一種利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)?！?br>技術(shù)領(lǐng)域：
】的一種利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，所述方法包括：（1）將廢棄動植物油轉(zhuǎn)化為碳原子數(shù)為12-20的混合脂肪酸；（2）接著將所述混合脂肪酸與異構(gòu)醇在樹脂型催化劑的催化下進(jìn)行酯化得混合脂肪酸異構(gòu)醇酯；（3）接著將混合脂肪酸異構(gòu)醇酯環(huán)氧化得環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯；（4）最后將環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯支鏈化得所述低溫環(huán)保型潤滑油。本發(fā)明的有益效果為：不僅簡化了步驟，降低了能耗；而且將廢棄的動植物油轉(zhuǎn)化為具有經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會效益的潤滑油，實現(xiàn)了廢物利用?！緦＠f明】一種利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明屬于環(huán)?！?br>技術(shù)領(lǐng)域：
】，涉及廢棄動植物油處理，具體涉及一種利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]在目前石油價格高漲及環(huán)境危機(jī)的國際背景下，對動植物油基潤滑劑的研究引起世界各國的關(guān)注。發(fā)達(dá)國家多采用可食用的植物油（如菜籽油、大豆油）為原料生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油，這樣會造成生物潤滑油的價格高、經(jīng)濟(jì)性差，同時還可能引發(fā)食物危機(jī)，這在很大程度上制約了于生物潤滑油產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。因此，發(fā)展以非食用動植物油為原料制備生物潤滑油具有重要的意義。[0003]我國每年產(chǎn)生的廢棄動植物油約265萬噸，這些廢油除了一部分被用來生產(chǎn)低檔的肥皂、油漆外，一些不法商販將廢棄動植物油提煉后使其流回餐桌，嚴(yán)重危害市民的健康。廢棄動植物油回收利用技術(shù)是資源再利用領(lǐng)域的難題。其根本原因在于，與作為食用油銷售相比較，很多廢棄動植物油的回收利用方法利潤率偏低。因此，尋找附加值高、消耗周期短的廢棄動植物油無害型實用技術(shù)是合理回收利用廢棄動植物油的關(guān)鍵所在。目前國內(nèi)外對于廢棄動植物油回收利用的研究報道雖然很多（CN1011586042，CN101113359，CN1986737，CN15601987，CN1888019，CN101824369A，CN101289626，CN101298055，CN1556174，CN1865400)，但主要集中在將廢棄動植物油轉(zhuǎn)化為生物柴油的研究上，而對于以廢棄動植物油為原料制備可生物降解低溫潤滑油的方法卻鮮有報道。[0004]以新鮮動植物油為原料制備生物環(huán)保型潤滑劑的研究國外已有報道。Erhan，S.Z等（Erhan,S.Z.,Asadauskas,S.,2000.Lubricantbasestocksfromvegetableoils.Ind.Crop.Prod.11,277-282.；Hwang,H.S.,Erhan,S.Z.,2001.Modificationofepoxidizedsoybeanoilforlubricantformulationswithimprovedoxidativestabilityandlowpourpoint.J.Am.OilChem.Soc.78，1179-1184.)以新鮮大豆油為原料通過化學(xué)改性(環(huán)氧化、酯交換和支鏈化）制備了一系列生物潤滑劑。以新鮮動植物油作為起始原料成本較高，難以大規(guī)模推廣，同時酯交換反應(yīng)中所用催化劑對體系中水分及游離酸的含量要求非?？量?，操作環(huán)境及設(shè)備要求較高；環(huán)氧化反應(yīng)中還存在催化劑濃硫酸導(dǎo)致產(chǎn)物顏色較深的問題；酯化反應(yīng)及支鏈化反應(yīng)中采用的催化劑大多是無機(jī)酸和Lewis酸，這些催化劑不但用完后處理起來比較麻煩、對設(shè)備有腐蝕作用，而且廢酸的排放對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時反應(yīng)中采用大量有機(jī)溶劑在對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞的同時，加大了產(chǎn)物提純處理的難度?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種以廢棄動植物油底料制備具有長直/支鏈的酯類低溫環(huán)保型潤滑油的方法，可以有效地將廢油利用起來，使其能夠代替部分或全部基于新鮮天然油脂的低溫潤滑油。[0006]本發(fā)明的目的通過以下方案予以實現(xiàn)：一種利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，所述方法包括：（1)將廢棄動植物油轉(zhuǎn)化為碳原子數(shù)為12-20的混合脂肪酸；（2)接著將所述混合脂肪酸與異構(gòu)醇在樹脂型催化劑的催化下進(jìn)行酯化得混合脂肪酸異構(gòu)醇酯；（3)接著將混合脂肪酸異構(gòu)醇酯環(huán)氧化得環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯；（4)最后將環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯支鏈化得所述低溫環(huán)保型潤滑油。[0007]進(jìn)一步地，所述利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，具體步驟為：(1)將廢棄動植物油轉(zhuǎn)化為碳原子數(shù)為12-20的混合脂肪酸：將廢棄動植物油、氫氧化鈉和水加入到裝有回流裝置的反應(yīng)器中進(jìn)行水解反應(yīng)，氫氧化鈉的質(zhì)量為廢棄動植物油質(zhì)量的13.5%-20%，反應(yīng)溫度控制在45°C-90°C，反應(yīng)時間l?6h，反應(yīng)結(jié)束后降溫至25°C-45°C;向水解后的體系中加入硫酸溶液，攪拌反應(yīng)l_4h，靜置分層，上層為產(chǎn)物脂肪酸，當(dāng)脂肪酸的酸值大于185mgKOH/g即為合格；【權(quán)利要求】1.