[发明专利]一种制备食品级通用全合成润滑油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备食品级通用全合成润滑油的方法，属于化工技术领域。所述发明包括离子液体催化剂的制备和一步法制备聚α-烯烃(PAO)，以及产物后处理。该方法制备的PAO具有优越的粘温性、低温流动性、渗透润滑性，无毒无害、使用寿命长、合成简便及低成本等特点，广泛应用于食品级润滑油或食品级润滑油的基础油

背景技术

目前，随着全球人类生活水平的提高以及人们对生命健康的日益重视，食品安全愈来愈受到社会广泛而密切的关注，它已经成为影响食品生产企业生存发展的关键因素。

普通润滑油脂的基础油精制深度不够，含有较多的稠环芳烃、3，4-苯并芘等致癌物质，这些物质严重危害人体健康，它的存在是食品安全的一大隐患，因此在食品生产中不能使用普通的润滑油脂。美国国家卫生基金会(NSF)要求对食品润滑油脂应不含铅、锑、镉、汞等金属，亦不含砷、硒等有毒元素。

目前，食品级润滑油脂采用的基础油主要有优质精制矿物质油和合成油两大类。优质精制矿物质油，如加氢裂解矿物质油不含芳香烃类，链状饱和烃占99％以上，而普通矿物质油链状饱和烃只有65％～75％，芳香烃占25％～35％，硫的含量为13～15000mg/kg，故矿物质油存在易氧化，易霉变，润滑持久力差，润滑效果差的缺点。全合成润滑油基础油被人工设计成一定的分子结构和大小，成分单一，从本质上改善了润滑油的有用成分；其具备特定的微观结构以及不给水和氧砌合的空间，整体上提升了润滑油在使用过程中各项性能的稳定。目前，食品级润滑油脂采用的全合成基础油有PAO、硅油、全氟聚醚等。在这些基础油中，PAO是纯饱和烃化合物，不含芳香烃和其他金属组分，因此无毒害，对皮肤和粘膜无刺激作用，与矿物质基础油相比较，具有优良的抗泡性和空气分离性，良好的化学和物理稳定性，优良的渗透性和吸附性能，且没有毒性，其使用寿命达矿物质油的三倍以上。然而，目前国内的PAO生产工艺一般采用相对落后的石蜡裂解技术，再经过加氢补充精制、加氢裂化和异构化等复杂繁琐的精制工艺，具有效率低下，成本高的缺点；而且，至今国内还不具备自主研发生产食品级合成润滑油的能力，这方面技术仍处于空白阶段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对食品级润滑油制备技术中的不足，提供一种制备食品级通用全合成润滑油的方法。

为解决上述技术问题，本发明公开的是一种制备食品级通用全合成润滑油的方法，其特征在于具有工艺简便高效，成本较低，产品无毒环保，粘度指数高，高低温性能优良，很适合作为食品级润滑油的基础油或直接作为食品级润滑油使用。该工艺包括以下步骤：(1)活性离子液体催化剂的制备：采用三组分反应法制备，首先将A组分与B组分充分混合溶解于有机溶剂中，然后在氮气保护下缓慢加入C组分，保持一定的搅拌速度，控制反应温度为20～45℃，反应时间为1～4小时即得到活性离子液体催化剂。

上述步骤中，A组分为1，2-二烷基咪唑或N，N-二烷基咪唑中的一类，B组分为三氧化二铝、纳米二氧化硅、氯化镁、氯化锌、复合烷基铝(AlEt₂Cl-AlR₃)、氯代烷基铝中的一种，C组分为无水三氯化铝、二乙基氯化铝、乙基二氯化铝和无水氯化铁、三氟化硼中的一种。

上述步骤中，A组分∶B组分∶C组分＝1∶0.5～2∶1～5。

上述步骤中，有机溶剂为经过脱水处理后的非极性或极性较小的溶剂，如二氯甲烷、氯仿、环己烷、四氯化碳中的一种，其用量为A组分、B组分、C组分三组分质量和的1/2～5倍。

(2)一步法合成聚α-烯烃(PAO)：在高压反应釜中加入一定量有机溶剂和占反应釜总体积的1/500～1/50的离子液体催化剂，通入乙烯气体，保持反应釜中的压力为0.2～1.0MPa，控制反应釜的温度为50～120℃，反应20～30小时。

以上步骤中，所用有机溶剂为经过脱水处理后的非极性或极性较小的溶剂，如二氯甲烷、氯仿、环己烷、四氯化碳中的一种，其用量为A组分、B组分、C组分质量和的1/2～5倍。其与活性离子液体催化剂的体积比为15∶1～250∶1。

(3)反应釜降至常温，分别经沉淀和过滤分离出离子液体催化剂及其残余，再经过氢化、蒸馏后得到食品级通用全合成润滑油。

上述步骤中，氢化的目的是降低不饱和度，氢化所用催化剂为负载镍系催化剂或负载钯系催化剂的一类，优选为负载钯系催化剂，控制压力为0.2～1.0MPa，温度为25～75℃，氢化时间控制在2～20小时。在该反应的过程中，不饱和度的量一般被降低超过95％。