1 绪论
生物柴油概述
早在一个世纪前,鲁道夫•狄塞尔就设想将植物油作为发动机的燃料。直到
二十世纪七十年代能源危机,科学家们开始研究如何将这一设想变为现实。但是
由于植物油以及动物油脂肪分子量加大、碳链较长,直接作为燃料使用时存在粘
度高、低温性能差、易碳化结焦、堵塞油喷嘴等致命缺陷,加上不容易完全氧化,
使这一想法受到限制[1]。至九十年代,在石油能源紧缺和环境问题日益严重的形
势下,以长链脂肪酸甲酯为主要成分的生物柴油作为矿物柴油的替代品已受到世
界各国的普遍重视。从世界范围看,当前生物柴油生产技术已较为成熟。随着我
国加入 WTO,国内的油脂生产一直在快速增长,加上国外油脂产品进入国内市
场,我国的油脂供应已经比较充裕,用动植物油脂生产生物柴油具有非常现实的
意义。
美国 ASTM 关于生物柴油的定义是从可再生脂质资源,如植物油或动物脂
中得到的长链脂肪酸烷基单酯,是由长链脂肪酸的单烷基酯组成的燃料。“生物”
表示它相对于石化柴油而言,是一种可再生的生物资源;“柴油”指的是它可用于
柴油发动机。生物柴油作为一种替代性燃料,它能够以纯态或与石化柴油混合使
用。
生物柴油是由可再生的油脂原料,诸如大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄
连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物油脂以及动物油脂、废餐饮油等
为原料,经合成(酯化或酯交换)所得的长链脂肪酸甲酯,可代替柴油的一种环
保燃料油,生物柴油是柴油的替代产品。经实验证明生物柴油可直接用于现有的
柴油引擎而不需做任何改动。
生物柴油这种新兴的绿色能源,对于我国有着尤为重要的意义,第一,可以
缓解我国能源紧张的现状;第二,有很现实的生态意义;第三,对我国的农业发
展也有积极的意义[2]。因此,生物柴油是一种可再生的环境友好的燃料,具有广
阔的前景。
生物柴油的制备原理及技术路线
生物柴油主要是由 C、H、O 三种元素组成。其主要成分是硬脂酸、软脂酸、
油酸亚油酸等长链饱和或不饱和脂肪酸同甲醇或乙醇等醇类物质所形成的酯类
化合物。生物柴油利用甲醇或乙醇等醇类物质与天然植物油或动物脂肪中的主要
成分甘油三酸酯发生酯交换反应,利用甲氧基取代长链脂肪酸上的甘油基,将甘
油三酸酯断裂为三个长链脂肪酸甲酯,从而减短碳链长度,降低油料的粘度,改
善油料的流动性和汽化性能,达到作为燃料使用的要求[3]。
目前国内生物柴油生产主要应用下面的技术:
表 国内生物柴油主要生产技术
The internal manufacturing technique of biodiesel
方 法 特 征 评 价
化学法 广泛的应用于世界上和中国的
生物柴油工业中;使用低成本催化
剂便可获得高效率的油脂转化率。
(一般的酸催化要求用 H2SO4,
H3PO4 , HCL 和 H3PO3 , 这 里
H2SO4 时非常普遍的,因为其低廉
的价格和大量的资源;一般的碱催
化 剂 使 用 NaOH , KOH 以 及
CH3ONa,因为价格低廉一般使用
NaOH 和 KOH。)
酸催化酯交换反应比碱催化
酯交换慢得多,并且通常需要
较高的温度。当使用碱催化没
有严格控制油中游离酸和水的
情况下,管线可能被皂堵死,
这是由于过多的碱使用而在工
艺中产生的。副产物甘油很难
回收,酸催化对设备和管线的
