一种制备润滑油金属清净剂的方法

专利名称：一种制备润滑油金属清净剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用超重力旋转床设备制备润滑油金属清净剂的方法。
背景技术：
金属清净剂是内燃机油用的主要添加剂，它具有碱值高、防锈性好、酸 中和能力强的特性，主要用于调制中高档内燃机油。国内外高碱值润滑油金 属清净剂的制备方法一般采用机械搅拌釜式法生产，S卩有机酸或其盐类与 金属的氧化物或其氢氧化物在反应釜机械搅拌下进行中和反应，对中和反应 后的物料采用co2气体鼓泡法进行碳酸化反应及转相等工艺过程完成制备。 由于气体分布器必须设置在反应釜底部，未反应的物料，尤其是反应过程中
生成的CaC(V沉淀极易堵塞气体分布器鼓泡口，因此传统的机械釜式法在相间 传质、传热和动力学控制上存在诸多局限性，如物料利用率低，反应周期长， 反应效率低，能耗高，环境污染大，产品质量不稳定，提供碱度的碳酸盐颗 粒粒径分布宽，产品粒径通常为20 120nm，粒径较大等问题。
ZL20040037885.9公开了一种利用外循环式超重力旋转床设备制备高碱 值石油磺酸钙润滑油清净剂的方法，该方法将超重力技术原理与常规润滑油 清净剂合成反应机理有机结合起来，改善了相传质等工艺问题和产品性能， 使反应时间比常规釜式法縮短50%以上，钙利用率提高大于25%， C02用量 减少超过25%，钙渣量下降大于25%，制得的碱性石油磺酸钙胶体结构中碳 酸钙晶体的粒径为20 40nm，粒径小且分布均匀，产品质量稳定。但该制备 方法主要存在以下问题 一是由于超重力旋转床设备结构问题，在循环过程 中，由于反应过程中未反应完全的物料和生成的CaC03沉淀易造成超重力旋转 床层堵塞，需经常拆洗超重力旋转床设备以免影响混合和传质效果，给工艺
4操作带来不便；二是从超重力旋转床进入循环罐的物料流量与物料循环泵流 量二者控制不易匹配，进而削弱混合传质效果；三是反应装置系统复杂，需 要另外增设循环物料罐、搅拌混合器以及液体物料循环泵，能耗大，反应过 程中物料泵如果存在泄漏问题，易造成环境污染。

发明内容
本发明的目的是提供一种采用内循环式自吸超重力旋转床设备制备润滑 油金属清净剂的方法，克服上述外循环式超重力反应系统制备润滑油金属清 净剂存在的反应物料易使床层堵塞，循环流量控制操作不理想，以及反应装 置系统复杂等问题。
该方法采用的是内循环式自吸超重力旋转床设备，其由反应釜、位于电 机轴上部的超重力旋转床、位于电机轴下部的自吸循环装置以及电机构成超 重力反应循环装置。当电机启动后，电机轴带动自吸循环装置和超重力旋转 床旋转，当自吸循环装置内的叶轮转动时，使得处于叶轮中心处的物料形成 负压，釜底物料就被连续不断地通过自吸循环装置中的进液器吸入到超重力 旋转床与气体发生反应，反应后的物料通过超重力旋转床器壁出液孔被甩到 反应釜内壁，并沿壁面流回到反应釜底，这样不断进行吸入、反应、回流的 循环过程。
具体过程如下将有机酸或有机酸盐和金属氧化物或金属氢氧化物按摩
尔比1:1 1:8置于反应釜中，然后加入占有机酸或有机酸盐和金属氧化物或金 属氢氧化物总重量20 200%的有机溶剂、0~5%的氨和1~15%的d C4脂肪醇，
同时开始升温，启动电机，电机轴带动自吸循环装置和超重力旋转床旋转， 由于自吸循环装置内的叶轮的转动，使叶轮中心处的物料形成负压，反应釜
釜底反应物料被连续不断地通过自吸循环装置内的进液器吸入到超重力旋转 床中，经超重力旋转床转动反应后的物料通过旋转床壁出液孔被鬼到反应釜 内壁并沿壁面流回到反应釜底，这样不断进行吸入、回流、物料混合循环过 程；当循环物料温度达到20 15(TC时，完成有机酸或有机酸盐与金属氧化物或金属氢氧化物的中和反应；此时控制物料自吸循环转速为250~2500转/分， 向超重力旋转床中通入二氧化碳气体，进行碳酸化反应，物料循环流速为30 1200L/h， 二氧化碳气体流速为40 270L/h，当二氧化碳气体的利用率达到二 氧化碳与金属氧化物或金属氢氧化物完全反应时所消耗的二氧化碳理论值的 80~100%或反应物料的PH值由12~14下降到8~11时即为反应终点，停止通 二氧化碳气体，将含有高碱值润滑油金属清净剂的反应产物转入蒸馏釜，经 过蒸馏脱醇水、离心除渣、离心出的清液脱溶剂三步后处理工艺，得到润滑 油金属清净剂。
上述有机酸是平均分子量为200~500的环烷酸或平均分子量为400~600、 浓度为20%~40%的石油磺酸或平均分子量为400 600、浓度为20%~40%的合 成磺酸或C12 C3Q的烷基水杨酸或C12~C14的烷基酚的任意一种。
上述有机酸盐是平均分子量为200-500的环烷酸转化而成的环烷酸盐或 平均分子量为400~600、浓度为20% 40°/。的石油磺酸转化而成的石油磺酸盐 或平均分子量为400 600的合成磺酸、浓度为20%~40%转化而成的合成磺酸
盐或由Cu C30的垸基水杨酸盐或由C!广d4硫代烷基酚盐中的任意一种。
所述的有机酸盐中，平均分子量为200~500的环垸酸转化而成的环垸酸 盐是Ca或Mg或Ba或Na或铵的环烷酸盐；平均分子量为400-600、浓度为 20%~40°/。的石油磺酸转化得到的石油磺酸盐或平均分子量为400~600、浓度 为20% 40%的合成磺酸转化得到的合成磺酸盐是Ca或Mg或Ba或Na或铵 的合成磺酸盐；C12~C3。的烷基水杨酸盐或由C^ Q4垸基酚盐是Ca或Mg或 Ba或Na或铵的盐类。
所述的金属氧化物或氢氧化物是金属Ca或Mg或Ba或Na的氧化物或氢 氧化物中的任意一种。
上述有机溶剂是苯或甲苯或二甲苯中的一种或一种以上组分组合而成的 混合溶剂或90 12(TC的石油醚。
