阅读说明：本技术 一种生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺 (Process for producing fatty acid type diesel antiwear agent ) 是由 李德军 皮存学 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及石油化工领域,具体涉及生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺,包括采用经过结晶分离盘处理后的脂肪酸与甘油按照的等摩尔比分别导入酯化反应釜中,加入大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,并在真空条件下加热进行反应,反应结束后通入冷却水降温,降温至常温后打开放料口,通过过滤催化剂,即得到脂肪酸酯型柴油抗磨剂产品；结晶分离盘处理采用保温罐对工业脂肪酸进行结晶分离,保温罐上设有结晶分离盘、刮板、饱和脂肪酸导流槽、冷冻装置、产品罐,保温罐通过泵送系统进行传递控制。本发明提供一种能够连续生产脂肪酸型柴油抗磨剂,生产效率高,生产成本低,省时省力,绿色环保,能源消耗小,产品稳定性强的生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺。(The invention relates to the field of petrochemical industry, in particular to a process for producing a fatty acid type diesel antiwear agent, which comprises the steps of respectively introducing fatty acid treated by a crystallization separation disc and glycerol into an esterification reaction kettle according to an equimolar ratio, adding macroporous strong-acid styrene cation exchange resin, heating under a vacuum condition for reaction, introducing cooling water for cooling after the reaction is finished, opening a discharge port after the temperature is reduced to normal temperature, and filtering a catalyst to obtain a fatty acid ester type diesel antiwear agent product; the crystallization separation disc treatment adopts a heat preservation tank to carry out crystallization separation on the industrial fatty acid, the heat preservation tank is provided with a crystallization separation disc, a scraper plate, a saturated fatty acid diversion trench, a refrigerating device and a product tank, and the heat preservation tank carries out transfer control through a pumping system. The invention provides a process for producing the fatty acid type diesel oil antiwear agent, which can continuously produce the fatty acid type diesel oil antiwear agent, and has the advantages of high production efficiency, low production cost, time and labor conservation, environmental protection, low energy consumption and strong product stability.)

一种生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体涉及一种生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺。

背景技术

随着柴油机的广泛使用，柴油的消耗量正逐年增长，然而柴油的大量消耗也必然会导致车辆排放有害物的进一步加剧。由于排放对生态环境、人类健康和经济发展有着严重影响，各国政府相继制定了严格排放法规，限制柴油车辆的有害排放。随着国六柴油标准的实施，国内采取加氢处理和加氢裂化等降硫技术，使得柴油含硫量大大减少，柴油的含硫量降到10PPM以下。但是同时也降低了柴油润滑性指标，由于低硫柴油润滑性较差，因此低硫柴油和超低硫柴油通常用润滑性添加剂（柴油抗磨剂）进行处理，从而改善柴油润滑性能。该方法具有成本小、生产灵活、污染少等优点，在工业上受到广泛的重视；脂肪酸型柴油抗磨剂因为能够显著改善低硫柴油的润滑性，同时具有较低的生产成本，目前是低硫柴油如国六柴油改善其润滑性的主要产品。对于大多数柴油而言，脂肪酸型柴油抗磨剂已经能够满足其主要指标要求，其低成本竞争优势显而易见。在我国柴油抗磨剂的生产过程中，主要使用工业级不饱和脂肪酸作为原料，由于工业级不饱和脂肪酸的生产来源复杂，其产品的性能和组成差异较大，其中饱和脂肪酸是影响抗磨剂产品凝点和浊点的主要成分。为了提高抗磨剂产品质量，必须除去其中的饱和脂肪酸，从工业级不饱和脂肪酸中除去饱和脂肪酸的传统方法有：冷冻压榨法、溶剂冷冻分离法、尿素法和分子蒸馏法等。

冷冻压榨法是将粗脂肪酸直接冷冻至膏状，然后进行压榨得到不饱和脂肪酸，该方法难以实现连续化生产，生产效率比较低，能耗较高，且劳动量大；溶剂冷冻分离法是将粗脂肪酸和有机溶剂的混合溶液直接冷冻至糊状，然后经过离心分离得到不饱和脂肪酸，该方法在冷冻和回收溶剂时的能耗较大，而且有机溶剂的挥发性较强，对设备、生产环境和操作要求较高。尿素法通常采用尿素和甲醇或乙醇对脂肪酸进行提纯制成抗磨剂，尿素包合法是一种常用的脂肪酸分离方法，其原理是尿素分子在结晶过程中能与饱和脂肪酸或单不饱和脂肪酸形成较稳定的晶体包合物析出，采用过滤的方法可将不同类型的脂肪酸分离；尿素包合法的主要影响因素包括尿素和脂肪酸比例、包合温度、包合时间以及包合次数等，尿素包合法具有操作成本低，操作简单的优点，但产品收率低且纯度不高；分子蒸馏法是在高真空条件下经过多级分子蒸馏将粗脂肪酸中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸分离开，由于粗脂肪酸中各组分的物理性质相差较小，分子蒸馏法分离所得的抗磨剂产品收率和质量一直不尽人意，因此现有的各种脂肪酸型抗磨剂制备工艺均有不足之处，在实际生产中经济效益也较差。

