[发明专利]一种生物质基低粘度润滑油的合成方法

说明书

本申请公开了一种生物质基低粘度润滑油的合成方法，所述合成方法包括以下步骤：步骤1，脂肪酸通过酮基化反应生成长链酮；步骤2，长链酮和糠醛经羟醛缩合反应制备润滑油中间体；步骤3，润滑油中间体加氢为低粘度润滑油。其优点表现在：采用绿色可再生的生物质脂肪酸和糠醛为原料，通过巧妙地设计反应步骤和调控润滑油的结构，以制备高品质的低粘度的蝴蝶型全合成生物基润滑油。避免了化石能源的使用，符合绿色可持续发展的理念。同时，选用廉价易得的脂肪酸和糠醛类化合物，极大地降低原料成本和高端全合成润滑油成本，且本申请的生物质基全合成润滑油的结构可调控，使产品更具有市场竞争力。

技术领域

本申请涉及生物质基全合成润滑油技术领域，尤其是涉及一种生物质基蝴蝶型低粘度全合成润滑油的制备方法。

背景技术

工业革命的蓬勃发展离不开润滑油品质的不断提高。润滑油市场，尤其是全合成润滑油极大地扩展了润滑油在高负荷、高转速、高真空、高能辐射和强氧化介质条件下的应用范围，提供了优异的氧化安定性、粘温性、抗磨损性和润滑性，因而大大地延长了换油期和设备的使用寿命。目前，全合成润滑油主要采用α-癸烯齐聚的方法制备，中国专利(CN108559012A)报道了采用茂金属催化聚合C₈-C₁₂α-烯烃制备全合成润滑油基础油。但C₈-C₁₂α-烯烃通过乙烯齐聚，该过程的选择性不高且分离不易。目前尝试过寻找更绿色环保更高效的α-烯烃聚合催化剂，但是效率较低，且该过程在选择性调控分子量和结构方面面临很大的挑战。

随着不可再生能源品石油的大量消耗，为了减轻对石油的依赖以及加强对环境的保护，寻找可再生能源产品已经迫在眉睫。其中，可再生可持续的生物质资源丰富，以此为原料制备生物基润滑油具有巨大潜力。近期策略中Gu等采用丙酮和糠醛为原料(Gu M,XiaQ,Liu X,et al.Synthesis of RenewableLubricant Alkanes from Biomass-DerivedPlatform Chemicals[J].ChemSusChem,2017,10,4102-4108)，以NaOH为催化剂两次缩合及加氢脱氧(Pd/NbOPO₄为催化剂)处理后得到支链化C₂₃烷烃，但是产物的碳数较少，无法满足润滑油的要求。Liu等以取代呋喃和脂肪醛在酸性离子交换树脂作用下碳碳偶联得到C₃₀中间体(Liu S,Josephson T R,Athaley A,et al.Renewable lubricants with tailoredmolecular architecture[J].Science advances,2019,5,5487-5494)，后再经加氢脱氧(IrRe/SiO₂或IrMo/SiO₂)制备支链化全烷烃型润滑油。随后，该研究小组发展了呋喃醛与长链酮缩合为C₃₃中间酮-呋喃环或者烷烃呋喃与长链烯醛缩合为C₂₅-C₃₃的中间体，后经IrRe/SiO₂加氢脱氧为支链化烷烃润滑油基础油。但经测试该类润滑油产品的粘度指数较低，限制了其大规模使用。

发明内容

本申请提供一种利用可再生生物质脂肪酸和糠醛制备高值化全合成润滑油，原料绿色环保且廉价易得，工艺简单灵活，润滑油的收率高，可实现脂肪酸和糠醛高效转化为全合成润滑油。脂肪酸和糠醛转化为蝴蝶型低粘度生物基全合成润滑油的路线如下：

脂肪酸酮基化为长链酮(步骤1)，长链酮与糠醛进行羟醛缩合(步骤2)，缩合产物进行加氢为蝴蝶型低粘度全合成润滑油(步骤3)。

本申请采用下述技术方案：

一种生物质基低粘度润滑油的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括以下步骤：

步骤1，脂肪酸通过酮基化反应生成长链酮