一種脂肪酸回收再利用的方法
【專利摘要】本發明提供了一種脂肪酸回收再利用的方法，包括以下步驟：首先將酯化反應末期的脂肪酸回收，得到回收脂肪酸；然后在酸催化劑和活性炭的作用下，將反應物在真空下加熱發生反應，得到新戊基多元醇酯。所述反應物為回收脂肪酸和三羥甲基丙烷；所述回收脂肪酸為C5～C9的混合脂肪酸；所述回收脂肪酸質量占反應物總質量的百分比為70％～80％。本發明將酯化反應末期過量的脂肪酸進行回收，得到回收脂肪酸，再將其酯化成新戊基多元醇酯，并作為半成品應用在低粘度空氣壓縮機潤滑油中，既有效的利用了回收脂肪酸，更降低了空氣壓縮機潤滑油的生產成本。
【專利說明】一種脂肪酸回收再利用的方法

【技術領域】
[0001]本發明屬于酯類油生產【技術領域】，尤其涉及一種脂肪酸回收再利用的方法。

【背景技術】
[0002]隨著科學技術的日益發展，機械設備的應用越來越廣泛，作為機械設備必不可少的潤滑油，其需求量也日益增大。空壓機潤滑油是用在各種類型機械上，以減少摩擦，保護機械及加工件為目的的液體潤滑劑，主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。在潤滑材料的應用領域里，空壓機潤滑油能夠占到全部潤滑材料的85%左右，需求量巨大，而且由于空壓機一直處于高壓、高溫及有冷凝水存在的復雜環境中，因此對空壓機潤滑油的質量要求比較嚴格。
[0003]空壓機潤滑油可以分為礦物油型和合成油型兩大類，礦物油型空壓機潤滑油一般是經溶劑精制、溶劑脫蠟、加氫或白土補充精制等工藝得到基礎油，再加入多種添加劑調合而成的潤滑油；而合成油型空壓機潤滑油是以化學合成的方法得到基礎油再經過調配或加入多種添加劑制成的潤滑油。由于合成油型具有氧化安定性、積炭傾向小、使用壽命長并且可超過普通礦物油的溫度范圍進行潤滑等特點，因此，其發展得到了越來越多的重視。
[0004]酯類油是綜合性能較好，開發應用最早的一類合成潤滑油，酯類油的生產主要是采用脂肪醇與脂肪酸反應制得，該反應稱為酯化反應。由于該反應是可逆反應，為保證醇反應完全，需要脂肪酸過量，在反應末期就要將過量的酸真空分離出來，這就產生了大量的回收脂肪酸。
[0005]目前，隨著酯類油的生產量日益擴大，造成了回收脂肪酸的大量堆積，不僅占用了過多的土地，而且污染了周圍的環境。但是，在現有的技術中，對酯類油生產過程中產生的回收脂肪酸的處理的方法卻鮮有報道。
[0006]因此，如何合理的對脂肪酸進行回收再利用成為行業內亟待解決的問題。


【發明內容】

[0007]有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供了脂肪酸回收再利用的方法，本發明將回收脂肪酸作為原料，酯化成新戊基多元醇酯，并作為半成品應用在低粘度空氣壓縮機潤滑油中，既有效的利用了回收脂肪酸，更降低了空氣壓縮機潤滑油的生產成本。
[0008]本發明公開了一種脂肪酸回收再利用的方法，包括以下步驟:
[0009]A)將酯化反應末期的脂肪酸回收，得到回收脂肪酸；
[0010]B)在酸催化劑和活性炭的作用下，將反應物在真空下加熱發生反應，得到新戊基多元醇酯；
[0011]所述反應物為回收脂肪酸和三羥甲基丙烷；
[0012]所述回收脂肪酸為C5~C9的混合脂肪酸；
[0013]所述回收脂肪酸質量占反應物總質量的百分比為70%~80%。
[0014]優選的，所述回收脂肪酸的平均碳數為6.4~6.7。
[0015]優選的，所述步驟A)具體為:
[0016]Al)酯化反應末期,在真空加熱的條件下,將酯化反應中過量的脂肪酸從反應體系中蒸出，得到氣態混合脂肪酸；
[0017]A2)再將上述步驟Al)中得到的氣態混合脂肪酸冷凝后，得到回收脂肪酸；
[0018]所述加熱的溫度為200~210°C，所述真空的壓力為-0.093~-0.097MPa。
[0019]優選的，所述三羥甲基丙烷質量占反應物總質量的百分比為20%~30%。
[0020]優選的，所述酸催化劑為硫酸；所述硫酸質量與反應物質量的百分比為0.07%~0.09% ;所述硫酸的質量百分比濃度為8%~10%。
[0021]優選的,所述活性炭質量與反應物質量的百分比為0.4%~0.6%。
[0022]優選的，所述步驟B)具體為:
[0023]BI)在酸催化劑和活性炭的作用下，將反應物在真空下加熱發生第一反應，得到第一反應混合物；所述反應物為回收脂肪酸和三羥甲基丙烷；所述第一反應中真空的壓力為-0.05 ~-0.08MPa ；
[0024]B2)將上述第一反應混合物在真空下加熱發生第二反應，得到第二反應混合物；所述第二反應中真空的壓力為-0.08~-0.09MPa ；
