本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種從低價棉子油制備低傾點潤滑油添加劑的方法，該方法將棉籽油、甲醇和氫氧化鉀混合制備脂肪酸甲酯,將脂肪酸甲酯、甲酸、石油醚在室溫下混合均勻，攪拌升溫，滴加過氧化氫與磷酸的混合物，靜置分層，分去水層，油層用水洗至中性，減壓蒸餾，即可得到無色透明油狀物環(huán)氧脂肪酸甲酯，其中環(huán)氧值＞4-7、碘值＜2-0，酸值＜1，收率90-94%；反應(yīng)后在剩余的甲酸水溶液中加入碳酸鈣，得到甲酸鈣并可回收；然后對環(huán)氧脂肪酸甲酯進(jìn)行酯化反應(yīng)得到環(huán)氧脂肪酸甲酯混合脂肪酸酯。本發(fā)明專利技術(shù)所述方法使用催化劑量很小，工藝清潔、實施條件簡單、便于進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種過氧化氫氧化法制備環(huán)氧棉籽油甲酯的方法。
技術(shù)介紹
植物油具有良好的潤滑性、可降解性、粘溫性和來源廣泛、可再生等條件，成為一種具有很強競爭力的可降解潤滑劑的基礎(chǔ)油。但植物油分子中含有大量的不飽和鍵，氧化安定性差，從而限制了植物油作為潤滑劑基礎(chǔ)油的使用。對植物油進(jìn)行改性和功能性改后，可以使植物油具有好的抗氧化性、極壓抗磨性能等優(yōu)點，提高了植物油作為潤滑油基礎(chǔ)油或添加劑使用的性能。低價植物油，像棉籽油、花生油、菜籽油等，以及國內(nèi)大量的地溝油的主要成分是 植物油，目前這類油越來越多的被用來生產(chǎn)生物柴油或被直接廢棄，造成環(huán)境污染，其產(chǎn)量巨大，成本低廉。如何轉(zhuǎn)化這些低價植物油為高附加值產(chǎn)品、變廢為寶，成為急需解決的問題。新疆是我國棉花的主產(chǎn)區(qū)，作為生產(chǎn)棉花的副產(chǎn)品棉籽油的產(chǎn)量也非常巨大。據(jù)不完全統(tǒng)計，新疆目前的棉花產(chǎn)量在270萬噸左右，以此計算，新疆棉籽油的產(chǎn)量達(dá)到50萬噸左右。在棉籽油的加工過程中，產(chǎn)生5%-10%的油腳料，大部分棉油加工廠都將油腳料作為廢棄物拋棄了，每年僅新疆就高達(dá)6萬至7萬噸，形成了巨大的污染和浪費。目前對于廉價植物油大部分被用來提煉生物柴油，雖然有效地解決了廢舊資源的重新利用，但其附加值較低，在使用這類生物柴油的同時會帶來機油稀釋、機油老化等問題。如果將這類廉價植物油轉(zhuǎn)化為植物油類潤滑油添加劑，不僅有利于資源的重新利用，增加了產(chǎn)品附加值，減少這類低價植物油帶來的環(huán)境污染，同時這類植物油基的潤滑油添加劑還與潤滑劑基礎(chǔ)油有很好的相容性，可以減少潤滑油在使用添加劑過程中帶來的相容性差的影響，為生產(chǎn)新型潤滑有添加劑開辟了新的途徑。廉價植物油中除了主要含有甘油三酯外，還有大量游離的脂肪酸，在酸化過程中也會使部分甘油三酯分解造成脂肪酸游離出來。本項目對棉籽油腳、地溝油等廉價植物油采用物理方法進(jìn)行提純酸化后，采用多元醇預(yù)酯化技術(shù)，對這種廉價植物油中的游離脂肪酸進(jìn)行酯化處理，再利用環(huán)氧化反應(yīng)技術(shù)，對經(jīng)酯化處理的植物油中的雙鍵進(jìn)行環(huán)氧化，然后對環(huán)氧化的植物油引入功能集團，對植物油進(jìn)行功能化改性，使其具有極壓抗磨及抗氧化等特性，能夠作為潤滑油添加劑使用，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)500噸的潤滑油添加劑的中試生產(chǎn)規(guī)模。棉籽油，大豆油，亞麻油等多不飽和長鏈脂肪酸油脂中富含一烯，二烯，三烯等活潑鍵物種，均可發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)，使其應(yīng)用領(lǐng)域拓展。運用可生物降解的植物油及其衍生物的環(huán)氧化產(chǎn)品被廣泛適用于增塑劑，潤滑油添加劑，高分子聚酯及化妝品等工業(yè)當(dāng)中(歐洲專利 EP89709(1983)和 EP437, 764 (1991)，日本專利 JP06025681 (1994) JP07138586 (1995),JP59053777 (1984), JP2000095662 (2000)等均有相關(guān)報道)。