高碱性氧化镁分散体的制作方法

专利名称：高碱性氧化镁分散体的制作方法
高碱性氧化镁分散体本申请根据35 USC 119(e)要求2010年7月14日提交的美国临时申请号61/364，130的利益，该申请的公开内容通过引用结合在本文中。具有高镁含量的、包含高碱性氧化镁的稳定分散体的可流动组合物通过在高沸点烃载体中加热氧化镁，硫酸或羧酸分散剂如烷基苯磺酸，C1^5羧酸，水和任选的有机溶剂如二甲苯或1，3，5-三甲基苯的混合物至280-360°C来制备。
背景技术：
石油燃料如残余燃料油含有大量的杂质，所述杂质导致设备中的腐蚀性沉积物。例如，原油通常含有l-500ppm的呈卟啉配合物形式的钒，取决于来源。因为其作为来自精炼方法的浓缩物的起源，残油含有比它所衍生自的原油多数倍的钒。这些含钒燃料的燃烧产生非常腐蚀性的沉积物，其随时间能够破坏金属部件，例如燃气轮机叶片。钠在燃料中的存在也能够产生灾难性的后果。例如，由于通过空气吸入和燃料被海水污染而导致的氯化钠的引入，在海上应用中钠的水平可能增加。在燃烧过程中，所述钠能够与燃料中的硫反应，形成硫酸盐，其沉积在汽轮机部件上。高碱性清净剂，例如高碱性碱金属或碱土金属化合物，是众所周知的用于润滑油组合物和石油燃料的添加剂。这些清净剂发挥各种各样的功能，包括抗腐蚀、沉积物控制、酸清除剂功能，并且一般包含与有机分散剂配合的高碱性金属化合物。例如，与磺酸盐和羧酸盐分散剂配合的高碱性镁化合物长久以来已经被用作用于润滑油和油脂的抗腐蚀和酸性中和添加剂，在燃料如残余燃料、粉化含硫煤的燃烧过程中的抗腐蚀和酸性中和添加剂，含钒燃料中的腐蚀抑制剂等。已知向例如锅炉燃料或燃气轮机燃料中添加高碱性镁清净剂降低腐蚀，大概通过与所述钒或钠形成镁复合物。高碱性金属清净剂也被添加到润滑油中，以防止或除去油不溶性淤渣、漆、碳和铅化合物的沉积物(否则所述沉积物将在内燃机部件上形成)和用于对抗严峻的生锈条件(这在机械的船运或储存或者暴露于户外气候过程中可能遇到)。用于汽车和柴油机油的清净添加剂也与高度酸性的燃烧副产物化学反应，所述燃烧副产物能以它们的方式进入润滑油体系。经常地，高碱性金属添加剂被作为在合适载体中的分散体的形式添加，在润滑剂和燃料的情况下经常使用高沸点液体烃。显然地，所述分散体在储存过程中必须是稳定的，并且所述高碱性金属必须保持良好地分散在所述润滑剂或燃料中。多种参数将影响这些分散体的稳定性和活性，例如所使用的分散剂和载体，固体组分的颗粒大小，和金属和分散剂间的关系。制备所述高碱性金属化合物和复合物的方法将极大地影响所述高碱性金属分散体的实际物理结构和性能，影响整个所述分散体中所述金属化合物的颗粒大小和分布，所述分散体的粘度和稳定性，所述分散体中金属的量等。通过引用全部结合在本文中的美国专利4，163，728公开了稳定的、含镁分散体流体，其通过在含分散剂的流体中高温分解羧酸的镁盐成MgO来制备。在所述方法中，Mg(OH)2，有机羧酸或磺酸表面活性剂如环烷酸，乙酸和水被在高沸点烃中加热至最高达350°C的温度，该温度高于乙酸镁的分解点323°C。据信乙酸镁被原位形成和在所使用的高温下分解。水也被在所述升高的温度下除去。通过引用全部结合在本文中的美国专利4，293，429公开了美国专利4，163，728的变例，其用MgO代替Mg(OH)2开始。在所述方法中，所述大块MgO被转化成乙酸镁，其形成小于5微米,优选小于I微米的悬浮的MgO颗粒。这样,粗的MgO颗粒被转化成被稳定化的微MgO颗粒的分散体。还发现，使用较低温度的类似方法不能提供所述细颗粒尺寸的MgO。含有1-32%镁的分散体被公开，并且含有19. 5%镁的稳定的分散体被例示。然而，所述高沸点烃溶剂的使用可能导致稠的、粘的反应混合物，使得适当的混合困难。通过引用全部结合在本文中的US 4，056，479公开了用于减少含钒燃料中的沉降物的燃料添加剂，其包含烷氧基镁碳酸盐配合物以及油溶性磺酸盐和羧酸盐和/或酚盐分散剂。尽管US 4，056，479的添加剂具有约12. 5% -约14. 6%的镁含量，它也往往具有不希望地高的粘度。
