DE1217945B - Verfahren zur Herstellung von synthetischen Schmieroelen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von synthetischen Schmieroelen

Info

Publication number
DE1217945B
DE1217945B DES94810A DES0094810A DE1217945B DE 1217945 B DE1217945 B DE 1217945B DE S94810 A DES94810 A DE S94810A DE S0094810 A DES0094810 A DE S0094810A DE 1217945 B DE1217945 B DE 1217945B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
peroxide
ratio
aluminum
catalyst
range
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.)
Pending
Application number
DES94810A
Other languages
English (en)
Inventor
Donald Hans Antonsen
Robert Harry Johnson
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.)
Sunoco Inc
Original Assignee
Sun Oil Co
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 Sun Oil Co filed Critical Sun Oil Co
Publication of DE1217945B publication Critical patent/DE1217945B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M1/00Liquid compositions essentially based on mineral lubricating oils or fatty oils; Their use as lubricants
    • C10M1/08Liquid compositions essentially based on mineral lubricating oils or fatty oils; Their use as lubricants with additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/14Monomers containing five or more carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G50/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from lower carbon number hydrocarbons, e.g. by oligomerisation
    • C10G50/02Production of liquid hydrocarbon mixtures from lower carbon number hydrocarbons, e.g. by oligomerisation of hydrocarbon oils for lubricating purposes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/028Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers containing aliphatic monomers having more than four carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01Physico-chemical properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/08Resistance to extreme temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/02Bearings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/08Hydraulic fluids, e.g. brake-fluids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/12Gas-turbines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/12Gas-turbines
    • C10N2040/13Aircraft turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Μη%Ά PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
C 07c
ClOm
Deutsche KL: 12 ο -19/01
1 217 945
S94810IVb/12o
23. Dezember 1964
2. Juni 1966
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von synthetischen Schmierölen mit ungewöhnlich hohen Viskositätsindizes und niedrigen Gießpunkten durch Polymerisation bestimmter geradkettiger «-Olefine mit Hilfe eines besonderen Katalysator systems.
Es gibt verschiedene Spezialanwendungsgebiete für Schmieröle, bei denen es sehr erwünscht ist, daß das Öl einen besonders hohen Viskositätsindex, z. B. einen VI oberhalb 130 besitzt. Das Öl sollte auch einen niedrigen Gießpunkt, ζ. B. unterhalb —34,4°C, eine hohe Oxydationsstabilität und Schmiereigenschaften besitzen, welche eine gute Abriebbeständigkeit gewährleisten. Ein solches Anwendungsgebiet ist die Schmierung von Düsenflugzeugaggregaten, bei denen besondere Bedingungen hinsichtlich niedriger und hoher Temperatur auftreten. Andere Spezialanwendungen, bei denen man Schmiermittel mit solchen Eigenschaften benötigt, sind automatische Getriebeschmierung, hydraulische Vorrichtungen unter hoher Temperatur und Bremsflüssigkeiten. Schmieröle, die sich vom Erdöl ableiten, zeigen im allgemeinen nicht die Kombination der gewünschten Eigenschaften für diese besonderen Anwendungsgebiete.
Schmieröle mit Viskositätsindizes beträchtlich höher als diejenigen für die Öle, die sich normalerweise vom Erdöl ableiten, wurden bisher durch Polymerisation verschiedener Olefine hergestellt. Es sind mehrere Katalysatorsysteme bekannt, welche diese Reaktion unter Bildung öliger Polymere hervorrufen. Aluminiumchlorid ist einer der Katalysatoren, der für diesen Zweck verwendet wurde (vgl. USA.-Patentschrift 2 559 984 von Montgomery et al.). Dieser Katalysator leitet die Reaktion nach einem kationischen Mechanismus ein und bewirkt infolgedessen nicht nur die Polymerisation des Olefins, sondern auch die Isomerisierung sowohl des Olefinmonomers vor der Polymerisation als auch des Polymerisationsprodukts. Dies ist ein Nachteil, da die Polymerprodukte, die bei solchen Systemen erhalten werden, bei denen eine Isomerisierung stattfindet, niedrigere Viskositätsindizes zeigen, als wenn keine Isomerisierung erfolgen würde.
