CN104726203B - 制备可再生润滑油的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制备可再生润滑油的设备和方法。所述设备包括等离子体反应器，该等离子体反应器包括：密闭的壳体、设置在壳体的顶部的上部集油室、设置在壳体的底部的下部集油室、分别与下部集油室和上部集油室相通的气体入口和气体出口、分别与上部集油室和下部集油室相通的进油口和出油口、设置在壳体内的两块相互平行且其间带有间隙的电极、连接于电极的接线端子、以及等离子体电源。本发明采用等离子体聚合工艺，由可再生原料（植物油）制备出环境友好的润滑油基础油。等离子体聚合是一种低能耗、清洁及环保的工艺过程。由此获得的润滑油基础油具有环境友好的优点，而且在承载能力、抗磨性能和减摩性能等各方面都有着显著的优势。

Description

制备可再生润滑油的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于制备可再生润滑油的设备和方法。
背景技术
环境友好润滑油是一类生态型润滑油(Eco-Lubricant)。环境友好润滑油(Environmentally Friendly Lubricant)亦称环境无害润滑油、环境兼容润滑油、环境协调润滑油等，是指润滑油即能满足机械设备的使用要求，又能在较短的时间内被活性微生物(细菌)分解为CO2和H2O。因此，润滑油及其耗损产物对生态环境不产生危害，或在一定程度上为环境所容许。环境友好润滑油有时也泛称为绿色润滑油(Green Lubricant)。
研究、开发和使用环境友好润滑油是人类社会可持续发展的必然选择，随着国际社会对环境保护的日益重视，对环境友好润滑油的需求将会不断上升。许多国家尤其是工业发达国家先后提出使用不污染和不危害环境的绿色润滑油。
植物油是最早使用的润滑剂之一，优异的润滑性使天然植物油至今仍是金属加工油剂的重要组分之一。研究表明，天然油(包括植物油)具有最好的生物降解性，并且其资源可再生。可作为“绿色”润滑油基础油的植物油主要有橄榄油、菜籽油、花生油、大豆油、棕榈油、蓖麻油、葵花籽油等。
植物油作为环境友好润滑油具有如下所述的优点。
植物油是太阳能产物，是可再生性资源，是一种清洁而丰富的原料。尤其是，植物油的无毒及生物降解性好，且润滑性好。天然植物油具有优异的润滑性能，植物油分子含极性基团，可在金属表面形成吸附膜，植物油中的脂肪酸可与金属表面反应形成金属皂的单层膜，两者均可起减摩抗磨作用。在四球机上对几种植物油的抗磨减摩性能评定的结果表明，植物油具有较高的油膜强度PB、较小的磨斑直径WSD和较低的摩擦系数。
然而，由于植物油自身的一些结构特点，其也具有如下所述的一些缺点。
(a)植物油含有不饱和键(C＝C双键)，造成热稳定性和氧化稳定性较差。
(b)植物油分子中有烯丙基，非常容易受到攻击，随后发生氧化降解生成极性含氧化合物，这些氧化物易聚合最终导致不溶沉积物的形成及油的酸性增加。
(c)大部分植物油的粘度低于润滑油所需要的粘度，限制了其应用范围。
(d)植物油分子在低温下容易絮凝、沉积和固化，导致低温性能差。
目前国内外改善植物油基润滑油性能的研究主要有三种：(a)对植物油进行化学改性，方法主要有：酯化/转酯化、环氧化、聚合、加氢等；(b)添加添加剂，如抗氧剂、降凝剂等，以起到辅助作用；(c)通过改进植物种植技术制取高油酸的植物油。
在如上所述的三种方式中，化学改性是目前已知的主要方法，例如采用植物油酯化改质、环氧异构酯化改性和催化热聚合反应。其中，植物油酯化改质可以提高粘温性能及降低倾点，但未消除植物油分子中的双键，其氧化稳定性仍不好且粘度较低。环氧异构酯化改性可提高植物油的粘度及粘温性能和氧化稳定性，但低温流动性仍有待改进。催化热聚合反应可以提高氧化稳定性，但产物的酸性增加，同时所得产物分子中支链过多，使得生物降解性降低。
