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CN116283555A - 一种异硬脂酸组合物、制备方法及其应用 - Google Patents

一种异硬脂酸组合物、制备方法及其应用 Download PDF

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CN116283555A
CN116283555A CN202211099351.3A CN202211099351A CN116283555A CN 116283555 A CN116283555 A CN 116283555A CN 202211099351 A CN202211099351 A CN 202211099351A CN 116283555 A CN116283555 A CN 116283555A
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fatty acid
temperature
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CN202211099351.3A
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孙海辉
甘欢华
晏忠
邹勇
张斌
熊志华
黄辉其
廖英俊
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Yichun Dahaigui Life Science Co ltd
Original Assignee
Yichun Dahaigui Life Science Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种异硬脂酸组合物及其制备方法，该异硬脂酸组合物按质量百分比计包括至少80％的异硬脂酸，5‑10％的直链C16‑C20的脂肪酸，0.05％‑0.5％的内酯和1‑5％的环状脂肪酸；所述制备方法包括：对支链脂肪酸混合物进行2次精馏得到含C18支链脂肪酸混合物；对所述C18支链脂肪酸混合物进行氢化处理得到异硬脂酸混合物；对异硬脂酸混合物进行冷却结晶并再次压榨分离得到异硬脂酸组合物粗品；最后对所述异硬脂酸组合物进行精制处理以得到所述的异硬脂酸组合物。本发明解决了现有制备技术中异硬脂酸产品环状脂肪酸和内酯含量高、品质差的问题。

Description

一种异硬脂酸组合物、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种异硬脂酸组合物、制备方法及其应用。
背景技术
脂肪酸是化学工业中广泛使用的可称之为万能的化工原料，从润滑剂、高分子聚合物，溶剂到化妆品及其它化工产品都要使用脂肪酸。由于长链的，直链饱和脂肪酸在室温下呈固体，因此，使其在多种应用中难以加工。而不饱和长链脂肪酸如油酸在室温下呈液体，所以易于加工，但是由于其存在双键因而不稳定。支链脂肪酸的特性与直链不饱和脂肪酸的特性在许多方面都极为相似，但由于没有双键，因为稳定性优于直链脂肪酸。
商业的标准支化脂肪酸优先以天然存在的相应不饱和脂肪酸聚合产生的二聚体/三聚体的副产物形式制造。在某些催化剂存在下，加热天然存在的不饱和脂肪酸产生二聚体，三聚体和更高的聚合物。与聚合不同，一部分天然存在的不饱和脂肪酸重排，得到支化的单体脂肪酸，它可通过蒸馏分离，然后氢化。饱和的支化单体脂肪酸产物是各种直链和支链的饱和酸的混合物。用于本发明的脂肪酸的原料优选是天然来源，可以是动物来源(例如牛油)，或者优选地是植物来源。合适的脂肪酸包括葵花脂肪酸，大豆脂肪酸，棉籽脂肪酸，妥尔油脂肪酸等。这些油脂来源的脂肪酸中不饱和脂肪酸经历催化或者高温合成二聚酸。脂肪酸的二聚以及从二聚酸中回收单体脂肪酸在现有技术中是众所周知的，参考例如等公开文献——二聚酸生产副产物—单体酸深加工研究[D].中南大学,2008；美国专利US2812342A Hydrogenation of structurally modified acids and products producedthereby；所述二聚酸过程中的副产物——单体脂肪酸(简称单酸，下同)，它是不饱和的烷基支化的脂肪酸、饱和的烷基支化的脂肪酸、饱和的直链脂肪酸和不饱和的直链脂肪酸的复杂脂肪酸混合物，这就是用于本发明的原料。