In der USA.-Patentschrift 2 937129 von Garwood ist die Verwendung eines anderen Katalysatorsystems zur Erzielung polymerer Schmieröle erwähnt, nämlich ditertiäre Alkylperoxyde. Dieser Katalysatortyp, der bei Temperaturen um 15O0C verwendet wird, bringt Reaktionen nach einem freie Radikale erzeugenden Mechanismus in Gang; er hat aber auch den Nachteil, daß er sowohl eine Isomerisierung als auch eine Polymerisierung ablaufen läßt.
Verfahren zur Herstellung von synthetischen
Schmierölen
Anmelder:
Sun Oil Company, Philadelphia, Pa. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr. O. Dittmann, Patentanwalt,
München 9, Bereiteranger 15
Als Erfinder benannt:
Donald Hans Antonsen, Glen Mills, Pa.;
Robert Harry Johnson,
Swarthmore, Pa. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. Dezember 1963
(334 904)
Die Polymerisation von Äthylen zu öligen Produkten unter Verwendung einer Kombination von TiCl4 und einem Aluminiunialkylhalogenid wie Aluminiumalkylsesquichlorid, ist beschrieben von White et al. in der USA.-Patentschrift 2 993 942. Dieses Katalysatorsystem enthält sowohl anionische wie kationische Komponenten; mit höheren Olefinen verursacht es eine Isomerisierung des olefinischen Monomers und des polymeren Produkts. Wenn man Äthylen als Ausgangsolenn verwendet, kann die Isomerisierung des Monomers natürlich nicht stattfinden, jedoch hat das Polymerprodukt einen so hohen Gießpunkt, daß es im allgemeinen als Schmiermittel für die obenerwähnten besonderen Anwendungszwecke nicht geeignet ist.
Die vorhegende Erfindung ist auf die Herstellung von synthetischen Schmierölen durch Polymerisation von α-Olefinen mit HiKe eines Katalysatorsystems gerichtet, welches Isomerisierungsreaktionen verringert und andere Vorteile gegenüber bisher verwendeten Katalysatorsystemen mit sich bringt. Als Ausgangsolefin kann man irgendein geradkettiges a-Olefin des C6-C14-Bereichs oder eine Mischung
609 577/462
3 4
hiervon verwenden. Das gesamte, oberhalb 343° C und das Titantetrachlorid in solchen Mengen versiedende ölige Produkt, das bei dieser Reaktion wendet werden, daß das Atomverhältnis von Al zu Ti gebildet wird, hat im allgemeinen einen Viskositäts- zwischen 0,5 und 2,5, insbesondere zwischen 1,0 und index oberhalb 130, einen Gießpunkt wesentlich unter 1,6 im Falle von Sesquichloriden und zwischen 0,7 —34,4° C. Daraus erhaltene Destillate besitzen her- 5 und 1,3 im Falle der Monochloride liegt. Bei Al: Tivorfagend gute Eigenschaften bei niedrigen Tem- Verhältnissen unterhalb 0,5 können die gewünschten peraturen, zeigen Viskositäten bei —53,9°C, die Eigenschaften hinsichtlich Viskosität und Temperatur beträchtlich unter den durch Extrapolieren aus den des Produkts nicht sichergestellt werden, während bei bei 37,80C und bei 990G gemessenen Viskositäten Verhältnissen oberhalb 2,5 die Viskositäts-Temperaturermittelten Werten liegen. Das Produkt hat nach dem io Eigenschaften der Öle schlechter sind, zumal auch Hydrieren, bei dem Doppelbindungen im Polymer eine Neigung zur Bildung von festen Polymerisaten gesättigt werden, eine ausgezeichnete Oxydations- besteht. An zweiter Stelle ist es sehr wichtig, daß die Stabilität und ergibt gute Abriebeigenschaften für verwendete Peroxydmenge im Katalysatorsystem so Anwendungszwecke von Schmierölen. Das erfindungs- ist, daß das Atomverhältnis von 0 zu Al innerhalb gemäße Verfahren kann angewendet werden zur 15 bestimmter engerer Bereiche liegt. Dieser Bereich Herstellung von Produkten, deren Viskositäten in beträgt 0,3 :1 bis 0,9 :1; die bevorzugten Bereiche einem großen Bereich variieren und die zahlreiche sind 0,4 bis 0,8. Bei O : Al-Verhältnissen unterhalb Spezialanwendungsmöglichkeit rinden. 