本發(fā)明涉及有機(jī)合成，具體涉及一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法。
背景技術(shù)：
1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，精密機(jī)器的大量使用，潤(rùn)滑油行業(yè)發(fā)展迅速。目前潤(rùn)滑油已是機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中必要的組成部分，能起到延長(zhǎng)使用壽命、密封、保護(hù)機(jī)械、冷卻、減少摩擦等作用。潤(rùn)滑油由潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油(約80-95％)及添加劑(一種或幾種化合物)兩部分組成。傳統(tǒng)工業(yè)用潤(rùn)滑油通常從礦物油中提煉而來，但普通礦物油性質(zhì)單一，因此其潤(rùn)滑性能一般，且含有一定量的重金屬元素，在處理或排放過程中容易產(chǎn)生污染。另外，從礦物油中提煉潤(rùn)滑油的過程中所使用的溶劑在高溫下容易氧化結(jié)焦，影響裝置安全運(yùn)行。隨著化學(xué)合成技術(shù)的不斷發(fā)展，人工合成潤(rùn)滑油迅速崛起。
2、目前市場(chǎng)上的高品質(zhì)全合成潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油主要是通過煤基石蠟裂解的α-烯烴或者石油基乙烯齊聚合成的α-烯烴再聚合-加氫所得。由于石化能源的日益匱乏以及日益嚴(yán)重的生態(tài)和環(huán)境問題，以可再生生物質(zhì)為原料合成潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油備受關(guān)注。生物質(zhì)基潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油主要分為三大類：酯類、醚類和烴類。生物質(zhì)基酯類潤(rùn)滑油的市場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛，因?yàn)槠渲苽浞椒ê?jiǎn)單，原料廉價(jià)易得，在較為溫和的條件下即可獲得。但是油品中的酯鍵具有強(qiáng)極性，可與內(nèi)部極性零件互溶，導(dǎo)致零部件損壞；另外，酯基在某些環(huán)境容易水解，導(dǎo)致潤(rùn)滑性能下降。生物質(zhì)基醚類潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的制備方法主要是對(duì)油脂中的碳碳雙鍵進(jìn)行環(huán)氧醚化，增加了油品的含氧量，高含氧量會(huì)對(duì)油品的氧化安定性造成嚴(yán)重的影響。由于酯類或醚類潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，導(dǎo)致其氧化穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性不佳，因此，以生物質(zhì)基原料制備烴類潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。以生物質(zhì)衍生的糠醛和丙酮為原料，可以通過羥醛縮合、選擇性加氫、第二次羥醛縮合，加氫脫氧四步反應(yīng)催化合成高支鏈c23烷烴。但合成路徑太過冗長(zhǎng)，且潤(rùn)滑油制備領(lǐng)域主要依賴貴金屬催化劑(如pt、pd、ru等)來實(shí)現(xiàn)高效反應(yīng)，因此，開發(fā)一種合成路徑短、降低貴金屬作為催化劑的使用量來制備潤(rùn)滑油具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法，該方法步驟簡(jiǎn)單、收率高，能夠制得c20潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油或c30潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法，所述生物質(zhì)萜烯為月桂烯或金合歡烯；具體步驟為：
3、s1、當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，將月桂烯在ni(cod)2催化下加入配體、堿和溶劑，發(fā)生二聚反應(yīng)生成c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體，所述c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體為c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅰ、c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅱ中的一種或兩種；所述c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅰ、c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅱ的結(jié)構(gòu)式分別為
4、當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，將金合歡烯在ni(cod)2催化下加入配體、堿和溶劑，發(fā)生二聚反應(yīng)生成c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體，所述c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體為c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅰ、c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅱ中的一種或兩種；所述c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅰ、c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅱ的結(jié)構(gòu)式分別為
5、s2、當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，將步驟s1制備得到的c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體在金屬催化劑的催化下加入溶劑，發(fā)生加氫反應(yīng)生成c20潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，所述c20潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油為ⅰ、c20潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油ⅱ中的一種或兩種；所述c20潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油ⅰ、c20潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油ⅱ的結(jié)構(gòu)式分別為
6、當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，將步驟s1制備得到的c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅰ、c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體ⅱ中的一種或兩種在金屬催化劑的催化下加入溶劑，發(fā)生加氫反應(yīng)生成c30潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，所述c30潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油為c30潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油ⅰ、c30潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油ⅱ中的一種或兩種；所述c30潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油ⅰ、c30潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油ⅱ的結(jié)構(gòu)式分別為
7、優(yōu)選的，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所述配體為ipr·hcl、sipr·hcl、simes·hcl、imes·hcl、dppe中的一種，所述配體與月桂烯之間的摩爾比為(0.01-0.04)：1，ni(cod)2為月桂烯摩爾量的2％；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述配體為ipr·hcl，所述配體與金合歡烯之間的摩爾比為0.1：1，ni(cod)2為金合歡烯摩爾量的10％。
