ES2945907T3 - Sulfuro de alquilfenato de calcio y método de preparación del mismo, y aceite lubricante que comprende el mismo - Google Patents
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Abstract
Un sulfuro de fenato de alquilo de calcio, preparado mediante un método de preparación que comprende los siguientes pasos: a) mezclar fenol de alquilo, una fuente de calcio y aceite base para obtener un líquido mixto; b) mezclar el líquido mixto, etanodiol y una fuente de azufre para realizar una reacción de sulfuración para obtener un líquido de reacción de sulfuración; c) hacer reaccionar el líquido de reacción de sulfuración con CO2 para realizar una reacción de carbonatación para obtener un líquido de reacción de carbonatación; d) extraer a través de un disolvente y refinar el líquido de reacción de carbonatación para obtener un sulfuro de fenato de alquilo cálcico, comprendiendo el disolvente aceite disolvente, agua y un derivado de hidrocarburo que contiene oxígeno. El sulfuro de fenato de alquilo de calcio preparado mediante el método anterior tiene un contenido de fenol de alquilo libre de menos del 1,5% en peso. También se proporciona un aceite lubricante que comprende el sulfuro de fenato de alquilo cálcico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sulfuro de alquilfenato de calcio y método de preparación del mismo, y aceite lubricante que comprende el mismo Campo técnico
La presente invención se refiere al campo de los detergentes metálicos, y en particular a un detergente metálico y a un método de preparación del mismo, y al aceite lubricante que contiene el detergente metálico.
Antecedentes de la invención
Los detergentes metálicos pertenecen a una clase indispensable de aditivos en el aceite lubricante. Por un lado, como tensioactivos, los detergentes metálicos inhiben los severos daños por contaminación causados por los combustibles y aceites lubricantes en los motores de combustión interna mediante sus efectos de solubilización, peptización o dispersión de detergentes; y, por otro lado, los detergentes metálicos pueden proporcionar almacenamiento alcalino, neutralizar eficazmente los ácidos inorgánicos y orgánicos nocivos generados inevitablemente por los combustibles y el aceite lubricante en condiciones de funcionamiento y, en consecuencia, lograr los objetivos de ralentizar la oxidación y el deterioro del aceite, reducir la abrasión y el desgaste de motores y prolongar la vida útil del aceite y los motores.
El alquilfenolato de calcio sulfurado es un importante detergente metálico, que tiene una excelente detergencia a altas temperaturas y capacidad de neutralización de ácidos, y, sin embargo, tiene buena resistencia a la oxidación y la corrosión. El alquilfenol es una materia prima importante para la producción de alquilfenolato de calcio sulfurado. Actualmente, el contenido de alquilfenol libre en los productos de diferentes fabricantes nacionales y extranjeros es de 5 a 10% en peso. El alquilfenol libre residual en los productos puede tener efectos secundarios sobre la detergencia y la resistencia a la oxidación de los productos. Sin embargo, los problemas ambientales generados por ello no pueden ser descuidados: dicha sustancia no se degrada fácilmente en entornos de suelo, zonas de agua, etc., y se puede acumular en los organismos, producir un efecto estrogénico evidente, causar diversos grados de toxicidad endocrina, toxicidad reproductiva, neurotoxicidad, inmunotoxicidad, toxicidad genética o similares en los organismos, y causar graves amenazas a todo el ecosistema.
El documento CN 102676276 A divulga un procedimiento para preparar alquilfenolato de calcio sulfurado.
El documento US 2014/142015 divulga un procedimiento de extracción con disolvente para preparar una sal de una composición hidroxiaromática sulfurada sustituida con alquilo.
Compendio de la invención
Para solucionar los problemas técnicos anteriores, la presente invención proporciona un método de preparación de alquilfenolato de calcio sulfurado. El alquilfenolato de calcio sulfurado preparado utilizando el método proporcionado por la presente invención tiene un bajo contenido de alquilfenol libre.
La presente invención proporciona un método para preparar alquilfenolato de calcio sulfurado, que comprende las siguientes etapas como se define en la reivindicación 1:
a) mezclar alquilfenol, una fuente de calcio y aceite base para obtener una mezcla disolvente;
b) mezclar la mezcla disolvente, etilenglicol y una fuente de azufre para llevar a cabo la reacción de sulfuración para obtener una solución de reacción de sulfuración;
c) implementar la reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el CO2 para obtener una solución de reacción de carbonatación; y
d) extraer la solución de reacción de carbonatación con un disolvente, al refinar, para obtener el alquilfenolato de calcio sulfurado;
en donde el disolvente incluye aceite disolvente, agua y derivado oxigenado de hidrocarburo.
El derivado oxigenado del hidrocarburo es alcohol y cetona.
El aceite disolvente tiene un punto de ebullición superior a 100°C.
La razón de masa del aceite disolvente, el derivado oxigenado del hidrocarburo y el agua es 180-350:140-252:4-10. En la etapa b), la reacción de sulfuración se lleva a cabo en presencia de un acelerador de sulfuración.
La etapa b) se realiza añadiendo etilenglicol, la fuente de azufre y el acelerador de sulfuración a la mezcla disolvente para implementar la reacción de sulfuración, produciendo una solución de reacción de sulfuración; preferiblemente, el etilenglicol se añade gota a gota a la mezcla disolvente; la fuente de azufre y el acelerador de sulfuración se añaden a la mezcla disolvente en lotes.
En la etapa c), la solución de reacción de sulfuración se deshidrata antes de que se produzca la reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el CO2.
La etapa a) se realiza mezclando alquilfenol, una fuente de calcio, aceite base, ácido alquilbencenosulfónico, ácido graso, alcohol graso y anhídrido poliisobutilensuccínico para obtener la mezcla disolvente.