腐蚀严重。废酸碱水影响环境。
酶 法 极好的生产条件,较低的对设备
的要求并且没有水污染;将被更多
的人接受。
工业化仍然不能够普及因为
酶的高成本和很短的保存时间。
清 华 大 学
的 新 酶 法
工艺
使用一种非活性有机溶剂作为
反应中间体。减少了甲醇和甘油对
酶催化剂活性和稳定性的负面影
响。可以转化豆油,菜籽油,棉籽
油,废弃油,废酸化油以及微生物
海藻油为生物柴油
在湖南省,一个使用菜籽油的
每天 200kg 规模化生产单元已
经成功完成生产测试。酶的活
性时间达到 10 次,远远大于一
般的技术应用。酶的成本能够
降低,接近工业化生产的要求。
超临界法 能够获得快速的化学反应和很
高的转化率/需要高温高压,对设备
的要求非常严格。在大规模生产前
还需要大量的研究工作
在哈尔滨林业学院,超临界法
已经应用于实验室。超临界法
也应用于传统的中药生产用于
萃取植物油。
2006 年一套 3 000 吨 /年的生
产装置在河北石家庄投入运行。
共 沸 蒸 馏
法
没有应用技术信息 在武汉油料研究所实验室研究
已经取得一些重要进展。
固 定 化 细
胞 床 代 替
脂肪酶
使用固定化细胞床代替脂肪酶
用于降低催化剂的成本
在清华大学,北京大学和天津
大学实验室中取得了部分重要
进展。
生物柴油的生产有多种技术方法,但目前国内工业化生产生物柴油多采用传
统的化学法。归纳起来,主要的生产方法有两种:一是脂肪酸与甲醇进行酯化反
应生成脂肪酸甲酯的酯化法;一是油脂与甲醇进行酯交换反应生成脂肪酸甲酯的
酯交换法。
酯交换法生产生物柴油的原理及技术路线
酯交换法生产生物柴油,系采用油脂(脂肪酸甘油酯)与甲醇在碱性催化剂(一
般采用 NaOH、KOH 等强碱性催化剂)存在下进行酯交换反应(又称醇解反应),
产生脂肪酸甲酯和甘油,其反应原理如下:
其典型的技术路线见图 :
图 酯交换法生物柴油生产技术路线图
CH2OCOR1 CH2OH R1COOCH3
CHOCOR2 + CH3OH CHOH + R2COOCH3
CH2OCOR3 CH2OH R3COOCH3
油脂 甲醇 甘油 生物柴油(脂肪酸甲酯)
R1、R2、R3 为 C7~17 的烷基或烯烃基。
酯 化 反 应
1
酯 化 反 应
2
洗涤 蒸馏
过滤甘油相中和分离
蒸馏
甲醇
油
酸
催化剂 洗涤液
甲醇
粗甘油 固体酸化油 生物柴油
The technology roadmap of transesterification for biodiesel production
酯交换法生产生物柴油的原理及技术路线
酯化法生产生物柴油是采用脂肪酸与甲醇在酸性催化剂的作用下进行酯
化反应,生产脂肪酸甲酯,其反应原理为:
RCOOH + CH3OH RCOOCH3 + H2O
R 为 C7~17 的烷基或烯烃基。
其工艺步骤如图 :
图 酯化法生物柴油生产技术路线图
The technology roadmap of esterification for biodiesel production
生物柴油的应用
替代矿物燃料
虽然现阶段生物柴油的工业化生产已经形成,但是根据专利 DE4209779(或
US5354878)介绍,如果要将生物柴油作为该机柴油机的燃料的一个重要条件是,
在酯基转移后,总甘油量要低于 %wt,最好要低于 %wt,游离甘油在
