专利摘要

本发明提供了一种油脂转化为全合成润滑油的方法，所述方法包括以下步骤：1)油脂选择性加氢为高碳醇，2)高碳醇脱水为烯烃，3)烯烃聚合为聚烯烃，4)聚烯烃加氢生成合成润滑油基础油，5)加入添加剂调节润滑油基础油性质。相比于从煤基α‑烯烃聚合到合成润滑油，本发明以油脂为原料，来源更为广泛和廉价易得，可极大的降低原料的成本。且产物选择性和收率都较好，符合化工生产需求因而具有广阔的生产前景。

权利要求

1.一种油脂转化为润滑油基础油的方法，其特征在于，所述油脂转化为润滑油基础油的方法包括以下步骤：

步骤1，油脂选择性加氢为高碳醇

将油脂、选择性加氢催化剂、溶剂加入到反应釜中，选择性加氢催化剂的活性中心为Ru，助催化剂为Re，将反应釜密封，通入H2置换反应釜中的空气，向反应釜中通入1.0-6.0MPa的H2，反应结束后，待反应釜冷却后释放H2，并通过减压蒸馏分离出C10-C20的高碳醇；

步骤2，高碳醇脱水为烯烃

将高碳醇、脱水催化剂、溶剂加入到反应釜中，所述脱水催化剂为固体酸ZrOSO4，将反应釜密封，通入N2置换反应釜中的空气；向反应釜中通入1.0-2.0MPa的N2，将反应釜的温度升温至200-350℃，反应2-6小时，反应结束后，待反应釜冷却后释放N2，并通过减压蒸馏分离出C10-C20烯烃；

步骤3，烯烃聚合为聚烯烃

将C10-C20烯烃和聚合催化剂加入到经除水处理的反应釜中，所述聚合催化剂为Cp2ZrCl2/MAO，并充入N2，聚合温度为70-170℃，反应结束后用蒸馏水淬灭，得到聚烯烃；

步骤4，聚烯烃加氢生成合成润滑油基础油

将聚烯烃、加氢催化剂、溶剂加入到反应釜中，所用加氢催化剂为负载型催化剂，活性中心为Ni，活性金属质量占载体质量的1-10％，助催化剂为Ir的单质或者氧化物，添加量为0.1-7.0wt％，将反应釜密封，通入H2置换反应釜中的空气，向反应釜中通入1.0-6.0MPa的H2，将反应釜的温度升温至200-350℃，反应2-6小时，反应结束后，待反应釜冷却后释放H2，并通过减压蒸馏分离出溶剂，所得产物为合成润滑油基础油。

2.如权利要求1所述的油脂转化为润滑油基础油的方法，其特征在于，所述油脂为废弃油脂、棕榈油、椰子油、大豆油、玉米油、稻米油、亚麻籽油和芝麻油中的一种或多种组合。

3.如权利要求1所述的油脂转化为润滑油基础油的方法，其特征在于，步骤1所用选择性加氢催化剂为负载型催化剂，包括活性金属、助剂和载体，活性金属质量占载体质量的1-10％。

4.如权利要求1所述的油脂转化为润滑油基础油的方法，其特征在于，所述载体为介孔SiO2、分子筛、活性炭的一种或多种组合。

5.如权利要求1所述的油脂转化为润滑油基础油的方法，其特征在于，步骤1中，选择性加氢反应温度为200-350℃，反应时间2-6小时。

6.如权利要求1所述的油脂转化为润滑油基础油的方法，其特征在于，所述溶剂为C6-C16的直链烷烃或环烷烃中的一种或多种组合。

7.一种油脂转化为全合成润滑油的方法，其特征在于，所述油脂转化为全合成润滑油的方法采用如权利要求1所述的油脂转化为润滑油基础油的方法制备润滑油基础油，并具备步骤5，步骤5为加入润滑油添加剂调节润滑油基础油的性质，得全合成润滑油产品。

