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甘油

[拼音]:ganyou

[外文]:glycerol,propane-1,2,3,-triol

  学名丙三醇。无色、无毒、有甜味的粘性液体,具有强吸湿性,沸点290℃,熔点18.17℃。广泛用于炸药、合成树脂、食品、医药及化妆品等工业。

沿革

1779年,瑞典化学家K.W.舍勒从橄榄油水解产物中首先发现了甘油。1886年A.B.诺贝尔用硝化甘油制成无烟火药巴力斯太(ballistite)后,大大促进了甘油的生产。

1948年以前,甘油全部从动植物油脂制皂的副产物中回收。40年代由于合成洗涤剂的发展使制皂工业缩减,甘油产量不敷需要,促使合成甘油的研究开发。1948年,美国壳牌化学公司以丙烯为原料经氯丙烯、环氧氯丙烷合成甘油首先投产。此后,其他多种以丙烯为原料合成甘油的生产方法曾在工业中应用。例如丙烯氧化经丙烯醛的合成法;烯丙醇经次氯酸化、皂化的合成法;以过醋酸氧化的合成法等。合成法生产的甘油纯度较高,但生产成本也高,所以天然油脂仍为生产甘油的主要原料。

生产方法

按原料来源不同,甘油的工业生产方法可分为两大类:以天然油脂为原料的方法及以丙烯为原料的合成法,所得甘油分别俗称为天然甘油和合成甘油。

以天然油脂为原料

生产甘油有两条途径,即皂化和水解。

(1)利用制皂工业中油脂的皂化反应:

式中R为烷基(下同)。所得产物分成两层:上层主要是含脂肪酸钠盐(肥皂)及一部分甘油;下层是废碱液,为含有盐类、氢氧化钠的甘油稀溶液。上层液经洗涤或离心分离回收甘油。下层废碱液中甘油含量为12%~15%,经净化处理,去掉有机杂质及过量氢氧化钠,再加酸调节pH,加铁或铝盐使低碳脂肪酸以铁(铝)盐沉淀滤去。净化后的甘油水溶液经真空蒸发得浓度为82%~84%的粗甘油,再经真空蒸馏、活性炭吸附脱色脱臭,制得浓度大于95%的纯净甘油。

(2)油脂水解,基本反应为:

油脂水解不用催化剂,在低于5MPa压力、小于250℃温度下连续高压水解,直接得到含甘油的水溶液(俗称甜水),其中甘油含量约14%~20%。

以丙烯为原料

合成甘油有多种方法(见图),可归为两大类,即氯化和氧化。现在工业上仍在使用的是丙烯氯化法及过醋酸氧化法。烯丙醇通过次氯酸化得一氯丙二醇,最终生成甘油的方法步骤繁多,已于1963年停产。丙烯氧化通过丙烯醛的合成法因收率低、成本高,也已于1981年停产。

(1)丙烯氯化法 是合成甘油中最重要的生产方法,共包括四个步骤:即丙烯高温氯化、氯丙烯次氯酸化、二氯丙醇皂化以及环氧氯丙烷的水解。环氧氯丙烷于加压和100~200℃下,在10%氢氧化钠溶液中进行水解,生成的含氯化钠的甘油水溶液(甘油含量5%~20%),经浓缩、脱盐、蒸馏得纯度为98%的甘油。

(2)丙烯过醋酸氧化法 丙烯与过醋酸作用合成环氧丙烷,环氧丙烷异构化为烯丙醇。后者再与过醋酸反应生成环氧丙醇(即缩水甘油),最后水解为甘油。后两步反应式如下:

后两步反应采用特殊结构的反应精馏塔连续进行。原料烯丙醇和过醋酸的醋酸乙酯溶液送入塔后,塔釜控制在60~70℃、13~20kPa。塔顶蒸出醋酸乙酯溶剂和水;塔釜得到甘油水溶液。此法选择性和收率均较高,采用过醋酸为氧化剂,可不用催化剂,反应速度较快,简化了流程。过醋酸可由乙醛液相氧化制得,当两种过程相配合时,生产每吨甘油,可同时联产2.5t醋酸。

用途

甘油在工业、医药及日常生活中用途十分广泛。目前大约有1700多种用途。在医药方面,用以制取各种制剂、溶剂、吸湿剂、防冻剂和甜味剂,还可配制外用软膏或栓剂等。用甘油制取的硝化甘油用作炸药原料。在塑料工业中用以制取醇酸树脂、聚酯、缩水甘油醚、环氧树脂等。在纺织和印染工业中用以制取润滑剂、吸湿剂、织物防皱防缩处理剂、扩散剂和渗透剂。在食品工业中用作甜味剂、烟草的吸湿剂和溶剂。此外,在造纸、化妆品、制革、照相、印刷、金属加工、电工材料和橡胶等工业中都有着广泛的用途。

参考文章

  • 甘油生产废水废水治理
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  • 硝酸甘油的使用注意事项药学
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