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通过引用全部结合在本文中的US 4，129，589公开了用于通过使二氧化碳气体与包含油溶性磺酸镁盐，氧化镁，包含1-5个碳的羧酸的促进剂体系,水,任选的低MW醇和用于降低混合物粘度以有助于混合的惰性溶剂的混合物接触，来制备高碱性油溶性磺酸镁盐的方法。US4，129，589的产物具有可接受地低的粘度，并且所述稀释剂的使用提供了好的混合和可重现的反应条件，但是镁含量典型地为9-10%，并且不超过14%。通过引用全部结合在本文中的美国专利4，931，164公开到，用高碱性磺酸镁处理低(最高约I重量％ )浙青质、低芳族化合物的烃液体减少有限的浙青质结垢。然而，在燃料油如残余燃料油中，在某些条件下，特别是在水存在下，含有高浙青质(至少超过I重量％，通常至少3-4重量％ )和高度高碱性镁磺酸盐二者将产生含有镁和浙青质二者的沉积物或沉降物，所述沉积物或沉降物能够堵塞燃料过滤器。通过引用全部结合在本文中的US 6，197,075公开了高碱性镁磺酸盐、羧酸盐或酚盐产物，其含有至少14重量％和最高约18重量％的镁，和琥珀酸酐和低级羧酸共促进剂反应产物，可用作用于残余燃料油和汽轮机燃料(特别是含有高浙青质的那些)的沉积物控制添加剂而不会堵塞过滤器，并且其还在所述汽轮机中降低钒引起的腐蚀。用于制备所述高碱性镁产物的方法包括使i)磺酸、苯酚或羧酸或它们的盐，ii)氧化镁，iii)包含低级羧酸、低级醇、琥珀酸酐和水的共促进剂，和iv)溶剂和/或油的混合物与酸性气体如二氧化碳在50 °F至所述混合物的回流温度的温度下接触，以使所述反应混合物呈高碱性。所述琥珀酸酐可以在碳酸化之前、过程中或之后添加。上面以及其它处描述的高碱性金属组合物最好被描述为方法定义的产物，因为通常没有与基本材料组成和产物物理性能适当关联的简单化学式。经常地，所述金属复合物的分子结构不是完全已知的，并且不是发明的关键方面。例如，以相同的量含有具有相同化学式的化合物并且只在制备它们的方式方面不同的两种组合物可能具有非常不同的物理性能。修改已知的程序以得到具有某些希望的最终分散体特性如高金属含量或低粘度的高碱性清净剂的尝试，已经遇到无法预料的障碍。例如，通过添加稀释剂溶剂到美国专利4，293，429的MgO、分散剂、水、乙酸和高沸点烃的混合物中和然后如其中的实施例中所描述的那样进行加热来帮助制备过程中的混合和得到较低粘度产物的尝试，导致许多形成凝胶而不是所希望的自由流动分散体的机会。因此，用于制备作为燃料和润滑油中的添加剂的、具有高水平镁和合用粘度的稳定的高碱性镁分散体的新的、容易控制的和可重现的方法是希望的。发明概述已经发现，通过加热MgO、选择的分散剂、低MW羧酸和水在高沸点烃载体中的混合物至280-360°C，其中水为所述反应混合物的至少8重量％和典型地至少10重量％，可以方便地和可重现地制备具有高镁含量和可接受地低的粘度的、稳定的高碱性MgO分散体而无凝胶形成。不需要另外的增溶或分散剂，促进剂或反应物如二氧化碳、胺、醇等来得到所述希望的分散体。具有基于分散体的总重量计最高达40重量％镁的氧化镁分散体可以被制备，例如10%，15^,20^,30%和更高的镁含量被得到。如前面指出的，所述分散体组成的具体化学式不能完全描述所述产物，并且本发明的镁复合物的分子结构不是完全知道的，然而所得到的产物是主要是亚微米MgO颗粒的自由流动的分散体，所述MgO颗粒被磺酸盐或羧酸 盐分散剂包围和与磺酸盐或羧酸盐分散剂络合。