上述C广Q的脂肪醇是甲醇或乙醇或正丙醇或异丙醇或正丁醇中的一种 或一种以上组分组合而成的脂肪醇。本发明所述的超重力旋转床装置是采用北京化工大学生产销售的内循环 式自吸超重力旋转床或其它厂家生产销售的具备相同性能质量的带有自吸循 环装置的内循环式超重力旋转床装置。
对于含有润滑油金属清净剂的产物，分别经过蒸馏脱醇水、离心除渣、 离心出的清液脱溶剂后处理工艺得到润滑油金属清净剂。常规的减压脱醇水
工艺条件为真空度0.050 0.090MPa、脱醇水温度60 150°C ，离心除渣常规工 艺条件为转速2000 10000转/分、离心温度10 65°C、离心时间10 60分钟， 清液脱溶剂常规工艺条件为真空度0.050 0.090MPa、 70。C 20(TC下蒸馏脱除 产物中的溶剂。
本发明所采用的内循环式自吸超重力旋转床装置制备润滑油金属清净剂 的方法，主要利用自动抽吸装置与超重力旋转床有机结合，形成了结构紧凑 的自吸循环式超重力反应装置，电机开启旋转后，通过自吸循环装置吸入反 应物料，送入超重力旋转床反应，反应后的物料经旋转床壁孔被甩入反应釜 内内壁，并沿壁面流回到反应釜底部，整个反应不断进行吸入、反应、回流 的循环过程，从而有效节省了外循环超重力反应装置的物料循环罐、外部物 料循环泵和物料流量计，简化了反应工艺生产装置，降低了装置能耗；内循 环超重力装置没有外部物料循环泵，反应釜内的物料循环可完全满足超重力 装置处理能力，从而解决了进入循环罐的物料与外部物料循环泵二者流量的 相互制约问题；采用不同于外循环式超重力旋转床的结构，使得反应物料不 易堵塞反应床层，相间传质效率得到提高；所制备的润滑油清净分散剂产品 质量水平能够达到外循环式超重力设备制备的该产品质量水平。


图1是本发明内循环式自吸超重力装置制备工艺流程示意图。
其中1、循环物料2、旋转床壁出液孔3、电机4、内循环反 应釜5、超重力旋转床6、自吸循环装置7、进液器8、出料口
具体实施例方式
如图1所示有机酸或有机酸盐、金属氧化物或金属氢氧化物、有机溶剂、氨和C广C4脂肪醇按物料比例投入内循环反应釜4中，开始升温，启动
超重力旋转装置电机3，电机轴带动超重力旋转床5和自吸循环装置6旋转， 自吸循环装置6在釜内物料中旋转形成负压，反应物料经自吸循环装置6内 的进液器7自动抽吸入至超重力旋转床5中，超重力旋转床5以一定的转速 旋转，使抽吸至其内的物料可透过超重力旋转床壁出液孔2甩入到内循环反 应釜4中，不断进行混合循环。当循环物料1的温度达到20 15(TC时，完成 有机酸或有机酸盐、金属氧化物或金属氢氧化物的中和反应；此时控制物料 自吸循环转速为250~2500转/分，从C02气体进料口向超重力旋转床5中通 入C02气体，进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为30 1200L/h， C02气 体流速为40 270L/h，当C02气体的利用率达到C02与金属氧化物或金属氢 氧化物完全反应时所消耗的C02理论值的80~100%或反应物料的PH值由 12 14下降到8~11时即为反应终点，停止通C02气体，将含有润滑油金属清 净剂的反应产物从出料口8放出，转入蒸馏釜，经过蒸馏脱醇水、离心除渣、 离心出的清液脱溶剂三步后处理工艺，得到润滑油金属清净剂。
在上述中和反应和碳酸化反应及转相过程中，超重力在颗粒制备、转相 及有机酸或有机酸盐的中和过程中都起到重要作用，气、液流量和超重力机 的转速控制着有机酸或有机酸盐的中和速度、碳酸钙的生成速度、转相速度 以及产品的质量。旋转床的转速通过调节电机3的电机轴转速来实现。
实施例l:
平均分子量为200的环烷酸与氢氧化镁按摩尔比1:1投入反应釜中，加入 占环垸酸和氢氧化镁总重量的20%二甲苯、2.5%的氨和1%的甲醇，开始升温， 启动超重力旋转装置电机，电机轴带动超重力旋转床和自吸循环装置旋转， 自吸循环装置在釜内物料中旋转形成负压，反应物料经自吸循环装置内的进 液器自动抽吸入至超重力旋转床中，超重力旋转床以300转/分的转速旋转， 使抽吸至其内的物料透过超重力旋转床器壁孔甩入到内循环反应釜中，不断 进行混合循环；当循环物料的液体温度达到5(TC时，完成环垸酸与氢氧化镁 的中和反应；此时控制物料自吸循环转速为300转/分，从C02气体进料口向超重力旋转床中通入C02气体，进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为
30L/h， CO2气体流速为40L/h，当二氧化碳气体的利用率达到理论值的80%， 放出反应产物。将反应产物在真空度为0.050MPa、温度为60 150。C条件下脱 除醇水，脱除醇水共沸物的物料继续在转速为2000转/分、4(TC温度下离心除 渣60分钟，清液在真空度0.090MPa、 70 20(TC脱除产物中的二甲苯，得到 碱值为302mgKOH/g，粒径为20nm， IO(TC运动粘度为59mm2/s，有效组分含 量为62%，浊度为40JTU的环垸酸镁润滑油清净剂。 实施例2:
平均分子量为300的环烷酸与氢氧化钙按摩尔比1:1.5投入反应釜中，加 入占环烷酸和氢氧化钙总重量的50%的90 12(TC石油醚、1%氨和3%乙醇， 开始升温，物料循环方式同实施例1。当循环物料温度达到25"C时，完成环 垸酸与氢氧化钙的中和反应，控制物料自吸循环转速为250转/分，通入C02 气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为45L/h， C02气体流速为270L/h， 当二氧化碳气体的利用率达到理论值的83%，放出反应产物。将反应产物在 真空度为0.080MPa、温度为90 15(TC条件下脱除醇水，脱除醇水共沸物的物 料继续在转速为2500转/分、l(TC温度下离心除渣20分钟，清液在真空度 0.05MPa、 70 20(TC脱除产物中的石油醚，得到碱值为300mgKOH/g， 100°C 运动粘度为39mm2/s，粒径为25nm，有效组分含量为60%，浊度为42JTU的 环烷酸钙润滑油清净剂。
