從甘油蒸餾殘渣中提取潤滑劑原料的探討

摘要：甘油蒸餾殘渣中主要含有甘油、聚合甘油、水、鹽等成分，采用乙醇為溶劑，用萃取的方法提取其中的甘油、聚合甘油，經分離溶劑后直接用于配制多種潤滑劑，溶劑與被萃取物最佳體積比為4：1。

關鍵詞：甘油蒸餾殘渣 溶劑 甘油 聚合甘油 工業潤滑劑

1 概述

隨著生物柴油產業的不斷發展，其副產物粗甘油產量也越來越多，2011年全世界生物柴油產量約為2000萬噸，粗甘油產量約為230萬噸，加上其它產業（如肥皂）副產的甘油，產生了甘油產品供過于求的局面，因此，甘油的深加工利用一直是國內外研究的熱門話題，目前，生物柴油副產的甘油一般經蒸餾提純后再進行深加工處理，制成各種規格的甘油產品，或經與其它原料進一步反應制備二氯丙醇、丙二醇、甘油醛等一系列化工產品。甘油經蒸餾后產生約5～10%的殘渣，其中含有甘油、聚甘油、水、鹽等成分，具有很高經濟價值的[1]。然而，由于甘油蒸餾殘渣的組分復雜，其除雜、脫色非常困難，其中的甘油、聚合甘油不經過處理是無法使用的，沒有任何商品價值。目前對甘油蒸餾殘渣的處理利用，起碼在國內尚未找到簡便、有效的方法。本研究試圖通過溶劑萃取粗甘油蒸餾殘渣的甘油、聚甘油，分去鹽類雜質，然后經蒸餾分去乙醇和水，得到的甘油和聚甘油直接用于配制潤滑劑，使甘油蒸餾殘渣得到充分利用，解決甘油深加工過程中的廢渣利用和處理問題。

2 實驗部分

2.1 主要藥品及儀器

2.1.1 主要藥品 甘油蒸餾殘渣、乙醇、丙烯乙二醇、香料、三氯蔗糖、羥乙基纖維素、去離子水香精。

2.1.2 主要儀器 燒杯、電子天平、電動攪拌器、玻璃棒、量筒、過濾器、萃取器、旋轉蒸發器。

2.2 實驗步驟

2.2.1 將稱量后的甘油蒸餾殘渣放入萃取器中，加入4倍量的乙醇，待萃取器中產生清晰的固液分界面時，放出下層固體，將剩余液體加至過濾器中，濾去懸浮物，得到的清液移到旋轉蒸發器中，加熱蒸餾去溶劑乙醇，得到甘油與聚合甘油的混合物。

2.2.2 將上述得到的甘油與聚合甘油混合物，按潤滑劑配方計量，與配方的其它組成部分在燒杯中攪拌混合，得到潤滑劑。

2.3 萃取過程中溶劑與被萃取物最佳比例的探究 萃取過程中，溶劑與被萃取物的比例（體積比）影響到萃取效率與溶劑的損耗，為了在萃取效率與溶劑的損耗間取得平衡，需要通過實驗確定最佳的溶劑與被萃取物比例，設置了6個不同的比例（1：1；2：1；3：1；4：1；5：1；6：1）進行實驗，發現當溶劑與被萃取物比例低時，萃取率低，比例高時，溶劑損耗大，最佳比例為4：1。

2.4 甘油與聚甘油混合物用于配制潤滑劑的探究 目前工業潤滑劑種類繁多，如切削液、壓縮機油、齒輪油等，切削液多做成乳液狀，要求乳液穩定不分層，能在硬水中分散，添加量少，無毒無臭。將上述操作得到的甘油與聚合甘油混合物，用于配制乳化切削油、帶鋼軋制油、鋁板熱軋乳化油、銅拉絲油、鋁拉絲油以及針織油6種潤滑劑，通過研究添加不同量的甘油與聚合甘油混合物對產品性能的影響，分別確定了甘油與聚合甘油混合物在上述6種潤滑劑配方中的最佳用量：在乳化切削油產品中最佳的量為5%；在帶鋼軋制油產品中最佳的量為4%；在鋁板熱軋乳化油產品中最佳的量為5%；在銅拉絲油最佳的量為3%；在鋁拉絲油產品中最佳的量為3.5%；在針織油產品中最佳的量為7%。