8.如权利要求7所述的油脂转化为全合成润滑油的方法，其特征在于，所述润滑油添加剂包括烷基苯酚、二烷基二硫代磷酸锌、钙水杨酸盐、二亚酰胺琥珀酸盐、聚甲基丙烯酸烯丙酯，所述润滑油添加剂的添加量为0.8-3.0％。

说明书

技术领域

本发明涉及全合成润滑油技术领域，尤其是涉及一种油脂转化为全合成润滑油的方法。

背景技术

全合成润滑油是一种由化学合成方法制备的高沸点、高分子量烃类润滑油，其组成是比较规则的长链烷烃，是目前合成发动机油、齿轮油和其他工业用油中最为广泛应用的基础油料之一。适用于各种类型汽车、机械设备上减少摩擦，保护机械加工件的作用。由其调制的合成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，减缓了设备的磨损和腐蚀，降低了设备的维修周期，延长了设备的使用寿命。随着中国经济的快速发展，中国润滑油市场一直领先全球润滑油的增长，使润滑油特别是高质量的润滑油需求量持续增长。

目前，润滑油主要采用烯烃齐聚的方法制备，中国专利(CN108559012A)报道了采用茂金属聚合α-烯烃制备合成润滑油基础油，但目前α-烯烃主要来源于石油裂解和煤制油工业，所制备的α-烯烃碳数分布广，分离成本高，这无疑增加了成本，且石油和煤都属于不可再生能源。油脂来源广泛可再生，其中，棕榈油是目前世界上生产量、消费量和国际贸易量最大的植物油品种，它在世界油脂总产量中的比例超过30％。同时，随着人们生活水平不断提高，餐饮废油的产量与日俱增，如何解决餐饮废油对环境及食品安全的威胁成为当务之急。它们都含有丰富的C和H资源，且具有规整的分子结构，如果能正确加以利用并将其转化为高附加值化工产品润滑油这将是一笔宝贵的财富。中国专利(CN107987938A)报道了一种采用混合油脂(黄豆油、蓖麻油、菜籽油、十二烯基丁二酸、桐油酸和妥尔油酸等)为原料制备润滑油的方法。该方法仅通过多种油脂加热混合而成，成分复杂因而其性能上远逊色于全合成润滑油。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用可再生生物质油脂制备全合成润滑油的方法，原料绿色环保，工艺简单灵活，制备润滑油的收率高，可实现油脂高效转化为全合成润滑油。

为了达到上述目的，本发明提供了一种油脂转化为润滑油基础油的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，油脂选择性加氢为高碳醇

将油脂、选择性加氢催化剂、溶剂加入到反应釜中，选择性加氢催化剂的活性中心为Ru、Pt、Ni、Co或Cu，助催化剂为Re、Sn、Ir、Ce或Zr，将反应釜密封，通入H₂置换反应釜中的空气，向反应釜中通入1.0-6.0MPa的H₂，反应结束后，待反应釜冷却后释放H₂，并通过减压蒸馏分离出C10-C20的高碳醇；其中，高碳醇占所得液体产物的95wt％以上。

步骤2，高碳醇脱水为烯烃

将高碳醇、脱水催化剂、溶剂加入到反应釜中，所述脱水催化剂为固体酸，将反应釜密封，通入N₂置换反应釜中的空气；向反应釜中通入1.0-2.0MPa的N₂，将反应釜的温度升温至200-350℃，反应2-6小时，反应结束后，待反应釜冷却后释放N₂，并通过减压蒸馏分离出C10-C20烯烃；其中，烯烃占所得液体产物的98wt％以上。

步骤3，烯烃聚合为聚烯烃

将C10-C20烯烃和聚合催化剂加入到经除水处理的反应釜中，所述聚合催化剂为BF₃、AlCl₃或Cp₂ZrCl₂/MAO，并充入N₂，聚合温度为70-170℃，反应结束后用蒸馏水淬灭，得到聚烯烃；其中，聚烯烃的收率为100％。

