CN114437852A - Pao20基础油及制备方法 - Google Patents

Pao20基础油及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114437852A
CN114437852A CN202210005468.4A CN202210005468A CN114437852A CN 114437852 A CN114437852 A CN 114437852A CN 202210005468 A CN202210005468 A CN 202210005468A CN 114437852 A CN114437852 A CN 114437852A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pao20
base oil
deoxygenated
oil
stream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210005468.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114437852B (zh
Inventor
白忠祥
安良成
张安贵
何金学
张慧佳
范娜娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Energy Group Ningxia Coal Industry Co Ltd
Original Assignee
National Energy Group Ningxia Coal Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Energy Group Ningxia Coal Industry Co Ltd filed Critical National Energy Group Ningxia Coal Industry Co Ltd
Priority to CN202210005468.4A priority Critical patent/CN114437852B/zh
Publication of CN114437852A publication Critical patent/CN114437852A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114437852B publication Critical patent/CN114437852B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M107/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound
    • C10M107/02—Hydrocarbon polymers; Hydrocarbon polymers modified by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M177/00—Special methods of preparation of lubricating compositions; Chemical modification by after-treatment of components or of the whole of a lubricating composition, not covered by other classes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/0206—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers used as base material

Abstract

本发明涉及润滑油制备领域，公开了一种PAO20基础油及制备方法，方法包括：(Ⅰ)将费托稳定重质油进行馏分切割，得到含C8‑C12烃的馏分物流；(Ⅱ)将所述馏分物流进行脱除含氧化合物处理，得到脱氧馏分物流；(III)在催化剂和溶剂存在下，将所述脱氧馏分物流进行聚合反应，得到产物体系，并将所述产物体系进行后处理，得到初产品；(Ⅳ)将所述初产品进行蒸馏处理，得到PAO20基础油。该方法可实现PAO20基础油的收率高于95％，所制得的PAO20基础油具有更好的低温流动性及热稳定性。

Description

PAO20基础油及制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油制备领域，具体涉及一种PAO20基础油及制备方法。
背景技术
聚α-烯烃(PAO)作为主要的合成基础油，在粘温性、低温流动性、氧化安定性、蒸发损失等方面具有突出优势，可作为高品质润滑油的原料，能够减少机械换油周期，延长使用寿命。此外，PAO几乎不含硫，可生物降解，分解后对环境污染小。目前，PAO与润滑油添加剂调制出的不同类型的润滑油被广泛应用于汽车内燃机油、热导油、压缩机油及航天航空、军工用油等众多领域。