0,3 :1 werden niedere Ausbeuten erhalten und ins-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders besondere im Falle des Sesquichlorids schlechtere brauchbar bei der Herstellung von synthetischen Ölen ao Viskositätstemperatureigenschaften beim Endprodukt zur Verwendung bei Ansätzen für Düsenmaschinen- erzielt. Eine Erhöhung des Verhältnisses auf oberhalb schmiermittel, die den Anforderungen der USA.-Mili- 0,9 verursacht einen scharfen Abfall in der Ausbeute, tärbehörden gemäß MIL-L-7808E (13. März 1963) Zur Herstellung von Schmierölen für Düsenflugzeuggenügen. Danach werden folgende Forderungen aggregate sind die besonders bevorzugten O : Al-Vergestellt: Viskosität bei 99°C = 3,0cSt (minimal); 25 hältnisse etwa 0,5 bis 0,67. Die Erhöhung des O : Al-Viskosität bei 37,8°C =11,0 cSt (minimal); Flamm- Verhältnisses innerhalb .des angegebenen Bereichs punkt = 204°C (minimal); Gießpunkt = 59,4°C erhöht ganz allgemein die durchschnittliche Viskosität (maximal); und Viskosität bei —53,9°C 13,00OcSt. des erzeugten Polymeröls.
Die zuletzt erwähnte Anforderung hinsichtlich der Die Polymerisationsreaktion kann mit oder ohne Viskosität bei —53,9°C ist besonders schwer zu 30 Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt wererfüllen, und insbesondere entsprechen Polyolefinöle den. Wird kein Lösungsmittel angewendet, so wirkt im allgemeinen nicht dieser Voraussetzung. Nach die Olefincharge selbst als das Reaktionsmedium, und dem erfindungsgemäßen Verfahren können jedoch der Katalysator wird in situ durch Zugabe der drei Öle hergestellt werden, welche diese Anforderungen obenerwähnten Katalysatorkomponenten zu dem Olebei niederer Temperatur erfüllen. Für die erfindungs- 35 finmonomer hergestellt. In Abwesenheit eines Lösungsgemäß hergestellten Produkte ist es typisch, daß ihre mittels besteht für den Katalysator eine Neigung, sich tatsächlichen Viskositäten bei -53,90C beträchtlich rascher zu zersetzen, und die Zersetzungsgeschwindigniedriger sind, als man sie aus ihren Viskositäten bei keit hängt von den Konzentrationen ab; infolgedessen 37,8 und 99 0C erwarten würde. sollte das Gewichtsverhältnis von Olefin zu TiCl4
Die Peroxydkomponente des Katalysatorsystems 40 vorzugsweise größer als 100 :1 betragen. Man kann
kann irgendein Peroxyd der allgemeinen Formel aber auch die Reaktion ohne Zersetzung des Kataly-
ROOR' sein, worin R und R' gleiche oder verschiedene sators in Gegenwart eines Lösungsmittels durchführen,
tertiäre Alkylreste bedeuten, z. B. Reste mit bis zu das ein gesättigter Kohlenwasserstoff oder bestimmte
20 C-Atomen. Die niederen Peroxyde, wie Di-t-butyl- Typen von Halogenkohlenwasserstoffen sein können,
peroxyd oder Di-t-amylperoxyd, werden bevorzugt. 45 wobei in diesem Fall das Verhältnis von Olefin zu
Die aluminiumhaltige Komponente des Kataly- TiCl4 unterhalb 100 :1 betragen kann, falls dies satorsystems kann entweder ein Alkylsesquichlorid erwünscht ist. Werden gesättigte Kohlenwasserstoffe oder ein Aluminiumdialkykaonochlorid sein. Weder verwendet, so sind die Eigenschaften des erhaltenen Aluminiumdialkyle noch Aluminiumalkyldichloride Polymeröls im wesentlichen die gleichen wie beim sind geeignet, da die erwünschten Ergebnisse nicht 50 Arbeiten ohne Lösungsmittel. Andererseits besteht erzielt werden, wenn eine der zuletzt erwähnten Alu- bei Verwendung eines Halogenkohlenwasserstoffminiumverbindungen mit den anderen obenerwähnten lösungsmittels die Neigung, daß das Molekulargewicht Katalysatorkomponenten kombiniert wird. Die Alkyl- nach unten verschoben wird und man Öle mit geringruppen im Sesquichlorid oder Dialkylchlorid können gerer Viskosität erhält.