另外，在高分子化学领域已经引入了等离子体聚合的方法，以下将对其机理加以描述。
随着温度的升高物质由固态变成液态，然后变成气态。这就是人们常见的物质的三种状态。所谓“等离子体”被定义成物质存在的第四种状态。具体地说，在温度升高的时候，物质受热能的激发而电离，电离度与温度T(K)的3/2次方成正比。如果温度足够高，就可以使物质全部电离。电离后形成的电子之总电荷量在数值上相等，而在宏观上保持电中性。这就是等离子体的基本含意。换言之，等离子体是正负电荷数量和密度基本相等的部分电离的气体，是由电子、离子、原子、分子、光子或自由基等粒子组成的集合体。
等离子体中的化学反应过程如下：
由此可见，激发和电离在反应过程中起关键的作用，可以实现一般化学反应难以实现的反应。例如，过去认为惰性气体不能参与化学反应，然而它们在电场中受到激发和电离却具有很高的活化能，可以实现许多在一般情况下难以实现的反应。另一方面，高能电子也可被卤素和氧气等电子亲合力大的物质俘获，成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性，在化学反应中起着重要的作用。研究表明，在低温等离子体中可由不同的激活自由基引起各种反应。
20世纪60年代人们发现辉光放电能引发单体形成聚合物，其具有优秀的化学与热稳定性及不溶于有机溶剂等的性能。Stuart将其取名为等离子体聚合(PlasmaPolymerization)。等离子体聚合是利用等离子体把单体电离离解，使其产生各类活性种，由这些活性种之间或或活性种与单体之间进行加成反应形成聚合物，也就是说等离子体聚合是单体处于等离子体状态进行的聚合。
通过近几年国内外分析成功进行等离子体聚合的实例分析，概括聚合单体特征：
(a)含氧单体，含有羟基，含有–C＝C–
(b)含有–C＝C–，–(C＝O)–O–NH–。
(c)单体不含有不饱和键，含有N–H，如二乙胺。
(d)具有共轭大π键结构。
(e)不饱和键，C＝O。
由此可以看出，等离子体空间富集着电子、离子，激发态的原子、分子、自由基，等离子体本身具有较高的能量，是非常活泼的反应性物种，即活性种。所以从化学角度看，等离子体是具有化学反应性的气体，可以成为聚合反应的活性种。Chandy、Shi等人成功地利用等离子体技术研制了多种高分子功能薄膜材料、生物材料、光电薄膜，另外还有醇水分离膜、光学性能膜、气体分离膜、电子原件膜、反渗透膜、抗蚀膜、金刚石膜、导电膜等一系列高分子材料。
对常规高分子聚合反应来说，用做单体的物质必须具有不饱和键或某种特定官能团。像甲烷，乙烷，苯之类的碳氢化合物在常规的化学反应情况下是不能发生聚合的，这就限制了单体的选择范围。但是等离子体聚合大大拓宽了单体物质的种类。对甲烷，乙烷，苯之类的碳氢化合物，在等离子体放电条件下几分钟内就能聚合成3nm～1μm的透明薄膜。
单体经放电发生等离子体后，产生高能自由电子和紫外线光子，通过碰撞激励，产生了大量氢原子，自由基和衍生前驱物单体等，这些基团活性相当高，可参加各种反应。除进行直链聚合外，在链增长过程中还会不断受到荷能电子的轰击，随机的在主链的某个位置上产生自由基，以致形成支化或交联。等离子体聚合过程中的单体受到荷能电子碰撞激励，并不要求存在非饱和键或特定的官能团，一些通常难以聚合或聚合速度很慢的单体在等离子体作用条件下变得易于聚合，而且聚合速度可以很快，几乎所有的有机可气化的物质都能被用作单体实验聚合，甚至连无机气态物质也可作为起始物质进行聚合，如Hollahan等人就成功地用CO，H2，N2的混合气体制成了聚合膜。
在液相中实现聚合，为了在电极间能形成气体放电一般要在电极间造成液体的薄层，要造成这样表面的薄层主要采用两种方式：液体有机物装在电极间的空间，经垂直的液柱吹过气泡(一般用氢气)，或者用所研究的液体淋湿反应器的电极，当反应器直立时从上向下喷洒反应器，当反应器横卧时则转动反应器的电极(或胴体)，来达到浸湿电极的目的。
