CN107082831A - 一种用于汽车发动机的高档润滑油pao22的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了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，所述催化剂选自三氯化铝；所述辅助剂选自乙酰丙酮。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，将延长汽车的寿命，本发明采用的工业催化剂廉价，易于获得，本发明可以制备高档润滑油，黏温特性好，本发明反应条件温和，常压，催化剂易于处理。

Description

一种用于汽车发动机的高档润滑油PAO22的合成方法
技术领域
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。
发明内容
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6500g 1-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6200g 1-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6400g 1-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。

Claims (9)

1.一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，所述催化剂选自三氯化铝；
所述辅助剂选自乙酰丙酮。
2.如权利要求1所述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：
所述催化剂与辅助剂的摩尔比为3:0.5-1.5。
3.如权利要求1所述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：
所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。
4.如权利要求1-3任一所述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，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；
所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。
5.如权利要求4所述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：
所述1-癸烯单体为纯度大于>99％的1-癸烯。
6.如权利要求4所述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：
所述催化剂和/或助催化剂为溶液形式；
所述催化剂的质量浓度>50％；
所述助催化剂的质量浓度为10-80％；
其中，所述催化剂和/或助催化剂分散或溶解于烃溶剂中；
所述烃溶剂选自沸点大于40℃的脂肪烃或芳香烃。
7.如权利要求4所述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：
所述后处理为：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。
8.如权利要求4所述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：
所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。
9.如权利要求1-8任一所述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：
所述1-癸烯单体能被替换为任一线性α烯烃。
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