一種季戊四醇酯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種季戊四醇酯的制備方法，包括以下步驟：將季戊四醇、脂肪酸與活性炭在150～220℃，-0.03～-0.07MPa真空下進行第一次反應(yīng)，得到第一反應(yīng)產(chǎn)物；將所述第一反應(yīng)產(chǎn)物在220～250℃，-0.05～-0.095MPa真空下回流反應(yīng)，得到第二反應(yīng)產(chǎn)物；將所述第二反應(yīng)產(chǎn)物在-0.098MPa以下抽真空，第三次反應(yīng)后過濾，得到季戊四醇酯。本發(fā)明在季戊四醇合成的酯化環(huán)節(jié)通過對工藝參數(shù)的調(diào)控，除去殘留催化劑，簡化生產(chǎn)工藝，提高油品的純度，確保油品更優(yōu)異的綜合性能，以解決嚴苛條件下對油品高溫抗結(jié)焦和低溫穩(wěn)定性的要求。
【專利說明】一種季戊四醇酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種季戊四醇酯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]季戊四醇酯由于分子中醇端的碳原子位置沒有活潑的氫原子，使得其具有極佳的熱安定性與氧化安定性，因此季戊四醇酯具有優(yōu)良的高、低溫性能，閃點高，傾點低，可用作航空發(fā)動機油、高溫鏈條油、合成空氣壓縮機油以及與環(huán)保制冷劑相容的冷凍機油基礎(chǔ)油；也可和聚α-烯烴油調(diào)配，以改善聚α-烯烴油使橡膠收縮和對添加劑相容性不好的缺陷，以用作內(nèi)燃機油、齒輪油等油品的基礎(chǔ)油。
[0003]作為季戊四醇酯，往往應(yīng)用于礦物油甚至普通合成油都不能滿足的苛刻工況下，從而要求季戊四醇酯的高低溫性能必須有保障。作為合成工藝而言，確?；A(chǔ)油的純凈度，是保證油品品質(zhì)最關(guān)鍵的一點，尤其對于極其嚴苛的工況，這個問題最為明顯。季戊四醇酯合成過程中，殘留催化劑往往會以化合態(tài)的形式存在于分子中，難于除去，給油品的高溫性能帶來致命的破壞，因此除去殘留催化劑是制備季戊四醇酯工藝中的一個重點。目前為了除去殘留催化劑往往采用較為繁瑣的工藝，并且在除去催化劑的同時，又帶入了新的雜質(zhì)，給油品的綜合性能帶來新的負面影響。由此，本發(fā)明提供了一種制備季戊四醇酯的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種純度較高的季戊四醇酯的制備方法。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種季戊四醇酯的制備方法，包括以下步驟:
[0006]將季戊四醇、脂肪酸與活性炭在催化劑的作用下在150~220°C, -0.03~-0.07MPa真空下進行第一次反應(yīng)，得到第一反應(yīng)產(chǎn)物；
[0007]將所述第一反應(yīng)產(chǎn)物在220~250°C，-0.05~-0.095MPa真空下回流反應(yīng)，得到第二反應(yīng)產(chǎn)物；
[0008]將所述第二反應(yīng)產(chǎn)物在_0.098MPa以下抽真空，第三次反應(yīng)后過濾，得到季戊四醇酯。
[0009]優(yōu)選的，所述第一次反應(yīng)的時間為3~8h。
[0010]優(yōu)選的，所述第二次反應(yīng)的時間為3~8h。
[0011]優(yōu)選的，所述第三次反應(yīng)的條件為100~160°C，-0.05~-0.08MPa，所述第三次反應(yīng)的時間為2~4h。
[0012]優(yōu)選的，所述過濾之前還包括將所述第三次反應(yīng)后的溶液降溫至40°C以下。
[0013]優(yōu)選的，所述催化劑為硫酸，所述硫酸的濃度為98wt%。
[0014]優(yōu)選的，所述第一次反應(yīng)的條件為180~200°C，-0.04~-0.06MPa。
[0015]優(yōu)選的，所述回流反應(yīng)的條件為220~230°C，-0.065~-0.08MPa。