因此，生产一种能够连续生产脂肪酸型柴油抗磨剂，生产效率高，生产成本低，省时省力，绿色环保，能源消耗小，产品稳定性强的生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺，具有广泛的市场前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种能够连续生产脂肪酸型柴油抗磨剂，生产效率高，生产成本低，省时省力，绿色环保，能源消耗小，产品稳定性强的生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺，用于克服现有技术中缺陷。

本发明采用的技术方案为：一种生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺，包括采用经过结晶分离盘处理后的脂肪酸与甘油按照的等摩尔比分别导入酯化反应釜中，加入大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，并在真空条件下加热进行反应，反应结束后通入冷却水降温，降温至常温后打开放料口，通过过滤催化剂，即得到脂肪酸酯型柴油抗磨剂产品；所述的结晶分离盘处理采用保温罐对工业脂肪酸进行结晶分离，保温罐上设有结晶分离盘、刮板、饱和脂肪酸导流槽、冷冻装置、产品罐，保温罐通过泵送系统进行传递控制。

所述保温罐分为一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐，泵系统依次将一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐进行连通；首先，将工业脂肪酸从一级保温罐的入口加入，与预先已经降温的结晶分离盘接触，接触时间一般为1分钟至20分钟，结晶分离盘内部流通有低温介质，结晶分离盘表面的温度与低温介质温度相同；其次，结晶分离盘与工业脂肪酸接触后，工业脂肪酸中的饱和脂肪酸会在结晶分离盘表面冷冻结晶并吸附在结晶分离盘的表面；再次，当结晶分离盘从工业脂肪酸液体中旋转上升后，位于结晶分离盘上方的刮板将吸附在结晶分离盘表面的饱和脂肪酸结晶刮下分离且将饱和脂肪酸结晶刮入到饱和脂肪酸导流槽中被收集到产品罐中；工业脂肪酸经过一级保温罐处理后，通过泵系统依次将工业脂肪酸送入到二级保温罐以及三级保温罐并重复上述结晶分离的过程，从而得到工业脂肪酸中不饱和脂肪酸含量超过98%以上。

所述的保温罐采用具有隔热材料的原料罐，用于对工业脂肪酸的进行保温；所述的结晶分离盘是将多个竖直设置的分离圆盘粘接固定在同一根水平设置的旋转轴上，结晶分离盘采用铜、不锈钢、碳钢或铝合金等常规金属做成的中空的圆盘，旋转轴的材质与结晶分离盘的材质一样，旋转轴的两端分别通过轴承固定在保温罐内，旋转轴的一侧固定有驱动电机，旋转轴通过驱动电机带动旋转；所述的刮板安装在保温罐的顶部，刮板的底部与结晶分离盘的顶部相接触，从而便于将脂肪酸的结晶从分离盘表面刮下并将分离的脂肪酸的结晶送入到饱和脂肪酸收集槽中，所述刮板的材质与结晶分离盘的材质一样。

所述的饱和脂肪酸导流槽采用金属材质制成槽状结构，饱和脂肪酸导流槽上固定有加热装置，加热装置保证导流槽的温度在10至100℃之间，保证分离得到的饱和脂肪酸融化并被收集到产品罐中。

所述的冷冻装置为常规的工业制冷装置，冷冻装置的低温介质为乙二醇溶液，冷冻装置能够对带有防腐剂的盐水溶液进行降温，冷冻装置通过泵系统把低温介质循环送到结晶分离盘中，通过低温介质将结晶分离盘的表面温度降低至所需要的温度。

所述的结晶分离盘通过流通低温介质以便降低结晶分离盘的表面温度，结晶分离盘采用圆形的中空盘状结构，结晶分离盘半径范围为500至5000mm，相邻的结晶分离盘的距离范围是2至50mm。

