当前位置
菜籽油环氧化新工艺制备润滑油基础油的研究
作者:管理员    发布于:2016-01-26 13:57:05    文字:【】【】【

  可再生能源bookmark0菜籽油环氧化新工艺制备润滑油基础油的研究张强'李文林2,关p畅u,黄凤洪2(1.华中农业大学食品科技学院,湖北武汉430070;2.中国农业科学院油料作物研究所,湖北武汉430062)难以达到常规润滑油的性能标准。以强酸性阳离子树脂为催化剂,采用无溶剂法合成环氧菜籽油,通过正交试验对环氧化反应条件进行优化。试验结果表明:环氧菜籽油具有较低的碘值,较高的粘度指数,再加入定量的添加剂后,其氧化诱导时间大于80 h,凝点达到-28基金项目:国家*“课题(2007AA100703)。

  通讯作者:黄凤洪(1965-),男,研究员,博士生导师,主要从事油料及其产品加工的研究。E-mail:vity444126.com润滑油是四大石油产品之,是关系到国计民生的重要商品。目前,中国是仅次于美国的世界第二大润滑油消费国,约占世界润滑油消费量的9.8%,达到600万t/a.以石油提炼物为基础油的润滑油占其总产量的97.7%,矿物润滑油的生物降解性较差,流失到环境中会对生态系统造成巨大的危害。石油是一种不可再生的稀缺能源,开发新型润滑油基础油来代替矿物油已成为当务之急。

  植物油尤其是菜籽油具有较好的粘温特性以及优良的润滑性能,可再生,不污染环境,但其分子结构中含有大量的双键,限制了其应用范围和使用寿命。针对这一问题,乌学东、李久盛通过试验证明了环氧化是一种提高植物油氧化稳定性的有效方法硫酸为催化剂,得到的环氧油副产物多,放置一段时间后会生成沉淀,而且粘度较大,后处理过程中的废液易污染环境。本试验采用无溶剂法,以强酸性阳离子树脂为催化剂,对菜籽油环氧化制备润滑油基础油进行了研究。

  1试验内容1.1试验材料本试验以精炼菜籽油(湖北中昌植物油有限公司生产)为试验原料,通过气相色谱仪(安捷伦6890N)对其主要的脂肪酸含量进行分析,结果见表1.试验用催化剂为国产732强酸性阳离子交换树脂(内蒙古包头市第三化工厂生产),其它试剂为双氧水、乙酸、丙酮、盐酸、硫代硫酸钠、氢氧化钠、碘化钾、三氯化碘、碳酸钠、氯化纳等,均为分析纯。

  表1菜籽油脂肪酸组成与分布脂肪酸名称含量C14:0肉豆蔻酸C16:0掠榈酸C16:1掠榈油酸C18:0硬脂酸C18:2亚油酸C18:3亚麻酸C20:0花生酸C20:1二十碳-9-烯酸C22:0山嵛酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸1.2试验原理环氧化反应主要是利用过氧羧酸将植物油中的碳碳双键氧化,使其与一个氧原子结合转化为环氧键,从而降低分子中双键的数目,提高植物油的氧化稳定性。反应机理:乙酸先与双氧水反应生成过氧乙酸和水,菜籽油分子中的双键再与过氧乙酸进行环氧化反应,得到环氧菜籽油和乙酸()。

  八环氧化反应机理1.3试验方法环氧化反应:在250ml三口烧瓶中加入100g菜籽油,再加入一定量的乙酸和催化剂,瓶口的另升温搅拌,同时缓慢滴加双氧水,控制滴定速度,使之在2h左右滴完,滴加完毕后保温反应8h.将反应物倒入分液漏斗中,先用热碳酸钠溶液洗涤油层,然后用饱和食盐水洗涤至中性,旋转蒸发除去水分,得到环氧菜籽油。

  1.4产品分析测定采用电导率法测定油品的氧化安定性:选用瑞士Metrohm公司的742Racimat氧化安定性测定仪,将电极对置于润滑油中并加一稳定电压,电极对间电导率可引起瞬间电流Is增大,油中带电粒子迁移形成的电流逐渐趋于稳定。电导率法就是利用Is及Is与稳定电流之差A来评价润滑油的氧化变性程度。测试条件:油品3g,空气流速10L/h,温度110丈。

