從廢潤(rùn)滑油中制取水煤漿表面活性劑的一種方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水煤漿表面活性劑的制備方法，尤其是一種用發(fā)煙硫酸磺化廢潤(rùn) 滑油，分離出水相磺化產(chǎn)物，后經(jīng)中和、除鹽、干燥等過(guò)程，制得一種適用于水煤漿表面活性 劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 潤(rùn)滑油主要含74-80%的烷烴、8-14%單環(huán)烷烴、1. 6-4. 3%多環(huán)烷烴及4-7%的芳香 烴類化合物。此外，還含有一些改進(jìn)性能的添加劑，如傾點(diǎn)下降劑、抗氧化劑、摩擦緩和劑、 油性劑、抗泡沫劑、金屬鈍化劑、乳化劑、防腐蝕劑、防銹劑、破乳化劑添加劑等。
[0003] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰速發(fā)展，對(duì)潤(rùn)滑油的需求量，特別是用于機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑 油的需求量在急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年，我國(guó)潤(rùn)滑油的產(chǎn)量為857萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2020年， 中國(guó)國(guó)內(nèi)的潤(rùn)滑油需求量將會(huì)翻一番，將成為世界上第一大潤(rùn)滑油消費(fèi)國(guó)。然而，潤(rùn)滑油 在使用一段時(shí)間之后會(huì)變質(zhì)，必須更換。廢潤(rùn)滑油產(chǎn)生率通常占新潤(rùn)滑油的40%-50%，即 2010年國(guó)內(nèi)廢潤(rùn)滑油產(chǎn)量約是484萬(wàn)噸，相當(dāng)于一個(gè)中型油田全年的產(chǎn)量。由于廢潤(rùn)滑油 成分更為復(fù)雜，且多以難以生物降解的各種烴類為主，如將其直接排放，勢(shì)必會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生 嚴(yán)重污染。
[0004] 現(xiàn)有對(duì)廢機(jī)油的利用主要有：一是焚燒；二是熱解轉(zhuǎn)化為燃料；三是再生為潤(rùn)滑 油等。無(wú)論第一種途徑還是第二種途徑，都屬于簡(jiǎn)單化處理，沒(méi)有根據(jù)自身特點(diǎn)對(duì)其有效成 分進(jìn)行利用；第三種途徑，盡管再生為潤(rùn)滑油，但在使用性能方面無(wú)疑難以達(dá)到新潤(rùn)滑油的 性能指標(biāo)，且主要通過(guò)熱解和蒸餾等簡(jiǎn)單途徑加工制得，期間不僅浪費(fèi)大量能量，效果也不 盡人意。因此，尋求一種新的途徑，能根據(jù)主要組成及特點(diǎn)將其轉(zhuǎn)化為一種新的精細(xì)化工產(chǎn) 品，無(wú)疑為處置廢潤(rùn)滑油提供新的途徑，并達(dá)到資源利用最大化目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的具體技術(shù)問(wèn)題是如何利用廢潤(rùn)滑油制取水煤漿表面活性劑，并提 供一種從廢潤(rùn)滑油中制取水煤漿表面活性劑的一種方法。
[0006] 上述從廢潤(rùn)滑油中制取水煤漿表面活性劑的一種方法，其所述方法是先將廢潤(rùn)滑 油用離心的方法將其中的固體顆粒物及塵埃除去，再在廢潤(rùn)滑油中加入易揮發(fā)溶劑，所添 加易揮發(fā)溶劑的量是按廢潤(rùn)滑油與易揮發(fā)溶劑的體積比為1/4-1/2,后在溫度為30-50°C 條件下緩慢加入發(fā)煙硫酸，所添加發(fā)煙硫酸的量是按廢潤(rùn)滑油體積的1/3-1/2,在此溫度下 反應(yīng)5_8h后，用20%的氫氧化鈉中和至中性，靜置分層，收集下層水相物轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 中，在80°C條件下除水，然后將得到的固體置于索氏抽提器中用甲醇抽提24-36h，得到的 固體產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)品。
[0007] 在上述技術(shù)方案中，所述易揮發(fā)溶劑是1，2-二氯乙烷、石油醚、正己烷和乙酸乙 酯中的一種；所述廢潤(rùn)滑油是機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)用潤(rùn)滑油，或是機(jī)械設(shè)備所用潤(rùn)滑油；所述表 面活性劑是用于水煤漿的表面活性劑。