实施例3:
平均分子量为500的环烷酸与氢氧化钡按摩尔比1:5投入反应釜中，加入 占环垸酸和氢氧化钡总重量的130%苯、3%氨和11%正丙醇，开始升温，物 料循环方式同实施例1。当循环物料温度达到9(TC时，完成环烷酸与氢氧化 钡的中和反应，控制物料自吸循环转速为600转/分，通入C02气体进行碳酸 化反应，其中，物料循环流速为1200L/h， C02气体流速为120L/h，当反应物 料的PH值由12下降到9时，放出反应产物。将反应产物在真空度为0.05MPa、 温度为60 15(TC条件下脱除醇水，脱除醇水共沸物的物料继续在转速为4000转/分、5(TC温度下离心除渣30分钟，清液在真空度0.090MPa、 70 20(TC脱 除产物中的苯，得到碱值为306mgKOH/g， IO(TC运动粘度为49mm2/s，粒径 为35nm，有效组分含量为65%，浊度为35JTU的环烷酸钡润滑油清净剂。 实施例4:
平均分子量为400的环垸酸与氢氧化镁按摩尔比1:5.5投入反应釜中，加 入占环垸酸和氢氧化镁总重量的170%的苯与甲苯的混合物、0.5%氨和13%正 丙醇与异丙醇的混合物，开始升温，物料循环方式同实施例l。当循环物料温 度达到7(TC时，完成环垸酸与氢氧化镁的中和反应，控制物料自吸循环转速 为1000转/分，通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为80L/h， C02气体流速为45L/h，当反应物料的PH值由12.4下降到8.5时，放出反应 产物。将反应产物在真空度为0.06MPa、温度为60 15(TC条件下脱除醇水， 脱除醇水共沸物的物料继续在转速为3500转/分、5(TC温度下离心除渣30分 钟，清液在真空度0.08MPa、 70 20(TC脱除产物中的苯与甲苯的混合物，得 到碱值为300mgKOH/g， IO(TC运动粘度为49mm2/s，粒径为35nm，有效组分 含量为52%，浊度为20JTU的环垸酸镁润滑油清净剂。
实施例5:
平均分子量为400的石油磺酸与氢氧化钡按摩尔比1:6.5投入反应釜中， 加入占石油磺酸和氢氧化钡总重量的180%苯、甲苯与二甲苯的混合物、0.8% 氨和14%甲醇与乙醇，开始升温，物料循环方式同实施例1。当循环物料温度 达到2(TC时，完成石油磺酸与氢氧化钡的中和反应，控制物料自吸循环转速 为800转/分，通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为80L/h， C02气体流速为240L/h，当二氧化碳气体的利用率达到理论值的97%，放出 反应产物。将反应产物在真空度为0.06MPa、温度为70 15(TC条件下脱除醇 水，脱除醇水共沸物的物料继续在转速为2100转/分、l(TC温度下离心除渣 50分钟，清液在真空度0.08MPa、 70 200。C脱除产物中的苯，得到碱值为 295mgKOH/g， 100。C运动粘度为50mm2/s，粒径为40nm，有效组分含量为53%， 浊度为28JTU的石油磺酸钡润滑油清净剂。实施例6:
平均分子量为513的合成磺酸与氢氧化钠按摩尔比投入反应釜中，加 入占合成磺酸和氢氧化钠总重量的200%的90 120。C的石油醚、1.5。/。氨和15% 异丙醇，开始升温，物料循环方式同实施例1。当循环物料温度达到15(TC时， 完成合成磺酸与氢氧化钠的中和反应，控制物料自吸循环转速为750转/分， 通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为100L/h， C02气体流 速为150L/h，当反应物料的PH值由13下降到9时，放出反应产物。将反应 产物在真空度为0.08MPa、温度为80 150'C条件下脱除醇水，脱除醇水共沸 物的物料继续在转速为3800转/分、55。C温度下离心除渣40分钟，清液在真 空度0.07MPa、 70 200。C脱除产物中的石油醚，得到碱值为301mgKOH/g， IO(TC运动粘度为70mmVs，粒径为40nm，有效组分含量为56%，浊度为38JTU 的磺酸钠润滑油清净剂。
实施例7:
平均分子量为400的合成磺酸与氧化钙按摩尔比1:8投入反应釜中，加入 占合成磺酸和氢氧化钙总重量的140%苯与二甲苯的混合物、4%氨和14%甲 醇与乙醇的混合物，开始升温，物料循环方式同实施例l。当循环物料温度达 到2(TC时，完成合成磺酸与氧化钙的中和反应，控制物料自吸循环转速为2000 转/分，通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为87L/h， C02 气体流速为260L/h，当反应物料的PH值由13下降到10时，放出反应产物。 将该反应产物按实施例1进行后处理，得到碱值为300mgKOH/g， IO(TC运动 粘度为52mm2/s，粒径为40nm，有效组分含量为55%，浊度为30JTU的磺酸 钙润滑油清净剂。
