一种合成酯类润滑油粗品的精制方法技术

本发明专利技术提供一种合成酯类润滑油粗品的精制方法。本发明专利技术的合成酯类润滑油粗品的精制方法，包括如下步骤：1)对合成酯类润滑油粗品依次进行第一分子蒸馏和第二分子蒸馏；2)对第二分子蒸馏形成的重组分进行第三分子蒸馏；3)对第三分子蒸馏形成的轻组分进行氮气气提，得到合成酯类润滑油。本发明专利技术精制方法的生产效率高、精制成本低、绿色环保，经该方法精制的合成酯类润滑油接近无色，其酸值、水分满足相关要求，并且酯收率高。

Refining method for crude oil of synthetic ester lubricating oil

The invention provides a refining method for synthesizing ester crude oil. The refining method of the crude synthetic ester lubricating oil comprises the following steps: 1) first molecular distillation and second molecular distillation of the crude synthetic ester lubricating oil in turn; 2) third molecular distillation of the recombinant component formed by the second molecular distillation; 3) nitrogen stripping of the light component formed by the third molecular distillation; and To synthesize ester lubricants. The refining method of the invention has the advantages of high production efficiency, low refining cost and environmental protection. The synthetic ester lubricating oil refined by the method is close to colorless, its acid value and moisture content meet the relevant requirements, and the ester yield is high.