%wt 以下,酸价不超过 ,甘油三酯残留物应接近 0[4]。这些条件对于纯的
生物柴油是较难达到的,因此,大多数国家是根据经济情况,利用生物柴油和石
化柴油互溶的特性,将生物柴油与石化柴油混合作为柴油机燃料,也称为生物柴
油制品。目前有一些发达国家在生物柴油的使用方面已经积累了许多经验,如美
国生产和使用 B20 即为含 20%生物柴油和 80%石化柴油的生物柴油制品,不仅
能达到燃烧的能量要求,同时也能满足环保要求。在今后的使用过程中,可通过
酸性催化剂
酸化油 酯化反应器 分离 酯交换反应
分离、洗涤、干燥中和、分离、蒸馏
硫酸 甲醇
甘油
甲醇 KOH
生物柴油
调整适当的比例,以保证产品达到日益严格的环保标准要求,又不影响生物柴油
制品的使用性能。这样对生物柴油的技术要求就可以适当放宽。但前提是须拥有
高品质的生物柴油,才能配制出高品质的生物柴油制品。
和世界大多数国家一样,我国目前还没有制定专门的生物柴油技术质量标准,
但我国正在逐步提高柴油的技术质量标准,为生物柴油的应用创造条件。
一种重要的化工原料
虽然生物柴油目前的应用还受到限制,但是以脂肪酸甲酯为主要成分的生物
柴油仍然是一种重要的化工原料。
脂肪酸甲酯是用途广泛的表面活性剂的原料,从脂肪酸甲酯出发可生产两大
类表面活性剂,一类是通过磺化中和生产脂肪酸甲酯磺酸盐(MES),另一类是
通过加氢生产脂肪醇,全世界脂肪醇的 57%是由脂肪酸甲酯生产的,43%有脂肪
酸生产。脂肪醇经乙氧基化生产醇醚(AE),AE 经磺化中和生产醇醚硫酸盐
(AES),也可以脂肪醇经磺化中和生产伯烷基硫酸盐(PAS)。因此,脂肪酸甲
酯是 MES、AE、AES 和 PAS 等表面活性剂的原料和中间体[5]。
脂肪酸甲酯与脂肪酸相比,具有无腐蚀性、使用时不需要预热倒出、易于储
存、价格低廉等优点,这也为生物柴油替代脂肪酸作原料提供了应用上的优势。
而脂肪酸甲酯的低沸点,使得它较脂肪酸更易分馏提纯,能耗少,不易分解,反
应副产物甲醇更易蒸出,从而促进反应的进行。这些优点使得生物柴油在使用时
可以简化生产工艺,这为生物柴油替代脂肪酸提供了技术上的优势。
单乙醇胺
合成脂肪酸单乙醇酰胺的原料之一的单乙醇胺,它是一种重要的化工原料。
单乙醇胺[NH2(C2H4OH)]、二乙醇胺[NH(C2H4OH)2]和三乙醇胺[N(C2H4OH)3]统称
乙醇胺,都是通过氨与环氧乙烷联产制得的。研究表明,脂肪酸二乙醇酰胺系列
表面活性剂中所含的游离二乙醇胺虽不能引起鼠类基因突变,但存在明显的致癌
作用[6],而脂肪酸单乙醇酰胺可成为二乙醇酰胺系列表面活性剂的代用品,且与
其他表面活性剂复配使用时,其性能可优于脂肪酸二乙醇酰胺。脂肪酸单乙醇酰
胺在工业生产中有着广泛应用,不仅因为它具有优良的性能,它还是制备其他非
离子、阴离子及两性表面活性剂的重要中间体,而且可衍生成脂肪酸单乙醇酰胺
聚氧乙烯醚、硫酸酯盐、磷酸酯盐和琥珀酸酰胺基乙酯磺酸盐等[7]。
单乙醇酰胺比二乙醇酰胺产品,有更出色的安全性和增稠性等,而且从生产
成本看,生产单乙醇酰胺所需的单乙醇胺用量比生产二乙醇酰胺所需的二乙醇胺
用量少,因而生产成本较二乙醇酰胺更低(通常乙醇胺的价格要高于油脂)。可见,
单乙醇酰胺的性价比更高,生产企业的利润空间更大,竞争力也就更强,而且单
乙醇胺的羟基具有伯醇性,也更适合于开发下游衍生产品,因而发展前景更为广。
所以,另一种主要原料选择为单乙醇胺。当然,单乙醇酰胺在使用时的输送、投
