地溝油中鹽分的檢測及脫除方法探討*

嵇岳明，俞倩瑤，白　雪，劉炳華，吳飛躍

(1 中國石化集團(tuán)淮安清江石化有限責(zé)任公司，江蘇　淮安　223300；2 江蘇省低維材料化學(xué)重點建設(shè)實驗室，淮陰師范學(xué)院，江蘇　淮安　223300)

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地溝油中鹽分的檢測及脫除方法探討*

嵇岳明1，俞倩瑤2，白雪2，劉炳華2，吳飛躍2

(1 中國石化集團(tuán)淮安清江石化有限責(zé)任公司，江蘇淮安223300；2 江蘇省低維材料化學(xué)重點建設(shè)實驗室，淮陰師范學(xué)院，江蘇淮安223300)

采用ICP-MS方法對地溝油試樣進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明，其中鉻、鉛、鐵、銅、鈉等金屬含量均遠(yuǎn)高于食用油正常標(biāo)準(zhǔn)范圍。還采用活性炭、凹凸棒土作為吸附劑，煉油企業(yè)的原油脫鹽劑對地溝油中的金屬元素的脫除進(jìn)行了探討研究，實驗結(jié)果表明，這三種物質(zhì)均能達(dá)到理想的脫鹽效果，但若選擇性脫除地溝油中的金屬含量時需優(yōu)化操作溫度及試劑用量比以取得更好的效果。

地溝油；鹽分；檢測；脫除

所謂地溝油，泛指在生活中存在的各類劣質(zhì)油，如回收的食用油、反復(fù)使用的炸油等。近年來，新聞媒體屢屢曝光的“地溝油”事件引起了社會對地溝油的高度重視，地溝油問題已成為當(dāng)前社會的熱點問題之一。據(jù)報道，中國食用油的年消費量為1300萬噸，每年約產(chǎn)生可達(dá)450萬噸的廢油脂，而廢棄油脂是地溝油的最主要來源。在地溝油中，其主要成分是長碳鏈的甘油三酯，其中還包括油脂在高溫下被氧化產(chǎn)生的游離脂肪酸，環(huán)化物及過氧化物等對人體有害物質(zhì)。地溝油若處理不當(dāng)會帶來以下問題，首先是污染較重的油脂直接傾倒或排入水中，會產(chǎn)生對水資源、土壤和大氣等環(huán)境的污染；其次，若不法商販對地溝油經(jīng)簡單加工后而將其流回餐桌，則會對食品安全和人民的健康造成很大危害。同時，也應(yīng)注意到地溝油是一種可回收利用的資源，對它進(jìn)行化學(xué)和物理轉(zhuǎn)化物理精制后可以變廢為寶，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。目前，地溝油的資源化利用已成為其有效合法利用的主要途徑。

本文針對地溝油在形成過程中可能引入的鹽分進(jìn)行了檢測

及脫除方法的探討，對地溝油實現(xiàn)精制為深加工轉(zhuǎn)化成可利用資源進(jìn)行必要的前提準(zhǔn)備，同時也可為地溝油的鑒別技術(shù)發(fā)展提供有益的借鑒。

1　鹽分的檢測

在原油加工過程中油品鹽含量一般是指將其中的無機氯化物全部折合成由氯化鈉的量來表示。其鹽含量測定的標(biāo)準(zhǔn)方法主要有電位滴定法、電量法和電導(dǎo)法。在地溝油在形成和加工過程中，金屬(重金屬)元素常會進(jìn)入其中并導(dǎo)致含量超標(biāo)，從而地溝油中的(重)金屬可能是其特征化學(xué)成分?？紤]到地溝油中(重)金屬元素引入過程的特殊性，對其含量的檢測思路是：先將樣品進(jìn)行消解或灰化，當(dāng)樣品中的有機物完全破壞后，再采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、原子吸收光譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀等儀器進(jìn)行測定。本文采用ICP-MS方法分別對典型地溝油來源如泔水油、動物油脂及煎炸油中的金屬含量進(jìn)行了檢測分析，其結(jié)果如表1所示。