但是目前通过单酸为原料传统工艺制造得到的是含有异硬脂酸的混合脂肪酸，且还包含碳原子数为18具有环状结构的脂肪酸及内酯等化妆品中不受欢迎的成分，所述内酯和环状脂肪酸的结构如下：
Figure SMS_1
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种异硬脂酸组合物以及制备方法，旨在解决现有技术制备的异硬脂酸含量低，环状脂肪酸及内酯含量高，不能应用于化妆品领域的缺陷。
本发明异硬脂酸组合物具有如下组成及性质：
至少80％的异硬脂酸，
5-10％的直链C16-C20的脂肪酸，
0.05％-0.5％的内酯，
1-5％的环状脂肪酸，
所述内酯具有如下化学结构式：
Figure SMS_2
所述环状脂肪酸具有如下(Ⅰ)和/或(Ⅱ)的化学通式结构式：
Figure SMS_3
其中：
R1为含0-11个碳原子的烃链；
M为1-11之间整数；
且R1碳原子个数加M之和为11；
R2为含0-12个碳原子的烃链；
N为1-12之间的整数；
且R2碳原子个数加M之和为12。
进一步的，上述异硬脂酸组合物，其中，所述异硬脂酸组合物具有：
1)在190-195mgKOH/g范围内的酸值，
2)在190-200mgKOH/g范围内的皂化值，
3)低于100Hazen单位的色值，
4)在0-5℃范围内的浊点，
5)低于4g/100g的碘值，
6)异硬脂酸含量≥80％。
本发明的另一方面在于提供一种异硬脂酸组合物的制备方法，用于制备上述的异硬脂酸组合物，所述制备方法包括：
步骤3.1、冷却原料单酸以形成晶体，然后通过干法压榨将所述晶体分离为固体和液体两部份；
步骤3.2、精馏步骤3.1中的液体部分，富集C18支链脂肪酸，以便得到C18支链脂肪酸混合物；
步骤3.3、氢化步骤3.2中的所述C18支链脂肪酸混合物，得到异硬脂酸混合物；
步骤3.4、再次冷却步骤3.3中所述异硬脂酸混合物，再次干法压榨从所述异硬脂酸混合物中分离液体和固体两部分，液体部分为异硬脂酸组合物粗品；
步骤3.5、对步骤3.4中的所述异硬脂酸组合物粗品进行精制处理，得到异硬脂酸组合物。
进一步的，上述异硬脂酸组合物的制备方法，其中，所述原料单酸来源于加工二聚酸时的副产物，所述步骤3.1中，将所述原料单酸加热至50-60℃，使其完全融化，再以2-3℃/h的降温速度冷却至5-15℃，然后在此温度下养晶24-48h，最后通过压力式隔膜板框过滤分离液体得到支链脂肪酸混合物。
进一步的，上述异硬脂酸组合物的制备方法，其中，步骤3.2中，所述精馏包含2级连续精馏；
第1级精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统50-500Pa的真空下进行，塔釜温度为180-210℃，塔顶温度为160-180℃；
第2级精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统50-500Pa的真空下进行，塔釜温度为210-240℃，塔顶温度为180-200℃。
进一步的，上述异硬脂酸组合物的制备方法，其中，步骤3.3中，氢化温度为180-220℃，氢化压力为5-10MPa，氢化时间为6-24h；
所述氢化的催化剂为含有铜的复合催化剂，所述复合催化剂为铜系催化剂和镍系催化剂的混合物，其中铜系催化剂与镍系催化剂质量之比为1:1-10之间，复合催化剂的添加量为原料的0.1％～2％。
进一步的，上述异硬脂酸组合物的制备方法，其中，步骤3.4中，将所述异硬脂酸混合物加热至20-30℃，使其完全融化，再以2-3℃/h的降温速度冷却至5-15℃，然后在次温度下养晶24-48h，最后通过压力式隔膜板框过滤分离得到异硬脂酸组合物粗品。
进一步的，上述异硬脂酸组合物的制备方法，其中，步骤3.5中，所述精制包含脱色、脱臭及蒸馏中的一种或者几种组合。
具体的，所述精制过程可以参考冬化、脱色及脱臭等常规植物油精炼步骤(如贝雷油脂化学与工艺学，第五版，第四卷，第一章，油脂加工工艺，徐生庚，裘爱泳译，中国轻工业出版社)。
