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2004年中马油脂化工研讨会综合报告


2004-08-18 中国洗涤用品工业协会 访问次数:   来源:中国洗涤用品工业协会  

        由中国洗涤用品工业协会和马来西亚棕榈油促进委员会共同举办的2004年中马油脂化工研讨会于2004年6月在杭州举行。会上发表了有关方面的论文,为了让更多未参加研讨会的人了解情况,综合整理出此报告。

  一、世界油脂的现状
  油脂化学工业是一个较老的工业,已经有一百多年的历史了,在这一百多年的时间里,油脂化学经历了很快的发展。从最初的不饱和脂肪酸或者是脂肪酸甘油酯转变成饱和的化合物到今天的各种各样的油脂化学产品,油脂化学工业已经完成了从生产工艺到生产设备一整套系统的技术革新和改造,并且在不断地发展。

    从油脂的产量情况来看,世界油脂已经呈现出良好的发展趋势。2003年世界油脂的总产量已经达到了1.244亿吨,其中大豆油占26%,棕榈油占22%,菜籽油占10%,葵花籽油占7%,月桂油占5%,动物脂肪占18%,其它油脂占12%。由此看来,棕榈油在世界油脂中占据了很重要的分量。1995年,世界棕榈油的产量分布情况为:总产量是1500万吨,其中马来西亚占52% ,印度尼西亚占27%,其他国家占21%。而2003年世界油脂的总产量是2720万吨,其中马来西亚产量是1335万吨占世界棕榈油总产量的49%,印度尼西亚占36%,其他国家占15%。在世界油脂贸易中,年总出口量是4460万吨,其中棕榈油起着很重要的作用,在17种不同油脂的出口总量中,棕榈油占有47%。在主要的棕榈油进口国中,印度占18%,中国占16%,欧洲占15-16%,巴基斯坦占7%,埃及占4%,孟加拉国占2%,日本占2%,其他国家占35%。马来西亚和印度尼西亚两国的棕榈油占世界棕榈油供应量的85%。在2004年,两国的棕榈油产量可望达到2440万吨,甚至2500万吨。到2008年,印度尼西亚将赶上马来西亚,两国的总产量将达到3000万吨。到2010年,马来西亚和印度尼西亚所具有的生产能力将大致相同,约为1700万吨。
  
  二、油脂化学品

  油脂化学品是从油和脂肪衍生来的,与从石油衍生而来的石油化学物不同。油脂化学品可分为基础油脂化学品和油脂化学衍生物,基础油脂化学品包括脂肪酸、甲酯、脂肪醇、脂肪胺和甘油。而油脂化学衍生物是这些基础油化学品经过化学反应,如氢化、环氧化、硫化、磺化、季铵化等反应转变为油化学品的衍生物。它们可广泛应用于表面活性剂、化妆品、洗涤用品、药品以及其他工业化学品。

相关产业
油脂化学品的用途
洗涤用品 洗涤剂的主要活性物、柔软剂、杀菌剂
化妆品和个人护理用品 基料、乳化剂
食品 乳化剂
纺织和印染 清洗剂、油剂、抗静电剂、均染剂等
塑料 热稳定剂、增塑剂、润滑剂、抗静电剂等
橡胶 硫化促进剂、增塑剂
无机填料 表面处理剂、分散剂
涂料和油墨 增稠剂、分散剂等

    从表一可以看出,油脂化学品被广泛应用于各行各业,作为各种主要活性物或者助剂使用。

  1、脂肪酸

    我国的脂肪酸工业始于肥皂,随着社会的不断进步与发展,脂肪酸的制备和应用也得到了广泛的拓展,已经广泛应用于洗涤用品、化妆品、食品工业、纺织工业、塑料工业和橡胶工业等领域中。
  在洗涤用品中,脂肪酸盐在肥皂中主要起到去污作用,它还可以作为柔软剂和杀虫剂在其他洗涤用品中使用。
  在化妆品行业中,硬脂酸主要作为膏、霜的原料,而硬脂酸皂类和酯类在化妆品中用途更为广泛:多价阳离子皂,如钙、镁、铝、锌等金属皂,具有抗水性,能形成保护膜具有良好附着力,多用于粉类的制造。
  在食品工业中,硬脂酸酯类是重要的食品添加剂。硬脂酸单甘油酯使用量最大的优质食品乳化剂,不但具有乳化发泡、消泡、防粘等作用,还可使食品组分均匀,改善食品胃口,有效阻止食品在储存、运输过程中发干、变硬和发霉,延长储存期,广泛应用于面包、冰淇淋、巧克力、人造奶油等食品中。
  在纺织和印染工业中,需要加入一些浆料来提高纱线的物理机械性能。各种辅助浆料,如分散剂、柔软剂、减磨剂等,都要用到脂肪酸。脂肪酸也是纺织品防水整理和手感整理中防水剂和丝光膏的主要成分。
  在塑料工业中,为了防治塑料加工过程中的降解作用,必须加入热稳定剂。脂肪酸的辛、镉、钡、镁、铝、钙盐类就是不可缺少的热稳定剂。此外,它还能增加塑料制品的透明性、软化性、润滑性,抑制紫外线对薄膜的老化作用,延长薄膜使用寿命。
  在橡胶工业中,脂肪酸作为硫化活性剂在硫化过程中,可以提高硫化速度、降低硫化温度、缩短硫化时间、减少硫化剂用量,并可以改善硫化胶的物理机械性能和化学性质。此外,在生产合成橡胶过程中,硬脂酸皂可做乳化剂、起泡剂和橡胶制品的脱膜剂。
  而在涂料工业中,大多用不饱和脂肪酸和油脂作原料生产。
  在其他许多领域,脂肪酸也有很广泛的用途,如在制革工业上作润滑剂;在润滑脂工业中是制作皂基;在玻璃纤维拔丝和金属拔丝是用作柔软剂;配置金属、胶木、塑料等抛光用的抛光膏;还是精密铸造业中蜡膜的主要原料。

    2、脂肪醇

    脂肪醇是精细化工、表面活性剂行业的重要原料,90%以上的脂肪醇产品被转化成其衍生物,广泛地应用于洗涤用品中。由于醇系表面活性剂去污能力强、耐硬水、低温洗涤效果好、配伍能力强、生物降解快等综合性能优异,而使脂肪醇的需求量不断增加。
  目前我国脂肪醇的品种主要有:天然油脂高级醇、合成高级醇,其中包括羰基合成醇、石蜡氧化合成脂肪酸甲酯加氢醇、液蜡氧化制仲醇和二级不皂化物回收醇。醇系非离子表面活性剂包括饱和醇、不饱和醇、羊毛酯醇、硫醇聚氧乙烯醚。

    在我国,脂肪醇及衍生物的开发应用有着广阔的前景,国外工业用表面活性剂占表面活性剂总用量的60%,而我国仅占30%左右。我国工业应用面还比较窄,许多工业应用尚未开发和应用推广。脂肪醇的用途可分为两类。一类用于洗涤剂的表面活性剂,如非离子系列,主要应用领域是洗衣粉、液体洗涤剂、厨房清洗剂、香波等。另一类用于工业的表面活性剂,应用领域主要是纤维油剂、润滑油添加剂、树脂稳定剂等。

    我国脂肪醇及醇系表面活性剂的生产水平与国外相比还有一定的差距,脂肪醇和脂肪酸两者的衍生物的复配加工进展较慢,乙氧基化技术还比较落后,不能有效地控制反应速度和分子量的分布,在三氧化硫 磺化方面,在消化吸收的基础上创新体现得较少。

   3、脂肪胺

    我国的脂肪胺研究始于六十年代,大连油化厂以脂肪酸为原料生产脂肪胺类产品的。八十年代以后,我国的脂肪胺工业开始引进国外的先进技术,产品品质、品种和结构才有了飞速的发展。脂肪胺主要包括芥酸酰胺、十八烷基胺醋酸盐、双十八烷基二甲基氯化铵、双二十烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵等产品。虽然如此,我国的脂肪胺工业水平与世界发达国家比较起来仍然有很大的差距。

    随着合成洗涤剂工业的迅速发展,脂肪胺已广泛作为织物的柔软剂在洗涤剂中得到了很好的发展。

  三、世界油脂化学的发展趋势

    1、油源的变化
  随着现代农业技术的发展,动物油已经向植物油资源方面发起了转变,尤其是棕榈油的增长。在短短二十年中,产量达到了2700万吨,仅次于豆油,而贸易量已稳居油脂中的第一,高达47%;豆油第二,占22%。由于近几年疯牛病的出现,使动物油脂的使用雪上加霜,有些油脂化工企业甚至已经停止使用动物油脂。

    2、生物柴油的发展
  众所周知,柴油分子是15个左右的碳链组成的,研究发现植物油分子一般有14-18个碳链组成,与柴油分子中碳数相近。因此,生物柴油是一种用油菜籽等可再生植物加工得到的新型燃料。目前生物柴油主要使用化学法生产的,即用动物和植物油和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温(230-250℃)下进行转酯化反应,生产相应的脂肪酸甲酯或乙酯,在经过洗涤干燥即得到生物柴油。

    生物柴油使用最多的是欧洲,份额已占到成品油市场的5%。目前在欧洲的生物柴油的原料主要是菜籽油,生物柴油标准也主要是参照菜籽油的生物柴油标准品质做出的。与常规柴油相比,生物柴油具有以下无法比拟的性能:

    a. 具有良好的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低,使得二氧化碳和硫化物的排放量低,可减少约30%;生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒气,降低94%的患癌率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%;生物柴油的生物降解性高。

    b. 具有良好的低温发动机起动性能。无添加剂时,冷滤点达到-20℃。

    c. 具有良好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损降低,延长使用寿命。

    d. 具有良好的安全性能。由于闪点高,生物柴油不属于危险品。因此,在运输、储存、使用方面的安全性是可以保证的。

    e. 具有良好的燃料性能。十六烷燃烧值高,使其燃烧性好于柴油,燃烧残留物呈现为酸性可以使催化剂和发动机机油的使用寿命延长。

    f. 具有可再生性能。作为可再生能源,与石油储量不同,其可以通过农业和生物科学家的努力,可使其供应量不会枯竭。

    生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲Ⅱ号标准,甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳,从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而,生物柴油是一种真正的绿色柴油。

    3、油脂深加工
  油脂作为食品是其主要用途,但是随着油脂资源的不断丰富,品种改良以及生产成本的下降,给油脂化学工业带来了良好的机遇。

    ①新型表面活性剂

    目前,全球表面活性剂市场消费量约为1000万吨,主要是石油化工产品,如烷基苯磺酸盐、烷基酚醚、合成脂肪酸及其衍生物等。这些产品在工业化国家中占表面活性剂用量的70-75%。然而,由于表面活性剂需满足环境和人体安全性及其他要求,人们开始关心的天然可再生资源的应用,并在这些方面进行了大量的研究。

    近几年,源于可再生资源的新型表面活性剂得到了广泛的研究,其应用规模将逐步扩大。如一种新型的表面活性剂a-SME之所以受到人们的关注,是因为:

    a.具有良好的洗涤能力,特别是在硬水和无磷酸盐的情况下;

    b.C16 和C18的a-SME被发现具有非常好的洗涤能力;