2.5 配制的6種潤滑劑的應用性能研究 通過對按上述甘油與聚合甘油混合物用量配制的6種潤濕劑的應用性能進行探究，得到如下結果：①添加甘油與聚合甘油混合物配制的乳化切削油，用于金屬加工的擠壓、車、鉆等工序時，有兌水使用方便、消耗量少、分散、潤滑、防銹效果好等優點，而且對鉆頭冷卻快，產品非常適用于金屬加工的黑色、有色金屬工件進行多工位加工和常用機床的車、鉆、鏜、鉸、功絲、壓延的工序的高速、高精度切削、并能提高刃具耐用度和切削效率。②帶鋼軋制油產品中添加甘油與聚合甘油混合物，潤滑性能好，摩擦系數低，能更加有效降低軋輥輥耗以及軋機功耗，可以軋制更薄規格的產品。對熱、氧化、水解和剪切都有良好的穩定性；體積膨脹系數小，比熱容大；取材方便，價格低廉。③鋁板熱軋乳化油產品中添加甘油與聚合甘油混合物，能在低劑量的條件下達到油品的乳化狀態，即能有效提高表面活性劑的乳化效率，同時，達到較好的防銹效果；做出來的鋁板在拉伸、氧化等各方面的性能都相對較好。④在銅拉絲油產品中添加甘油與聚合甘油混合物，具有乳化性能穩定、能用于高速拉抻、抗氧化性好、清潔性好、潤濕性好、有效防靜電、污染性低、對操作人員無危害等優點，由于甘油有增溶性，產品乳化性好，對水質要求不高，就是在沸騰的溫度下，也不會破壞水溶性拉伸油之乳化安定性，伸線液不易老化[2]。此外，可在微拉機速度1500M/分至2200M/分長時間高速正常使用，銅線表面光澤好，眼模磨損小。特殊表面張力低，銅粉沉淀快，可長期維持油槽干凈清潔，而且，能夠消除靜電以及抽伸后銅粉的附著，保持銅線的清潔。特殊的抗氧與防銹功能，使拉伸出的銅線維持長久光亮的表面。線材退火（燒燉）后，銅線外觀顏色光亮優美。能夠耐高溫，降低眼模的損耗，廷長伸線眼模使用壽命。⑤在鋁拉絲油產品中添加甘油與聚合甘油混合物，具有良好的潤滑性、熱穩定性和防銹性，貯存穩定性好，無毒、對皮膚無刺激性作用，可以加水稀釋。使用時，線表面無油污沾染，與漆膜結合牢固。殘留鋁灰少，易清洗，減少珠粒、亮點、露鋁等瑕疵。乳化液粘度與水接近，鋁灰沉降快且易于清理。不起火、不冒煙、無異味。與純油產品相比，潤滑劑費用大幅減少。生產環境清潔衛生[3]。⑥在針織油產品中添加甘油與聚合甘油混合物，具有良好減摩潤滑性能，防止機械磨損、停滯或過熱，保證其正常運轉并降低電耗；滲透性強，對于機密縫亦能起到保護作用；防銹性能佳，長期使用不會導致機械設備銹蝕；乳化能力，沾污織物易于清洗，不影響下步漂染工序，不產生油漬疵布。

3 結論

從甘油蒸餾殘渣中提取甘油和聚合甘油，最適合的溶劑是乙醇，溶劑與被萃取物的最佳體積比為4：1，經脫除溶劑后能以不同濃度用在多種潤滑劑中，提高產品的應用性能，降低成本。

參考文獻：

[1]劉漢勇，寧春利，張春雷，邵敬銘.生物柴油副產粗甘油的精制工藝研究[J].化學世界，2009（03）.

[2]王德義，譚秀民，郭亞平，武光.綠色潤滑劑的特點與發展[J]. 化學工程師，2004（02）.

[3]黃少斌，王永麗.潤滑劑對環境危害的分析[J].潤滑與密封， 2003（03）.