阅读说明：本技术 一种利用废油脂生产高黏度指数生物润滑油基础油的方法 (Method for producing high-viscosity-index biological lubricating oil base oil by using waste oil ) 是由 施军营 孙忠超 何清玉 徐荣兵 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及润滑剂技术领域,公开了一种利用废油脂生产高黏度指数生物润滑油基础油的方法。包括步骤：S1)对废弃油脂进行预处理,获得预处理后的废弃油脂；S2)对预处理后的废弃油脂进行皂化反应；S3)对皂化反应后的反应产物进行离心处理,分离出水和甘油,得到脂肪酸盐；S4)脂肪酸盐与三羟甲基丙烷在酸性催化剂作用下进行酯化反应得到三羟甲基丙烷三酯。本发明利用餐厨废油脂、地沟油等废弃油脂,经过预处理,除去油脂中的杂质及水分,通过第一步皂化反应、第二步酯化反应制备三羟甲基丙烷酯,产物收率97％以上,获得绿色环保润滑油基础油,提供了一种经济高效的环保润滑油基础油制备方法,工艺流程简单、适用于大规模生产,产品粘度指数大于200。(The invention relates to the technical field of lubricants, and discloses a method for producing high-viscosity-index biological lubricating oil base oil by using waste oil. The method comprises the following steps: s1) pretreating the waste grease to obtain pretreated waste grease; s2) carrying out saponification reaction on the pretreated waste oil; s3) carrying out centrifugal treatment on the reaction product after the saponification reaction, and separating water and glycerol to obtain fatty acid salt; s4) carrying out esterification reaction on the fatty acid salt and trimethylolpropane under the action of an acid catalyst to obtain trimethylolpropane triester. The invention provides an economical and efficient preparation method of environment-friendly lubricating oil base oil, which is characterized in that waste oil such as kitchen waste oil and swill-cooked dirty oil is pretreated to remove impurities and water in the oil, trimethylolpropane ester is prepared through a first step of saponification reaction and a second step of esterification reaction, the yield of the product is more than 97%, and the environment-friendly lubricating oil base oil is obtained.)

一种利用废油脂生产高黏度指数生物润滑油基础油的方法

技术领域

本发明涉及润滑油制备技术领域，尤其涉及一种利用废油脂生产高黏度指数生物润滑油基础油的方法。

背景技术

废弃油脂，是指食品生产经营单位在经营过程中产生的不能再食用的动植物油脂，包括油脂使用后产生的不可再食用的油脂、餐饮业废弃油脂、以及含油脂废水经油水分离器或者隔油池分离后产生的不可再食用的油脂，俗称地沟油、潲水油、泔水油。这类油脂较使用前颜色深、粘度大、酸值、过氧化值较高，酸败程度较深。食用油在高温下长时间使用后，营养价值明显下降，甚至产生多种致病成份，长期食用，对人体健康极为不利，应全部废弃。这些油在强制性国家标准中规定的过氧化值、浸出油溶剂残留量等指标上存在严重问题。如果将这些废油脂直接排入下水道，由于脂肪酸含量较高，不仅会阻塞、腐蚀管道，而且这些废油会造成大面积的水面污染，严重时导致水体富营养化。废弃油脂回收体系的建立势在必行，同时这些油脂的再利用生产高附加值产品也是提高经济效益的有效手段。利用废弃油脂生产生物润滑油基础油是一种高效的利用途径。

生物润滑油具有对环境污染小的特点，生物润滑油进入环境后，由于生物降解性好，毒性低，因而具有较短的生命周期，不会长期滞留在环境当中对土壤或地表水域产生严重和持续的影响。生物润滑油具有良好的润滑性能，且粘度指数较高，随着温度变化，粘度的变化小，性能稳定，低温性能好。生物润滑油的倾点低，可以在低温下使用，闪点较高，挥发性较低，着火及爆炸的可能性低，安全性高。另外其氧化稳定性好，使用寿命长，适用于较高的使用环境。利用废弃油脂经过多步反应制取多元醇酯如三羟甲基丙烷酯能够作为生物润滑油基础油。

发明内容

本发明的目的在于为了解决地沟油直接排放污染环境的问题，提供一种利用废油脂生产生物润滑油基础油的方法。本发明利用废弃食用油脂，经过预处理，除去油脂中的杂质及水分，通过第一步皂化反应和第二步酯化反应制备三羟甲基丙烷酯，获得润滑油基础油，提供了一种经济高效的环保润滑油基础油制备方法，获得的润滑油基础油黏度指数高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用废油脂生产生物润滑油基础油的方法，包括以下步骤：

