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什么是甘油?

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[拼音]:ganyou

[外文]:glycerol,propane-1,2,3,-triol



公式 符号
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:



公式 符号

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:



公式 符号

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。



图

(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:



公式 符号

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甘油对鱼鳞病有何作用?皮肤科与传染硝酸甘油的使用注意事项药学为什么甘油三酯高者要限制脂肪摄入?内科甘油果糖的临床应用药学梅尼埃病人做“甘油试验”有什么意义?五官科为什么高甘油三酯患者不能饮酒?内科危险化学品硝化甘油的安全措施和应急处置原则生产安全甘油护肤治疗鱼鳞病皮肤科与传染走出硝酸甘油使用不当的误区保健养生
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