一种基于植物油的高性能基础油及其制备方法与流程

本发明涉及植物油
技术领域：
，具体为一种基于植物油的高性能基础油及其制备方法。
背景技术：
：传统的以矿物油为基础油的润滑油流入环境，对环境构成严重威胁，同时，石油资源正逐渐枯竭。为缓解能源压力和保护环境两个方面的原因，研制和开发可生物降解的润滑油代替矿物油具有意义，高性能植物基基础油产品开发，该产品具有绿色环保、可再生、易于生物降解等特点。目前环氧化植物油制备工艺已经成熟，环氧植物油作为润滑油提高植物油的氧化稳定性和润滑效果，但是低温性能差，环氧基团属于不稳定的，不易保存使用等缺点，限制了其使用，需要对其改性来合成优质润滑油，为解决以上问题，本领域技术人员提出了一种基于植物油的高性能基础油及其制备方法，此本发明引入多醚基团，降低其倾点，进一步提高氧化稳定性。技术实现要素：(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于植物油的高性能基础油及其制备方法，提出一种多醚改性和多酯改性环氧植物油的方式降低油品倾点，先对环氧植物油进行醚化，然后对产物进行酯交换反应，主要降低植物油的倾点和提高植物油的氧化安定性及其抗摩性，解决了当前市场上环氧润滑油氧化安定性差，倾点高的问题。(二)技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于植物油的高性能基础油，包括植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b；该高性能基础油由如下步骤制备：步骤一、将植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b分别投入反应设备中，植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b通过送料管分别投入五个进料仓中，按照生产工艺要求，分别控制五个进料仓顶部的伺服电缸驱动轴进行运动，伺服电缸驱动轴在进料仓的内部向下运动，利用伺服电缸驱动轴的底端推动活动板在进料仓的内部向下运动，活动板表面的密封套与进料仓的内壁向下滑动，活动板的底部与进料仓中的物料接触，进料仓内部的物料对通孔中的橡胶圈进行施压，物料通过橡胶圈内部开设的切口进入到活动板的上方，直至活动板位移至进料仓内部指定位置；步骤二、打开植物油、多元醇类a、催化剂a进料管内部的电磁阀，伺服电缸驱动轴推动活动板向下运动，将进料仓中的植物油、多元醇类a、催化剂a通过进料管送入反应罐中，通过进水管向夹套的内部通入80-100℃热水，对植物油、多元醇类a、催化剂a在反应釜的内部反应2-10h，通过出料管测定反应液的环氧值小于0.1，停止反应，将反应液在分液漏斗中分层，将水相放出再经碱洗、减压除醇干燥后得初步改性植物油i；步骤三、将步骤二中得到的改性植物油i通过送料管送入空余的进料仓中，按照步骤一中的操作，控制改性植物油i、多元醇类b、催化剂b投入反应罐中的量，通过进水管向夹套的内部通入80-100℃热水，对改性植物油i、多元醇类b、催化剂b在反应釜的内部反应2-8h，最后通过出料管获得反应产物，通过蒸馏除去反应产物中的多余醇，用适量的水进行洗涤、干燥、过滤得到浅黄色的改性产物，即高性能基础油。优选的，所述植物油采用环氧菜籽油、环氧大豆油中的一种，多元醇类a采用三羟甲基丙烷、乙二醇、季戊四醇中的一种，催化剂a采用浓硫酸、732#阳离子交换树中的一种，且催化剂a用量为植物油的0.5％-4％。优选的，所述多元醇类b采用甲醇、乙醇、异丙醇、苯丙醇、三羟甲基丙烷中的一种或多种，催化剂b采用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种，催化剂b用量为改性植物油i的0.6％-3％。优选的，所述反应设备包括反应罐和顶盖，所述反应罐的顶部通过连接法兰与顶盖的底部固定连接，所述顶盖的顶部设置有进料仓，且进料仓的底部连通有进料管，所述进料管的底端与反应罐的顶部固定连接，且进料管的内部与反应罐的内部连通。优选的，所述进料仓位于顶盖的顶部设置有六个，且六个进料仓关于顶盖的中心轴线等角度分布设置，六个所述进料仓的内部均连通有送料管，且六个进料仓的顶部均设置有伺服电缸，所述伺服电缸驱动轴的一端贯穿进料仓并延伸至进料仓的内部，且伺服电缸驱动轴延伸至进料仓内部的一端固定连接有活动板，所述活动板的表面套设有密封套，且密封套的表面与进料仓的内壁滑动连接。