另一方面，本发明提出一种上述制备方法制备得到的异硬脂酸组合物在化妆品的应用。
与现有技术相比，本发明首先通过干法结晶，将单体酸中熔点高的饱和直链脂肪酸结晶分离，富集熔点较低的支链脂肪酸，其次再通过2级连续精馏“掐头去尾”进一步富集支链脂肪酸，尤其是C18的支链脂肪酸，降低环状脂肪酸的比例，然后利用复合催化剂氢化富集后的C18支链脂肪酸，同时降低内酯含量；最后再次冷析结晶并精制得到环状脂肪酸和内酯含量低、异硬脂酸含量高的异硬脂酸组合物，并且由于异硬脂酸组合物中异硬脂酸含量和纯度高，可以广泛运用在润滑剂量、个人护理及家庭护理组合物中。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
其中，异硬脂酸组合物中的脂肪酸组成(碳链长度、饱和/不饱和、直链、支链和环状)及含量，碘值、酸值、皂化值、浊点及色度等指标，采用如下方法：
GB/T 5532-2008动植物油脂碘值的测定；
GB/T 5530-2005动植物油脂酸值和酸度的测定；
GB/T 5534-2008动植物油脂皂化值的测定；
GB/T6986-2014石油产品浊点测定法；
GB/T 13216.4-1991甘油试验方法色泽的测定(Hazen单位-铂-钴色度)；
进一步的，在本发明实施例中原料脂肪酸中的碳原子数为18的支链脂肪酸的比例及碳原子数为18的支链脂肪酸中的具有环状结构的脂肪酸的比例通过气相色谱质谱仪(GC-MS)来测定。
具体的，C18支链脂肪酸的含量测定：
对脂肪酸进行三甲基甲硅烷基化处理，之后使用气相色谱-质谱仪(GC-MS)在下述条件下进行分析，求出碳原子数为18的支链脂肪酸含量。其结果可知：在该脂肪酸中，除碳原子数为18的支链脂肪酸以外，还含有C12-C22脂肪酸。因此，从总峰面积中减去它们的峰面积，从而求出脂肪酸中C18支链脂肪酸的含量。以在保留时间12.0-22.0分钟出现的所有峰的面积为对象，利用以下的式(1)求出脂肪酸中的碳原子数为18的支链脂肪酸的含量。
装置：Agilent Technologies 7890A；
柱：DB 5HT(长度：30m、内径：0.25mm、膜厚：0.10μm)；
注入口温度：380℃；
注入法：分流(split)分流比：30：1；
烘箱温度：在100℃下保持5分钟后，以10℃/分钟升温至380℃，在380℃下保持17分钟。
载气：氦；柱流量：1.5mL/分钟；线流量：45.7cm/秒；
装置：Agilent Technologies 5975C；离子化法：EI、70eV；
脂肪酸中的碳原子数为18的支链脂肪酸的含量(质量％)＝(1-A/B)×100；
A：总离子色谱图中的C12-C22脂肪酸总峰面积的总计值；
B：总离子色谱图中的在保留时间12.0-22.0分钟出现的总峰面积值的总计值。
更具体的，C18环状结构的脂肪酸的含量测定：
从通过上述GC-MS分析得到的脂肪酸的总离子色谱图中分别提取质荷比为341和339的离子色谱图。341是指离子化时甲基自由基从三甲基甲硅烷基化的碳原子数为18的支链脂肪酸中的不具有环状物的脂肪酸中脱离后的质荷比，339是指离子化时甲基自由基从三甲基甲硅烷基化的碳原子数为18的支链脂肪酸中的具有环状结构的脂肪酸中脱离时的质荷比。以各质荷比的离子色谱图中的到保留时间12.0-22.0分钟为止出现的所有峰的面积为对象，利用以下的式(2)求出碳原子数为18的支链脂肪酸中的具有环状结构的脂肪酸的含量。
式(2)：
碳原子数为18的支链脂肪酸中的具有环状结构的脂肪酸的含量(质量％)＝C/(C+D)×100；
C：质荷比339的离子色谱图中的在保留时间12.0-22.0分钟出现的总峰面积的总计值；
D：质荷比341的离子色谱图中的在保留时间12.0-22.0分钟出现的总峰面积的总计值。
本发明针对现有技术中的异硬脂酸组合物的异硬脂酸含量低，环状脂肪酸及内酯含量高，不能应用于化妆品领域的缺陷，提出了一种异硬脂酸组合物以及制备方法，其中，该异硬脂酸组合物按质量百分比计包括如下组份：
按质量百分比计包括如下组分：
至少80％的异硬脂酸，
5～10％的直链C16-C20的脂肪酸，
0.05％～0.5％的内酯，