据信也存在其它镁化合物，例如痕量的氢氧化镁。所述高碱性含镁分散体可以被用作添加剂，用在燃料，润滑油，例如石油基燃料和润滑剂，抗腐蚀油漆中和作为任何含有类似材料的复配物的一部分。发明描述本发明提供了可用作润滑油或石油燃料中的添加剂的组合物，所述组合物是在高沸点烃载体中的、稳定的、可流动的高碱性氧化镁分散体，具有10-40重量％的镁含量，典型地高于14重量％，例如15-40重量％，15-35重量％，20-40重量％或25-35重量％，基于所述组合物的总重量计，通过如下步骤制备首先在回流条件下在高沸点烃载体和任选的更低沸点的惰性有机溶剂中加热氧化镁、水、磺酸或羧酸分散剂如烷基苯磺酸、CV5羧酸的混合物，其中所述分散剂和Cm羧酸以相对于所述氧化镁计小于I摩尔当量的量存在；接着加热至280-360°C，同时除去水，其中所述反应混合物在加热之前含有超过8重量％和典型地至少10重量％的水，基于所述反应混合物的总重量计。在制备所述氧化镁分散体的过程中，没有酸性气体通过所述MgO、分散剂、羧酸、水、稀释剂和载体的混合物。尽管已知醇是类似方法中的促进剂，已发现，它们在本方法中的存在不是必要的，并且如果以可觉察的量存在可能减慢所述反应。例如，在本发明的许多实施方案中，所述反应在小于10重量％的除所述MgO、分散剂、C1^5羧酸、水、载体和任选的溶剂外的组分存在下进行，例如0-10%，0-5%或0-2%的其它组分被添加。在一个具体的实施方案中，没有醇、胺或磷化合物被添加到所述反应混合物中。所得到的分散体可以被储存和原样使用。通过用溶剂如轻质烃稀释和然后允许所述产物沉降或者使其经历离心机处理来进一步纯化所述分散体也是可能的。任何粗的、大的颗粒将沉降出来，然而这通常是很小的，并且在大多数情况下不要求。所述方法防止了凝胶的形成，并且所得到的产物是亚微米颗粒的自由流动的分散体。典型地得到具有I微米或更小的平均颗粒大小和500nm的平均颗粒大小的分散的MgO颗粒。经常地，得到l_500nm，例如1-100或10_50nm的平均颗粒大小，并且在某些实施方案中，平均颗粒大小为l_20nm是可能的。许多类型和来源的氧化镁可以被用作起始材料。最经常地，使用呈轻质或活性形式的商业氧化镁。氧化镁的用量取决于最终产物中希望的金属量，如本领域中已知的那样。在所述方法中，相对于MgO计，有小于摩尔当量的所述分散剂和所述Cu羧酸，经常大大小于摩尔当量，但是可以有显著超过摩尔当量的添加的水。例如，在本发明中，所述反应混合物含有至少8重量％，典型地至少10重量％的水，并且典型地12%或更多，基于所述混合物的总重量计。在某些实施方案中，水的量按重量计与MgO的量相当，和在一些特定实施方案中，水的重量高于MgO的量。以相对于MgO的摩尔当量计，所述反应混合物含有约5:1-1:1摩尔比的水和MgO，例如约3:1-1: I。
2.5:1-1:1或2:1-1:1的比是常见的，例如可以使用I. 5，1.8，2，2. 2和3摩尔当量的水，相对于MgO计。所述方法还可以被用于从Mg(OH)2而不是MgO开始制备MgO分散体，但是在这种情况下，典型地添加更少的水。
所述CV5羧酸可以是任何这样的酸，例如乙酸，丙酸，丁酸，戊酸；使用乙酸已经得到优异的结果。在所述反应中相对于MgO计使用小量的这种酸，例如，MgO与Cu羧酸的摩尔比为约100:1-2:1,例如约50:1-约5:1，或约30:1-10:1，例如约20:1的MgO与C1^5羧酸摩尔比。所述分散剂是磺酸或羧酸。分散剂的混合物可以被使用，包括磺酸的混合物，羧酸的混合物，或包括磺酸和羧酸二者的混合物。使用本领域技术人员广泛已知为油溶性磺酸的磺酸分散剂已经得到优异的结果。例如，磺酸分散剂衍生自天然石油馏分或各种合成制备的磺化化合物。