[0025]B3)將上述第二反應混合物在第三真空下抽出過量的回收脂肪酸，得到新戊基多元醇酯；所述第三真空壓力為P，所述P ( -0.091MPa。
[0026] 優選的，所述第一反應加熱的溫度為110°C~180°C，所述第一反應的時間為4~6小時。
[0027]優選的，所述第二反應加熱的溫度為180°C~200°C，所述第一反應的時間為3~5小時。
[0028]本發明公開了一種空氣壓縮機潤滑油，其特征在于，包含權I~9任意一項所制備的新戊基多元醇酯。
[0029]本發明公開了一種脂肪酸回收再利用的方法，首先將酯化反應末期的脂肪酸回收，得到回收脂肪酸；然后在酸催化劑的作用下，將回收脂肪酸、三羥甲基丙烷和活性炭在真空下加熱發生反應，得到新戊基多元醇酯。所述反應物為回收脂肪酸和三羥甲基丙烷；所述回收脂肪酸為C5~C9的混合脂肪酸；所述回收脂肪酸質量占反應物總質量的百分比為70%~80%。本發明公開了一種由上述方法制備的新戊基多元醇酯為原料制備的空氣壓縮機潤滑油。與現有技術相比，本發明在真空加熱的條件下，將酯化反應末期過量的脂肪酸從反應體系中蒸出得到氣態混合脂肪酸，再冷凝后得到C5~C9的混合回收脂肪酸，然后將上述C5~C9的混合回收脂肪酸酯化成新戊基多元醇酯，并作為半成品應用在低粘度空氣壓縮機潤滑油中，既有效的利用了回收脂肪酸，更降低了空氣壓縮機潤滑油的生產成本。檢測結果表明，本發明制備的空氣壓縮機潤滑油40°C運動粘度為44.03mm2/s，酸值為
0.13mgK0H/g,其油品的理化性能符合標準質量指標。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發明實施例1中回收脂肪酸的紅外光譜圖；
[0031]圖2為本發明實施例1中回收脂肪酸的核磁譜圖。

【具體實施方式】
[0032]為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為了進一步說明本發明的特征和優點，而不是對發明權利要求的限制。
[0033]本發明公開了一種脂肪酸回收再利用的方法，包括以下步驟:
[0034]A)將酯化反應末期的脂肪酸回收，得到回收脂肪酸；
[0035]B)在酸催化劑和活性炭的作用下，將反應物在真空下加熱發生反應，得到新戊基多元醇酯；
[0036]所述反應物為回收脂肪酸和三羥甲基丙烷；
[0037]所述回收脂肪酸為C5~C9的混合脂肪酸；
[0038]所述回收脂肪酸質量占反應物總質量的百分比為70%~80%。
[0039]本發明所有原料，對其來源沒有特別限制，在市場上購買的即可。
[0040]本發明首先將酯化反應末期的脂肪酸回收，得到回收脂肪酸。所述步驟A)的具體過程優選按照以下步驟進行:
[0041]Al)酯化反應末期,在真空加熱的條件下,將酯化反應中過量的脂肪酸從反應體系中蒸出，得到氣態混合脂肪酸；
[0042]A2)再將上述步驟Al)中得到的氣態混合脂肪酸冷凝后，得到回收脂肪酸。
[0043]所述加熱的溫度優選為200~210°C，更優選為202~208°C ;所述真空的壓力優選為-0.093~-0.097MPa,更優選為-0.094~-0.096MPa。本發明對冷凝的溫度沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的回收脂肪酸冷凝的溫度即可。本發明對上述蒸出混合脂肪酸的設備沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的用于回收脂肪酸的真空蒸餾設備即可。
[0044]本發明所述回收脂肪酸優選為C5~C9的混合脂肪酸，更優選為C6~C7的混合脂肪酸；所述回收脂肪酸的平均碳數優選為6.4~6.7，更優選為6.5~6.6 ;本發明所述回收脂肪酸中C5~C9單一脂肪酸的質量百分比組成優選為C5脂肪酸:21.6~25.6%，C6脂肪酸=23.77 ~27.77% ；C7 脂肪酸:23.28 ~27.28 ；C8 脂肪酸:15.01 ~19.01% ；C9 脂肪酸:0.86~4.86%，更優選為C5脂肪酸:22.6~24.6%，C6脂肪酸:24.77~26.77% ；C7 脂肪酸:24.28 ~26.28 ；C8 脂肪酸:16.01 ~18.01% ；C9 脂肪酸:1.86 ~3.86%。
[0045]本發明公開的脂肪酸回收再利用的方法，所述步驟B)的具體過程優選按以下步驟進行:
[0046]BI)在酸催化劑和活性炭的作用下，將反應物在真空下加熱發生第一反應，得到第一反應混合物；
[0047]B2)將上述第一反應混合物在真空下加熱發生第二反應，得到第二反應混合物；
[0048]B3)將上述第二反應混合物在第三真空下，得到新戊基多元醇酯。
