一种用于汽车发动机的高档润滑油PAO22的合成方法与流程

文档序号:11469431阅读:514来源:国知局

本发明涉及化学品合成领域,具体地,涉及一种基础油的制备方法,更具体地,涉及一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法。

技术背景

现有的汽车发动机大部分使用矿物油,然这种从原油中提炼出的基础油包含大量的化学物质。这些混合物中的大部分是芳烃化合物和石蜡烃碳化合物(润滑油中粘度随温度急变的成分)结构,这些物质降低了基础油的性质,而且其中的多环芳烃是致癌物质,并且对环境有害。故而,此类油品的使用会使得汽车发动机寿命短。

如果采用调和而成的润滑油,由于各组分之间存在相互溶解和平衡的问题,如果稍有不当则会影响润滑油的润滑或稳定性能,故而,此类调和油品也非为首选。

而全合成pao基础油具有杰出的氧化稳定性,因为他们是完全的异构石蜡,而且没有芳族化合物和石蜡烃碳化合物(润滑油中粘度随温度急变的组分)结构。由于pao具有优秀的氧化性及热稳定性,它被广泛的应用于精细工业品制造的领域。

在工业方面,pao根据润滑容器的使用寿命,延长了换油周期,因此,减少了停工的损失,此外,pao在非常低的温度下仍能保持良好的流动性,所以pao引擎润滑油具有良好的冷启动性能。使用以pao为基础油的润滑油,引擎能快速启动,润滑油能够在瞬间到位。

目前,现有的高粘度pao基础油的制备方法往往选用以长碳链α烯烃单体在催化剂作用下合成不同粘度pao基础油,现有采用茂金属作为合成pao基础油的催化剂,价格昂贵,不利于生产,现有的以bf3、ticl4作为pao基础油的催化剂,虽然能达到粘度的要求,但是使用该催化剂危险系数高。另外,现有制备pao基础油方法都需要加压反应,安全系数低。



技术实现要素:

本发明旨在克服上述缺陷,本发明提供了一种用于汽车发动机的高档润滑油,它将会极大程度地延长汽车的使用寿命。

本发明提供的一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法,其特征在于:1-癸烯单体,在催化剂和辅助剂的作用下,合成高粘度pao22基础油;

其中,上述催化剂选自三氯化铝;

上述辅助剂选自乙酰丙酮。

进一步地,本发明提供的一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法,还具有这样的特点:即、上述催化剂与辅助剂的摩尔比为3:0.5-1.5。

进一步地,本发明提供的一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法,还具有这样的特点:即、上述催化剂与助催化剂的总质量与1-癸烯单体的质量比为1-5:97-100。

进一步地,本发明提供的一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法,还具有这样的特点:即、具体工艺方法如下所示:

将催化剂、辅助剂和1-癸烯单体,投入聚合釜内,于20-40℃的反应温度下,聚合反应3-4小时,得到高粘度粗产品;

上述高粘度粗产品经后处理和催化氢化反应获得目标pao22基础油。

进一步地,本发明提供的一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法,还具有这样的特点:即、上述催化剂和/或助催化剂为溶液形式;

上述催化剂的质量浓度>50%;

上述助催化剂的质量浓度为10-80%;

其中,上述催化剂和/或助催化剂分散或溶解于烃溶剂中;

上述烃溶剂选自沸点大于40℃的脂肪烃或芳香烃。

进一步地,本发明提供的一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法,还具有这样的特点:即、上述1-癸烯单体为纯度大于>99%的1-癸烯。

进一步地,本发明提供的一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法,还具有这样的特点:即、上述后处理为:高粘度粗产品经过滤去除固体杂质,经碱洗,中和反应体系的ph为中性后,通过减压蒸馏的方式分离得到减压蒸馏产品。