[0008] 本發(fā)明上述技術(shù)方案是針對(duì)廢機(jī)油中含有約20%環(huán)烷烴和芳烴化合物，這類化合 物本身具有較好的疏水性質(zhì)，通過(guò)改性，在其結(jié)構(gòu)中引入極性基團(tuán)磺酸基，將其合成既含有 疏水基團(tuán)又含有未水的基團(tuán)物質(zhì)，從而賦予其具有表面活性的功能，極大提尚其利用價(jià)值。 因此，本發(fā)明在合成目標(biāo)產(chǎn)物的基礎(chǔ)上，考察了作為水煤漿分散劑的性能。
[0009] 經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)表明，將易揮發(fā)溶劑加入廢潤(rùn)滑油中，按照廢潤(rùn)滑油與溶劑體積比為 1/4到1/2的方式添加溶劑，然后在溫度為40-50°C條件下緩慢加入發(fā)煙硫酸，加入量為 廢機(jī)油體積的四分之一；然后在此溫度下讓其反應(yīng)3-8h后，用20%氫氧化鈉中和至中性， 靜置、分層，收集下層水相，通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將水除去后置于索氏抽提器中用甲醇抽提24h， 能夠成功得到需要的產(chǎn)品。其中的固體雜質(zhì)是通過(guò)轉(zhuǎn)速為4000r/min條件下離心2h除去 的。在反應(yīng)過(guò)程中所用易揮發(fā)溶劑可以是1，2-二氯乙烷、也可以是石油醚、正己烷和乙酸 乙酯。潤(rùn)滑油既可以是機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)用潤(rùn)滑油，也可以是機(jī)械設(shè)備所用的潤(rùn)滑油。所制產(chǎn) 物在水溶液中的質(zhì)量濃度為0. 4%時(shí)，其表面張力為32mN ·πΓ \臨界膠束濃度為2. 8g/L，具 有表面活性劑性質(zhì)。作為水煤漿分散劑表明，用合成產(chǎn)物制備相同煤含量的水煤漿，其主要 技術(shù)指標(biāo)粘度和穩(wěn)定性均優(yōu)于商業(yè)分散劑十二烷基磺酸鈉和木質(zhì)素磺酸鈉制備煤漿的粘 度和穩(wěn)定性。
[0010] 由于該技術(shù)是以廢棄的潤(rùn)滑油作為原料制備精細(xì)化學(xué)品表面活性劑，原料來(lái)源豐 富、價(jià)格便宜，每噸大約2000元，但制備出的產(chǎn)品價(jià)格通常在7000-9000元/噸，能極大提 升廢棄潤(rùn)滑油的價(jià)值。由于該途徑利用廢潤(rùn)滑油工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)和操作，因而具有廣闊 的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 應(yīng)用實(shí)例1 取50ml汽車修理廠回收的機(jī)動(dòng)車廢潤(rùn)滑油，以4000r/min離心lh，除去沉積在下部的 固體物，然后加入25ml石油醚(沸程110-120°C)后，加熱反應(yīng)物至30°C，緩慢加入16. 7ml 的發(fā)煙硫酸，維持此溫度5h，用20%的氫氧化鈉中和至中性，靜置、分層，收集下層水相轉(zhuǎn)入 真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在80°C條件下將水除去后對(duì)剩余的固體置于索氏抽提器中用甲醇抽提 24h，得到的固體產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物A。對(duì)含煤65%的水煤漿，其粘度和穩(wěn)定性見下表1。
[0012] 應(yīng)用實(shí)例2 取50ml汽車修理廠回收的機(jī)動(dòng)車廢潤(rùn)滑油，以4000r/min離心lh，除去沉積在下部的 固體物，然后加入25ml正己烷后，加熱反應(yīng)物至50°C，緩慢加入25ml的發(fā)煙硫酸，維持此 溫度6h，用20%的氫氧化鈉中和至中性，靜置、分層，收集下層水相轉(zhuǎn)入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中， 在80°C條件下將水除去后對(duì)剩余的固體置于索氏抽提器中用甲醇抽提36h，得到的固體產(chǎn) 物為目標(biāo)產(chǎn)物B。對(duì)含煤65%的水煤漿，其粘度和穩(wěn)定性見下表1。
