技术详细介绍
5000吨/年双氧水甲酸法制环氧大豆油项目可行性分析报告
一， 概述：
近日，推出的新型塑料增塑剂——环氧大豆油工艺技术转让项目，工艺采用一步法生产，不用溶剂和稳定剂，生产流程短、操作工艺简单、投资省、能耗低，原材料成本也较低，经有关单位测试和环氧大豆油用户进行对比试验，产品质量与日本进口的环氧大豆油相近。
环氧大豆油是一种广泛使用的无毒、无味的聚氯乙烯增塑剂兼稳定剂，对光、热有良好的稳定作用，且相容性好、挥发性低、迁移性小。它既能吸收聚氯乙烯树脂在分解时放出的氯化氢，又能与聚氯乙烯树脂相容，几乎可以用于所有的聚氯乙烯制品。在聚氯乙烯树脂制品中使用，可明显改善制品的光、热稳定性。在要求耐候性高的农用薄膜中加入5份可大大延长使用寿命。使用环氧大豆油的聚氯乙烯塑料制品，不但其材料成本会有所降低，它的各项物理性能还有不同程度的提高，如耐加工性、耐热老化性、耐折性等。
该产品可应用范围；用于全部软、硬聚氯乙烯制品的配方中均可应用环氧大豆油，其中聚氯乙烯无毒制品、聚氯乙烯透明制品、透明瓶、透明盒、食品、药物包装材料、聚氯乙烯医用制品“输血袋”，聚氯乙烯户外使用的塑料制品，防水卷材，塑料门窗，贴墙纸塑料膜等必须应用环氧大豆油，保证制品无毒、透明、光及热稳定性优良。
目前，我国市场上塑料剂价格飞涨，主增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）已超过1.5万元/吨，而且还有继续上涨的趋势。环氧大豆油作为增塑剂兼稳定性，它在聚氯乙烯塑料制品中的作用是其它增塑剂无法替代的。我国环氧大豆油的需求量正在逐年上升，其销售价不仅没有DOP高，反而大大低于 DOP，因此，环氧大豆油具有较为广阔的销售市场。
二，5000吨/年项目简介：
1.环氧大豆油是对精炼大豆油采用过氧化合物处理而制得的一种产品。主要用做聚氯乙烯的增塑剂与热稳定剂。无毒，可做主增塑剂使用，是环氧类增塑剂中用量最多的种类。我国近年来各地相继投资建设大吨位乙烯工程，因而整个塑料加工工业对增塑剂需求也在逐年增加，此外还有一定数量增塑剂产品出口。
本项目采用双氧水甲酸法（无溶剂）制环氧大豆油技术。此技术是国际公认的制备环氧类增塑剂的良好方法。环氧增塑剂，做为辅助增塑剂与热稳定剂使用时，添加量为6％。近些年来，由于对环氧大豆油使用技术不断提高，亦可做主增塑剂使用，由于其无毒，且国内外的塑料加工业均高速发展，因而环氧大豆油有良好的市场前景。
2.效益分析及转让方式：(按5000吨／年生产规模来估计；实际是否可行需要做项目实地投资可行性研究)
设备投资：5000L不锈钢(或搪玻璃)反应釜3台，250--200L不锈钢计量槽4台，20--50吨不锈钢或者碳钢的各种原料及成品储罐3台，真空泵及给料泵3--4台，0.7 立方米/分钟空气压缩机1台，混合器及不锈钢储罐等专用仪器设备3套，还有水设备以及安装材料总计70万元，总投资370万元（含2吨锅炉和流动资金300万）；厂 房： 1000 平米（含仓库500平方米）；蒸汽消耗4公斤／平方厘米 （产品耗蒸汽估计0.5吨／吨 ）；吨总成本： 9800元／吨；售 价： 11000元／吨；吨毛利税：800--1200元／吨；年毛利税：400--600 万元。
3。技术服务方式：工艺设计、人员培训；提供工艺配方。可技术转让或合作方式面议。
三，技术可行性分析：
1 概述
1.1 产品用途
环氧大豆油属环氧类增塑剂。世界上环氧类增塑剂的产量及消耗量仅次于邻苯二酸酯类增塑剂，其中环氧大豆油占环氧类增塑剂总产量的70%左右。
环氧大豆油与聚乙烯(PVC)相溶性好，挥发性低，迁移性小，是一种广泛使用的PVC增塑剂兼稳定剂，具有良好的热稳定性和光稳定性。在一般软制品中加入2～3份，即可明显地改善其对热和光的稳定性，在农用薄膜中加入5份以上，则可大大改善其耐候性。
本品无毒，是世界上承认的无毒增塑剂，国际食品、药物管理局已批准环氧大豆油可作为食品，药物的包装材料，玩具及家庭装饰材料的助剂。
1.2 产品性质
环氧大豆油为浅黄色油状液体。
平均分子量约为950，沸点150℃(4 mmhg)，流动点-9℃，凝固点-15℃，闪点≥280℃，着火点＞304℃，粘度3250.325Pa·s(25℃)，蒸汽压13.332Pa(150℃)，相对密度0.995，本品在水中溶解度＜0.01%(25℃)，水在本品中的溶解度为0.55%(25℃)，可溶于大多数有机溶剂和烃类。
1.3 质量标准
色泽(Fe-C。比色) ≤3#
环氧值(%)≥6.2
碘值(gI2/100g)≤6.0
酸值(mgKOH/g)≤0.5
加热减量(125℃ 2 h)%≤0.3
热稳定性(环氧保留率177℃ 3 h) %≤95