  动粘度。

  (盐酸一丙酮法)测定油品的环氧值。

  按照GB3142-82测定油品的磨痕直径WSD与最大无卡咬负荷Pb. 2结果与讨论2.1环氧化改性条件的优化为了探索环氧化反应的最佳工艺条件,选取双氧水滴加量、催化剂添加量、乙酸用量、反应温度4个因素作为考察对象,选用L9(34)正交试验对这4个因素进行优化处理,确定最佳反应条件表2正交试验因素水平表Table因素水平双氧水/ml催化剂/g乙酸/g温度/表3正交试验结果及分析编号环氧值由表3可以看出,影响环氧值的因素的主次顺序:双氧水滴加量>乙酸用量>反应温度>催化剂用量,即优化的水平组合为A2B2C3D3.在此条件下进行验证性试验,将100g菜籽油、5g催化剂、30g乙酸加入三口烧瓶中,搅拌,在升温过程中滴加62.5g双氧水,保持反应温度65丈,所得产品的环氧值达到4.13,好于表3中的结果,为最佳反应条件组合。

  2.2改性前后2种基础油的主要性能对比改性前后2种基础油的主要性能参数见表4.表4 2种基础油的流变性能和润滑性能主要性能菜籽油环氧菜籽油VI粘度指数凝点沈闪点沈腐蚀性/a由表4可以看出,环氧化反应能大大降低菜籽油的碘值,使其饱和度增加,提高其氧化安定性能。但是植物油的饱和度越高,其固化温度越高,低温流动性越差,因而改性后植物油的凝点上升。菜籽油的闪点与腐蚀性变化都不大,同矿物基础油相比具有一定优势。菜籽油与环氧菜籽油都具有较高的粘度指数,粘温性能较好,比矿物油优越得多。环氧菜籽油的Pb比一般矿物基础油高,其磨痕直径也达到了平均水平,表明菜籽油与环氧菜籽油都具有优良的摩擦磨损性能。

  2.3氧化安定性评价通过测定氧化诱导时间的长短,对菜籽油改性前后氧化安定性的变化进行评价,结果见表5.表5几种基础油的氧化诱导时间基础油菜籽油环氧菜籽油+1%环氧菜籽油+菜籽油抗氧化剂1%抗氧化剂氧化诱导时间由表5可以看出,环氧化改性之后,环氧菜籽油的氧化安定性有了定提高,但是环氧菜籽油对抗氧化剂的感受性相当好,其氧化稳定性大大优于加入抗氧化剂的菜籽油,改善润滑油性能的效果十分明显。由于添加剂的加入对基础油的生物降解性和生态毒性都有一定影响,因此在菜籽油化学改性之后,在不影响其使用性能的前提下,可减少其抗氧化剂的添加量,以提高油品质量和降低生产成本。

  2.4低温性能的改进凝点是影响润滑油性能的主要指标,本试验考察了降凝剂对环氧菜籽油的改性效果。选择3种在矿物润滑油中常用的降凝剂,添加量分别为1%,环氧菜籽油的凝点见表6.基础油环氧环氧菜籽油+菜籽油1%降凝剂A 1%降凝剂B 1%降凝剂C凝点由表6可以看出,菜籽油环氧化改性以后,可以通过加入降凝剂的方法来改善其低温性能较差的缺点,提高产品性能,满足苛刻工况下的需求。

  3结论籽油制备过程中副产物多,放置过程中生成浑浊进而产生沉淀,运动粘度较大(限制基础油的应用范围)等问题。在添加1定量添加剂的基础上,环氧菜籽油的氧化诱导时间达到80h以上,凝点达到-28*,粘度指数高达179.62,还具有优良的摩擦磨损性能。因此,环氧化反应是一种经济有效的改性方法,提高了植物油作为润滑油基础油的整体性能。

  润滑油技术包括2个方面:一是通过改进基础油来提高润滑油的品质;二是通过改进润滑油的添加剂配方来提高产品的质量。基础油是基础,添加剂是核心,两者相互结合,仅依赖改进基础油的生产工艺来提高润滑油的品质与性能较为困难,改进添加剂的配方显得尤为重要。

  随着全球环境污染的日趋严重,石油资源的曰益枯竭,从长远考虑,以植物油代替矿物油作为润滑油基础油更具有发展潜力和前景。

  (上接第19页)陈绍洲,常可怡。石油加工工艺学。上海:华东理工大学出版社,1998.

脚注信息
版权所有 Copyright(C)2015-2016   淄博润滑技术与节能,润滑故障,现代设备润滑,老鹰润滑剂淄博代理——秒速快三官网