麻疯树毛油精炼工艺研究

赵光辉，关 旭，金书含，赵仲阳，姜 伟

(中国石油天然气股份有限公司 石油化工研究院，黑龙江 大庆 163714)

油脂加工

麻疯树毛油精炼工艺研究

赵光辉，关 旭，金书含，赵仲阳，姜 伟

(中国石油天然气股份有限公司 石油化工研究院，黑龙江 大庆 163714)

以压榨麻疯树毛油为原料，利用正交试验研究了麻疯树毛油的精炼工艺。结果表明：在转化剂加量0.14%、转化温度60℃、转化时间25 min、络合剂加量2.0%、络合时间25 min、吸附剂加量4.0%、吸附除杂温度100℃、吸附除杂时间20 min的条件下，麻疯树油中的杂质含量明显减少，精炼工艺除杂效果显著。

麻疯树毛油；精炼；脱胶

麻疯树是一种大戟科的落叶灌木或小乔木，在我国栽培或半野生于四川、贵州、海南、广东、广西和云南等地，分布范围广，资源丰富[1-3]。麻疯树油脂肪酸组成以十六碳和十八碳为主，与石化柴油接近；同时麻疯树油含佛波醇酯和毒蛋白，有毒，不可食用，是制备生物液体燃料(航空生物燃料和生物柴油)和其他化工产品的理想原料[4-5]。

麻疯树毛油主要成分是甘油三酸酯，此外还有水分，草秆纤维和油料饼屑等固体杂质，蛋白质、磷脂、糖类等胶溶性杂质，游离脂肪酸、甾醇、生育酚、色素等脂溶性杂质，黄曲霉毒素、多环芳烃、农药等有毒有害物质[6-7]。这些微量杂质不仅会影响油脂的安全储藏，而且给下游用户，尤其是加氢法制备生物液体燃料(磷≤3.0 μg/g、金属≤10.0 μg/g、氯≤5.0 μg/g等)的工艺、催化剂及产品质量造成严重影响[8-9]。因此，如何高效地脱除麻疯树毛油中的微量杂质、满足下游用户的特殊需求是实现麻疯树油应用的关键。本文对麻疯树毛油的制备和精炼工艺进行研究，以期为麻疯树的产业化发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

麻疯树种子：云南地区。

浓硫酸、盐酸、甲苯、乙醇、正己烷、石油醚、氧化锌、钼酸钠、氢氧化钾、磷酸二氢钾、硫酸联氨、硫代硫酸钠、转化剂(自制)、络合剂(自制)、吸附剂(自制)等。

KNHY型自动榨油机、T6新悦可见光分光光度计、ECS3000型总氯分析仪、ANTEK9000型总氮分析仪、Multi EA5000型总硫分析仪、Optima 5300DV型等离子发射光谱仪、ZK072型电热真空干燥箱、BT323S型电子天平、Agilent7890气相色谱仪、TDL型低速离心机、DF-101型加热磁力搅拌器等。

1.2 试验方法

1.2.1 麻疯树毛油制备

将麻疯树种子中的砂石等杂物清除干净，在80～100℃条件下加热烘炒，使麻疯树种子的含水量在5%～8%之间；然后放入榨油机中，在压榨温度小于70℃的条件下，麻疯树种子在榨膛内受榨螺的不断推进及榨膛内容积由大到小的变化而受到很大的挤压力，从而把油脂从种子中挤压出来；最后经过滤除杂，得到麻疯树毛油。

1.2.2 麻疯树毛油精炼

脱胶：将麻疯树毛油加热到一定温度后，在连续搅拌条件下先加入转化剂，反应一段时间后再加入络合剂，充分反应后进行恒温静置分离，除去胶质化合物，得到脱胶油。

吸附除杂：将脱胶油加热到一定温度后，在一定真空度及连续搅拌条件下，加入吸附剂，充分反应一段时间后进行过滤分离，除去吸附剂，得到精炼油产品。

1.2.3 分析方法

采用GB/T 5537—2008测定磷脂含量；采用GB/T 17476—1998测定金属含量；采用SH/T 0246—1992测定水分；采用ASTM D5453—2009测定硫含量；采用ASTM D5762—2012测定氮含量；采用ASTM D5808—2009测定氯含量；采用GB/T 5530—2005测定酸度；采用GB/T 5535—2008测定不皂化物；采用GB/T 1884—2000测定密度；采用GB/T 10247—2008测定黏度。

2 结果与讨论

2.1 麻疯树毛油脱胶工艺优化

麻疯树毛油脱胶工艺包括转化过程和络合过程。在前期单因素试验基础上，选取转化剂加量(A)、转化温度(B)、转化时间(C)、络合剂加量(D)和络合时间(E)5个因素，以脱胶油的磷含量为考核指标，每个因素选取4个水平进行正交试验，因素与水平见表1，正交试验方案及结果见表2。

由表2可以看出，各因素的影响作用主次顺序是D>A>B>E>C。脱胶工艺条件的优化组合为A4B2C4D3E4，即最优条件为转化剂加量0.14%、转化温度60℃、转化时间25 min、络合剂加量2.0%、络合时间25 min。