一種利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)將廢棄動植物油轉(zhuǎn)化為碳原子數(shù)為12-20的混合脂肪酸；（2)接著將所述混合脂肪酸與異構(gòu)醇在樹脂型催化劑的催化下進(jìn)行酯化得混合脂肪酸異構(gòu)醇酯；（3)接著將混合脂肪酸異構(gòu)醇酯環(huán)氧化得環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯；（4)最后將環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯支鏈化得所述低溫環(huán)保型潤滑油。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，具體步驟為：(1)將廢棄動植物油轉(zhuǎn)化為碳原子數(shù)為12-20的混合脂肪酸：將廢棄動植物油、氫氧化鈉和水加入到裝有回流裝置的反應(yīng)器中進(jìn)行水解反應(yīng)，氫氧化鈉的質(zhì)量為廢棄動植物油質(zhì)量的13.5%-20%，反應(yīng)溫度控制在45°C-90°C，反應(yīng)時間l?6h，反應(yīng)結(jié)束后降溫至25°C-45°C;向水解后的體系中加入硫酸溶液，攪拌反應(yīng)l_4h，靜置分層，上層為產(chǎn)物脂肪酸，當(dāng)脂肪酸的酸值大于185mgKOH/g即為合格；RCOOH代表碳原子數(shù)為12-20的飽和脂肪酸或不飽和脂肪酸；(2)混合脂肪酸與異構(gòu)醇的酯化向混合脂肪酸中加入樹脂型催化劑和異構(gòu)醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，混和脂肪酸中羧基與異構(gòu)醇中羥基的摩爾比為1:1-1.5,反應(yīng)溫度60°C-120°C，反應(yīng)時間5-10h，取樣測其酸值〈lmgKOH/g時，產(chǎn)物混合脂肪酸異構(gòu)醇酯即為合格，過濾收集催化劑并重復(fù)使用；O式中ROH代表異構(gòu)醇，相應(yīng)代表混合脂肪酸異構(gòu)醇酯；RCOR(3)混合脂肪酸異構(gòu)醇酯的環(huán)氧化向混合脂肪酸異構(gòu)醇酯中加入環(huán)氧化試劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在40°C-80°C，反應(yīng)時間6~10h;靜置分層，收集上層得到環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯，下層收集到的溶液可直接用于·海會脂昉釀的制客由.其中I同于步驟二中的_相應(yīng)的代表環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯；(4)環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯的支鏈化向環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯中加入由相應(yīng)異構(gòu)醇與催化劑組成的溶液，異構(gòu)醇的用量為環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯總質(zhì)量的209Γ50%，反應(yīng)溫度30°C?60°C，反應(yīng)時間2飛h，過濾收集催化齊U，減壓蒸除產(chǎn)物中過量異構(gòu)醇3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，步驟（1沖所述RCOOH中碳原子數(shù)為16的脂肪酸的比例為20%-35%，所述RCOOH中碳原子數(shù)為18的脂肪酸的比例為50%-75%，所述RCOOH中其余為碳原子數(shù)12-20中其他脂肪酸。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，步驟（2)中所述樹脂型催化劑為全氟磺酸離子交換樹脂、強酸性苯乙烯系陽離子交換樹月旨、大孔弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂的一種或兩種以上任意比例混合的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求2或4中所述的利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，步驟（2)中樹脂型催化劑的用量為物料中混和脂肪酸質(zhì)量的1%-15%。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，步驟（2)中所述異構(gòu)醇ROH為異辛醇、異壬醇和異十三醇中的一種。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，步驟（2)中所述混合脂肪酸異構(gòu)醇酉丨為混合脂肪酸異辛酯、混合脂肪酸異壬酯和混合脂肪酸異十三酯中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，步驟（3)中所述環(huán)氧脂肪酸異構(gòu)醇酯，為環(huán)氧混合脂肪酸異辛酯，環(huán)氧混合脂肪酸異壬酯和環(huán)氧混合脂肪酸異十三酯中的一種，其中Rl選自CmHm+1或CmHm，其中5彡m彡7,5彡η彡7，12彡m+n彡18。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，步驟（3)中所述環(huán)氧化試劑為30%-60%過氧化氫、98%硫酸和99%冰乙酸，按重量份數(shù)計環(huán)氧化反應(yīng)的投料比例為，混合脂肪酸異構(gòu)醇酯：99%冰乙酸：30%-60%過氧化氫：98%硫酸=1:0.05-0.1:0.45-0.8:0·001-0.003。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用廢棄動植物油制備低溫環(huán)保型潤滑油的方法，其特征在于，步驟（4)中所述催化劑為全氟磺酸離子交換樹脂、強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂、大孔弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂中的一種或兩種以上任意比例混合的混合物?！疚臋n編號】C10M105/40GK104449946SQ201410667177【公開日】2015年3月25日申請日期:2014年11月20日優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日【發(fā)明者】李云龍,徐狀申請人:青島中科潤美潤滑材料技術(shù)有限公司