CN110407965A - 一种低碳烯烃一步法聚合制备pao的方法 - Google Patents

一种低碳烯烃一步法聚合制备pao的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法，可以用乙烯、混合C4(液化气)、α‑烯烃作为原料，然后将选取的原料放置到特制的吸附柱中，对硫、氮及其它杂质进行脱除处理，然后将反应后的原料放置反应器中，烯烃在催化剂茂金属作用下，于‑5℃进行聚合反应，本低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法步骤简单，操作简便，可以实现直接通过催化剂一步得到聚α‑烯烃，使得生产效率更高，并且原料种类多，使得烯烃利用效率高。

Description

一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法
技术领域
本发明涉及PAO加工技术领域，具体为一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法。
背景技术
近年以来随着润滑油升级速度越来越快，市场对于高端润滑油产品需求的带动，PAO基础油需求增长迅速，当前市场PAO供应量约在60.5万吨/年，其中低黏度PAO约在45.7万吨/年，高黏度在14.8万吨/年，聚α-烯烃( PAO)相较于矿物油具有高黏度指数、低倾点、良好的氧化安定性、高闪点及低挥发度等特点，受到市场广泛认可，使得合成润滑油得到迅速发展,市场对PAO的需求量不断攀升，按照发达国家PAO占润滑油总量的5%~10%计，我国PAO的潜在使用量为35~40万吨，有着巨大的发展前景，传统PAO的生产工艺乙烯利用率低，污染环境，原料单一，在制取聚合α-烯烃时，首先需要合成1-癸烯，步骤繁琐，生产效率低，不能满足人们的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法，步骤简单，操作简便，可以实现直接通过催化剂一步得到聚α-烯烃，使得生产效率更高，并且原料种类多，使得烯烃利用效率高，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提出：一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法，包括以下步骤：
S1）原料选取：选用乙烯、混合C4(液化气)、α-烯烃等作为原料；
S2）原料预处理：然后将选取的原料放置到特制的吸附柱中，对硫、氮及其它杂质进行脱除处理，以此对原料进行预处理；
S3）聚合反应：将处理好的原料放入到反应器中，由α-烯烃（R=C1~C4）在催化剂茂金属作用下，于-5℃进行聚合反应，反应时间10小时，聚合生成分子量较低、比较规则的长链烷烃聚合物。其反应式如下：
其中，R=C1~C4
或乙烯聚合：其中R为烷基；
S4）加氢饱和：再对聚α-烯烃的不饱和键加氢饱和，通常采用专用催化剂进行处理；
S5）蒸馏分离：然后将饱和后的聚α-烯烃放置到蒸馏器的内部，通过蒸馏器对其进行蒸馏处理，
。
作为本发明的一种优选技术方案：在加氢饱和时，使饱和时的压力保持为6Mpa，使饱和时的温度设置为120℃。
作为本发明的一种优选技术方案：所述茂金属催化剂为桥接的双环戊二烯基二氯化钛或双环戊二烯基二氯化锆或双环戊二烯基二氯化铪。
烯烃一步法制PAO工艺生产的PAO性能检测结果如下，制取的PAO检测的数值为；
运动粘度(40℃):328.5 mm2/s（ASTM D445-15a）
运动粘度(100℃):36.01 mm2/s（ASTM D445-15a）
粘度指数:156（ASTM D2270-10）
相对密度（15.6/15.6℃）：0.8426（ASTM D4052-15）
倾点:-48℃（ASTM D97-16）
闪点:298℃（ASTM D92-16）
酸值:＜0.01 mg KOH/g（ASTM D974-14e2）
氧化安定性:20 min（ASTM D2272-14a）
颜色:L0.5（ASTM D1500-12）
蒸发损失:0.4 %（ASTM D5800-15a）
