从废润滑油中制取水煤浆表面活性剂的一种方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水煤浆表面活性剂的制备方法，尤其是一种用发烟硫酸磺化废润 滑油，分离出水相磺化产物，后经中和、除盐、干燥等过程，制得一种适用于水煤浆表面活性 剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 润滑油主要含74-80%的烷烃、8-14%单环烷烃、1. 6-4. 3%多环烷烃及4-7%的芳香 烃类化合物。此外，还含有一些改进性能的添加剂，如倾点下降剂、抗氧化剂、摩擦缓和剂、 油性剂、抗泡沫剂、金属钝化剂、乳化剂、防腐蚀剂、防锈剂、破乳化剂添加剂等。
[0003] 随着我国经济的腾速发展，对润滑油的需求量，特别是用于机动车辆发动机润滑 油的需求量在急剧增加。据统计，2010年，我国润滑油的产量为857万吨，预计到2020年， 中国国内的润滑油需求量将会翻一番，将成为世界上第一大润滑油消费国。然而，润滑油 在使用一段时间之后会变质，必须更换。废润滑油产生率通常占新润滑油的40%-50%，即 2010年国内废润滑油产量约是484万吨，相当于一个中型油田全年的产量。由于废润滑油 成分更为复杂，且多以难以生物降解的各种烃类为主，如将其直接排放，势必会对环境产生 严重污染。
[0004] 现有对废机油的利用主要有：一是焚烧；二是热解转化为燃料；三是再生为润滑 油等。无论第一种途径还是第二种途径，都属于简单化处理，没有根据自身特点对其有效成 分进行利用；第三种途径，尽管再生为润滑油，但在使用性能方面无疑难以达到新润滑油的 性能指标，且主要通过热解和蒸馏等简单途径加工制得，期间不仅浪费大量能量，效果也不 尽人意。因此，寻求一种新的途径，能根据主要组成及特点将其转化为一种新的精细化工产 品，无疑为处置废润滑油提供新的途径，并达到资源利用最大化目的。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的具体技术问题是如何利用废润滑油制取水煤浆表面活性剂，并提 供一种从废润滑油中制取水煤浆表面活性剂的一种方法。
[0006] 上述从废润滑油中制取水煤浆表面活性剂的一种方法，其所述方法是先将废润滑 油用离心的方法将其中的固体颗粒物及尘埃除去，再在废润滑油中加入易挥发溶剂，所添 加易挥发溶剂的量是按废润滑油与易挥发溶剂的体积比为1/4-1/2,后在温度为30-50°C 条件下缓慢加入发烟硫酸，所添加发烟硫酸的量是按废润滑油体积的1/3-1/2,在此温度下 反应5_8h后，用20%的氢氧化钠中和至中性，静置分层，收集下层水相物转移至旋转蒸发仪 中，在80°C条件下除水，然后将得到的固体置于索氏抽提器中用甲醇抽提24-36h，得到的 固体产物为目标产品。
[0007] 在上述技术方案中，所述易挥发溶剂是1，2-二氯乙烷、石油醚、正己烷和乙酸乙 酯中的一种；所述废润滑油是机动车发动机用润滑油，或是机械设备所用润滑油；所述表 面活性剂是用于水煤浆的表面活性剂。
[0008] 本发明上述技术方案是针对废机油中含有约20%环烷烃和芳烃化合物，这类化合 物本身具有较好的疏水性质，通过改性，在其结构中引入极性基团磺酸基，将其合成既含有 疏水基团又含有未水的基团物质，从而赋予其具有表面活性的功能，极大提尚其利用价值。 因此，本发明在合成目标产物的基础上，考察了作为水煤浆分散剂的性能。
[0009] 经大量实验表明，将易挥发溶剂加入废润滑油中，按照废润滑油与溶剂体积比为 1/4到1/2的方式添加溶剂，然后在温度为40-50°C条件下缓慢加入发烟硫酸，加入量为 废机油体积的四分之一；然后在此温度下让其反应3-8h后，用20%氢氧化钠中和至中性， 静置、分层，收集下层水相，通过旋转蒸发仪将水除去后置于索氏抽提器中用甲醇抽提24h， 能够成功得到需要的产品。其中的固体杂质是通过转速为4000r/min条件下离心2h除去 的。在反应过程中所用易挥发溶剂可以是1，2-二氯乙烷、也可以是石油醚、正己烷和乙酸 乙酯。润滑油既可以是机动车发动机用润滑油，也可以是机械设备所用的润滑油。所制产 物在水溶液中的质量浓度为0. 4%时，其表面张力为32mN ·πΓ \临界胶束浓度为2. 8g/L，具 有表面活性剂性质。作为水煤浆分散剂表明，用合成产物制备相同煤含量的水煤浆，其主要 技术指标粘度和稳定性均优于商业分散剂十二烷基磺酸钠和木质素磺酸钠制备煤浆的粘 度和稳定性。