La presente invención proporciona un alquilfenolato de calcio sulfurado preparado mediante el método según la reivindicación 1, en donde el contenido de alquilfenol libre es inferior a 1,5% en peso en el alquilfenolato de calcio sulfurado.
La presente divulgación proporciona (no forma parte de la invención) un aceite lubricante que contiene de 0,5 a 25 partes en peso del alquilfenolato de calcio sulfurado preparado mediante el método de preparación anterior y de 99,5 a 75 partes en peso de aceite base.
En comparación con la técnica anterior, la presente invención proporciona un método de preparación para un detergente metálico. El detergente metálico proporcionado por la presente invención es alquilfenolato de calcio sulfurado. El método de preparación del detergente metálico incluye las siguientes etapas: a) mezclar alquilfenol, una fuente de calcio y aceite base para obtener una mezcla disolvente; b) mezclar la mezcla disolvente, etilenglicol y una fuente de azufre para llevar a cabo la reacción de sulfuración para obtener una solución de reacción de sulfuración; c) implementar la reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el CO2 para obtener una solución de reacción de carbonatación; y d) extraer la solución de reacción de carbonatación con un disolvente, al refinar, para obtener el alquilfenolato de calcio sulfurado; en donde el disolvente incluye aceite disolvente, agua y derivado oxigenado de hidrocarburo. En la presente invención, se obtiene un producto de la reacción de carbonatación mezclando los materiales y llevando a cabo la reacción de sulfuración y la reacción de carbonatación; el contenido de alquilfenol libre en el producto de alquilfenolato de calcio sulfurado se reduce extrayendo el alquilfenol libre en el producto de la reacción de carbonatación con un disolvente que contiene aceite disolvente y derivado oxigenado de hidrocarburo. Los resultados experimentales muestran que el contenido de alquilfenol libre está por debajo de 1,5% en peso en el alquilfenolato de calcio sulfurado preparado utilizando el método de preparación proporcionado por la presente invención.
Realizaciones detalladas
Para comprender mejor la presente invención, las realizaciones preferidas de la presente invención se describen a continuación junto con los ejemplos. Sin embargo, debe entenderse que estas descripciones tienen únicamente el propósito de ilustrar adicionalmente las características y ventajas de la presente invención, sin que constituyan ninguna limitación a las reivindicaciones de la presente invención.
La presente invención proporciona un método para preparar alquilfenolato de calcio sulfurado como se define en la reivindicación 1, que comprende las siguientes etapas:
a) mezclar alquilfenol, una fuente de calcio y aceite base para obtener una mezcla disolvente;
b) mezclar la mezcla disolvente, etilenglicol y una fuente de azufre para llevar a cabo la reacción de sulfuración para obtener una solución de reacción de sulfuración;
c) implementar la reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el CO2 para obtener una solución de reacción de carbonatación; y
d) extraer la solución de reacción de carbonatación con un disolvente, al refinar, para obtener el alquilfenolato de calcio sulfurado;
en donde el disolvente incluye aceite disolvente, agua y derivado oxigenado de hidrocarburo.
En la presente invención, la etapa a) se realiza en primer lugar. El procedimiento se realiza mezclando alquilfenol, la fuente de calcio y el aceite base. El alquilfenol es preferiblemente alquil(C5-C-i5)fenol, y más preferiblemente uno o más de hexilfenol, heptilfenol, octilfenol, nonilfenol, decilfenol, undecilfenol, dodecilfenol, tridecilfenol, tetradecilfenol y pentadecilfenol. En un ejemplo proporcionado por la presente invención, el alquilfenol es alquil(Cg-C15)fenol, es decir, una mezcla que consiste en nonilfenol, decilfenol, undecilfenol, dodecilfenol, tridecilfenol, tetradecilfenol y pentadecilfenol. En un ejemplo proporcionado por la presente invención, el contenido de dodecilfenol en el alquil(Cg-C-i5)fenol es superior a 50% en peso; en otro ejemplo proporcionado por la presente invención, el contenido de dodecilfenol en el alquil(Cg-C-i5)fenol es de 60 a 95% en peso; en otros ejemplos proporcionados por la presente invención, el contenido de dodecilfenol en el alquil(Cg-C15)fenol es de 7o a 75% en peso; en otros ejemplos proporcionados por la presente invención, el contenido de dodecilfenol en el alquil(Cg-C1s)fenol es de 75 a 80% en peso; y en otros ejemplos más proporcionados por la presente invención, el contenido de dodecilfenol en el alquil(Cg-C15 fenol es de 80 a 900/o en peso. La fuente de calcio es óxido de calcio y/o hidróxido de calcio. El aceite base es uno o más de aceite base 100SN, aceite base 150SN, aceite base 200SN, aceite base 220SN, aceite base 250SN, aceite base 300SN, aceite base 350SN, aceite base 400SN, aceite base 450SN y aceite base 500SN. La razón en masa del alquilfenol, la fuente de calcio y el aceite base es preferiblemente 50-200:20-150:50-150, más preferiblemente 95-M0:42-80:85-130 y lo más preferiblemente 110-130:48-70:100-120. Después de mezclar
homogéneamente el alquilfenol, la fuente de calcio y el aceite base, se obtiene la mezcla disolvente.