该PAO跟传统市售PAO具有性能上的一致性，具有很好的高、低温性能，工作温度范围大，闪点及燃点高，使用安全，蒸发率低，结焦少，使用寿命长，粘度指数高，粘温性能好，抗乳化、抗泡性能优异，良好的电气性能和热稳定性及化学稳定性，无毒、无刺激性，适宜于调制高低温航空润滑油，高低温润滑脂基础油，寒区及严寒区内燃机油，齿轮油，液压油，冷冻机油，自动传动液，高粘度航空润滑油，数控机床用油，空气压缩机油，长寿命润滑油，变压器油，绝缘油，高压开关油，金属加工液，导热油等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法步骤简单，操作简便，可以实现直接通过催化剂一步得到聚α-烯烃，使得生产效率更高，并且原料种类多，使得烯烃利用效率提高到可达到80％以上，使用范围最广泛，而且生产的PAO具有很好的高、低温性能，工作温度范围大，闪点及燃点高，使用安全，蒸发率低，结焦少，使用寿命长，粘度指数高，粘温性能好，抗乳化、抗泡性能优异，良好的电气性能和热稳定性及化学稳定性，无毒、无刺激性，适宜于调制高低温航空润滑油，实现较高的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法，包括以下步骤：
S1）原料选取：选用乙烯、混合C4(液化气)、α-烯烃等作为原料；
S2）原料预处理：然后将选取的原料放置到特制的吸附柱中，对硫、氮及其它杂质进行脱除处理，以此对原料进行预处理；
S3）聚合反应：将处理好的原料放入到反应器中，由α-烯烃（R=C1~C4）在催化剂茂金属作用下，于-5℃进行聚合反应，反应时间10小时，聚合生成分子量较低、比较规则的长链烷烃聚合物，茂金属催化剂为桥接的双环戊二烯基二氯化钛或双环戊二烯基二氯化锆或双环戊二烯基二氯化铪，其反应式如下：
其中，R=C1~C4
或乙烯聚合：其中R为烷基；
S4）加氢饱和：再对聚α-烯烃的不饱和键加氢饱和，通常采用专用催化剂进行处理，在加氢饱和时，使饱和时的压力保持为6Mpa，使饱和时的温度设置为120℃；
S5）蒸馏分离：然后将饱和后的聚α-烯烃放置到蒸馏器的内部，通过蒸馏器对其进行蒸馏处理，
，
本低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法步骤简单，操作简便，可以实现直接通过催化剂一步得到聚α-烯烃，而且可以使得烯烃利用率达到具有很好的高、低温性能，工作温度范围大，闪点及燃点高，使用安全，蒸发率低，结焦少，使用寿命长，粘度指数高，粘温性能好，抗乳化、抗泡性能优异，良好的电气性能和热稳定性及化学稳定性，无毒、无刺激性，适宜于调制高低温航空润滑油，高低温润滑脂基础油，寒区及严寒区内燃机油，齿轮油，液压油，冷冻机油，自动传动液，高粘度航空润滑油，数控机床用油，空气压缩机油，长寿命润滑油，变压器油，绝缘油，高压开关油，金属加工液，导热油等，实现较高的经济和社会效益。
本发明好处：本低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法步骤简单，操作简便，可以实现直接通过催化剂一步得到聚α-烯烃，使得生产效率更高，并且原料种类多，使得烯烃利用效率提高到可达到80％以上，使用范围最广泛，而且生产的PAO具有很好的高、低温性能，工作温度范围大，闪点及燃点高，使用安全，蒸发率低，结焦少，使用寿命长，粘度指数高，粘温性能好，抗乳化、抗泡性能优异，良好的电气性能和热稳定性及化学稳定性，无毒、无刺激性，适宜于调制高低温航空润滑油，实现较高的经济和社会效益。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1）原料选取：选用乙烯、混合C4(液化气)等作为原料；
S2）原料预处理：然后将选取的原料放置到特制的吸附柱中，对硫、氮及其它杂质进行脱除处理，以此对原料进行预处理；
S3）聚合反应：将处理好的原料放入到反应器中，由α-烯烃（R=C1~C4）在催化剂茂金属作用下，于-5℃进行聚合反应，反应时间10小时，聚合生成分子量较低、比较规则的长链烷烃聚合物：
其反应式如下：：其中，R=C1~C4；
或乙烯聚合：其中R为烷基；
S4）加氢饱和：再对聚α-烯烃的不饱和键加氢饱和，通常采用专用催化剂进行处理；
S5）蒸馏分离：然后将饱和后的聚α-烯烃放置到蒸馏器的内部，通过蒸馏器对其进行蒸馏处理，
。
2.根据权利要求1所述一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法，其特征在于；在加氢饱和时，使饱和时的压力保持为6Mpa，使饱和时的温度设置为120℃。
3.根据权利要求1所述一种低碳烯烃一步法聚合制备PAO的方法，其特征在于；所述茂金属催化剂为桥接的双环戊二烯基二氯化钛或双环戊二烯基二氯化锆或双环戊二烯基二氯化铪。
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