料和溶解过程中,因其通常为固体产品,而给用户带来一定的不便[8]。
烷醇酰胺
烷醇酰胺是一种非离子表面活性剂。20 世纪 30 年代中期,美国 Krilchersky
博士首先用椰油酸和二乙醇胺反应制得椰油酸二乙醇酰胺,根据酸和胺的摩尔比
不同分为 1:1 型和 l:2 型,分别称为 Ninol(尼诺尔)6501 和 Ninol6502。
烷醇酰胺为淡黄色固体,无毒无刺激。Folme 等[9] [10] 研究了用十八酸合成
的一系列不饱和脂肪酸单乙醇酰胺的性能,并且评估了其中双键、酰胺键对其物
化性能的影响。结果表明:酰胺键的存在有利于氢键的形成,可降低临界胶束浓
度(cmc)。而双键的存在提高了分子亲水性,同时也阻碍了表面活性剂基团聚合
而使氢键的形成变困难,cmc 增大。由于它的分子中存在酰胺键,因此具有较强
的耐水解能力。
烷醇酰胺因其具有良好的增稠、增泡、稳泡、乳化、钙皂分散等性能,在纺
织、印染、医药、日用化学等工业生产上都有很广泛的应用,它也是配制各种洗
涤用品的理想原料,特别适用于复配洗洁精、浴液、洗发露和各种织物的液体洗
涤剂。烷醇酰胺也具有抗静电和防锈等作用,同时还具有较高的去污力和携污力
[11],还可用于纤维整理、汽油乳化、金属清洗和选矿等方面。
烷醇酰胺的合成
烷醇酰胺虽属于老产品,但因其优异的性能,又采用天然可再生的油脂为原
料,产品易生物降解,适应当今“绿色”环保的潮流,因而又逐渐受到业内人士的
重视,呈现出良好的发展势头[13]。
目前,烷醇酰胺的工业化路线主要有“一步法”(油脂直接合成法)和“两步法” (甲
酯合成法) [12]。“一步法”通常采用油脂与乙醇胺直接反应得到烷醇酰胺;而“两步
法”则通常采用甲醇作为甲酯化剂,先将油脂(或脂肪酸)与甲醇反应制得脂肪酸
甲酯,再由脂肪酸甲酯与乙醇胺反应得到烷醇酰胺。两条路线各有利弊,其中“一
步法”的优点是工艺简单、成本低;缺点是在烷醇酰胺生成的同时,有较多副产
物生成,如酰胺酯和氨基酯等,而且副产物甘油难以分离,反应的转化率和产品
中酰胺含量相对较低。“两步法”的优点是,反应得到的烷醇酰胺产品纯度高(可
达 90%以上),但它的缺点也很明显,即工艺流程相对复杂,并且反应过程中因
涉及甲醇,故对劳动保护、防火和防爆条件要求较高。
除上述两种合成方法外,也有少数企业采用脂肪酸与乙醇胺直接反应制得烷
醇酰胺,产品也不含甘油,可制得烷醇酰胺含量高的产品。
自 20 世纪 30 年代烷醇酰胺在美国开始应用于洗涤剂产品以来,至今已有
70 多年的历史,国外已有数 10 种产品,比较著名的生产厂家有美国的 Winto、
Sherex 和 Stepan,日本的 Oil 和 Lion,德国的 Huls 和 Henkel 等公司[14]。国内对
烷醇酰胺的合成研究从 20 世纪 60 年代开始,与国外烷醇酰胺的规模化和系列化
生产相比,国内烷醇酰胺的生产企业较多,但规模普遍较小,品种单一,新产品
开发相对滞后。
本实验的主要原料之一—混合脂肪酸甲酯,是一种利用废弃油脂生产得到的
生物柴油(不饱和脂肪酸甲酯含量为 %,饱和脂肪酸甲酯含量为 %),它
的酰胺化过程和其他烷醇酰胺的合成原理相同,主要有三条路线[15] [16],分述如
下:
油脂和单乙醇酰胺反应
这一条路线是采用油脂与单乙醇胺在酸的催化下反应制得脂肪酸单乙醇酰
