楊村-分子蒸餾技術(shù)及在多不飽和脂肪酸等領(lǐng)域中的應用

北京化工大學主要從事新產(chǎn)品的開發(fā)研究及工業(yè)化推廣工作。已完成的工廠項目有：天然維生素E、精制魚油、α-亞麻酸、藻油DHA等十余項，均為國內(nèi)首創(chuàng)，填補國內(nèi)空白，達到國際先進水平。蒸餾技術(shù)及其在多不飽和脂肪酸等領(lǐng)域的應用演講主題：分子蒸餾技術(shù)及其在多不飽和脂肪酸等領(lǐng)域的應用楊村教授北京化工大學2016年1月2021/5/92提綱一、分子蒸餾技術(shù)的原理及特點二、分子蒸餾技術(shù)的工業(yè)化應用三、分子蒸餾工業(yè)化應用領(lǐng)域四、在多不飽和脂肪酸等領(lǐng)域的應用五、北京化工大學分子蒸餾技術(shù)簡介2021/5/93一、分子蒸餾技術(shù)的原理及特點分子蒸餾是一種溫和的液－液分離技術(shù)，它突破了一般蒸餾利用沸點差分離的原理，而是依據(jù)分子運動平均自由程的差別實現(xiàn)物質(zhì)的分離。分子運動平均自由程公式：

λ—平均自由程

T—溫度

P—壓力

d—分子有效直徑

K—常數(shù)2021/5/94分

子

蒸

餾

原

理

示

意

圖2021/5/95分子蒸餾技術(shù)的特點：1、操作真空度高，通常為0.1Pa－1Pa數(shù)量級。

*真空度高，有利于加大分子運動自由程。*由裝置結(jié)構(gòu)表明，其內(nèi)部阻力比常規(guī)蒸餾裝置（如板式塔、填料塔）小得多，有利于獲得很高真空度。2021/5/962、操作溫度低、遠低于沸點。

如：某高聚物單體分離中，常規(guī)真空蒸餾200℃左右，分子蒸餾100℃～120℃。

3、受熱時間短。

分子蒸餾裝置中，受熱液膜約0.5mm,受熱面與冷凝面間距很小，因此物料停留時間很短，一般以秒計（真空蒸餾以小時計）。

2021/5/97４.分離程度高

分子蒸餾的相對揮發(fā)度：常規(guī)蒸餾相對揮發(fā)度：Ｐ１、Ｐ２

輕、重組分蒸汽分壓Ｍ１、Ｍ２

輕、重組分分子量2021/5/98操作真空度高分離溫度低受熱時間短分離程度高可適用于一般蒸餾難以分離的物質(zhì)，特別是高沸點、熱敏性物質(zhì)。熱裂解少產(chǎn)品質(zhì)量好2021/5/99二、分子蒸餾技術(shù)的工業(yè)化應用由分子蒸餾的原理及特點可知，分子蒸餾技術(shù)具有獨特的、多方面的優(yōu)越性：魚油甘三酯薄膜蒸發(fā)器脫氣分子蒸餾產(chǎn)品脫臭1、可有效地脫除熱敏性物質(zhì)中輕分子物質(zhì)。（脫臭、脫溶、脫單體）（1）產(chǎn)品物質(zhì)的脫臭：例1：魚油甘三酯的脫臭2021/5/910例2、辣椒紅色素（2）產(chǎn)品物質(zhì)的脫溶劑：辣椒紅色素原油薄膜蒸發(fā)器脫溶溶劑蒸余物溶劑（微量）蒸余物（產(chǎn)品）低溫脫溶分子蒸餾2021/5/911（3）聚合物產(chǎn)品脫單體：

例3、二聚酸中單體酸的脫除油酸反應80%～85%二聚酸聚合催化劑二聚酸混合物過濾分子蒸餾單酸催化劑等雜質(zhì)分子蒸餾乙二胺聚酰胺樹脂高純二聚酸（90%～98%）2021/5/9122、脫除產(chǎn)品的雜質(zhì)及顏色產(chǎn)品中的雜質(zhì)除前面提到的輕分子（如單體）物質(zhì)外，還有重分子物質(zhì)，這里特別要提到產(chǎn)品色澤多為重分子物質(zhì)。分子蒸餾可被用作有效的脫色及提純手段，如應用于脂肪酸及其衍生物、醇及其衍生物等的精制，這類產(chǎn)品如芥酸、亞油酸、亞麻酸、二聚脂肪酸、油酸酰胺、芥酸酰胺、油酸單甘油酯、硬脂酸單甘油酯、丙二醇酯、高碳醇等。