为提升我国PAO的产品质量，在国内市场提供优质的PAO基础油，已展开针对PAO新工艺及工业化的诸多研究。然而，目前PAO基础油的合成工艺中还存在以下问题：1)现有合成PAO基础油的方法大多需要在加压条件下进行反应，安全系数低；2)PAO基础油的收率较低；3)现有合成PAO基础油的催化剂多采用茂金属，价格昂贵，不利于工业化生产。
目前，本领域并没有涉及中温费托合成过程中副产的α-烯烃组分通过化学合成方法制备PAO基础油的途径，基于此，开发一种新的PAO基础油制备方法，并解决上述问题具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术制备PAO20基础油的方法中存在产品收率较低、反应条件要求较高、制备成本高的问题，提供一种PAO20基础油及制备方法。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种PAO20基础油的制备方法，包括：
(Ⅰ)将费托稳定重质油进行馏分切割，得到含C8-C12烃的馏分物流；
(Ⅱ)将所述馏分物流进行脱除含氧化合物处理，得到脱氧馏分物流；
(III)在催化剂和溶剂存在下，将所述脱氧馏分物流进行聚合反应，得到产物体系，并将所述产物体系进行后处理，得到初产品；
(Ⅳ)将所述初产品进行蒸馏处理，得到PAO20基础油。
本发明第二方面提供由前述第一方面所述的方法制得的PAO20基础油。
通过上述技术方案，本发明能够获得以下有益效果：
(1)采用硅胶多次吸附方法脱除原料油中的含氧化合物，具有较好的脱氧效果，成本较低，操作简单；
(2)反应易于控制，副反应少，结合采用离心分离进行产物体系的油水分离，以及采用先常压蒸馏、后减压蒸馏的提纯处理方式，实现PAO20基础油的收率高于95％；
(3)所制得的PAO20基础油具有更好的低温流动性及热稳定性。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的PAO20基础油的制备方法工艺流程图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种PAO20基础油的制备方法，包括：
(Ⅰ)将费托稳定重质油进行馏分切割，得到含C8-C12烃的馏分物流；
(Ⅱ)将所述馏分物流进行脱除含氧化合物处理，得到脱氧馏分物流；
(III)在催化剂和溶剂存在下，将所述脱氧馏分物流进行聚合反应，得到产物体系，并将所述产物体系进行后处理，得到初产品；
(Ⅳ)将所述初产品进行蒸馏处理，得到PAO20基础油。
根据本发明，所述费托稳定重质油为中温费托合成工艺获得的含有α-烯烃、烷烃和含氧化合物的C8-C20重质产物。所述中温费托合成工艺是指来自净化装置的合成气(主要为CO和H2)经脱硫后，与还原态的铁基或钴基催化剂在中温浆态床的费托合成反应器中发生费托合成反应，得到稳定蜡、轻质油、稳定重质油等产品。所述中温费托合成工艺的反应条件可以包括：温度为270-290℃，压力为2.5-3MPa，H2与CO的摩尔比为(1-2)：1，空速为0.15-0.3h-1。
根据本发明，在步骤(Ⅰ)中，采用蒸馏或精馏的方式对所述费托稳定重质油进行馏分切割，可以在精馏塔中进行。优选地，所述馏分切割的条件可以包括：回流比为10-30，塔顶温度为130-210℃，塔顶压力为常压。
根据本发明，在步骤(Ⅰ)中，经所述馏分切割，得到的所述含C8-C12烃的馏分物流中含有α-烯烃、烷烃和含氧化合物。优选地，基于所述馏分物流的总量，所述馏分物流中，α-烯烃的含量为40-70wt％。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤(Ⅰ)中，经所述馏分切割，得到含C9-C11烃的馏分物流，更有利于制备得到综合性能更好的PAO20基础油。
在本发明中，所述含氧化合物为费托合成反应过程中产生的副产物，包含醇、酸、醛、酮和酯中的至少一种。所述含氧化合物可导致所述费托稳定重质油在后续加工过程中的催化剂失活，需要进行有效脱除。
根据本发明，在步骤(Ⅱ)中，优选地，所述脱除含氧化合物处理采用吸附法，可以将吸附剂加入所述馏分物流中，并充分混合，在混合的过程中，吸附剂对所述馏分物流中的含氧化合物进行吸收。在本发明中，优选采用柱层层析硅胶作为吸附剂。
根据本发明，在步骤(Ⅱ)中，优选地，所述柱层层析硅胶的粒径可以为100-400目，孔径可以为
Figure BDA0003456503860000041
比表面积可以为250-650m2/g，孔体积可以为0.5-1.05mL/g，有助于获得更好的含氧化合物脱除效果。
根据本发明，在步骤(Ⅱ)中，在所述脱除含氧化合物处理的过程中，优选地，所述柱层层析硅胶：馏分物流的重量比可以为(1-2)：(1-10)；吸附的时间可以为0.5-2h。
根据本发明，在步骤(Ⅱ)中，为获得更好的含氧化合物脱除效果，可以重复进行所述脱除含氧化合物处理，优选进行1-3次。
根据本发明，在步骤(Ⅱ)中，优选地，基于所述脱氧馏分物流的总量，所述脱氧馏分物流中，含氧化合物的含量≤1500ppm。
根据本发明，在步骤(III)中，优选先将所述催化剂和溶剂置于反应容器中，之后将步骤(Ⅱ)得到的所述脱氧馏分物流反向加入所述催化剂和溶剂组成的混合体系中进行所述聚合反应。进一步优选地，可以将所述脱氧馏分物流逐滴加入所述催化剂和溶剂组成的混合体系中，并控制滴加时间为0.5-1h，更有利于控制反应温度，减少副反应发生。