步骤4，聚烯烃加氢生成合成润滑油基础油

将聚烯烃、加氢催化剂、溶剂加入到反应釜中，所用加氢催化剂的活性中心为Pd、Pt、Ru或Ni，将反应釜密封，通入H₂置换反应釜中的空气，向反应釜中通入1.0-6.0MPa的H₂，将反应釜的温度升温至200-350℃，反应2-6小时，反应结束后，待反应釜冷却后释放H₂，并通过减压蒸馏分离出溶剂，所得产物为合成润滑油基础油。

进一步地，所述油脂为废弃油脂、棕榈油、椰子油、大豆油、玉米油、稻米油、亚麻籽油和芝麻油中的一种或多种组合。

进一步地，步骤1所用选择性加氢催化剂为负载型催化剂，包括活性金属、助剂和载体，活性金属质量占载体质量的1-10％。

进一步地，所述载体为介孔SiO₂、分子筛、活性炭的一种或多种组合。

进一步地，步骤1中，油脂与溶剂的体积比例为1:1，反应温度为200-350℃，反应时间2-6小时。

进一步地，所述溶剂为C6-C16的直链烷烃或环烷烃中的一种或多种组合。

进一步地，步骤2中，原料与溶剂的体积比1:1-2，所述脱水催化剂为Al₂O₃、离子交换树脂或ZrOSO₄。

进一步地，步骤4中，原料与溶剂的体积比例为1:1，所用加氢催化剂为负载型催化剂，活性中心为Pd、Pt或Ni，活性金属质量占载体质量的1-10％，助催化剂为Re、Sn或Ir的单质或者氧化物，添加量为0.1-7.0wt％。

进一步地，加入润滑油添加剂调节润滑油基础油的性质，得全合成润滑油产品。

进一步地，所述润滑油添加剂包括烷基苯酚、二烷基二硫代磷酸锌、钙水杨酸盐、二亚酰胺琥珀酸盐、聚甲基丙烯酸烯丙酯，所述润滑油添加剂的添加量为0.8-3.0％。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具备如下有益效果：

本发明采用绿色可再生的植物油脂为原料，避免了化石能源的使用，符合绿色可持续发展的理念；同时，选用廉价易得的油脂，可极大地降低原料成本。以油脂为原料，采用金属负载于多孔载体的负载型催化剂实现油脂和聚烯烃的加氢，催化剂的大比表面积和发达的孔结构有利于反应物分子在孔道结构中的扩散和迁移，以及产物分子的脱附。同时，催化剂中加入合适助剂在一定程度上提高活性金属的分散性和催化性能。助剂的加入可以抑制过度氢解和结焦等副反应，同时促进积碳由活性中心向载体转移，改变活性中心的电子特性，进而改善金属的吸附和催化性能。

本发明所采用的脱水催化剂为固体酸，有利于碳正离子的形成和迁移，进而使得所形成的烯烃中“C＝C”的位置移动，从而聚合产物支链化程度较高，有利于进一步降低所制备合成润滑油的凝点和倾点。

本发明采用高比表面积的活性炭负载金属Pd、Pt和Ni作为聚合产物加氢催化剂，在不断裂“C-C”键的前提下对烯烃聚合物中的“C＝C”完全加氢，有利于提高所制备合成润滑油的氧化安定性和产物碳链的要求。

采用油脂转化为全合成润滑油的路线，润滑油整体收率高，基本无废弃物排放，符合绿色环保和原子经济性的要求，过程易于工业化放大。

采用本发明的方法，可使第一步高碳醇收率达95％以上，第二步长链烯烃的收率可达98％，第三步聚合产物收率100％，第四步合成润滑油收率100％。

综上，相比于从煤基α-烯烃聚合到合成润滑油，本发明以油脂为原料，来源更为广泛和廉价易得，可极大的降低原料的成本。且产物选择性和收率都较好，符合化工生产需求因而具有广阔的生产前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细介绍。