在实行液相中的等离子体聚合时，不可避免地碰到两个过程的研究和控制复杂化的因素：(a)一般不能将反应的初次产物与原料分开(由于它的匀一性)，因此，反应的初次产物受到进一步的放电作用；(b)应用组成与结构比最简单的气体化合物更为复杂的化合物作为原料，这都不可避免地造成同时进行许多副反应的可能性与盖然性。
国内外研究人者对等离子体聚合机理进行了探索，到现在为止研究工作的缺陷在于基于等离子体聚合反应中基础过程的研究甚少，大多数依据聚合膜生长速率的实验数据进行推论，有代表性的聚合机理主要有：离子机制说(Westwood等人)、自由基机制说(Denaro等人)、竞争机制说(Yasuda等人)、同放电方式的影响(Yasuda等人)、荷电粒子的作用(Morita等人)、等离子体聚合的动力学模型(Willliams等人)。
总之，等离子体聚合对于合成高分子具有很大的贡献，解决了在特殊情况下其它化学方法不能解决的问题。这种技术在制备高分子材料具有如下优势：
(a)反应低温性。在低温条件下可正常聚合，所得聚合物机械强度高，化学稳定性、热稳定性好。
(b)材料表面优化性。聚合产物具有独特的物理、化学性质，可以使有机高分子材料表面具有独特的优化性能。
(c)聚合机理独特，如可生成超高分子量聚合物。
然而，在本发明之前，没有人对如何用等离子体聚合的方法来获得可再生(环境友好型)润滑油进行研究，也没有建立相关的设备和方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种利用等离子体聚合来制备可再生润滑油是设备和方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于制备可再生润滑油的设备，包括等离子体反应器，该等离子体反应器包括：密闭的壳体、设置在壳体的顶部的上部集油室、设置在壳体的底部的下部集油室、分别与下部集油室和上部集油室相通的气体入口和气体出口、分别与上部集油室和下部集油室相通的进油口和出油口、设置在壳体内的两块相互平行且其间带有间隙的电极、连接于电极的接线端子、以及等离子体电源。
较佳的是，还包括储油罐、循环泵和恒温装置，储油罐连接至等离子体反应器，循环泵连接至储油罐，而恒温装置连接至循环泵。
较佳的是，储油罐和恒温装置均具有恒温水套。
较佳的是，在上部集油室内设置有液体导流装置，其与电极之间的间隙相通。
较佳的是，液体导流装置呈双面斜坡形，在坡顶开有与间隙对准的狭槽。
较佳的是，在下部集油室内设置有气体导流装置，其与电极之间的间隙相通。
较佳的是，气体导流装置呈管状，在其管壁的与间隙对准的位置上开设有一列排气孔或若干个排气槽。
较佳的是，电极是石墨电极，并由两块作为绝缘介质的石英玻璃板隔开。
较佳的是，接线端子包括连接至一块石墨电极的高压接线端子和连接至另一块石墨电极的地线接线端子。
较佳的是，等离子体电源的输出功率是0-500W，等离子体发生的频率是7.30kHz。
本发明还提供了一种用于制备可再生润滑油的方法，包括如下步骤：将反应气体通入等离子体反应器；将植物油也送入所述等离子体反应器中；打开等离子体电源，使所述反应器中充满辉光的等离子体，从而使植物油和所述反应气体发生等离子体聚合反应；以及当所述等离子体聚合反应到达预定的时间时，取出经等离子体聚合处理过的产品。
较佳的是，还包括：测定所获得之产品的以下各参数中的至少一个：运动粘度、粘度指数、碘值、倾点和闪点。
较佳的是，等离子体反应的功率的范围是0-500W，反应温度的范围是30-90℃，反应时间的范围是0-9小时，循环流量的范围是0-160mL/min。