可以被使用的典型的油溶性磺酸包括烷基磺酸，芳族磺酸，烷芳基磺酸，芳烷基磺酸，石油磺酸如石油横酸(mahogany sulfonic acid),石油横酸(petroleum sulfonic acid),石腊横酸，石油环烷磺酸，多烷基化的磺酸，和其它类型的磺酸，其可以通过用发烟硫酸处理石油馏分得到。在一个实施方案中，烷基芳基磺酸(即烷基苯磺酸)被用作分散剂，取得优异的结果。在某些实施方案中可以使用的羧酸分散剂也是本领域中公知的。所述羧酸分散剂不同于本发明所要求的CV5羧酸，因为所述分散剂具有超过5个碳原子，典型地大大超过5个碳原子。一些实例包括月桂酸，肉豆蘧酸，棕榈酸，硬脂酸，异硬脂酸，花生酸，山嵛酸和二十四烷酸；芳族酸，例如烷基水杨酸。羧酸的混合物包括含有一定范围的酸(包括饱和的和不饱和的酸在内)的商业牌号混合物。这样的混合物可以合成得到，或者可以衍生自天然产物，例如妥尔油，棉籽油，花生油，椰子油，亚麻子油，棕榈仁油，橄榄油，玉米油，棕榈油，蓖麻油，大豆油，葵花油，鲱鱼油，沙丁鱼油和牛油。在本发明的许多实施方案中，所述分散剂是天然存在的或合成的磺酸。使用例如烷基化的芳基磺酸如烷基化的苯磺酸已经得到优异的结果。一般地，所述磺酸分散剂具有300或更高的MW，经常地350或更高的MW，例如400或更高的丽。可以使用磺酸的混合物，例如烷基化的苯磺酸可以是单烷基化的苯磺酸，二烷基化的苯磺酸，或单和二烷基化的化合物的混合物可以被使用。在某些实施方案中，苯磺酸可以被不同长度的烷基链烷基化。在这样的情况下，所述MW是数均分子量。例如，使用平均MW为约350-1000的烷基化的苯磺酸已经得到优异的结果。一般地，在所述反应中采用约10:1-200:1的MgO与分散剂摩尔比，所述比经常为约20:1-200:1。在某些实施方案中，MgO与表面活性剂的摩尔比为约20:1-100:1或约25:1-50:1。
在许多实施方案中，MgO与CV5羧酸如乙酸的摩尔比为约50:1-约5:1或30:1-10:1，并且MgO与分散剂如烷基化的磺酸的摩尔比为约20:1-100:1或约25:1-50:1。所述高沸点烃载体是本领域中公知的、具有280°C或更高(经常高得多)的沸点的材料或材料混合物，例如矿物油，α -烯烃的低聚物或聚合物，芳族体系如多环芳族化合物和其烷基化衍生物，包括蜡和其它类似的天然或合成材料在内的长链烷烃。显然地，选择高沸点载体的一部分原因是所述方法的一部分要求280°C和更高的温度。经常地，具有低于280°C的沸点的惰性有机溶剂也被添加到所述反应混合物中。较低沸点的溶剂的存在可以被用于使所述反应混合物更呈流体和可被搅拌，特别是如果使用非常低的量的载体烃时。惰性溶剂是不干扰所述过碱化方法的溶 剂。例如，可以方便地使用具有在约80 0C -约240°C范围内的沸点，例如在约800C -约220°C范围内的沸点的公知的脂肪族或芳族烃和其混合物，包括线性和环状脂肪族化合物如辛烷、癸烷等，和芳族烃如二甲苯、1，3，5-三甲苯、乙苯、丁苯、1，2，3，4-四氢化萘等。较低沸点的溶剂是任选的，并且如果需要通过在所述方法的反应完成后的蒸馏可容易地除去。在所述方法中，每种组分被混合在一起，典型地在环境条件(即室温和大气压)下，然后在搅拌或其它搅动方式下在回流条件下加热，直到所述水、酸和分散剂使所述MgO变成均一的、明亮的悬浮体。然后将温度升至280-360°C，典型地达到300-340°C的温度，并且所述水被除去，例如通过迪安-斯达克分水器。继续加热和混合，直到所有水被除去，测定收集的水的量以确保完全，并允许所述混合物冷却。在某些实施方案中，一些水被在低于280°C的温度除去，但是完全的反应和所有水的脱除最好在280°C以上，例如300-340°C的温度完成。例如，在合并所有组分之后，可以将所述混合物在约100°C搅拌以得到合适的初始悬浮体，然后将其加热到中间温度，例如120和220°C之间的温度，在该时间内水被除去，然后将所述反应混合物加热到280-360°C，以确保完全的反应和水脱除。