论文部分内容阅读
目前,低硫柴油所导致的燃料泵摩擦磨损等润滑性问题引起了人们的广泛关注。解决柴油润滑性问题最经济、有效的办法是向柴油中加入润滑性改进剂,其中,脂肪酸多元醇酯是最为理想的润滑性改进剂。脂肪酸多元醇酯的传统合成工艺是采用脂肪酸或油脂、多元醇为原料,以无机强酸或强碱为催化剂,经酯化或酯交换反应而制得。所采用的这些强酸、碱催化剂存在对生产设备腐蚀严重,催化剂不能循环使用,反应后的三废会带来环境污染等问题。因此很有必要对传统工艺进行改进。本文合成了两种碱性离子液体[Bmim]OH和[Bmim]Im,通过核磁、红外对其进行了结构表征,通过热重分析比较了它们的热稳定性。考察了[Bmim]OH、[Bmim]Im和NaOH这三种催化剂对植物油和多元醇酯交换反应的影响。结果表明,[Bmim]Im的热稳定性远好于[Bmim]OH;[Bmim]Im作催化剂催化酯交换反应时,脂肪酸甘油单酯的收率明显高于相同条件下以NaOH、[Bmim]OH为催化剂时的收率。采用植物油和甘油为原料,以碱性离子液体[Bmim]Im为催化剂,考察了原料油、反应时间、反应温度、催化剂用量、醇油比等条件的对脂肪酸甘油单酯收率的影响,优化了工艺条件。结果表明,大豆油为较理想的原料油;较优的反应条件为:反应温度190℃,反应时间3 h,醇/油摩尔比6:1,催化剂用量为原料油用量的10%。在此条件下,该反应的转化率高达93%,脂肪酸甘油单酯的收率达到了64.46%。同时还考察了离子液体[Bmim]Im的重复使用性能。结果表明,该离子液体连续重复使用5次后脂肪酸甘油单酯收率未见明显下降。离子液体催化剂易与产物分离回收且可重复使用,为脂肪酸甘油单酯的合成提供了一条新的绿色合成路线。在高频往复机(HFRR)上考察了蓖麻油酸、脂肪酸甲酯、脂肪酸甘油单酯三种不同种类的润滑性改进剂对低硫柴油润滑性能的影响。结果表明,添加量在200μg·g-1以内三种润滑性改进剂都可以满足柴油润滑性的要求(HFRR磨斑直径在460μm以下),润滑效果优劣顺序:蓖麻油酸>脂肪酸甘油单酯>脂肪酸甲酯。同时还考察了脂肪酸甘油单酯与柴油其它添加剂的配伍性。结果发现,脂肪酸甘油单酯酸值低且与柴油的稳定剂、低温流动改进剂、十六烷值改进剂等添加剂有良好的配伍性,是理想的润滑性改进剂产品。