一种用于制备多元醇脂肪酸酯的催化剂的制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于制备多元醇脂肪酸酯的催化剂，该催化剂为以分子筛为载体的SO

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备多元醇脂肪酸酯的催化剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及化学合成
，具体涉及一种用于制备多元醇脂肪酸酯的催化剂的制备方法。

技术介绍

[0002]伴随着经济的发展，工业化程度不断加深，人越来越重视工业品的生产与使用对环境的污染。在润滑油行业，对润滑油的使用性能、可生物降解性、低毒或无毒害性等方面的要求越来越高，传统的矿物基润滑油难以满足这些苛刻的要求，节能、环保、长寿命是润滑油的发展趋势。
[0003]多元醇酯作为第
Ⅴ
类基础油的一种，各方面的性能比如粘温性能、热氧化安定性能等都非常优秀，且蒸发损失较低，可生物降解，在难燃液压油、链锯油等润滑油领域使用广泛。
[0004]中国专利申请文献CN101475467报道了一种利用固定化脂肪酶催化脂肪酸低级酯与新戊基多元醇进行酯交换反应合成多元醇酯的新工艺，成本较低，酯交换收率较高，但产品的酸值、羟值等质量指标未提及，不能对产物的性质有较为完整的评估。而且脂肪酶易中毒失活，工业上应用较为困难。中国专利申请文献CN101456813报道了一种以功能化离子液体作为催化剂合成多元醇酯的方法，其条件相对温和、酯化率高、催化剂稳定且可循环使用，但离子液体类型催化剂成本较高，催化剂的使用限制较多，难以应用。中国专利申请文献CN112574029报道了一种使用SO
42
‑
/M
x
O
y
类型固体超强酸的多元醇酯的制备方法，反应大部分后通过减压蒸馏与分子蒸馏相结合除酸，产物各方面指标较好，三废较少，但后处理过程需减压蒸馏与二级分子蒸馏，步骤较为复杂，也未提及相关催化剂的使用寿命。
[0005]多元醇脂肪酸酯可以通过多元醇和脂肪酸在酸性催化剂的作用下直接酯化或由多元醇和脂肪酸甲酯通过酯交换法得到，不过由于酯交换法产生废弃物较多、工艺繁琐，工业生产一般以直接酯化法为主，直接酯化法中使用的催化剂一般为浓硫酸、甲磺酸等质子酸，然后通过分离催化剂、脱酸、脱色等步骤来精制产品。这种类型的催化剂对设备腐蚀性较大，且较难分离，工艺复杂且生产出的产品色度较高，品质较差。所以，如何提供一种新的并且能够循环使用的催化剂以及一种工艺简单、产品酸值低和产品色度低的多元醇脂肪酸酯制备方法是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对上述问题中存在的不足之处，本专利技术提供一种用于制备多元醇脂肪酸酯的催化剂，该催化剂为以分子筛为载体的SO
42
‑
/TiO2‑
M
x
O
y
型催化剂，其中M
x
O
y
为金属氧化物。
[0007]作为本专利技术进一步地改进，M
x
O
y
为选自：Fe2O3、Al2O3、La2O3、CeO2、 ZrO2中的一种或多种。
[0008]本专利技术还提供一种用于制备多元醇脂肪酸酯的催化剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0009]步骤A、将分子筛进行预处理，将处理过后的分子筛加入到复合金属盐溶液中，并将混合液中的pH调节至8
‑
10；
[0010]步骤B、对步骤A中混合液中出现的沉淀进行老化，然后过滤，洗涤滤饼，将滤饼干燥；
[0011]步骤C、干燥后将固体研磨成粉末状，再将研磨后的粉末浸渍于过二硫酸铵中；
[0012]步骤D、浸渍完成后再进行过滤，滤饼烘干，最后再进行焙烧，焙烧结束即得催化剂。
[0013]作为本专利技术进一步地改进，步骤A中将分子筛在300
‑
500℃的条件下焙烧 2
‑
6h进行预处理，将处理过后的分子筛加入到复合金属盐溶液中，向体系中滴加10％的氢氧化钠水溶液调节pH至8
‑
10。
[0014]作为本专利技术进一步地改进，步骤B中对步骤A中得到的沉淀在5
‑
20℃条件下进行老化，老化时间为12
‑
20h，过滤，用乙醇与去离子水洗涤滤饼，将滤饼在80
‑
120℃条件下进行干燥，干燥时间为2
‑
8h。
[0015]作为本专利技术进一步地改进，步骤C中干燥后将固体研磨成80
‑
100目的粉末状，再将研磨后的粉末浸渍于浓度为0.5
‑
1mol/L的过二硫酸铵中，浸渍时间为5
‑
12h。
[0016]作为本专利技术进一步地改进，步骤D中浸渍完成后过滤，滤饼在烘箱中于60
‑
100℃下烘干，最后再进行焙烧，焙烧温度为400
