[發明專利]一種酯交換法制備三羥基丙烷油酸酯的工藝

在審

• 申請號: 201711144119.6
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN109796337A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 賈建洪
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學上虞研究院有限公司
• 主分類號: C07C69/58
• 分類號: C07C69/58;C07C67/03;C07C67/08;B01J27/053
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 朱孔妙

本發明涉及一種酯交換法制備三羥基丙烷油酸酯的工藝，采用油酸甲酯和三羥甲基丙烷酯交換法，在酯交換中采用具有高比表面積的SO₄^2?/ZrO₂@CNTS超強酸作為酯交換催化劑，在較低溫度下對三羥基甲烷與油酸甲酯的酯交換反應表現出較好的催化活性和重復使用的優良性能。

技術領域

本發明涉及有機化工合成領域，具體涉及一種酯交換法制備三羥 基丙烷油酸酯的工藝。

背景技術

隨著社會的飛速發展，人們對環境和資源日益重視，尤其是在進 入21世紀后，潤滑油在航空、汽車、機械等工業領域得到了日益廣 泛的應用，具有對設備潤滑、密封、防止設備生銹、散熱降溫等很多 優異性能。在目前，潤滑油的品種繁多，其中就包括動植物油、礦物 質油、合成油和水基液體。傳統的潤滑油多以礦物油為基礎的潤滑油， 對設備的潤滑，防止設備銹蝕，延長機械的使用壽命有著重要作用， 但是在一些特殊情況下，設備在使用、運輸過程中，自然環境中，通 過不同形式排放的潤滑油總是不可避免的，同時，又因為礦物油沒有 很好的可生物降解能力，所以它長期地沉積在水和土壤中，對生態環 境造成長期地污染和破壞。由于不斷地消耗有限的石油資源和對生態 環境的污染破壞給傳統的潤滑油帶來巨大挑戰，歐洲的很多發達國家 已經通過制定法律條款對潤滑油的排放進行嚴格控制，所以，研發一 種對環境友好的潤滑油已經成為國際上一個比較認可的課題，目的就 是為了找到傳統的礦物潤滑油的替代物。合成油的原料通常以植物油 為主，具有優良的可再生性、可生物降解、低毒性、低揮發性等，此 外，其潤滑性能、熱穩定性能優異，粘度指數較高，是環境友好型潤 滑劑的典范，已被廣泛應用于航空、煤炭、冶金、發電等工業部門

相對于傳統的礦物潤滑油的生物降解能力很差，易污染環境等缺 點，三羥甲基丙烷油酸酯(TMPTO)是一種經過化學改性的產品， 具有優良的生物降解率和熱穩定性，是一種十分重要的綠色潤滑劑作 為一種綠色潤滑油。三羥甲基丙烷油酸酯作為一種基礎油，是一種非 常理想的用來合成酯型抗燃液壓油的原料，它具有可生物降解性、低 毒性以及優秀的抗燃性和潤滑性能，可用于調配符合環保要求的液壓 油、發動機油以及紡織油劑、皮革助劑的中間體等。

劉范嘉等以采用ZnO為催化劑，酯化法合成TMPTO，催化劑的 用量為總投料質量的0.6％，反應溫度160℃，反應時間5h，的平均 轉化率達到90％以上。

趙光輝等以三羥甲基丙烷與油酸為原料，采用直接酯化法合成出 了三羥甲基丙烷油酸酯，產品的酯化率達到92％以上。

邢鳳蘭等以油酸及甲醇為原料，經過酯化反應先生成油酸甲酯， 油酸甲酯進一步與三羥甲基丙烷反應生成三羥甲基丙烷油酸酯。反應 溫度為160℃，油酸甲酯與三羥甲基丙烷物質的量比6.5：1，甲醇鈉 的用量為總質量的0.5％，反應8h，收率為93.5％。

伊樹花等以三羥甲基丙烷和椰子油為原料，釆用酯化法合成三羥 甲基丙烷油酸酯，采用SnCl₂為催化劑，用量為4.0％，酸醇摩爾比為 1:3.2，反應溫度在170～180℃，收率達到了91％以上。

潘翠真，徐進云以三羥甲基丙烷和油酸為原料，對甲苯磺酸為催 化劑，采用減壓酯化法合成了三羥甲基丙烷油酸酯，催化劑用量為總 投料量的1％(質量分數)，反應溫度為150℃，投料酸醇摩爾比為3： 1，反應時間為3h。產品的收率在90％以上。

作為多元受阻醇，酯化過程中的位阻效應嚴重，加之羧酸中羰基 的活性很低，酯化速率很慢，常規的硫酸等催化劑己經暴露出許多不 足，與產物分離困難、對水和熱穩定性差、腐蝕設備、污染環境且再 生困難等缺點，所以人們把目光更多的投向了固體超強酸催化劑。

發明內容

本發明提供一種酯交換法制備三羥基丙烷油酸酯的工藝，包括以 下步驟：