[0049]首先本發明在酸催化劑和活性炭的作用下，將反應物在真空下加熱發生第一反應，得到第一反應混合物。所述反應物優選為回收脂肪酸和三羥甲基丙烷；所述回收脂肪酸質量占反應物總質量的百分比優選為70 %~80 %，更優選為73 %~77 % ;所述三羥甲基丙烷質量占反應物總質量的百分比優選為22%~25%，更優選為23%~24%;活性炭質量占反應物總質量的百分比優選為0.4%~0.6%，更優選為0.45%~0.55% ;本發明所述酸催化劑優選為硫酸，所述硫酸質量占反應物總質量的百分比優選為0.07%~0.09%，更優選為0.075~0.085% ;所述硫酸的質量百分比濃度優選為8%~10%，更優選為8.5%~
9.5%。
[0050]本發明所述在真空下加熱發生第一反應，所述真空的壓力優選為-0.05~-0.08MPa，更優選為-0.06~-0.07MPa ;所述加熱的溫度優選為110°C~180°C，更優選為120°C~170°C ;所述第一反應的時間優選為4~6小時，更優選為4.5~5.5小時。本發明對所述加熱的方式沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的加熱方式即可；本發明對所述抽真空的設備沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的抽真空的設備即可。
[0051]其次本發明將上述第一反應混合物在真空下加熱發生第二反應，得到第二反應混合物。本發明所述在真空下加熱發生第二反應，所述真空的壓力優選為-0.08~-0.09MPa，更優選為-0.083~-0.088MPa ;所述加熱的溫度優選為180°C~200°C，更優選為185°C~1950C ;所述第二反應的時間優選為3~5小時，更優選為3.5~4.5小時。本發明對所述加熱的方式沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的加熱方式即可；本發明對所述抽真空的設備沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的抽真空的設備即可。
[0052]最后本發明將上述第二反應混合物在第三真空下，得到新戊基多元醇酯。本發明所述第三真空的壓力為P，所述P優選為P≤~-0.09IMPa,更優選為P≤~-0.093MPa ;本發明對所述抽真空的設備沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的抽真空的設備即可。
[0053]本發明在得到上述新戊基多元醇酯后優選對其進行后處理除去多余雜質，具體過程按照以下步驟進行:
[0054]將上述新戊基多元醇酯進行初過濾，然后冷卻，再加入NaOH溶液中和剩余的脂肪酸，并水洗3次，最后在真空的條件下進行脫水干燥，再進行精密過濾后，得到新戊基多元醇酯。
[0055] 本發明所述后處理中，所述冷卻的溫度優選為50~70°C，更優選為55~65°C ;所述NaOH溶液的質量濃度優選為2~4%，更優選為2.5~3.5% ;所述真空的壓力優選為-0.07~-0.09MPa,更優選為-0.08MPa。本發明對初過濾的方式沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的過濾方式即可，優選為用布氏漏斗過濾；本發明對初過濾的條件沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的過濾條件即可。本發明對精密過濾的方式沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的精密過濾方式即可，優選為用硅藻土作為助濾劑進行過濾；本發明對精密過濾的條件沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的過濾條件即可。本發明對脫水干燥的條件沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的脫水干燥的條件即可。
[0056]本發明提供了一種空氣壓縮機潤滑油，所述空氣壓縮機潤滑油包含上述方法制備的新戊基多元醇酯，所述新戊基多元醇酯在空氣壓縮機潤滑油中的質量百分含量優選為5%~10%，更優選為6%~9%。本發明對所述新戊基多元醇酯用于空氣壓縮機潤滑油的具體方法沒有特別限制，以本領域技術人員熟知的調制空氣壓縮機潤滑油的方法即可。