平均分子量为600的合成磺酸与氢氧化铵按摩尔比1:8投入反应釜中，加 入占合成磺酸与氢氧化铵总重量的100%二甲苯和8%甲醇，开始升温，物料 循环方式同实施例1。当循环物料温度达到25"C时，完成合成磺酸与氢氧化 铵的中和反应，控制物料自吸循环转速为2500转/分，通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为1200L/h， CO2气体流速为270L/h，当反应物 料的PH值由12下降到11时，放出反应产物。将该反应产物按实施例1进行 后处理，得到碱值为280mgKOH/g， IO(TC运动粘度为58mm2/s，粒径为36nm， 有效组分含量为50%，浊度为288TU的磺酸铵润滑油清净剂。 实施例9:
平均分子量为600的石油磺酸与氢氧化镁按摩尔比1:2投入反应釜中，加 入占石油磺酸与氢氧化镁总重量的30%二甲苯、5%氨和6%正丙醇、异丙醇 与正丁醇的混合物，开始升温，物料循环方式同实施例l。当循环物料温度达 到12(TC时，完成石油磺酸与氢氧化镁的中和反应，控制物料自吸循环转速为 350转/分，通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为1000L/h， CO2气体流速为230L/h，当反应物料的PH值由14下降到11时，放出反应产 物。将反应产物在真空度为0.07MPa、温度为60 15(TC条件下脱除醇水，脱 除醇水共沸物的物料继续在转速为2200转/分、2(TC温度下离心除渣10分钟， 清液在真空度0.06MPa、 70 20(TC脱除产物中的二甲苯，得到碱值为 298mgKOH/g， IO(TC运动粘度为60mm2/s，粒径为25nm，有效组分含量为51%， 浊度为18JTU的石油磺酸镁润滑油清净剂。
实施例10:
平均分子量为500的石油磺酸与氢氧化钡按摩尔比1:4.5投入反应釜中， 加入占石油磺酸和氢氧化钡总重量的55%甲苯与二甲苯的混合物、3.5%氨和 7.5%正丁醇，开始升温，物料循环方式同实施例1。当循环物料温度达到IO(TC 时，完成石油磺酸与氢氧化钡的中和反应，控制物料自吸循环转速为500转/ 分，通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为600L/h， C02气 体流速为80L/h，当二氧化碳气体的利用率达到理论值的100%，放出反应产 物。将反应产物在真空度为0.08MPa、温度为100 15(TC条件下脱除醇水，脱 除醇水共沸物的物料继续在转速为3000转/分、65'C温度下离心除渣45分钟， 清液在真空度0.08MPa、 70 20(TC脱除产物中的甲苯与二甲苯，得到碱值为 290mgKOH/g， 100。C运动粘度为34mm2/s，粒径为32nm，有效组分含量为60%，浊度为40JTU的石油磺酸钡润滑油清净剂。 实施例ll:
十二垸基水杨酸比氧化镁按摩尔比1:6.5投入反应釜中，加入占十二垸基 水杨酸和氧化镁总重量的100%的90 120"C石油醚、1%氨和12%正丁醇，开 始升温，物料循环方式同实施例1。当循环物料温度达到5(TC时，完成十二 烷基水杨酸比氧化镁的中和反应，控制物料自吸循环转速为900转/分，通入 C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为400L/h， C02气体流速为 200L/h，当二氧化碳气体的利用率达到理论值的90%，放出反应产物。将反 应产物在真空度为0.08MPa、温度为100 15(TC条件下脱除醇水，脱除醇水共 沸物的物料继续在转速为3000转/分、6(TC温度下离心除渣55分钟，清液在 真空度0.06MPa、 70 200。C脱除产物中的石油醚，得到碱值为298mgKOH/g， 100。C运动粘度58mm2/s，粒径为28nm，有效组分含量56%，浊度23JTU的 十二烷基水杨酸镁润滑油清净剂。
实施例12:
二十五烷基水杨酸与氧化镁按摩尔比l:7投入反应釜中，加入占二十五烷 基水杨酸和氧化镁总重量的135%苯、甲苯与二甲苯的混合物、1.5%氨和12% 丙醇与正丁醇的混合物，开始升温，物料循环方式同实施例l。当循环物料温 度达到60。C时，完成二十五烷基水杨酸比氧化镁的中和反应，控制物料自吸 循环转速为450转/分，通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速 为1100L/h， C02气体流速为190L/h，当反应物料的PH值由13.5下降到8时， 放出反应产物。将反应产物在真空度为0.08MPa、温度为100 15(TC条件下脱 除醇水，脱除醇水共沸物的物料继续在转速为2200转/分、15'C温度下离心除 渣15分钟，清液在真空度0.07MPa、 70 20(TC脱除产物中的苯、甲苯与二甲 苯的混合物，得到碱值为310mgKOH/g， IO(TC运动粘度为58mm2/s，粒径为 31nm，有效组分含量为60%，浊度为58JTU的二十五烷基水杨酸镁润滑油清 净剂。
实施例13:三十垸基水杨酸与氧化钡按摩尔比1:7.5投入反应釜中，加入占三十烷基 水杨酸和氧化钡总重量的175%苯、甲苯与二甲苯的混合物、2%氨和10%丙 醇、乙醇与异丙醇的混合物，开始升温，物料循环方式同实施例l。当循环物 料温度达到8(TC时，完成三十烷基水杨酸与氧化钡的中和反应，控制物料自 吸循环转速为1600转/分，通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流 速为900L/h， C02气体流速为180L/h，当反应物料的PH值由14下降到10 时，放出反应产物。
将反应产物在真空度为0.08MPa、温度为60 150。C条件下脱除醇水，脱除醇 水共沸物的物料继续在转速为10000转/分、25"C温度下离心除渣25分钟，清 液在真空度0.09MPa、 70 20(TC脱除产物中的苯、甲苯与二甲苯的混合物， 得到碱值为320mgKOH/g， IO(TC运动粘度为56mm2/s，粒径为20nm，有效组 分含量为52%，浊度为32JTU的三十烷基水杨酸钡润滑油清净剂。 实施例14:
三十烷基水杨酸与氧化钡按摩尔比1:8投入反应釜中，加入占三十垸基水 杨酸和氧化钡总重量的180%甲苯、1.3%氨和12%异丙醇与丁醇的混合物，开 始升温，物料循环方式同实施例l。当循环物料温度达到IO(TC时，完成三十 垸基水杨酸与氧化钡的中和反应，控制物料自吸循环转速为850转/分，通入 C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为200L/h， C02气体流速为 130L/h，当反应物料的PH值由12下降到8时，放出反应产物。将该反应物 按实施例13进行后处理，得到碱值为305mgKOH/g，粒径为28nm， IO(TC运 动粘度为45mm2/s，有效组分含量为60%，浊度为42JTU的三十烷基水杨酸 钡润滑油清净剂。
实施例15:
硫化后的十二烷基酚与氢氧化钙按摩尔比l:7投入搅拌槽1中，加入占硫 化后的十二垸基酚和氢氧化钙总重量的30%苯、1.7°/。氨和2.5%异丙醇，开始 升温，物料循环方式同实施例l。当循环物料温度达到13(TC时，完成硫化十 二烷基酚与氢氧化钙的中和反应，控制物料自吸循环转速为500转/分，通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为800L/h， C02气体流速为 60L/h，当反应物料的PH值由13.8下降到9.5时，放出反应产物。将反应产 物在真空度为0.06MPa、温度为60 15(TC条件下脱除醇水，脱除醇水共沸物 的物料继续在转速为2500转/分、40'C温度下离心除渣35分钟，清液在真空 度0.09MPa、 70 20(TC脱除产物中的苯，得到碱值304mgKOH/g，粒径30nm， IO(TC运动粘度为32mm2/s，有效组分含量为58%,浊度为17JTU的硫化十二 烷基酚钙润滑油清净剂。 实施例16:
硫化后的十二烷基酚与氢氧化镁按摩尔比l:6投入反应釜中，加入占硫化 后的十二烷基酚和氢氧化镁总重量的45%的二甲苯、4.5%氨和2.5%丁醇，开 始升温，物料循环方式同实施例l。当循环物料温度达到14(TC时，完成硫化 十二垸基酚与氢氧化镁的中和反应，控制物料自吸循环转速为900转/分，通 入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为700L/h， C02气体流速 为95L/h，当二氧化碳气体的利用率达到理论值的90%,放出反应产物。将反 应产物在真空度为0.06MPa、温度为100 15(TC条件下脱除醇水，脱除醇水共 沸物的物料继续在转速为3000转/分、6(TC温度下离心除渣55分钟，清液在 真空度0.06MPa、 70 20(TC脱除产物中的二甲苯，得到碱值为302mgKOH/g， 粒径为30nm， IO(TC运动粘度为50mm2/s，有效组分含量为65%,浊度为21JTU 的硫化十二烷基酚镁润滑油清净剂。
实施例17:
硫化后的十二垸基酚与氢氧化钡按摩尔比1:6.5投入搅拌槽1中，加入占 硫化后的十二烷基酚和氢氧化钡总重量的45%的二甲苯、4.2%氨和2.5%丁醇， 开始升温，物料循环方式同实施例l。当循环物料温度达到14(TC时，完成硫 化十二垸基酚与氢氧化镁的中和反应，控制物料自吸循环转速为1000转/分， 通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为60L/h， C02气体流速 为100L/h，当二氧化碳气体的利用率达到理论值的90%，放出反应产物。将 该反应物按实施例19进行后处理。得到碱值308mgKOH/g，粒径28nm， 100°C
15运动粘度53mm2/s，有效组分含量54%，浊度为45JTU的硫化十二垸基酚钡 润滑油清净剂。
实施例18:
硫化后的十二垸基酚与氢氧化钠按摩尔比1:6.5投入反应釜中，加入占硫 化后的十二烷基酚和氢氧化钠总重量的65%的二甲苯、1.4%氨和8%异丙醇， 开始升温，物料循环方式同实施例1。当循环物料温度达到4(TC时，完成硫 化十二垸基酚与氢氧化镁的中和反应，控制物料自吸循环转速为1700转/分， 通入C02气体进行碳酸化反应，其中，物料循环流速为550L/h， C02气体流 速为230L/h，当二氧化碳气体的利用率达到理论值的90%，放出反应产物。 将该反应物按实施例19进行后处理。得到碱值298mgKOH/g，粒径34nm， 10(TC运动粘度65mm2/3，有效组分含量55%，浊度40JTU的硫化十二垸基酚 钠润滑油清净剂。
实施例19:
硫化后的十二烷基酚与氧化镁按摩尔比1:8投入反应釜中，加入占硫化后 的十二烷基酚和氧化镁总重量的100%二甲苯、0.9%氨和7%异丙醇，开始升 温，液体循环方式和制备过程同实施例11。得到碱值为310mgKOH/g，粒径 为40nm， 100。C运动粘度为60mm2/s，有效组分含量为60%，浊度为53JTU 的硫化十二烷基酚镁润滑油清净剂。
实施例20:
硫化后的十二烷基酚与氧化钙按摩尔比1:8投入反应釜中，加入占硫化后 的十二烷基酚和氧化钙总重量的200%甲苯、1.5%氨和7%丁醇于搅拌槽1中， 开始升温，液体循环方式和制备过程同实施例11。得到碱值为299mgKOH/g, 粒径为35nm， 10(TC运动粘度为75mm2/s，有效组分含量为50%，浊度为64JTU 的硫化十二烷基酚钙润滑油清净剂。
实施例21:
硫化后的十二烷基酚与氧化钡按摩尔比1:4.5投入搅拌槽1中，加入占硫 化后的十二烷基酚和氧化钡总重量的200%甲苯、2.2%氨和7%丁醇于，开始升温，液体循环方式和制备过程同实施例11。得到碱值为295mgKOH/g，粒 径为28nm， 100。C运动粘度为40mm2/s，有效组分含量为52%，浊度为45JTU 的硫化十二烷基酚钡润滑油清净剂。 实施例22:
硫化后的十二垸基酚与氧化钠按摩尔比1:4.5投入搅拌槽1中，加入占硫 化后的十二烷基酚和氧化钠总重量的90%苯、1.6%氨和10%丁醇于搅拌槽1 中，液体循环方式和制备过程同实施例11。得到碱值为300mgKOH/g，粒径 为30nm， IO(TC运动粘度为46mm2/s，有效组分含量为65%，浊度为64JTU 的硫化十二烷基酚钠润滑油清净剂。
实施例23:
硫化后的十二垸基酚与氧化镁按摩尔比1:5投入反应釜中，加入占硫化后 的十二烷基酚和氧化镁总重量的90%苯、1.6%氨和10%丁醇，液体循环方式 和制备过程同实施例ll。得到碱值为305mgKOH/g，粒径32nm， IO(TC运动 粘度50mm2/s，有效组分含量65%，浊度为58JTU的硫化十二烷基酚镁润滑 油清净剂。
实施例24:
石油磺酸铵与氧化镁按摩尔比1:1投入反应釜中，加入占石油磺酸铵和氧 化镁总重量的150%的90 12(TC的石油醚、1.8%氨和10%丁醇，液体循环方 式和制备过程同实施例11。得到碱值308mgKOH/g，粒径24nm, IO(TC运动 粘度56mm2/s，有效组分含量为70%,浊度为63JTU的石油磺酸镁润滑油清 净剂。
实施例25:
石油磺酸铵与氢氧化镁按摩尔比1:2投入反应釜中，加入占石油磺酸铵和 氢氧化镁总重量的150%的90 12(TC的石油醚、0.2%氨和10°/。甲醇，液体循 环方式和制备过程同实施例11。得到碱值315mgKOH/g，粒径20nm， IO(TC 运动粘度65mm2/s，有效组分含量68%，浊度为52JTU的石油磺酸镁润滑油 清净剂。实施例26:
石油磺酸钡与氢氧化钡按摩尔比1:2投入反应釜中，加入占石油磺酸钡和 氢氧化钡总重量的180%的90 12(TC的石油醚、3.4%氨和15%甲醇，液体循 环方式和制备过程同实施例11。得到碱值为316mgKOH/g，粒径23nm， IOO'C 运动粘度65mm2/s，有效组分含量58%，浊度为62JTU的石油磺酸钡润滑油 清净剂。
实施例27:
石油磺酸镁与氢氧化镁按摩尔比1:3投入反应釜中，加入占石油磺酸镁与 氢氧化镁总重量的180。/。的90 12(TC的石油醚、2%氨和15%甲醇，液体循环 方式和制备过程同实施例11。得到碱值为320mgKOH/g，粒径23nm， 100°C 运动粘度70mm2/s，有效组分含量65%，浊度53JTU的石油磺酸镁润滑油清 净剂。
实施例28:
石油磺酸铵与氢氧化钡按摩尔比1:2投入反应釜中，加入占石油磺酸铵和 氢氧化钡总重量的100。/。的90 12(TC的石油醚、0.8%氨和1%甲醇，液体循环 方式和制备过程同实施例11。得到碱值为300mgKOH/g，粒径23nm， IO(TC 运动粘度50mm2/s，有效组分含量65%，浊度46JTU的石油磺酸钡润滑油清 净剂。
实施例29:
石油磺酸钠与氢氧化钠按摩尔比1:7投入反应釜中，加入占石油磺酸钠和 氢氧化钠总重量的100%的90 1201:的石油醚、5%氨和2%甲醇，液体循环方 式同实施例1，制备过程同实施例5。得到碱值300mgKOH/g，粒径35nm， 10(rC运动粘度50mmVs，有效组分含量60%，浊度43JTU的石油磺酸钠润滑 油清净剂。
实施例30:
石油磺酸钙与氢氧化钙按摩尔比1:3投入反应釜中，加入占石油磺酸钙和 氢氧化钙总重量的80%的二甲苯、1.9%氨和2%甲醇，液体循环方式同实施例1，制备过程同实施例10。得到碱值为302mgKOH/g，粒径为31nm， IO(TC运 动粘度65mm2/s，有效组分含量60%,浊度43JTU的石油磺酸钙润滑油清净 剂。
实施例31:
合成磺酸铵与氧化钡按摩尔比1:5投入反应釜中，加入占合成磺酸铵和氧 化钡总重量的200。/。的90 12(TC的石油醚、0.6%氨和2%乙醇，液体循环方式 同实施例1，制备过程同实施例7。得到碱值310mgKOH/g，粒径40nm， 100°C 运动粘度30mm2/s，有效组分含量60%，浊度50JTU的合成磺酸钡润滑油清 净剂。
实施例32:
合成磺酸镁与氧化镁按摩尔比1:5投入反应釜中，加入占合成磺酸镁和氧 化镁总重量的200W的90 12(TC的石油醚、3.5%氨和4%正丙醇，液体循环方 式同实施例1，制备过程同实施例9。得到碱值303mgKOH/g，粒径30nm， 10(TC运动粘度40mm2/3，有效组分含量71%，浊度60JTU的合成磺酸镁润滑 油清净剂。
实施例33:
合成磺酸钠与氧化钠按摩尔比l;5投入反应釜中，加入占合成磺酸钠与氧 化钠总重量的200%的90~120"的石油醚、4.2%氨和5°/。正丙醇，液体循环方 式同实施例1，制备过程同实施例6。得到碱值330mgKOH/g，粒径20nm， 10(TC运动粘度40mm2/3，有效组分含为67%，浊度60JTU的合成磺酸钠润滑
油清净剂。
实施例34:
合成磺酸钙与氧化钙按摩尔比1:2.5投入反应釜中，加入占合成磺酸钙和 氧化钙总重量的120%的90-120。C的石油醚、1.3%氨和3%正丙醇，液体循环 方式同实施例1，制备过程同实施例8。得到碱值为300mgKOH/g，粒径为 28nm， 100。C运动粘度为40mm2/s，有效组分含量为57%，浊度为60JTU的合 成磺酸钙润滑油清净剂。实施例35:
环垸酸镁与氧化镁按摩尔比1:2投入反应釜中，加入占环烷酸镁和氧化镁 总重量的120%的二甲苯、1.5%氨和3%异丙醇，液体循环方式同实施例1， 制备过程同实施例l。得到碱值为310mgKOH/g，粒径为36nm， IO(TC运动粘 度为55mm2/s，有效组分含量为67%，浊度为74JTU的环垸酸镁润滑油清净 剂。