1-5％的环状脂肪酸，
所述内酯具有如下化学结构式：
Figure SMS_4
所述环状脂肪酸具有如下(Ⅰ)和/或(Ⅱ)的化学通式结构式：
Figure SMS_5
其中：
R1为含0-11个碳原子的烃链；
M为1-11之间的整数；
且R1碳原子个数加M之和为11；
R2为含0-12个碳原子的烃链；
N为1-12之间的整数；
且R2碳原子个数加M之和为12。
进一步的，该异硬脂酸组合物具有：
1)在190-195mgKOH/g范围内的酸值，
2)在190-200mgKOH/g范围内的皂化值，
3)低于100Hazen单位的色值，
4)在0-5℃范围内的浊点，
5)低于4g/100g的碘值，
6)异硬脂酸含量≥80％。
另一方面，本发明提出的异硬脂酸组合物制备方法具体包括：
冷却原料单酸以形成晶体，然后通过干法压榨将所述晶体分离为固体和液体两部份；
首先通过干法结晶，将单体酸中熔点高的饱和直链脂肪酸结晶分离，富集熔点较低的支链脂肪酸，其中，原料单酸来源于二聚酸的副产物，含有30％以上的C18饱和及不饱和的支链脂肪酸，20％以上的C12-C22饱和直链脂肪酸，1-10％的二聚或者多聚酸。
精馏上述的液体部分，以便富集C18支链脂肪酸，以便得到C18支链脂肪酸混合物；
通过2级连续精馏“掐头去尾”进一步富集支链脂肪酸尤其是C18的支链脂肪酸，降低环状脂肪酸的比例，具体的，2级连续精馏，优选第1级精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统50-500Pa的真空下进行，塔釜温度为180-210℃，塔顶温度为160-180℃；第2级精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统50-500Pa的真空下进行，塔釜温度为210-240℃，塔顶温度为180-200℃。
氢化上述的C18支链脂肪酸混合物，得到异硬脂酸混合物；
利用复合催化剂氢化富集后的C18支链脂肪酸，同时降低内酯含量；具体的，氢化方法可以通过已知方法在加氢催化剂在高压釜中进行。所述氢化的催化剂为含有铜的复合催化剂，所述复合催化剂为铜系催化剂和镍系催化剂的混合物，其中铜系催化剂与镍系催化剂质量之比为1:1-10之间，复合催化剂的添加量为原料的0.1％～2％。所述铜系和镍系催化剂也可以商购得到。如商品名“Pricat 9910”、“Pricat 9920”、“Pricat 9936”(由Johnson Mattey获得)的负载镍系催化剂、SNCAT系列的镍催化剂、CuCAT系列的铜系催化剂(由Sun-Chem获得)、“NiSat”、“HyMax”、“HyFlex”(Clariant获得)、“Moncat1991”、“Moncat2021”(Evonik获得)商购的那些，然后再将商购的铜系催化剂和镍系催化剂以一定的比例混合得到所述的复合催化剂。
进一步的，在一些使用方案中，合适的金属加氢复合催化剂可在本发明的加氢反应中作为细分散体(浆态环境)使用。例如，将负载型镍催化剂的颗粒分散在包含硬化三酰甘油酯、食用棕榈油硬酯的保护介质中，负载型镍催化剂以一定的浓度分散在保护介质中。
此外还可以将加氢催化剂浸渍在固体载体上。一些有用的载体包括碳、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、二氧化钛等介质。负载型催化剂的实例包括：在碳或者氧化铝、氧化镁、硅藻土载体上的镍；在二氧化硅、氧化铝或者氧化锌上的铜。加氢催化剂可以为负载型镍或者海绵镍型催化剂，载体为二氧化硅、活性炭、硅藻土或者氧化铝。这些催化剂的特征在于具有较高的比表面积。
在本发明一些可选的实施例当中，以组合物的重量计，加氢催化剂合适地以小于10wt％、优选小于5wt％、更优选小于3wt％、优选为0.1-2wt％的添加量。
对上述的异硬脂酸组合物粗品进行精制处理，得到所述的异硬脂酸组合物。
其中，精制包括脱色、脱臭及蒸馏等步骤中的一种或者几种组合。
实施例1
将棉籽油生产二聚酸过程中得到的单酸，先升温至50℃完全融化，初期以3℃/h的速度降温至5℃，然后在5℃的条件下，养晶24小时，最后通过隔膜板框压滤分离得到含有支链脂肪酸液体的支链脂肪酸溶液和固体两部分；