根据本发明，在步骤(III)中，优选地，所述催化剂：溶剂：脱氧馏分物流的重量比可以为(1-3.5)：(15-25)：100。
根据本发明，在步骤(III)中，优选地，所述聚合反应的条件可以包括：温度为75-95℃，进一步优选为80-90℃；时间为0.5-2h，进一步优选为1-1.5h；压力为常压。
在本发明中，优选地，所述聚合反应在保护气氛中进行，保护气可以选自氮气、氦气、氖气和氩气中的至少一种，进一步优选为氮气。
根据本发明，在步骤(III)中，优选地，所述催化剂为氯化铝。
根据本发明，在步骤(III)中，优选地，所述溶剂可以选自正己烷、异己烷、正庚烷、异庚烷、正辛烷、异辛烷、正壬烷、异壬烷、正癸烷、异癸烷、正十一烷、异十一烷、正十二烷和异十二烷中的至少一种，进一步优选为正庚烷。
根据本发明，在步骤(III)中，当所述聚合反应达到设定的反应时间后，对反应得到的产物体系进行后处理。所述后处理包括依次进行的淬灭、水洗、离心和过滤。
根据本发明，将淬灭试剂加入所述产物体系中进行淬灭，终止所述聚合反应，同时阻止其他副反应的进行。优选地，所述淬灭使用的试剂可以为碱性溶液，进一步优选为浓度10-30wt％的氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液。优选地，所述淬灭试剂的加入量为所述产物体系的10-30wt％。
根据本发明，所述淬灭后得到的体系冷却至室温后，需要进行反复水洗，并使得所述产物体系的pH值达到6.5-7.5。
根据本发明，在所述淬灭、水洗的过程中，所述产物体系会发生乳化现象，优选采用离心分离的方法进行破乳，实现所述产物体系中油水两相分离，并将催化剂从所述产物体系中完全分离出来。在所述离心后进行过滤，得到的油相产物即所述初产品。
在本发明中，所述离心分离和过滤可以采用本领域中常规的设备和操作参数进行，本发明对其没有特别的限定。
根据本发明，在步骤(Ⅳ)中，所述蒸馏处理包括依次进行的常压蒸馏、减压蒸馏。对所述初产品进行常压蒸馏，除去其中混有的溶剂及未反应掉的原料单体，在此基础上进一步进行减压蒸馏，除去低聚体产物组分，得到PAO20基础油。
在本发明中，所述常压蒸馏可以在精馏塔中进行，优选地，所述常压蒸馏的条件可以包括：回流比为1-20，塔顶温度为90-150℃，塔顶压力为常压。
在本发明中，所述减压蒸馏可以在精馏塔中进行，优选地，所述减压蒸馏的条件可以包括：回流比为1-20，塔顶温度为240-260℃，塔顶压力为13-20kPa。
本发明提供的所述PAO20基础油的制备方法，采用中温费托合成工艺获得的含有α-烯烃、烷烃的费托稳定重质油作为原料，选用其中特定的含C8-C12烃的馏分物流，并通过吸附去除含氧化合物、基于氯化铝催化剂的聚合反应、反应产物后处理，以及对产物进行常压蒸馏、减压蒸馏，最终制得高品质的PAO20基础油，实现PAO20基础油的收率高于95％。
在本发明中，对所述常压没有特别的限定，可以按照本领域中常规的理解，例如，一个标准大气压。
本发明第二方面提供由前述第一方面所述的方法制得的PAO20基础油。
采用本发明所述方法制得的PAO20基础油，100℃粘度值为18-22mm2/s，粘度指数为140-150，倾点为-54℃至-48℃，闪点为250-270℃。相较于现有技术方法制得的PAO20基础油，能够具有更好的低温流动性及热稳定性。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中，
所用费托稳定重质油原料取自国家能源集团宁夏煤业有限公司煤制油分公司合成油厂费托合成工段，其组成及含量通过气相色谱测试得到，测试条件：色谱柱型号为PONA毛细管色谱柱，尺寸为50m×0.2mm(ID)×0.5μm，进料量0.2μL，分流进样，分流比为100：1，初始温度为35℃，升温速率2℃/min，进料温度为250℃，结果见表1；
所用柱层层析硅胶的粒径为200-300目，孔径为
Figure BDA0003456503860000071
比表面积为300-500m2/g，孔体积为0.7-0.9mL/g；
100℃粘度值按照GB/T 265-1988中的方法并通过全自动运动粘度分析仪(厂商：安东帕，型号：SVM3001)测得；
粘度指数按照GB/T 1995-1988中的方法并通过全自动运动粘度分析仪(厂商：安东帕，型号：SVM3001)测得；
倾点按照GB/T 3535-2006中的方法并通过倾点测定仪(厂商：大连北油分析仪器有限公司，型号：BY-12)测得；
闪点按照GB/T3536-2008中的方法并通过开口闪点和燃点测定仪(厂商：安东帕，型号：CLA5)测得；
蒸发损失按照ASTM D5800中的方法并通过润滑油蒸发损失测定仪(厂商：ISL byPAC，型号：NCK2 5G)测得；
PAO20基础油的收率按如下公式计算得到，
收率＝(PAO20基础油产品的质量)/(反应物中a-烯烃的质量)×100％
表1
原料组成 含量(wt％)
α-烯烃 57.847
正构烷烃 36.735
含氧化合物 3.548
异构烃 0.654
内烯烃 1.216
实施例1
(Ⅰ)将费托稳定重质油引入第一精馏塔进行馏分切割(回流比为20，塔顶温度为170℃，塔顶压力为常压)，得到C10烃的馏分物流(基于所述馏分物流的总量，所述馏分物流中，α-烯烃的含量为61.2wt％)；