烯烴和其他不飽和碳?xì)浠衔锖谢钚灾虚g體，這些物種被環(huán)氧化后可以生成不同功能的有用的有機化學(xué)品，在有機合成化學(xué)中有很深刻的意義。環(huán)氧化方法因其原料及催化劑的不同有所差別的。比較常見的方法有(1)使用過氧酸為氧化劑，以酸或生物酶為催化劑；(2)用有機或無機過氧酸為氧化劑而采用過渡金屬催化法；(3)通過鹵代醇(halohydrines) ; (4)用分子氧來環(huán)氧化等(James. Kener Functionlization of oleylcarbonate by epoxidation, JAOCS (2007)84:457-461 及 Srikanta Dinda 等 idationof cottonseed oil by aqueous hydrogen peroxide catalysed by liquid inorganicacids, Bioresourse echnology, 99 (2008) : 3737-3744.對于棉桿油腳、花生油腳、菜桿油腳等廢植物油以及地溝油的處理，國內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)基本思路將其物理除雜后，進(jìn)行水解，將植物油的主要成分甘油三酯轉(zhuǎn)化成游離脂肪酸，然后將游離脂肪酸進(jìn)行甲酯化，獲得生物柴油。對于植物油改性作為潤滑油的研究技術(shù)，主要包括化學(xué)改性、添加抗氧劑以及生物改性法。化學(xué)改性法包括，環(huán)氧化、氫化、酯交換等。其中植物油環(huán)氧化可以提高植物油作為潤滑油使用的抗氧化能力和極壓抗磨性能，一般采用過氧乙酸和雙氧水 在固體催化劑作用下，使植物油分子中的雙鍵生成環(huán)氧產(chǎn)物；酯交換法采用多元醇和脂肪酸甲酯在合適催化劑下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，以此來改變植物油的結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高潤滑油使用性能的要求。對于植物油合成潤滑油添加劑的研究目前報道的很少。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于，提供，該方法以棉籽油、甲醇為原料，以氫氧化鉀為催化劑制備脂肪酸甲酯，將脂肪酸甲酯、甲酸、石油醚在室溫下混合均勻，攪拌升溫，滴加過氧化氫與磷酸的混合物，靜置分層，分去水層，油層用水洗至中性，減壓蒸餾，即可得到無色透明油狀物環(huán)氧脂肪酸甲酯，其中環(huán)氧值> 4 7、碘值< 2 O,酸值< I,收率90-94%。反應(yīng)后在剩余的甲酸水溶液中加入碳酸I丐或氧化鈣，得到甲酸鈣回收；然后對環(huán)氧脂肪酸甲酯進(jìn)行酯化反應(yīng)得到環(huán)氧脂肪酸甲酯混合脂肪酸酯。其酸值< O. 5- 2，溫度40°C粘度100-350，溫服100°C粘度10-40，粘度指數(shù)120 160，閃點230 240，傾點-15 -30。本專利技術(shù)使用催化劑量很小，工藝清潔、實施條件簡單、安全、操作簡便，可以實現(xiàn)低濃度過氧化氫的有效利用，便于進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。本專利技術(shù)所述的，按下列步驟進(jìn)行 a、以棉籽油、甲醇為原料，以氫氧化鉀為催化劑制備脂肪酸甲酯，反應(yīng)溫度70-80°C，反應(yīng)時間l_3h ； b、反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分層，分去水層，油層用水洗至中性，減壓蒸餾得到脂肪酸甲酯； C、將脂肪酸甲酯，甲酸和石油醚的混合物置于三口反應(yīng)瓶內(nèi)，混合均勻，在攪拌下升溫至20-50°C，滴加濃度為20-30%過氧化氫與磷酸的混合物； d、過氧化氫與磷酸的混合物滴加完畢且溫度平穩(wěn)后，將體系溫度調(diào)至反應(yīng)溫度300C -65°C，反應(yīng)時間 3-7h ； e、反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分層，分去水層，油層用水洗至中性，減壓蒸餾，得淺黃色油狀物即為環(huán)氧脂肪酸甲酯；f、將反應(yīng)后剩余的甲酸水溶液中加入原料的質(zhì)量百分比5-15%氧化鈣或碳酸鈣，即可得到甲酸鈣，回收； g、將混合脂肪酸加熱至溫度100-130°C，再將步驟e環(huán)氧脂肪酸甲酯緩慢加入到混合脂肪酸中，反應(yīng)5-8h ； h、反應(yīng)后減壓蒸出未反應(yīng)的混合脂肪酸，即可得到淺黃色透明油狀物環(huán)氧脂肪酸甲酯混合脂肪酸酯。