[0013] 應(yīng)用實(shí)例3 取50ml汽車修理廠回收的機(jī)動(dòng)車廢潤(rùn)滑油，以4000r/min離心lh，除去沉積在下部的 固體物，然后加入12. 5ml 1，2-二氯乙烷后，加熱反應(yīng)物至40°C，緩慢加入20ml的發(fā)煙硫 酸，維持此溫度8h，用20%的氫氧化鈉中和至中性，靜置、分層，收集下層水相轉(zhuǎn)入真空旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)儀中，在80°C條件下將水除去后對(duì)剩余的固體置于索氏抽提器中用甲醇抽提30h，得 到的固體產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物C。對(duì)含煤65%的水煤漿，其粘度和穩(wěn)定性見下表1。
[0014] 應(yīng)用實(shí)例4 取50ml機(jī)械設(shè)備用廢潤(rùn)滑油，以4000r/min離心lh，除去沉積在下部的固體物，然后加 入15ml乙酸乙酯后，加熱反應(yīng)物至50°C，緩慢加入15ml的發(fā)煙硫酸，維持此溫度7h，用20% 的氫氧化鈉中和至中性，靜置、分層，收集下層水相轉(zhuǎn)入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在80°C條件下 將水除去后對(duì)剩余的固體置于索氏抽提器中用甲醇抽提30h，得到的固體產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物 D。對(duì)含煤65%的水煤漿，其粘度和穩(wěn)定性見下表1。
[0015] 表 1.
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 從廢潤(rùn)滑油中制取水煤漿表面活性劑的一種方法，其所述方法是先將廢潤(rùn)滑油用 離心的方法將其中的固體顆粒物及塵埃除去，再在廢潤(rùn)滑油中加入易揮發(fā)溶劑，所添加易 揮發(fā)溶劑的量是按廢潤(rùn)滑油與易揮發(fā)溶劑的體積比為1/4-1/2,后在溫度為30-50°C條件 下緩慢加入發(fā)煙硫酸，所添加發(fā)煙硫酸的量是按廢潤(rùn)滑油體積的1/3-1/2,在此溫度下反應(yīng) 5-8h后，用20%的氫氧化鈉中和至中性，靜置分層，收集下層水相物轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中， 在80°C條件下除水，然后將得到的固體置于索氏抽提器中用甲醇抽提24-36h，得到的固體 產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)品。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，所述易揮發(fā)溶劑是1，2-二氯乙烷、石油醚、正己烷和乙酸 乙酯中的一種。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，所述廢潤(rùn)滑油是機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)用潤(rùn)滑油，或是機(jī)械設(shè)備 所用潤(rùn)滑油。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，所述表面活性劑是用于水煤漿的表面活性劑。
【專利摘要】從廢潤(rùn)滑油中制取水煤漿表面活性劑的一種方法，所述方法是首先除去廢潤(rùn)滑油中的固體雜質(zhì)，然后以此為原料用發(fā)煙硫酸磺化，分離出水相磺化產(chǎn)物，經(jīng)中和、除鹽，干燥等過(guò)程，制得一種適用于水煤漿的表面活性劑。本合成產(chǎn)物在水溶液中濃度為0.4%時(shí)，其表面張力為32mN·m?1，臨界膠束濃度為2.8g/L。將此產(chǎn)品作為分散劑能夠制備出比用商業(yè)分散劑木質(zhì)素磺酸鈉和十二烷基磺酸鈉具有更低表觀粘度和高穩(wěn)定性的水煤漿。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢潤(rùn)滑油資源變廢為寶，科學(xué)高效利用的目的，而且方法簡(jiǎn)單、易于控制，加工成本低，具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)推廣價(jià)值。
【IPC分類】C10L1/32, C10M175/00, C10L1/10
【公開號(hào)】CN105062652
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510516861
【發(fā)明人】郝根彥, 曹青, 靳利娥, 張康
【申請(qǐng)人】太原理工大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月21日