胺,并通过不断将副产品甘油移出的方法,提高产率。据文献称,这种方法的酰
胺化产率比以脂肪酸甲酯为原料时要高。此路线虽然工艺简单,生产成本较低,
但反应不易完全,且反应产生的甘油易与各反应物及产物发生一系列副反应,不
易除尽,会影响产品质量,因此这种方法采用得并不多。
R1COOCH2
R2COOCH
R3COOCH2
+ H2NCH2CH2OH RCONHCH2CH2OH +
CH2OH
CH2OH
CHOH
脂肪酸与单乙醇胺反应
主反应:
副反应:
该反应由脂肪酸与单乙醇胺在 150~180℃反应制得。此路线的优点是工艺简
单,成本较低,但是若操作不当,除了生成脂肪酸单乙醇酰胺之外,还会产生较
多的副产物,如氨基酯、酰胺酯等。副产物中的酰胺酯在碱性催化剂的作用下,
可被单乙醇胺较快地胺解成烷醇酰胺,二氨基酯要进一步胺解则较困难 [17] [18]。
而且由此路线较难得到色泽及含量都好的产品,因为它的反应条件较苛刻,而较
高的反应温度会使产品色泽变深。
脂肪酸甲酯与单乙醇胺反应
这一路线很早就被提出,国外应用的也较多。反应物中甲酯与单乙醇胺采用
等摩尔或单乙醇胺微过量。通常在甲醇钠等碱性催化剂催化条件下,也有直接使
用金属钠作催化剂的 [19] [20] ,反应 5~7 个小时。
在上述条件下,温度和压力对反应的影响有以下两种情况:
低真空度、高温度。脂肪酸甲酯与单乙醇胺在甲醇钠催化下,在 160mmHg
压力、110℃下反应 7 个小时,可得到脂肪酸单乙醇酰胺。
高真空度,低温度。脂肪酸甲酯与单乙醇胺在甲醇钠催化下,在 20~50mmHg
压力、90℃下反应 7 个小时,可得到脂肪酸单乙醇酰胺。
适当的真空度会加快甲醇的移出速度,促进反应向生成产物方向移动,而过
高的真空度却会使单乙醇胺逸出,影响转化率;温度过高会影响色泽,使副产物
增多,过低则影响反应速率。因此,寻找最佳反应条件是研究工作中科学家们的
重要课题之一。
这一路线的主要优点是能将反应产物之一的甲醇不断蒸去,达到降低产物浓
度的效果,有利于反应向右进行,提高转化率,同时甲酯与单乙醇胺反应的副反
RCOOH + H2NCH2CH2OH RCOOCH2CH2NH2 + H2O
RCONHCH2CH2OH + RCOOH RCONHCH2CH2OOCR + H2O
RCOOCH2 CH2OH
RCOOCH + 3CH3OH 3RCOOCH3 + CHOH
RCOOCH2 CH2OH
RCOOCH3 + H2NCH2CH2OH RCONHCH2CH2OH + CH3OH
RCOOH + H2NCH2CH2OH RCONHCH2CH2OH + H2O
应较少,产物得率很高,是一条较为合理的工艺路线。
综上所述,考虑各方面的因素,采用第三种路线进行着重研究。
烷醇酰胺的性质
烷醇酰胺是一类重要的非离子表面活性剂,主要由油脂或脂肪酸甲酯与乙醇
胺经过缩合反应制得,其结构中的烷基通常为椰子油或棕榈仁油基、棕榈油或豆
油基等,产品主要包括烷基单乙醇酰胺和烷基二乙醇酰胺两大类,国内习惯采用
的对应商品名分别为 CMEA、6501 和 6502。烷醇酰胺本身无毒、无刺激性,尼
诺尔 6501 产品具有 60%的活性,用甲酯与定量醇胺反应制得的产物称为超级酰
胺,活性达到 90%以上[21]。烷醇酰胺的溶解度会随碳原子数的增加而降低,随
温度的升高而增大,改变甲酯与二乙醇胺的摩尔比,可制备水溶性更好的酰胺。