所述方法的产物和所述方法本身代表了本发明的实施方案。尽管上面提到的摩尔比描述了本发明的各个方面，通过所使用的各组分的物理量即重量更充分地定义本发明的实际的方面。因此，用于实施本发明的许多实施方案的通用方法如下，除非另外指明，百分数是基于混合物或组合物的总重量计的重量百分数2-15%的具有300或更高的■的分散剂，例如烷基苯磺酸，5-40% 的 MgO,8%-30% 的水，1-10%的羧酸，例如乙酸，10-70%的高沸点烃载体，0-60%的具有低于280°C的沸点，例如在约80°C -约210°C范围内的沸点的有机溶剂，例如二甲苯或1，3，5-三甲苯，的混合物被在回流条件下搅拌和加热O. 25-5小时，典型地O. 5-4小时，例如1-3小时，然后加热到280°C以上，典型地在300和360°C之间，例如300-340°C。将温度保持在280°C以上，直到所有水被除去，并且允许所得到的混合物冷却，产生本发明的分散体。通过本发明方法生产的产物包含所述MgO/分散剂产物和高温烃载体，并且是明亮的和澄清的，具有非常少至无的沉淀物。如果需要，可以通过蒸馏除去所述任选的有机溶剂。如果需要，也可以除去所述高沸点载体的一部分，在这种情况下减压蒸馏可以提供优势。在一个实施方案中，所述高碱性氧化镁分散体由MgO，烷基化的苯磺酸的混合物(例如包含被14-24个碳原子，例如18-24个碳原子的烷基链取代的苯磺酸的混合物)，乙酸，水和任选的芳族溶剂如二甲苯或I，3，5-三甲苯的混合物制备，使用轻天然油，烷基化的苯或烷基化苯的混合物，或α-烯烃低聚物作为载体，例如I-癸烯低聚物的混合物。例如，所述方法可以如下进行2-10%，例如3-10%，例如3-7%的分散剂，例如烷基苯磺酸，5-40%，典型地 10-40%，例如 10-25% 的 MgO, 10% -20%，例如 12-20%或 12-18% 的水，1-10%，例如1_7%，例如2-5%的羧酸，例如乙酸，10-40%，例如15-30%的高沸点烃载体，20-60%，例如25-50%，例如30-45%的沸点在约80°C -约210°C范围内的有机溶齐U，例如二甲苯或1，3，5-三甲苯，被在回流条件下搅拌和加热O. 25-5小时，典型地O. 5-3小时，然后加热到280°C以上，典型地在300和360°C之间，例如300_340°C。将温度保持在280°C以上，直到所有水被除去，并且允许所得到的混合物冷却，产生本发明的分散体。在另一个实例中，所述方法如下进行2-15%，例如4-10%，例如5_10%的具有300或更高的■的分散剂，例如烷基苯
磺酸，10-40%，例如 10-35%，例如 15-30% 的 MgO,8% -30%，例如 10-20%或 12-18%的水，1-10%，例如1_5%，例如1-4%的羧酸，例如乙酸，10-70%，例如30-60%，例如40-55%的高沸点烃载体，0-30%，例如0-10%，例如5-10%的具有低于280°C的沸点，例如在约80°C -约210°C范围内的沸点的有机溶剂，例如二甲苯或1，3，5-三甲苯，被在回流条件下搅拌和加热O. 25-5小时，典型地O. 5-4小时，例如1-3小时，然后加热到280°C以上，典型地在300和360°C之间，例如300-340°C。将温度保持在280°C以上，直到所有水被除去和所述有机溶剂被蒸馏掉，并且允许所得到的混合物冷却，产生本发明的分散体。通过本发明方法生产的产物包含所述MgO/分散剂产物和高温烃载体，并且是明亮的和澄清的，具有非常少至无的沉淀物。所述反应组分不必同时加入到反应器中。例如，在一个实施方案中，首先将所述MgO在混合下加入到所述载体和任选的溶剂中，接着添加分散剂和水，最后添加所述羧酸。可以有超过两个加热阶段，例如在一个实施方案中，所述组分被在50-150°C的温度混合
