一种蓖麻油制备低碳高端酯类润滑油的方法技术

本发明专利技术是一种蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，属于有机化学中酯类化合物合成技术。将蓖麻油在催化剂的作用下水解制蓖麻酸，然后沉降分层，上层为蓖麻酸，下层为甘油水和催化剂，二者离心分离，回收再利用；将上述所得蓖麻酸在催化剂和不同温度条件下裂解制庚醛和十一烯酸，以及癸二酸和仲辛醇。在催化剂的条件下，庚醛氧化为庚酸，仲辛醇氧化为己酸；在催化剂的条件下，己酸、庚酸分别和多元醇(三羟甲基丙烷、季戊四醇)经酯化反应生成多元醇酯润滑油；在催化剂的条件下，癸二酸和多元醇(三羟甲基丙烷、季戊四醇)经酯化反应生成复酯润滑油。本发明专利技术具有催化剂循环利用、酯化率高、产品酸值低、产率较高及反应时间短等优点。蓖麻油可再生，缓解了化石能源短缺的问题，并且，产品可生物降解，降低了环境危害。另一面蓖麻油作为原料，可推动农业经济发展，具有巨大的经济效益和社会效益。

Method for preparing low carbon high end ester lubricating oil by castor oil

The invention relates to a method for preparing high-end lipid lubricating oil from castor oil, belonging to the synthesis technology of ester compounds in organic chemistry. Castor oil was hydrolyzed to ricinic acid under the action of catalyst, and then precipitated into layers. The upper layer was ricinic acid, and the lower layer was glycerol water and catalyst. The two kinds of ricinic acid were separated by centrifugation and recycled. Under the condition of catalyst, heptanal is oxidized to heptanoic acid and sec-octanol to hexanoic acid; under the condition of catalyst, heptanoic acid and polyols (trimethylolpropane and pentaerythritol) are esterified to form polyols ester lubricating oil; under the condition of catalyst, sebacic acid and polyols (trimethylolpropane and pentaerythritol) are esterified to form polyols ester lubricating oil. The ester is lubricated by esterification reaction. The invention has the advantages of catalyst recycling, high esterification rate, low acid value of the product, high yield and short reaction time. Castor oil is renewable, alleviating the problem of fossil energy shortage, and the products can be biodegradable, reducing environmental hazards. On the other hand, castor oil as a raw material, can promote the development of agricultural economy, with great economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种蓖麻油制备低碳高端酯类润滑油的方法
本专利技术属于有机化学中酯类化合物合成技术，具体的说是一种蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法。
技术介绍
目前市场流行的润滑油油品主要是石油矿物油炼制而成，难以降解，长期滞留在土壤和水资源中，给环境带来危害。并且，石油是不可再生资源，全球每年消耗润滑油位3000～4000万吨，随着经济的发展，消耗会越来越多，石油储备会急剧降低，全球性石油危机使各国认识到替代能源的重要性和巨大需求。上世纪70年代末，生物降解型润滑油在欧洲市场就已经上市，主要是合成脂润滑油。合成脂润滑油的脂降解范围在13～100％，因合成脂不同而已。虽然它具有优良的性质，有生物降解性，热稳定性，低挥发性，水溶性为零级和粘度性高等特点，但是水解稳定性差，价格相对较高。生物降解型润滑油另一种是植物基润滑油，包括蓖麻油、大豆油、玉米油、棕榈油、菜籽油等，德国用菜籽油(含油量35～40％)合成的润滑油最早进入市场。但菜籽油氧化性能较差，在高温时容易形成沉淀物和油泥，而且凝点高，酯化后低温性能不理想。相比较而言，蓖麻油是由蓖麻种子(含油量50％左右)压榨而得，油粘度高，凝固点低，既耐严寒又耐高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，其特征在于：将水解获得的蓖麻酸溶解后在不同温度条件下经催化裂解分别得庚醛和十一烯酸，以及癸二酸和仲辛醇；而后再经催化反应，庚醛氧化为庚酸，仲辛醇氧化为己酸；己酸、庚酸分别和多元醇经酯化反应生成多元醇酯润滑油；癸二酸和多元醇经酯化反应生成复酯润滑油。

