一種高氧化安定性環境友好潤滑油基礎油的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于廢棄物再利用的技術領域，設及一種高氧化安定性環境友好潤滑油基 礎油的制備方法，特別是指一種利用廢棄動植物油制備環保抗氧化型潤滑油基礎油的方 法，具體地是指一種從廢棄動植物油出發制備具有優良氧化安定性的環氧多元醇醋的方 法。
【背景技術】
[0002] 生物基潤滑油，即脂肪酸醋類油，是一種環境友好型潤滑油；目前，其主要由菜巧 油、大豆油、動物油等可再生油脂改性而制得。生物潤滑油可生物降解、無毒、性能突出，作 為優質的石油基潤滑油代用品，是典型的"綠色能源"。但是，W可食用天然油脂(大豆油等） 為原料制備生物基潤滑油存在成本高，經濟性差和存在引發食物危機的風險。因此，發展W 廢棄動植物油為原料制備生物基潤滑油具有重要的意義。
[000引隨著我國餐飲業規模日益擴大，餐飲廢水中排出的廢油脂日益增多。據報道，我國 每年產生的廢棄動植物油有200-300萬噸，其不僅嚴重堵塞管網，破壞生態環境，而且一些 不法商販將廢棄動植物油脂進行回收提煉，使其重新回到餐桌，嚴重危害市民的身體健康。 [0004] 廢棄動植物油的主要成分為油酸、硬脂酸和亞油酸的甘油醇醋。目前，國內外對于 廢棄動植物油回收利用的研究報道雖然很多，但多局限于制備生物柴油的研究上，而對于 W廢棄動植物油為原料制備可生物降解抗氧化型潤滑油的方法卻鮮有報道。
【發明內容】
陽〇化]本發明提供一種高氧化安定性環境友好潤滑油基礎油的制備方法，解決了現有技 術中生物基潤滑油存在成本高、經濟性差和容易引發食物危機的問題。
[0006] 本發明的一種高氧化安定性環境友好潤滑油基礎油的制備方法，其主要是通過W 下技術方案加W實現的：包括W下步驟： 1) 廢棄動植物油的水解反應 向廢棄動植物油中，加入水解劑，水解劑為憐酸溶液和硫酸溶液組成的混合溶液，進行 水解反應，反應溫度80-120°C，反應時間6-12h;然后，在減壓條件下，通入氣體進行吹掃， 吹掃溫度180-250°C，吹掃時間5-化；收集被氣體帶出的產物，得混合脂肪酸； 2) 混合脂肪酸的醋化反應 在混合脂肪酸中，添加多元醇和催化劑，在減壓條件下，進行醋化反應，反應溫度 60-120°C，反應時間8-24h;反應結束后，過濾收集催化劑，減壓蒸出過量的酸，得混合脂肪 酸醇醋； 催化劑為離子交換樹脂，催化劑的用量為混合脂肪酸總質量的3-12% ;多元醇為新 戊二醇、Ξ徑甲基丙烷、季戊四醇中的一種；脂肪酸中簇基與多元醇中徑基的摩爾比為 1:1-1. 5 ； 3) 混合脂肪酸醇醋的環氧化 在混合脂肪酸醇醋中，添加環氧化試劑和步驟2)收集到的催化劑，進行環氧化反應，反 應溫度45-80°C，反應時間6-lOh;反應結束后，過濾收集催化劑，產物靜置分層，收集上層， 蒸除水分，得到環氧脂肪酸多元醇醋，即潤滑油基礎油。
[0007] 作為一種優選的實施方案，所述步驟3)中，環氧化試劑由質量濃度為95-99%的乙 酸和質量濃度為30-60%的雙氧水組成；環氧化反應中，按照摩爾比計，投料比為，混合脂肪 酸醇醋：乙酸：過氧化氨=1:0. 05-0. 1: 0. 45-0. 8。
[0008] 作為一種優選的實施方案，所述步驟1)中，水解劑為憐酸溶液和硫酸溶液按照體 積比為1:2組成的混合溶液，憐酸溶液的質量濃度為70%，硫酸溶液的質量濃度為60 %。
[0009] 作為一種優選的實施方案，所述步驟1)中，吹掃通入的氣體為水蒸氣、氮氣、氮氣、 氣氣、氛氣中的任意一種或幾種。
[0010] 作為一種優選的實施方案，所述步驟1)中，每IKg廢棄動植物油中水解劑的添加 量為60-75mU減壓條件下的壓力為0. 050-0. 098MPa。
[0011] 作為一種優選的實施方案，所述步驟2)中，催化劑為全氣橫酸離子交換樹脂、強酸 性苯乙締系陽離子交換樹脂、大孔弱酸性丙締酸系陽離子交換樹脂中的任意一種或幾種。