【技术实现步骤摘要】
一种合成酯类润滑油粗品的精制方法
本专利技术属于合成酯类润滑油
，具体涉及一种合成酯类润滑油粗品的精制方法。
技术介绍
与传统的矿物润滑油相比，合成酯类润滑油具有粘温性能优良、热安定性好、挥发性低、可生物降解、可与矿物油及其它大多数合成油混溶、抗磨损性及耐摩擦性良好、环境友好等特点，因此被广泛应用于飞机涡轮发动机润滑油、精密仪器仪表油、合成压缩机油及冷冻机油等领域。合成酯类润滑油通常是由醇与有机酸在酸性催化作用下升温反应而成，反应的酯化率低以及酸性催化剂的残留均会增加后续合成酯类润滑油粗品的精制难度。传统的碱洗脱酸方法，通常采用5-10wt％的碱溶液洗涤粗酯产品，其能够通过中和反应有效脱除粗酯产品中的游离脂肪酸及酸性催化剂等杂质，同时也能在一定程度上通过水相分离起到脱色效果。该方法虽脱酸效果好，但引入了外来的碱金属杂质，可能导致产品灰分增加、金属离子含量过高，酯的电绝缘性能降低等问题；此外，在精制脱酸过程中，还易发生乳化现象，从而导致脂肪酸消耗高、酯收率较低等问题。减压蒸馏也被用于粗酯产品的精制，该方法通过低真空度减压蒸馏的方式去除粗酯产品中的游离脂肪酸及酸性催化剂等非理想组分，虽简单易行，然而脱除效率低、无法满足合成酯类润滑油的相关质量要求。此外，减压蒸馏还可进一步与碱洗脱酸结合，其虽能提高脱酸效果，然而同样不能解决上述所存在的问题。近年来，还有利用固体吸附脱酸脱色方法的相关报道，该方法在利用脱色剂吸附脱色的同时还利用脱酸剂吸附脱酸，虽具有一定效果，然而降酸值有限，且酯收率相对较低。因此，亟待一种能够使精制后的合成酯类润滑油满足相关酸值、水分要求，且酯收率高的精制方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种合成酯类润滑油粗品的精制方法，该方法生产效率高、精制成本低、绿色环保，经该方法精制的合成酯类润滑油接近无色，其酸值、水分满足相关要求，并且酯收率高。本专利技术提供一种合成酯类润滑油粗品的精制方法，包括如下步骤：1)对合成酯类润滑油粗品依次进行第一分子蒸馏和第二分子蒸馏；2)对第二分子蒸馏形成的重组分进行第三分子蒸馏；3)对第三分子蒸馏形成的轻组分进行氮气气提，得到合成酯类润滑油。在本专利技术中，将合成酯类润滑油粗品简称为粗酯；将第三分子蒸馏形成的轻组分简称为酯类中间产品；将得到的合成酯类润滑油简称为酯类产品。本专利技术对合成酯类润滑油粗品不作严格限制，可以为多元醇酯类润滑油粗品等。在本专利技术中，所述多元醇酯类润滑油粗品为多元醇与有机酸在催化剂存在下酯化反应生成的酯化产物。对多元醇和有机酸的具体种类不作严格限制，多元醇例如可以为季戊四醇，有机酸例如可以为异辛酸；此时，所述多元醇酯类润滑油粗品为季戊四醇与异辛酸在催化剂存在下酯化反应生成的酯化产物。上述多元醇酯类润滑油粗品可通常本领域常规方法得到。可以理解的是，多元醇酯类润滑油粗品中除了含有主要的四元饱和酯产品外，还含有一定量的三元、二元、一元不饱和酯，同时还含有一定量的未反应的游离酸和反应生成的水。因此，本专利技术精制方法的目标是尽可能去除合成酯类润滑油粗品中的三元、二元、一元不饱和酯，未反应的游离酸和反应生成的水，从而使精制产品满足相应的酸值、水分等质量要求。在本专利技术中，分子蒸馏指利用不同物质分子运动自由程的差别，对含有不同物质的物料在液-液状态下进行分离，其能使液体在远低于其沸点的温度下将其所含有的不同物质分离。分子蒸馏通常在高真空下进行，其具备蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点，不仅能大大降低高沸点物料的分离成本，并且能良好地保护热敏性物质的品质。在本专利技术中，氮气气提是利用氮气作为介质破坏原气液两相平衡，从而建立一种新的气液平衡状态，使溶液中的某一组分由于分压降低而解吸出来，从而达到分离物质的目的。氮气气提具有以下优势：1)操作温度低，低于相应压力下的沸点；2)物料受热时间短，加热介质较为温和(上述两方面对于高沸点和热敏物料尤为重要)；3)工业化生产能力大、不受规模限制；4)氮气循环使用，不需要额外的消耗；5)加热较为容易，不需要高温介质(例如导热油、熔盐等)。本专利技术人经大量研究发现，单独使用两级以上的分子蒸馏工艺进行合成酯类润滑油粗品的精制，对于合成酯类润滑油粗品中所含有的沸点接近的三元、二元及一元不饱和酯，特别是分子量较为接近、分子自由程差别较小的四元酯与三元酯，脱除率相对较差；如为保证脱除率，势必需要进行更多级地分子蒸馏处理，从而存在处理量小、产能低、收率低、对设备加工精度要求高、投资高、真空系统投资和运行费用高、经济性差等缺陷。相对地，如果仅考虑工业化产品的单元生产周期和产品经济性，则合成酯类润滑油粗品中非理想组分不能完全脱除。此外，分子蒸馏设备在分离后必须逐步打开真空系统以便使设备恢复常压状态，在该过程中会吸入大量空气，由于酯类合成油分子为极性，极易吸水，容易导致分离后酯类油重新吸水而导致含水超标。因此，含水超标、分离效果和经济性的矛盾是合成酯类润滑油粗品精制方法所面临的最大难点。然而，本专利技术人研究发现，采用三级分子蒸馏结合氮气气提，不仅可以克服分子蒸馏生产效率低的问题，同时可以克服氮气气提分离精度差的缺陷；其中，三级分子蒸馏可以实现合成酯类润滑油粗品中大部分三元、二元、一元不饱和酯、未反应的游离酸和反应水的脱除，酯类油和反应中缩合物产生的釜残的脱除及脱色，经三级分子蒸馏精制后的油品虽不能达到相应的指标要求，然而精制时间大幅减少、生产效率大幅提高、产品收率大幅升高，能耗大幅降低；三级分子蒸馏后的轻组分，通过氮气气提可脱除少量剩余的非理想组分，特别是氮气气提可保持低氮气通量直至油品温度降低至可灌装温度，从而阻绝精制后的油品与空气接触，避免极性的酯类合成油因吸收空气中水分而导致产品水含量超标。也就是说，采用三级分子蒸馏结合氮气气提，能够克服现有酯类精制技术中降低酸值、水分与提高产品收率以及时间长、效率低之间的矛盾，鉴于此而完成了本专利技术。在本专利技术中，第一分子蒸馏用于脱除合成酯类润滑油粗品中的水分、沸点较低的催化剂及未反应的有机酸；第二分子蒸馏用于脱除季戊四醇半酯及第一分子蒸馏未除净的有机酸与催化剂；第三分子蒸馏用于脱色；本领域技术人员可根据上述目的选择适宜的各级分子蒸馏条件。在本专利技术的具体方案中，第一分子蒸馏的温度可以为170-180℃，绝对压力可以为5.5-10Pa；第二分子蒸馏的温度可以为170-180℃，绝对压力可以为1-5.5Pa；第三分子蒸馏的温度可以为190-200℃，绝对压力可以为0.5-1Pa。此外，第一分子蒸馏、第二分子蒸馏、第三分子蒸馏的冷凝温度均可以为15-30℃；可根据对各分子蒸馏后轻、重组分的收率以及酸值要求选择适宜的冷凝温度。在本专利技术中，可以采用常规方式进行氮气气提。具体地，对第三分子蒸馏形成的轻组分进行氮气气提，包括：将氮气和第三分子蒸馏形成的轻组分分别预热至175-190℃后，送至汽提塔进行氮气气提；其中，控制汽提塔内部的绝对压力为0-0.5MPa。氮气和第三分子蒸馏形成的轻组分在汽提塔内可逆流接触。本专利技术人经研究发现，氮气气提温度超过190℃，会导致第三分子蒸馏形成的轻组分中的微量物质被氧化从而增大产品的色度，使产品颜色由无色变为浅黄色，因此本专利技术将氮气气提的温度控制在175-190℃这一适宜温度范围，既能使酯类产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成酯类润滑油粗品的精制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对合成酯类润滑油粗品依次进行第一分子蒸馏和第二分子蒸馏；2)对第二分子蒸馏形成的重组分进行第三分子蒸馏；3)对第三分子蒸馏形成的轻组分进行氮气气提，得到合成酯类润滑油。

【技术特征摘要】
1.一种合成酯类润滑油粗品的精制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对合成酯类润滑油粗品依次进行第一分子蒸馏和第二分子蒸馏；2)对第二分子蒸馏形成的重组分进行第三分子蒸馏；3)对第三分子蒸馏形成的轻组分进行氮气气提，得到合成酯类润滑油。2.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，所述合成酯类润滑油粗品为多元醇酯类润滑油粗品。3.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，所述多元醇酯类润滑油粗品为季戊四醇与异辛酸在催化剂存在下酯化反应生成的酯化产物。4.根据权利要求1至3任一所述的精制方法，其特征在于，第一分子蒸馏的温度为170-180℃，绝对压力为5.5-10Pa；第二分子蒸馏的温度为170-180℃，绝对压力为1-5.5Pa；第三分子蒸馏的温度为190-200℃，绝对压力为0.5-1Pa。5.根据权利要求4所述的精制方法，其特征在于，第一分子蒸馏、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄新平，朱建华，张永泽，李磊，马玲，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11