包含x-型二酯酸二聚物的潤滑油基礎(chǔ)油及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)衍生的潤滑油基礎(chǔ)油及其制備方法。更具體地，本發(fā)明涉 及一種包括X-型二酯二聚物的潤滑油基礎(chǔ)油及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，制備礦物油衍生的潤滑油基礎(chǔ)油需要開采埋于地下的原油。從全球環(huán)境的 角度來看，以這種方式制備礦物油衍生的潤滑油基礎(chǔ)油是將埋在地下的碳增加到地球表面 循環(huán)系統(tǒng)。使用過的礦物油衍生的潤滑油基礎(chǔ)油可以通過燃燒或以液體的方式丟棄來移 除。在燃燒過程中，不會(huì)被加入的〇) 2則加入到表面循環(huán)系統(tǒng)。因?yàn)榈V物油衍生的潤滑油基 礎(chǔ)油具有10%-30%的非常低的生物降解性(基于CEC分析法），所以當(dāng)以液體的方式丟棄時(shí) 會(huì)造成更嚴(yán)重的問題。礦物油衍生的潤滑油基礎(chǔ)油的剩余部分（即不降解部分)可被吸收到 表面循環(huán)系統(tǒng)中的生態(tài)系統(tǒng)從而造成各種問題。此外，從宏觀的角度，決不能忽視存在于開 采以生產(chǎn)礦物油衍生的潤滑油基礎(chǔ)油的原油中的包括在表面循環(huán)系統(tǒng)中并引起麻煩的諸 如S、N、重金屬等嚴(yán)重環(huán)境污染物的問題。
[0003] 與此相反，因?yàn)樯镔|(zhì)來自于已經(jīng)存在于表面循環(huán)系統(tǒng)中的動(dòng)物或植物，所以在 生物質(zhì)衍生的潤滑油基礎(chǔ)油的情況下，不發(fā)生將碳(CO 2)增加至表面循環(huán)系統(tǒng)的問題，也就 是說，在這種情況下利用的是已經(jīng)在表面循環(huán)系統(tǒng)中中循環(huán)的碳。生物質(zhì)衍生的潤滑油基 礎(chǔ)油本身具有至少70%或以上的生物降解性且呈現(xiàn)出接近100%的生物降解性；因此，將使 用后待丟棄的生物質(zhì)衍生的潤滑油基礎(chǔ)油燃燒或?qū)⑵渑欧胖链笞匀恢袑ι鷳B(tài)系統(tǒng)幾乎沒 有負(fù)面影響。當(dāng)然，在整個(gè)制備過程中都不存在諸如S、N、重金屬，芳烴等有毒物質(zhì)。
[0004] 因此，為了克服礦物油衍生的潤滑油基礎(chǔ)油具有的上述問題，提出了一種用于生 物質(zhì)衍生的潤滑油基礎(chǔ)油的制備技術(shù)，該技術(shù)用于生產(chǎn)具有高生物降解性且不含有毒物質(zhì) (S、N、芳烴、重金屬）的環(huán)保型潤滑油。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一方面是提供一種具有優(yōu)良低溫穩(wěn)定性和高生物降解性，并因此是環(huán)保 型的潤滑油基礎(chǔ)油，以及制備一種潤滑油基礎(chǔ)油的方法，該方法不產(chǎn)生諸如硫、氮、芳香族 化合物、重金屬等有毒物質(zhì)，因此是環(huán)保型的制備方法，該方法使油酸含量最大化從而使對 油酸的依賴最小化同時(shí)在潤滑油基礎(chǔ)油的制備期間改善了加工性和經(jīng)濟(jì)可行性，并通過改 變要引入酯化反應(yīng)的醇基化合物能夠容易地調(diào)整目標(biāo)潤滑油基礎(chǔ)油的性質(zhì)。
[0006] 本發(fā)明一方面涉及一種潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法。所述潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法 包括:將生物質(zhì)脂肪轉(zhuǎn)化為脂肪酸;從前述脂肪酸中分離C18不飽和脂肪酸;通過C18不飽和 脂肪酸的部分加氫處理使油酸含量最大化;通過前述油酸的低聚反應(yīng)合成二聚物或高階 (high-order)低聚物；以及所述低聚物的酯化，其中，所述制備的潤滑油基礎(chǔ)油含有由下列 化學(xué)式1表示的X-型二酯二聚物：
[0007] [化學(xué)式1]
[0009] 在上述化學(xué)式1中，R表示具有1-12碳的烷基、酮基、醛基或酯基。
[0010] 在具體實(shí)施例中，在上述低聚物中的X-型二羧酸二聚物（由下述化學(xué)式2表示）的 含量可以是l〇wt%_100wt%。
[0011] [化學(xué)式2]
[0013]在具體實(shí)施例中，由上述化學(xué)式2表示的X-型二羧酸二聚物的收率可以是30%或 以上。
[0014]在具體實(shí)施例中，在合成上述低聚物后，可進(jìn)一步包括通過分餾方法從已合成的 低聚物中選擇性地分離X-型二羧酸二聚物。
[0015] 在具體實(shí)施例中，C18不飽和脂肪酸可包括油酸、亞油酸和亞麻酸。
[0016] 在具體實(shí)施例中，所述部分加氫處理可在負(fù)載型催化劑的存在下，進(jìn)行，其中在 160-180°C的反應(yīng)溫度和20-40巴的反應(yīng)壓力的條件下，通過NiMoXoMo或Mo金屬負(fù)載耐水 載體。
[0017] 在具體實(shí)施例中，上述耐水載體可以是ZrO2或TiO2。
[0018]在具體實(shí)施例中，通過上述部分加氫處理反應(yīng)，Cl8不飽和脂肪酸中油酸含量可以 是90%或以上。