1-3小时，然后温度被升高，例如升至高于150°C，例如155-220°C的温度，同时除去过量水和溶剂，然后在所述过量水和溶剂被除去后，将所述反应加热到超过280°C，典型地在300和360°C之间的温度，和保持，直到所有的水被除去。此时过量的载体也可以被除去，但是通过使用例如液体/液体萃取器或迪安-斯达克装置，与所述水一起蒸馏的载体的大部分被返回到所述反应容器。对于生产在高沸点烃载体中的、其中Wt %镁大于14%的MgO分散体，例如其中 镁为20%或更高的分散体来说，本发明是非常有价值的。在一个具体的实施方案中，包含20-40%镁的MgO分散体被制备，例如含有约30-35%镁的那些。所述高碱性含镁分散体可以被用作燃料、润滑油、抗腐蚀漆中的添加剂和用作含有类似材料的任何复配物中的一部分。例如，所述分散体被用作石油基润滑剂和燃料中的添加剂。典型的用途和剂量水平可见于上面引用的现有技术，没有在前面引用过的另外的添加剂现有技术如美国专利4，094，801 (其通过引用全部结合在本文中)，标准教科书和其它商业文献。例如，当用作润滑剂添加剂时，本发明方法的产物被以1-40重量％，例如1-20重量％，和典型地至少2重量％或5重量％的量添加，基于最终组合物中存在的镁的量计。典型地更小的量被添加到燃料中，例如按重量小于2%和典型地小于1%，例如
1-2，OOOppm，经常地1-1，OOOppm或Ι-lOOppm，基于最终组合物中存在的镁的量计。当是燃料、润滑油或其它商业组合物的一部分时，通常加入到燃料或润滑剂中的其它标准添加剂显而易见地将存在。一旦所述分散体被制备，如果需要本发明的产物可以被进一步加工，或者另外的材料如共添加剂(例如其它分散剂、缓冲剂等)，溶剂，油等可以被添加。·
实施例实施例I向500mL三口圆底烧瓶中加入29. 3克MgO (98% )，12. O克烷基化的苯磺酸分散齐[J，50. O克PA0-4(1-癸烯低聚物的混合物)，100. O克二甲苯，30. O克水，和6. 2克冰乙酸。然后将所述混合物搅拌和加热回流I小时，此后将所述混合物进一步加热到350°C，使用迪安-斯达克分水器以除去所有的水和使任何被蒸馏掉的油返回。将所得到的产物冷却到室温，它是明亮的和澄清的，具有非常少的沉淀物，收率约99%，按照所得到的重量和理论重量计算。Mg%为约18重量％。实施例2实施例I的程序被重复，使用不同的烷基化苯磺酸分散剂以得到明亮清澈的分散体，具有非常少的沉淀物，产率约99%，按照所得到的重量和理论重量计算，并且Mg%为约18重量％。实施例3向500mL三口圆底烧瓶中加入45. 3克MgO (98% ),16.0克实施例2的磺酸分散剂，37. O克PA0-4(1-癸烯低聚物的混合物)，100. O克二甲苯，30. O克水，和7. O克冰乙酸。然后将所述混合物搅拌和加热回流I小时，此后将所述混合物进一步加热到350°C，使用迪安-斯达克分水器以除去所有的水并使任何被蒸馏掉的油返回。将所得到的产物冷却到室温，其是明亮清澈的，有非常少的沉淀物，产率约99%，按照所得到的重量和理论重量计酸。Mg%为约26重量％。实施例4在4psig氮气氛下,混合22000kg Cich13烧基化的苯蒸懼塔底物的混合物和2200kg二甲苯，并且在搅拌下用15分钟添加8000kg MgO。在搅拌下添加3100kg C6_24烷基化的苯磺酸的混合物以进行分散，然后添加5300kg去离子水，接着添加880kg乙酸。将所得到的混合物在充分搅拌下加热到100°C，维持2-3小时，然后加热到200°C以除去水和二甲苯。然后将温度升到330°C并蒸馏，直到再没有水被收集，同时将烷基化的苯通过液体/液体萃取器返回到所述反应容器。逐渐施加真空至50mmHg,以略微浓缩所述反应混合物至33%的Mg 含量，将所述产物冷却和用#2燃料稀释至30%的Mg含量，并过滤。