表1　典型地溝油中的金屬含量Table 1　Salinity content in typical waste oil

在GB2716-2005食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[1]中對食用油中的有害元素如鉛、砷做出了嚴(yán)格的規(guī)定，其中鉛和砷的限量均為0.1 μg/g。由表1可見，所測地溝油樣品中鉛、鉻、銅、鈉等金屬元素均遠(yuǎn)超出食用油正常限量標(biāo)準(zhǔn)。同時，注意到地溝油中這些(重)金屬元素往往難以通過如過濾及加堿、還原劑等常規(guī)措施予有效脫除。

2　鹽分的脫除

2.1活性炭吸附法

活性炭的比表面積在500～1700 m2/g間，從而具有很強的吸附性能。本文對地溝油中的煎炸燒烤油進(jìn)行了不同劑油比(活性炭/地溝油樣品)、溫度下的金屬元素的活性炭脫除探討。

(1)實驗藥品及儀器：恒溫水浴加熱槽、燒杯、煎炸燒烤油、活性炭、濃硝酸、活性炭

(2)取一定質(zhì)量的油品試樣若干，分別加入50 mL燒杯中，再將稱取一定質(zhì)量的活性炭按照比例要求分別加入油品試樣燒杯中，加熱恒溫至相應(yīng)溫度后攪拌2 h，靜置5 h，采集油樣，用濃硝酸消解處理，稀釋、定容后進(jìn)行ICP-MS檢測分析。

(3)實驗結(jié)果如表2所示。

表2　活性炭吸附效果一覽表Table 2　Adsorption effect of activated carbon

經(jīng)活性炭吸附處理后，地溝油中的鈣含量由明顯下降，其脫除率超過20%以上；銅含量由6 mg/L下降至4 mg/L左右，其脫除率達(dá)到30%以上；鐵含量的脫除可達(dá)50%，而鈉元素的脫除最為明顯，均在90%以上。同時，溫度的變化對活性炭脫除金屬元素的效果影響不大，但劑油比的影響較為顯著，對不同的金屬元素有不同的適宜范圍。實驗結(jié)果說明，采用活性炭吸附法可將地溝油中金屬元素有效脫除。

2.2凹凸棒土吸附法

凹凸棒土是一種粘土礦物，由于其具有陽離子可交換性和較大的比表面，所以經(jīng)處理后可作為良好的吸附脫色劑。

(1)實驗藥品及儀器：恒溫水浴加熱器、燒杯、針筒、煎炸燒烤油、凹凸棒土(精制)、濃硝酸。

(2)取一定質(zhì)量的油品試樣若干，分別加入50 mL燒杯中，再將稱取一定質(zhì)量的凹凸棒土按照比例要求分別加入油品試樣燒杯中，加熱恒溫至相應(yīng)溫度后攪拌2 h，靜置5 h，采集油樣，用濃硝酸消解處理，稀釋、定容后進(jìn)行ICP-MS檢測分析。

(3)實驗結(jié)果如表3所示。

表3　凹凸棒土靜態(tài)吸附法結(jié)果數(shù)據(jù)表Table 3　Static adsorption effect of concave and convex clay

由表3可知，經(jīng)凹凸棒土吸附處理后，地溝油中的鈣、銅、鐵、鈉等含量均明顯下降，其脫除效果與采用活性灰進(jìn)行吸附相似。在相同條件下，隨溫度的升高，各金屬元素的脫除效果略有下降，說明溫度凹凸棒土吸附地溝油中的金屬元素影響不明顯。隨著劑油比增加，各金屬元素的脫除效果均呈下降趨勢，說明提高劑油比有利于提高地溝油中金屬元素的脫除效果。

2.3原油脫鹽劑

脫鹽劑是煉油過程中原油脫鹽加工處理時使用的一種試劑，其原理是將原油中的有機金屬化合物轉(zhuǎn)化成能溶于水或分散到水中的物質(zhì)。在水與原油經(jīng)混合器充分混合而分散成很小的水滴。在油水界面，溶于水的脫金屬劑與原油中的有機金屬化合物作用，使金屬離子電離或形成沉淀物、螯合物，從而溶解或分散到水中。再通過油、水分離的方法脫除水分，實現(xiàn)脫除油品中鹽分的目的。

