降低甜水皂化当量的工艺技术研究

郭 霞，王文德

（1．赞宇科技集团股份有限公司，浙江 杭州 310030；2.杭州油脂化工有限公司，浙江 杭州 311228）

甘油是重要的化工原料，广泛应用于涂料、树脂、医药、化妆品、食品饮料、炸药、玻璃纸、烟草、牙膏、单甘脂、橡胶、纺织、照明、皮革等行业。甘油是油脂化工的副产物，在油脂工业中回收甘油，提高甘油收率和品质，具有极大的经济意义。

甜水是油脂水解的副产物，是制备甘油的重要来源之一，含有甘油、油脂、低分子量脂肪酸及其盐、碳氢化合物、氨基酸、蛋白质和色素等有机杂质和少量机械杂质；如去除不净，在浓缩时易形成大量泡沫，且残留的脂肪酸会进入精甘油中，并产生微量的甘油脂肪酸酯，从而使甘油的皂化当量超标。皂化当量是衡量甘油品质的一个重要指标，因此提高甜水的净化效果，降低甜水的皂化当量，对甘油成品的质量有着关键性的影响。

目前，甜水的净化方法主要有石灰乳法、三氯化铁法、偏铝酸钠法和氢氧化钡法[1-4]等。石灰乳法操作简单，成本低廉，但是形成的钙皂极易造成换热器结垢；三氯化铁法对原料甜水要求不高，但是处理效果不易控制，影响生产效率；偏铝酸钠法成本低，产生的沉淀少，但是有氯化钠的生成，使得蒸馏装置必须有排盐排渣的设备；氢氧化钡法所得甜水质量好，但是操作成本高。以上各种方法，都需要加入大量额外的试剂，增加生产成本，本文希望在不添加试剂的基础上，通过研究静置温度、pH值、气浮[5]等因素对甜水皂化当量的影响，得到最佳的处理条件，指导工业化生产，降低生产成本，提高原料的利用率，本方法具有绿色经济环保的特点。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

甜水样品：来自本公司油脂水解工段。

1.2 甜水皂化当量测定

皂化当量按GB/T 13216-2008标准测定[6]。

1.3 实验方法

对于静置法处理甜水，实验的基本过程是，称取一定量的甜水原液，置于一定温度的恒温水浴中，考察pH值、保温温度等因素对甜水中皂化当量的影响；对于气浮法，是将甜水装入反应柱中，从底部通入空气产生气泡，鼓泡一定时间，捞出上层固体物，检测下层甜水的皂化当量。

2 结果与讨论

2.1 温度影响

温度是影响相平衡的一个重要因素，因此考察温度对甜水净化效果的影响。实验过程选取三个不同皂化当量的样品，将初始pH值统一调节至3.9，分别置于50℃，60℃，70℃环境中。其中在放置7天后，将50℃的样品升温至80℃，将60℃的样品升温至90℃，实验结果如图1所示（横坐标为天数，纵坐标为甜水皂化当量）。

由图1可见，当温度由50℃变为80℃时，皂化当量继续下降，且比整个过程都处于70℃时下降的多；温度从60℃变为90℃时，皂化当量先上升后趋于平缓。分析其原因，可能是由于温度升高，油水两相的分离速度加快，甜水中皂化当量降低，但是同时随着温度的升高，酯类或酸在水中溶解度也会增加，导致甜水中皂化当量又上升。

图1 温度对甜水皂化当量的影响

2.2 pH值的影响

在温度为80℃，静置时间为7天，研究了不同pH值对甜水皂化当量的影响，结果如图2所示（横坐标为pH值，纵坐标为皂化当量下降相对值）。由图2可见，pH值越小，同样条件下，甜水的皂化当量降低得越多。

2.3 气浮处理对甜水皂化当量的影响

为了进一步降低甜水中的皂化当量，采用气浮法处理甜水。考察了鼓泡时间和空气流量对甜水中皂化当量的影响，结果如图3和图4所示。

图2 pH值对甜水皂化当量的影响

由图3和图4可见，在相同空气流量情况下，随着鼓泡时间的增加，甜水的皂化当量降低；随着空气流量的增加，甜水的皂化当量降低。这是由于空气流量增大，形成的微小气泡多，增加了与油脂的接触，随着时间的增加，更多的油脂从甜水中分离出来，因此甜水皂化当量降低。

图3 鼓泡时间对甜水皂化量的影响（空气流量为35 L/min）

图4 空气流量对甜水中皂化当量的影响（鼓泡时间为45 min）

3 结论

采用静置法和气浮法对甜水进行处理，可以有效地降低甜水中的皂化当量。

（1）采用静置法处理甜水，最佳的条件为温度80℃，pH为2.3左右；

（2）相比较静置法，气浮法可以将甜水中的皂化当量降低至更低值；

（3）在工业上，可以两者相结合。前期用静置法进行初步处理，后期用气浮法进一步处理。

本文所研究的方法成本低、效率高，在工业生产中具有较大的应用推广价值。