权利要求
1.在高沸点烃载体中的稳定的、自由流动的高碱性氧化镁分散体，其具有基于所述分散体的总重量计15-40重量％的镁含量，通过在回流条件下加热包含氧化镁、磺酸或羧酸分散剂、CV5羧酸、水、所述高沸点烃载体和任选的沸点小于280°C的有机溶剂的混合物，接着加热至280-360°C的升高的温度，在该升高的温度下除去所有的水来制备，其中所述反应混合物在加热之前含有超过8重量％的水。
2.权利要求I所述的氧化镁分散体，其中镁含量为15-35重量％，基于所述组合物的总重量计。
3.权利要求2所述的氧化镁分散体，其通过在回流条件下加热氧化镁、磺酸分散剂、CV5羧酸、水、所述高沸点烃载体和任选的沸点小于280°C的有机溶剂的混合物，接着加热至280-360°C的升高的温度来制备，其中所述反应混合物在加热之前含有10重量％或更多的水。
4.权利要求I所述的氧化镁分散体，其通过如下方法制备在回流条件下加热包含以 下组分的混合物O. 25-5小时 2-15%的具有300或更高的MW的烷基苯磺酸分散剂，5-50% 的 MgO, 8% -30%的水， 1-10%的羧酸， 10-70%的高沸点烃载体，其选自矿物油，烷基化的苯，α -烯烃的低聚物或聚合物，多环芳族化合物，多环芳族化合物的烷基化的衍生物和蜡， 0-60%的沸点低于280°C的有机溶剂， 接着加热至280-360°C的升高的温度，直到所有的水被除去。
5.权利要求4所述的氧化镁分散体，其通过如下方法制备在回流条件下加热包含以下组分的混合物 2-10%的所述烷基苯磺酸分散剂，5-45% 的 MgO, 10% -20%的水， 1-10%的所述C^5羧酸， 10-40%的所述高沸点烃， 20-60%的沸点在约80°C -约210°C范围内的烷基化的芳族有机溶剂， 接着加热至280-360°C的升高的温度，直到所有的水被除去。
6.权利要求5所述的氧化镁分散体，其具有约20-约40%的镁含量，通过如下方法制备在回流条件下加热包含以下组分的混合物 3-10%的所述烷基苯磺酸，10-40% 的 MgO, 12% -20%的水， 1-7%的所述CV5羧酸， 15-30%的所述高沸点烃载体， 25-50%的所述烷基化的芳族有机溶剂， 接着加热至280-360°C的升高的温度，直到所有的水被除去。
7.权利要求4所述的氧化镁分散体，其通过如下方法制备在回流条件下加热包含以下组分的混合物 4-10%的所述烷基苯磺酸，10-35% 的 MgO,10-20% 的水， 1-5%的所述CV5羧酸， 30-60%的所述高沸点烃载体， 0-10%的沸点在约80°C-约210°C范围内的烷基化的芳族有机溶剂， 接着加热至280-360°C的升高的温度，直到所有的水被除去。
8.权利要求7所述的氧化镁分散体，其具有约20-约40%的镁含量，通过如下方法制备在回流条件下加热包含以下组分的混合物 5-10%的所述烷基苯磺酸，15-30% 的 MgO, 12-18% 的水， 1-4%的所述CV5羧酸， 40-55%的所述高沸点烃载体， 5-10%的所述烷基化的芳族有机溶剂， 接着加热至280-360°C的升高的温度，直到所有的水被除去。
9.权利要求I所述的氧化镁分散体，其中在回流条件下加热之后，将所述反应混合物在150和250°C之间的温度下加热，同时除去过量水和溶剂，和然后加热到280-360°C并保持，直到所有的水被除去。
10.权利要求I所述的氧化镁分散体，其通过在回流条件下加热包含氧化镁、烷基化的苯磺酸分散剂、乙酸、水、所述高沸点烃载体和任选的沸点小于280°c的烷基化苯溶剂的混合物，接着加热至280-360°C的升高的温度，在该升高的温度下除去所有的水来制备。