优选的，所述活动板的内部开设有通孔，且通孔的内部设置有橡胶圈，所述橡胶圈的内部开设有切口。优选的，所述反应罐的表面设置有夹套，且夹套右侧的上方连通有进水管，所述夹套的下方连通有出水管，所述反应罐的底端连通有出料管，且出料管与进料管的内部均设置有电磁阀。优选的，所述反应设备的使用方法如下：植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b通过送料管分别投入五个进料仓中，按照生产工艺要求，分别控制五个进料仓顶部的伺服电缸驱动轴进行运动，伺服电缸驱动轴在进料仓的内部向下运动，利用伺服电缸驱动轴的底端推动活动板在进料仓的内部向下运动，活动板表面的密封套与进料仓的内壁向下滑动，活动板的底部与进料仓中的物料接触，进料仓内部的物料对通孔中的橡胶圈进行施压，物料通过橡胶圈内部开设的切口进入到活动板的上方，直至活动板位移至进料仓内部指定位置，打开植物油、多元醇类a、催化剂a进料管内部的电磁阀，伺服电缸驱动轴推动活动板向下运动，将进料仓中的植物油、多元醇类a、催化剂a通过进料管送入反应罐中，通过进水管向夹套的内部通入80-100℃热水，对植物油、多元醇类a、催化剂a在反应釜的内部反应2-10h，通过出料管测定反应液的环氧值小于0.1，停止反应，将反应液在分液漏斗中分层，将水相放出再经碱洗、减压除醇干燥后得初步改性植物油i。一种基于植物油的高性能基础油的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、将植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b分别投入反应设备中，植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b通过送料管分别投入五个进料仓中，按照生产工艺要求，分别控制五个进料仓顶部的伺服电缸驱动轴进行运动，伺服电缸驱动轴在进料仓的内部向下运动，利用伺服电缸驱动轴的底端推动活动板在进料仓的内部向下运动，活动板表面的密封套与进料仓的内壁向下滑动，活动板的底部与进料仓中的物料接触，进料仓内部的物料对通孔中的橡胶圈进行施压，物料通过橡胶圈内部开设的切口进入到活动板的上方，直至活动板位移至进料仓内部指定位置；步骤二、打开植物油、多元醇类a、催化剂a进料管内部的电磁阀，伺服电缸驱动轴推动活动板向下运动，将进料仓中的植物油、多元醇类a、催化剂a通过进料管送入反应罐中，通过进水管向夹套的内部通入80-100℃热水，对植物油、多元醇类a、催化剂a在反应釜的内部反应2-10h，通过出料管测定反应液的环氧值小于0.1，停止反应，将反应液在分液漏斗中分层，将水相放出再经碱洗、减压除醇干燥后得初步改性植物油i；步骤三、将步骤二中得到的改性植物油i通过送料管送入空余的进料仓中，按照步骤一中的操作，控制改性植物油i、多元醇类b、催化剂b投入反应罐中的量，通过进水管向夹套的内部通入80-100℃热水，对改性植物油i、多元醇类b、催化剂b在反应釜的内部反应2-8h，最后通过出料管获得反应产物，通过蒸馏除去反应产物中的多余醇，用适量的水进行洗涤、干燥得到浅黄色的改性产物，即高性能基础油。(三)有益效果本发明提供了一种基于植物油的高性能基础油及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：通过引入多醚基团，降低基础油的倾点，进一步提高氧化稳定性，先对环氧植物油进行醚化，然后对产物进行酯交换反应，主要降低植物油的倾点和提高植物油的氧化安定性及其抗摩性，有效解决当前市场上环氧润滑油氧化安定性差，倾点高的缺点，对环氧植物油的改性，提高了植物油的氧化安定性和低温流动性，改性后的植物油倾点-30℃，生物降解性达100％，满足当前市场的需求，具有很好的应用前景；另外采用专用的反应设备，可以实现对各个物料的定量投入，方便控制物料的使用量，保证制备出来的基础油质量。附图说明图1为本发明反应设备结构的示意图；图2为本发明进料仓结构的剖视图；图3为本发明活动板与密封圈结构的示意图。图中，1、反应罐；2、顶盖；3、进料仓；4、进料管；5、送料管；6、伺服电缸；7、活动板；8、密封套；9、通孔；10、橡胶圈；11、夹套；12、进水管；13、出水管；14、出料管。