对所述支链脂肪酸混合物进行一次精馏除去沸点低于C18支链脂肪酸的组分；对一次精馏后的支链脂肪酸混合物进行二次精馏以得到C18支链脂肪酸混合物，其中，一次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统50Pa的真空下进行，塔釜温度为180℃，塔顶温度为160℃；二次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统50Pa的真空下进行，塔釜温度为210℃，塔顶温度为180℃；
对含C18支链脂肪酸混合物在氢化温度为180℃，氢化压力为10MPa，氢化时间为24h的条件下，复合催化剂为CuCAT2000P和Pricat 9910的混合物，其中CuCAT2000P与Pricat9910的质量之比为1:1，复合催化剂添加量为氢化原料的0.1％，在此条件下进行氢化处理得到异硬脂酸混合物；
将异硬脂酸混合物，先升温至20℃完全融化，初期以2℃/h的速度降温至0℃，然后在0℃的条件下，养晶24小时，然后通过隔膜板框压滤分离得到含有异硬脂酸的滤液和滤饼两部分，滤液最后通过脱色和蒸馏处理得到异硬脂酸组合物，其理化性质见表2，下同。
实施例2
将大豆油生产二聚酸过程中得到的单酸，先升温至60℃完全融化，初期以2℃/h的速度降温至15℃，然后在15℃的条件下，养晶48小时，最后通过隔膜板框压滤分离得到含有支链脂肪酸液体的支链脂肪酸溶液和固体两部分；
对所述支链脂肪酸溶液进行一次精馏除去沸点低于C18支链脂肪酸的组分；对一次精馏后的支链脂肪酸溶液进行二次精馏以得到C18支链脂肪酸混合物，其中，一次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统500Pa的真空下进行，塔釜温度为210℃，塔顶温度为180℃；二次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统500Pa的真空下进行，塔釜温度为240℃，塔顶温度为200℃；
对C18支链脂肪酸混合物在氢化温度为220℃，氢化压力为5MPa，氢化时间为6h的条件下，复合催化剂为CuCAT2500P和Moncat2021的混合物，其中CuCAT2500P和Moncat2021的质量之比为1:10，复合催化剂添加量为氢化原料的2％，在此条件下进行氢化处理得到异硬脂酸混合物；
将异硬脂酸混合物，先升温至30℃完全融化，初期以3℃/h的速度降温至5℃，然后在5℃的条件下，养晶48小时，然后通过隔膜板框压滤分离得到含有异硬脂酸液体的异硬脂酸溶液和固体两部分，最后通过精致处理得到异硬脂酸组合物。
实施例3
将妥尔油生产二聚酸过程中得到的单酸，先升温至55℃完全融化，初期以2℃/h的速度降温至10℃，然后在10℃的条件下，养晶36小时，最后通过隔膜板框压滤分离得到含有支链脂肪酸液体的支链脂肪酸溶液和固体两部分；
对所述支链脂肪酸溶液进行一次精馏除去沸点低于C18支链脂肪酸的组分；对一次精馏后的支链脂肪酸溶液进行二次精馏以得到C18支链脂肪酸混合物，其中，一次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统250Pa的真空下进行，塔釜温度为195℃，塔顶温度为170℃；二次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统250Pa的真空下进行，塔釜温度为225℃，塔顶温度为190℃；
对C18支链脂肪酸混合物在氢化温度为200℃，氢化压力为7MPa，氢化时间为12h的条件下，复合催化剂为HyMax和NiSat的混合物，其中HyMax和NiSat的质量之比为1:5，复合催化剂添加量为氢化原料的0.5％，在此条件下进行氢化处理得到异硬脂酸混合物；
将异硬脂酸混合物，先升温至25℃完全融化，初期以2℃/h的速度降温至2.5℃，然后在2.5℃的条件下，养晶36小时，然后通过隔膜板框压滤分离得到含有异硬脂酸液体的异硬脂酸溶液和固体两部分，最后通过精致处理得到异硬脂酸组合物。
实施例4
将混合油生产二聚酸过程中得到的单酸，先升温至50℃完全融化，初期以3℃/h的速度降温至10℃，然后在10℃的条件下，养晶24小时，最后通过隔膜板框压滤分离得到含有支链脂肪酸液体的支链脂肪酸溶液和固体两部分；