进一步较佳的是，等离子体反应的功率的范围是120W，反应温度的范围是90℃，反应时间的范围是9小时，循环流量的范围是160mL/min。
较佳的是，所述植物油包括橄榄油、菜籽油、花生油、大豆油、棕榈油、蓖麻油、葵花籽油、废餐饮油中的至少一种。
较佳的是，所述反应气体包括氮气、氩气、空气、氦气中的至少一种。
在本发明中，采用等离子体聚合工艺，由可再生原料(植物油)制备出环境友好的润滑油基础油。
等离子体聚合是一种低能耗、清洁及环保的工艺过程。由此获得的润滑油基础油具有环境友好的优点，而且在承载能力(极压性能)、抗磨性能和减摩性能等各方面都有着显著的优势。
附图说明
图1是根据本发明较佳实施例的制备可再生润滑油的工艺流程图；
图2A是等离子聚合反应器的正视图；以及
图2B是沿图2A中的线B-B剖取的等离子体聚合反应器的剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图来描述本发明的较佳实施例。应注意的是，在本申请中，术语“植物油”除了泛指例如橄榄油、菜籽油、花生油、大豆油、棕榈油、蓖麻油、葵花籽油之类的通常意义上的植物油以外，还涵盖废餐饮油等含有其它油份(例如动物油)的不饱和油脂。
图1示出了根据本发明较佳实施例的通过等离子体聚合工艺来制备可再生润滑油的工艺流程。如图所述，本发明的制备可再生润滑油的设备主要包括等离子体反应器1。为更好地控制各种反应参数，最好还包括储油罐2、循环泵3和恒温装置4。
结合图2A和图2B所示，等离子体反应器1包括：密闭的壳体10、设置在壳体10的顶部的上部集油室11、设置在壳体10的底部的下部集油室12、分别与下部集油室12和上部集油室11相通的气体入口13和气体出口14、分别与上部集油室11和下部集油室12相通的进油口15和出油口16、设置在壳体10内的两块相互平行且其间带有间隙170的电极(例如石墨电极)17、连接于电极17的接线端子、以及等离子体电源(图中未示)。
壳体10形成一个密闭的空间，在图中所示的实施例中处于常压状态。应该理解的是，最好是能使壳体10内的压力处于可调节的状态，可以低至真空，也可以高至几个大气压。
在该实施例中，上部集油室11从进油口15接收作为反应油料的植物油(例如豆油SO)，但也可以接收如上所述的本发明含义内的其它不同类型的“植物油”，如橄榄油、菜籽油、花生油、棕榈油、蓖麻油、葵花籽油或废餐饮油等。在上部集油室11内设置有液体导流装置110，其与电极17之间的间隙170相通，用以将植物油平缓地、均匀地引入间隙170而得以被处理。如图2B所示，在该实施例中，液体导流装置110呈双面斜坡形，在坡顶开有与间隙170对准的狭槽。在此构造下，从进油口15引入而收集在上部集油室11内的植物油可在斜坡的引导下通过坡顶的狭槽平缓而均匀地流入电极17之间的间隙170，从而使等离子体聚合反应进行得更加充分。
在该实施例中，下部集油室12从气体入口13接收作为等离子体反应气体的氮气(N2)，但也可以接收例如氩气或空气之类的其它等离子体反应气体。在下部集油室12内设置有气体导流装置120，其也与电极17之间的间隙170相通，用以将等离子体反应气体高效地、均匀地引入间隙170以进行等离子体聚合反应。如图2B所示，在该实施例中，气体导流装置120呈管状，在其管壁的与间隙170对准的位置上开设有一列排气孔或若干个排气槽(图中未示)。在此构造下，从气体入口13引入而收集在气体导流装置(或称之为集气鼓风管)120内的等离子体反应气体可通过排气孔或排气槽均匀而高效地流入电极17之间的间隙170，从而显著提高等离子体聚合反应的效率。
在该实施例中，植物油从与上部集油室11相通的进油口15进入，从与下部集油室12相通的出油口16排出。相反，等离子体反应气体(例如氮气)从与下部集油室12相通的气体入口13进入，从与上部集油室11相通的气体出口14排出。也就是说，等离子体反应器1设置成使植物油与等离子体反应气体逆向地流动，这样的布置更有利于进行等离子体聚合反应。