(Ⅱ)将柱层层析硅胶加入所述馏分物流(柱层层析硅胶：馏分物流的重量比为1：5)中，搅拌1h进行吸附，重复上述吸附过程两次得到脱氧馏分物流(基于所述脱氧馏分物流的总量，所述脱氧馏分物流中，含氧化合物的含量为800ppm)；
(III)将AlCl3粉末和正庚烷加入反应容器中，通入氮气，之后采用恒压滴液管向反应容器中滴加步骤(Ⅱ)得到的脱氧馏分物流，滴加0.5h完毕(AlCl3粉末：正庚烷：脱氧馏分物流的重量比为1.836：20：100)；之后在85℃条件下进行聚合反应1h；
待达到设定的反应时间后，加入20wt％的NaOH水溶液(用量为产物体系重量的20％)进行淬灭，冷却至室温后用去离子水反复洗涤直至产物体系的pH值为7，之后进行离心分离、过滤，得到油相的初产品；
(Ⅳ)将初产品引入第二精馏塔中进行常压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为120℃，塔顶压力为常压)，之后引入第三精馏塔进行减压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为250℃，塔顶压力为17kPa)，得到PAO20基础油，记为S1。
S1的收率及主要性能指标见表2。
实施例2
(Ⅰ)将费托稳定重质油引入第一精馏塔进行馏分切割(回流比为20，塔顶温度为150℃-170℃，塔顶压力为常压)，得到C9-C10烃的馏分物流(基于所述馏分物流的总量，所述馏分物流中，α-烯烃的含量为63.5wt％)；
(Ⅱ)将柱层层析硅胶加入所述馏分物流(柱层层析硅胶：馏分物流的重量比为1：5)中，搅拌1h进行吸附，重复上述吸附过程两次得到脱氧馏分物流(基于所述脱氧馏分物流的总量，所述脱氧馏分物流中，含氧化合物的含量为800ppm)；
(III)将AlCl3粉末和正庚烷溶剂加入反应容器中，通入氮气，之后采用恒压滴液管向反应容器中滴加步骤(Ⅱ)得到的脱氧馏分物流，滴加0.5h完毕(AlCl3粉末：正庚烷溶剂：脱氧馏分物流的重量比为1.905：20：100)；之后在85℃条件下进行聚合反应1h；
待达到设定的反应时间后，加入20wt％的NaOH水溶液(用量为产物体系重量的20％)进行淬灭，冷却至室温后用去离子水反复洗涤直至产物体系的pH值为7，之后进行离心分离、过滤，得到油相的初产品；
(Ⅳ)将初产品引入第二精馏塔中进行常压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为120℃，塔顶压力为常压)，之后引入第三精馏塔进行减压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为250℃，塔顶压力为17kPa)，得到PAO20基础油，记为S2。
S2的收率及主要性能指标见表2。
实施例3
(Ⅰ)将费托稳定重质油引入第一精馏塔进行馏分切割(回流比为20，塔顶温度为170℃-190℃，塔顶压力为常压)，得到C10-C11烃的馏分物流(基于所述馏分物流的总量，所述馏分物流中，α-烯烃的含量为62.2wt％)；
(Ⅱ)将柱层层析硅胶加入所述馏分物流(柱层层析硅胶：馏分物流的重量比为1：5)中，搅拌1h进行吸附，重复上述吸附过程两次得到脱氧馏分物流(基于所述脱氧馏分物流的总量，所述脱氧馏分物流中，含氧化合物的含量为800ppm)；
(III)将AlCl3粉末和正庚烷溶剂加入反应容器中，通入氮气，之后采用恒压滴液管向反应容器中滴加步骤(Ⅱ)得到的脱氧馏分物流，滴加0.5h完毕(AlCl3粉末：正庚烷溶剂：脱氧馏分物流的重量比为1.866：20：100)；之后在85℃条件下进行聚合反应1h；
待达到设定的反应时间后，加入20wt％的NaOH水溶液(用量为产物体系重量的20％)进行淬灭，冷却至室温后用去离子水反复洗涤直至产物体系的pH值为7，之后进行离心分离、过滤，得到油相的初产品；
(Ⅳ)将初产品引入第二精馏塔中进行常压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为120℃，塔顶压力为常压)，之后引入第三精馏塔进行减压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为250℃，塔顶压力为17kPa)，得到PAO20基础油，记为S3。
S3的收率及主要性能指标见表2。
实施例4
(Ⅰ)将费托稳定重质油引入第一精馏塔进行馏分切割(回流比为10，塔顶温度为130℃-170℃，塔顶压力为常压)，得到C8-C10烃的馏分物流(基于所述馏分物流的总量，所述馏分物流中，α-烯烃的含量为40wt％)；
(Ⅱ)将柱层层析硅胶加入所述馏分物流(柱层层析硅胶：馏分物流的重量比为1：10)中，搅拌1.5h进行吸附，重复上述吸附过程两次得到脱氧馏分物流(基于所述脱氧馏分物流的总量，所述脱氧馏分物流中，含氧化合物的含量为1000ppm)；
(III)将AlCl3粉末和正己烷溶剂加入反应容器中，通入氮气，之后采用恒压滴液管向反应容器中滴加步骤(Ⅱ)得到的脱氧馏分物流，滴加0.5h完毕(AlCl3粉末：正己烷溶剂：脱氧馏分物流的重量比为2：15：100)；之后在75℃条件下进行聚合反应0.5h；
待达到设定的反应时间后，加入30wt％的NaOH水溶液(用量为产物体系重量的30％)进行淬灭，冷却至室温后用去离子水反复洗涤直至产物体系的pH值为7.5，之后进行离心分离、过滤，得到油相的初产品；
