碱溶液浓度的选定_肥皂相图应用之一

© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 连续皂化碱溶液浓度的选定 —肥皂相图应用之一郑州油脂化学厂 厉秋岳 采用德一拉伐尔连续制皂装置生产香皂皂基 , 常常遇到这样的情况 同一种油脂配方 , 有时开车很顺利 , 皂化 、 洗涤 、 整理等均能正常操作 , 皂基质量也不差 有时却会出现皂化 反应迟钝 , 甚至不能皂化 , 洗涤操作效果不好等问题 。 “ 连续制皂车间油脂配方试验情况 ” 一文 日化情报 年第六期 曹介绍过 , 皂化用的碱液浓度降低到 波美度 , 皂化操作就 顺利通过了。 为什么同一油脂配方 , 开车会有难易之别 加 入 讲翻砧犷, 二 闪叫趁 , 箱名 图 椰子油一 牛羊油肥皂的相图 降低碱液浓度 , 为什么皂化操作就能顺利通 过 碱液浓度降低到多少波美比较合适 本 文将通过一些简单的计算 , 对这些问题作一 理论上的解释 , 将肥皂相图理论应用于实际 生产之中。 左图是 椰子油一 牛羊油肥皂的 相图 仅列出有关的一部份 。 一般认为 , 皂 基一皂脚二相区 即 区 是皂化反应进行 得最为迅速的区域 。 德一拉伐尔连续皂化装 置由于皂化时间此较短暂 , 耍求严格控制物 料 , 使其组成落在这一区域之内 , 以保证较 高的皂化效率。 当电解质含量不合适时 , 肥 皂的组份进人 区或 区 , 在这二个区域 , 皂化反应速率都将大大缓慢下来 , 致使油脂无法顺利皂化。 假设油脂 椰子油一 牛羊油 的皂化价为 , 进料量为设备的设 计 能 力 即 吨皂基 小时 , 取皂基脂肪酸含量为 , 则每小时进油量为 又 一 公斤 小时 油定量泵是冲程可调式柱塞泵 , 最大冲程为 毫米 , 相应的最大输液量为 升 小时 , 油脂温度一般为 “ 左右 , 此重通常为 左右 , 故相应于上述进油量的油定量泵定值指 针数应为 。 我厂使用的碱溶液 , 质量差别很大 , 格 尤其是碱中含盐量 , 差别更为显著 。 有些烧碱的含 盐量较低 , 而有些碱溶液的含盐量相当高 , 盐碱比甚至高达 。 由于碱中含盐量不同 , 在 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 使用各种烧碱溶液进行皂化时 , 就会产生各种复杂的情况 , 为 了保证皂化的顺利进行 , 必须 根据碱溶液的质量来正确决定共浓度 。 下面举 几个在使用 中遇到的实例来说明这个问题 。 某次开车 , 采用 波美的烧碱溶液 。 该烧碱溶液的化验数据为 , , 。 。 , 皂化 公斤油脂 , 一 蒸需液碱量为 又 , 万万箭 , 公斤 设皂胶中保持 的超碱量 。 皂胶数量为 公斤 公斤 公斤 , 故 需 多 加 谈瓷奋 一 公斤液碱 。 总的加碱量枷 公斤 乞 公斤一 。公斤 。 该液碱的此重为 , 碱定量泵的最大输液量 当冲程为 毫米时 为 升 小时 , 故相应于上述进碱量的定值指针为 、 、 。 格 按上述进油量和进碱量进行皂化反应 , 所得皂胶的各项化学组成应为 脂肪酸含量 二 一 一 一 肥皂含量 二 入 — 口 游离 含量 氯化钠含量 二 电解质 的效果是 的 倍 , 故上述皂胶在不考虑 含量时 ’, 总电解质 含量为 。 在相图上 , 该皂胶的组成相当于 点 , 在皂基一皂脚一废液 三 相 区 的 边 椽 召。 具有该组成的皂胶 , 呈闭合状态 , 故物料在皂化塔中能顺利进行皂化反应 。 在开车中 , 曹用过如下组成的碱液 波美的碱液含 , , 。 采用这样的碱液进行皂化反应 , 按上法计算 , 各项相应的数据为 进油量 公斤 小时 进碱量 公斤 小时 皂胶脂肪酸含量 皂胶肥皂含量 二 皂胶游离 含量 二 皂胶氧化钠含量 二 皂胶 含量 在相图中 , 相应于该皂胶组成的点为 点 未计 气 仇 , 由图可见 , 该点已远离皂基 一 我厂使用的液体烧碱 , 纯碱含量比较高 , 一般为。 