【技术特征摘要】
1.一种蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，其特征在于：将水解获得的蓖麻酸溶解后在不同温度条件下经催化裂解分别得庚醛和十一烯酸，以及癸二酸和仲辛醇；而后再经催化反应，庚醛氧化为庚酸，仲辛醇氧化为己酸；己酸、庚酸分别和多元醇经酯化反应生成多元醇酯润滑油；癸二酸和多元醇经酯化反应生成复酯润滑油。2.按权利要求1所述的蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，其特征在于：所述水解获得的蓖麻酸为将蓖麻油、水及催化剂A混合均匀，在140～170℃下进行水解反应10-12h，然后沉降分层收集上层蓖麻酸；其中，蓖麻油和水质量比为1:0.2-0.8，催化剂A的质量为蓖麻油质量的0.5-1.0％；催化剂A为氧化锌、氧化镁或氧化钙。3.按权利要求1或2所述的蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，其特征在于：所述蓖麻酸经过氧化苯甲酰溶解混匀后，350～500℃、6.0kPa、在催化剂B存在下进行裂解反应，反应后裂解产物通过水蒸气蒸馏和真空蒸馏得到庚醛和十一烯酸；其中，蓖麻酸、催化剂B与过氧化苯甲酰的质量比为1000:5-35:800-1200，所述催化剂B为H-Y型分子筛。4.按权利要求3所述的蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，其特征在于：所述经过氧化苯甲酰溶解的蓖麻油以4.0-6.0ml/min的进料流速与催化剂B混合进行裂解反应。5.按权利要求3所述的蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，其特征在于：将所得庚醛经蒸馏水稀释，而后调节稀释液pH值为4-4.5，以5-10℃/min速率升温至40-70℃，然后以6-10ml/min的速率滴加过氧化氢溶液进行氧化反应，保持8-10h，使反应混合液分层，分为油水两相；油相水洗后用乙腈结晶得到白色粉末状固体；水相减压蒸馏蒸去水,母液用乙腈冷却结晶,过滤得到白色粉末状固体；两相处理后的固体粉末再次乙睛重结晶，得到庚酸白色粉末；其中，庚醛、蒸馏水和过氧化氢的摩尔比为1:30:0.8-1.3。6.按权利要求5所述的蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，其特征在于：将获得庚酸和三羟甲基丙烷混合，再加入庚酸和三羟甲基丙烷质量3～5％的活性炭粉末，调节体系至-0.01～-0.07Mpa真空度后，而后进行梯度酯化，酯化后冷却至室温，即得多元醇酯润滑油—三羟甲基丙烷庚酸酯；其中，庚酸:三羟甲基丙烷摩尔比为3.1-3.5:1；或，将所得庚酸和季戊四醇混合，加入庚酸和季戊四醇质量3～5％的活性炭粉末，调节体系至-0.02～-0.06Mpa真空度后，而后进行梯度酯化，酯化后冷却至室温，即得多元醇酯润滑油—季戊四醇庚酸酯；其中，庚酸:季戊四醇摩尔比为4.1-4.3:1。7.按权利要求6所述的蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，其特征在于：所述酯化得三羟甲基丙烷庚酸酯的梯度酯化为首先加热到150℃，酯化1.5小时，然后加热到190-220℃，酯化反应至6～12小时；所述酯化得季戊四醇庚酸酯时首先加热到160℃，酯化1.5小时，然后加热到200-240℃，酯化反应至6～12小时。8.按权利要求1或2所述的蓖麻油制备高端脂类润滑油的方法，其特征在于：所述蓖麻酸经50％NaOH水溶液溶解混合均匀，于220～310℃下经催化剂C裂解3-8h，气相裂解产物为仲辛醇；裂解剩余物为葵二酸；其中，蓖麻酸与50％NaOH水溶液质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学兵，王忠，孙强，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37