(Ⅳ)将初产品引入第二精馏塔中进行常压蒸馏(回流比为1，塔顶温度为90℃，塔顶压力为常压)，之后引入第三精馏塔进行减压蒸馏(回流比为1，塔顶温度为240℃，塔顶压力为20kPa)，得到PAO20基础油，记为S4。
S4的收率及主要性能指标见表2。
实施例5
(Ⅰ)将费托稳定重质油引入第一精馏塔进行馏分切割(回流比为30，塔顶温度为170℃-210℃，塔顶压力为常压)，得到C10-C12烃的馏分物流(基于所述馏分物流的总量，所述馏分物流中，α-烯烃的含量为70wt％)；
(Ⅱ)将柱层层析硅胶加入所述馏分物流(柱层层析硅胶：馏分物流的重量比为1：1)中，搅拌0.5h进行吸附，重复上述吸附过程两次得到脱氧馏分物流(基于所述脱氧馏分物流的总量，所述脱氧馏分物流中，含氧化合物的含量为900ppm)；
(III)将AlCl3粉末和正十二烷溶剂加入反应容器中，通入氮气，之后采用恒压滴液管向反应容器中滴加步骤(Ⅱ)得到的脱氧馏分物流，滴加0.5h完毕(AlCl3粉末：正十二烷溶剂：脱氧馏分物流的重量比为1.75：25：100)；之后在95℃条件下进行聚合反应2h；
待达到设定的反应时间后，加入10wt％的NaOH水溶液(用量为产物体系重量的10％)进行淬灭，冷却至室温后用去离子水反复洗涤直至产物体系的pH值为6.5，之后进行离心分离、过滤，得到油相的初产品；
(Ⅳ)将初产品引入第二精馏塔中进行常压蒸馏(回流比为20，塔顶温度为150℃，塔顶压力为常压)，之后引入第三精馏塔进行减压蒸馏(回流比为20，塔顶温度为260℃，塔顶压力为13kPa)，得到PAO20基础油，记为S5。
S5的收率及主要性能指标见表2。
对比例1
采用现有技术的方法制备PAO20基础油，制备过程如下：
(1)使用热氮气吹扫反应装置除湿，干燥反应装置；
(2)对吹扫后的反应装置进行降温，待反应器内的温度降至室温后向反应器中投入干燥的α-烯烃(C10：C12＝1:1)，加热升温至65℃，待体系维持稳定后从恒压漏斗中投加三氯化铝催化剂(催化剂用量为α-烯烃质量的2.5％)，控制催化剂连续进料速率为0.2g/min，维持反应温度为65℃，聚合反应时间为3h，得到粗产品；
(3)后处理，使用活性白土和氢氧化钙与粗产品搅拌混合，升温至220℃，恒温1h，降温后真空过滤，得到中性油；
(4)中性油经减压蒸馏除去低聚物和未反应原料，获得常压下大于350℃馏分物流，即PAO20基础油，记为D1。
D1的收率及主要性能指标见表2。
对比例2
(Ⅰ)将费托稳定重质油引入第一精馏塔进行馏分切割(回流比为20，塔顶温度为70℃-100℃，塔顶压力为常压)，得到C6-C7烃的馏分物流(基于所述馏分物流的总量，所述馏分物流中，α-烯烃的含量为31.5wt％)；
(Ⅱ)将柱层层析硅胶加入所述馏分物流(柱层层析硅胶：馏分物流的重量比为1：5)中，搅拌1h进行吸附，重复上述吸附过程两次得到脱氧馏分物流(基于所述脱氧馏分物流的总量，所述脱氧馏分物流中，含氧化合物的含量为800ppm)；
(III)将AlCl3粉末和正庚烷溶剂加入反应容器中，通入氮气，之后采用恒压滴液管向反应容器中滴加步骤(Ⅱ)得到的脱氧馏分物流，滴加0.5h完毕(AlCl3粉末：正庚烷溶剂：脱氧馏分物流的重量比为1：20：100)；之后在85℃条件下进行聚合反应1h；
待达到设定的反应时间后，加入20wt％的NaOH水溶液(用量为产物体系重量的20％)进行淬灭，冷却至室温后用去离子水反复洗涤直至产物体系的pH值为7，之后进行离心分离、过滤，得到油相的初产品；
(Ⅳ)将初产品引入第二精馏塔中进行常压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为120℃，塔顶压力为常压)，之后引入第三精馏塔进行减压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为250℃，塔顶压力为17kPa)，得到PAO20基础油，记为D2。
D2的收率及主要性能指标见表2。
对比例3
(Ⅰ)将费托稳定重质油引入第一精馏塔进行馏分切割(回流比为20，塔顶温度为96-112℃，塔顶压力为1kPa)，得到C13-C14烃的馏分物流(基于所述馏分物流的总量，所述馏分物流中，α-烯烃的含量为41.3wt％)；
(Ⅱ)将柱层层析硅胶加入所述馏分物流(柱层层析硅胶：馏分物流的重量比为1：5)中，搅拌1h进行吸附，重复上述吸附过程两次得到脱氧馏分物流(基于所述脱氧馏分物流的总量，所述脱氧馏分物流中，含氧化合物的含量为800ppm)；
(III)将AlCl3粉末和正庚烷溶剂加入反应容器中，通入氮气，之后采用恒压滴液管向反应容器中滴加步骤(Ⅱ)得到的脱氧馏分物流，滴加0.5h完毕(AlCl3粉末：正庚烷溶剂：脱氧馏分物流的重量比为1.239：20：100)；之后在85℃条件下进行聚合反应1h；
待达到设定的反应时间后，加入20wt％的NaOH水溶液(用量为产物体系重量的20％)进行淬灭，冷却至室温后用去离子水反复洗涤直至产物体系的pH值为7，之后进行离心分离、过滤，得到油相的初产品；
(Ⅳ)将初产品引入第二精馏塔中进行常压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为120℃，塔顶压力为常压)，之后引入第三精馏塔进行减压蒸馏(回流比为10，塔顶温度为250℃，塔顶压力为17kPa)，得到PAO20基础油，记为D3。