1 bis IOC-Atome, vorzugsweise geradkettige Alkyl- 55 Wenn ein gesättigter Kohlenwasserstoff als Lösungsgruppen enthalten. Die Sesquichlorid- oder Dialkyl- mittel verwendet wird, kann es ein paraffinischer komponente kann verzweigtkettige Alkylgruppen, wie Kohlenwasserstoff einschließlich der η-Paraffine und Isobutyl oder Isopentyl, enthalten, doch wird dies Isoparaffine oder ein naphthenischer Kohlenwassernicht bevorzugt. Beispiele geeigneter Alkylgruppen stoff oder eine Mischung hiervon sein. Beispiele als sind Methyl, Äthyl, Propyl, η-Butyl, n-Hexyl, n-Octyl 60 Lösungsmittel geeigneter Kohlenwasserstoffe sind und n-Decyl. Sesquichlorid als Katalysatorkompo- n-Pentan, Isopentan, Hexane, Oktane, Dekane, Cyclonente führt zu niedrigeren Viskositäten für das hexan, Methylcyclopentan, Dimethylcyclohexan u. dgl. gesamte Polymerprodukt im Vergleich zum Dialkyl- Ein aromatischer Kohlenwasserstoff wie Benzol oder chlorid. Toluol sollte nicht verwendet werden, da er die BiI-
Es ist sehr wichtig für die Erzielung bester Produlite 65 dung von zu viel Dimer verursacht, das unterhalb des
in guter Ausbeute, daß die drei Komponenten des Bereichs siedet, der für das Schmieröl erwünscht ist.
Katalysatorsystems in bestimmten Anteilen vorhanden Auch bei einem aromatischen Kohlenwasserstoff-
sind. An erster Stelle sollen die Aluminiumverbindung lösungsmittel besteht eine Neigung zur Alkylierung
des Aromaten, selbst wenn nur kleine Mengen Wasser im System zufällig anwesend sind.
Die Typen an Halogenkohlenwasserstoffen, die als Reaktionsmedium geeignet sind, sind Halogenbenzole mit 1 bis 2 Halogenatomen, Trihalogenäthane, Tetrahalogenäthane, Trihalogenäthylene und Tetrahalogenäthylene, in denen das Halogen Chlor oder Fluor oder beides sein kann. Besonders geeignete Lösungsmittel sind die Monohalogenbenzole, d. h. Chlorbenzol und Fluorbenzol sowie die Dihalogenbenzole, die bei der Reaktionstemperatur flüssig sind, z. B. ortho- und meta-Dichlorbenzole oder -Difluorbenzole, da mit solchen Lösungsmitteln oft beträchtlich höhere Ausbeuten an polymeren Schmierölen pro Gramm TiCl4 erhalten werden, als wenn man ein gesättigtes Kohlenwasserstoffreaktionsmedium verwendet. Beispiele für andere Halogenkohlenwasserstoffe sind: Methylchloroform, 1,1,2-Trichloräthan; 1,1,2,2-Tetrachloräthan, Trifluoräthane, Chlordifiuoräthane, Tetrafluoräthane, Tetrafluoräthan und ähnliche Äthylenderivate, die 3 bis 4 Halogenatome, nämlich Chlor und/oder Fluor enthalten. Bei der Verwendung eines Lösungsmittels sollte das Gewichtsverhältnis zum Olefinmonomer im allgemeinen zwischen 1:2 und 4:1 liegen.
