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对植物油基基础油倾点改进的研究

对植物油基基础油倾点改进的研究

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作者：刘宣池新疆大学

学位级别：硕士

由于环境和资源等问题日趋严重,因此可降解的植物油基基础油的合成一直是科研开发重要的研究热点。虽然以美国瑞安勃为首的企业利用转基因基础对植物油进行了改性,在可降解植物油开发方面取得了骄人的业绩,但是由于植物油基基础油存在... 详细信息

由于环境和资源等问题日趋严重,因此可降解的植物油基基础油的合成一直是科研开发重要的研究热点。虽然以美国瑞安勃为首的企业利用转基因基础对植物油进行了改性,在可降解植物油开发方面取得了骄人的业绩,但是由于植物油基基础油存在两大致命的弱点即较差的氧化安定性和较高的倾点,极大的限制了其在工业领域更加广泛的应用。以新疆精细化工工程技术研究中心为代表的植物油基基础油开发团队虽然在植物油基基础油开发方面取得了阶段性成果,可以使植物油基基础油粘度从几十提高到几百,可以满足市场更广泛的应用,但是同样遇到了倾点不够低和抗氧化性不够好的问题。因此,本文试图通过烷基化产物和传统降凝剂的添加,以及与PAO复配等措施来优化植物油基基础油的性能,为植物油基基础油的工业应用提供实践依据。(1)两种烷基化产物的合成:首先,本文以甲基磺酸为催化剂,以对甲苯酚为阻聚剂,合成了两种烷基化产物(己基萘和己基联苯),它们的合成条件如下:己基萘的最适合成工艺条件是萘与1-己烯摩尔比为1:3,甲烷磺酸与1-己烯摩尔比为1,阻聚剂与1-己烯的摩尔比为0.3%,反应温度80℃,反应时间5h,产物收率可达95.5%;己基联苯的最适合成工艺条件是联苯与1-己烯摩尔比为1:4,甲烷磺酸与1-己烯摩尔比为1,阻聚剂与1-己烯的摩尔比为0.3%,反应温度80℃,反应时间5h,产物收率可达96.3%。烷基化产物倾点测试的结果表明,己基萘的倾点为-71℃,己基联苯的倾点为-65℃,可用作降凝剂或低温溶剂或低温基础油。(2)几种烷基化产物对植物油基基础油倾点的影响研究:将大豆油基基础油基础油322加热至100℃,分别按质量分数0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1%添加己基萘与己基联苯,恒温搅拌2h后取出冷却至室温。测试倾点,结果表明:烷基萘型化合物比烷基联苯型化合物更能有效降低基础油的倾点,辛基萘比己基萘对基础油的降凝效更有效,在加入量为0.8%(wt)时,可使基础油的倾点由-9℃降低到-17℃。在同样条件下,若烷基化合物的碳数增加,倾点不降反升。(3)两种常用的降凝剂T803B和6100V对植物油基基础油倾点的影响:将菜籽油基基础油58、菜籽油基础油85、菜籽油基基础油92、大豆油基基础油230等植物油基基础油加热至100℃,分别添加6100V、T803B降凝剂,恒温搅拌2h后取出冷却至室温。测试其倾点、粘度、闪点。结果表明:植物油基基础油(菜籽油58、菜籽油85、菜籽油92、大豆油230)倾点降低值△Sp随降凝剂T803B与6100V的添加量增大而增大,T803B添加量为0.5%(质量分数)时,菜籽油58与菜籽油92的倾点可降低12℃。6100V添加量为0.5%(质量分数)时,菜籽油85的的倾点也为12℃。效果最佳。但整体效果分析发现T803B比6100V对植物油基基础油降凝效果略好。T803B和6100V在菜籽油58中的添加量为菜籽油的0.5%时,菜籽油58的粘度指数能升高10,效果最佳。另外发现,T803B和6100V对植物油基基础油闪点没有影响。结论:这两种降凝剂对植物油基基础油不但可以有效较低倾点,而且可以有效提高粘度指数,优化了植物油基基础油的综合性能。(4)合成基础油PAO对植物油基基础油性能的影响将3种不同的植物油基基础油(菜籽油基础油92,大豆油基础油230,葵花油基础油270)与PAO4合成基础油分别按不同比例(PAO4的质量分数分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、48%、50%)配制混合基础油样。将混合基础油样品加热至100℃,搅拌均匀。测试其倾点、粘度。随着PAO4加入比例的增加,(菜籽油基础油92,大豆油基础油230,葵花油基础油270)与PAO4的调和油的倾点均出现了先降低、后升高的趋势;同时,粘度随PAO4加入比例的增加均递减。PAO4质量分数为25%时,对菜籽油基础油92降凝效果最好,倾点降低值△Sp可达21℃;PAO4质量分数为30%时,对大豆油基础油230调和基础油降凝效果最好,倾点降低值△Sp可达19℃;PAO4质量分数为45%时,对葵花油基础油270调和基础油降凝效果最好,倾点降低值△Sp可达26℃;随着PAO4加入比例的增加,调和油的粘度指数均出现了先升高、后降低的趋势。PAO4质量分数为25%时,对菜籽油基础油92调和基础油粘度改进效果最好,粘度指数由159增大到165;PAO4质量分数为40%时,对大豆油基础油230调和基础油粘度改进效果最好,粘度指数由136增大到148;PAO4质量分数为45%时,对葵花油基础油270调和基础油粘度改进效果最好,粘度指数由135增大到144。

关键词：植物油基基础油烷基萘烷基联苯降凝剂聚α烯烃PAO

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