所述的工业脂肪酸与结晶分离盘的接触时长通过旋转轴的旋转速度来控制，旋转轴和结晶分离盘的转速为2至10分钟旋转一周，保温罐内的工业脂肪酸顶面位于结晶分离盘的中部，结晶分离盘旋转一周结晶分离盘的边缘上任意固定点与业脂肪酸的接触时间为1至5分钟。

所述的一级保温罐内结晶分离盘与工业脂肪酸接触时间优选为3至10分钟，二级保温罐内结晶分离盘与工业脂肪酸接触时间为3至10分钟，三级保温罐内结晶分离盘与工业脂肪酸接触时间为3至10分钟；所述的一级保温罐内结晶分离盘温度为1至10℃，二级保温罐内结晶分离盘温度为0至-9℃，三级保温罐内结晶分离盘的温度为-10至-30℃。

所述的一级保温罐内结晶分离盘的温度为2至5℃，二级保温罐内的结晶分离盘的温度为-2至-5℃，三级保温罐内结晶分离盘的温度为-9至-15℃。

所述的保温罐本身配有自循环泵系统，保证脂肪酸液体在保温罐中均匀分布。

本发明有益效果是：首先，本发明包括采用经过结晶分离盘处理后的脂肪酸与甘油按照的等摩尔比分别导入酯化反应釜中，加入大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，并在真空条件下加热进行反应，反应结束后通入冷却水降温，降温至常温后打开放料口，通过过滤催化剂，即得到脂肪酸酯型柴油抗磨剂产品；所述的结晶分离盘处理采用保温罐对工业脂肪酸进行结晶分离，保温罐上设有结晶分离盘、刮板、饱和脂肪酸导流槽、冷冻装置、产品罐，保温罐通过泵送系统进行传递控制，本发明通过设有冷冻装置以及结晶分离盘能够有效的促进工业脂肪酸进行结晶，通过刮板将结晶的饱和的脂肪酸进行分离，从而实现连续生产脂肪酸型柴油抗磨剂的需要，使得除去过程省时省力，从而提高不饱和脂肪的生产效率；其次，本发明通过将保温罐分为一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐，使得工业脂肪酸经过三次结晶分离，从而满足得到的工业脂肪酸中不饱和脂肪酸含量超过98%以上，已经满足中国石化酸性柴油抗磨剂标准，作为生产脂肪酸型柴油抗磨剂使用的原材料，使得生产脂肪酸型柴油抗磨剂稳定性强；再次，本发明通过设有冷冻装置能够有效的促进工业脂肪酸进行结晶，通过刮板将结晶的饱和的脂肪酸进行分离，通过设有饱和脂肪酸导流槽和产品罐，将饱和的脂肪酸进行收集，从而节约能源并无污染物产生，确保绿色环保，使得本发明具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品。

附图说明

图1为本发明中工业脂肪酸进行结晶分离的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺，包括采用经过结晶分离盘处理后的脂肪酸与甘油按照的等摩尔比分别导入酯化反应釜中，加入大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，并在真空条件下加热进行反应，反应结束后通入冷却水降温，降温至常温后打开放料口，通过过滤催化剂，即得到脂肪酸酯型柴油抗磨剂产品；所述的结晶分离盘处理采用保温罐对工业脂肪酸进行结晶分离，保温罐上设有结晶分离盘、刮板、饱和脂肪酸导流槽、冷冻装置、产品罐，保温罐通过泵送系统进行传递控制。

所述保温罐分为一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐，泵系统依次将一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐进行连通；首先，将工业脂肪酸从一级保温罐的入口加入，与预先已经降温的结晶分离盘接触，接触时间一般为1分钟至20分钟，结晶分离盘内部流通有低温介质，结晶分离盘表面的温度与低温介质温度相同；其次，结晶分离盘与工业脂肪酸接触后，工业脂肪酸中的饱和脂肪酸会在结晶分离盘表面冷冻结晶并吸附在结晶分离盘的表面；再次，当结晶分离盘从工业脂肪酸液体中旋转上升后，位于结晶分离盘上方的刮板将吸附在结晶分离盘表面的饱和脂肪酸结晶刮下分离且将饱和脂肪酸结晶刮入到饱和脂肪酸导流槽中被收集到产品罐中；工业脂肪酸经过一级保温罐处理后，通过泵系统依次将工业脂肪酸送入到二级保温罐以及三级保温罐并重复上述结晶分离的过程，从而得到工业脂肪酸中不饱和脂肪酸含量超过98%以上，已经满足中国石化酸性柴油抗磨剂标准，作为生产脂肪酸型柴油抗磨剂使用的原材料。