在该实施例中，如图2B所示，平行设置的两块石墨电极17由两块作为绝缘介质的石英玻璃板隔开。石墨电极17的尺寸为例如150×25×200mm，石英玻璃板的间距(间隙170)为例如6mm。接线端子包括连接至一块石墨电极的高压接线端子18a和连接至另一块石墨电极的地线接线端子18b。
石墨电极17通过接线端子连接至等离子体电源(图中未示)，例如CTP-2000K型等离子体电源，其输入电压是0-250V，输入电流是0-3A，输出功率范围是0-500W，等离子体发生的频率是7.30kHz。
再回到图1，除了等离子体反应器1以外，本发明的制备可再生润滑油的设备最好还包括储油罐2、循环泵3和恒温装置4。
储油罐2连接至等离子体反应器1，其接收来自等离子体反应器1的经过等离子体聚合之后的油料。较佳的是，储油罐2具有恒温水套以保持一定的温度。循环泵3连接至储油罐2，其接收来自储油罐2的油料，使油料再循环。恒温装置4连接至循环泵3，以使油料在循环进入等离子体反应器1之前保持恒温。较佳的是，恒温装置4具有恒温水套以保持一定的温度。
以下将结合图1来描述根据本发明较佳实施例的动态等离子体聚合反应的工艺流程。
首先，将一定量(例如300ml)的植物油置于储油罐2中，并在预设温度下(例如90℃)恒温(例如30分钟)。同时，将一定流量的反应气体(如氮气)通入等离子体反应器1中。过一段时间(例如10分钟)后利用循环泵4按照预定流量(例如160mL/min)将恒温(例如90℃)的植物油送入充有反应气体的等离子体聚合反应器1中。随后打开等离子体电源，使其保持在预定的输出功率(例如120W)下，同时调节电源的中心频率使反应器中充满辉光的等离子体，从而对植物油进行处理。当反应到达预定的时间间隔(例如2小时)，可在取样口处或从储油罐2取出经等离子体聚合处理过的少量产品，对其基本理化性能进行测定分析，例如运动粘度、粘度指数、碘值、倾点、闪点等。
其中，等离子体反应的功率的范围是0-500W，最好是120W。反应温度的范围是30-90℃，最好是90℃。反应时间的范围是0-9h，最好是9小时。循环流量的范围是0-160mL/min，最好是160mL/min。
以下将通过实例来说明利用本发明的等离子体聚合反应所生成的润滑基础油的情况。
在该实例中，用植物豆油(SO)作为原料，并用氮气(N2)作为等离子体聚合反应的反应气体。
植物豆油(Soybean Oil,SO)中检测出14种脂肪酸化合物(表4.1)，构成SO中脂肪酸甘油脂分子的脂肪酸主要有亚油酸(C18:2)、棕榈酸(C16:0)、油酸(C18:1)和硬脂酸(C18:0)等，其中含量最高的是亚油酸(46.3％)，依次是油酸(26.6％)，棕榈酸(15.0％)，硬脂酸(6.78％)和亚麻酸(2.69％)。SO中的不饱和脂肪酸总含量高达76.4％，说明大豆油脂肪酸的不饱和程度较高。
植物豆油(SO)的基本理化性质请参见见如下的表1。
表1
采用氮气(N2)作为反应气体进行等离子体聚合反应可使用植物豆油(SO)分子中的C＝C不饱和双键发生聚合反应，从而达到提高用植物豆油(SO)粘度的目的。申请人研究了氮气等离子体功率(W)、反应温度(℃)、反应时间(h)、油脂循环流量(mL/min)等系列操作条件对用植物豆油(SO)运动粘度和碘值的影响，结果表明，提高等离子体功率、反应温度、反应时间及循环流量均可以有效地提高植物豆油(SO)的聚合反应速率，得到高粘度的氮气等离子体聚合大豆植物油(PN)。
虽然提高等离子体功率、反应温度、反应时间及循环流量均可以有效地提高植物豆油(SO)的聚合反应速率，但申请人也发现当等离子体功率过高时，反而容易引起植物油的过度交联聚合，形成难溶于石油醚的凝胶，故经过条件优化实验一般将等离子体的输入功率保持在120W左右。