[0010] 由于该技术是以废弃的润滑油作为原料制备精细化学品表面活性剂，原料来源丰 富、价格便宜，每吨大约2000元，但制备出的产品价格通常在7000-9000元/吨，能极大提 升废弃润滑油的价值。由于该途径利用废润滑油工艺简单、易于实现和操作，因而具有广阔 的市场应用前景。
【具体实施方式】
[0011] 应用实例1 取50ml汽车修理厂回收的机动车废润滑油，以4000r/min离心lh，除去沉积在下部的 固体物，然后加入25ml石油醚(沸程110-120°C)后，加热反应物至30°C，缓慢加入16. 7ml 的发烟硫酸，维持此温度5h，用20%的氢氧化钠中和至中性，静置、分层，收集下层水相转入 真空旋转蒸发仪中，在80°C条件下将水除去后对剩余的固体置于索氏抽提器中用甲醇抽提 24h，得到的固体产物为目标产物A。对含煤65%的水煤浆，其粘度和稳定性见下表1。
[0012] 应用实例2 取50ml汽车修理厂回收的机动车废润滑油，以4000r/min离心lh，除去沉积在下部的 固体物，然后加入25ml正己烷后，加热反应物至50°C，缓慢加入25ml的发烟硫酸，维持此 温度6h，用20%的氢氧化钠中和至中性，静置、分层，收集下层水相转入真空旋转蒸发仪中， 在80°C条件下将水除去后对剩余的固体置于索氏抽提器中用甲醇抽提36h，得到的固体产 物为目标产物B。对含煤65%的水煤浆，其粘度和稳定性见下表1。
[0013] 应用实例3 取50ml汽车修理厂回收的机动车废润滑油，以4000r/min离心lh，除去沉积在下部的 固体物，然后加入12. 5ml 1，2-二氯乙烷后，加热反应物至40°C，缓慢加入20ml的发烟硫 酸，维持此温度8h，用20%的氢氧化钠中和至中性，静置、分层，收集下层水相转入真空旋转 蒸发仪中，在80°C条件下将水除去后对剩余的固体置于索氏抽提器中用甲醇抽提30h，得 到的固体产物为目标产物C。对含煤65%的水煤浆，其粘度和稳定性见下表1。
[0014] 应用实例4 取50ml机械设备用废润滑油，以4000r/min离心lh，除去沉积在下部的固体物，然后加 入15ml乙酸乙酯后，加热反应物至50°C，缓慢加入15ml的发烟硫酸，维持此温度7h，用20% 的氢氧化钠中和至中性，静置、分层，收集下层水相转入真空旋转蒸发仪中，在80°C条件下 将水除去后对剩余的固体置于索氏抽提器中用甲醇抽提30h，得到的固体产物为目标产物 D。对含煤65%的水煤浆，其粘度和稳定性见下表1。
[0015] 表 1.
【主权项】
1. 从废润滑油中制取水煤浆表面活性剂的一种方法，其所述方法是先将废润滑油用 离心的方法将其中的固体颗粒物及尘埃除去，再在废润滑油中加入易挥发溶剂，所添加易 挥发溶剂的量是按废润滑油与易挥发溶剂的体积比为1/4-1/2,后在温度为30-50°C条件 下缓慢加入发烟硫酸，所添加发烟硫酸的量是按废润滑油体积的1/3-1/2,在此温度下反应 5-8h后，用20%的氢氧化钠中和至中性，静置分层，收集下层水相物转移至旋转蒸发仪中， 在80°C条件下除水，然后将得到的固体置于索氏抽提器中用甲醇抽提24-36h，得到的固体 产物为目标产品。2. 如权利要求1所述的方法，所述易挥发溶剂是1，2-二氯乙烷、石油醚、正己烷和乙酸 乙酯中的一种。3. 如权利要求1所述的方法，所述废润滑油是机动车发动机用润滑油，或是机械设备 所用润滑油。4. 如权利要求1所述的方法，所述表面活性剂是用于水煤浆的表面活性剂。
【专利摘要】从废润滑油中制取水煤浆表面活性剂的一种方法，所述方法是首先除去废润滑油中的固体杂质，然后以此为原料用发烟硫酸磺化，分离出水相磺化产物，经中和、除盐，干燥等过程，制得一种适用于水煤浆的表面活性剂。本合成产物在水溶液中浓度为0.4%时，其表面张力为32mN·m?1，临界胶束浓度为2.8g/L。将此产品作为分散剂能够制备出比用商业分散剂木质素磺酸钠和十二烷基磺酸钠具有更低表观粘度和高稳定性的水煤浆。本发明实现了对废润滑油资源变废为宝，科学高效利用的目的，而且方法简单、易于控制，加工成本低，具有广阔的应用前景和市场推广价值。
【IPC分类】C10L1/32, C10M175/00, C10L1/10
【公开号】CN105062652
【申请号】CN201510516861
【发明人】郝根彦, 曹青, 靳利娥, 张康
【申请人】太原理工大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月21日