2021/5/9133、降低熱敏性物質(zhì)的熱損傷甲酯（VE含量＜0.2%）

脫臭餾出物甲醇酯化冷析分子蒸餾色素植物甾醇粗品精制甾醇精品（＞98%）VE精品（＞90%）（50%左右）VE（＞70%）例4、在天然維生素E產(chǎn)品提取中的應用2021/5/9144、可改進傳統(tǒng)工藝，進行清潔生產(chǎn)。如傳統(tǒng)的脫除甘油三酸酯中游離酸的方法為堿煉法，即先用NaOH使游離酸皂化，再經(jīng)水洗將皂洗掉，得到純的甘油三酸酯，這種傳統(tǒng)方法不僅使甘油三酸酯大量皂化，影響了收率，而且使產(chǎn)品經(jīng)受到了化學品的污染；更重要的是，大量的廢水極大地污染了環(huán)境。若采用分子蒸餾技術(shù)，省去皂化工藝，在得到高品質(zhì)的甘油三酸酯的同時，還可得到游離脂肪酸副產(chǎn)品，徹底避免了對環(huán)境的污染。類似的工藝有魚油甘三酯脫酸、小麥胚芽油脫酸、米糠油脫酸、椰子油脫酸、大豆油脫酸等。例5、月見草油的精制粗月見草油分子蒸餾（一級）游離脂肪酸（副產(chǎn)品）月見草油產(chǎn)品脫酸脫臭2021/5/9155、改進傳統(tǒng)合成工藝操作條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如，采用不飽和脂肪酸與高碳醇反應生成的脂肪酸酯生產(chǎn)中，可根據(jù)產(chǎn)品的需要調(diào)整反應物的配比，反應后剩余的反應物可通過分子蒸餾脫除，不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量，而且改善了合成工藝的適應性。油酸高碳醇等合成潤滑油原料產(chǎn)品分子蒸餾聚合脫單體2021/5/916三、分子蒸餾工業(yè)化應用領(lǐng)域

由分子蒸餾技術(shù)的原理及其特點來看，它可應用于工農(nóng)業(yè)、海洋業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域的各個方面。1、石油化工領(lǐng)域原油的分離與精制：生產(chǎn)低蒸汽壓油（如真空泵油等）；制取高粘度潤滑油；碳氫化合物的分離；原油的渣油及其類似物質(zhì)的分離等。化工及精細化工：化工中間體的精制及表面活性劑的提純等，如高碳醇及烷基多苷、羊毛酸酯、羊毛醇等的制取等。2021/5/9172、食品工業(yè)方面

混合油脂的分離，可獲得90～95%以上的單脂肪酸酯，如硬脂酸單甘油酯、月桂酸單甘油酯、丙二醇酯等；從動植物中提取天然產(chǎn)物，如精制魚油、米糠油、小麥胚芽油等。3、醫(yī)藥工業(yè)方面

醫(yī)藥中間體的提純及從天然物質(zhì)中提取醫(yī)藥制品。如用分子蒸餾從天然魚肝油中提取維生素A，提取濃縮藥用級合成及天然維生素E，從天然物質(zhì)中提取β—胡蘿卜素等；運用分子蒸餾技術(shù)還可獲得激素縮體；制取氨基酸及葡萄糖衍生物等。2021/5/9184、農(nóng)藥方面

農(nóng)藥及農(nóng)藥中間體的提純與精制。如氯菊酯、增效醚、氧樂果的提純。

5、香精香料工業(yè)

合成及天然香精香料的提純。從天然物質(zhì)中獲得粗油，運用分子蒸餾技術(shù)脫臭、脫色、并去除低萜化合物，可獲得高品質(zhì)天然香料，如桂皮油、玫瑰油、香根油、香茅油、山蒼子油等的精制。2021/5/9197、生物化學品

可用分子蒸餾技術(shù)對生物化學制品進行脫臭、脫色、提純，提高化學品的品質(zhì)。特別是在脫除生物化學品中金屬離子、灰分、大分子蛋白質(zhì)等有特殊功效。6、塑料工業(yè)

增塑劑型脂類的提純；高分子物質(zhì)的脫臭；樹脂類物質(zhì)的精制等?？蓱梅肿诱麴s提純的磷酸酯類增塑劑還有許多，如磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸二苯異癸酯等。同樣，類似的物系還有鄰苯二甲酸酯類的產(chǎn)品，如鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸丁芐酯、鄰苯二甲酸二苯酯等；脂肪族二元酸酯類產(chǎn)品，如己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二丁酯；偏苯三酸酯類的產(chǎn)品，如偏苯三酸三辛酯、苯均四酸四辛酯等，都適合采用分子蒸餾技術(shù)進行純化。2021/5/920四、在多不飽和脂肪酸領(lǐng)域的應用例1、分子蒸餾技術(shù)在魚油乙酯純化中的應用*分子蒸餾可與尿素絡合組合使用*分子蒸餾可與層析組合使用*分子蒸餾可與精餾技術(shù)組合使用酯化粗魚油油脫水、脫臭粗魚油乙酯洗滌薄膜蒸發(fā)器分子蒸餾分子蒸餾分子蒸餾分子蒸餾DHA+EPA≥80%產(chǎn)品魚油乙酯(副產(chǎn)品)DHA+EPA(30-50%產(chǎn)品)DHA+EPA(50-70%產(chǎn)品)渣(可利用)2021/5/921例2、分子蒸餾技術(shù)在藻油DHA、ARA純化中的應用*避免了產(chǎn)品的熱損傷，避免反式脂肪酸的產(chǎn)生。*有效地脫除產(chǎn)品的腥臭味。*降低了不皂化物含量。*降低產(chǎn)品的酸值和過氧化值。發(fā)酵分子蒸餾萃取毛油脫膠脫酸和脫不皂化物脫色產(chǎn)品2021/5/922例3、分子蒸餾技術(shù)在α-亞麻酸純化中的應用*避免了產(chǎn)品的熱損傷，避免反式脂肪酸的產(chǎn)生。*有效地脫除產(chǎn)品中的低分子物質(zhì)及色素。

*分子蒸餾可與尿素絡合組合使用，獲得更高純度產(chǎn)品。

*也可與層析等方法組合使用。亞麻油或紫蘇油原料多級分子蒸餾酯化產(chǎn)品副產(chǎn)品2021/5/923例4、分子蒸餾技術(shù)在共軛亞油酸中的應用*避免了產(chǎn)品的熱損傷，避免反式脂肪酸的產(chǎn)生。*有效地脫除雜質(zhì)，顯著地提高產(chǎn)品純度。*分子蒸餾可與尿素絡合組合使用，獲得更高純度產(chǎn)品。*也可與層析等方法組合使用。紅花籽油或亞油酸含量高的植物油原料多級分子蒸餾共軛化產(chǎn)品副產(chǎn)品2021/5/924二十世紀九十年代初，北京化工大學開始了對分子蒸餾技術(shù)的研究，先后建立了實驗研究基地、中試基地。其研究重點圍繞三個方面：一是分子蒸餾機理研究；二是設(shè)備結(jié)構(gòu)及裝置系統(tǒng)性能研究；三是工業(yè)化應用研究。到目前為止，已開發(fā)新產(chǎn)品50余種，并已先后完成了利用分子蒸餾技術(shù)精制魚油、天然維生素E、α-亞麻酸、藻油DHA、辣椒紅色素、角鯊烯、單甘酯、聚甘油酯、二聚脂肪酸、L-乳酸、異氰酸酯加成物、MDI固化劑、異氰酸酯預聚體、合成潤滑油、擴散泵油、再生潤滑油、聚四氫呋喃、改性聚醚、聚烯烴等多個產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，建成了分子蒸餾生產(chǎn)裝置百余套，遍及全國20多個省市。所有生產(chǎn)的產(chǎn)品均為填補國內(nèi)空白，許多產(chǎn)品達到國際先進甚至領(lǐng)先水平。

五、北京化工大學分子蒸餾技術(shù)簡介2021/5/925北京化工大學更具特色的研究，是將產(chǎn)品工藝要求與分子蒸餾裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計密切結(jié)合起來，并根據(jù)百余套大型工業(yè)化裝置的經(jīng)驗，建立了具有專有知識產(chǎn)權(quán)的工藝及裝置設(shè)計軟件包。

2021/5/9261、2001年獲“國家科技進步”二等獎2、1998年獲國家石化局科技進步一等獎。3、1998年被國家科學技術(shù)部批準為“國家級科技成果重點推廣計劃”項目。4、2004年“分子蒸餾技術(shù)及萬噸級工業(yè)化應用”再次被國家科學技術(shù)部列為國家級科技成果重點推廣計劃”項目。鑒定與獲獎情況2021/5/9275、2003年獲得北京市金橋一等獎。6、2003年被列為北京市重大科技項目，獲得巨資支持。7、2005年獲得石化協(xié)會科技進步一等獎。8、多個項目填補國內(nèi)空白并通過鑒定。2021/5/928國家科技進步二等獎2021/5/929化工部科技進步一等獎2021/5/930科技部重點推廣項目2021/5/931科技部重點推廣項目2021/5/932石化協(xié)會科技進步一等獎2021/5/933金橋獎項目一等獎2021/5/934部分應用介紹10000噸/年2021/5/935大型分子蒸餾生產(chǎn)線2021/5/936大型分子蒸餾器2021/5/937用于動物提取物的分子蒸餾裝置2021/5/938用于植物提取物的分子蒸餾裝置2021/5/939用于化工中間體的分子蒸餾裝置2021/5/940用于涂料工業(yè)的分子蒸餾裝置2021/5/941用于醫(yī)藥工業(yè)的分子蒸餾裝置2021/5/942用于食品工業(yè)的分子蒸餾裝置2021/5/943用于化妝品原料精制的分子蒸餾裝置2021/5/944用于天然提取物