Das Gewichtsverhältnis der Olefincharge zum Titantetrachlorid, welches in der Reaktionsmischung verwendet wird, kann stark variieren, z. B. von 25 : 1 bis 1000 :1, je nach der Reinheit der Olefincharge, der Abwesenheit oder Gegenwart eines Lösungsmittels, dem Lösungsmitteltyp und ob es sich bei der verwendeten Alkylkomponente um ein Sesquichlorid oder ein Monochlorid handelt. Wird hoch gereinigtes olefinisches Monomer verwendet und ist die Aluminiumverbindung ein Sesquichlorid, so werden bei Olefin zu TiCl4-Verhältnissen von bis zu 500 :1 in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels typischerweise 75 bis 85 % des Olefins in höhersiedende Produkte umgewandelt. Wenn andererseits Dialkylaluminiumchlorid mit einem hochgereinigten Monomer verwendet wird, so hat die Gegenwart oder Abwesenheit und der Lösungsmitteltyp einen Einfluß auf die Ausbeute. Wenn man also ohne Lösungsmittel oder mit einem gesättigten Kohlenwasserstofflösungsmittel arbeitet, so werden bei einem Olefin zu TiCl4-Verhältnis von 200 :1 typischerweise 50 % und bei einem Verhältnis von 100 :1 75 % umgewandelt, während für Chlorkohlenwasserstofflösungsmittel typische Umwandlungszahlen bei Verwendung von Diäthylaluminiumchlorid 80 bis 85% bei Verhältnissen von 300 :1 und weniger und 55 °/0 bei einem Verhältnis von 500 :1 sind.
Die Temperatur zur Durchführung der Reaktion liegt im Bereich von 0 bis 50° C. Bei einem gesättigten Kohlenwasserstofflösungsmittel wird vorzugsweise eine Temperatur von 10 bis 30°C angewendet, während bei einem Halogenkohlenwasserstofflösungsmittel die bevorzugte Temperatur 25 bis 400C ist. Das Molekulargewicht des Produkts neigt zur Erhöhung bei steigender Reaktionstemperatur. Bei Temperaturen unterhalb O0C läuft im wesentlichen keine Reaktion ab, während bei Temperaturen oberhalb 500C die Viskosität des Produkts extrem hoch wird und auch der Katalysator erheblich weniger aktiv wird.
Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion kann der Katalysator'deaktiviert und sein Rückstand in jeder üblichen oder geeigneten Weise entfernt werden; man kann das Reaktionsgemisch fraktionieren, um das Reaktionsmedium und unumgesetztes Monomer zu isolieren. Das Polymerprodukt kann dann destilliert werden, um synthetische Öle vom gewünschten Siedebereich abzutrennen. Die synthetischen Öle werden zur Verwendung als Schmiermittel vorzugsweise in an sich bekannter, hier nicht beanspruchter Weise hydriert. Die hydrierten Produkte haben hervorragende Oxydationsstabilität und gute Schmiermitteleigenschaften.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Zwei Vergleichsversuche zum Polymerisieren von Okten-1 wurden in einem Rührreaktionsgefäß durchgeführt, das vorher sorgfältig gereinigt und getrocknet wurde. Jeder Ansatz wurde ohne ein Lösungsmittel und mit Verwendung von Aluminiumalkylsesquichlorid und TiCl4 in solchen Mengen durchgeführt, daß das Al : Ti-Atomverhältnis 1,25 und das Gewichtsverhältnis von Okten-1 : TiCl4 300 :1 betrug. Ein Ansatz wurde als Vergleichsversuch ohne eine andere Katalysatorkomponente durchgeführt, während bei dem anderen Ansatz erfindungsgemäß Di-t-butylperoxyd in das Katalysatorsystem in solchen Mengen gegeben wurde, daß das Atomverhältnis von 0 : Al 0,5 war. Beide Ansätze ließ man 20 Stunden lang bei 3O0C kufen. Der Katalysator wurde dann durch Zugabe von 20 g Na2CO3 und weiterer Zugabe von 25 ml Wasser und gründlichem Mischen und anschließendem Filtrieren deaktiviert. Das Filtrat wurde destilliert, um unpolymerisiertes Okten zu isolieren und das Polymer von der Dimerfraktion zu entfernen, die unter 343 0C (65O0F) siedet. Die Ausbeuten und die Viskositätswerte sind in der Tabelle I enthalten.