(1)實驗藥品及儀器：脫鹽劑來源于中石化集團(tuán)淮安清江石化有限公司。恒溫水浴加熱儀、燒杯、針筒、煎炸燒烤油、濃硝酸。

(2)取定量的原料油品試樣若干，分別加入50 mL燒杯中，再將稱取一定質(zhì)量的脫鹽劑按照比例要求分別加入油品試樣燒杯中，加熱恒溫至相應(yīng)溫度后攪拌2 h，靜置5 h，采集油樣，用濃硝酸消解處理，稀釋、定容后進(jìn)行ICP-MS檢測分析。

(3)實驗結(jié)果如表4所示。

表4　脫鹽劑脫鹽效果一覽表Table 4　Desalination effect of crude oil desalting agent

由表4可知，地溝油試樣經(jīng)脫鹽劑脫鹽處理后，鈣、銅、鐵、鈉等金屬含量明顯下降，得到了有效脫除。在相同條件下，隨溫度的升高，鈣、鐵元素含量總體呈下降趨勢，銅、鈉元素含量影響不顯著，說明溫度的升高有利于地溝油中的鈣、鐵元素與原油脫鹽劑發(fā)生化合作用形成沉淀物、螯合物，而利于從油品中分離。各金屬元素的脫除效果略有下降，說明溫度凹凸棒土吸附地溝油中的金屬元素影響不明顯。隨著單位地溝油試樣中脫鹽劑用量的增加，銅、鐵元素的脫除效率提高，鈣元素沒有明顯影響，鈉元素的脫除效果反而呈下降趨勢。說明，提高溫度、劑油比有利于提高地溝油中銅、鐵元素的脫除效果。

3　結(jié)　論

地溝油由于來源多樣、成分復(fù)雜，以及在儲存運輸過程中的不穩(wěn)定性，使得其(重)金屬含量較高，本文采用ICP-MS方法對其進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明，不同來源的地溝油中的金屬含量均遠(yuǎn)高于食用油標(biāo)準(zhǔn)范圍。本文還分別采用活性炭、凹凸棒土作為吸附劑對地溝油中的金屬元素吸附脫除探討研究，實驗結(jié)果表明，兩種吸附劑的脫除金屬效果相當(dāng)，均可作為良好的吸附劑，在選擇性脫除地溝油中的金屬含量時需優(yōu)化環(huán)境溫度及劑油比以取得更好的效果。此外，還從煉油企業(yè)采集脫鹽劑，對地溝油中的金屬鹽分進(jìn)行脫除研究，也取得良好的效果。在相近的脫鹽效果下，由于凹凸棒土價格成本較低，建議優(yōu)先選擇使用。

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Study on Detection and Desalination Method in Waste Oil Salinity*

JIYue-ming1,YUQian-yao2,BAIXue2,LIUBing-hua2,WUFei-yue2

(1 Sinopec Qingjiang Huaian Petrochemical Co., Ltd., Jiangsu Huaian 223300;2 Jiangsu Key Laboratory for Chemistry of Low-dimensional materials, Huaiyin Normal University,Jiangsu Huai’an 223300, China)

The waste oil samples were detected by ICP-MS method. The result showed that the metal content of Cr, Pb, Fe, Cu, and Na, were much higher than those in edible oil. It took the activated carbon, concave and convex clay, and the crude oil desalting agent as the desalination absorbent to remove the metal. If the temperature and dose had been optimized, it would make the selective removal of some metal.

waste oils; salt; detect; remove

江蘇省淮安市科技支撐計劃(工業(yè))基金項目(No：HAG2013075)；江蘇省低維材料化學(xué)重點建設(shè)實驗室開放課題(No：JSKC13135)；江蘇省大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目(No：201510323044X)。

嵇岳明(1969-)，中石化集團(tuán)淮安清江石化有限責(zé)任公司副總經(jīng)理，主要從事生產(chǎn)管理和科研開發(fā)。

吳飛躍，主要從事化工工藝開發(fā)和研究。

TE624

A

1001-9677(2016)08-0083-03