实施例1

(1)油脂加氢转化为高碳醇

步骤1.1，称取0.05g Pt(NO₃)₂和0.1g IrCl₃加入到40mL水溶液中，在25℃下搅拌3小时后，加入2g SiO₂搅拌3小时后，60℃旋转蒸发至水分完全挥发，所得前驱体在100℃烘箱中过夜干燥，空气中450℃下煅烧4小时后使用高纯H₂氛围450℃下还原4小时，待完全冷却后，使用5:1比例的N₂和空气老化备用。

步骤1.2，将2g所制备PtIr催化剂加入反应釜中，加入20g油脂和80mL正己烷。将反应釜密封，通入H₂置换反应釜中的空气；向反应釜中通入6MPa的H₂，将反应釜的温度升温至300℃，反应6小时。反应结束后冷却，释放H₂，经蒸馏得C10-C20醇。

以气相色谱-质谱联用仪定量分析液相产物。色谱柱信息：Rtx-5SilMS(30m×0.25mm×0.25μm)；色谱程序设定：100℃起以10℃/min升温至280℃后，保持40分钟。色谱分析结果显示C10-C20醇收率95％。

(2)固体酸脱水高碳醇制备长链烯烃

步骤2.1，将0.5g催化剂Al₂O₃加入反应釜中，加入10g所制备的C10-C20醇和一定量溶剂。将反应釜密封，通入N₂置换反应釜中的空气；向反应釜中通入1MPa的N₂，将反应釜的温度升温至300℃，反应6小时。反应结束后冷却，释放N₂，经蒸馏得C10-C20烯烃。

以气相色谱-质谱联用仪定量分析液相产物。色谱柱信息：Rtx-5 SilMS(30m×0.25mm×0.25μm)；色谱程序设定：100℃起以10℃/min升温至280℃后，保持40分钟。色谱分析结果显示C10-C20烯烃收率98％。

(3)BF₃聚合长链烯烃为聚烯烃

步骤3.1，将BF₃置于经脱水处理的三颈瓶中，加入所制备的烯烃，升温至100℃，反应4小时后进行淬灭反应。

步骤3.2，淬灭反应结束后，置于分液漏斗中静置分层，保留上层聚合物待用。

以气相色谱-质谱联用仪定量分析液相产物。色谱柱信息：Rtx-5 SilMS(30m×0.25mm×0.25μm)；色谱程序设定：100℃起以10℃/min升温至280℃后，保持40分钟。色谱分析结果显示聚合物收率100％。

(4)聚烯烃加氢为合成润滑油基础油

步骤4.1，称取0.05g PdCl₂加入到40mL水溶液中，在25℃下搅拌3小时后，加入1gSiO₂搅拌3小时，升温至60℃，搅拌直至水分完全蒸发，在100℃烘箱中过夜干燥，空气中450℃下煅烧4小时后使用高纯H₂氛围450℃下还原4小时，待完全冷却后，使用5:1比例的N₂和空气老化备用。

步骤4.2，将0.1g加氢催化剂加入反应釜中，加入10g所制备的聚合物和80mL正己烷。将反应釜密封，通入H₂置换反应釜中的空气；向反应釜中通入4MPa的H₂，将反应釜的温度升温至300℃，反应3小时。反应结束后冷却，释放H₂，经蒸馏得全合成润滑油基础油。

以气相色谱-质谱联用仪定量分析液相产物。色谱柱信息：Rtx-5 SilMS(30m×0.25mm×0.25μm)；色谱程序设定：100℃起以10℃/min升温至280℃后，保持40分钟。色谱分析结果显示C10-C20烯烃收率100％。

(5)润滑油基础油加入添加剂制备全合成润滑油

步骤5.1，加入1％烷基苯酚、0.15％二烷基二硫代磷酸锌、0.8％钙水杨酸盐、2％二亚酰胺琥珀酸盐、3％聚甲基丙烯酸烯丙酯(相对于润滑油质量)，得全合成润滑油。