Tabelle I
O: Al-Verhältnis
Umwandlung
von Okten-1
Erhaltenes Dimer Gesamte ölige Bestandteile mit Siedepunkt oberhalb von 3430C
KV bei 37,8°C
cSt
KV bei 990C
cSt
VI
0,00
0,50
57,7
82,0
14,7
20,0
45,1
38,1
7,92
7,37
140
148
Die Werte für die prozentuale Umwandlung nähme der Viskosität des erhaltenen Polymeröls
zeigen, daß eine deutliche Erhöhung der Aus- 65 neigt.
beute durch Zugabe von Peroxyd zum Katalysator Das aus dem Ansatz erhaltene Polymeröl, in
erzielt wurde. Die Ergebnisse zeigen auch, daß die dem das Peroxyd verwendet wurde, wurde im
Zugabe von Peroxyd zu dem Katalysator zur Ab- Vakuum destilliert, wobei man ein Destillat und
Rückstände gemäß den Angaben in Tabelle II erhielt. Die Tabelle zeigt auch Viskositätseigenschaften der Fraktionen einschließlich der Viskositäten, gemessen
bei -53,90C im Vergleich zu den Werten, die durch Extrapolieren aus den Viskositäten bei 37,8 0C und bei 99 0C erhalten wurden.
Tabelle II
Fraktion (Schnitte bei
Atmosphärendruck)
Gesamtausbeute
an Polymer
%
KV bei
37,8° C
cSt
KV bei 99° C
cSt
VI KV bei
gemessen
-53,90C
extrapoliert
Trimer(343bis379°C)...
Tetramer(379bis454°C)
Pentamer (454 bis 5380C)
Rückstand
18,6
17,0
10,4
34,0
8,39
19,43
33,70
413,5
2,39
4,08
5,92
116
128
129
1,970
14,257
51,032
4,000
55,000
150,000
KV = kinematische Viskosität.
Der Vergleich zeigt, daß die tatsächlichen Viskositäten bei -53,90C beträchtlich niedriger sind als die Werte, die aus einer Projektion der Viskositäts-Temperatur-Kurve, ausgerechnet aus den Werten bei 37,8 und 99 0C zu erwarten wären. Dieser Umstand ist wichtig bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Schmiermitteln für Düsenfiugzeugaggregate, welche den Anforderungen MIL-L-7808E entsprechen.
Beispiel2
Zwei Ansätze wurden durchgeführt, in denen das Okten-1 unter Verwendung eines Katalysators in Form einer Kombination von TiCl4, Diäthylaluminiumchlorid und Di-t-butylperoxyd polymerisiert wurde. Bei jedem Ansatz wurde Chlorbenzol in einer Menge von 0,43 Volumprozent pro Volumeinheit Okten-1 zugegeben; das TiCl4 und Diäthylaluminiumchlorid wurde in solchen Mengen verwendet, daß das Al : Ti-Atomverhältnis 1,0 war, während das Gewichtsverhältnis von Okten-1 zu TiCl4 300 :1 war und die Reaktion 20 Stunden lang bei 3O0C durchgeführt wurde. Die Menge an Peroxyd wurde bei den einzelnen Ansätzen variiert, wie es durch das O : Al-Atomverhältnis in der Tabelle III wiedergegeben wird.