烷醇酰胺分子的极性基酰基、羰基和非极性链,使酰胺有较好的增稠和增黏
性、稳泡性及良好的悬浮污垢和抗再沉积能力,并有一定的防锈性和抗静电能力。
它具有使水溶液变稠的特性,浓度低于 10%水溶液黏度可增至几百 Pa·S 。应用
在配方中可以调整产品的流变形态。适当的流变形态能给产品带来美感,便于使
用和生产。这种特性的产生是因为烷醇酰胺类表面活性剂加到阴离子表面活性剂
的稀水溶液中,等直径的球状胶束就会变成不等直径的棒状或环状胶束,最终会
使不等径混合胶束由于热运动而彼此作用,从而阻止了自由转动,会在水相内建
立起动态网络,从而使肉眼能观察到的黏度增大[22]。烷基醇酰胺的起泡性和泡
沫稳定性好,也常作增泡剂和稳泡剂,与其他表面活性剂复配时能起到良好的增
效作用,因而可作为泡沫促进剂、稳泡剂、防锈剂、抗静电剂和分散剂等,广泛
应用于日化、纺织和金属清洗等领域,在三次采油等方面也有广泛应用[23]。
现有表面活性剂中只有葡糖酰胺的分子中同时具有酰基和羰基,因此具有优
异的增稠和增黏性能。目前还没有关于 N—甲基单乙醇酰胺糖苷化物的文献报
道[24]。
椰子油脂肪酸烷醇酰胺的性质
目前,在国内市场上,烷醇酰胺类产品中使用最广泛的是椰子油脂肪酸二乙
醇酰胺(俗称 6501)。椰油二乙醇酰胺是一种具有良好水溶性的非离子型表面活
性剂,具有优异的洗净力、增稠力、发泡力、渗透力、防锈力及抗静电性能,与
其它表面活性剂复配,能显示出上乘的效果,稳定性好,去污力强,能使污垢悬
浮,并防止污垢再沉积,达到良好的洗净效果[25]。
按照原料的油/醇胺比不同,椰油二乙醇酰胺有能分为以下几种:(1)1℃1
型,主要用于纺织工业作洗涤剂、纤维柔软剂、羊毛脱脂剂及作丙纶等合成纤维
纺丝油剂的原料,在日用化工中用于配制香波、液体洗涤剂、液体皂、餐具洗涤
剂等。本品能增加洗涤剂的粘度并改善皮肤相容性。亦用作牙膏及医药的乳化剂、
玻璃纤维去污剂,化工生产中作润湿剂、阴离子表面活性剂的稳泡剂,以及用于配
制金属清洗剂等。(2)1℃2 型主要用于各种日用化妆品、液体洗涤剂中,作泡沫
稳定剂、乳化稳定剂、增稠剂、去污剂等。在纺织工业中,作织物洗涤剂、羊毛
脱脂剂、纤维柔软剂、印染洗净剂等;还可作黑色金属的短期防锈剂[26]。目前,
椰油二乙醇酰胺的市场价格根据品质不同,报价一般为 8 000~11 000 元/吨之间。
另一种被广泛使用的是椰子油酸单乙醇酰胺,简称 CMA,在常温下是淡黄
色薄片,无毒,CMA 在 20℃下几乎不溶于水,易溶于乙醇。能溶于其他表面活
性剂的水溶液中,与其他表面活性剂配伍性好,没有浊点,微生物降解率达 98%
以上[27]。
脂肪酸单乙醇酰胺的性质
脂肪酸单乙醇酰胺分子中酰胺键的存在,使其在较广的 pH 范围内具有良好
的化学稳定性、优异的增稠、乳化、分散、增溶及润滑等作用,且其微生物降解
率可达 98%以上[28]。它非常适合用在粉末状合成洗涤剂配方中,如洗衣粉、去
污粉等,可提高洗净率和污垢分散性,也可用在在洗发乳中,以提高黏度,促进
泡沫稳定,是目前欧洲市场上销量渐增的片状洗涤剂主要成分之一[29]。
脂肪酸单乙醇酰胺的合成方法及机理与脂肪酸二乙醇酰胺相比,基本是相同
的,不同之处在于合成脂肪酸单乙醇酰胺的过程中,由于单乙醇胺比二乙醇胺
少 1 个羟基,就不会生成胺双酯和酰胺双酯,副产物较少,产品纯度高。
由于脂肪酸单乙醇酰胺分子中的羟基具有伯醇性质,可作为苷类衍生物的中
