娄安伟 时晨

摘  要：多元醇脂肪酸复酯是一种性能优良的合成润滑油基础油产品。因其合成过程引入二元酸，使得酯化过程的控制难于普通多元醇一元酸反应。本文对多元醇脂肪酸复酯的酯化合成工艺方法进行了实验探究，得到了较为适合的工艺条件。

关键词：润滑油;复酯;酯化工艺;

一、概述

多元醇酯作为一种合成润滑油基础油产品具有较好的润滑性、低温流动性、高温稳定性以及耐水解性，广泛应用于工商业中。综合考虑酯油的粘性及其与氟里昂的相溶性，其合成多使用季戊四醇、二季戊四醇以及三季戊四醇作为原料醇 [1]。国内研究聚焦于新戊基多元醇酯类润滑油基础油的合成工艺，一般考察反应温度、反应时间及催化剂用量等对酯化反应转化率及单、双酯产率的影响 [2]。作为世界润滑油大国的日本对于油品的研究较多集中在成品配方及应用方面[3，4]。本文所述多元醇脂肪酸复酯引入了多元酸进行反应，故需要考察多元醇先与特定羧酸反应，再与过量的饱和一元酸反应的酯化方式[5] 。

二、工艺探索

1.原料与试剂

新戊二醇，化学纯;三羟甲基丙烷，化学纯;季戊四醇，化学纯;辛癸酸，化学纯;己二酸，化学纯;氢氧化钠，化学纯，南京化学试剂厂;纯化水，自制;活性炭，767型，上海活性炭厂。

2.反应物料的选取

多元醇复酯类所涉及到醇主要为新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇或双季戊四醇，二元酸一般为己二酸、壬二酸或癸二酸等。选取较为常见的己二酸和新癸酸分别为二元酸和一元酸原料，与不同多元醇反应，考察产品的闪点和倾点。

综合产品的闪点和倾点信息，选择三羟甲基丙烷作为原料醇进行样品合成。

三、工艺优化

1.己二酸添加量对产品粘度的影响

通过对复酯工艺的理解，在反应体系中加入己二酸进行分子链增长，考察了己二酸的添加量对产品的粘度、粘度指数的影响，反应工艺为首先进行三羟甲基丙烷与己二酸进行反应，待酸值低于中控制，补加剩余的新癸酸，具体实验数据如下：

通过上表数据得出，随着己二酸添加量的增加，酯化产品粘度增加。

2.反应程度对产品指标影响

反应工艺为首先进行三羟甲基丙烷与己二酸进行反应，待酸值低于中控制，补加剩余的新癸酸，具体实验数据如下：

通过上述指标可以得出酯化反应越彻底，羟值越低，倾点越低，这与理论解释一致。

3.后处理中和剂添加量对压滤过程的影响

由于合成过程中添加己二酸，在后处理过程中均发现难过滤问题，因此针对此种现象进行了相应的后处理实验，查找出难过滤原因。试验条件为取规定质量的酯化粗品，加入5%氢氧化钠水溶液进行中和，试验数据如下：

从上表中可以看出过量中和剂导致压滤困难，主要原因为在合成过程中添加過量酸，同时在脱酸过程中也存在酸难脱除，导致添加碱液量较大。因此为了解决此问题， 一元酸添加量必须控制适当，并且在脱酸过程中，必须控制酸值越小越好。

4.投料方式的选择

根据生产复酯经验，投料方式为分步加酸合成，主要原因为己二酸为二元酸，在反应后期酸值不易降低。因此现考察一步加酸和分步加酸对产品的色泽、反应时间是否有较大影响。

从上表中可以得出，二次加酸方法反应时间长，至酸值合格需要至少52h以上、并且产品色泽深，脱酸周期长。

四、结论

通过对多元醇脂肪酸复酯合成方法的研究，主要考察二元酸的添加量、酯化程度、投料方式、后处理工艺对产品指标的影响，得出如下结论：1） 多元醇脂肪酸复酯粘度随着二元酸添加量的增加而变大;2）酯化反应反应越彻底，羟值越低，倾点越低，当醇过量时，羟值明显增加，同时倾点也随之增加;3）中和剂添加量越大，后处理压滤越困难，因此反应时醇酸比必须控制适当，保证二元羧酸反应充分;4）投料方式选择，一步加酸法优于分步加酸法。

参考文献

[1]杜大伟等.合成冷冻油的现状及发展.[J]合成轮滑材料.2012， 39（1）：6-8

[2] 肖林久等. 新戊二醇二异辛酸酯的合成工艺研究. [J]. 精细石油化工.2015（6）：72-76