进一步地,本发明提供的一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法,还具有这样的特点:即、上述催化氢化的过程为:减压蒸馏产品经与氢气混合加压,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度160-180℃、氢气分压12-18mpa,体积空速约0.5-1h-1、氢油体积比300-500:1,经加氢催化除杂得到目标pao22基础油。

进一步地,本发明提供的一种用于汽车发动机的高档润滑油的合成方法,还具有这样的特点:即、上述1-癸烯单体能被替换为任一线性α烯烃。

根据反应时间和温度不同,由不同的p线性α烯烃合成的高粘度pao基础油的架构和分子量不同。

本发明的作用和效果:

本发明提供了一种用于汽车发动机的高档润滑油的,具有较高粘度pao润滑油的制备方法。本发明通过全合成润滑油用于汽车发动机,将延长汽车发动机的使用寿命,本发明的产品(具体如:实施例1-3所示的产品),与传统矿物油产品相比较,能延长发动机1.5-2倍的使用年限;与调和润滑油产品相比较,能延长发动机0.5-1.1倍的使用年限。

此外,本发明采用的工业催化剂廉价,易于获得,制备的高档润滑油,黏温特性好。另外,本发明反应条件温和,常压,催化剂易于处理。

在本发明中,添加了乙酰丙酮作为辅助剂,该辅助剂在聚合的过程中,能对催化过程产生的不饱和烃基进行封端,从而避免进一步的聚合,由此来控制产品的粘度。

此外,在本发明的优选方案中,1-癸烯优选用纯度>99%的1-癸烯,由于高纯度的1-癸烯分子结构流顺,支链产物较少,在本发明的低温低压反应条件下,其聚合反应后,所生成的poa产品粘度易控,稳定性好,润滑性能极佳,如实施例中所涉及的多款油品均可作为高档润滑油来使用。如选用纯度不高,分支较多的癸烯作为原料的情况下,由于支链烯烃的存在,在聚合的过程中,容易发生同分异构结构的单体之间无序聚合的问题,其所产生的聚合物,往往结构混乱,从而影响反应过程中,对粘度,闪点,倾点的控制,进而会导致产品润滑性能降低。

具体实施方式

实施例1

将6500g1-癸烯单体、150g三氯化铝和50g乙酰丙酮投入反应釜中,在常温常压条件下,作用于聚合釜内发生聚合反应4个小时,生成聚癸烯粗产品。

过滤聚癸烯粗产品去除部分三氯化铝络合催化剂,经过40%的氢氧化钠水溶液碱洗,中和三氯化铝至溶液ph为中性,剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏。

气液分离得到pao22和未反应的1-癸烯化合物单体,未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。减压蒸馏产品经加压于氢气混合直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度160℃、氢气分压15mpa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比400:1,经加氢催化除杂获得pao22。

实施例2

将6200g1-癸烯单体(>99%纯度)、150g三氯化铝和30g乙酰丙酮投入反应釜中,在常温常压条件下,作用于聚合釜内发生聚合反应5个小时,生成聚癸烯粗产品。

过滤聚癸烯粗产品去除部分三氯化铝络合催化剂,经过40%的氢氧化钠水溶液碱洗,中和三氯化铝至溶液ph为中性,剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏。

气液分离得到pao22和未反应的1-癸烯化合物单体,未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。减压蒸馏产品经加压于氢气混合直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度170℃、氢气分压19mpa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比300:1,经加氢催化除杂获得pao22。

实施例3

将6400g1-癸烯单体、160g三氯化铝和45g乙酰丙酮投入反应釜中,在40℃的温度下,常压反应4.5个小时,生成聚癸烯粗产品。

过滤聚癸烯粗产品去除部分三氯化铝络合催化剂,经过40%的氢氧化钠水溶液碱洗,中和三氯化铝至溶液ph为中性,剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏。

气液分离得到pao22和未反应的1-癸烯化合物单体,未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。减压蒸馏产品经加压于氢气混合直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度160℃、氢气分压16mpa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比400:1,经加氢催化除杂获得pao22。

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