[0012] 運里，強酸性苯乙締系陽離子交換樹脂為強酸性苯乙締系陽離子交換樹脂D001、 強酸性苯乙締系陽離子交換樹脂001X7或強酸性苯乙締系陽離子交換樹脂001X16;大孔 弱酸性丙締酸系陽離子交換樹脂為大孔弱酸性丙締酸系陽離子交換樹脂D113或大孔弱酸 性丙締酸系陽離子交換樹脂D151。
[0013] 作為一種優選的實施方案，所述步驟1)中水解反應的溫度為100-120°C，所述步 驟2)中醋化反應的時間為12-24h，所述步驟3)中環氧化反應的溫度為45-60°C。
[0014] 作為一種優選的實施方案，所述步驟1)中得到的混合脂肪酸為含有12-20個碳原 子的脂肪酸，其組成為：含有16個碳原子的脂肪酸含量為20-35%，含有18個碳原子的脂肪 酸含量為50-75%，余量為含有12-20個碳原子的其它脂肪酸。
[0015] 本發明還提供了一種根據上述方法利用廢棄動植物油制備的潤滑油基礎油。
[0016] 作為一種優選的實施方案，所述潤滑油基礎油為環氧脂肪酸醇醋，其結構式為：
中的一種，Rl為CmHmW或CmHm，其中，5《m《7， 5《η《7,12《m+n《18。
[0017] 與現有技術相比，本發明的有益效果是： (1)本發明在制備混合脂肪酸的過程中，無需對廢棄動植物油進行預處理，操作方法簡 單，無"Ξ廢"產生，節約能源，環境友好；而且，運種酸性復合水解劑可循環使用，在使用過 程中對設備無腐蝕，后期無需對產物進行酸化處理，不會產生鋼鹽等廢棄物。
[0018] (2)本發明在制備混合脂肪酸的過程中，采用氣體減壓吹掃的方法收集產物，操作 簡單，便于實現連續生產，氣體對環境無害且可重復使用，所得產品純度高（〉98%)，生產成 本低。
[0019] (3)本發明在混合脂肪酸的醋化反應中，采用離子交換樹脂作催化劑，該類催化劑 用量少，無溶劑操作，分離方便，不腐蝕設備，不污染環境，反應條件溫和，可重復再生使用 的特點，大大提高了制備工藝的環境有友好性和可持續性，所得產品純度大于98%，收率高。
[0020] (4)本發明在混合脂肪酸醇醋的環氧化反應中，采用了離子交換樹脂代替傳統工 藝中的催化劑濃硫酸，可重復使用，產物品質好，離子交換樹脂催化劑為固體物易于進行分 離操作，有效地消除了傳統環氧化工藝中催化劑濃硫酸造成產物顏色深的現象，減少了廢 液排放，有效地保護了環境安全，所得產品純度大于95%，收率大于90%。
[0021] (5)本發明W廢棄動植物油為原料制備環保抗氧化型溫潤滑油基礎油，推進了廢 棄動植物油合理化利用，不僅有效的防止廢棄動植物油進入食物鏈，又促進動植物基潤滑 劑的發展，體現了較高的經濟效益、環境效益與社會效益。
【具體實施方式】
[0022] 下面將結合本發明的具體實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯 然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發明保護的范圍。 W23] 實施例一 向450g廢棄動植物油中加入lOmL憐酸溶液（70%w/w)和20mL硫酸溶液（60%w/w)，在 90°C下攬拌反應化；然后，在減壓條件下，通入水蒸氣吹掃，同時，升溫至220°C，反應化，混 合脂肪酸通過水蒸氣被帶出反應體系，水解劑和生成的甘油留在體系中；收集產物，將產物 中的水蒸出，得到混合脂肪酸。
[0024] 向200g混合脂肪酸中加入Ξ徑甲基丙烷28. 5g和大孔弱酸性丙締酸系陽離子交 換樹脂（D113) 15g，在95°C減壓反應15h，反應結束后，過濾收集催化劑，減壓蒸除過量的 酸，得到Ξ徑甲基丙烷脂肪酸醋。 陽0巧]將12. 43g乙酸（99%w/w)和5g大孔弱酸性丙締酸系陽離子交換樹脂（D113)加入 到160gΞ徑甲基丙烷脂肪酸醋中，在65°C滴加115g雙氧水（30%w/w)，反應化，過濾收集催 化劑，粗產物靜置分層，收集上層并減壓蒸除水分，得到環氧Ξ徑甲基丙烷脂肪酸醋。 W26] 實施例二