[0016]優(yōu)選的，所述第三次反應(yīng)的條件為120~150°C，-0.06~-0.07MPa。
[0017]本發(fā)明提供了一種季戊四醇酯的制備方法，包括以下步驟:將季戊四醇、脂肪酸與活性炭在150~220°C，-0.03~-0.07MPa真空下進行第一次反應(yīng)，得到第一反應(yīng)產(chǎn)物；將所述第一反應(yīng)產(chǎn)物在220~250°C，-0.05~-0.095MPa真空下回流反應(yīng)，得到第二反應(yīng)產(chǎn)物；將所述第二反應(yīng)產(chǎn)物在-0.098MPa以下抽真空，第三次反應(yīng)后過濾，得到季戊四醇酯。在制備季戊四醇酯的過程中，本發(fā)明先將脂肪酸與季戊四醇反應(yīng)，通過反應(yīng)條件的控制，使反應(yīng)充分進行生成季戊四醇酯，然后再次控制真空度與反應(yīng)溫度，將季戊四醇酯分子中殘留的催化劑除去，再次控制真空條件及在活性炭的作用下，除去過量的脂肪酸，最后進行過濾，即得到純凈度較高的季戊四醇酯。
【具體實施方式】
[0018]為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0019]本發(fā)明實施例公開了一種季戊四醇酯的制備方法，包括以下步驟:
[0020]將季戊四醇、脂肪酸與活性炭在催化劑的作用下在150~220°C, -0.03~-0.07MPa真空下進行第一次反應(yīng)，得到第一反應(yīng)產(chǎn)物；
[0021]將所述第一反應(yīng)產(chǎn)物在220~250°C，-0.05~-0.095MPa真空下回流反應(yīng)，得到第二反應(yīng)產(chǎn)物；
[0022]將所述第二反應(yīng)產(chǎn)物在_0.098MPa以下抽真空，第三次反應(yīng)后過濾，得到季戊四醇酯。
[0023]按照本發(fā)明，在制備季戊四醇酯的過程中，首先將季戊四醇與脂肪酸進行第一次反應(yīng)，所述第一次反應(yīng)的條件為150~220°C，-0.03~-0.07MPa真空條件下，上述反應(yīng)條件能夠保證季戊四醇與脂肪酸充分反應(yīng)。所述脂肪酸優(yōu)選為丁酸、己酸、辛酸和癸酸中的一種或多種。所述第一次反應(yīng)的時間優(yōu)選為3~8h，更優(yōu)選為5~7h。所述第一次反應(yīng)的條件優(yōu)選為180~200°C，_0.04~-0.06MPa。所述催化劑優(yōu)選為硫酸，所述硫酸的濃度為98wt%0
[0024]所述季戊四醇與脂肪酸反應(yīng)后得到的第一反應(yīng)產(chǎn)物中還殘留有催化劑，本發(fā)明為了將所述第一產(chǎn)物中的催化劑除去，在220~250°C，-0.05~-0.095MPa真空下進行回流反應(yīng)，得到第二反應(yīng)產(chǎn)物。通過對回流反應(yīng)條件的控制，使所述第二反應(yīng)產(chǎn)物中沒有催化劑殘留。所述回流反應(yīng)的時間優(yōu)選為3~8h，更優(yōu)選為4~6h。所述回流反應(yīng)的條件優(yōu)選為220 ~230°C, -0.065 ~-0.08MPa。
[0025]按照本發(fā)明，在將反應(yīng)體系中的催化劑脫除之后再進行脂肪酸的去除，本發(fā)明將第二反應(yīng)產(chǎn)物在低于-0.098MPa的真空下拔出過量的脂肪酸，然后與活性炭進行第三次反應(yīng)后則將脂肪酸完全去除。所述第三次反應(yīng)的條件為100~160°C，_0.05~-0.08MPa，優(yōu)選為120~150°C，-0.06~-0.07MPa。所述第三次反應(yīng)的時間優(yōu)選為2~4h。
[0026]在季戊四醇與脂肪酸反應(yīng)的體系中，依次進行上述反應(yīng)后，則將體系中的催化劑與過量的脂肪酸去除，最后將第三次反應(yīng)的溶液降溫至40°C以下進行過濾，從而得到純凈的季戊四醇酯。本發(fā)明在制備季戊四醇酯的過程中，所述季戊四醇、脂肪酸、催化劑與活性炭的配料比優(yōu)選為:15wt%~20wt%的季戍四醇，80wt%~85wt%的脂肪酸,0.08wt%~