D3的收率及主要性能指标见表2。
表2
Figure BDA0003456503860000141
由表2可见，采用本发明提供的制备方法，所制得的PAO20基础油S1-S5的收率均高于95％，相较于采用现有技术方法制备的PAO20基础油D1，产品收率显著提高。
在产品的参数方面，相较于D1-D3，S1-S5具有更低的倾点和更高的粘度指数，可表现出更好的低温流动性；与此同时，S1-S5的闪点更高，蒸发损失更低，表现出更好的热稳定性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PAO20基础油的制备方法，其特征在于，包括：
(Ⅰ)将费托稳定重质油进行馏分切割，得到含C8-C12烃的馏分物流；
(Ⅱ)将所述馏分物流进行脱除含氧化合物处理，得到脱氧馏分物流；
(III)在催化剂和溶剂存在下，将所述脱氧馏分物流进行聚合反应，得到产物体系，并将所述产物体系进行后处理，得到初产品；
(Ⅳ)将所述初产品进行蒸馏处理，得到PAO20基础油。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述费托稳定重质油为中温费托合成工艺获得的含有α-烯烃、烷烃和含氧化合物的C8-C20重质产物；
优选地，所述含氧化合物包含醇、酸、醛、酮和酯中的至少一种；
优选地，所述中温费托合成工艺的反应温度为270-290℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(Ⅰ)中，所述馏分切割的条件包括：回流比为10-30，塔顶温度为130-210℃，塔顶压力为常压；
优选地，基于所述馏分物流的总量，所述馏分物流中，α-烯烃的含量为40-70wt％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(Ⅱ)中，所述脱除含氧化合物处理采用吸附法，优选采用柱层层析硅胶作为吸附剂；
优选地，所述柱层层析硅胶的粒径为100-400目，孔径为
Figure FDA0003456503850000011
比表面积为250-650m2/g，孔体积为0.5-1.05mL/g；
优选地，所述柱层层析硅胶：馏分物流的重量比为(1-2)：(1-10)；
优选地，基于所述脱氧馏分物流的总量，所述脱氧馏分物流中，含氧化合物的含量≤1500ppm。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，步骤(III)中，所述催化剂：溶剂：脱氧馏分物流的重量比为(1-3.5)：(15-25)：100；
优选地，所述聚合反应的条件包括：温度为75-95℃，优选为80-90℃；时间为0.5-2h，优选为1-1.5h；压力为常压。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(III)中，所述催化剂为氯化铝；
优选地，所述溶剂选自正己烷、异己烷、正庚烷、异庚烷、正辛烷、异辛烷、正壬烷、异壬烷、正癸烷、异癸烷、正十一烷、异十一烷、正十二烷和异十二烷中的至少一种，进一步优选为正庚烷。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，步骤(III)中，所述后处理包括依次进行的淬灭、水洗、离心和过滤；
优选地，所述淬灭使用的试剂为碱性溶液，进一步优选为浓度10-30wt％的氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液；
优选地，通过所述水洗使得所述产物体系的pH值达到6.5-7.5。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，步骤(Ⅳ)中，所述蒸馏处理包括依次进行的常压蒸馏、减压蒸馏；
优选地，所述常压蒸馏的条件包括：回流比为1-20，塔顶温度为90-150℃，塔顶压力为常压；
优选地，所述减压蒸馏的条件包括：回流比为1-20，塔顶温度为240-260℃，塔顶压力为13-20kPa。
9.权利要求1-8中任意一项所述的方法制得的PAO20基础油。
10.根据权利要求9所述的PAO20基础油，其中，所述PAO20基础油的100℃粘度值为18-22mm2/s，粘度指数为140-150，倾点为-54℃至-48℃，闪点为250-270℃。
CN202210005468.4A 2022-01-05 2022-01-05 Pao20基础油及制备方法 Active CN114437852B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210005468.4A CN114437852B (zh) 2022-01-05 2022-01-05 Pao20基础油及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210005468.4A CN114437852B (zh) 2022-01-05 2022-01-05 Pao20基础油及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114437852A true CN114437852A (zh) 2022-05-06