11.权利要求4所述的氧化镁分散体，其通过在回流条件下加热包含氧化镁、烷基化的苯磺酸分散剂、乙酸CV5、水、所述高沸点烃载体和任选的沸点小于280°C的烷基化苯溶剂的混合物，接着加热至280-360°C的升高的温度，在该升高的温度下除去所有的水来制备。
12.用于制备具有基于分散体的总重量计15-40重量％的镁含量的、在高沸点烃载体中的、稳定的、自由流动的高碱性氧化镁分散体的方法，该方法包括在回流条件下加热氧化镁、磺酸或羧酸分散剂、CV5羧酸、水、所述烃载体和任选的沸点低于280°C的有机溶剂的混合物，接着加热至280-360°C的升高的温度，在该升高的温度下除去所有的水，其中所述反应混合物在加热之前含有超过8重量％的水。
13.权利要求12所述的方法，该方法包括在回流条件下加热氧化镁、磺酸分散剂、C1^5羧酸、水、所述高沸点烃载体和任选的沸点低于280 V的有机溶剂的混合物，接着加热至280-360°C的升高的温度，其中所述反应混合物在加热之前含有10重量％或更多的水。
14.权利要求12所述的方法，该方法包括在回流条件下加热包含以下组分的混合物O. 25-5 小时 2-15%的具有300或更高的MW的烷基苯磺酸分散剂，5-50% 的 MgO,8-30%的水， 1-10%的羧酸， 10-70%的高沸点烃载体，其选自矿物油，烷基化的苯，α -烯烃的低聚物或聚合物，多环芳族化合物，多环芳族化合物的烷基化衍生物和蜡， 0-60%的沸点低于280°C的有机溶剂， 接着加热至280-360°C的升高的温度，直到所有的水被除去。
15.权利要求14所述的方法，其用于制备具有约20-约40%的镁含量的MgO分散体，该方法包括在回流条件下加热包含以下组分的混合物 3-10%的所述烷基苯磺酸，10-40% 的 MgO, 12-20% 的水， 1-7%的所述CV5羧酸， 15-30%的所述高沸点烃载体， 25-50%的具有在约80°C -约210°C范围内的沸点的烷基化芳族有机溶剂， 接着加热至280-360°C的升高的温度，直到所有的水被除去。
16.权利要求14所述的方法，其用于制备具有约20-约40%的镁含量的MgO分散体，该方法包括在回流条件下加热包含以下组分的混合物 5-10%的所述烷基苯磺酸，15-30% 的 MgO, 12% -20%的水， 1-4%的所述CV5羧酸， 40-60%的所述高沸点烃载体， 5-10%的具有在约80°C -约210°C范围内的沸点的烷基化芳族有机溶剂， 接着加热至280-360°C的升高的温度，直到所有的水被除去。
17.权利要求14所述的方法，其中在回流条件下加热之后，将所述反应混合物在150和250°C之间的温度下加热，同时除去过量的水和溶剂，然后加热到280-360°C并保持，直到所有的水被除去。
18.权利要求14所述的方法，其中所述Cu羧酸是乙酸。
19.包含权利要求I所述的氧化镁分散体的润滑剂或燃料组合物。
20.权利要求19所述的组合物，其中所述润滑剂或燃料是石油基的。
全文摘要
通过加热MgO、选择的分散剂、低MW羧酸、水和高沸点烃和有机稀释剂的组合的混合物至280-360℃，其中水超过所述反应混合物的8％，典型地超过10％，可重现地制备了具有高镁含量和可接受地低的粘度的高碱性MgO分散体而无凝胶形成。不需要另外的增溶或分散剂，促进剂或反应物如二氧化碳、胺、醇等来得到所述希望的分散体。组合物如含有所述高碱性镁分散体作为添加剂的润滑油和燃料也被公开。
文档编号C10N10/04GK102959062SQ201180029957
公开日2013年3月6日 申请日期2011年6月23日 优先权日2010年7月14日
发明者马清高, C·A·米格多尔, K·A·施吕浦, J-L·迪夫拉维奥, R·J·缪尔 申请人:科聚亚公司