一。 , 个别的甚至高达 。 在皂化反应中, 纯碱 不与油脂起作用 , 全部保留在皂胶中, 因此 , 在计算皂胶电解质含量时 , 必须把纯碱也计算人内。 本文主要介 绍 肥 皂 相 图的应用 , 故为了简化 , 不考虑 的影响。 该次开车 , 油脂配方为 , 椰子油 , 牛羊油 , 硬化油 , 猪油 , 与标准配方有所不同 , 反映 在 相图上 , 各相区的面积均向电解质含量比较大的方向扩展 , 因此, 点的位置有可能在 区 , 至少会在 区。 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 皂脚区 , 而进人皂基一废液二相区中部 , 皂胶呈明显析离状态 , 分成皂基和废液二相 , 不再 闭合 , 皂化反应速度大为减慢 , 甚至使皂化反应无法进行或进行不完全。 根据相图的基本知识 , 可以得知 , 耍使 点进人皂基一皂脚相 , , 可以有四种办法 , ‘ · 改 变油脂配方 , 增加椰子油的比例 , 使各相 区的面积向电解质含量比较大的方向扩展 , 形成突 肚 · 改变操作温度和压力条件 , “ · 处理碱液 , 降低碱中含盐量 , 使 点沿水平方 向 不 完 全是水平线 向左移动 , 进人 区 弓· 降低碱液浓度 , 增加碱液用量 , 从而使皂胶脂 肪 酸含 量降低 , 由于 区呈倾斜形状 , 上部含盐量少 , 下部含盐量大 , 降低皂胶脂肪酸含量 , 等于 使 点沿垂直方向 不完全是垂直线 向下移动 , 从而进人 区 。 一 、 二两项办法 , 一般不 被采用 , 因椰子油用量和操作条件均有一定限度 , 超过这个限度 , 生产将无法进行或产品质 量极差 。 第三项办法告诉我们 , 采用连续皂化装置生产肥皂 , 一定要注意选用合适的碱液 , 但在 目前 , 这个要求很难满足 , 只能有什么碱液用什么碱液 。 含盐量大 的 碱 液 , 需 采 用 蒸 发 、 结晶等办法 , 才能降低含盐量 , 设备比较复杂 , 自行处理困难很大 。 最为现实可行的是 第四项办法 , 例如 , 将上述碱液浓度降低至 波美进行皂化 , 各项相应数据为 进油量 公斤 小时 进碱量 公斤 小时 皂胶脂肪酸含量 皂胶肥皂含量 二 皂胶游离 含量 二 皂胶氛化钠含量 二 在相图中 , 相应于该皂胶组成的点为 点 , 该点已落人皂基一皂脚二相区 , 皂胶均匀 , 闭合 , 能顺利进行皂化反应。 当然 , 采用降低碱液浓度的办法有很多弊病 , 例如 , 废液甘油 含量下降 , 数量增加 皂化恒组份控制系统难以投人运行 洗涤要恰当掌握 , 否 易呈现浑 浊等 , 但在碱液质量较差情况下 , 权衡利弊得失 , 降低浓度还是现实可行的好办法 。 上接第巧页 从上表看出 , 每处理 吨毛废液新比旧工艺的成 本 低 元 , 只 有 原 成 本 的 。 如果用低盐基度 如 的碱式氯化铝 , 处理每 加屯毛废液还可节约 元 , 则成本只有 元 , 为旧工艺成本的 , 五 、 用低盐基度的碱式氯化铝净化肥皂废液效果好 , 可以大大降低成本。 以我厂每年 吨废液计 , 全年约可节约 万元。 用碱式氯化铝处理肥皂废液 , 可少用盐酸 , 井去掉中间调碱过程 , 既简化了操作 , 又 节约了酸碱 , 盐酸和烧碱的消耗仅为旧工艺的 及 。 肥皂废液处理后 , 一般都在 左右 , 对设备腐蚀较小 。 如果碱式氯化铝改用储罐运 输储存 , 还可改善工作条件 。 碱式氯化铝生产工艺简单 , 有条件的肥皂厂还可 自产 自用 , 减少运输 , 降低成本。 用碱式氧化铝处理可提高甘油回收率 , 尤其是蒸馏回收率提高明显 。 我厂使用碱式氧化铝处理肥皂废液仅仅是开始 , 认识不足 , 经验尚差 , 有待进一步实 践 , 总结提高 。