[0019] 在具體實(shí)施例中，所述低聚反應(yīng)可在陽離子聚合催化劑的存在下在180_250°C的 反應(yīng)溫度下進(jìn)行，上述陽離子聚合催化劑可以是基于沸石、蒙脫石或高嶺土的催化劑。
[0020] 在具體實(shí)施例中，上述酯化反應(yīng)可指的是在酯化反應(yīng)中，使上述已合成的低聚物 與醇基化合物反應(yīng)使得上述低聚物的脂肪酸與醇基化合物的羥基反應(yīng)。
[0021 ]在具體實(shí)施例中，所述酯化反應(yīng)可在酸性催化劑或堿性催化劑的存在下，在30°C_ 120°C的反應(yīng)溫度下進(jìn)行，上述酸性催化劑是純度為95%或以上的硫酸（H2SO4)、高氯酸 (HC104)、硝酸(HNO 3)或鹽酸(HCl)，上述堿性催化劑是純度為95%或以上的氫氧化鉀(KOH)、 氫氧化鈉(NaOH)或甲醇鈉(OfeONa)。
[0022] 在具體實(shí)施例中，上述低聚物和上述酸性催化劑以1:0.01-1: 20的重量比混合以 用于酯化反應(yīng)。
[0023] 本發(fā)明的另一方面涉及一種潤滑油基礎(chǔ)油。該潤滑油基礎(chǔ)油含有由下列化學(xué)式1 表示的X-型二酯二聚物：
[0024] [化學(xué)式1]
[0026] 在上述化學(xué)式1中，R表示具有1-12個(gè)碳的烷基、酮基、醛基或酯基。
[0027] 在具體實(shí)施例中，潤滑油基礎(chǔ)油具有-50°C至_35°C的傾點(diǎn)和115-135的粘度指數(shù)。
【附圖說明】
[0028] 圖1是逐步說明根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法的流程圖；
[0029] 圖2是示意說明根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法的工藝流 程圖；
[0030] 圖3示意說明根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法中的低聚反應(yīng) 和酯化反應(yīng)。 圖4示意說明根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法中的PFAD樣本的分 析結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 以下將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0032] 生物質(zhì)衍生的潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法
[0033]圖1是逐步說明根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法的流程圖。 參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法包括:生物質(zhì)脂肪向脂肪酸 的轉(zhuǎn)化S10;C18不飽和脂肪酸從脂肪酸的分離S20;通過對C18不飽和脂肪酸的部分加氫處 理使油酸含量最大化S30;通過油酸的低聚反應(yīng)合成二聚物或高階低聚物S40;低聚物的酯 化 S50〇
[0034] 通過上述制備方法制備的潤滑油基礎(chǔ)油含有由下列化學(xué)式1表示的X-型二酯二聚 物:在本發(fā)明中，X-型二酯二聚物被定義為具有如下述化學(xué)式1表示的具有36個(gè)碳的二酯二 聚物(C36二酯二聚物）。
[0035] [化學(xué)式1]
[0037] 在上述化學(xué)式1中，R表示具有1-12碳的烷基、酮基、醛基或酯基。
[0038] 圖2是示意說明根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法的工藝流程 圖，圖3示意說明根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的潤滑油基礎(chǔ)油的制備方法中的低聚反應(yīng)和酯 化反應(yīng)。以下參照圖2和圖3將詳細(xì)地描述每一步。
[0039] 眾所周知，在生物質(zhì)脂肪向脂肪酸的轉(zhuǎn)化SlO的過程中，通過利用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫 蒸汽等可從生物質(zhì)中提取甘油三酯，可水解上述甘油三酸酯的酯鍵以轉(zhuǎn)化為脂肪酸。
[0040] 因?yàn)樯鲜錾镔|(zhì)衍生的脂肪酸包括多種飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，所以需要 C18不飽和脂肪酸從脂肪酸分離S20。例如，棕櫚油衍生的脂肪酸可包括肉豆蔻酸、棕櫚酸、 油酸、亞油酸、亞麻酸、單甘油酯和甘油二酯。這些不同的脂肪酸具有彼此不同的沸點(diǎn)，因 此，可通過分餾提取(fractional distillation)選擇性分離目標(biāo)脂肪酸。
[0041] 因此，通過分餾提取生物質(zhì)衍生的脂肪酸可被分離成C18不飽和脂肪酸(沸點(diǎn)：355 °〇至38〇1)。上述C18不飽和脂肪酸可包括油酸、亞油酸和亞麻酸。
[0042] 在將用于以下將要描述的低聚反應(yīng)的C18不飽和脂肪酸中，油酸是目標(biāo)化合物，因 此，只有當(dāng)亞油酸和亞麻酸通過減少不飽和鍵的數(shù)目轉(zhuǎn)化成油