间体,制备新一代绿色表面活性剂—酰胺糖苷类表面活性剂。糖苷类表面活性剂
研究最早、工艺最成熟的就是烷基糖苷。烷基多苷,简称 APG,是一种新型的
非离子表面活性剂。它是由可再生资源淀粉的衍生物葡萄糖和脂肪醇为原料,由
半缩醛羟基与醇羟基在酸催化剂存在下脱去一分子水得到的一种苷化合物。酰胺
糖苷类表面活性剂的研究可借鉴烷基糖苷的方法[30]。
烷醇酰胺的应用
烷基醇酰胺是非离子型表面活性剂,作为增稠剂和泡沫稳定剂,大量用于洗
涤剂、化妆品、柴油乳化以及塑料中的抗静电剂、金属加工清洗剂和防锈剂、纺
织助剂和油田开采驱油用表面活性剂[31]。烷醇酰胺具有脱脂力强,防锈性能好,
与阴离子表面活性剂配合使用能大大增强其去污力,能乳化、分散、悬浮污垢,
阻止其再沉淀,故用于金属清洗液中,可有效除去金属表面的油迹、锈迹和固体
污垢等[32]。金属加工润滑油(如切削油)中也可通过加入适量的烷醇酰胺,而
使润滑油不仅有润滑作用和防锈功能,又能增进阴离子和非离子乳液的稳定性。
所以,烷醇酰胺在工业清洗领域有着很广阔的应用前景。
在世界各国推出绿色产品和环保产品的今天,我们也应当重视环保和生态指
标,努力开发出具有与环境相容性好、生态学优良及性能优良的绿色表面活性剂。
由于脂肪酸酰胺无浊点,并有增泡、稳泡、增稠、生物降解等优良性能,并在合
成方面有原料来源广、价格便宜、工艺简单等优点,越来越得到人们的认同。
由于脂肪酸单乙醇酰胺有很好的发泡稳泡能力,对皮肤也有润肤作用,而作
为冼涤剂和香波配方中的增泡剂和稳泡剂。此外,其还常用于纺织助剂中的抗静
电剂、润滑剂,免属清洗及加工的清洗剂和防锈剂等[33]。 脂肪酸单乙醇酰胺因
其优异的表面性能,也使它成为一种良好的驱油用表面活性剂,它对石油磺酸和
烷基苯磺酸盐盐等具有明显的增稠、增效作用,故亦可用作三元复合驱油剂的复
配组分。含有脂肪酸单乙醇酰胺组分的三元复合体系与原油可形成 10-3 mN /m
数量级的超低界面张力[34]。目前,脂肪酸单乙醇酰胺在油田驱油方面的研究已
经受到了国内外很多专家学者的重视。今后,此类产品在油田领域、皮革、选矿
和建材助剂等方面将会有更为广泛的应用。
脂肪酸单乙醇酰胺除具有优良的性能而广泛应用外,还是制备其他非离子、
阴离子及两性表面活性剂的重要中间体,可衍生成磷酸酯盐、硫酸酯盐、脂肪酸
单乙醇酰胺聚氧乙烯醚和琥珀酸酰胺基乙酯磺酸盐等[35]。由于脂肪酸单乙醇酰
胺分子中的羟基具有伯醇性质,可作为苷类衍生物的中间体,制备新一代绿色表
面活性剂—酰胺糖苷类表面活性剂[36]。
由于烷醇酰胺分子中酰胺键的存在,使它在较广的 pH 值范围内具很好的化学稳
定性,优异的分散、增溶、乳化、增稠及润滑等性能[37]。烷醇酰胺类化合物是
一类较特殊的非离子型表面活性剂,它的增稠效果非常明显,浓度低于 10% 的
溶液粘度可增至几百厘泊,而要达到相应的粘稠度,使用聚氧乙烯型非离子表面
活性剂,浓度一般需 40%~ 5O%,而且它有着良好的起泡力和泡沫稳定性,在
洗涤剂配方中属优良的增稠剂,起泡剂和稳泡剂。它无毒、无害,生物降解率高。
其水溶液还有一定的防锈能力和较强的去油污能力,还能抑制烷基苯磺酸钠氧化
变质,故常用来作为金属去油污清洗剂,热处理的淬火剂。它对纤维有较强的吸
附性,洗涤后手感柔顺,并使衣物具有一定的抗静电作用,因此它很广泛地被用
来制备合成洗涤剂,毛纺织工业中原