[发明专利]基于膜分离-酯交换法的合成酯基础油生产方法

说明书

本发明涉及基于膜分离‑酯交换法的合成酯基础油生产方法，原料酸、原料醇在催化剂的作用下酯化反应，反应生成的醇/水混合蒸气经分离膜脱水后，返回酯化反应体系继续反应，在体系酸值达到规定要求后蒸除过量原料醇，获得酯化反应产物；将第一步酯化反应的产品和多元醇混合后在催化剂的作用下进行酯交换反应，完成反应后精制产物获取合成酯基础油成品。本发明的方法以C4~9混合一元脂肪酸和乙醇为原料，通过酯化‑膜分离组合装置催化酯化合成混合脂肪酸乙酯；所得混合酸乙酯脱除乙醇后直接进行酯交换反应，最终的合成酯基础油产品酯化率高、游离酸含量低、色泽好，且使得控制生产环节能耗低、三废产出少二者难以兼顾的问题得到了解决。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种基于膜分离-酯交换法的合成酯基础油生产方法。

背景技术

合成酯基础油作为润滑油的重要组成部分，其性能指标对最终油品的性能有重要影响。由于润滑油多用于各种密封精密仪器，其产品羟值、酸值决定其在应用过程中的稳定性。对于高级合成酯基础油产品，酯化程度（产品羟值）和游离酸含量（产品酸值）是重要的评价指标。

现有技术中已有多种合成酯基础油产品合成工艺，如CN105061202A一种催化合成新戊 基多元醇脂肪酸酯的方法及催化剂和CN102030638A一种新戊基多元醇辛癸酸酯的制备工艺， 均为采用脂肪酸甲酯与新戊基多元醇在催化剂作用下进行酯交换反应，制备新戊基多元醇脂肪 酸酯。其主要讨论了酯交换反应条件、催化剂的使用和后期精制提纯工艺，未提及原料脂肪酸 甲酯的来源及质量标准。CN109294745A一种脂肪酸甲酯植物油制备方法，采用植物油或废弃 餐厨油脂与甲醇进行酯交换反应，制备脂肪酸甲酯生物柴油；CN108329207A一种利用催化蒸 馏技术生产脂肪酸甲酯的装置和方法。

在一般工业生产中，为降低产品羟值提高多元醇的酯化率，一般采用原料酸过量工艺，后期精制工序为将产品酸值降低至规定范围，需要进行长时间高温脱酸及碱液中和，因此使得产品色泽加深影响其应用，同时也增加了生产能耗和三废产出，不利于实现润滑油产品的清洁生产。

发明内容

本发明的目的在于提供基于膜分离-酯交换法的合成酯基础油生产方法。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于膜分离-酯交换法的合成酯基础油生产方法，包括：

原料酸、原料醇在催化剂的作用下酯化反应，反应生成的醇/水混合蒸气经分离膜脱水后，返回酯化反应体系继续反应，在体系酸值达到规定要求后蒸除过量原料醇，获得酯化反应产物；

将第一步酯化反应的产品和多元醇混合后在催化剂的作用下进行酯交换反应，完成反应后精制产物获取合成酯基础油成品；

其中，所述原料酸为碳链长度4~9的一元脂肪酸中的至少两种；所述原料醇为乙醇。

作为本发明的进一步改进，所述多元醇为新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述酯化反应及酯交换反应在惰性气体的保护下进行；所述惰性气体可以为氮气。

作为本发明的进一步改进，酯化反应使用的催化剂为钛酸酯、固体超强酸、无机酸或其酸式盐中的一种或多种。优选的，催化剂的加入量为原料总质量的0.005-0.05%。

作为本发明的进一步改进，所述原料酸、原料醇的酸醇摩尔比为1:1.2。

作为本发明的进一步改进，所述原料醇（乙醇）含水量小于0.5%。

作为本发明的进一步改进，所述酯化反应的温度范围为80℃~150℃；优选 90℃~120℃。

作为本发明的进一步改进，反应生成的醇/水混合蒸气经分离膜脱水使乙醇含水量不高于0.5%后返回酯化反应体系。