对所述支链脂肪酸溶液进行一次精馏除去沸点低于C18支链脂肪酸的组分；对一次精馏后的支链脂肪酸溶液进行二次精馏以得到C18支链脂肪酸混合物，其中，一次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统100Pa的真空下进行，塔釜温度为190℃，塔顶温度为165℃；二次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统300Pa的真空下进行，塔釜温度为230℃，塔顶温度为195℃；
对C18支链脂肪酸混合物在氢化温度为210℃，氢化压力为10MPa，氢化时间为10h的条件下，复合催化剂为Hyflex和SNCAT5000P的混合物，其中Hyflex和SNCAT5000P的质量之比为1:2，复合催化剂添加量为氢化原料的1％，在此条件下进行氢化处理得到异硬脂酸混合物；
将异硬脂酸混合物，先升温至30℃完全融化，初期以3℃/h的速度降温至0℃，然后在0℃的条件下，养晶24小时，然后通过隔膜板框压滤分离得到含有异硬脂酸液体的异硬脂酸溶液和固体两部分，最后通过精致处理得到异硬脂酸组合物。
实施例5
玉米油生产二聚酸过程中得到的单酸，先升温至55℃完全融化，初期以2℃/h的速度降温至7℃，然后在7℃的条件下，养晶30小时，最后通过隔膜板框压滤分离得到含有支链脂肪酸液体的支链脂肪酸溶液和固体两部分；
对所述支链脂肪酸溶液进行一次精馏除去沸点低于C18支链脂肪酸的组分；对一次精馏后的支链脂肪酸溶液进行二次精馏以得到C18支链脂肪酸混合物，其中，一次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统300Pa的真空下进行，塔釜温度为200℃，塔顶温度为175℃；二次精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统100Pa的真空下进行，塔釜温度为220℃，塔顶温度为185℃；
对C18支链脂肪酸混合物在氢化温度为190℃，氢化压力为8MPa，氢化时间为12h的条件下，复合催化剂为CuCAT2300P和SNCAT6000P的混合物，其中CuCAT2300P和SNCAT6000P的质量之比为1:4，复合催化剂添加量为氢化原料的1.5％，在此条件下进行氢化处理得到异硬脂酸混合物；
将异硬脂酸混合物，先升温至25℃完全融化，初期以2℃/h的速度降温至5℃，然后在5℃的条件下，养晶36小时，然后通过隔膜板框压滤分离得到含有异硬脂酸液体的异硬脂酸溶液和固体两部分，最后通过精致处理得到异硬脂酸组合物。
对比实施例1
单酸原料同实施例1，步骤参考中国专利CN 101544559 B单体酸中异硬脂酸的分离提取方法，单酸原料先经无催化剂中压法酯化得到单体酸酯，然后经中压催化加氢，过滤后得到氢化单体酸酯，再经脲包络，经过滤分离、水洗后得到异硬脂酸酯粗品，再经过分子蒸馏得到精制异硬脂酸酯，最后经水解得到异硬脂酸，最后得到的异硬脂酸成品的性质见表2。
请参阅下表1，所示为本发明上述实施例1～5对应的参数。
Figure SMS_6
在实际应用当中，分别采用本发明上述实施例1-5和对比实施例1制备方法及参数制备得到对应的异硬脂酸，并对各实例制备得到的异硬脂酸进行理化指标测试，测试数据如下表2所示。需要说明的是，为了保证验证结果的可靠性，本发明上述实施例1-5对应制备异硬脂酸时除上述参数不同以外，其它都应当相同。
表2：实施例最终产品理化指标
Figure SMS_7
结合上述表1和表2的数据可以明显看出，本发明实施例制备出的异硬脂酸的各项指标性能均能达到异硬脂酸的使用标准，且本发明通过先将单酸通过冷冻结晶和精馏等预处理工艺，尽可能的除去其中熔点较高的饱和脂肪酸，低碳链和高碳链、二聚酸、多聚酸及植物沥青等二聚酸反应中生成的副产物，富集C18支链脂肪酸，同时降低氢化过程中催化剂中毒的成分，提高氢化效率，降低氢化成本。接着采用复合催化剂，降低异硬脂酸组合物中的内酯含量，使其能满足高端化妆品等领域的要求。最后采用冷却结晶后压榨分离的干法分提方式，除去单酸或者异硬脂酸中的饱和直链脂肪酸，避免采用常规工艺中有机溶剂结晶、尿素络合剂表面活性剂等方式，提取方法简单，工艺流程简单，无环境污染及三废，此外，安全风险低，反应步骤简化，提升了产品品质和得率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种异硬脂酸组合物，其特征在于，按质量百分比计包括如下组分：