En un ejemplo proporcionado por la presente invención, la etapa a) se realiza mezclando alquilfenol, una fuente de calcio, aceite base, ácido alquilbencenosulfónico, ácido graso, alcohol graso y anhídrido poliisobutilensuccínico para obtener una mezcla disolvente. Entre estos, el alquil fenol es uno o más de hexilfenol, heptilfenol, octilfenol, nonilfenol, decilfenol, undecilfenol, dodecilfenol, tridecilfenol, tetradecilfenol y pentadecilfenol. En un ejemplo proporcionado por la presente invención, el alquilfenol es alquil(Cg-C15)fenol, es decir, una mezcla que consiste en nonilfenol, decilfenol, undecilfenol, dodecilfenol, tridecilfenol, tetradecilfenol y pentadecilfenol. En un ejemplo proporcionado por la presente invención, el contenido de dodecil fenol en el alquil(Cg-Ci5)fenol es superior a 50% en peso; en otro ejemplo proporcionado por la presente invención, el contenido de dodecilfenol en el alquil(Cg-Ci5)fenol es de 60 a 95% en peso; en otros ejemplos proporcionados por la presente invención, el contenido de dodecilfenol en el alquil(Cg-Ci5)fenol es de 70 a 75% en peso; en otros ejemplos proporcionados por la presente invención, el contenido de dodecilfenol en el alquil(Cg-Ci5)fenol es de 75-80% en peso; y en otros ejemplos proporcionados por la presente invención, el contenido de dodecilfenol en el alquil(Cg-Ci5)fenol es de 80 a 900/o en peso. La fuente de calcio es óxido de calcio y/o hidróxido de calcio. El aceite base es uno o más de aceite base 100SN, aceite base 150SN, aceite base 200s N, aceite base 220SN, aceite base 250SN, aceite base 300SN, aceite base 350SN, aceite base 400SN, aceite base 450SN y aceite base 500SN; el ácido alquilbencenosulfónico es uno o más de ácido dodecilbencenosulfónico, ácido tridecilbencenosulfónico, ácido tetradecilbencenosulfónico, ácido pentadecilbencenosulfónico, ácido hexadecilbencenosulfónico, ácido heptadecilbencenosulfónico, ácido octadecilbencenosulfónico, ácido nonadecilbencenosulfónico, ácido eicosilbencenosulfónico, ácido heneicosilbenceno ácido sulfónico, ácido docosilbencenosulfónico, ácido tricosilbencenosulfónico y ácido tetracosilbencenosulfónico; el ácido graso es preferiblemente ácido graso C12-C20, y más preferiblemente uno o más de ácido tetradecanoico, ácido pentadecanoico, ácido hexadecanoico, ácido heptadecanoico y ácido octadecanoico; el alcohol graso es uno o más de alcohol tetradecílico, alcohol pentadecílico, alcohol cetílico, heptadecanol, alcohol octadecílico, alcohol nonadecílico y eicosanol; el anhídrido poliisobutilensuccínico tiene un peso molecular promedio en número de 2.400 a 3.380; y el anhídrido poliisobutilensuccínico tiene un grado de polimerización de 16 a 22. La razón en masa del alquilfenol, la fuente de calcio, el aceite base, el ácido alquilbencenosulfónico, el ácido graso, el alcohol graso y el anhídrido poliisobutilensuccínico es 110-130:48-70:100-120:9-11:12-14:8-9:1,2-2,7.
Después de obtener la mezcla disolvente, se lleva a cabo la etapa b), en donde el procedimiento se realiza mezclando la mezcla disolvente, etilenglicol y una fuente de azufre para llevar a cabo la reacción de sulfuración. Entre estos, la fuente de azufre es azufre. La razón en masa del etilenglicol con respecto al alquilfenol en la mezcla disolvente es 35-50:110-130; la razón en masa de la fuente de azufre con respecto al alquilfenol en la mezcla disolvente es 18-24:110-130. En un ejemplo proporcionado por la presente invención, la reacción de sulfuración se lleva a cabo en presencia de un acelerador de sulfuración. El acelerador de sulfuración es el acelerador de sulfuración NS y/o el acelerador de sulfuración DM. La razón de masa del acelerador de sulfuración con respecto al alquilfenol en la mezcla disolvente es 0,6-1,3:110-130. La reacción de sulfuración se lleva a cabo a 145-185°C durante un tiempo de 6 a 12h. Una vez completada la reacción de sulfuración, se obtiene una solución de reacción de sulfuración.
En un ejemplo proporcionado por la presente invención, la etapa b) se realiza añadiendo etilenglicol, una fuente de azufre y un acelerador de sulfuración a la mezcla disolvente para llevar a cabo la reacción de sulfuración, produciendo así una solución de reacción de sulfuración, en donde la fuente de azufre es azufre; el acelerador de sulfuración es el acelerador de sulfuración NS (N-terc-butilbenzotiazol-2-sulfenamida) y/o el acelerador de sulfuración DM (disulfuro de 2,2'-dibenzotiazol). La razón en masa del etilenglicol con respecto al alquilfenol en la mezcla disolvente es 35-50:110-130; la razón en masa de la fuente de azufre con respecto al alquilfenol en la mezcla disolvente es 18-24:110-130; la razón de masa del acelerador de sulfuración con respecto al alquilfenol en la mezcla disolvente es p 0,6-1,3:110-130. En este ejemplo, el etilenglicol se añade preferiblemente gota a gota a la mezcla disolvente. Calculada basándose en que el contenido de alquilfenol en la mezcla disolvente es de 110 a 130 partes en peso, la velocidad de adición gota a gota de etilenglicol es preferiblemente de 0,01 a 0,5 partes en peso/min, más preferiblemente de 0,03 a 0,3 partes en peso/min, y lo más preferiblemente 0,06-0,15 partes en peso/min. La fuente de azufre y el acelerador de sulfuración se añaden preferiblemente a la mezcla disolvente por lotes, más preferiblemente en 2-5 lotes y lo más preferiblemente en 2-3 lotes. El intervalo de tiempo entre la adición de cada lote de la fuente de azufre y el acelerador de sulfuración es preferiblemente de 1 a 6 horas, y más preferiblemente de 2 a 4 horas. La reacción de sulfuración se produce durante el procedimiento de adición de etilenglicol, una fuente de azufre y un acelerador de sulfuración a la mezcla disolvente. La temperatura para la reacción de sulfuración es de 145 a 185°C; y el tiempo de reacción de sulfuración es de 6 a 12h. En este ejemplo, el tiempo para la reacción de sulfuración es el tiempo total transcurrido que comienza desde el momento de la adición de etilenglicol, una fuente de azufre y un acelerador de sulfuración a la mezcla disolvente y finaliza cuando finaliza la reacción de sulfuración. Una vez completada la reacción de sulfuración, se obtiene una solución de reacción de sulfuración. En la presente invención, la fuente de azufre y el acelerador de sulfuración se añaden a la mezcla disolvente por lotes, lo que puede hacer que la reacción de sulfuración se lleve a cabo de forma más completa.
