西南林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)答辯

植物油環(huán)氧化反應(yīng)動力學(xué)研究進展班級：09包裝工程姓名：董家榮學(xué)號：20091052013指導(dǎo)教師：黃元波一本文研究的背景及意義背景：首先，面對石油的日益枯竭與化工能源的需求的不斷上升之間的矛盾，環(huán)境污染日益加劇與環(huán)境友好型之間的矛盾充分要求發(fā)展綠色環(huán)保可再生資源的必要性。其次，我國是一個農(nóng)業(yè)大國，油料資源豐富，過氧化氫產(chǎn)品充足，這對發(fā)展環(huán)氧植物油提供了原料保障。意義意義：植物油的環(huán)氧化反應(yīng)屬于復(fù)雜反應(yīng)，國內(nèi)常用的生產(chǎn)工藝，大部分是靠人們的經(jīng)驗來設(shè)定，缺少一定的理論指導(dǎo)。而對植物油的環(huán)氧化反應(yīng)動力學(xué)進行研究可以更完整的掌握整個反應(yīng)過程以及反應(yīng)中正副反應(yīng)的變化規(guī)律，通過理論指導(dǎo)來改善環(huán)氧化植物油制造工藝，有利于制定最佳工藝條件，對提高出油率，生產(chǎn)出高品質(zhì)、高環(huán)氧值植物油具有重要的實際意義，也為以后植物油環(huán)氧化方面的研究提供理論依據(jù)。二研究目標了解植物油的主要組成和植物油環(huán)氧化反應(yīng)基本原理。研究植物油環(huán)氧化反應(yīng)在不同催化和氧化作用下反應(yīng)的優(yōu)缺點及反應(yīng)過程中的基元反應(yīng)。討論植物油環(huán)氧化反應(yīng)動力學(xué)方程及動力學(xué)研究進展。三論文結(jié)構(gòu)1.植物油的組成2.植物油環(huán)氧化反應(yīng)原理3.植物油環(huán)氧化研究進展3.1溶劑法和無溶劑法優(yōu)缺點3.2不同催化劑作用下植物油環(huán)氧化研究3.3自催化作用下植物油環(huán)氧化研究4.植物油環(huán)氧化反應(yīng)動力學(xué)研究5.總結(jié)6.論文不足之處7.致謝

1.植物油組成常用于環(huán)氧化的植物油有大豆油，菜籽油，橄欖油，葵花籽油，玉米油，花生油，棕櫚油。植物油的主要成分是甘油三脂肪酸酯。

目前環(huán)氧大豆油已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化，植物油中脂肪酸成分主要是油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、硬脂酸等，只是相對含量不同，所以環(huán)氧化反應(yīng)過程具有相似性。2.植物油環(huán)氧化基本原理植物油分子中的不飽和雙鍵在催化劑作用下與氧化劑反應(yīng)得到環(huán)氧植物油。一般分為兩步：過氧化和環(huán)氧化。（1）過氧化：有機酸被過氧化氫預(yù)氧化為過氧化有機酸。

