在研究的操作条件范围内,1wt .%的催化剂浓度可能是最优的。当催化剂浓度为1wt .%时粘度下降,当催化剂浓度为2wt .%时粘度增加。在催化剂浓度为1wt .%时,催化剂的比重开始下降,随后又增加,酸值与粘度有相似的趋势。在催化剂浓度为1wt .%后,Sap值几乎不变。作者用所提供的图表来支持他们的数据数字6尺11寸35-37].

chemistry-Viscosity-variation

图6:粘度随时间的变化。

chemistry-Specific-gravity

图7:比重与反应时间。

chemistry-Acid-value

图8:酸值与反应时间。

chemistry-Sap-value

图9:Sap值与反应时间。

chemistry-Viscosity-variations

图10:粘度变化与摩尔比。

chemistry-Molar-ration

图11:摩尔比与比重。

结论

据估计,全球对蓖麻油香料和香精的需求将以每年约4%的速度增长。据估计,到2008年,亚太地区对香精和香料的需求将以每年7%的速度增长。全球最发达市场的增长将继续温和,受到市场成熟、香料和香料使用行业整合以及价格下行压力的限制。香精香精正在寻找天然来源的产品,更喜欢使用无害的、可生物降解的原材料。鉴于此,蓖麻油衍生品在全球市场上有很好的发展空间。混合香氛和精油的需求将受益于人们对自然和奇异香味的兴趣增加,众所周知,这些香味比合成香氛更贵。

参考文献

全球科技峰会