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种基于植物油的高性能基础油，包括植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b；该高性能基础油由如下步骤制备：步骤一、将植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b分别投入反应设备中，植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b通过送料管5分别投入五个进料仓3中，按照生产工艺要求，分别控制五个进料仓3顶部的伺服电缸6驱动轴进行运动，伺服电缸6驱动轴在进料仓3的内部向下运动，利用伺服电缸6驱动轴的底端推动活动板7在进料仓3的内部向下运动，活动板7表面的密封套8与进料仓3的内壁向下滑动，活动板7的底部与进料仓3中的物料接触，进料仓3内部的物料对通孔9中的橡胶圈10进行施压，物料通过橡胶圈10内部开设的切口进入到活动板7的上方，直至活动板7位移至进料仓3内部指定位置；步骤二、打开植物油、多元醇类a、催化剂a进料管4内部的电磁阀，伺服电缸6驱动轴推动活动板7向下运动，将进料仓3中的植物油、多元醇类a、催化剂a通过进料管4送入反应罐1中，通过进水管12向夹套11的内部通入80-100℃热水，对植物油、多元醇类a、催化剂a在反应釜的内部反应2-10h，通过出料管14测定反应液的环氧值小于0.1，停止反应，将反应液在分液漏斗中分层，将水相放出再经碱洗、减压除醇干燥后得初步改性植物油i；步骤三、将步骤二中得到的改性植物油i通过送料管5送入空余的进料仓3中，按照步骤一中的操作，控制改性植物油i、多元醇类b、催化剂b投入反应罐1中的量，通过进水管12向夹套11的内部通入80-100℃热水，对改性植物油i、多元醇类b、催化剂b在反应釜的内部反应2-8h，最后通过出料管14获得反应产物，通过蒸馏除去反应产物中的多余醇，用适量的水进行洗涤、干燥、过滤得到浅黄色的改性产物，即高性能基础油。所述植物油采用环氧菜籽油、环氧大豆油中的一种，多元醇类a采用三羟甲基丙烷、乙二醇、季戊四醇中的一种，催化剂a采用浓硫酸、732#阳离子交换树中的一种，且催化剂a用量为植物油的0.5％-4％。所述多元醇类b采用甲醇、乙醇、异丙醇、苯丙醇、三羟甲基丙烷中的一种或多种，催化剂b采用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种，催化剂b用量为改性植物油i的0.6％-3％。所述反应设备包括反应罐1和顶盖2，所述反应罐1的顶部通过连接法兰与顶盖2的底部固定连接，所述顶盖2的顶部设置有进料仓3，且进料仓3的底部连通有进料管4，所述进料管4的底端与反应罐1的顶部固定连接，且进料管4的内部与反应罐1的内部连通，所述进料仓3位于顶盖2的顶部设置有六个，且六个进料仓3关于顶盖2的中心轴线等角度分布设置，六个所述进料仓3的内部均连通有送料管5，且六个进料仓3的顶部均设置有伺服电缸6，所述伺服电缸6驱动轴的一端贯穿进料仓3并延伸至进料仓3的内部，且伺服电缸6驱动轴延伸至进料仓3内部的一端固定连接有活动板7，所述活动板7的表面套设有密封套8，且密封套8的表面与进料仓3的内壁滑动连接，所述活动板7的内部开设有通孔9，且通孔9的内部设置有橡胶圈10，所述橡胶圈10的内部开设有切口，所述反应罐1的表面设置有夹套11，且夹套11右侧的上方连通有进水管12，所述夹套11的下方连通有出水管13，所述反应罐1的底端连通有出料管14，且出料管14与进料管4的内部均设置有电磁阀。所述反应设备的使用方法如下：植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b通过送料管5分别投入五个进料仓3中，按照生产工艺要求，分别控制五个进料仓3顶部的伺服电缸6驱动轴进行运动，伺服电缸6驱动轴在进料仓3的内部向下运动，利用伺服电缸6驱动轴的底端推动活动板7在进料仓3的内部向下运动，活动板7表面的密封套8与进料仓3的内壁向下滑动，活动板7的底部与进料仓3中的物料接触，进料仓3内部的物料对通孔9中的橡胶圈10进行施压，物料通过橡胶圈10内部开设的切口进入到活动板7的上方，直至活动板7位移至进料仓3内部指定位置，打开植物油、多元醇类a、催化剂a进料管4内部的电磁阀，伺服电缸6驱动轴推动活动板7向下运动，将进料仓3中的植物油、多元醇类a、催化剂a通过进料管4送入反应罐1中，通过进水管12向夹套11的内部通入80-100℃热水，对植物油、多元醇类a、催化剂a在反应釜的内部反应2-10h，通过出料管14测定反应液的环氧值小于0.1，停止反应，将反应液在分液漏斗中分层，将水相放出再经碱洗、减压除醇干燥后得初步改性植物油i。