[发明专利]一种制备高品质季戊四醇油酸酯的方法

说明书

本发明公开了一种制备高品质季戊四醇油酸酯的方法，其特征在于包括如下步骤：第一步按油酸与季戊四醇摩尔比小于4加入油酸与季戊四醇，在加入催化剂、带水剂的条件下进行反应；第二步再加入过量的小分子量羧酸，将未反应完全的羟基全部反应，得到季戊四醇四油酸酯和季戊四醇三油酸酯小分子羧酸酯混合物；第三步反应完全后冷却至室温，水洗，有机层真空脱去带水剂，得到浅黄色油状透明液体季戊四醇油酸酯。本发明得到的季戊四醇油酸酯产品品质高，仅约含1.02%‑8.36%的季戊四醇三油酸乙酸酯，酸值小于0.1mgKOH/g，其产品质量优于市场上同类品种，并且所用原材料价廉易得，操作简单方便，工业上容易实现。

技术领域

本发明涉及精细有机化工领域，具体是一种制备高品质季戊四醇油酸酯的方法。

背景技术

季戊四醇四油酸酯具有优异的润滑性能，粘度指数高，抗燃性能好，生物降解率大于90%，高品质、低酸值的可以用作合成酯型抗燃液压油理想的基础油、航空发动机润滑油的基础油、环保型液压油、链锯油和水上游艇发动机油。

季戊四醇四油酸酯的生产是通过季戊四醇与油酸经酯化反应得到：

理论上1mol季戊四醇需要4mol油酸，为了保证季戊四醇反应完全，实际生产中一般会采用油酸过量，也就是说，油酸与季戊四醇的摩尔比会大于4。

过量的油酸除去比较困难，最容易想到的方法是碱洗，但是碱洗时油酸会生成油酸钠，而油酸钠为强乳化剂，产生大量泡沫，且造成油-水不分层，难以得到合格产品。例如，何节玉(中国油脂，2013，38(3)：47-50) 用等体积饱和碳酸氢钠溶液洗涤，油层再用蒸馏水洗涤，油层通过旋转蒸发，得到淡黄色透明油状液体，产物酸值0.63mgKOH/g。也有人尝试采用85~95%乙醇萃取除去油酸，如廖德仲(湖南理工学院学报(自然科学版)，2007，20(1)，77-79)采用95%的乙醇洗涤三次，得到酸值为0.35mgKOH/g的产品，收率81%。可见收率低，且只能除去部分油酸，产品酸值仍然高，不实用。层析的方法可以除去绝大部分的油酸，所得产品的酸值小于0.1mgKOH/g，但收率在75%以下，过程中产生大量的固体废物--硅胶，只适合实验室制备，不具有工业实用性。王伟松在ZL02111553.2中，采用20~100Pa高真空度脱去残酸。由于油酸沸点较高，除了需要高真空度，还需要高温和长时间，脱去少量油酸仍比较困难。且高温和长时间会导致色泽加深、品质下降，该专利中并未列出所得产品的酸值。

上述碱洗、萃取和高真空脱酸方法都难以得到酸值小于0.1mgKOH/g的产品。目前市场上的季戊四醇四油酸酯产品酸值一般都大于1mgKOH/g，有的甚至大于5 mgKOH/g。采用酸值大的季戊四醇油酸酯做润滑剂产品时，油品闪点降低，不适合高温下使用；倾点提高，不适合做极地润滑油。基础油的酸值高，直接影响成品润滑油的性能，如腐蚀性、防锈性、氧化安定性和使用寿命。由于腐蚀金属，造成机械润滑系统损耗加快，缩短机械使用寿命。

现有技术表明，季戊四醇油酸酯合成及脱酸方法已有文献报道，但通过反应控制得到酸值小于0.1mgKOH/g产品的方法未见文献报道。

因此，本发明拟提供一种通过反应控制，获得低酸值、高品质季戊四醇油酸酯的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过反应控制，得到高品质季戊四醇油酸酯的方法。

本发明采用的技术方案是：一种制备高品质季戊四醇油酸酯的方法，其特征在于包括如下步骤：第一步按油酸与季戊四醇摩尔比小于4加入油酸与季戊四醇，在加入催化剂、带水剂的条件下进行反应；第二步再加入过量的小分子量羧酸，将未反应完全的羟基全部反应，得到季戊四醇四油酸酯和季戊四醇三油酸酯小分子羧酸酯混合物；第三步反应完全后冷却至室温，水洗，有机层真空脱去带水剂，得到浅黄色油状透明液体季戊四醇油酸酯。

本发明所述小分子羧酸指的是乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸中的任意一种或多种的混合物。