0.8wt%的催化劑，0.3wt%~2wt%的活性炭。作為優(yōu)選方案，所述季戊四醇的含量為16wt%~18wt%，脂肪酸的含量為81wt%~83wt%，催化劑的含量為0.2~0.6wt%，活性炭的含量為 0.8wt% ~1.5wt%0
[0027]本發(fā)明提供了一種季戊四醇酯的制備方法，包括以下步驟:將季戊四醇、脂肪酸與活性炭在150~220°C，-0.03~-0.07MPa真空下進行第一次反應(yīng)，得到第一反應(yīng)產(chǎn)物；將所述第一反應(yīng)產(chǎn)物在220~250°C，-0.05~-0.095MPa真空下回流反應(yīng)，得到第二反應(yīng)產(chǎn)物；將所述第二反應(yīng)產(chǎn)物在-0.098MPa以下抽真空，第三次反應(yīng)后過濾，得到季戊四醇酯。在制備季戊四醇酯的過程中，本發(fā)明先將脂肪酸與季戊四醇反應(yīng)，通過反應(yīng)條件的控制，使脂肪酸與季戊四醇反應(yīng)完全，生成季戊四醇酯，然后再次控制真空度與反應(yīng)溫度，將季戊四醇酯分子中殘留的催化劑除去，再次在真空條件及活性炭的作用下，除去過量的脂肪酸，最后進行過濾，即得到純凈度較高的季戊四醇酯。
[0028]本發(fā)明通過工藝條件的控制，將以化合態(tài)殘留的催化劑直接從分子中除去，避免了過多精制工藝的引入，有效地避免了其他雜質(zhì)物質(zhì)的混入，確保了油品的純凈性，最終導致油品在高溫抗沉積性和低溫穩(wěn)定性上得到大幅度改善，以滿足嚴苛環(huán)境下，對油品高、低溫性能的苛刻要求，因此本發(fā)明具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明制備的季戊四醇酯，采用ICP檢測無催化劑殘留。將本發(fā)明所制備季戊四醇酯調(diào)配成品油，在氧化腐蝕安定性試驗中，避免了以前除硫工藝環(huán)節(jié)引入副產(chǎn)物的干擾，不會出現(xiàn)結(jié)焦物，避免了油品高溫沉積物的生成。同時也因避免了這些副產(chǎn)物的引入在低溫穩(wěn)定性試驗中，表現(xiàn)出更優(yōu)越的低溫穩(wěn)定性。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明制備的季戊四醇酯的純度大于99.5wt%。
[0029]為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的季戊四醇酯的制備方法進行詳細說明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
[0030]實施例1
[0031]將15g的季戊四醇、80g 丁酸、0.3g活性炭在0.8g濃硫酸的作用下，在160~180°C, -0.03~-0.04MPa真空下，反應(yīng)5小時，使丁酸和季戊四醇充分反應(yīng)；在220~230°C, -0.05~-0.06MPa真空下回流3小時，除去酯分子中殘留的化合態(tài)催化劑；然后在低于-0.06MPa以下的真空下拔出過量酸；在100~120°C，-0.05~-0.06MPa真空下下攪拌2小時后降溫到40°C以下過濾，得到季戊四醇酯；硫酸的濃度為98wt%。實驗結(jié)果表明，季戊四醇酯的純度為99.5wt%。
[0032]實施例2
[0033]將18g的季戊四醇、80g己酸、0.8g活性炭在0.5g濃硫酸的作用下，在170~2000C, -0.05~-0.07MPa真空下，反應(yīng)7小時，使己酸和季戊四醇充分反應(yīng)；在220~230°C, -0.07~-0.09MPa真空下回流3小時，除去酯分子中殘留的化合態(tài)催化劑；然后在-0.08MPa的真空下拔出過量酸；在130~140°C，-0.07~-0.08MPa真空下下攪拌2小時后降溫到30°C過濾，得到季戊四醇酯；硫酸的濃度為98wt%。實驗結(jié)果表明，季戊四醇酯的純度為99.52wt%。
[0034]實施例3