所述的保温罐采用具有隔热材料的原料罐，用于对工业脂肪酸的进行保温，从而便于工业脂肪酸进行结晶；所述的结晶分离盘是将多个竖直设置的分离圆盘粘接固定在同一根水平设置的旋转轴上，结晶分离盘采用铜、不锈钢、碳钢或铝合金等常规金属做成的中空的圆盘，旋转轴的材质与结晶分离盘的材质一样，旋转轴的两端分别通过轴承固定在保温罐内，旋转轴的一侧固定有驱动电机，旋转轴通过驱动电机带动旋转；所述的刮板安装在保温罐的顶部，刮板的底部与结晶分离盘的顶部相接触，从而便于将脂肪酸的结晶从分离盘表面刮下并将分离的脂肪酸的结晶送入到饱和脂肪酸收集槽中，所述刮板的材质与结晶分离盘的材质一样。

所述的饱和脂肪酸导流槽采用金属材质制成槽状结构，饱和脂肪酸导流槽上固定有加热装置，加热装置保证导流槽的温度在10至100℃之间，保证分离得到的饱和脂肪酸融化并被收集到产品罐中；所述的冷冻装置为常规的工业制冷装置，冷冻装置的低温介质为乙二醇溶液，冷冻装置能够对带有防腐剂的盐水溶液进行降温，冷冻装置通过泵系统把低温介质循环送到结晶分离盘中，通过低温介质将结晶分离盘的表面温度降低至所需要的温度；所述的结晶分离盘通过流通低温介质以便降低结晶分离盘的表面温度，结晶分离盘采用圆形的中空盘状结构，结晶分离盘半径范围为500至5000mm，相邻的结晶分离盘的距离范围是2至50mm；所述的工业脂肪酸与结晶分离盘的接触时长通过旋转轴的旋转速度来控制，旋转轴和结晶分离盘的转速为2至10分钟旋转一周，保温罐内的工业脂肪酸顶面位于结晶分离盘的中部，结晶分离盘旋转一周结晶分离盘的边缘上任意固定点与业脂肪酸的接触时间为1至5分钟；

所述的一级保温罐内结晶分离盘与工业脂肪酸接触时间优选为3至10分钟，二级保温罐内结晶分离盘与工业脂肪酸接触时间为3至10分钟，三级保温罐内结晶分离盘与工业脂肪酸接触时间为3至10分钟；所述的一级保温罐内结晶分离盘温度为1至10℃，二级保温罐内结晶分离盘温度为0至-9℃，三级保温罐内结晶分离盘的温度为-10至-30℃；所述的一级保温罐内结晶分离盘的温度为2至5℃，二级保温罐内的结晶分离盘的温度为-2至-5℃，三级保温罐内结晶分离盘的温度为-9至-15℃；所述的保温罐本身配有自循环泵系统，保证脂肪酸液体在保温罐中均匀分布。

实施例1：如图1所示，启动冷冻装置将低温介质的温度降低至3℃、-5℃和-12℃，分别与一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐内的结晶分离盘接通并循环，保证结晶分离盘的温度分别为3℃、-5℃和-12℃，启动一级保温罐内的结晶分离盘的驱动电机，控制一级保温罐结晶分离盘转速为每旋转一周2分钟时间，，待注入一级保温罐内工业脂肪酸达到结晶分离盘的中部后，开启自循环泵系统，保证保温罐内的工业脂肪酸混合均匀，随着结晶分离盘的运转，不断有饱和脂肪酸吸附在结晶分离盘表面，并在旋转过程中这部分饱和脂肪酸被刮板刮下分离，送入到饱和脂肪酸收集槽中。

当一级结晶分离盘上的饱和脂肪酸析出量减少时，开启一级保温罐与二级保温罐之间的泵系统，把处理后的脂肪酸泵入二级保温罐中，进行更低温度的结晶分离盘处理；待二级保温罐内物料达到结晶分离盘的中部时，关闭泵系统，开启转动二级保温罐内的结晶分离盘，控制二级保温罐内的结晶分离盘转速为每旋转一周4分钟时间，随着结晶分离盘的运转，不断有饱和脂肪酸吸附在结晶分离盘表面，并在旋转过程中这部分饱和脂肪酸被刮板刮下分离，送入到饱和脂肪酸收集槽中。

当二级保温罐内的结晶分离盘上的饱和脂肪酸析出量减少时，开启二级保温罐与三级保温罐之间的泵系统，把处理后的脂肪酸泵入三级保温罐中，进行更低温度的结晶分离盘处理，待三级保温罐内物料达到结晶分离盘的中部时，关闭泵系统，开启转动三级保温罐内的结晶分离盘，控制三级保温罐内的结晶分离盘转速为每旋转一周6分钟时间，随着结晶分离盘的运转，不断有饱和脂肪酸吸附在结晶分离盘表面，并在旋转过程中这部分饱和脂肪酸被刮板刮下分离，送入到饱和脂肪酸收集槽中。