Tabelle III
O: Al-Verhältnis
Umwandlung
von Okten-1
Erhaltenes Dimer Gesamte ölige Bestandteile mit Siedepunkt oberhalb von 343° C
KV bei 37,8°C
cSt
KV bei 99°C
cSt
VI
0,5
1,0
74,0
14,5
18,4
11,9
40,1
113
7,28
14,8
142
128
Die Werte in Tabelle III zeigen, daß die in das Katalysatorsystem eingearbeitete Peroxydmenge nicht ausreichen sollte, damit sich ein O : Al-Verhältnis von mehr als 0,9 ergibt, da dies zu einem scharfen Abfall der prozentualen Umwandlung führt.
Beispiel 3
Okten-1 wurde in zwei Ansätzen unter Verwendung von TiCl4 und Diäthylaluminiumchlorid in solchen Mengen polymerisiert, daß das Al : Ti-Verhältnis 2,0 betrug. Die Ansätze unterschieden sich voneinander hinsichtlich der Anwesenheit oder Abwesenheit von Di-t-butylperoxyd im Katalysator und der Konzentration des Katalysators im olefinischen Monomer, wie dies in Tabelle IV angegeben ist. Chlorbenzol wurde als Lösungsmittel verwendet; die Ansätze wurden im übrigen in der gleichen Weise wie bei Beispiel 2 ausgeführt. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt.
Tabelle IV
O: Al-Verhältnis
Gewichtsverhältnis
von Okten-1: TiCl4
Umwandlung von Okten-1 Erhaltenes
Dimer
Gesamte ölige Bestandteile
mit Siedepunkt oberhalb von 343° C
KV bei 37,8° C
cSt
KV bei 99° C
cSt
O5O
0s5
100
300
69,2
84,2
13,4
12,6
591
312
74,3
41,3
129
133
Die Werte zeigen, daß ohne Peroxyd (O : Al-Ver- Verwendung eines Okten-1 : TiCl4-Verhältnisses von hältnis % 0,0) eine wesentlich niedrigere Ausbeute 65 300 :1 und keinem Peroxyd im Katalysator, würde erhalten wird, als wenn es verwendet wird trotz der
Tatsache, daß der Ansatz ohne Peroxyd bei höherer
Katalysatorkonzentration durchgeführt wurde. Bei die Umwandlung nur im Bereich von 50°/0 liegen. Diese Ergebnisse zeigen, daß eine deutliche Verbesserung der Umwandlung erzielt wird durch An-
Wesenheit von Di-t-alkylperoxyd in dem Katalysatorsystem.
Wenn an Stelle des Di-t-butylperoxyds andere Di-t-alkylperoxyde verwendet werden, werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt, wie sie in den vorhergehenden Beispielen erläutert sind.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von synthetischen Schmierölen durch Polymerisieren von Olefinen mit HiKe eines Mischkatalysators aus einem Aluminiumalkylhalogenid und Titantetrachlorid, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß man ein geradkettiges a-Olefin des Q-C^-Bereichs bei 0 bis 50° C mit Hilfe eines Katalysatorgemisches polymerisiert, das aus (1) einem Aluminiumalkylsesquichlorid und/oder Aluminiumdialkylmonochlorid, (2) Titantetrachlorid und (3) einem Di-t-alkylperoxyd besteht, wobei man die Mengenverhältnisse der Katalysatorkomponenten so wählt, daß die Aluminiumverbindung und das Titantetrachlorid in einem Atomverhältnis von Al : Ti von 0,8 bis 2,5 und das Peroxyd in einem Atomverhältnis von O : Al von 0,3 bis 0,9 stehen, worauf man aus dem Reaktionsgemisch das olefinische Polymer in Form eines Schmieröls des gewünschten Siedebereichs in an sich bekannter Weise abtrennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mengenverhältnis von Aluminiumverbindung zur Peroxydverbindung so wählt, daß das Atomverhältnis von O : Al im Bereich von 0,4 bis 0,8 liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man für den Fall, daß man Aluminiumverbindung ein Alkylsesquichlorid verwendet, das Verhältnis von Al zu Ti im Bereich von 1,0 bis 1,6 wählt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man für den Fall, daß man als Aluminiumverbindung Alumimumdialkyhnonochlorid verwendet, das Verhältnis von Al : Ti im Bereich von 0,7 bis 1,3 wählt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Peroxyd Di-t-butylperoxyd oder Di-t-amylperoxyd verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation bei 10 bis 400C durchführt.
