一种高效制备PAO50基础油的方法与流程

文档序号:12695377阅读:1757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,涉及一种高效制备PAO50基础油的方法。

技术背景

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。

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等等有点。

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,在该聚合方法中,由于聚合用的单体为长链烯烃,其在聚合的过程中易产生支链聚合物、碳链的断裂情况下还会生成大量的低粘度PAO混合物,一方面成本较高,另一方面,杂质混合物过多的情况下,产品的品质无法保障。

此外,在目前工业生产中,低粘度PAO基础油使用的剩余,也会造成环境污染问题,如何解决这个问题也成为当前需要迫在眉睫需要解决的问题。



技术实现要素:

本发明旨在克服上述缺陷,本发明采用一种低粘度PAO基础合成较高粘度PAO基础油,使废弃的低粘度PAO基础油得到再生,重新利用,经济、环保,此外,在本发明的方法中,反应时间低于传统工艺,在一定程度上提高了生产能效和节约了生产成本。

本发明提供的一种高效制备PAO基础油的方法,其特征在于:废润滑油经过精制后,在催化剂和助催化剂的作用下,以过氧化物作为辅助剂,于小于1.5个小时的反应时间内,合成高粘度基础油;

此处经精制后的废润滑油,指以PAO为主原料的润滑油,经使用后的剩余废弃品,此类油品可以为低粘度润滑油,也可以为高粘度润滑油;但,优选与本发明中的废油为低粘度润滑油占50%以上的废油。此类油品经传统精制工艺精制而成。

此类高粘度油品一般为PAO40-60的基础油,多为PAO50的基础油。

其中,上述催化剂选自三氯化铝;

上述助催化剂选自如下结构的化合物:

M选自IA族、IIA族、IIIA族金属;

M优选如:钠、镁、钡、铝等金属;

R1选自碳原子数为2-8的脂肪烃;

R2选自碳原子数为2-8的脂肪烃;

R3选自碳原子数为2-8的脂肪烃。

R1、R2和R3可以为结构相同或不相同的脂肪烃基团,如:乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、2-丁基、戊基、新戊基、环戊基、支链己基等。

上述述辅助剂选自如下结构的化合物:

R4,R4‘选自氢、碳原子数为2-8的脂肪烃、苯基;

R5,R6‘选自氢、碳原子数为2-8的脂肪烃、苯基;

R6,R6‘选自氢、碳原子数为2-8的脂肪烃、苯基。

进一步地,本发明提供的一种高效制备PAO基础油的方法,还具有这样的特点:即、上述R1选自碳原子数大于2的支链饱和脂肪烃;

上述R2选自碳原子数大于2的支链饱和脂肪烃;

上述R3选自碳原子数大于2的支链饱和脂肪烃。

进一步地,本发明提供的一种高效制备PAO基础油的方法,还具有这样的特点:即、上述助催化剂选自三异丁基铝、三异丙基铝。

进一步地,本发明提供的一种高效制备PAO基础油的方法,还具有这样的特点:即、上述辅助剂选自过氧化二叔丁基、过氧化二异丙基、过氧化二异丙苯基。

进一步地,本发明提供的一种高效制备PAO基础油的方法,还具有这样的特点:即、上述催化剂与助催化剂的摩尔比为1:0.05-0.12;

上述助催化剂与过氧化物的摩尔比为1:0.8-1.2。

进一步地,本发明提供的一种PAO基础油高效制备的方法,还具有这样的特点:即、上述精制后的废润滑油与催化剂的质量比为97-100:1-5。

进一步地,本发明提供的一种PAO基础油高效制备的方法,还具有这样的特点:即、具体工艺方法如下所示:

将催化剂、助催化剂和精制后的废润滑油,投入聚合釜后,添加过氧化物,于30-60℃的反应温度下,聚合反应0.5-1.5个小时,得到高粘度粗产品;

所述高粘度粗产品经后处理和催化氢化反应获得目标高粘度基础油。

进一步地,本发明提供的一种PAO基础油高效制备的方法,还具有这样的特点:即、上述催化剂和/或助催化剂和/或过氧化物为溶液形式;

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%;

上述过氧化物的质量浓度为10-80%。

进一步地,本发明提供的一种PAO基础油高效制备的方法,还具有这样的特点:即、上述催化剂和/或助催化剂和/或过氧化物分散或溶解于烃溶剂中;

上述烃溶剂选自沸点大于60℃的脂肪烃或芳香烃。

进一步地,本发明提供的一种PAO基础油高效制备的方法,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PAO基础油高效制备的方法,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240-280℃、氢气分压15-18MPa,体积空速约0.5-1h-1、氢油体积比400-600:1,经加氢催化除杂得到高粘度基础油。

本发明的作用和效果:

本发明提供了一种得到较高粘度PAO基础油新的方法。本发明采用一种废弃润滑油合成较高粘度PAO基础油的方法,使废弃的润滑油得到再生,重新利用,经济、环保,此外,在本发明的方法中,反应时间低于传统工艺(传统工艺中,反应时间一般为4个小时以上),在一定程度上提高了生产能效和节约了生产成本。

此外,选用本发明的催化剂和助剂进行反应的产品纯度高,润滑性能佳。

具体实施方式

实施例1

将150g三氯化铝、120g15%的三异丁基铝己烷溶液、5800g经精制后的废弃润滑油投入聚合釜内,调节釜内反应温度为40℃,加入35g过氧化二叔丁基;发生聚合反应,反应时间1h,得到高粘度粗产品。

经过滤去除部分催化剂,经过60%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。

将减压蒸馏产品经加压与氢气混合,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度260℃、氢气分压15MPa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比500:1,经加氢催化除杂得到新的PAO50基础油,收率81%。

实施例2

将150g三氯化铝、25g三异丁基铝、6100g经精制后的废弃润滑油(低粘度PAO≈4-6)投入聚合釜内,调节釜内反应温度为50℃,加入25g过氧化二甲苯,发生聚合反应,反应时间1.5h,得到高粘度粗产品。

经过滤去除部分催化剂,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。

将减压蒸馏产品经加压与氢气混合,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度240℃、氢气分压18MPa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比400:1,经加氢催化除杂得到新的PAO50基础油,收率81%。

实施例3

将150g三氯化铝、45g96%的三异丙基铝、5700g经精制后的废弃润滑油(中粘度PAO≈10-12)投入聚合釜内,调节釜内反应温度为60℃,加入15g过氧化二异丙基,发生聚合反应,反应时间1.5h,得到高粘度粗产品。

经过滤去除部分催化剂,经过60%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。

将减压蒸馏产品经加压与氢气混合,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度260℃、氢气分压15MPa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比500:1,经加氢催化除杂得到新的PAO50基础油,收率86%。

实施例4

将150g三氯化铝、15g的三甲基铝、5800g经精制后的废弃润滑油(低粘度PAO≈4-6)投入聚合釜内,调节釜内反应温度为60℃,加入10g过氧化二叔丁基,发生聚合反应,反应时间1。5h,得到高粘度粗产品。

经过滤去除部分催化剂,经过氢氧化钠碱洗,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。

将减压蒸馏产品经加压与氢气混合,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度260℃、氢气分压15MPa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比600:1,经加氢催化除杂得到新的PAO50基础油,收率89%。

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