S1)采集废弃油脂，对废弃油脂进行预处理，获得预处理后的废弃油脂；

S2)加入碱溶液对预处理后的废弃油脂进行皂化反应，然后皂水分离；

S3)在固体酸催化剂作用下将皂与醇进行酯化反应，得到粗润滑油基础油；

S4)将粗润滑油基础油水洗、干燥得到精制的生物润滑油基础油。

废弃油脂制备润滑油基础油需经两步反应，第一步皂化反应为利用碱水溶液与废弃油脂进行皂化反应生成脂肪酸盐。利用第一步皂化反应获得的脂肪酸盐，与三羟甲基丙烷进行酯化反应，制备得到三羟甲基丙烷酯。所得产物经精制后可作为润滑油基础油，与各种添加剂调拌混合后可制取指标合格的润滑油。第二步酯化反应采用固体超强酸催化剂、酸性离子交换树脂等酸性催化剂，在反应过程中不易产生气泡，反应过程稳定，而且不需要单独的真空脱水。所得反应产物经过减压蒸馏蒸出反应物，得到三羟甲基丙烷酯，产物收率97％以上，产品粘度指数大于200。

进一步的，步骤S1)中，对废弃油脂进行预处理，包括步骤：

S11)利用过滤装置过滤废弃油脂中的固体杂质；

S12)将除掉固体杂质的废弃油脂加热至100℃～120℃，除去水分；

S13)利用活性白土对除去水分后的废弃油脂进行脱色；

S14)对脱色后的废弃油脂进行过滤，除去白土。

废弃油脂的来源为由餐厨垃圾中回收废油脂和地沟油，废弃油脂首先需要经过预处理过程，先经过滤装置过滤掉固体杂质，除掉杂质的地沟油为深褐色有刺激性臭味的粘稠液体，然后加热至100℃～120℃，优选110℃，除去水分，然后利用活性白土脱色，脱色后的废弃油脂过滤除去白土，油脂为澄清透明浅黄色液体。

进一步的，步骤S2)中在预处理后的废弃油脂中加入碱水溶液进行皂化反应，以废弃油脂的总质量为基准，反应条件为：4wt％～7wt％的碱以10wt％～20wt％碱水溶液的形式加入，温度90～120℃，反应时间0.5～2h。

进一步的，步骤S3)中，对皂化反应所得的产物进行离心处理，分离出水和甘油，得到精制的脂肪酸盐。

进一步的，步骤S3)中,离心分离前加入以废弃油脂总质量为基准的0.2-0.4的盐颗粒。

进一步的，步骤S4)中，脂肪酸盐与三羟甲基丙烷的质量比为7:1～15:1，真空度-0.098Mpa脱水，反应温度为180～250℃，反应时间为4～8h。

进一步的，步骤S2)中，碱水溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、氨水碱性物质等水溶液。

进一步的，步骤S3)中，盐颗粒为钠、钾、钙、铵等对应于步骤S2)中碱水溶液的、易溶于水的盐。

进一步的，步骤S4)中，酸性催化剂为固体超强酸、强酸性离子交换树脂等。

进一步的，步骤S12)中，将除掉固体杂质的废弃油脂加热至110℃。

本发明的有益效果是：本发明利用废弃食用油脂，经过预处理，除去油脂中的杂质及水分，通过第一步皂化反应、第二步酯化反应制备三羟甲基丙烷酯，获得润滑油基础油，产品收率高。提供了一种经济高效的环保润滑油基础油制备方法，获得的润滑油基础油黏度指数高。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一，如图1所示，一种利用废油脂生产生物润滑油基础油的方法，包括以下步骤：

S1)采集废弃油脂，对废弃油脂进行预处理，包括步骤：

S11)利用过滤装置过滤废弃油脂中的固体杂质；

S12)将除掉固体杂质的废弃油脂加热至110℃，除去水分；

S13)利用活性白土对除去水分后的废弃油脂进行脱色；

S14)对脱色后的废弃油脂进行过滤，除去白土。

获得预处理后的废弃油脂。

S2)对预处理后的废弃油脂进行皂化反应，以废弃油脂的总质量为基准，反应条件为：加入6wt％的碱，以15wt％的碱溶液形式加入，反应温度100℃，反应时间2h。

离心分离前加入以废弃油脂总质量为基准的0.3的盐颗粒，然后再离心分离，获得脂肪酸盐。

S3)在酸性催化剂作用下进行酯化反应，反应条件:脂肪酸盐与三羟甲基丙烷的质量比为8:1,通过固体超强酸床层或者强酸性的离子交换树脂柱，真空度-0.098Mpa脱水，反应温度为200℃，反应时间为5h。将酯化反应的产物经水洗、干燥得到精制的三羟甲基丙烷酯，产品黏度指数205。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本发明利用废弃食用油脂，经过预处理，除去油脂中的杂质及水分，通过第一步皂化反应及第二步酯化反应制备三羟甲基丙烷酯，获得润滑油基础油，产品收率97％，提供了一种经济高效的环保润滑油基础油制备方法，获得的润滑油基础油黏度指数200以上。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。