[0035]將20g的季戊四醇、82g辛酸、Ig活性炭在0.08g濃硫酸的作用下，在200~220 0C, -0.04~-0.07MPa真空下，反應(yīng)6小時，使辛酸和季戊四醇充分反應(yīng)；在220~230°C, -0.08~-0.095MPa真空下回流6小時，除去酯分子中殘留的化合態(tài)催化劑；然后在-0.07MPa的真空下拔出過量酸；在150~160°C，-0.06~-0.07MPa真空下下攪拌2小時后降溫到30°C過濾，得到季戊四醇酯；硫酸的濃度為98wt%。實驗結(jié)果表明，季戊四醇酯的純度為99.6wt%。
[0036]實施例4
[0037]將19g的季戊四醇、83g癸酸、2g活性炭在0.4g濃硫酸的作用下，在180~2000C, -0.05~-0.06MPa真空下，反應(yīng)5小時，使癸酸和季戊四醇充分反應(yīng)；在220~230°C, -0.07~-0.09MPa真空下回流6小時，除去酯分子中殘留的化合態(tài)催化劑；然后在-0.08MPa的真空下拔出過量酸；在130~150°C，-0.06~-0.07MPa真空下下攪拌2小時后降溫到20°C過濾，得到季戊四醇酯；硫酸的濃度為98wt%。實驗結(jié)果表明，季戊四醇酯的純度為99.7wt%。
[0038]以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
[0039]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示 的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種季戊四醇酯的制備方法，包括以下步驟: 將季戊四醇、脂肪酸與活性炭在催化劑的作用下在150~220°C，_0.03~-0.07MPa真空下進行第一次反應(yīng)，得到第一反應(yīng)產(chǎn)物； 將所述第一反應(yīng)產(chǎn)物在220~250°C，-0.05~-0.095MPa真空下回流反應(yīng)，得到第二反應(yīng)產(chǎn)物； 將所述第二反應(yīng)產(chǎn)物在-0.098MPa以下抽真空，第三次反應(yīng)后過濾，得到季戊四醇酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一次反應(yīng)的時間為3~8h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第二次反應(yīng)的時間為3~8h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第三次反應(yīng)的條件為100~160°C, -0.05~-0.08MPa，所述第三次反應(yīng)的時間為2~4h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述過濾之前還包括將所述第三次反應(yīng)后的溶液降溫至40°C以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑為硫酸，所述硫酸的濃度為 98wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一次反應(yīng)的條件為180~200°C, -0.04 ~-0.06MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述回流反應(yīng)的條件為220~230°C, -0.065 ~-0.08MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述第三次反應(yīng)的條件為120~150°C, -0.06 ~-0.07MPa。
【文檔編號】C07C67/48GK103539664SQ201310482300
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】梅莉, 劉月皞, 李霞, 李玉平, 熊瑤, 馬楷 申請人:中國石油化工股份有限公司