实验得到的氮气等离子体聚合大豆植物油(PN)的性质请参见如下的表2。
表2
实验表明，在120W、160mL/min、90℃的条件下反应9小时后得到聚合产物PN，其40℃的运动粘度由33.8cSt增加到576cSt，其粘度指数达到283，说明聚合产物具有优良的粘温特性。同时聚合产物的不饱和程度也明显降低，其碘值也由130g I2/100g下降到96.3gI2/100g。
申请人还从承载能力(极压性能)、抗磨性能和减摩性能等方面对植物豆油(SO)和氮气等离子聚合油(PN)作了对比分析。
承载能力(极压性能)是以最大无卡咬负荷PB值来衡量的指标，表示植物油SO及其等离子体聚合产物的承载能力。分析结果是，未聚合植物豆油(SO)的PB值为646.8N，氮气等离子体聚合产物(PN)的PB值为1049N，这表明氮气等离子体聚合油(PN)显示出高的承载能力，其在边界润滑条件下可以与摩擦金属表面发生反应生成具有较高机械强度的化学吸附膜。申请人认为这是因为氮气等离子体聚合油(PN)分子中的含N结构提高了其极压性能。
以600粘度级别的等离子体聚合油(PN)与矿物油(150BS)(作为对照参比)作比较，等离子体聚合油(PN)和矿物油(150BS)的40℃粘度分别为576cSt和601cSt，是粘度级别为600cSt的基础油。等离子体聚合油(PN)的PB值为1049N，而矿物油(150BS)的PB值为646.8N，显然前者的极压性能优于后者。申请人认为，这是由于矿物油(150BS)中的分子极性较差，在金属表面形成机械强度较低的物理吸附膜所致。等离子体聚合油(PN)分子中的含氮结构对其极压性能起着重要的作用。
抗磨性能(WSD)是指润滑剂在轻负荷和中等负荷条件下，即在液体润滑或混合润滑条件下，能在摩擦表面形成薄膜，防止磨损的能力。
等离子体聚合油(PN)在润滑条件下的WSD的小于同等载荷下植物豆油(SO)的WSD。当载荷为294N时，等离子体聚合油(PN)的WSD294N为0.49mm，而植物豆油(SO)的WSD294N为0.57mm。申请人认为，等离子体聚合油(PN)优良的抗磨性能主要由于其氮杂环结构中N原子，特别是等离子体聚合油(PN)分子中的含N基团为拥有6个N原子和具有较高电子云密度的特殊氮杂环结构，在摩擦过程中其可以在金属表面产生多个吸附结合点。因此，与植物豆油(SO)相比，等离子体聚合油(PN)具有较快的吸附速率和更优良的抗磨能力。等离子体聚合油(PN)与矿物油(150BS)的抗磨性能相近。
减摩性能(f)：摩擦系数是衡量润滑剂是否具有减摩作用的主要依据。实验表明，对植物豆油(SO)而言，在载荷低于196N的情况下，当载荷增加时其摩擦系数比较低且变化不大，保持在0.073左右，而当载荷超过196N时，其摩擦系数随载荷的增加而增大。
当载荷增加时，氮气等离子体聚合油(PN)的摩擦系数变化并不明显，基本保持在0.075左右；但当载荷低于220N时，氮气等离子体聚合油(PN)的摩擦系数高于同等载荷下植物豆油(SO)的摩擦系数。而当载荷超过250N时，PN显示出更优的减摩特性，这表明PN在金属表面形成有机氮配合物膜比SO形成的润滑油膜更加持久有效。也就是说，氮气等离子体聚合油(PN)在高载荷下具有更好的减摩能力。而由于矿物油(150BS)的分子没有极性，与氮气等离子体聚合油(PN)相比，在不同载荷下均表现出较差的减摩性能。
申请人还尝试用空气、氩气等其它种类的气体代替氮气进行聚合反应。实验表明，这样做也能得到良好的效果。
实验得到的氩气等离子体聚合大豆植物油(PAR)的性质请参见如下的表3，表中还列出植物豆油(SO)的性质作为对比。
表3
实验得到的空气等离子体聚合大豆植物油(PAIR)的性质请参见如下的表4，表中还列出氮气等离子体聚合油(PN)的相关数据作对比。
表4
