背景及介紹
蓖麻籽(Ricinus communis L.)是世界上十大油料作物之一，屬特殊工業(yè)油源作物，我國蓖麻籽產量居世界第二位，僅次于印度。從蓖麻籽中提取的蓖麻油是唯一含有輕基酸(12-輕基一9一十八碳烯酸，分子式C18H3403，俗稱蓖麻酸)的工業(yè)用油脂。蓖麻酸占蓖麻油中脂肪酸的85%~95%，其重要性在于:它是多官能團脂肪酸，對一個特定官能團進行選擇性氫化，可得到不同的產品，如:12-輕基硬脂酸醋、硬脂酸醋、蓖麻烯醇,12-酮基硬脂酸甘油醋等。這些產品可用來生產高級潤滑劑、防護劑、剎車油、增塑劑、電器絕緣油、醫(yī)用瀉藥、殺蟲劑、食品包裝材料等系列產品，用于航空、航海、醫(yī)藥、化工、電子及機械制造等諸多領域，可見氫化蓖麻油可生產許多高附加值的精細化工產品，發(fā)達國家如美國，就已經利用蓖麻油生產出化學衍生物170多種，系列產品已達2000多項，但我國目前生產的氫化蓖麻油尚未向精細化工延伸。
蓖麻油分子結構中的官能團決定了其可以發(fā)生多種化學反應，生成眾多衍生產品，并且大多為重要的精細化學品。氫化蓖麻油是蓖麻油的衍生產品之一，性能穩(wěn)定、熔點高，在化妝品中應用很廣泛。與氫氧化銼的反應產物為銼基潤滑油，在航空工業(yè)、汽車制造和機械加工等行業(yè)有著廣泛應用，國內外市場都具有較大的需求量。另外，氫化蓖麻油可作為各種化學反應或單元加工過程的基料，易于發(fā)生裂化、酉旨化、酞胺化、磺化、鹵化、皂化、水解、環(huán)氧化和乙氧基化等多種化學反應，衍生的各種產品應用范圍十分廣泛。
應用
氫化蓖麻油在制劑中起增稠、增硬和緩釋等作用，故用作增稠劑、增硬劑和緩釋劑，用于制備半固體制劑和固體制劑，如軟膏劑、栓劑、丸劑、片劑等。在軟膏、乳膏和栓劑中主要用作膏體的硬化劑，用于調節(jié)制劑的稠度;在口服制劑中，主要用于制備緩釋片劑和膠囊劑，可作為包衣衣膜或形成固體骨架，起到緩釋或控釋的作用;還可以作為片劑、膠囊劑的潤滑劑，改善顆粒的流動性。
制備【1】
1. 蓖麻油常壓氫化工藝與設備流程
蓖麻油常壓氫化工藝包括4個部分:①氫氣的制取和純化;②催化劑的配方和制取;③蓖麻油的氫化及其催化劑的分離;④催化劑的再生和利用。氫化工藝及設備流程如圖1、圖2所示。
2. 原料要求及工藝條件
（1）蓖麻油:用來氫化的蓖麻油，要達到精煉蓖麻油的質量標準，其中，要求水分<0.2%(和國標二級蓖麻油相同;要求酸值<0.5(與蘇動力紙介電容器浸漬蓖麻油指標一樣)。若是蓖麻毛油，氫化前要按照蓖麻油的精煉工藝進行精制，制成精制油后，方可用來氫化。
（2）氫氣:氫氣中有雜質,因制法不同而有異,常含有H2S、CO、N2和水蒸氣等。雜質的存在,能使催化劑中毒,氫化時間延長,而且對安全生產不利。所以,一般要求氫氣的純度要達到98%。所需氫氣,可用電解食鹽水法制取,或者用電解水法獲得。制得的氫氣是容易燃燒的氣體,空氣中含氫量在4%～74.2%即可著火。由于這一原因,電解車間、貯氫柜、氫化車間的氫氣管路上要設置遮斷器,以備水洗和隔絕火災。
（3）催化劑:這里使用的催化劑,是以硅藻土為載體的鎳-銅鹽類。依據催化劑制備試驗得知,用純堿(液)加入到硫酸鹽溶液中,生成的碳酸鹽沉淀能使催化劑具有較高的活性。制備催化劑采用以下方法。
NiSO4·7H2O),綠色結晶,含Ni量20%以上,不含砷、硫、磷;硫酸銅(CuSO4·5H2O),藍色晶體,含Cu量20%～ 24%,不含砷、硫、磷;硅藻土,白色、青灰或黃色,比重0. 5以下,含鐵量< 3%,在500～ 600℃灼燒后失重< 10%;碳酸鈉(純堿),白色粉末,凈含量95%以上,水分< 5%,無雜質。制備。通過計算得到需要的凈鎳量,定為計量單位1,則催化劑各種材料配比是:凈硫酸銅∶凈鎳量∶硅藻土∶水∶碳酸鈉= 1∶1∶10∶400∶ 3。