Después de obtener la solución de reacción de sulfuración, se lleva a cabo la etapa c). El procedimiento se realiza específicamente implementando una reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el
CO2. En la presente invención, la implementación de la reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el CO2 se realiza introduciendo gas CO2 en la solución de reacción de sulfuración. La razón de masa de CO2 con respecto al alquilfenol en la etapa a) es 37-54:110-130. La temperatura para la reacción de carbonatación es de 145 a 180°C. El tiempo para la reacción de carbonatación es de 3 a 7,5 h.
En un ejemplo proporcionado por la presente invención, antes de la implementación de la reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el CO2, la solución de reacción de sulfuración se deshidrata al principio. La deshidratación se realiza en un separador de agua; la temperatura de funcionamiento del separador de agua se controla a 150-170° C. Durante el procedimiento de deshidratación, el contenido de agua en la solución de reacción de sulfuración se reduce continuamente, cuando el contenido de agua en la solución de reacción de sulfuración se ha reducido a 2,5-3,1% en peso, se detiene la deshidratación y se lleva a cabo la reacción de carbonatación. En la presente invención, después de deshidratar la solución de la reacción de sulfuración, se lleva a cabo la reacción de carbonatación, de modo que las partículas de carbonato de calcio coloidal generadas a partir de la reacción de carbonatación son más uniformes y se mejora la estabilidad del carbonato de calcio coloidal.
Después de completar la reacción de carbonatación, se obtiene una solución de reacción de carbonatación. La solución de reacción de carbonatación se pasa a la etapa d), que se realiza específicamente extrayendo la solución de reacción de carbonatación con un disolvente. El disolvente incluye aceite disolvente, derivado oxigenado de hidrocarburo y agua. El punto de ebullición del aceite disolvente es superior a 100°C. El aceite disolvente es uno o más de aceite disolvente 100#, aceite disolvente 120#, aceite disolvente 140#, aceite disolvente 150#, aceite disolvente 180#, disolvente 190# aceite, aceite disolvente 200#, aceite disolvente 260#, aceite disolvente 270#, aceite disolvente 280#, aceite disolvente 300# y aceite disolvente 330#. El derivado oxigenado de hidrocarburo es alcohol y cetona. El alcohol es uno o más de metanol, etanol y propanol. La cetona es una o más de acetona, butanona y butanodiona. En un ejemplo proporcionado por la presente invención, los derivados oxigenados de hidrocarburo son alcohol y cetona, la razón en masa de alcohol con respecto a cetona es 136-250:2-8; en otro ejemplo proporcionado por la presente invención, los derivados oxigenados de hidrocarburo son metanol y butanona, la razón en masa de metanol con respecto a butanona es preferiblemente 50-250:1-30, más preferiblemente 150-200:3-10, y lo más preferiblemente 170-180:5-10; en otros ejemplos proporcionados por la presente invención, los derivados oxigenados de hidrocarburo son metanol, etanol y butanona, la razón en masa de metanol, etanol y butanona es preferiblemente 65-185:15-85:1-30, más preferiblemente 130-160:50-65:8-12; en otros ejemplos proporcionados por la presente invención, los derivados oxigenados de hidrocarburo son metanol y acetona, la razón en masa de metanol con respecto a acetona es preferiblemente 80-165:2-20, más preferiblemente 100-136:4-10; en otros ejemplos proporcionados por la presente invención, los derivados oxigenados de hidrocarburo son metanol, propanol y butanodiona, la razón en masa de metanol, propanol y butanodiona es preferiblemente 150-200:45-100:1-10, más preferiblemente 160-180:55-70:2-5. La razón de masa del aceite disolvente, los derivados oxigenados del hidrocarburo y el agua es 180-350:140-252:4-10. La razón de masa del disolvente con respecto al alquilfenol en la etapa a) es p 408-650:110-130. Después de que la solución de reacción de carbonatación se haya extraído completamente, se implementa el refinado para obtener el alquilfenolato de calcio sulfurado. En un ejemplo proporcionado por la presente invención, el perfeccionamiento incluye: implementar secuencialmente la destilación, centrifugación y filtración. El modo de destilación es preferiblemente destilación a vacío; y la destilación se lleva a cabo a una temperatura de preferiblemente 180-220°C, y más preferiblemente de 210-220°C. La centrifugación se lleva a cabo a una temperatura de preferiblemente 100-120°C, y más preferiblemente de 105-110°C. En un ejemplo proporcionado por la presente invención, la solución de reacción de carbonatación después de completar la extracción se somete a destilación y centrifugación, se mezcla primero con un auxiliar de filtración y a continuación, se somete a filtración. El auxiliar de filtración es preferiblemente tierra de diatomeas. La razón en masa del auxiliar de filtración con respecto al alquilfenol en la etapa a) es preferiblemente 5-30:50-200, más preferiblemente 5-20:90-150 y lo más preferiblemente 8-16:110-130.
En la presente invención, el contenido de alquilfenol libre en el producto de alquilfenolato de calcio sulfurado se reduce extrayendo el alquilfenol libre del producto de la reacción de carbonatación con un disolvente que contiene aceite disolvente y derivado oxigenado de hidrocarburo. El alquilfenolato de calcio sulfurado proporcionado por la presente invención se puede añadir al aceite lubricante como detergente metálico, reducir las cantidades de lodo y película de pintura generada durante el uso del aceite lubricante, prolongar el tiempo de utilidad del aceite lubricante. Los resultados experimentales muestran que el contenido de alquilfenol libre está por debajo de 1,5% en peso en el alquilfenolato de calcio sulfurado preparado utilizando el método de preparación proporcionado por la presente invención, el índice de base total es 250-300 mg KOH/g, la viscosidad cinemática es 210-280 mm2/s, el contenido de calcio es 8-12% en peso y el contenido de azufre es 3-4% en peso.
El método de la presente invención proporciona un alquilfenolato de calcio sulfurado que se prepara según el método de preparación anterior, en donde el contenido de alquilfenol libre es inferior a 1,5% en peso en el alquilfenolato de calcio sulfurado.
El alquilfenolato de calcio sulfurado proporcionado por la presente invención se prepara de acuerdo con el método de preparación anterior, en donde el contenido de alquilfenol libre del mismo es inferior a 1,5% en peso, el índice de base total es de 250-300 mg de KOH/g, la viscosidad cinemática es 210-280 mm2/s, el contenido de calcio es 8-12%
en peso y el contenido de azufre es 3-4% en peso.
La presente divulgación proporciona un aceite lubricante que contiene: 0,5-25 partes en peso del alquilfenolato de calcio sulfurado preparado mediante el método de preparación anterior y 99,5-75 partes en peso de aceite base (no forma parte de la invención).
El aceite lubricante proporcionado por la presente divulgación incluye el alquilfenolato de calcio sulfurado y el aceite base, en donde el contenido del alquilfenolato de calcio sulfurado es de 0,5 a 25 partes en peso y el contenido del aceite base es de 99,5 a 75 partes en peso.
En el aceite lubricante proporcionado por la presente divulgación, el alquilfenolato de calcio sulfurado se añade al aceite base, lo que reduce las cantidades de lodo y película de pintura generada durante el uso del aceite lubricante y prolonga el tiempo de utilidad del aceite lubricante.
En aras de una mayor claridad, la presente invención se ilustra a continuación en detalle por medio de los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1
Se colocaron en una caldera de reacción 110 partes de peso de alquil(C9-C15)fenol (el contenido de dodecilfenol era 70-75% en peso), 100 partes en peso de aceite base 150SN, 50 partes en peso de óxido de calcio, 9 partes en peso de ácido dodecilbencenosulfónico, 12 partes en peso de ácido octadecanoico, 8 partes en peso de alcohol cetílico y 1,2 partes en peso de anhídrido poliisobutilensuccínico (peso molecular promedio en número: 3080 y grado de polimerización: 20) y se mezclaron homogéneamente con calor y agitación para obtener una mezcla disolvente. A la mezcla disolvente se le añadieron 12 partes en peso de azufre y 0,5 partes en peso de acelerador DM para obtener un sistema mixto que consistía en la mezcla disolvente, azufre y acelerador Dm , a continuación, se añadieron 44 partes en peso de etilenglicol gota a gota al sistema mixto a una velocidad de 0,15 partes en peso/min. Durante la adición gota a gota de etilenglicol, el sistema mixto comenzó a someterse a la reacción de sulfuración; después de llevar a cabo la reacción de sulfuración durante 3 horas, se añadieron 9 partes en peso de azufre y 0,4 partes en peso de acelerador DM, y la reacción de sulfuración continuó durante 3 horas. La temperatura de la reacción de sulfuración fue de 160-180°C, duró en total 6 horas y se obtuvo una solución de reacción de sulfuración. La solución de reacción de sulfuración se mantuvo a una temperatura de 160-170°C y se deshidrató. Cuando el contenido de agua del sistema fue de 2,5% en peso, se detuvo la deshidratación y se introdujeron 37 partes en peso de CO2 para llevar a cabo la reacción de carbonatación. La temperatura de reacción de carbonización fue de 145-155°C, el tiempo de reacción de carbonización fue de 5 h y se obtuvo una solución de reacción de carbonatación después de que se completó la reacción de carbonatación. El alquilfenol que no había reaccionado en la solución de reacción de carbonatación se extrajo utilizando un disolvente que consistía en 250 partes en peso de aceite disolvente 180#, 170 partes en peso de metanol, 5 partes en peso de agua y 5 partes en peso de butanona, la solución de reacción de carbonatación después de la extracción se sometió a destilación al vacío en condiciones de -0,098 MPa y 210°C, a continuación, se enfrió a 105 °C y se centrifugó. La solución después de la centrifugación se mezcló homogéneamente con 11 partes en peso de tierra de diatomeas y a continuación, se filtró para obtener 295 partes en peso de producto de alquilfenolato de calcio sulfurado.
El producto de alquilfenolato de calcio sulfurado resultante se sometió a prueba y los resultados fueron los siguientes: el contenido de alquilfenol libre fue de 0,7% en peso, el índice de base total fue de 275 mg KOH/g, la viscosidad cinemática fue 221 mm2/s, el contenido de calcio fue de 9,9% en peso y el contenido de azufre fue de 3,2% en peso.
En este ejemplo, el contenido de alquilfenol libre se sometió a prueba utilizando la cromatografía en solución de alta resolución; el índice de base total se sometió a prueba según el método estándar ASTM D2896; la viscosidad cinemática se sometió a prueba según el método estándar ASTM D445; el contenido de calcio se sometió a prueba según el método estándar ASTM D4951; y el contenido de azufre se sometió a prueba según el método estándar ASTM D1552.
Ejemplo 2
Se colocaron en una caldera de reacción 120 partes de peso de alquil(Cg-C15)fenol (el contenido de dodecilfenol era 75-80% en peso), 120 partes en peso de aceite base 200SN, 70 partes en peso de hidróxido de calcio, 10 partes en peso de ácido tetracosilbencenosulfónico, 13 partes en peso de ácido hexadecanoico, 9 partes en peso de alcohol octadecílico y 1,5 partes en peso de anhídrido poliisobutilensuccínico (peso molecular promedio en número: 3380 y grado de polimerización: 22) y se mezclaron homogéneamente con calor y agitación para obtener una mezcla disolvente. A la mezcla disolvente se le añadieron 12 partes en peso de azufre y 0,3 partes en peso de acelerador NS para obtener un sistema mixto que consistía en la mezcla disolvente, azufre y acelerador NS, a continuación, se añadieron 50 partes en peso de etilenglicol gota a gota al sistema mixto a una velocidad de 0,1 partes en peso/min. Durante la adición gota a gota de etilenglicol, el sistema mixto comenzó a someterse a la reacción de sulfuración; después de llevar a cabo la reacción de sulfuración durante 3 h, se añadieron 6 partes en peso de azufre y 0,3
partes en peso de acelerador NS, la reacción de sulfuración continuó durante 3 h. Posteriormente se añadieron 6 partes en peso de azufre y 0,3 partes en peso de acelerador NS, se continuó la reacción de sulfuración durante 3h. La temperatura de la reacción de sulfuración fue de 155-175°C, duró en total 9 horas y se obtuvo una solución de reacción de sulfuración. La solución de reacción de sulfuración se mantuvo a una temperatura de 150-160°C y se deshidrató. Cuando el contenido de agua del sistema fue de 3,0% en peso, se detuvo la deshidratación y se introdujeron 45 partes en peso de CO2 para llevar a cabo la reacción de carbonatación. La temperatura de reacción de carbonización fue de 150-160°C, el tiempo de reacción fue de 6 h y se obtuvo una solución de reacción de carbonatación después de que se completó la reacción de carbonatación. El alquilfenol que no había reaccionado en la solución de reacción de carbonatación se extrajo utilizando un disolvente que consistía en 300 partes en peso de aceite disolvente 200#, 130 partes en peso de metanol, 50 partes en peso de etanol, 6 partes en peso de agua y 8 partes en peso de butanona, la solución de reacción de carbonatación después de la extracción se sometió a destilación al vacío en condiciones de -0,096 MPa y 220°C, a continuación, se enfrió a 110°C y se centrifugó. La solución después de la centrifugación se mezcló homogéneamente con 13 partes en peso de tierra de diatomeas y a continuación, se filtró para obtener 345 partes en peso de producto de alquilfenolato de calcio sulfurado.
El producto de alquilfenolato de calcio sulfurado resultante se sometió a prueba utilizando los métodos de prueba del Ejemplo 1 y los resultados fueron los siguientes: el contenido de alquilfenol libre fue 0,6% en peso, el índice de base total fue 289 mg KOH/g, la viscosidad cinemática fue de 256 mm2/s, el contenido de calcio fue de 10,4% en peso y el contenido de azufre fue de 3,4% en peso.
Ejemplo 3
Se colocaron en una caldera de reacción 65 partes de peso de alquil(Cg-C15)fenol (el contenido de dodecilfenol era 80-90% en peso), 60 partes en peso de aceite base 300SN, 20 partes en peso de óxido de calcio y 7 partes en peso de hidróxido de calcio, 5,5 partes en peso de ácido dodecilbencenosulfónico, 7 partes en peso de ácido hexadecanoico, 4 partes en peso de eicosanol y 0,3 partes en peso de anhídrido poliisobutilensuccínico (peso molecular promedio en número: 2400 y grado de polimerización: 16) y se mezclaron homogéneamente con calor y agitación para obtener una mezcla disolvente. A la mezcla disolvente se le añadieron 12 partes en peso de azufre para obtener un sistema mixto que consistía en la mezcla disolvente y azufre, a continuación, se añadieron 20 partes en peso de etilenglicol gota a gota al sistema mixto a una velocidad de 0,06 partes en peso/min. Durante la adición gota a gota de etilenglicol, el sistema mixto comenzó a someterse a la reacción de sulfuración, la temperatura de la reacción de sulfuración fue de 150-170 °C, duró 7 h en total y se obtuvo una solución de reacción de sulfuración. La solución de reacción de sulfuración se mantuvo a una temperatura de 155-160°C y se deshidrató. Cuando el contenido de agua del sistema fue de 3,1% en peso, se detuvo la deshidratación y se introdujeron 25 partes en peso de CO2 para llevar a cabo la reacción de carbonatación. La temperatura de reacción de carbonatación fue de 160-175°C, el tiempo de reacción fue de 3 h y se obtuvo una solución de reacción de carbonatación después de que se completó la reacción de carbonatación. El alquilfenol que no había reaccionado en la solución de carbonatación se extrajo utilizando un disolvente que consistía en 180 partes en peso de aceite disolvente 120#, 136 partes en peso de metanol, 4 partes en peso de agua y 4 partes en peso de acetona. La solución de reacción de carbonatación después de la extracción se sometió a destilación al vacío en condiciones de -0,096 MPa y 190°C, a continuación, se enfrió a 100°C y se centrifugó. La solución después de la centrifugación se mezcló homogéneamente con 8 partes en peso de tierra de diatomeas y a continuación, se filtró para obtener 168 partes en peso de producto de alquilfenolato de calcio sulfurado.
El producto de alquilfenolato de calcio sulfurado resultante se sometió a prueba utilizando los métodos de prueba del Ejemplo 1 y los resultados fueron los siguientes: el contenido de alquilfenol libre fue 1,4% en peso, el índice de base total fue 265 mg KOH/g, la viscosidad cinemática fue de 261 mm2/s, el contenido de calcio fue de 9,7% en peso y el contenido de azufre fue de 3,1% en peso.
Ejemplo 4
Se colocaron en una caldera de reacción 180 partes de peso de alquil(C9-C15)fenol (el contenido de dodecilfenol era 75-80% en peso), 150 partes en peso de aceite base 100SN, 60 partes en peso de óxido de calcio y 12 partes en peso de hidróxido de calcio, 15 partes en peso de ácido dodecilbencenosulfónico, 18 partes en peso de ácido tetradecanoico, 13 partes en peso de eicosanol y 4,0 partes en peso de anhídrido poliisobutilensuccínico (peso molecular promedio en número: 2700 y grado de polimerización: 18) y se mezclaron homogéneamente con calor y agitación para obtener una mezcla disolvente. A la mezcla disolvente se le añadieron 12 partes en peso de azufre y 0,5 partes en peso de acelerador NS para obtener un sistema mixto que consistía en la mezcla disolvente, azufre y acelerador NS, a continuación, se añadieron 55 partes en peso de etilenglicol gota a gota al sistema mixto a una velocidad de 0,1 partes en peso/min. Durante la adición gota a gota de etilenglicol, el sistema mixto comenzó a someterse a la reacción de sulfuración. Después de llevar a cabo la reacción de sulfuración durante 4 h, se añadieron 9 partes en peso de azufre y 0,3 partes en peso de acelerador NS, la reacción de sulfuración continuó durante 4 h. Posteriormente se añadieron 6 partes en peso de azufre y 0,2 partes en peso de acelerador NS, se continuó la reacción de sulfuración durante 4h. La temperatura de la reacción de sulfuración fue de 145-165°C, duró en total 12 horas y se obtuvo una solución de reacción de sulfuración. La solución de reacción de sulfuración se
mantuvo a una temperatura de 155-160°C y se deshidrató. Cuando el contenido de agua del sistema fue de 2,7% en peso, se detuvo la deshidratación y se introdujeron 80 partes en peso de CO2 para llevar a cabo la reacción de carbonatación. La temperatura de reacción de carbonatación fue de 170-180°C, el tiempo de reacción fue de 7,5 h y se obtuvo una solución de reacción de carbonatación después de que se completó la reacción de carbonatación. El alquilfenol que no había reaccionado en la solución de carbonatación se extrajo utilizando un disolvente que consistía en 350 partes en peso de aceite disolvente 150#, 180 partes en peso de metanol, 70 partes en peso de propanol, 10 partes en peso de agua y 2 partes en peso de butanodiona. La solución de reacción de carbonatación después de la extracción se sometió a destilación al vacío en condiciones de -0,096 MPa y 190°C, a continuación, se enfrió a 100°C y se centrifugó. La solución después de la centrifugación se mezcló homogéneamente con 12 partes en peso de tierra de diatomeas y a continuación, se filtró para obtener 454 partes en peso de producto de alquilfenolato de calcio sulfurado.
El producto de alquilfenolato de calcio sulfurado resultante se sometió a prueba utilizando los métodos de prueba del Ejemplo 1 y los resultados fueron los siguientes: el contenido de alquilfenol libre fue 1,2% en peso, el índice de base total fue 262 mg KOH/g, la viscosidad cinemática fue de 255 mm2/s, el contenido de calcio fue de 9,65% en peso y el contenido de azufre fue de 3,3% en peso.
Ejemplo 5 (no según la invención)
Se colocaron en una caldera de reacción 125 partes de peso de alquil(Cg-C15)fenol (el contenido de dodecilfenol era 75-80% en peso), 105 partes en peso de aceite base 500SN, 58 partes en peso de óxido de calcio, 9,6 partes en peso de ácido tetracosilbencenosulfónico, 12,4 partes en peso de ácido hexadecanoico, 8,5 partes en peso de alcohol octadecílico y 1,3 partes en peso de anhídrido poliisobutilensuccínico (peso molecular promedio en número: 3380 y grado de polimerización: 22) y se mezclaron homogéneamente con calor y agitación para obtener una mezcla disolvente. A la mezcla disolvente se le añadieron 13 partes en peso de azufre, 0,7 partes en peso de acelerador NS y 0,2 partes en peso de acelerador DM para obtener un sistema mixto que consistía en la mezcla disolvente, azufre, acelerador NS y acelerador DM, a continuación, se añadieron 45 partes en peso de etilenglicol al sistema mixto gota a gota a una velocidad de 0,15 partes en peso/min. Durante la adición gota a gota de etilenglicol, el sistema mixto comenzó a someterse a la reacción de sulfuración. Después de llevar a cabo la reacción de sulfuración durante 3 h, se añadieron 9 partes en peso de azufre, 0,3 partes en peso de acelerador NS y 0,1 partes en peso de acelerador DM. La reacción de sulfuración continuó durante 3 h, la temperatura de la reacción de sulfuración fue de 165-185°C, duró 6 h en su totalidad y se obtuvo una solución de reacción de sulfuración. La solución de reacción de sulfuración se mantuvo a una temperatura de 160-165°C y se deshidrató. Cuando el contenido de agua del sistema fue de 2,8% en peso, se detuvo la deshidratación y se introdujeron 46 partes en peso de CO2 para llevar a cabo la reacción de carbonatación. La temperatura de reacción de carbonatación fue de 145-155°C, el tiempo de reacción fue de 5 h y se obtuvo una solución de reacción de carbonatación después de que se completó la reacción de carbonatación. El alquilfenol que no había reaccionado en la solución de carbonatación se extrajo utilizando un disolvente que consistía en 280 partes en peso de aceite disolvente 200#5, 180 partes en peso de metanol y 4 partes en peso de agua. La solución de reacción de carbonatación después de la extracción se sometió a destilación al vacío en condiciones de -0,096 MPa y 200°C, a continuación, se enfrió hasta 105°C y se centrifugó. La solución después de la centrifugación se mezcló homogéneamente con 10 partes en peso de tierra de diatomeas y a continuación, se filtró para obtener 315 partes en peso de producto de alquilfenolato de calcio sulfurado.
El producto de alquilfenolato de calcio sulfurado resultante se sometió a prueba utilizando los métodos de prueba del Ejemplo 1 y los resultados fueron los siguientes: el contenido de alquilfenol libre fue 1,0% en peso, el índice de base total fue 275 mg KOH/g, la viscosidad cinemática fue de 272 mm2/s, el contenido de calcio fue de 10,1% en peso y el contenido de azufre fue de 3,2% en peso.
La descripción de los ejemplos anteriores es solo para ayudar a comprender el método de la presente invención y la idea central de la misma.
Claims (1)
1. Un método para preparar alquilfenolato de calcio sulfurado, que comprende las siguientes etapas:
a) mezclar alquilfenol, una fuente de calcio, aceite base, ácido alquilbencenosulfónico, ácido graso, alcohol graso y anhídrido poliisobutilensuccínico para obtener una mezcla disolvente, en donde
el alquilfenol es uno o más de hexilfenol, heptilfenol, octilfenol, nonilfenol, decilfenol, undecilfenol, dodecilfenol, tridecilfenol, tetradecilfenol y pentadecilfenol, la fuente de calcio es óxido de calcio y/o hidróxido de calcio, el aceite base es uno o más de aceite base 100SN, aceite base 150SN, aceite base 200SN, aceite base 220SN, aceite base 250SN, aceite base 300SN, aceite base 350SN, aceite base 400SN, aceite base 450SN y aceite base 500SN; el ácido alquilbencenosulfónico es uno o más de ácido dodecilbencenosulfónico, ácido tridecilbencenosulfónico, ácido tetradecilbencenosulfónico, ácido pentadecilbencenosulfónico, ácido hexadecilbencenosulfónico, ácido heptadecilbencenosulfónico, ácido octadecilbencenosulfónico, ácido nonadecilbencenosulfónico, ácido eicosilbencenosulfónico, ácido heneicosilbenceno ácido sulfónico, ácido docosilbencenosulfónico, ácido tricosilbencenosulfónico y ácido tetracosilbencenosulfónico; el ácido graso es uno o más de ácido tetradecanoico, ácido pentadecanoico, ácido hexadecanoico, ácido heptadecanoico y ácido octadecanoico; el alcohol graso es uno o más de alcohol tetradecílico, alcohol pentadecílico, alcohol cetílico, heptadecanol, alcohol octadecílico, alcohol nonadecílico y eicosanol; el anhídrido poliisobutilensuccínico tiene un peso molecular promedio en número de 2.400-3.380; y el anhídrido poliisobutilensuccínico tiene un grado de polimerización de 16-22; la razón en masa del alquilfenol, la fuente de calcio, el aceite base, el ácido alquilbencenosulfónico, el ácido graso, el alcohol graso y el anhídrido poliisobutilensuccínico es 110-130:48-70:100-120:9-11:12-14:8-9:1,2-2,7;
b) mezclar la mezcla disolvente, etilenglicol, una fuente de azufre y un acelerador de sulfuración para llevar a cabo la reacción de sulfuración para obtener una solución de reacción de sulfuración, en donde
la fuente de azufre es azufre, el acelerador de sulfuración es el acelerador de sulfuración N-tercbutilbenzotiazol-2-sulfenamida y/o el acelerador de sulfuración disulfuro de 2,2'-dibenzotiazol, la razón en masa del etilenglicol con respecto al alquilfenol en la mezcla disolvente es 35-50:110-130; la razón de masa de la fuente de azufre con respecto al alquilfenol en la mezcla disolvente es 18-24:110-130, la razón de masa del acelerador de sulfuración con respecto al alquilfenol en la mezcla disolvente es 0,6-1,3:110-130, la relación de sulfuración se lleva a cabo a 145-185°C durante un tiempo de 6-12 h;
c) implementar la reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el CO2 para obtener una solución de reacción de carbonatación; en donde
la implementación de la reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el CO2 se realiza introduciendo gas CO2 en la solución de reacción de sulfuración, la razón de masa de CO2 con respecto al alquilfenol en la etapa a) es 37-54:110-130, la temperatura para la reacción de carbonatación es 145-180°C, el tiempo para la reacción de carbonatación es 3-7,5 h; antes de la implementación de la reacción de carbonatación entre la solución de reacción de sulfuración y el CO2, la solución de reacción de sulfuración se deshidrata primero, la deshidratación se lleva a cabo en un separador de agua; la temperatura de funcionamiento del separador de agua se controla a 150-170°C, durante el procedimiento de deshidratación, el contenido de agua en la solución de reacción de sulfuración se reduce continuamente, cuando el contenido de agua en la solución de reacción de sulfuración se ha reducido a 2,5-3,1% en peso, se detiene la deshidratación y se lleva a cabo la reacción de carbonatación;
y
d) extraer la solución de reacción de carbonatación con un disolvente, al refinar, para obtener el alquilfenolato de calcio sulfurado;
en donde
el disolvente incluye aceite disolvente, derivado oxigenado de hidrocarburo y agua, el punto de ebullición del aceite disolvente es superior a 100°C,
el derivado oxigenado de hidrocarburo es alcohol y cetona, el alcohol es uno o más de metanol, etanol y propanol, la cetona es una o más de acetona, butanona y butanodiona, la razón de masa del alcohol con respecto a la cetona es 136-250:2-8, la razón en masa del aceite disolvente, el derivado oxigenado de hidrocarburo y el agua es 180-350:140-252:4-10, la razón en masa del disolvente con respecto al alquil fenol en la etapa a) es 408-650:110-130.
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