8、優(yōu)選的，步驟s1中，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所述堿為叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、甲醇鈉、叔丁醇鋰、乙醇鈉中的一種或多種，所述堿與月桂烯之間的摩爾比為(0.02-0.08)：1；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述堿為叔丁醇鈉，所述堿與金合歡烯之間的摩爾比為0.2：1。
9、優(yōu)選的，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所用溶劑為1,4-二氧六環(huán)、碳酸二甲酯、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、1,2-二氯乙烷中的一種；月桂烯的濃度為1mol/l，反應(yīng)溫度為140-200℃，反應(yīng)時(shí)間為4-10h；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述溶劑為甲苯，金合歡烯的濃度為1mol/l；反應(yīng)溫度為260℃，反應(yīng)時(shí)間為24h。
10、優(yōu)選的，步驟s2中，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所述金屬催化劑為pt/c、pd/c、ru/c、rh/c、雷尼鎳、雷尼鈷中的一種，所述金屬催化劑與c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體之間的質(zhì)量比為(0.05-0.2)：1；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述金屬催化劑為雷尼鎳，所述金屬催化劑與c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體之間的質(zhì)量比為0.1：1。
11、優(yōu)選的，步驟s2中，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所用溶劑為正己烷、環(huán)己烷、甲醇、異丙醇中的一種，c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體的濃度為0.5mol/l；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述溶劑為環(huán)己烷，c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體的濃度為0.5mol/l。
12、優(yōu)選的，步驟s2中，所述加氫反應(yīng)在釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，氫氣壓力為2.0mpa；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，反應(yīng)溫度為60-160℃，反應(yīng)時(shí)間為6-14h；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，反應(yīng)溫度為180℃，反應(yīng)時(shí)間為10h。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
14、如圖10所示，本發(fā)明選擇生物質(zhì)路線，從月桂烯或金合歡烯兩步催化轉(zhuǎn)化得到c20潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油或c30潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，步驟簡(jiǎn)單易制備；且原料來源綠色，不產(chǎn)生有害物質(zhì)。
1.一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法，其特征在于，所述生物質(zhì)萜烯為月桂烯或金合歡烯；具體步驟為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法，其特征在于，步驟s1中，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所述配體為ipr·hcl、sipr·hcl、simes·hcl、imes·hcl、dppe中的一種，所述配體與月桂烯之間的摩爾比為(0.01-0.04)：1，ni(cod)2為月桂烯摩爾量的2％；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述配體為ipr·hcl，所述配體與金合歡烯之間的摩爾比為0.1：1，ni(cod)2為金合歡烯摩爾量的10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法，其特征在于，步驟s1中，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所述堿為叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、甲醇鈉、叔丁醇鋰、乙醇鈉中的一種或多種，所述堿與月桂烯之間的摩爾比為(0.02-0.08)：1；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述堿為叔丁醇鈉，所述堿與金合歡烯之間的摩爾比為0.2：1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法，其特征在于，步驟s1中，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所用溶劑為1,4-二氧六環(huán)、碳酸二甲酯、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、1,2-二氯乙烷中的一種；月桂烯的濃度為1mol/l，反應(yīng)溫度為140-200℃，反應(yīng)時(shí)間為4-10h；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述溶劑為甲苯，金合歡烯的濃度為1mol/l；反應(yīng)溫度為260℃，反應(yīng)時(shí)間為24h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法，其特征在于，步驟s2中，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所述金屬催化劑為pt/c、pd/c、ru/c、rh/c、雷尼鎳、雷尼鈷中的一種，所述金屬催化劑與c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體之間的質(zhì)量比為(0.05-0.2)：1；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述金屬催化劑為雷尼鎳，所述金屬催化劑與c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體之間的質(zhì)量比為0.1：1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法，其特征在于，步驟s2中，當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，所用溶劑為正己烷、環(huán)己烷、甲醇、異丙醇中的一種，c20單環(huán)不飽和前驅(qū)體的濃度為0.5mol/l；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，所述溶劑為環(huán)己烷，c30單環(huán)不飽和前驅(qū)體的濃度為0.5mol/l。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生物質(zhì)萜烯制備潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的方法，其特征在于，步驟s2中，所述加氫反應(yīng)在釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，氫氣壓力為2.0mpa；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為月桂烯時(shí)，反應(yīng)溫度為60-160℃，反應(yīng)時(shí)間為6-14h；當(dāng)生物質(zhì)萜烯為金合歡烯時(shí)，反應(yīng)溫度為180℃，反應(yīng)時(shí)間為10h。