重金属(以Pb计)mg/kg
≤10砷(As)mg/kg ≤10
1.4 国内生产简况
在我国环氧植物油类增塑剂起步较晚，发展慢，主要以环氧大豆油为主。其它品种如环氧亚麻油、环氧棉子油等没有得到很好的开发，但规模小、分散，没有形成规模产量、自控水平低。大多数工厂的生产能力在300t/a～500t/a左右，而且大部分采用以苯作溶剂的硫酸催化生产工艺，间歇生产。产品质量不稳定，售价偏高，不利扩大市场。因而，增塑剂工业应大力开发研究环氧植物油新品种，提高控制水平，形成连续化生产、实现经济规模产量，降低成本，以适应塑料制品工业不断发展的需要。
2 环氧大豆油的传统工艺
该工艺以苯为溶剂，以硫酸作催化剂，大豆油、硫酸和苯配制成混合液，在搅拌下滴加双氧水，进行环氧化反应。反应完成后，静置分掉废酸水，油层用稀碱液和软水洗至中性。油水分离后，将油层进行蒸馏，馏出之苯水混合物经冷凝分离，苯返回重复使用，釜液进行减压蒸馏，截取成品馏份。其工艺流程复杂。
3 环氧大豆油的新工艺
3.1 反应机理
该工艺利用双氧水中含有微酸性，在一定温度下起引发作用。所加的稳定剂对生成的过氧甲酸起稳定作用，保证了过氧甲酸释放出的氧原子能与大豆油中的不饱和键充分接触，从而使环氧化反应向产物方向进行。其反应式简单。
3.2 工艺流程
在环氧化釜中加入大豆油，甲酸、 稳定剂和微量硫酸，搅拌下滴加双氧水进行反应。因整个体系为放热反应，因而用冷却水来控制反应温度，使其在60℃～70℃之间进行环氧化反应。反应终止后静置分层，分去母液后用弱碱液进行中和 ，再用软水洗涤至中性。油层抽至脱水釜中，真空脱除油中所含水份后即得本产品。工艺流程简单了许多。 而且在环氧化系统的设计中，采取了对环氧化全过程(升温、滴加双氧水、降温、保温反应，冷却)的自动化控制设计。这个控制水平在国内是先进的。
3.3两种生产工艺的比较
由以上论述可知，老的工艺生产流程长而且复杂，设备多，腐蚀严重，“三废”处理量大。x新工艺由于取消了溶剂苯，缩短了生产流程而且简单，降低了防火等级，改善了劳动环境，“三废”污染少，所以固定资产投资远小于老工艺。
四.双氧水甲酸法生产工艺及配方：
4.1本环氧大豆油新工艺一种无毒增塑剂环氧大豆油生产方法及工艺配方。新法在不用任何溶剂或者促进剂的条件下用大豆油， 双氧水，浓硫酸，甲酸一步法合成，再用碳酸钠(弱碱)溶液中和， 消除了可能污染产品的化学因素，产品环氧大豆油环氧值在6.0--6.4之间。
4.2.生产工艺说明书：
环氧大豆油是一种无毒增塑剂它是挥发性小，耐迁移性和耐洗涤性能好，尤其是光，热稳定性和安全性极佳，纯净的环氧大豆油是无毒物，可以用于食品的包装材料，这已经为世界先进国家所公认，但是迄今为止生产环氧大豆油的工艺中除了使用大豆油，双氧水，浓硫酸，甲酸外，均加入某种溶剂，如苯，丙酮，醋酸酯等，或者加入其它促进剂等化学品，或者溶剂和促进剂共存加，这种方法；一方面使合成工艺复杂化，在合成终了的阶段还需要除去溶剂和促进剂。另一方面使最终产品环氧大豆油的安全性受到潜在威胁。新工艺的目的就在于寻找到了不加任何溶剂或者促进剂的条件下，用大豆油，双氧水，甲酸，浓硫酸和碳酸钠合成环氧大豆油新工艺，完全消除可能污染产品的化学因素。为了达到上述目的，这种完全无毒的环氧大豆油生产工艺，它通过调整反应体系中过氧化氢的浓度与用量，有机酸和无机酸的用量以及反应温度，时间等反应条件，实现了在无任何溶剂或者促进剂存在下将已经处理或者未处理的大豆油与双氧水，甲酸，浓硫酸一步合成反应，反应结束时出现的过量酸，用予热的碳酸钠溶液进行中和即成。
4.3 新工艺下的环氧大豆油产品的环氧值在6.0-6.4之间，碘值在6以下，用于PVC压片透明度和热老化性能与日本同类产品性能接近，经全面毒性实验表明：（1）急性毒性实验：LD50大鼠>10g/kg,小鼠>20g/kg,系实际无毒化学性。（2）微粒实验：在给药剂量为10000mg/kg时， 未产生致突变作用。（3）Ames实验：对四个测试菌株（TA97,TA98,TA100,TA102)无诱变性。
4.4评价；评价环氧大豆油质量的优劣，其主要指标环氧值当然越高越好。但除了看环氧值外，还要看其环氧基团热稳定性的高低。由于PVC制品加工时温度很高，致使部分热稳定性差的环氧基团自行开环破裂，起不到稳定作用。老工艺生产的产品环氧值一般为6.0%，在177℃加热3h其环氧值的保留率在80%以上。而改良工艺生产的产品其环氧值大于6.2%，最高可达6.5%左右，热稳定性达95%，是国内较先进水平。
五 结语
综上所述，新工艺先进合理，运行可靠，产品单耗和成本低，投资省，“三废”少，不使用毒性大的苯溶剂，产品质量处于国内领先地位，经济效益和环境效益显著。