609 577/462 5.66 © Bundesdruckerei Berlin
DES94810A 1963-12-31 1964-12-23 Verfahren zur Herstellung von synthetischen Schmieroelen Pending DE1217945B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US334904A US3253052A (en) 1963-12-31 1963-12-31 Preparation of synthetic lubricating oil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1217945B true DE1217945B (de) 1966-06-02

Family

ID=23309376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES94810A Pending DE1217945B (de) 1963-12-31 1964-12-23 Verfahren zur Herstellung von synthetischen Schmieroelen

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3253052A (de)
BE (1) BE657704A (de)
DE (1) DE1217945B (de)
GB (1) GB1040005A (de)
NL (1) NL6415271A (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3346662A (en) * 1964-03-18 1967-10-10 Sun Oil Co Preparation of linear internal olefins
US3330883A (en) * 1964-04-06 1967-07-11 Gulf Research Development Co Copolymerization of low carbon number and high carbon number olefin fractions
JPS5122971A (ja) * 1974-08-19 1976-02-24 Maruzen Oil Co Ltd Reitokyojunkatsuyu

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL246196A (de) * 1958-12-08
US3108145A (en) * 1960-11-29 1963-10-22 Sun Oil Co Preparation of olefin polymers
US3179711A (en) * 1962-12-03 1965-04-20 Sun Oil Co Method of preparing synthetic lubricating oil

Also Published As

Publication number Publication date
BE657704A (de) 1965-06-29
NL6415271A (de) 1965-07-02
GB1040005A (en) 1966-08-24
US3253052A (en) 1966-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60319559T2 (de) Synthetische schmiermittelzusammensetzung und verfahren zu deren herstellung
DE2531207A1 (de) Verfahren zur herstellung eines paraffinischen grundoels
DE1495030A1 (de) Verfahren zur Herstellung synthetischer Schmierstoffe
DE1241117B (de) Verfahren zur Herstellung von Polypropylen
DE2612478A1 (de) Verfahren zur herstellung synthetischer kohlenwasserstoffschmieroele
DE1246711B (de) Verfahren zur Herstellung oeliger Polymerisationsprodukte aus AEthylen
DE2064206C2 (de) Verfahren zur Herstellung von synthetischen Schmierölen durch Polymerisation von α-Olefin-Fraktionen
DE2633745A1 (de) Verfahren zur herstellung von polyolefinoelen
DE2507390A1 (de) Verfahren zur herstellung von fluessigen kohlenwasserstoffpolymeren
DE1217945B (de) Verfahren zur Herstellung von synthetischen Schmieroelen
DE1520887C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Schmieröls
DE2409968C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Schmieröls
DE2411555C3 (de)
DE867992C (de) Verfahren zur Umwandlung von AEthylenhomologen in oelige oder hoehermolekulare Erzeugnisse durch Polymerisation
DE2718771A1 (de) Katalysator zur polymerisation von monoolefinen und verfahren zu seiner herstellung
DE2409967C3 (de) Verfahren zur Herstellung flüssiger Polyolefine
DE1594384B1 (de) Schmiermittel oder Hydraulikoel auf der Basis Polyisobutylen
DE2138843A1 (de) Fettmassen
DE2415022A1 (de) Hydrocrackverfahren fuer schmieroelfraktionen
DE1943132C3 (de) Eindickmittel und Füllmassen für Kabel
DE2047140A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Polypropylen und/oder Polybutylen Ölen
DE1520885C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Polyolefin-Schmieröls
DE1301071B (de) Verfahren zur Polymerisation geradkettiger alpha-Olefine
DE2411562C3 (de) Verfahren zur Herstellung synthetischer Schmieröle
DE1042164B (de) Schmieroelgemisch