CN101020643A - 通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺，该工艺是采用壬烯和二苯胺为原料，在三氯化铝作为催化剂下进行烷基化反应，生成粗制的二壬基二苯胺，然后通入辅助性助剂异丁烯，在温度80℃～140℃下继续反应3～5小时，最后经酸、碱、水洗、脱色、过滤及减压蒸馏精制工序，得到二壬基二苯胺产品，从而使产品外观透亮，由深蓝色液体变为棕红色透明液体，产品收率大幅度提高，由原来的58％提高为68％。

Description

通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺
技术领域
本发明属于石油化工领域，涉及一种油溶性号、配伍性强的辅助抗氧剂一二壬基二苯胺的制备工艺，尤其涉及一种以壬烯和二苯胺为原料，通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺。
背景技术
二壬基二苯胺是一种重要的化工原料，是一种油溶性好、配伍性强的辅助抗氧剂，能改善其它石油添加剂(如清净剂、分散剂和抗氧剂)的相容性，油溶性和配伍性，增强各剂间的协同效应，提高添加剂的使用率，从而达到提高油品档次和减少添加剂的用量的目的。本产品与ZDDP复合使用，调制高温航空润滑油，高档多次内燃机油，如：SF/CC、SF/CD、SH/CD、SH/CF-4，低磷内燃机油，自动传动液，燃料油添加剂，金属加工油和淬火油等，是研制开发多种高档次润滑油不可缺少的组份之一。
随着精细化学工业的不断发展，对二壬基二苯胺产品质量要求越来越高，而其原料主要来自厂外供应，产品质量波动较大，生产产品不能满足市场需求，产品进入市场范围较小。在催化剂(三氯化铝)的作用下，壬烯和二苯胺通过烷基化反应生成二壬基二苯胺粗品，再经过酸、碱、水洗、脱色、过滤及减压蒸馏等精制工序生成二壬基二苯胺成品。由于催化剂(三氯化铝)中的氯离子部分存在产品中，无法将它除去，导致产品外观为深蓝色液体，减压蒸馏后二壬基二苯胺产品外观更差，颜色更深，收率也较低，在57.8％上下波动，装置运转能耗高，生产产品原材料损耗大，装置年生产能力较小，其产品外观质量不能满足市场需求，产品销售不畅通。
发明内容
本发明的目的是提供一种产品品质高、收率高的通过烷基化反应制备二壬基二苯胺工艺。本发明的工艺由于采用了辅助性原料——异丁烯，使产品质量更进一步，外观由深蓝色液体变为红棕透明液体、产品收率大幅度提高的工艺。
本发明通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的具体工艺如下：
①将壬烯和二苯胺以1∶0.9～1∶1.6的质量比加入反应釜中，在搅拌下加入二苯胺质量25％～40％的三氯化铝为催化剂，升温至100℃～140℃进行烷基化反应9～16小时，制得粗品二壬基二苯胺；
②在粗品二壬基二苯胺中通入二苯胺质量的14％～22％的辅助性助剂异丁烯，在温度80℃～140℃下继续反应3～5小时；
③将步骤②所得产品经酸洗、碱洗、水洗、脱色、过滤、减压蒸馏进行精制，最后得到成品二壬基二苯胺。
步骤③中所述的酸洗、碱洗温度为60～90℃。
步骤③中所述的脱色温度为50℃～80℃。
步骤③中所述的减压蒸馏的真空度为0.070～0.078Mpa，温度为130℃～152℃，时间为1～2小时。
步骤③中所述的减压蒸馏之后还进行氮气气提工序：是在温度为135℃～150℃，压力0.1～0.4Mpa下，采用从蒸馏釜底部通入氮气，从蒸馏釜顶部的排空阀进行气提。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、由于异丁烯具有较大的活性，容易形成碳正离子，使剩余的苯胺烷基化反应更完全，而且能和三氯化铝发生反应，将三氯化铝中部分氯离子置换出来，从而使二壬基二苯胺粗品中的氯离子除去，提高了产品质量，改善了产品的外观(本发明的产品外观透亮，由深蓝色变为红棕透明液体)；同时产品收率大幅度提高，由原来的58％提高为68％。
2、由于通入的异丁烯产生部分氯化氢气体，酸洗时盐酸浓度会自动降低，(由原来的4％～6％自动降为2％～4％)，降低了生产成本。
3、本发明在粗品精制过程中增加一个气提精制工序，降低了产品中水份含量及产品酸值，改善了产品的性能。
具体实施方式
将壬烯和二苯胺以1∶0.9～1∶1.6的质量比加入反应釜中，在搅拌下加入二苯胺质量25％～40％的三氯化铝为催化剂，升温至100℃～140℃进行烷基化反应9～16小时，制得粗品二壬基二苯胺；在反应釜中通入二苯胺质量14％～22％的辅助性助剂异丁烯，并在温度80℃～140℃下继续反应3～5小时；然后将所得产物经酸、碱、水洗、脱色、过滤、减压蒸馏进行精制而得二壬基二苯胺成品。其中酸洗工序采用工业盐酸；碱洗工序采用工业片碱，其目的是除去物料中的酸性物质，水洗工序是除去物料中的碱性物质，使物料PH值达到指标要求。水洗，脱色、过滤、减压蒸馏精制过程均可采用现有技术中的工艺条件：酸、碱洗时，酸或碱的浓度为4％～6％，控制温度60～90℃之间，搅拌1～2小时，沉降0.5～1小时；水洗脱水后，在50℃～80℃加入硅胶进行脱色；减压蒸馏精制过程是在真空度0.070～0.078Mpa，温度130℃～152℃减压蒸馏1～2小时。粗品二壬基二苯胺经水洗，脱色、过滤、减压蒸馏精制后，从反应釜底部通入异丁烯，流量一般控制为200～800L/h，保持异丁烯通入平稳、缓慢，反应釜温度控制在80～140℃之间，并将反应釜顶部的排空阀打开，通入异丁烯产生的部分氯化氢排出，以免回釜产品酸值增大，影响产品质量。
下面通过在不同条件下制备二壬基二苯胺的实施例及所得产品得性能指标，来说明本产品优于现有技术得特点，并与现有技术即不通入异丁烯制备的二壬基二苯胺产品相比较。
表1  各实施例中的工艺参数对照表
反应条件     项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
    反应温度(℃)     110     135     129     140     124
    反应时间(h)     9     12     13     15     16
    壬烯加入量(kg)     935     1240     1055     1179     1513
    二苯胺加入量(kg)     850     938     980     1100     1220
    三氯化铝加入量(kg)     250     340     350     400     430
加入异丁烯     异丁烯加入量(kg)     140     180     190     210     /
    温度(℃)     100     80     130     129     /
    时间(h)     3.5     3     4     4.5     /
酸、碱、水洗     温度(℃)     70     72     65     80     75
    酸浓度(％)     3.5     3     2     4     2.5
    碱浓度(％)     4     5     6     5     6
    沉降时间(h)     0.5     1     1     0.5     1
脱色过滤     温度(℃)     65     60     80     70     50
减压蒸馏     蒸馏温度(℃)     150     135     145     144     152
    蒸馏时间(h)     2     2     1.5     1     1.5
    真空度(Mpa)     0.075     0.076     0.076     0.078     0.077
气提     温度(℃)     136     137     140     /     /
    时间(分钟)     5     7     10     /     /
    压力(Mpa)     0.2     0.4     0.3     /     /
表2各实施例所生产二壬基二苯胺成品质量分析
  项目     实施例1     实施例2     实施例3     实施例4   对比例1
  外观  棕红透明液体   棕红透明液体     棕红透明液体 棕红透明液体   深蓝色液体
  粘度mm2/s  15.55   13.95     14.13   18.26   14.59
  密度g/cm3  0.947   0.951     0.943   0.945   0.952
  氮含量，％(m)  3.63   3.45     3.18   3.50   3.43
  酸值，mgKOH/g  0.04   0.22     0.14   0.027   0.15
  水份，％(m)  0.02   0.021     0.021   0.018   0.02
  闪点，(开口)，℃  197   222     219   194   195
  机杂，％(m)  0.018   0.018     0.030   0.035   0.032
从上表的产品质量分析可以看出，采用本发明生产的二壬基二苯胺与现有技术生产的二壬基二苯胺产品质量有很大区别：本发明产品的外观为棕红色透明液体，满足市场需求，符合产品质量指标。
表3、各实施例中产品合格率及收率对比(单位％)
    项目   实施例1   实施例2  实施例3   实施例4   对比例1
二壬基二苯胺馏出口合格率     100     100     100     100     100
二壬基二苯胺成品合格率     100     100     100     100     100
产品收率     68.3     68.2     69     68.5     58
由此可见，采用本发明的技术，在保证装置成品合格率为100％的前提条件下，二壬基二苯胺收率提高了10个百分点，由原来的58.5％提高为68.5％。产品质量均符合二壬基二苯胺质量指标要求。

