[發明專利]一種生物柴油制備潤滑油的方法

有效

• 申請號: 201310013843.0
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103113993A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 任慶功;徐慶瑞;陳誠;李為民
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C10M105/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于生物柴油改性工藝技術領域，特別涉及一種環氧生物柴油通過高質化改性，制備潤滑油基礎油的方法。

背景技術

據統計全世界每年約有500萬～1000萬t石油基化學品進入生物圈，即使在潤滑劑回收利用率高(大于60%)的國家，仍有4%～10%的潤滑劑進入環境，僅歐共體每年就有60萬t潤滑油進入環境。引起這些問題的油品是循環系統的液壓油和一次性通過的潤滑油，如鏈鋸油、二沖程發動機油、鐵路軌道潤滑劑、開式齒輪油和鋼絲潤滑酯等潤滑劑。進入環境的潤滑劑嚴重污染陸地、江河和湖泊，也嚴重危害生態環境和生態平衡，像礦物油對地下水的污染長達100年之久，0.1μg/g的礦物油能降低海中小蝦的壽命達20%。

隨著人類環保意識和環保立法的不斷加強，人們已經開始注意和研究潤滑油在環境中散失所引起的污染問題。世界上諸多石化企業已經開始投入大量的研究力量開發環境友好性能優異的石油化工產品，以解決潤滑油在廣泛使用過程中所帶來的環境問題。研究開發符合環保要求的可生物降解的潤滑油成為20世紀90年代以來潤滑油領域的重要研究課題。同時隨著科學技術的發展，工業潤滑油需求增長幅度較大，現今歐美各國向長壽命、可生物降解（包括與植物油的摻合油）、合成潤滑油等方向發展。由此，合成油、植物油、Ⅱ/Ⅲ類基礎油的需求將會有較大增長。

生物柴油將是可部分取代石油的可再生的環保型能源，但若不改進其氧化穩定性還不能夠作為現代潤滑油。采用生物柴油來改質合成優質潤滑油，是間接利用生物能和太陽能的一種途徑，通過探索可得到一條生物柴油化學改質成工業潤滑劑的有效途徑和原理。在當今石油資源緊缺的形勢下，隨著人們生活水平的提高和環境保護意識的增強，研制和開發具有再生能力的改良動生物柴油酯“綠色”潤滑油基礎油，不但具有環保可持續發展的意義，而且具有重大的社會和經濟意義。

現代機械設備對潤滑油的要求是：（1）對環境友好，無毒，可生物降解；（2）有較高的抗氧化性，有較長的使用壽命；（3）要求傾點低、粘度指數高，能適應嚴寒和高氣溫工況的特殊場合；（4）便于合成不同粘度等級的油品。

對生物柴油進行化學改性，將雙鍵飽和，催化異構酯化可產生一種具有抗氧化性好、高低溫適應性好，可生物降解的優質合成潤滑油。

現有技術中，通常采用液體酸，例如濃硫酸、濃磷酸等，或樹脂類催化劑，例如D001樹脂、D002、DH、CR和732等，作為生物柴油進行化學改性的催化體系，但是液體酸作為催化劑使用時，一方面會增加廢水的排放及后處理的難度，另一方面，水含量會影響反應的平衡，進而影響反應的轉化率；而使用樹脂類催化劑時，反應體系中如果存在金屬離子，金屬離子就可能會與樹脂進行螯合，減少樹脂催化劑的酸性位點和酸性活性中心，同樣也會使得催化劑活性下降，反應表現為反應程度降低，轉化率不高（現有技術中，按環氧值轉化率計算，環氧柴油制備潤滑油的轉化率在87.5%左右）。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：現有技術中，利用生物柴油，制備潤滑油基礎油的方法中，使用液體酸作為催化劑時，一方面會增加廢水的排放及后處理的難度，另一方面，水含量會影響反應的平衡，進而影響反應的轉化率；而使用樹脂類催化劑時，反應體系中如果存在金屬離子，金屬離子就可能會與樹脂進行螯合，使得催化劑活性下降，反應的轉化率不高。

為解決這一技術問題，本發明提供的技術方案是：

本發明提供了一種利用生物柴油，制備潤滑油基礎油的方法，該制備方法為，在催化劑條件下，先將生物柴油，環氧化改性，制備成環氧生物柴油；再以環氧生物柴油和長鏈脂肪酸為原料，在催化劑條件下，進行開環異構酯化改性反應，得到醇酯型潤滑油，

作為優選：生物柴油為植物油脂肪酸酯，選自大豆油脂肪酸甲酯、菜籽油脂肪酸甲酯或蓖麻油脂肪酸甲酯；

作為優選：環氧化及開環反應的催化劑，均為固體酸催化劑，選自3A型沸石分子篩K₂O·Al₂O₃·2SiO₂·4.5H₂O，Y型分子篩NaO₂·Al₂O₃·4.9SiO₂·9.4H2O，ZSM型分子篩ZSM-5-H、ZSM-5-Na，絲光沸石Na₂O·Al₂O₃·10SiO₂·6H₂O固體酸催化劑中的一種；