2.植物油環(huán)氧化基本原理（2）環(huán)氧化：過氧化有機酸將植物油氧化為環(huán)氧化物。3.植物油環(huán)氧化研究進展3.1溶劑法和無溶劑法優(yōu)缺點溶劑法由于所用溶劑為苯及苯的同系物，環(huán)境污染嚴重，且生產(chǎn)流程長，設(shè)備多，三廢處理量大，產(chǎn)品質(zhì)量差，近年逐漸被無溶劑法所替代。無溶劑法有生產(chǎn)流程短，反應(yīng)溫度低﹑反應(yīng)時間短﹑副產(chǎn)物少﹑產(chǎn)品環(huán)氧值高與色澤淺等優(yōu)點。但無溶劑法也有反應(yīng)穩(wěn)定性差﹑設(shè)備腐蝕﹑環(huán)境污染﹑生成的環(huán)氧基易開環(huán)等缺點，有待向利用甲酸自催化和生物酶新型制備方向進一步改進。3.植物油環(huán)氧化研究進展3.2不同催化劑作用下植物油環(huán)氧化研究進展常用的植物油環(huán)氧化催化劑有硫酸催化催化法，有機酸自催化法，離子交換樹脂催化法，硫酸鋁催化法，雜多酸鹽（過渡金屬配合物）催化。在催化劑中，以硫酸最為常用，但同時危害環(huán)境，產(chǎn)物選擇性較低。作為對硫酸催化法的改進，酸性陽離子交換樹脂催化法能提高產(chǎn)物選擇性，但催化劑成本較高，反應(yīng)時間較長。3.植物油環(huán)氧化研究進展硫酸鋁比酸性陽離子交換樹脂成本低，但須嚴格控制雜質(zhì)Fe2+含量，而且單用硫酸鋁催化反應(yīng)時間較長，產(chǎn)品顏色較深。綜上所述：直接利用甲酸自身酸性來催化，具有較大的應(yīng)用價值。鎢、鈦、錸等過渡金屬配合物和酶催化植物油的環(huán)氧化具有較大的應(yīng)用前景，尤其是含鎢的雜多酸鹽相轉(zhuǎn)移催化體系，不僅活性較高，而且催化劑和產(chǎn)物易于分離。然而這些催化劑的成本通常較高，反應(yīng)時間較長，為了改善相互接觸，有時還需要添加有毒溶劑。從綠色化和經(jīng)濟化的方面來對這些合成工藝進一步優(yōu)化，使其工業(yè)化并開發(fā)新型、高效、綠色且廉價的催化體系，是今后環(huán)氧化植物油合成領(lǐng)域的研究重點而開發(fā)價格低廉、性能穩(wěn)定的酶催化劑和工藝是未來的發(fā)展方向。3.植物油環(huán)氧化研究進展3.3有機酸自催化作用下植物油環(huán)氧化研究

有機酸自催化法是指不添加其它任何催化劑，以有機酸為氧載體，與過氧化氫相互作用，生成過氧有機酸，水相中的過氧有機酸在攪拌作用下擴散至有機相，與有機相中的不飽和雙鍵反應(yīng)生成環(huán)氧油脂。該工藝反應(yīng)周期短，產(chǎn)品環(huán)氧值高，色澤淺，且無污染，具有良好的工業(yè)化前景。有機酸自催化法中最常用的是甲酸自催化。甲酸自催化體系無需外加催化劑，成本低，后處理簡單，對設(shè)備腐蝕性小，所得產(chǎn)物環(huán)氧值較高。4.植物油環(huán)氧化反應(yīng)動力學(xué)研究以大豆油和過氧甲酸為例，植物油環(huán)氧化中有三個主要的基元反應(yīng)：（1）大豆油與過氧甲酸的反應(yīng)4.植物油環(huán)氧化反應(yīng)動力學(xué)研究（2）環(huán)氧基團與水的反應(yīng)

整個復(fù)雜的反應(yīng)過程中基元反應(yīng)（2）影響因素是很微弱的，可以忽略不計。因此整個植物油環(huán)氧化反應(yīng)中連串反應(yīng)由基元反應(yīng)（1）和基元反應(yīng)（3）構(gòu)成，整個副反應(yīng)是基元反應(yīng)（3）的作用。4.植物油環(huán)氧化反應(yīng)動力學(xué)研究（3）環(huán)氧基團與甲酸的反應(yīng)以上三個基元反應(yīng)變換不同溫度或不同反應(yīng)物濃度及反應(yīng)時間時做比較通過動力學(xué)方程可以得出各反應(yīng)物反應(yīng)級數(shù)，反應(yīng)速率，活化能等。五.結(jié)論目前，國內(nèi)外對植物油環(huán)氧化反應(yīng)動力學(xué)的研究還相對較少，現(xiàn)有的研究主要集中在植物油與過氧酸﹑離子交換樹脂催化﹑自催化的反應(yīng)動力學(xué)方面。通過不同的植物油與催化劑間的反應(yīng)來，在不同條件下來研究環(huán)氧化動力學(xué)的反應(yīng)速率，反應(yīng)級數(shù)，活化能等來選擇出最佳的反應(yīng)條件，指導(dǎo)實際生產(chǎn)工藝，從而提高植物油利用率和出油率，降低成本，減少污染。是我們研究植物油環(huán)氧化動力學(xué)的意義所在。六.本論文的不足之處由于本人所學(xué)知識有限，對專業(yè)知識的深入研究不夠，在一些內(nèi)容表述和論證上存在著不當之處，希望在座的老師和同學(xué)斧正。七.致謝