表1 脱胶工艺因素与水平

表2 脱胶工艺正交试验方案及结果

2.2 麻疯树毛油吸附除杂工艺优化

在前期单因素试验基础上，选取吸附剂加量(F)、吸附除杂温度(G)及吸附除杂时间(H)3个因素，以精炼油产品的磷含量为考核指标，每个因素选取4个水平进行正交试验，因素与水平见表3，正交试验方案及结果见表4。

表3 吸附除杂工艺因素与水平

表4 吸附除杂工艺正交试验方案及结果

续表4

试验号FGH磷含量/(μg/g)113311.70123421.88134141.29144231.12154320.95164411.27k12.7902.1922.080k22.3202.0402.035k31.8601.8482.018k41.1582.0471.995R1.6320.3440.085

由表4可以看出，各因素的影响作用主次顺序是F>G>H。吸附除杂工艺条件的优化组合为F4G3H4，即最优条件为吸附剂加量4.0%、吸附除杂温度100℃、吸附除杂时间20 min。

2.3 麻疯树毛油精炼工艺的稳定性

根据确定的最佳精炼工艺条件，进行了精炼工艺稳定性考察，并与麻疯树毛油及加氢工艺对原料油的要求进行了对比，结果见表5。

表5 麻疯树油的理化性质

由表5可以看出，通过脱胶工艺和吸附除杂工艺处理后，精炼麻疯树油的密度、黏度变化不大；氯和不皂化物含量有所降低，酸度略有升高；但磷、氮、金属等微量组分的含量降幅较大，这主要是由于在脱胶过程中，与磷脂结合在一起的蛋白质、黏液质和微量金属离子一同被沉淀分离出来；同时在吸附除

杂过程中，吸附剂对氯、硫、氮、磷等极性较强的原子化合物实现了精脱除，因此精炼麻疯树油中的微量杂质含量明显减少，且满足加氢工艺要求，这对于油品储存及在生物液体燃料领域的应用是非常有利的。

3 结 论

(1)通过正交试验确定了麻疯树毛油的最优精炼工艺条件。最优脱胶工艺条件为转化剂加量0.14%、转化温度60℃、转化时间25 min、络合剂加量2.0%、络合时间25 min。最优吸附除杂工艺条件为吸附剂加量4.0%、吸附除杂温度100℃、吸附除杂时间20 min。

(2)在游离脂肪酸基本不损失的情况下，精炼麻疯树油中的磷、氮、金属等微量杂质含量明显减少，有利于油脂的储藏及在生物液体燃料领域的应用，说明开发的精炼除杂工艺效果明显。

(3)麻疯树毛油中的微量杂质受产地、种子品种、储藏时间及压榨工艺等因素的影响较大，因此下游用户应根据毛油的性质和精炼油产品的要求，选择适宜的精炼工序，力争在损失率最小的前提下，达到最佳的精炼效果，为企业创造效益。

[1] 何慧书.麻疯树及其开发利用前景[J].中国热带农业,2008(1):36-37.

[2] 费世民,陈秀明,何亚平.四川麻疯树生物柴油研究展望[J].生物质化学工程,2006 (S1):193-199．

[3] 邓欣,方真,张帆，等. 超临界流体CO2提取小桐子油[J]. 天然产物研究与开发,2010,22:166-169．

[4] 马汶绢，苏有勇，李思梅，等. 小桐子油催化裂解制备烃类物质的研究[J].中国油脂, 2016, 41(2):62-64.

[5] 邓欣,方真,杨成源，等. 一种小桐子毒蛋白的连续化提取方法：CN101463073[P].2009-06-04.

[6] 李法社，倪梓皓，杜威，等. 生物柴油氧化前后成分分析的研究[J]. 中国油脂, 2015，40(1):64-68.

[7] 何东平.油脂精炼与加工工艺学[M]. 北京：化学工业出版社，2010.

[8] 赵光辉,佟华芳,齐泮仑，等. 一种非食用动植物毛油精炼油的制备方法：CN103451009[P].2013-12-18.

[9] 邓旭亮,李建忠,何玉莲，等.一种由动植物油脂生产柴油馏分和航空燃料馏分的方法：CN103897718[P].2014-07-02.

Refining process of crude Jatropha oil

ZHAO Guanghui，GUAN Xu，JIN Shuhan，ZHAO Zhongyang，JIANG Wei

(Petrochemical Research Institute, PetroChina Company Limited, Daqing 163714, Heilongjiang, China)

With crude pressed Jatropha oil as raw material, the refining process of crude Jatropha oil was studied by orthogonal experiment. The results showed that under the conditions of conversion agent dosage 0.14%, conversion temperature 60℃, conversion time 25 min, complexing agent dosage 2.0%, complexing time 25 min, adsorbent agent dosage 4.0%, adsorbent temperature 100℃ and adsorbent time 20 min, the impurities content in Jatropha oil significantly decreased, and the removal effect on impurity was very obvious in refining process.

crude Jatropha oil；refining；degumming

2016-08-25；

2017-01-20

赵光辉(1975)，男，高级工程师，主要从事液体生物燃料的研究工作(E-mail)zgh459@petrochina.com.cn。

TS224.4;TS225.1

A

1003-7969(2017)05-0012-03