CN114437852B CN114437852B (zh) 2023-06-23

Family

ID=81366358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210005468.4A Active CN114437852B (zh) 2022-01-05 2022-01-05 Pao20基础油及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114437852B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115637184A (zh) * 2022-11-15 2023-01-24 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 一种pao基础油及其制备方法
CN115678600A (zh) * 2022-11-14 2023-02-03 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 低粘度聚α烯烃润滑油的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090093657A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Buchanan John S Process for preparing poly alpha olefins and lubricant basestocks from fischer-tropsch liquids
CN102776022A (zh) * 2011-05-11 2012-11-14 中国石油化工股份有限公司 一种高粘度聚α-烯烃合成油及其制备方法
CN104560189A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 高黏度润滑油基础油的制备方法
US20170334806A1 (en) * 2016-05-23 2017-11-23 Emerging Fuels Technology, Inc. Production of basestocks from paraffinic hydrocarbons
CN109022027A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 神华集团有限责任公司 费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法及由该方法得到的聚α-烯烃
CN115678600A (zh) * 2022-11-14 2023-02-03 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 低粘度聚α烯烃润滑油的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090093657A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Buchanan John S Process for preparing poly alpha olefins and lubricant basestocks from fischer-tropsch liquids
CN102776022A (zh) * 2011-05-11 2012-11-14 中国石油化工股份有限公司 一种高粘度聚α-烯烃合成油及其制备方法
CN104560189A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 高黏度润滑油基础油的制备方法
US20170334806A1 (en) * 2016-05-23 2017-11-23 Emerging Fuels Technology, Inc. Production of basestocks from paraffinic hydrocarbons
CN109022027A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 神华集团有限责任公司 费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法及由该方法得到的聚α-烯烃
CN115678600A (zh) * 2022-11-14 2023-02-03 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 低粘度聚α烯烃润滑油的制备方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何金学等: "费托合成α-烯烃脱除含氧化合物方法的研究进展", 《合成材料老化与应用》 *
何金学等: "费托合成α-烯烃脱除含氧化合物方法的研究进展", 《合成材料老化与应用》, no. 02, 29 April 2020 (2020-04-29), pages 129 *