Claims (6)

1、一种通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺，包括以下步骤：
①将壬烯和二苯胺以1∶0.9～1∶1.6的质量比加入反应斧中，在搅拌下加入二苯胺质量25％～40％的三氯化铝为催化剂，升温至100℃～140℃进行烷基化反应9～16小时，制得粗品二壬基二苯胺；
②在粗品二壬基二苯胺中通入二苯胺质量14％～22％的辅助性助剂异丁烯，在温度80℃～140℃下继续反应3～5小时；
③将步骤②所得产品经酸洗、碱洗、水洗、脱色、过滤、减压蒸馏进行精制，最后得到成品二壬基二苯胺。
2、如权利要求1所述通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺，其特征在于：步骤③中所述的酸洗、碱洗温度为60～90℃。
3、如权利要求1所述通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺，其特征在于：步骤③中所述的脱色温度为50℃～80℃。
4、如权利要求1所述通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺，其特征在于：步骤③中所述的减压蒸馏的真空度为0.070～0.078Mpa，温度为130℃～152℃，时间为1～2小时。
5、如权利要求1所述通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺，其特征在于：步骤③中所述的减压蒸馏之后还进行氮气气提工序。
6、如权利要求5所述通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺，其特征在于：所述的氮气气提工序是在温度为135℃～150℃，压力0.1～0.4Mpa下，采用从蒸馏釜底部通入氮气，从蒸馏釜顶部的排空阀进行气提。
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