    c.具有良好的生物降解性。

    ②生物润滑剂

    合成润滑剂进入市场已经有数年了,并得到了消费者的认可。市场上常用的润滑剂是矿物油基的,由于他们生物降解性差,对于水生生物体有毒而导致了此类产品的危险性。基于以上原因,植物油基润滑剂已经引起人们的重视,它们具有以下优点:a. 黏度指数高;b. 润滑性高;c. 挥发损失低;d. 生物降解性快。而缺点是高温稳定性、氢化及氧化稳定性、高倾点相对差,目前大部分工作研究就是为了解决这些问题开展的。常用的合成油为聚a-烯烃(PAO)、酯、聚二醇、磷酸酯、硅油。酯包括单元酯、二元酯、多元酯、酯防酯和复杂的6至18碳的直链或支链酯。这些脂肪酸很容易从棕榈油或棕榈仁油中得到。目前,人们正在积极研究一些新的润滑剂,如由油酸合成的ESTOLIDE等。

    ③新型合成材料

    高油酸含量的植物油的商品化,为制备油脂基聚合物提供了理想的原料。有研究显示,将油脂和苯乙烯或者二乙烯基苯共聚, 使70—100%油脂共聚进入聚合物骨架,得到的热固性树脂有良好的阻尼性能(防止噪音),有形状记忆性能,这项工作正在准备产业化。

    一项研究由油脂制备聚氨酯的工作也进行了多年,由棕榈仁油经过氧化生产多元醇,这些多元醇和异氰酸酯反应得到的聚氨酯可制成柔性、半刚性或者刚性泡沫材料。并用作隔音、隔热材料,家具和隔离墙等方面。

  四、 中国油脂工业的现状

    中国基础油脂化学品工业与世界水平还存在着一定的差异。发达国家早在19世纪初就开始了油脂化学品的工业生产,到2001年底为止,全球油脂化学品中脂肪酸的总产量已经达到550万吨,而亚洲的脂肪酸生产能力已经达到了250万吨,占全球脂肪酸产量的一半。并且产能还在进一步扩大。特别是东南亚国家,他们利用其丰富的棕榈油和椰子油等热带油料资源,大力发展脂肪酸工业,已经成为脂肪酸的主要供应基地。我国脂肪酸工业始于上世纪60年代,经过四十年的建设和发展,已经由单一品种的脂肪酸发展成为多种、多用途、多功能性的脂肪酸。我国2003年的脂肪酸总产量是35万吨,其中硬脂酸产量为20万吨,各类油酸15万吨。

    从生产设备和技术水平来看,我国的脂肪酸工业的总体水平与国外一些大公司相比还有很大的差距。国外公司目前已经采用了先进的单塔高压连续水解、蒸馏的生产技术和设备,该装置的自动化程度非常高,装置的生产能力也很大。我国的脂肪酸工业的基础比较薄,采用的生产技术相对落后,但是近几年的发展比较快,特别是油脂水解方法的改进速度,有了很大的提高。我国现有各类脂肪酸生产企业总数约100家,总生产能力约为5万吨/年,大多数企业的生产能力在3000吨/年以下,生产能力超过5000吨/年的企业有20多家,占我国脂肪酸生产企业总数的20%左右,但是,总产量占我国全年生产量的75%左右,并且这些企业利用其生产技术、产品质量和市场优势,生产能力仍在继续扩大。

参考资料:

    1.Mohamed Abd Majed 棕榈油和月桂油在世界贸易中的状况 2004中马油脂化工研讨会论文集 2004
  2.殷福珊 2003年油脂化学工业的回顾 中国洗涤用品工业 2004
  3.殷福珊 油脂化学品的工业应用 全球油脂-2000国际油脂化工发展研讨会论文集 2000
  4.Dr.James Fry 世界油脂市场—供应,需求及价格 全球油脂-2000国际油脂化工发展研讨会论文集 2000
  5.Dr.Ooi Tian Lye 油化学研究和开发的最近进展 全球油脂-2000国际油脂化工发展研讨会论文集 2000
  6. www.synetix.com
  7. www.coatingonline.com.cn
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  9. http://chanye.finance.sina.com.cn
  10.梁梦兰 表面活性剂和洗涤剂 2002
  11.夏纪鼎等 表面活性剂和洗涤剂化学与工艺学 1997

 

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