‑
600℃，焙烧时间为2
‑
6h，焙烧结束即得催化剂。
[0017]作为本专利技术进一步地改进，分子筛选自：MCM
‑
41、HZSM
‑
5或SBA
‑
15。
[0018]作为本专利技术进一步地改进，复合金属盐溶液中包括硫酸钛，复合金属盐溶液中还包括：硝酸锆、硝酸铝、硫酸铁、硝酸铈或硝酸镧中的一种或多种。
[0019]作为本专利技术进一步地改进，分子筛中硅元素与复合金属盐溶液中金属元素的摩尔比为8:1。
[0020]作为本专利技术进一步地改进，复合金属盐溶液中包括硫酸钛的浓度为 0.1
‑
0.4mol/L。
[0021]本专利技术还提供一种多元醇脂肪酸酯的制备方法。该制备方法包括以下步骤：
[0022]步骤一、在惰性气体的保护下，将多元醇、脂肪酸和权利要求1或2任一项的催化剂加入带有分水装置的反应器中；
[0023]步骤二、升温至160
‑
180℃，反应4
‑
6h；
[0024]步骤三、继续升温至180
‑
230℃，反应6
‑
12h，当检测反应液的酸值≤2mgKOH/g时停止反应；
[0025]步骤四、将步骤三的反应液静置，过滤反应液，滤饼为催化剂，将催化剂回收利用，并通过对滤液的分子蒸馏，得到多元醇脂肪酸酯。
[0026]作为本专利技术进一步地改进，多元醇和脂肪酸中羟基和羧基的摩尔比为 1:1
‑
1:1.5。
[0027]作为本专利技术进一步地改进，多元醇选自：新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇或双季戊四醇中的一种或多种；脂肪酸选自：C6‑
C
12
直链或支链脂肪酸中一种或两种。
[0028]作为本专利技术进一步地改进，分子蒸馏中蒸发温度在170
‑
200℃，真空度在 5
‑
30pa，得到的重相馏出物为多元醇脂肪酸酯。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0030]1.本专利技术提供的催化剂引入了分子筛对固体超强酸进行改性，增加了催化剂的比表面积与活性中心，从而能够提高催化效率。
[0031]2.本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备多元醇脂肪酸酯的催化剂，其特征在于，所述催化剂为以分子筛为载体的SO
42
‑
/TiO2‑
M
x
O
y
型催化剂，其中M
x
O
y
为金属氧化物。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述M
x
O
y
为选自：Fe2O3、Al2O3、La2O3、CeO2、ZrO2中的一种或多种。3.一种用于制备多元醇脂肪酸酯的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A、将分子筛进行预处理，将处理过后的分子筛加入到复合金属盐溶液中，并将混合液中的pH调节至8
‑
10；步骤B、对步骤A中混合液中出现的沉淀进行老化，然后过滤，洗涤滤饼，将滤饼干燥；步骤C、干燥后将固体研磨成粉末状，再将研磨后的粉末浸渍于过二硫酸铵中；步骤D、浸渍完成后再进行过滤，滤饼烘干，最后再进行焙烧，焙烧结束即得催化剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A中将分子筛在300
‑
500℃的条件下焙烧2
‑
6h进行预处理，将处理过后的分子筛加入到复合金属盐溶液中，向体系中滴加10％的氢氧化钠水溶液调节pH至8
‑
10；所述步骤B中对步骤A中得到的沉淀在5
‑
20℃条件下进行老化，老化时间为12
‑
20h，过滤，用乙醇与去离子水洗涤滤饼，将滤饼在80
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120℃条件下进行干燥，干燥时间为2
‑
8h；所述步骤C中干燥后将固体研磨成80
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100目的粉末状，再将研磨后的粉末浸渍于浓度为0.5
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1mol/L的过二硫酸铵中，浸渍时间为5
‑
12h；所述步骤D中浸渍完成后过滤，滤饼在烘箱中于60
...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾文云，王要辉，李伟，万新水，范金凤，
申请(专利权)人：新乡市瑞丰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：