至少80％的异硬脂酸，
5-10％的直链C16-C20的脂肪酸，
0.05％-0.5％的内酯，
1-5％的环状脂肪酸，
所述内酯具有如下化学结构式：
Figure FDA0003838965300000011
和/或/>
Figure FDA0003838965300000012
所述环状脂肪酸具有如下(Ⅰ)和/或(Ⅱ)的化学通式结构式：
Figure FDA0003838965300000013
其中：
R1为含0-11个碳原子的烃链；
M为1-11之间的整数；
且R1碳原子个数加M之和为11；
R2为含0-12个碳原子的烃链；
N为1-12之间的整数；
且R2碳原子个数加M之和为12。
2.根据权利要求1所述的异硬脂酸组合物，其特征在于，所述异硬脂酸组合物具有：
1)在190-195mgKOH/g范围内的酸值，
2)在190-200mgKOH/g范围内的皂化值，
3)低于100Hazen单位的色值，
4)在0-5℃范围内的浊点，
5)低于4g/100g的碘值，
6)异硬脂酸含量≥80％。
3.一种异硬脂酸组合物的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至2中任一项所述的异硬脂酸组合物，所述制备方法包括：
步骤3.1、冷却原料单酸以形成晶体，然后通过干法压榨将所述晶体分离为固体和液体两部份；
步骤3.2、精馏步骤3.1中的液体部分，富集C18支链脂肪酸，以便得到C18支链脂肪酸混合物；
步骤3.3、氢化步骤3.2中的所述C18支链脂肪酸混合物，得到异硬脂酸混合物；
步骤3.4、再次冷却步骤3.3中所述异硬脂酸混合物，再次干法压榨从所述异硬脂酸混合物中分离液体和固体两部分，液体部分为异硬脂酸组合物粗品；
步骤3.5、对步骤3.4中的所述异硬脂酸组合物粗品进行精制处理，得到异硬脂酸组合物；
步骤3.2中，所述精馏包含2级连续精馏；
第1级精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统50-500Pa的真空下进行，塔釜温度为180-210℃，塔顶温度为160-180℃；
第2级精馏在相当于20个理论塔板数的填充塔上进行，在系统50-500Pa的真空下进行，塔釜温度为210-240℃，塔顶温度为180-200℃。
4.根据权利要求3所述的异硬脂酸组合物的制备方法，其特征在于，所述原料单酸来源于加工二聚酸时的副产物，所述步骤3.1中，将所述原料单酸加热至50-60℃，使其完全融化，再以2-3℃/h的降温速度冷却至5-15℃，然后在此温度下养晶24-48h，最后通过压力式隔膜板框过滤分离液体得到支链脂肪酸混合物。
5.根据权利要求3所述的异硬脂酸组合物的制备方法，其特征在于，步骤3.3中，氢化温度为180-220℃，氢化压力为5-10MPa，氢化时间为6-24h。
6.根据权利要求3或5所述的异硬脂酸组合物的制备方法，其特征在于，步骤3.3中，所述氢化的催化剂为含有铜的复合催化剂，所述复合催化剂为铜系催化剂和镍系催化剂的混合物，其中铜系催化剂与镍系催化剂质量之比为1:1-10之间，复合催化剂的添加量为原料的0.1％～2％。
7.根据权利要求3所述的异硬脂酸组合物的制备方法，其特征在于，步骤3.4中，将所述异硬脂酸混合物加热至20-30℃，使其完全融化，再以2-3℃/h的降温速度冷却至0-5℃，然后在此温度下养晶24-48h，最后通过压力式隔膜板框过滤分离得到异硬脂酸组合物粗品。
8.根据权利要求3所述的异硬脂酸组合物的制备方法，其特征在于，步骤3.5中，所述精制包含脱色、脱臭及蒸馏中的一种或者几种组合。
9.如权利要求3至8任一项制备方法制备得到的异硬脂酸组合物在化妆品的应用。
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