另外，也可以用菜籽油、蓖麻油、废餐饮油代替豆油来制备润滑油基础油。以废餐饮油为例，用氮气、氩气和空气进行等离子体聚合反应，将所得的聚合油与矿物油(150BS)相比，在运动粘度、粘度指数和碘值等方面的指标均有显著的提高，因此也适用于作为润滑油的基础油。
虽然以上结合较佳实施例和实例对本发明进行了详细的描述，但熟悉本领域的技术人员应该可以在上述揭示内容的基础上作出各种等同的变化和改动。例如，对等离子体聚合设备而言，可以将上部和下部集油室与壳体形成一体；对等离子体聚合方法而言，还可以考虑采用其它的反应气体，如氦气等。因此，本发明的保护范围并不限于以上的描述，而是应由所附权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种用于制备可再生润滑油的设备，包括等离子体反应器(1)，该等离子体反应器包括：密闭的壳体(10)、设置在所述壳体的顶部的上部集油室(11)、设置在所述壳体的底部的下部集油室(12)、分别与所述下部集油室和所述上部集油室相通的气体入口(13)和气体出口(14)、分别与所述上部集油室和所述下部集油室相通的进油口(15)和出油口(16)、设置在所述壳体内的两块相互平行且其间带有间隙(170)的电极(17)、连接于所述电极的接线端子(18a、18b)、以及等离子体电源。
2.如权利要求1所述的用于制备可再生润滑油的设备，其特征在于，还包括储油罐(2)、循环泵(3)和恒温装置(4)，所述储油罐连接至所述等离子体反应器，所述循环泵连接至所述储油罐，而所述恒温装置连接至所述循环泵。
3.如权利要求1所述的用于制备可再生润滑油的设备，其特征在于，在所述上部集油室(11)内设置有液体导流装置(110)，其与所述电极(17)之间的间隙(170)相通。
4.如权利要求1所述的用于制备可再生润滑油的设备，其特征在于，在所述下部集油室(12)内设置有气体导流装置(120)，其与所述电极(17)之间的间隙(170)相通。
5.如权利要求1所述的用于制备可再生润滑油的设备，其特征在于，所述电极(17)是石墨电极，并由两块作为绝缘介质的石英玻璃板隔开。
6.一种用于制备可再生润滑油的方法，包括如下步骤：
将反应气体通入等离子体反应器(1)，所述等离子体反应器(1)包括：密闭的壳体(10)、设置在所述壳体的顶部的上部集油室(11)、设置在所述壳体的底部的下部集油室(12)、分别与所述下部集油室和所述上部集油室相通的气体入口(13)和气体出口(14)、分别与所述上部集油室和所述下部集油室相通的进油口(15)和出油口(16)、设置在所述壳体内的两块相互平行且其间带有间隙(170)的电极(17)、连接于所述电极的接线端子(18a、18b)、以及等离子体电源；
将植物油也送入所述等离子体反应器(1)中；
打开等离子体电源，使所述反应器中充满辉光的等离子体，从而使植物油和所述反应气体发生等离子体聚合反应；以及
当所述等离子体聚合反应到达预定的时间时，取出经等离子体聚合处理过的产品。
7.如权利要求6所述的用于制备可再生润滑油的方法，其特征在于，还包括：测定所获得之产品的以下各参数中的至少一个：运动粘度、粘度指数、碘值、倾点和闪点。
8.如权利要求6所述的用于制备可再生润滑油的方法，其特征在于，等离子体反应的功率的范围是120W，反应温度是90℃，反应时间的范围是9小时，循环流量的范围是160mL/min。
9.如权利要求6所述的用于制备可再生润滑油的方法，其特征在于，所述植物油包括橄榄油、菜籽油、花生油、大豆油、棕榈油、蓖麻油、葵花籽油、废餐饮油中的至少一种。
10.如权利要求6所述的用于制备可再生润滑油的方法，其特征在于，所述反应气体包括氮气、氩气、空气、氦气中的至少一种。
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