一种基于植物油的高性能基础油的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、将植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b分别投入反应设备中，植物油、多元醇类a、催化剂a、多元醇类b、催化剂b通过送料管5分别投入五个进料仓3中，按照生产工艺要求，分别控制五个进料仓3顶部的伺服电缸6驱动轴进行运动，伺服电缸6驱动轴在进料仓3的内部向下运动，利用伺服电缸6驱动轴的底端推动活动板7在进料仓3的内部向下运动，活动板7表面的密封套8与进料仓3的内壁向下滑动，活动板7的底部与进料仓3中的物料接触，进料仓3内部的物料对通孔9中的橡胶圈10进行施压，物料通过橡胶圈10内部开设的切口进入到活动板7的上方，直至活动板7位移至进料仓3内部指定位置；步骤二、打开植物油、多元醇类a、催化剂a进料管4内部的电磁阀，伺服电缸6驱动轴推动活动板7向下运动，将进料仓3中的植物油、多元醇类a、催化剂a通过进料管4送入反应罐1中，通过进水管12向夹套11的内部通入80-100℃热水，对植物油、多元醇类a、催化剂a在反应釜的内部反应2-10h，通过出料管14测定反应液的环氧值小于0.1，停止反应，将反应液在分液漏斗中分层，将水相放出再经碱洗、减压除醇干燥后得初步改性植物油i；步骤三、将步骤二中得到的改性植物油i通过送料管5送入空余的进料仓3中，按照步骤一中的操作，控制改性植物油i、多元醇类b、催化剂b投入反应罐1中的量，通过进水管12向夹套11的内部通入80-100℃热水，对改性植物油i、多元醇类b、催化剂b在反应釜的内部反应2-8h，最后通过出料管14获得反应产物，通过蒸馏除去反应产物中的多余醇，用适量的水进行洗涤、干燥、过滤得到浅黄色的改性产物，即高性能基础油。实施例1称取1000g的环氧大豆油加入到2l的圆底烧瓶内，加入100g乙二醇，并逐滴滴加10g浓硫酸，逐步升高温度至75℃，过一段时间取样品于分液漏斗中分层，将水相放出，有机相再经碱洗干燥后检测所取样品的环氧值小于0.1，停止反应，反应液经过碱洗水洗除醇干燥等步骤后所得产物用于下一步反应；得到干燥有机相产物900g加入反应烧瓶中，加入甲醇的氢氧化钠溶液100ml甲醇，4g氢氧化钠，搅拌并加热，温度控制55℃，反应7h，反应结束后加入酸液以中和氢氧化钠，分层取有机相并干燥得到黄色的产物。实施例2称取1000g的环氧大豆油加入到2l的圆底烧瓶内，加入90g季戊四醇，并逐滴滴加10g浓硫酸，逐步升高温度至80℃，过一段时间取样品于分液漏斗中分层，将水相放出，有机相再经碱洗干燥后检测所取样品的环氧值小于0.1，停止反应，反应液经过碱洗水洗除醇干燥等步骤后所得产物用于下一步反应；得到干燥有机相产物900g加入反应烧瓶中，加入150g异丙醇和5g的氢氧化钠，搅拌并加热，温度控制70℃，反应7h，反应结束后加入酸液以中和氢氧化钠，分层取有机相并干燥得到黄色的产物。实施例3称取1000g的环氧菜籽油加入到2l的圆底烧瓶内，加入40g三羟甲基丙烷，并逐滴滴加10g浓硫酸，逐步升高温度至80℃，过一段时间取样品于分液漏斗中分层，将水相放出，有机相再经碱洗干燥后检测所取样品的环氧值小于0.1，停止反应，反应液经过碱洗水洗除醇干燥等步骤后所得产物用于下一步反应；得到干燥有机相产物900g加入反应烧瓶中，加入150g异丙醇和5g的氢氧化钠，搅拌并加热，温度控制70℃，反应7h。反应结束后加入酸液以中和氢氧化钠，分层取有机相并干燥得到黄色的产物。对比例本对比例采用市场上一种常见的基础油。对实施例1-3和对比例的基础油进行性能测试，测试结果如下表：表1倾点/℃粘度指数/vi生物降解性/％闪点/℃实施例1-18189100258实施例2-25154100264实施例3-30145100236对比例-5130100222由表1可知，实施例1-3的基础油在性能上明显优于对比例的基础油，通过先对环氧植物油进行醚化，然后对产物进行酯交换反应，主要降低植物油的倾点和提高植物油的氧化安定性及其抗摩性。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页12