[0057]本發明提供的脂肪酸回收再利用的方法，在真空加熱的條件下，將酯化反應末期過量的脂肪酸從反應體系中蒸出得到氣態混合脂肪酸，再冷凝后得到C5~C9的混合回收脂肪酸，然后將上述C5~C9的混合回收脂肪酸作為原料，酯化成新戊基多元醇酯，并作為半成品應用在低粘度空氣壓縮機潤滑油中，既有效的利用了回收脂肪酸，更降低了空氣壓縮機潤滑油的生產成本。檢測結果表明，本發明制備的空氣壓縮機潤滑油40°C運動粘度為44.03mm2/s，酸值為0.13mgK0H/g，其油品的理化性能符合標準質量指標。
[0058]為了進一步說明本發明，以下結合實施例對本發明提供的脂肪酸回收再利用的方法進行詳細描述。
[0059]實施例1
[0060]首先對工業生產季酯中酯化反應末期，在溫度為200°C，壓力為-0.093MPa的條件下，將酯化反應中過量的脂肪酸從反應體系中蒸出，得到氣態回收脂肪酸，再冷凝后得到回收脂肪酸，并進行檢測。
[0061]對上述生產過程中得到的6個不同批次的回收脂肪酸進行紅外光譜檢測，結果如圖1所示，圖1為本發明實施例1中回收脂肪酸的紅外光譜圖，由圖1可知，本發明C5-9季酯回收脂肪酸各批次間的構成是相同的，其構成主要是脂肪酸。
[0062]對上述生產過程中得到的回收脂肪酸進行核磁檢測，結果如圖2所示，圖2為本發明實施例1中回收脂肪酸的核磁譜圖，由圖2可知，本發明C5-9季酯回收脂肪中酸主要含有大量的酸、少量的酯或半酯以及少量雙鍵物質。
[0063]對上述生產過程中得到的回收脂肪酸進行氣相色譜檢測和碳含量計算，結果參見表1，
[0064]表1回收脂肪酸組成
[0065]

【權利要求】
1.一種脂肪酸回收再利用的方法，包括以下步驟: A)將酯化反應末期的脂肪酸回收，得到回收脂肪酸； B)在酸催化劑和活性炭的作用下，將反應物在真空下加熱發生反應，得到新戊基多元醇酯； 所述反應物為回收脂肪酸和三羥甲基丙烷； 所述回收脂肪酸為C5~C9的混合脂肪酸； 所述回收脂肪酸質量占反應物總質量的百分比為70%~80%。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述回收脂肪酸的平均碳數為6.4~6.7。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟A)具體為: Al)酯化反應末期，在真空加熱的條件下，將酯化反應中過量的脂肪酸從反應體系中蒸出，得到氣態混合脂肪酸； A2)再將上述步驟Al)中得到的氣態混合脂肪酸冷凝后，得到回收脂肪酸； 所述加熱的溫度為200~210°C，所述真空的壓力為-0.093~-0.097MPa。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述三羥甲基丙烷質量占反應物總質量的百分比為20%~30%。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述酸催化劑為硫酸；所述硫酸質量與反應物質量的百分比為0.07%~0.09% ;所述硫酸的質量百分比濃度為8%~10%。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述活性炭質量與反應物質量的百分比為0.4%~0.6%。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟B)具體為: BI)在酸催化劑和活性炭的作用下，將反應物在真空下加熱發生第一反應，得到第一反應混合物；所述反應物為回收脂肪酸和三羥甲基丙烷；所述第一反應中真空的壓力為-0.05 ~-0.08MPa ； B2)將上述第一反應混合物在真空下加熱發生第二反應，得到第二反應混合物；所述第二反應中真空的壓力為-0.08~-0.09MPa ； B3)將上述第二反應混合物在第三真空下抽出過量的回收脂肪酸，得到新戊基多元醇酯；所述第三真空壓力為P，所述P≤-0.09IMPa0
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第一反應加熱的溫度為110°C~180°C，所述第一反應的時間為4~6小時。
9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第二反應加熱的溫度為180°C~200°C，所述第一反應的時間為3~5小時。
10.一種空氣壓縮機潤滑油，其特征在于，包含權I~9任意一項所制備的新戊基多元醇酯。
【文檔編號】C11C3/04GK104130866SQ201410363414
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】熊瑤, 趙玉貞, 羅玉蘭, 曹毅 申請人:中國石油化工股份有限公司