（4）配制程序:在陶瓷缸中加入10倍于凈鎳量的硅藻土,400倍于凈鎳量的水(或40倍于硅藻土重),二者拌合均勻,慢慢加入飽和硫酸銅和硫酸鎳溶液(摩爾比相同),在通入空氣的翻動下,加入3倍于凈鎳量的碳酸鈉粉末,用蒸汽直接加熱。取樣檢查(使用酚酞試劑),若呈酸性,要補加純堿中和,當樣品呈微堿性時,可將配料加熱至60℃ ,保持6h。接著,出料壓濾,并用60℃熱水洗滌、沉淀,洗液為中性時停洗。洗滌結束,濾餅用壓縮空氣吹20min,含水量約60%左右,送到下一工序干燥。干燥一般使用蒸氣烘房,溫度在90～ 110℃ ,使含水量降到5%以下(約需24～ 48h)。最后,用球磨機或萬能粉碎機粉碎,要求細度:過篩, 100目,篩下物要達90%。化驗標定活性,要求在56℃以上。
1∶0.012;壓力為常壓;料溫> 150℃。
3、生產過程
3.1蓖麻油的預熱
蓖麻油氫化溫度在150℃以上,為了縮短氫化時間,提高氫化罐的利用率,必須將精油預熱到130℃以上。精油用泵從精油罐抽出,并分兩路向后道工序發(fā)送:一路送入計量槽、預熱器,獲得量值和溫度;一路送入加熱油釜,溶解催化劑。然后兩路合并,向氫化罐推進。
3.2蓖麻油氫化
進入氫化罐的熱油繼續(xù)受熱升溫,使溫度達到氫化要求。通入的氫氣為理論耗氫量的3倍,表壓為0.196MPa左右,回氫壓力保持在0.029～0.049 MPa。在氫化過程中,由于外加熱和氫化反應的放熱,溫度上升很快。過高的溫度,雖然能使反應速度加快,氫化時間縮短,但回氫跑油較多,成品色澤變深。所以,要控制好外加熱和熱交換設備,使氫化溫度保持在150～ 180℃以內。氫化中,要注意記錄:溫度每半小時筆記一次,取樣檢測熔點,每小時可進行1～ 2回,熔點達到產品規(guī)格要求為止。
3.3冷卻和過濾
氫化產品的熔點、碘價合格后,利用熱交換器通冷水降溫。接著關小回氫閥門,使氫化罐內的氫氣壓力升高至0.118～ 0.148MPa,把硬化蓖麻油壓入濾機過濾(油溫140℃以下)。如果油溫過高硬化油含鎳量也可能高,易損壞濾布,過濾采用板框式壓濾機,表壓0.196MPa。濾液送樣檢驗活性,成品硬化油送至貯罐、灌桶。
3.4催化劑的回收
將130kg水加入搪瓷反應罐中后再依次加入16kg濃硫酸、8kg濃硝酸、65kg廢催化劑。配料完畢后,通入蒸氣,化開硬塊。在盤管或夾套設備中通氣加熱,煮沸14h,靜置,除去浮油,出料到中和罐內。物料溶液在中和罐中借用鼓入的空氣攪拌,靠盤管或夾套傳遞的蒸汽熱升溫,直至沸騰。此時,慢慢投入碳酸鈉粉末中和, pH=3為宜,繼續(xù)反應10min,出料過渡。濾液置入襯鉛或搪瓷的除鐵罐中,再次除去浮油,用蒸汽間接加熱(夾套或盤管)至60℃。將氯酸鉀以1.7g/(L溶液)的量投入,進行氧化;加入30%濃度的氫氧化鈉,中和退酸至pH= 4～5。在此條件下,反應5～ 6h后,取樣檢驗,加入硫氰酸銨試劑進行顏色鑒定,若變?yōu)榈S色,確認合格。合格后,濾去洼藻土殘渣,并對濾液化驗其硫酸銅和硫酸鎳的含量,再按催化劑的配料比要求補加不足部分,即為催化劑的再生品。
4、氫化蓖麻油生產新技術
超臨界流體技術的應用，使反應相減少，體系均勻，將帶來工藝的突破。利用油和氫均溶于超臨界狀態(tài)的丙烷中，形成均一體系，顯著提高了反應速度，如用鎳或把作催化劑，壓力3 MPa一10 MPa，反應僅需1s即可完成，副反應少，降低壓力后分離出硬化的油脂，產品品質高。
主要參考文獻
[1]汪多仁.精制蓖麻油的生產及應用[J].皮革化工,2003(03):26-28.