步骤5.2，采用国标法测定所制备润滑油的性质，如下表：

实施例2

(1)油脂加氢转化为高碳醇

步骤1.1，称取0.05g RuCl₃和0.1g NH₄ReO₄加入到40mL水溶液中，在25℃下搅拌3小时后，加入2g Al₂O₃搅拌3小时后，60℃旋转蒸发至水分完全挥发，所得前驱体在100℃烘箱中过夜干燥，空气中450℃下煅烧4小时后使用高纯H₂氛围450℃下还原4小时，待完全冷却后，使用5:1比例的N₂和空气老化备用。

步骤1.2，将2g所制备RuRe催化剂加入反应釜中，加入20g油脂和80mL正己烷。将反应釜密封，通入H₂置换反应釜中的空气；向反应釜中通入6MPa的H₂，将反应釜的温度升温至300℃，反应6小时。反应结束后冷却，释放H₂，经蒸馏得C10-C20醇。

以气相色谱-质谱联用仪定量分析液相产物。色谱柱信息：Rtx-5 SilMS(30m×0.25mm×0.25μm)；色谱程序设定：100℃起以10℃/min升温至280℃后，保持40分钟。色谱分析结果显示C10-C20醇收率96％。

(2)固体酸脱水高碳醇制备长链烯烃

步骤2.1，将0.5g催化剂ZrOSO₄加入反应釜中，加入10g所制备的C10-C20醇和80mL正己烷。将反应釜密封，通入N₂置换反应釜中的空气；向反应釜中通入1MPa的N₂，将反应釜的温度升温至300℃，反应6小时。反应结束后冷却，释放N₂，经蒸馏得C10-C20烯烃。

以气相色谱-质谱联用仪定量分析液相产物。色谱柱信息：Rtx-5 SilMS(30m×0.25mm×0.25μm)；色谱程序设定：100℃起以10℃/min升温至280℃后，保持40分钟。色谱分析结果显示C10-C20烯烃收率98％。

(3)Cp₂ZrCl₂/MAO聚合长链烯烃为聚烯烃

步骤3.1，将Cp₂ZrCl₂/MAO置于经脱水处理的三颈瓶中，加入所制备的烯烃，升温至100℃，反应4小时后进行淬灭反应。

步骤3.2，淬灭反应结束后，置于分液漏斗中静置分层，保留上层聚合物待用。

以气相色谱-质谱联用仪定量分析液相产物。色谱柱信息：Rtx-5 SilMS(30m×0.25mm×0.25μm)；色谱程序设定：100℃起以10℃/min升温至280℃后，保持40分钟。色谱分析结果显示聚合物收率100％。

(4)聚烯烃加氢为合成润滑油基础油

步骤4.1，称取0.5g Ni(NO₃)₂和0.1g IrCl₃加入到40mL水溶液中，在25℃下搅拌3小时后，加入2g活性炭搅拌3小时，升温至60℃，搅拌直至水分完全蒸发，在100℃烘箱中过夜干燥，空气中450℃下煅烧4小时后使用高纯H₂氛围450℃下还原4小时，待完全冷却后，使用5:1比例的N₂和空气老化备用。

步骤4.2，将0.1g加氢催化剂加入反应釜中，加入10g所制备的聚合物和80mL正己烷。将反应釜密封，通入H₂置换反应釜中的空气；向反应釜中通入4MPa的H₂，将反应釜的温度升温至300℃，反应3小时。反应结束后冷却，释放H₂，经蒸馏得全合成润滑油基础油。

以气相色谱-质谱联用仪定量分析液相产物。色谱柱信息：Rtx-5 SilMS(30m×0.25mm×0.25μm)；色谱程序设定：100℃起以10℃/min升温至280℃后，保持40分钟。色谱分析结果显示C10-C20烯烃收率100％。

(5)润滑油基础油加入添加剂制备全合成润滑油

步骤5.1，加入1％烷基苯酚、0.15％二烷基二硫代磷酸锌、0.8％钙水杨酸盐、2％二亚酰胺琥珀酸盐、3％聚甲基丙烯酸烯丙酯(相对于润滑油质量)，得全合成润滑油。

步骤5.2，采用国标法测定所制备润滑油的性质，如下表：

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

一种油脂转化为润滑油的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。