步驟a中棉籽油、甲醇和氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:0.2-0.3:0.05-0.07。步驟c中濃度為30%過氧化氫。步驟c脂肪酸甲酯、甲酸和石油醚的質(zhì)量比為1:0.25:0.5。步驟c過氧化氫與磷酸的質(zhì)量比為I. 3:0. 005。 步驟g環(huán)氧脂肪酸甲酯與混合脂肪酸的質(zhì)量比為1:0.3_0.7。本專利技術(shù)所述的，該方法步驟d得到的環(huán)氧脂肪酸甲酯的環(huán)氧值> 4 7、碘值< 2 0，酸值< I，收率90-94%。反應(yīng)過程中使用濃度優(yōu)選為30%過氧化氫，可以實現(xiàn)低濃度過氧化氫的有效利用。在過氧化氫本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種從低價棉子油制備低傾點潤滑油添加劑的方法，其特征在于按下列步驟進(jìn)行：a、以棉籽油、甲醇為原料，以氫氧化鉀為催化劑制備脂肪酸甲酯,反應(yīng)溫度70?80℃,反應(yīng)時間1?3h；b、反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分層，分去水層，油層用水洗至中性，減壓蒸餾得到脂肪酸甲酯；c、將脂肪酸甲酯，甲酸和石油醚的混合物置于三口反應(yīng)瓶內(nèi)，混合均勻，在攪拌下升至溫度20?50℃，滴加濃度為20?30%過氧化氫與磷酸的混合物；d、過氧化氫與磷酸的混合物滴加完畢，待溫度平穩(wěn)后，將體系溫度調(diào)至反應(yīng)溫度30℃?65℃，反應(yīng)時間3?7h；e?、反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分層，分去水層，油層用水洗至中性，減壓蒸餾，得淺黃色油狀物即為環(huán)氧脂肪酸甲酯；f?、將反應(yīng)后剩余的甲酸水溶液中加入原料的質(zhì)量百分比5?15%氧化鈣或碳酸鈣，即可得到甲酸鈣，回收；g、將混合脂肪酸加熱至溫度100?130℃，再將步驟e環(huán)氧脂肪酸甲酯緩慢加入到混合脂肪酸中，反應(yīng)5?8h；h、反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸出未反應(yīng)的混合脂肪酸，即可得到淺黃色透明油狀物環(huán)氧脂肪酸甲酯混合脂肪酸酯。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種從低價棉子油制備低傾點潤滑油添加劑的方法，其特征在于按下列步驟進(jìn)行 a、以棉籽油、甲醇為原料，以氫氧化鉀為催化劑制備脂肪酸甲酯，反應(yīng)溫度70-80°C，反應(yīng)時間l_3h ； b、反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分層，分去水層，油層用水洗至中性，減壓蒸餾得到脂肪酸甲酯； C、將脂肪酸甲酯，甲酸和石油醚的混合物置于三口反應(yīng)瓶內(nèi)，混合均勻，在攪拌下升至溫度20-50°C，滴加濃度為20-30%過氧化氫與磷酸的混合物； d、過氧化氫與磷酸的混合物滴加完畢，待溫度平穩(wěn)后，將體系溫度調(diào)至反應(yīng)溫度300C -65°C，反應(yīng)時間 3-7h ； e、反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分層，分去水層，油層用水洗至中性，減壓蒸餾，得淺黃色油狀物即為環(huán)氧脂肪酸甲酯； f、將反應(yīng)后剩余的甲酸水溶液中加入原料的質(zhì)量百分比5-15%...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吾滿江·艾力，夏木西卡瑪爾·買買提，蔡國星，張樂濤，努爾買買提·阿布都克力木，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。