实施例36:
环烷酸钙与氧化钙按摩尔比1:8投入反应釜中，加入占环垸酸钙和氧化钙 总重量的150%的二甲苯、2.7%氨和5%异丙醇，液体循环方式同实施例1， 制备过程同实施例2。得到碱值为300mgKOH/g，粒径为40nm， IO(TC运动粘 度为30mm2/s，有效组分含量为67%，浊度为53JTU的环垸酸钙润滑油清净 剂。
实施例37:
环垸酸钡与氧化钡按摩尔比1:5投入反应釜中，加入占环烷酸钡和氧化钡 总重量的200%的二甲苯、3%氨和4%丁醇，液体循环方式同实施例l，制备 过程同实施例4。得到碱值为295mgKOH/g，粒径为35nm, IO(TC运动粘度为 45mm2/s，有效组分含量为57%，浊度为34JTU的环垸酸钡润滑油清净剂。
实施例38:
环垸酸钠与氧化钠按摩尔比l:7投入反应釜中，加入占环烷酸钠和氧化钠 总重量的200%的二甲苯、4.2%氨和4%丁醇，液体循环方式同实施例1，制 备过程同实施例5。得到碱值为298mgKOH/g，粒径为28nm， IOO"C运动粘度 为35mm2/3，有效组分含量为69%，浊度为34JTU的环烷酸钠润滑油清净剂。
实施例39:
十二垸基水杨酸钙与氢氧化钙按摩尔比1:8投入的反应釜中，加入占十二 垸基水杨酸钙和氢氧化钙总重量的200°/。的二甲苯、3.0%氨和4%丁醇，液体 循环方式同实施例l，制备过程同实施例6。得到碱值为307mgKOH/g，粒径 为35nm， IO(TC运动粘度为45mm2/s，有效组分含量为63%，浊度为45JTU的十二烷基水杨酸钙润滑油清净剂。
实施例40:
二十五垸基水杨酸镁与氢氧化镁按摩尔比1:2投入反应釜中，加入占二十 五烷基水杨酸镁和氢氧化镁总重量的20%的苯、2.5%氨和11%丁醇，液体循 环方式同实施例l，制备过程同实施例7。得到碱值为301mgKOH/g，粒径为 38nm， IO(TC运动粘度为30mm2/s，有效组分含量为75%,浊度为34JTU的二 十五垸基水杨酸镁润滑油清净剂。
实施例41:
三十垸基水杨酸钡与氢氧化钡按摩尔比1:1投入反应釜中，加入占三十垸 基水杨酸钡和氢氧化钡总重量的50%的苯、4%氨和14%丁醇，液体循环方式 同实施例l，制备过程同实施例8。得到碱值为300mgKOH/g，粒径为34nm， IOO"C运动粘度为36mm2/s，有效组分含量为70%，浊度为34JTU的三十烷基 水杨酸钡润滑油清净剂。
实施例42:
二十垸基水杨酸钠与氧化钠按摩尔比1:1投入反应釜中，加入占二十烷基 水杨酸钠和氧化钠总重量的50%的苯、3%氨和11%丁醇，液体循环方式和制 备过程同实施例11。得到碱值299mgKOH/g，粒径为20nm， IO(TC运动粘度 为40mm2/s，有效组分含量为64%，浊度为35JTU的二十垸基水杨酸钠润滑 油清净剂。
实施例43:
硫化后的十二垸基酚镁与氢氧化镁按摩尔比1:6投入的反应釜中，加入占 硫化后的十二烷基酚镁和氢氧化镁总重量的30%的90 120'C的石油醚、4%氨 和7%正丙醇，液体循环方式同实施例11，制备过程同实施例16。得到碱值 为316mgKOH/g，粒径为40nm， IO(TC运动粘度为53mm2/s，有效组分含量为 50%，浊度为37JTU的硫化十二烷基酚镁润滑油清净剂。
实施例44:
硫化后的十二烷基酚钡与氢氧化钡按摩尔比l: 4投入反应釜中，加入占硫化后的十二垸基酚钡和氢氧化钡总重量的85%的90 12(TC的石油醚、1.5% 氨和12%丁醇，液体循环方式同实施例11，制备过程同实施例18。得到碱值 为320mgKOH/g，粒径为24nm， IO(TC运动粘度为45mm2/s，有效组分含量为 60%，浊度为35JTU的硫化十二烷基酚钡润滑油清净剂。 实施例45:
硫化后的十二垸基酚镁与氢氧化镁按摩尔比1:3投入反应釜中，加入占十 二烷基酚镁与氢氧化镁总重量的95%的甲苯、1.8%氨和15%乙醇，液体循环 方式同实施例ll，制备过程同实施例18。得到碱值为309mgKOH/g，粒径为 35nm， IO(TC运动粘度为39mm2/s，有效组分含量为68%,浊度为25JTU的硫 化十二烷基酚镁润滑油清净剂。
实施例46:
二十六垸基水杨酸钡与氢氧化钡按摩尔比1:5投入反应釜中，加入占二十 六垸基水杨酸钡与氢氧化钡总重量的135%的90 12(TC的石油醚、2.8%氨和 5%乙醇，液体循环方式同实施例11，制备过程同实施例18。得到碱值为 304mgKOH/g，粒径为31nm， IO(TC运动粘度为45mm2/s，有效组分含量为63%, 浊度为25JTU的二十六烷基水杨酸钡润滑油清净剂。
实施例47:
硫化后的十三垸基酚镁与氢氧化镁按摩尔比1:5投入反应釜中，加入硫化 后的十三烷基酚镁与氢氧化镁总重量的180%的苯、3.2%氨和9%正丙醇，液 体循环方式和制备过程同实施例11。得到碱值为301mgKOH/g，粒径为35nm， 100。C运动粘度为39mm2/s，有效组分含量为72%，浊度为43JTU的硫化十三 烷基酚镁润滑油清净剂。
实施例48:
硫化后的十二垸基酚钡与氢氧化钡按摩尔比1:3投入反应釜中，加入占硫 化后的十二烷基酚钡与氢氧化钡总重量的80%的90 120。C的石油醚、2.7%氨 10%乙醇于搅拌槽1中，液体循环方式同实施例11，制备过程同实施例12。 得到碱值为311mgKOH/g，粒径为35nm， IO(TC运动粘度为49mm2/s，有效组分含量为68%，浊度为25JTU的硫化十二垸基酚钡润滑油清净剂。 实施例49:
硫化后的十四垸基酚钙与氢氧化钙按摩尔比1:2投入反应釜中，加入占硫 化后的十四垸基酚钙与氢氧化钙总重量的40%的90 120'C的石油醚、2%氨和 10%乙醇，液体循环方式同实施例11，制备过程同实施例14。得到碱值为 310mgKOH/g，粒径为35nm， IO(TC运动粘度为40mm2/s，有效组分含量为51%， 浊度为30JTU的硫化十四垸基酚钙润滑油清净剂。
实施例50:
硫化后的十二烷基酚钡与氢氧化钡按摩尔比1:8投入反应釜中，加入占硫 化后的十二烷基酚钡与氢氧化钡总重量的60%的二甲苯、2%氨和10%丁醇， 液体循环方式同实施例11，制备过程同实施例16。得到碱值为320mgKOH/g， 粒径为21nm， IO(TC运动粘度为53mm2/s，有效组分含量为64%，浊度为36JTU 的硫化十二烷基酚钡润滑油清净剂。
上述实施例中，环烷酸或从石油馏分经磺化得到的石油磺酸是克拉玛依 石化公司生产销售或其它厂家生产销售的产品，合成磺酸是将重垸基苯磺化
得到的由金陵石化公司生产销售的产品，C!2 C30的垸基水杨酸或d2 d4烷基
酚均为市售产品；环烷酸盐或石油磺酸盐由克拉玛依金塔公司生产销售或其 它厂家生产销售的产品，合成磺酸盐是将合成磺酸转化为盐类、由金陵石化
公司生产销售的产品，Q广C30的垸基水杨酸盐或Q广d4烷基酚盐或磷酸盐或
硫代磷酸盐均为市售产品。本发明所述的超重力旋转床装置是由北京化工大 学生产销售内循环式自吸超重力装置或其它厂家生产销售的满足制备高碱值 润滑油金属清净剂的产品性能要求的内循环式自吸超重力装置。
权利要求
1、一种制备润滑油金属清净剂的方法，其特征在于采用内循环式自吸超重力旋转床设备，润滑油金属清净剂的制备是在由反应釜，位于电机轴上部的超重力旋转床、位于电机轴下部的自吸循环装置和电机构成超重力反应循环装置中进行；将有机酸或有机酸盐和金属氧化物或金属氢氧化物按摩尔比1:1～1:8置于反应釜中，然后加入占有机酸或有机酸盐和金属氧化物或金属氢氧化物总重量20～200％的有机溶剂、0～5％的氨和1～15％的C1～C4脂肪醇，同时开始升温，启动电机，电机轴带动自吸循环装置和超重力旋转床旋转，由于自吸循环装置内的叶轮的转动，使叶轮中心处的物料形成负压，反应釜釜底反应物料被连续不断地通过自吸循环装置内的进液器吸入到超重力旋转床，经超重力旋转床转动反应后的物料通过旋转床壁出液孔被甩到反应釜内壁并沿壁面流回到反应釜底，这样不断进行吸入、回流、物料混合循环过程；当循环物料温度达到20～150℃时，完成有机酸或有机酸盐与金属氧化物或金属氢氧化物的中和反应；此时控制物料自吸循环转速为250～2500转/分，向超重力旋转床中通入二氧化碳气体，进行碳酸化反应，物料循环流速为30～1200L/h，二氧化碳气体流速为40～270L/h，当二氧化碳气体的利用率达到二氧化碳与金属氧化物或金属氢氧化物完全反应时所消耗的二氧化碳理论值的80～100％或反应物料的PH值由12～14下降到8～11时即为反应终点，停止通二氧化碳气体，将含有高碱值润滑油金属清净剂的反应产物转入蒸馏釜，经过蒸馏脱醇水、离心除渣、离心出的清液脱溶剂三步后处理工艺，得到润滑油金属清净剂。
2、 根据权利要求1所述的一种制备润滑油金属清净剂的方法，其特征在 于所述的有机酸是平均分子量为200~500的环垸酸或平均分子量为 400~600、浓度为20%~40%的石油磺酸或平均分子量为400~600、浓度为 20%~40%的合成磺酸或C12~C3。的垸基水杨酸或C12 C14的烷基酚的任意一种。
3、 根据权利要求1所述的一种制备润滑油金属清净剂的方法，其特征在于所述的有机酸盐是平均分子量为200~500的环垸酸转化而成的Ca或Mg 或Ba或Na或铵的环烷酸盐；或是平均分子量为400 600、浓度为20%~40% 的石油磺酸转化得到的石油磺酸盐；或是平均分子量为400~600、浓度为 20% 40%的合成磺酸转化得到的Ca或Mg或Ba或Na或铵的合成磺酸盐； 或是CI2 C3()的垸基水杨酸盐；或是Ca或Mg或Ba或Na或铵的C『d4垸 基酚盐。
4、 根据权利要求1所述的一种制备润滑油金属清净剂的方法，其特征在 于所述的金属氧化物或氢氧化物是金属Ca或Mg或Ba或Na的氧化物或氢 氧化物中的任意一种。
5、 根据权利要求1所述的一种制备润滑油金属清净剂的方法，其特征在 于所述有机溶剂是苯或甲苯或二甲苯中的一种或一种以上组分组合而成的 混合溶剂或90 120。C的石油醚。
6、 根据权利要求1所述的一种制备润滑油金属清净剂的方法，其特征在 于所述d~C4的脂肪醇是甲醇或乙醇或正丙醇或异丙醇或正丁醇中的一种 或一种以上组分组合而成的脂肪醇。
全文摘要
本发明涉及一种利用超重力旋转床设备制备润滑油金属清净剂的方法，是在内循环式自吸超重力旋转床设备中进行；将有机酸或有机酸盐和金属氧化物或金属氢氧化物有机溶剂、氨和C₁～C₄脂肪醇加入设备的反应釜中，电机轴带动自吸循环装置和超重力旋转床旋转，使反应釜中物料形成负压，物料被进液器吸入到超重力旋转床进行中和反应，反应后的物料通过旋转床壁出液孔被甩到反应釜内壁并沿壁面流回到反应釜底，不断吸入、反应、回流循环，完成中和反应后，向超重力旋转床中通入二氧化碳气体，完成碳酸化反应，经过后处理，得到润滑油金属清净剂，反应时间短，效率高，碱式碳酸钙粒径为20～40nm，产品质量易控制，性能稳定。
文档编号C10M159/18GK101451087SQ20071017867
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月4日 优先权日2007年12月4日
发明者于曙艳, 敏 代, 初广文, 伟 毋, 牛春革, 白生军, 罗来龙, 陈建峰, 马忠庭 申请人:中国石油天然气股份有限公司