当三级结晶分离盘上的饱和脂肪酸析出量减少时，说明脂肪酸内的饱和脂肪酸含量已经达到抗磨剂指标要求了，开启泵系统，把产品按照一定的速度泵入到抗磨剂成品罐中，根对产品的质量控制，主要基于产品中饱和脂肪酸的含量，采用色谱法进行检测。将经过结晶分离盘处理后的脂肪酸与甘油按设计的等摩尔比导入酯化反应釜中，加入大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂（D001），在真空条件下加热反应，反应结束后，通入冷却水降温，至常温后，打开放料口，过滤催化剂，即得到脂肪酸酯型柴油抗磨剂产品。

实施例2：如图1所示，启动制冷系统，把低温介质的温度降低至2℃、-6℃和-14℃，分别与一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐内的结晶分离盘接通并循环，保证结晶分离盘的温度分别为2℃、-6℃和-14℃。同理，根据实施例1，依次通过一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐进行结晶分离，并通过控制一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐内的结晶分离盘的结晶分离盘的驱动电机，分别控制一级保温罐的结晶分离盘转速为每旋转一周4分钟时间、二级保温罐的结晶分离盘转速为每旋转一周4分钟时间，三级保温罐的结晶分离盘转速为每旋转一周6分钟时间，从而将产品按照一定的速度泵入到抗磨剂成品罐中，根对产品的质量控制，主要基于产品中饱和脂肪酸的含量，采用色谱法进行检测。将经过结晶分离盘处理后的脂肪酸与甘油按设计的等摩尔比导入酯化反应釜中，加入大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂（D001），在真空条件下加热反应，反应结束后，通入冷却水降温，至常温后，打开放料口，过滤催化剂，即得到脂肪酸酯型柴油抗磨剂产品。

实施例3：如图1所示，启动制冷系统，把低温介质的温度降低至4℃、-4℃和-14℃，分别与一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐内的结晶分离盘接通并循环，保证结晶分离盘的温度分别为4℃、-4℃和-14℃。同理，根据实施例1，依次通过一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐进行结晶分离，并通过控制一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐内的结晶分离盘的结晶分离盘的驱动电机，分别控制一级保温罐的结晶分离盘转速为每旋转一周4分钟时间、二级保温罐的结晶分离盘转速为每旋转一周4分钟时间，三级保温罐的结晶分离盘转速为每旋转一周4分钟时间，从而将产品按照一定的速度泵入到抗磨剂成品罐中，根对产品的质量控制，主要基于产品中饱和脂肪酸的含量，采用色谱法进行检测。将经过结晶分离盘处理后的脂肪酸与甘油按设计的等摩尔比导入酯化反应釜中，加入大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂（D001），在真空条件下加热反应，反应结束后，通入冷却水降温，至常温后，打开放料口，过滤催化剂，即得到脂肪酸酯型柴油抗磨剂产品。

实施例4：如图1所示，启动制冷系统，把低温介质的温度降低至3℃、-6℃和-12℃，分别与一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐内的结晶分离盘接通并循环，保证结晶分离盘的温度分别为3℃、-6℃和-12℃。同理，根据实施例1，依次通过一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐进行结晶分离，并通过控制一级保温罐、二级保温罐和三级保温罐内的结晶分离盘的结晶分离盘的驱动电机，分别控制一级保温罐的结晶分离盘转速为每旋转一周5分钟时间、二级保温罐的结晶分离盘转速为每旋转一周5分钟时间，三级保温罐的结晶分离盘转速为每旋转一周5分钟时间，从而将产品按照一定的速度泵入到抗磨剂成品罐中，根对产品的质量控制，主要基于产品中饱和脂肪酸的含量，采用色谱法进行检测。将经过结晶分离盘处理后的脂肪酸与甘油按设计的等摩尔比导入酯化反应釜中，加入大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂（D001），在真空条件下加热反应，反应结束后，通入冷却水降温，至常温后，打开放料口，过滤催化剂，即得到脂肪酸酯型柴油抗磨剂产品。

本发明通过提供一种能够连续生产脂肪酸型柴油抗磨剂，生产效率高，生产成本低，省时省力，绿色环保，能源消耗小，产品稳定性强的生产脂肪酸型柴油抗磨剂的工艺，使得本发明具有广泛的市场前景。