刘素丽等: "低温费托生产高端润滑油基础油的研究现状", 《合成材料老化与应用》 *
刘素丽等: "低温费托生产高端润滑油基础油的研究现状", 《合成材料老化与应用》, no. 06, 30 December 2016 (2016-12-30) *
白天忠等: "费托合成油产品开发研究", 《广东化工》 *
白天忠等: "费托合成油产品开发研究", 《广东化工》, no. 06, 30 March 2020 (2020-03-30), pages 142 *
石好亮等: "PAO基础油合成技术研究进展", 《能源化工》 *
石好亮等: "PAO基础油合成技术研究进展", 《能源化工》, vol. 41, no. 5, 31 October 2020 (2020-10-31), pages 19 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115678600A (zh) * 2022-11-14 2023-02-03 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 低粘度聚α烯烃润滑油的制备方法
CN115637184A (zh) * 2022-11-15 2023-01-24 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 一种pao基础油及其制备方法
CN115637184B (zh) * 2022-11-15 2024-02-13 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 一种pao基础油及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114437852B (zh) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114437852A (zh) Pao20基础油及制备方法
RU2309930C2 (ru) Способ получения полиальфаолефинового продукта
JP4364126B2 (ja) メタノールからジメチルエーテルを製造する方法
US5171918A (en) Apparatus and oil compositions containing olefin dimer products
CN109022027B (zh) 费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法及由该方法得到的聚α-烯烃
US5250750A (en) Apparatus and oil compositions containing olefin dimer products
US5136118A (en) High VI synthetic lubricants from cracked refined wax
US11352572B2 (en) Low viscosity poly-a-olefin lubricating oil and synthesis method thereof
CN109825332B (zh) 煤直接液化油组合物及其制备方法
CN115678600A (zh) 低粘度聚α烯烃润滑油的制备方法
CN110578057A (zh) 乏燃料后处理用稀释剂的制备方法
CN111116775B (zh) 低粘度聚α-烯烃的制备方法和装置
CN108707058A (zh) 一种两步法转化生物油脂为线性α-烯烃的方法
CN105272809A (zh) 煤制α-烯烃中含氧化合物的脱除方法
CN113966319B (zh) 通过离子催化剂低聚的基础油合成及低聚催化剂无水分离
CN111943803B (zh) 一种合成挂式四氢双环戊二烯的方法
CN115216343B (zh) 一种低黏度聚α-烯烃合成油的制备方法
RU2525119C1 (ru) Катализатор для получения синтетических базовых масел и способ его приготовления
US5097087A (en) Dimerization of long-chain olefins using a fluorocarbonsulfonic acid polymer on an inert support
CN112126503B (zh) 一种聚乙烯醚液相加氢脱杂质的方法
CN115637173B (zh) 降低费托合成油的浊点的方法
CN114736711B (zh) 一种高粘度指数加氢裂化尾油生产方法
RU2572517C1 (ru) Способ получения синтетических базовых масел
CN113174275B (zh) 一种煤基费托合成蜡制备润滑油基础油的方法
KR102329122B1 (ko) Ｃ4, ｃ5, ｃ6 스트림을 이용한 탄화수소의 업그레이드 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant