JP3513771B2 - Method of overbased phenate - Google Patents

Method of overbased phenate

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JP3513771B2 JP31575593A JP31575593A JP3513771B2 JP 3513771 B2 JP3513771 B2 JP 3513771B2 JP 31575593 A JP31575593 A JP 31575593A JP 31575593 A JP31575593 A JP 31575593A JP 3513771 B2 JP3513771 B2 JP 3513771B2
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    • 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
    • C10M159/00Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
    • C10M159/12Reaction products
    • C10M159/20Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products
    • C10M159/22Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products containing phenol radicals

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】本発明は、一般に、アルカリ土類金属の塩
基、硫黄およびアルキルフェノールを最初に相互の溶媒
の存在下に反応させて硫化金属フェネートの中間体を形
成し、次いでこの中間体を追加のアルカリ土類金属の塩
基の存在下に二酸化炭素化により過塩基化する、過塩基
化硫化アルカリ土類金属アルキルフェネートを製造する
方法に関する。とくに、本発明は、CO2/アルカリ土
類金属の塩基の規定した磁気テープでCO2を反応器の
中にアルカリ土類金属の塩基の導入と同時に導入して、
二酸化炭素化工程を単一の工程で実施することによっ
て、処理量を実質的に増加する回分法に関する。 【0002】潤滑油は今日のディーゼルおよび自動車エ
ンジンにおいて直面する通常の条件下に劣化する傾向が
ある。スラッジ、ラッカーおよび樹脂質物質が形成し、
エンジンの部分、ことにピストンリング、みぞおよびス
カートに付着し、これらはエンジンの効率、作動および
有用な寿命に有害な作用を有することがある。普通に、
添加剤を潤滑油の中に混入してこのような物質の形成を
減少しかつそれらを懸濁させて保持し、こうしてエンジ
ンの部分をきれいに保持しかつ作動を適切に保持する。
潤滑油の酸化生成物を形成する傾向を減少させる添加剤
を酸化防止剤と呼ぶが、酸化生成物およびスラッジを懸
濁させるか、あるいはエンジン部分からこのような生成
物を清浄除去する傾向がある添加剤を洗浄剤または分散
剤と呼ぶ。ある種の添加剤が酸化防止剤および洗浄剤の
両者の性質をもつことは異常ではない。 【0003】過塩基化硫化アルカリ土類金属アルキルフ
ェネートは、潤滑油の中で酸化の抑制および洗浄性を提
供するという二重の目的でことに有用であることが発見
された。 【0004】用語「過塩基化」は、フェネート物質がそ
の中和に必要である量を越えた大過剰量のアルカリ土類
金属の塩基を組み込むという事実を意味する。典型的に
は、過塩基化フェネートは約100〜400のTBN
(合計の塩基数)を有するであろう。このような高い塩
基性は、エンジンの燃焼のとき形成した有害な酸を添加
剤が中和できるようにし、二酸化炭素化(carbon
ation)または炭酸過塩基化(carbonate
overbasing)と通常呼ばれるよく知られた
技術を使用して達成される。この技術は、一般に、比較
的低いレベルの金属塩基を有する初期のアルカリ土類金
属の硫化フェネート中間体の形成を含む。次いで、この
中間体を過剰の追加のアルカリ土類金属で処理する。よ
く理解されていない反応において、硫化金属フェネート
中間体を適当な溶媒、通常グリコール中で過剰の金属塩
基と、反応成分に気体の二酸化炭素を吹き込むことによ
って、反応させる。CO2の処理または二酸化炭素化は
微細なコロイド状分散液を形成し、これにより過剰の金
属塩基は本質的に「溶解」する。 【0005】回分法または連続的方法で過塩基化硫化ア
ルカリ土類金属アルキルフェネートを製造することは、
この分野においてよく知られている。両者の型の処理に
付随する有意な利点および欠点が存在する。 【0006】例えば、回分法は、期待されるように、連
続的方法を使用する場合よりも、所定の時間をかけて製
造できる生成物の量が非常に少ないという主要な欠点を
有する。それにもかかわらず、回分法における非常に意
味のある利点は、二酸化炭素化の底を非常に密接にかつ
信頼性をもってコントロールすることができるというこ
とである。これは重要である。なぜなら、過塩基化フェ
ネートの過度の二酸化炭素化または二酸化炭素化の不足
は重大な問題であるからである。過度に二酸化炭素化さ
れた生成物は、一般に、潤滑油配合物の中で劣った水耐
久性を示し、そして前述のコロイド状分散液の破壊のた
めに曇る。二酸化炭素化が不足する生成物は粘度を増加
し、濾過性が劣り、そしてグリコールの除去が困難であ
る。回分法はこれらの問題を回避しそして、とくに、水
耐久性フェネートが重要な目的である場合選択される方
法である。 【0007】連続的処理は生産の処理量を最大とすると
いう利点を有する。しかしながら、連続的方法におい
て、典型的には、第1反応器を使用して初期の硫化金属
フェネート中間体の形成を実施するが、第2反応器また
は1系列の連続する反応器を二酸化炭素化のために使用
する。連続的方法に関連するよく知られた現象は滞留時
間の分布のそれである。この現象は連続的フェネート法
の二酸化炭素化工程においてとくに有害である。なぜな
ら、それは過度に二酸化炭素化されたフェネートおよび
二酸化炭素化不足のフェネートの両者を形成するからで
ある。この理由で、連続的方法で製造される過塩基化フ
ェネートは、回分法で製造されたフェネートより有意に
劣った水耐久性を一般に生ずる。滞留時間の分布の現象
は、二酸化炭素化工程のために使用する反応器の数を増
加してプラグ流の反応器をまねることによって最小とす
ることができるが、実質的な資本的支出を伴う。 【0008】理想的には、連続的方法の生産の処理量お
よび回分法により提供される二酸化炭素化のコントロー
ルを組み合わせて、きわめてすぐれた水耐久特性を有す
るフェネートを得ることが望ましい。 【0009】過塩基化硫化アルカリ土類金属アルキルフ
ェネートの製造に関する多数の特許が生成物する。ベル
ギー国特許第876,119号は、最も関連性を有し、
硫化過塩基化アルカリ土類金属アルキルフェネートを製
造する方法を開示しており、この方法において、第II
族金属の塩基、アルキルフェノールおよび相互の溶媒を
熱交換器の中で金属フェネートの形成に十分な時間の間
接触させ、次いで実質的に冷却しないでフェネートを反
応ゾーンの中に通し、ここで前記金属フェネートを反応
条件下に硫黄と接触させて硫化金属フェネートを形成す
ることによって、硫化金属フェネート中間体の形成を達
成する。次いで、この中間体をCO2で二酸化炭素化す
ることができる。この特許は「準回分」法を記載してお
り、ここで反応が起こっているの間に反応成分を反応器
に添加するが、この特許は二酸化炭素化に関して本発明
において採用している独特の手段を教示または示唆して
いない。 【0010】本発明の一般的目的は、改良された生産の
処理量を有する過塩基化金属フェネートを製造すると同
時に連続的方法に関連する欠点を伴わない回分法を提供
することである。他の目的は以後当業者にとって明らか
であろう。 【0011】本発明は、工程:(a)反応条件下に、反
応器の中でアルキルフェノール、硫黄、促進剤の溶媒お
よびアルカリ土類金属の塩基から本質的に成る混合物を
接触させて、硫化アルカリ土類金属アルキルフェネート
を形成し、次いで(b)反応条件下に(i)アルカリ土
類金属の塩基、(ii)促進剤の溶媒および(iii)
二酸化炭素を約0.40:1〜約0.95:1の二酸化
炭素/アルカリ土類金属の塩基のモル比でかつ二酸化炭
素、アルカリ土類金属の塩基および硫化アルカリ土類金
属アルキルフェネートが反応する速度より実質的に大き
くないか、あるいは小さくないコントロールされた速度
で反応ゾーンに同時に供給しかつその中で反応させるこ
とによって上の(a)において形成した硫化アルカリ土
類金属アルキルフェネートを過塩基化し、そして(c)
反応ゾーンへのアルカリ土類金属化合物および促進剤の
溶媒の前記供給が完結したとき、反応が完結するまで前
記二酸化炭素の供給を続ける、からなる過塩基化硫化ア
ルカリ土類金属アルキルフェネートを製造する方法であ
る。 【0012】関係する態様において、本発明は、さら
に、工程:(a)約0.1:1〜約1.0:1のモル比
でアルカリ土類金属の塩基およびアルキルフェノールか
ら本質的に成る混合物を予熱手段を通して反応器の中に
供給し、ここで前記混合物が約137.8〜193.3
℃(約280〜380°F)の温度に予熱された反応器
に入るようにし;前記反応器の中に、同時に、アルキル
フェノールの1モル当たり約0.1〜1.0モルの促進
剤の溶媒を供給し、次いで(b)反応器を約137.8
〜193.3℃(約280〜380°F)に維持しなが
ら、約20〜180分の範囲の時間をかけて、前記反応
器の中に、アルキルフェノールの1モル当たり約1.0
〜約2.0モルの硫黄を供給し、(c)硫黄の供給が完
結したとき、前記反応温度において硫化アルカリ土類金
属アルキルフェネートを形成するために十分な時間の
間、反応器内の内容物を相互作用させ、(d)約13
7.8〜約193.3℃(約280〜約380°F)の
温度において、反応器の中に存在する反応成分が反応し
て過塩基化フェネートを形成する速度より実質的に大き
くないか、あるいは小さくないコントロールされた供給
速度で、(i)アルキルフェノールの1モル当たり約
0.5〜約2.0モルのアルカリ土類金属の塩基、(i
i)アルキルフェノールの1モル当たり約0.5〜約
2.0モルの促進剤の溶媒および(iii)アルカリ土
類金属の塩基の1モル当たり約0.40〜約0.95モ
ルの二酸化炭素ガスを、前記反応器の中に、同時に供給
しかつその中で反応させることによって、硫化アルカリ
土類金属アルキルフェネートを過塩基化フェネートに変
換し、(e)アルカリ土類金属の塩基および促進剤の溶
媒の反応器への前記供給が完結したとき、二酸化炭素化
反応の完結まで、前記二酸化炭素の供給を続ける、から
なる過塩基化硫化アルカリ土類金属アルキルフェネート
を製造する方法に関する。 【0013】本発明は回分法と考えることができるが、
この方法において使用する二酸化炭素化法は反応サイク
ル時間を有意に減少するので、この方法は連続的方法の
生産の処理量に到達するか、あるいはそれに等しくする
ことができる。アルキルフェノールおよび金属塩基を周
囲温度において供給しかつ反応器が所望の反応温度に加
熱されるのを待つのと反対に、上の関係する態様におい
て要求されるように、硫化工程が予熱手段を利用してア
ルキルフェノールおよび金属塩基を反応器の中に反応温
度において導入する場合、反応サイクル時間のそれ以上
の減少を達成することができる。本発明の方法を使用し
て製造される過塩基化フェネートは回分法に通常関連す
るきわめてすぐれた水耐久特性を示すと同時に、この方
法は典型的な9〜10時間の回分反応の反応サイクル時
間を4〜5時間程度に多く減少することができる。 【0014】一般に、本発明の方法は単一の商業的大き
さの撹拌した槽型反応器の中で2段階で実施することが
できる。第1段階において、反応条件下に適当なアルキ
ルフェネート、アルカリ土類金属の塩基および硫黄を促
進剤または相互の溶媒の存在下に接触させることによっ
て、硫化アルカリ土類金属アルキルフェネート中間体を
形成する。この方法の第2段階(二酸化炭素化)におい
て、硫化金属フェネート中間体を追加量のアルカリ土類
金属の塩基および促進剤の溶媒の存在下にCO2ガスで
処理する。これらの段階の1つまたは両者へのある種の
変更を行うことによって、本発明は過塩基化フェネート
生成物の仕上げされたバッチの生成に要求される反応サ
イクル時間を劇的に減少する。2段階の各をここでさら
に詳細に説明する。 【0015】硫化金属フェネート中間体の形成 本発明の方法の前端において、アルキルフェノール、ア
ルカリ土類金属の塩基および硫黄を促進剤の溶媒の存在
下に反応させて硫化金属フェネートを形成する。 【0016】本発明において有用なアルキルフェノール
は式R(C64)OHを有し、ここでRは8〜40個、
好ましくは10〜30個の炭素原子を有する直鎖状また
は分枝鎖状のアルキル基であり、そして部分(C64
はベンゼン環である。適当なアルキル基の例は、オクチ
ル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシルな
どである。 【0017】アルカリ土類金属の塩基は、カルシウム、
バリウム、マグネシウムおよびストロンチウムである。
カルシウムおよびマグネシウムは好ましい。最も普通に
使用される塩基は、上の金属の酸化物および水酸化物、
例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化バリ
ウム、酸化マグネシウムなどである。水酸化カルシウム
は、普通に水和石灰と呼ばれ、硫化カルシウムフェネー
トの製造に最も普通に使用されており、そして貯蔵の間
に劣化していないすぐれた品質(炭酸塩を比較的含まな
い)の水和石灰を使用することが好ましい。 【0018】促進剤の溶媒は、また時には相互溶媒と呼
ばれ、アルカリ土類金属の塩基、アルキルフェノールお
よび硫化金属フェネート中間体の両者に感知し得る程度
の可溶性を有する、任意の安定な有機液体であることが
できる。広範な種類の溶融した硫黄はこの分野において
知られているが、このような適当な焼結物体の多数はグ
リコールおよびグリコールモノエーテル、例えば、エチ
レングリコール、1,4−ブタンジオール、エチレング
リコールの誘導体、例えば、モノメチルエーテル、モノ
エチルエーテルなどである。vic−グリコールは好ま
しく、そしてエチレングリコールは中和反応を活性化す
る働きをするので最も好ましくそしてその程度に中和反
応を代表するが、その機能を記載する正確な特性は知ら
れていない。 【0019】この反応において使用する硫黄は元素状硫
黄である。本発明において、溶融した硫黄を使用するこ
とが望ましいことが発見された。 【0020】本発明において、硫化フェネートの形成に
おいて促進剤として低い塩基のアルキルベンゼンスルホ
ン酸塩を使用することはさらに望ましいが、それは要求
されない。使用に適当なスルホン酸塩は、例えば、オレ
フィンまたは鎖長C15−C80のC2−C4オレフィンのポ
リマーから誘導化されたアルキル−ベンゼンのスルホン
化により得られた好ましくは400以下の分子量のスル
ホン酸およびアルカリ土類金属、例えば、カルシウム、
バリウム、マグネシウムなどの塩類である。この説明の
次の実施例において、約C−60の鎖長のポリプロパン
から製造された低い塩基のスルホン酸カルシウムを硫化
反応に含めた。 【0021】上の反応成分に加えて、硫化金属フェネー
トの形成は望ましくは潤滑油反応希釈剤の存在下に実施
する。潤滑油は本発明により製造されたフェネートを含
有する最終の潤滑油配合物の中で使用される任意の潤滑
油、例えば、ナフテン系塩基、パラフィン塩基および混
合塩基化鉱油を包含する、5W、10Wまたはイベント
40W油であることができる。5W油は反応希釈剤とし
て一般に最も適当である。 【0022】上の反応成分のための反応の化学量論的量
の範囲は次の通りである: 【0023】 【表1】範囲 好ましい範囲 硫黄,モル/モル DDP* 1.0−2.0 1.3−1.6 Ca(OH)2,モル/モル DDP 0.1−1.0 0.4−0.6 Glycol,モル/モル DDP 0.1−1.0 0.4−0.6 *ドデシルフエノール 希釈剤油の量は、アルキルフェノールの1モル当たり、
一般に約200〜300gである。低い塩基のスルホン
酸塩(使用する場合)の量は、アルキルフェノールの1
モル当たり、約10〜20gである。 【0024】硫化アルカリ土類金属アルキルフェネート
を形成する反応は、本発明において、アルカリ土類金
属、アルキルフェノール、促進剤の溶媒、潤滑油希釈
剤、および任意の低い塩基のスルホン酸塩を、約13
7.8〜約193.3℃(約280〜約380°F)、
好ましくは約160.0〜約182.2℃(約320〜
約360°F)の反応温度において、所望の中間体の形
成に十分な時間の間、通常約40〜80分間、接触させ
ることによって実施する。 【0025】反応器が137.8〜193.3℃(28
0〜380°F)の所望の反応温度になるの間に浪費さ
れる時間を回避するために、アルキルフェノールおよび
アルカリ土類金属の塩基を好ましくは所望の反応温度の
設定された予熱器を横切って反応器に供給すると同時に
促進剤の溶媒を反応器に別々に供給する。グリコール溶
媒をCa(OH)2およびアルキルフェノールとともに
予熱器を横切って供給しないことが好ましい。なぜな
ら、グリコールは予熱器、典型的には熱交換器を詰まら
せる錯塩を形成するであろうからである。 【0026】金属塩基、アルキルフェノールおよび促進
剤の溶媒を添加した後、硫黄を反応混合物に反応の発熱
および排ガスの発生をコントロールするために十分に遅
い速度で添加する。アルキルフェノールおよび金属塩基
が予熱された反応器に供給された場合、ゆっくりした硫
黄の添加(30〜60分の時間をかける)は重要であ
る。 【0027】二酸化炭素化 前述したように硫化金属フェネート中間体の形成後、本
発明に従い、さらにアルカリ土類金属の塩基および促進
剤の溶媒を反応器に添加すると同時にCO2ガスで二酸
化炭素化することによって、炭酸過塩基化を達成するこ
とができる。二酸化炭素化のための反応の化学量論的量
の範囲は次の通りである: 【0028】 【表2】範囲 好ましい範囲 Ca(OH)2,モル/モル DDP* 0.5−2.0 1.0−1.5 Glycol,モル/モル DDP 0.5−2.0 1.0−1.5 CO2,モル/モル DDP 0.5−2.0 1.0−1.5 *ドデシルフエノール 本発明によれば、約0.40:1〜約0.95:1のC
2/アルカリ土類金属の塩基のモル比でかつ反応成分
の供給速度を二酸化炭素化反応を進行することができる
速度より実質的に大きくないか、あるいは小さくないよ
うにコントロールした速度で、アルカリ土類金属の塩
基、促進剤の溶媒およびCO2を反応器に供給する。こ
の速度が二酸化炭素化が起こることができる速度より大
きい場合、反応混合物は非常に粘性となり、グリコール
酸化物錯体の形成のために二酸化炭素化の実施が困難と
なり、そして生ずる生成物は一般に品質が劣るであろ
う。供給速度が二酸化炭素化が起こることができる速度
より小さい場合、反応サイクル時間は不必要に長くな
る。 【0029】1例として、商業的3000ガロンの撹拌
した槽型反応器の場合において、アルカリ土類金属(5
W油の中で480TBNのCa(OH)2スラリーの形
態)の供給に適当な速度は約70〜90ポンド/分であ
り、グリコールの供給速度は約10〜15ポンド/分で
あり、そして適当なCO2の供給速度は約7000SC
FHであることが決定された。 【0030】CO2およびアルカリ土類金属の塩基を二
酸化炭素化工程の間に反応器に供給するモル比は、本発
明の重要な面を構成する。供給されるCO2/金属塩基
のモル比は約0.40より低い場合、反応混合物は粘性
となり過ぎかつ処理困難となり、そして生ずる生成物は
水不耐久性により証明されるように劣った品質を有する
であろう。モル比が0.95より大きいと、また、劣っ
た水耐久特性により特徴づけられる曇ったフェネート生
成物を生ずる過度に二酸化炭素化された生成物の危険が
存在する。CO2/アルカリ土類金属の好ましい供給比
は約0.75〜0.85:1である。 【0031】二酸化炭素化反応は、約148.9〜約1
82.2℃(約300〜約360°F)、好ましくは約
165.6〜約176.7℃(約330〜約350°
F)の温度範囲において実施することができる。好まし
くは、アルカリ土類金属の塩基(5W油中)を二酸化炭
素化に所望の反応温度に設定した予熱器を横切って反応
器に供給する。 【0032】アルカリ土類金属の塩基およびグリコール
が反応器に完全に供給された後、二酸化炭素化反応が完
結するまで、CO2の供給を続ける。完結は排ガスの
「漏出」、すなわち、供給したCO2が反応媒質の中に
もはや吸収されないときの反応器の排ガスの鋭い増加に
より証明される。一般に、反応器の排ガスが5000S
CFHを越えた後、5分において、完結は起こったと思
われる。 【0033】二酸化炭素化後、過塩基化生成物から未反
応のグリコールおよびアルキルフェノールをストリップ
除去することができる。これは典型的には204.4〜
248.9℃(400〜480°F)において窒素のパ
ージで真空下に実施される。ストリッピング後、生成物
を濾過して微細な固体を除去する。 【0034】本発明に従い製造された過塩基化硫化フェ
ネートは潤滑油、とくに船舶用ディーゼルエンジンにお
いて使用される油のための洗浄剤/酸化防止剤として適
当である。 【0035】 【実施例】実施例I (比較)この実施例において、過塩基化硫化アルカリ土
類金属アルキルフェネートを回分法を使用して製造す
る。80ガロンの5W油を商業的3000ガロンの撹拌
した槽型反応器の中に供給した。次いで、反応器に73
00ポンドの180TBNの水酸化カルシウムドデシル
フェノールのスラリーを供給した。このスラリーは、1
700ガロンの5.0重量%のアルカリ土類金属スルホ
ン酸塩を1740ポンドのCa(OH)2および1クォ
ートの商業的に入手可能な消泡剤と組み合わせて、18
0のTBN(ASTM D−2896による合計の塩基
数)を有するスラリーを生成することによって、前以て
調製した。ドデシルフェノール水酸化カルシウムスラリ
ーの反応器への供給と同時に、7128ポンドのエチレ
ングリコールを反応器に供給した。次いで、反応器を1
21.1℃(250°F)にし、その時点において、1
150ポンド溶融した硫黄を反応器に供給した。次い
で、反応器を165.6℃(330°F)の温度にし、
そして60分間その温度に保持して硫化カルシウムフェ
ネートの形成を達成する。次いで、3260ポンドの5
W油中の水酸化カルシウムの480TBNのスラリーお
よび510ポンドのエチレングリコールを反応器に供給
することによって、炭酸過塩基化の第1段階を実施し
た。1240ガロンの5W、1クォートの消泡剤および
4140ポンドのCa(OH)2を適当な保持槽の中で
混合することによって、5W油の中で水酸化カルシウム
の480TBNのスラリーを前以て調製した。480T
BNのスラリーおよび追加のグリコールの供給後、全体
の反応混合物を2000SCFHのN2により窒素でス
トリッピングした。窒素のストリッピング後、反応器の
排ガスの鋭い増加により示されるように二酸化炭素化が
完結するまで、反応混合物を7000SCFHのCO2
で二酸化炭素化した。第1二酸化炭素化段階が完結した
とき、第2供給(3260ポンド)の480TBN水酸
化カルシウム/5W油のスラリーおよびエチレングリコ
ール(510ポンド)を反応器に導入し、次いで窒素で
ストリッピングすることによって、第2二酸化炭素化工
程を実施した。排ガスの漏出における鋭い増加により証
明されるように二酸化炭素化が完結するまで、反応混合
物を再び7000SCFHのCO2で二酸化炭素化し
た。次いで反応生成物を普通の方法でストリッピングし
て未反応のグリコールおよびアルキルフェノールを除去
し、次いで濾過して固体の粒子を除去した。最終生成物
は次の特性を有した:カルシウム(重量%)9.4;硫
黄(重量%)3.0;グリコール(重量%)0.1;カ
ーボネートC(重量%)1.7;TBN(mgKOH/
g)267;PM引火点(flash)180℃(35
6°F);粘度(cSt、100℃)151;BS&W
(容量%)0.02。 【0036】実施例II (比較)この実施例において、硫化過塩基化カルシウム
フェネートを連続的方法で2つの3000ガロンの反応
器を直列に使用して製造した。176.7℃(350°
F)にコントロールした第1反応器に、32ポンド/分
の270TBN水酸化カルシウムドデシルフェノールス
ラリー、3.4ポンド/分のエチレングリコールおよび
4.9ポンド/分の硫黄を供給した。また176.7℃
(350°F)にコントロールした第2反応器に、レベ
ルをコントロールを介して第1反応器からの反応器の流
出物、46ポンド/分の330TBNの水酸化カルシウ
ムドデシルフェノールスラリー、9.6ポンド/分のエ
チレングリコールおよび2300SCFHのCO2を供
給した。第2反応器からの流出物をレベルのコントロー
ルを介してストリッピングおよび濾過のために輸送し
た。最終生成物は次の特性を有した:カルシウム(重量
%)9.4;硫黄(重量%)3.2;グリコール(重量
%)0.1;カーボネートC(重量%)1.3;TBN
(mgKOH/g)254;PM引火点(flash)
176.7℃(350°F);粘度(cSt、100
℃)275;BS&W(容量%)<0.05。 【0037】実施例III この実施例において、過塩基化硫化カルシウムドデシル
フェノールを本発明に従い調製した。商業的3000ガ
ロンの撹拌した槽型反応器に80ガロンの5W油を供給
した。7300ポンドの180TBNの水酸化カルシウ
ムドデシルフェノールスラリー(上の実施例Iにおける
スラリーの製造を参照)を165.6℃(330°F)
に設定した予熱器を通して反応器に供給して、反応器へ
の導入直前にスラリーの温度を165.6℃(330°
F)に上げた。同時に、しかし別々に、728ポンドの
エチレングリコールを反応器に供給した。次いで、合計
1150ポンドが供給されるまで、溶融した硫黄を反応
器に29ポンド/分の速度で供給した。180TBNの
スラリーの供給後、スラリーの供給に使用したのと同一
のラインを通して50ガロンの5W油を反応器に添加し
た。次いで反応混合物を165.6℃(330°F)に
30分間保持して、硫化カルシウムドデシルフェネート
中間体の形成を達成した。次いで、480TBNの水酸
化カルシウム/5W油スラリー(スラリーの調製につい
て実施例Iを参照)を165.6℃(330°F)に設
定した第2予熱器を横切ってかつ、合計6250ポンド
のスラリーが供給されてしまうまで、82ポンド/分の
供給速度で反応器に供給することによって、中間体の二
酸化炭素化を実施した。480TBNのスラリーを供給
し、次いでこのスラリーの供給に使用したのと同一のラ
インを通して50ガロンの5W油を反応器に供給した。
480tbhのCa(OH)2/5W油スラリーの供給
と同時に、別々に1020ポンドのエチレングリコール
を13ポンド/分の速度で供給しかつ別々に二酸化炭素
ガスを7000SCFHの速度で供給した。480TB
Nのスラリーおよびグリコールの供給の完結後、二酸化
炭素化が完結するまで、CO2の供給を続けた。反応器
の排ガスが5000SCFHを越えた後5分に、二酸化
炭素化が完結したと見なした。生成物は、248.9℃
(480°F)において窒素で真空ストリッピングしそ
してセライト(Celite)535を通して濾過した
後、次の最終の特性を有した:カルシウム(重量%)
9.4;硫黄(重量%)2.9;グリコール(重量%)
0.6;カーボネートC(重量%)1.8;TBN(m
gKOH/g)272;PM引火点(flash)18
2.2℃(360°F);粘度(cSt、100℃)1
06;BS&W(容量%)<0.05。 【0038】実施例Iの回分法の製造および実施例II
Iに記載した本発明の回分法の製造についての反応サイ
クル時間の比較を表Iに記載する。 【0039】 【表3】 表 I 実施例Iおよび実施例IIIの反応サイクル時間の比較 工 程 実施例I 実施例III (分) 1.ドデシルフエノールスラリー中の 5W油、グリコールおよび180 TBNのCa(OH)2を供給する 65 65 2.硫黄を供給する 15 60 3.硫化反応のために反応器を 165.6℃に加熱する 120-180 0 4.反応の保持 60 30 5.5W油およびグリコール中の Ca(OH)2の480TBNの スラリーを供給する 40 80 6.N2でストリッピングする 20 0 7.排ガスの漏出までの二酸化炭素化 60 40 8.工程5〜7を反復する 120 0 反応サイクル時間(分) 500−560 275 両者の製造は同一量の反応成分を処理して本質的に同等
の量および品質の生成物を生ずるが、実施例IIIにお
いて実施した本発明の改良は反応サイクル時間を225
〜285分だけ減少した。この有意な減少は新規なかつ
明らかでない方法により可能なり、この方法において硫
化および二酸化炭素化の工程を本発明の回分法で実施す
る。とくに、実施例Iの回分法において要求される2段
階の二酸化炭素化は、本発明において、480TBNの
Ca(OH)2/5W油のスラリーおよびグリコールを
反応器に供給するのと同時に二酸化炭素化を実施するこ
とによって排除される。本発明のこの特徴は、バッチの
反応混合物における高い粘度の問題(この問題は実施例
Iにおいて使用されるような2段階の二酸化炭素化を必
要とする)を回避すると同時に、実施例IIに記載され
ているような連続的方法に関連する過度の二酸化炭素化
または二酸化炭素化不足の問題(この問題はフェネート
生成物における水耐久性の困難を生ずる)を回避する。 【0040】実施例II(連続的方法)において製造さ
れた過塩基化フェネートの水耐久性を、実施例IIIに
記載する本発明により製造された過塩基化フェネートの
水耐久性と比較した。普通の処理レベルの2つのフェネ
ートを主要な比率の潤滑油および小さい有効量の灰不含
分散剤、低い塩基のスルホン酸カルシウム、高い塩基の
スルホン酸マグネシウム、酸化抑制剤およびジアルキル
ジチオリン酸亜鉛を含有する標準的商業的潤滑油配合物
の中に混入した。実施例IIの過塩基化フェネートを含
有する標準的配合物の水耐久性を、実施例IIIの過塩
基化フェネートを含有する標準的配合物の水耐久性と比
較し、ここで21.1℃(70°F)または54.4℃
(130°F)および配合物中の3つの異なる水のレベ
ル(0.10、0.15および0.20重量%)におい
て6週間貯蔵した後、配合物の試料の中の曇りおよび沈
降を測定した。こうして、標準的配合物の6つの別々の
試料を各過塩基化フェネートについて試験した。水耐久
性の試験結果を下表IIに要約する。 【0041】 【表4】 表 II 実施例IIおよび実施例IIIのフェネートの水耐久性試験 21.1℃の貯蔵 54.4℃の貯蔵 水、重量% 等級** 水、重量% 等級 0.10 0.15 0.20 0.10 0.15 0.20 実施例II A/tr* A/tr M/15 すぐれる A/tr M/15 M/20 境界線 実施例III A/tr A/tr A/tr 理想的 A/tr A/tr M/20 すぐれる * 曇り/沈降;曇りの等級は最良の透明度について
「A」で開始し、そして「D」またはこれより高い等級
は不合格であると考える。沈降は容量%で測定し、そし
て「tr」は微量の沈降を意味する。6週の貯蔵の間の
任意の時間における沈降>1%は不合格である。 【0042】** 等級は次のように割り当てる:等級 基準 想的 いずれの水のレベルにおいても曇りまたは沈降なし すぐれる 0.20%の水において不合格の曇りまたは沈降 境界線 0.15%の水において不合格の曇りまたは沈降 劣る 0.10%の水において不合格の曇りまたは沈降 上の表IIに記載するデータが証明するように、本発明
の方法(実施例III)は実施例IIの連続的方法にお
いて製造された過塩基化フェネートより有意に改良され
た水耐久性を有する過塩基化フェネートを生ずる。 【0043】表Iおよび表IIに記載されたデータにか
んがみて、本発明の方法は回分法の処理量を有意に増加
することができると同時に、回分法の製造に通常関連す
るきわめてすぐれた水耐久特性を達成する。 【0044】本発明の主な特徴および態様は、次の通り
である。 【0045】1.工程: a)反応器の中に、0.1:1〜1.0:1のモル比で
アルカリ土類金属の塩基およびアルキルフェノールから
本質的に成る予熱した混合物を供給し、ここで前記混合
物が反応器に137.8〜193.3℃(280〜38
0°F)の範囲の温度において入るようにし;前記反応
器の中に、同時であるが、別々に、アルキルフェノール
の1モル当たり0.1〜1.0モルの促進剤の溶媒を供
給し、次いで b)反応温度を137.8〜193.3℃(280〜3
80°F)の範囲内に維持しながら、反応の発熱および
排ガスの発生をコントロールする速度で、20〜180
分の範囲の時間をかけて、前記反応器の中に、アルキル
フェノールの1モル当たり1.0〜2.0モルの溶融し
た硫黄を供給し、 c)硫黄の供給が完結したとき、137.8〜193.
3℃(280〜380°F)の範囲内の反応温度におい
て硫化アルカリ土類金属アルキルフェネートを形成する
ために十分な時間の間、反応器内の内容物を相互作用さ
せ、 d)反応温度を137.8〜193.3℃(280〜3
80°F)の範囲内に維持しながら、反応器の中に存在
する反応成分が反応して過塩基化フェネートを形成する
速度より実質的に大きくないか、あるいは小さいコント
ロールされた供給速度で、(i)アルキルフェノールの
1モル当たり0.5〜2モルのアルカリ土類金属の塩
基、(ii)アルキルフェノールの1モル当たり0.5
〜2.0モルの促進剤の溶媒および(iii)アルカリ
土類金属の塩基の1モル当たり0.40〜0.95モル
の二酸化炭素ガスを、前記反応器の中に、同時に供給す
ることによって、硫化アルカリ土類金属アルキルフェネ
ートを過塩基化フェネートに変換し、 e)アルカリ土類金属の塩基および促進剤の溶媒の反応
器への前記供給が完結したとき、供給した二酸化炭素が
反応媒質の中にもはや吸収されなくなったとき、反応器
の中の排ガスの鋭い増加により証明される二酸化炭素化
反応の完結まで、前記二酸化炭素の供給を続け、 f)真空下に204.4〜248.9℃(400〜48
0°F)の範囲の温度において、未反応のアルキルフェ
ノールおよび促進剤の溶媒を不活性ガスのパージで除去
し、そして g)生ずる反応生成物の混合物を濾過し、そして濾過し
た生成物を回収する、からなる、潤滑油配合物の中でき
わめてすぐれた水耐久特性を有する過塩基化硫化アルカ
リ土類金属アルキルフェネートを製造する方法であっ
て、この方法を6時間以下の反応サイクル時間で実施す
ること、および前記濾過した生成物は少なくとも8時間
の反応のサイクル時間を有する方法の前記生成物の回分
製造に通常関連する水耐久特性を有することをさらに特
徴とする方法。 【0046】2.アルカリ土類金属の塩基が水酸化カル
シウムであり、アルキルフェノールのドデシルフェノー
ルであり、そして促進剤の溶媒がエチレングリコールで
ある、上記第1項記載の方法。 【0047】3.工程(a)における水酸化カルシウム
/ドデシルフェノールのモル比が0.4〜0.6:1で
あり、工程(a)におけるエチレングリコール/ドデシ
ルフェノールのモル比が0.4〜0.6:1であり、工
程(b)における硫黄/ドデシルフェノールのモル比が
1.3〜1.6:1であり、工程(d)における水酸化
カルシウム/ドデシルフェノールのモル比が1.0〜
1.5:1であり、工程(d)におけるエチレングリコ
ール/ドデシルフェノールのモル比が1.0〜1.5:
1であり、そして工程(d)および(e)において供給
されるCO2/ドデシルフェノールのモル比は1.0〜
1.5:1である、上記第2項記載の方法。 【0048】4.工程a)、b)、c)およびd)にお
ける反応温度を148.9〜182.2℃(300〜3
60°F)の範囲内に維持する、上記第1項記載の方
法。 【0049】5.工程d)において供給されるCO2
アルカリ土類金属の塩基が0.75〜0.85:1であ
る、上記第1項記載の方法。 【0050】6.アルカリ土類金属の塩基がカルシウム
またはマグネシウムの酸化物または水酸化物である、上
記第1項記載の方法。 【0051】7.工程c)の反応を低い塩基のアルカリ
土類金属スルホン酸塩の存在下に実施する、上記第1項
記載の方法。 【0052】8.前記スルホン酸塩がC15−C80の範囲
のアルキル置換基を有するアルキルベンゼンスルホン酸
カルシウムであり、そしてアルカリ土類金属の塩基がカ
ルシウム塩基である、上記第7項記載の方法。 【0053】9.工程c)およびd)の反応を潤滑油反
応希釈剤の存在下に実施する、上記第1項記載の方法。 【0054】10.アルカリ土類金属の塩基がアルカリ
土類金属の酸化物または水酸化物であり、促進剤の溶媒
がエチレングリコールであり、工程a)、b)、c)お
よびd)における反応温度を148.9〜182.2℃
(300〜360°F)の範囲内に維持し、工程c)の
反応を低い塩基のアルカリ金属スルホン酸塩の存在下に
実施し、工程c)およびd)の反応を鉱物潤滑油反応希
釈剤の存在下に実施し、そして工程d)において供給さ
れるCO2/前記酸化物または水酸化物の比が0.75
〜0.85:1である、上記第1項記載の方法。 【0055】11.アルカリ土類金属の塩基がカルシウ
ム塩基であり、そしてアルカリ金属スルホン酸塩がC15
−C80の範囲のアルキル置換基を有するアルキルベンゼ
ンスルホン酸カルシウムである、上記第10項記載の方
法。 【0056】12.カルシウム塩基が水酸化カルシウム
であり、そして前記アルキル置換基がC2−C4モノマー
のポリマーから誘導化される、上記第11項記載の方
法。 【0057】13.アルキルフェノールがドデシルフェ
ノールである、上記第11項記載の方法。 【0058】14.工程a)における水酸化カルシウム
/アルキルフェノールのモル比が0.4〜0.6:1で
あり、工程a)におけるエチレングリコール/アルキル
フェノールのモル比が0.4〜0.6:1であり、工程
a)におけるエチレングリコール/アルキルフェノール
のモル比が0.4〜0.6:1であり、工程b)におけ
る硫黄/アルキルフェノールのモル比が1.3〜1.
6:1であり、工程d)における水酸化カルシウム/ア
ルキルフェノールのモル比が1.0〜1.5:1であ
り、工程d)におけるエチレングリコール/アルキルフ
ェノールのモル比が1.0〜1.5:1であり、そして
工程d)およびe)において供給されるCO2のモル比
が1.0〜1.5:1である、上記第11項記載の方
法。 【0059】15.アルキルフェノールがドデシルフェ
ノールである、上記第14項記載の方法。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally relates to a salt of an alkaline earth metal.
Groups, sulfur and alkylphenols are first mutual solvents
To form an intermediate of sulfurized metal phenate
And then intermediate this intermediate with additional alkaline earth metal salts.
Overbased by carbonation in the presence of groups, overbased
Producing sulfided alkaline earth metal alkyl phenates
About the method. In particular, the present inventionTwo/ Alkaline earth
CO on magnetic tape with specified baseTwoThe reactor
Introduced simultaneously with the introduction of the alkaline earth metal base,
By performing the carbonization process in a single step,
A batch process that substantially increases throughput. [0002] Lubricants are today's diesel and automotive
Tend to degrade under the normal conditions encountered in engines
is there. Sludge, lacquer and resinous material form,
Engine parts, especially piston rings, grooves and slots
Sticking to the cart, these are the engine efficiency, operation and
May have detrimental effects on useful life. Normally,
Additives are mixed into the lubricating oil to reduce the formation of such substances.
Diminish and keep them suspended, thus
Parts are kept clean and operation is properly maintained.
Additives that reduce the tendency of lubricating oils to form oxidation products
Is called an antioxidant, but suspends oxidation products and sludge.
Turbid or produce such from engine parts
Cleans or disperses additives that tend to clean
Called agent. Certain additives are used in antioxidants and detergents.
It is not unusual to have both properties. [0003] Overbased sulfurized alkaline earth metal alkyl
Zeneate provides oxidation control and detergency in lubricating oils.
Found to be particularly useful for the dual purpose of providing
Was done. [0004] The term "overbased" refers to phenate substances
Large amount of alkaline earth in excess of that required for neutralization
It means the fact that it incorporates a metal base. Typically
Means that the overbased phenate has about 100-400 TBN
(Total number of bases). Such high salt
Adds harmful acids formed during engine combustion
The agent can be neutralized and converted to carbon dioxide (carbon)
cation) or carbonate overcarbonate (carbonate)
  well-known (usually called overbasing)
Achieved using technology. This technique is generally comparable
Alkaline earth gold with very low levels of metal base
Including the formation of a sulfurized phenate intermediate of the genus. Then this
The intermediate is treated with an excess of additional alkaline earth metal. Yo
In poorly understood reactions, sulfurized metal phenates
Excess metal salt in an appropriate solvent, usually glycol
By blowing gaseous carbon dioxide into the
And let it react. COTwoTreatment or carbonation
A fine colloidal dispersion is formed, which results in excess gold
The genus bases essentially “dissolve”. [0005] In a batch or continuous process, the overbased sulfurized
Producing a rukari earth metal alkyl phenate comprises:
It is well known in the art. For processing of both types
There are significant advantages and disadvantages associated therewith. For example, the batch method, as expected,
It takes more time to manufacture than when using the continuous method.
The main disadvantage is that the amount of product that can be produced is very small.
Have. Nevertheless, the very significance of batch methods
The tasting advantage is that the bottom of carbon dioxide is very closely and
That it can be controlled with reliability.
And This is important. Because of the overbased
Excessive or insufficient carbonation of nates
Is a serious problem. Excessively carbonized
The resulting product generally has poor water resistance in lubricating oil formulations.
Shows the durability and destroys the colloidal dispersion described above.
Cloudy Products with insufficient carbon dioxide increase viscosity
Poor filterability and difficult to remove glycol
You. Batching avoids these problems and, in particular,
The choice if durable phenate is an important purpose
Is the law. [0007] Continuous processing maximizes production throughput.
Has the advantage of However, in a continuous way
And typically, the initial metal sulfide using the first reactor
The formation of the phenate intermediate is carried out but in the second reactor or
Uses a series of continuous reactors for carbon dioxide conversion
I do. A well-known phenomenon associated with the continuous method is the dwell time
It is that of the distribution between. This phenomenon is a continuous phenate method
It is particularly harmful in the carbon dioxide conversion process. Why
Et al., It is over-carbonated phenate and
Because it forms both phenates that are under-carbonized
is there. For this reason, overbased filters produced in a continuous process
The phenate is significantly better than the batch-produced phenate.
Poor water durability generally results. Phenomenon of residence time distribution
Increases the number of reactors used for carbon dioxide
To minimize plug flow by mimicking the reactor.
But with substantial capital expenditures. [0008] Ideally, the throughput and throughput of a continuous process production
And carbon dioxide control provided by the batch method
With excellent water durability.
It is desirable to obtain a phenate. Overbased sulfurized alkaline earth metal alkyl
Numerous patents relating to the production of carbonates are produced. bell
Ghi patent 876,119 is the most relevant,
Sulfurized overbased alkaline earth metal alkyl phenate
A method for fabricating the same, wherein the method comprises:
Group metal base, alkylphenol and mutual solvent
For a time sufficient for the formation of metal phenate in the heat exchanger
Contact and then react the phenate without substantial cooling.
Reaction zone where the metal phenate reacts
Contact with sulfur under conditions to form sulfurized metal phenates
The formation of a sulfurized metal phenate intermediate
To achieve. This intermediate is then converted to CO 2TwoCarbon dioxide
Can be This patent describes a "quasi-batch" method.
Where the reaction components are placed in the reactor while the reaction is taking place.
This patent describes the invention of carbon dioxide
Teaching or suggesting the unique means employed in
Not in. A general object of the present invention is to provide improved production.
Same as producing overbased metal phenate with throughput
Provides a batch method without the drawbacks sometimes associated with continuous methods
It is to be. Other objectives will be apparent to those skilled in the art thereafter.
Will. The present invention comprises the steps of:
Solvents for alkylphenol, sulfur, accelerator, etc. in the reactor
A mixture consisting essentially of an alkaline earth metal base
Contact with a sulfurized alkaline earth metal alkyl phenate
And then (b) under the reaction conditions (i) alkaline earth
A metal-like base, (ii) a solvent for the promoter and (iii)
Carbon dioxide from about 0.40: 1 to about 0.95: 1
Carbon / alkali earth metal base molar ratio and carbon dioxide
Element, alkaline earth metal base and alkaline earth gold sulfide
Substantially greater than the rate at which the genus alkylphenate reacts
Not too slow or not controlled speed
At the same time and react in it.
And the alkaline sulfide earth formed in (a) above
Overbasing the metalloid alkylphenate and (c)
Alkaline earth metal compound and accelerator to reaction zone
When the supply of the solvent is completed, before the reaction is completed,
Continue the supply of carbon dioxide
A method for producing an alkaline earth metal alkyl phenate.
You. In a related aspect, the invention further provides
Step: (a) molar ratio of about 0.1: 1 to about 1.0: 1
Alkaline earth metal bases and alkylphenols at low temperatures
The mixture consisting essentially of
Where the mixture is about 137.8-193.3.
Reactor preheated to a temperature of about 280-380 ° F
Into the reactor, at the same time, alkyl
About 0.1-1.0 mole promotion per mole of phenol
The solvent for the agent is fed, and then (b) the reactor is brought to about 137.8.
While maintaining at ~ 193.3 ° C (about 280-380 ° F)
The reaction takes about 20 to 180 minutes.
In a vessel, add about 1.0 per mole of alkylphenol.
To about 2.0 mol of sulfur, and (c) the supply of sulfur is complete.
When sintering, at the above reaction temperature, alkaline earth gold sulfide
Of sufficient time to form the genus alkylphenate
While the contents in the reactor interact, (d) about 13
7.8 to about 193.3 ° C (about 280 to about 380 ° F)
At temperature, the reactants present in the reactor react
Substantially greater than the rate at which overbased phenates are formed
Not controlled or not small supply
At a rate of (i) about 1 mole per mole of alkylphenol
0.5 to about 2.0 moles of an alkaline earth metal base, (i
i) about 0.5 to about per mole of alkylphenol
2.0 moles of promoter solvent and (iii) alkaline earth
About 0.40 to about 0.95 moles per mole of a class of metal bases
Of carbon dioxide gas into the reactor at the same time
And reacting in it, the alkali sulfide
Converts earth metal alkyl phenates to overbased phenates
(E) dissolution of the base and promoter of the alkaline earth metal
When the supply of the medium to the reactor is completed,
Continue supplying carbon dioxide until the reaction is complete,
Overbased sulfurized alkaline earth metal alkylphenates
And a method for producing the same. Although the present invention can be considered as a batch method,
The carbon dioxide conversion method used in this method is a reaction cycle.
This method significantly reduces the
Reach or equal production throughput
be able to. Around alkylphenols and metal bases
Feed at ambient temperature and allow the reactor to reach the desired reaction temperature.
In the related aspect above, as opposed to waiting to be heated
The sulfurization process uses preheating means as required by
Reaction temperature of alkylphenol and metal base in reactor
More than the reaction cycle time, if introduced in degrees
Reduction can be achieved. Using the method of the present invention
Overbased phenates produced by
It has excellent water durability characteristics and
The process is performed during a typical 9-10 hour batch reaction cycle.
The time can be reduced as much as 4-5 hours. In general, the method of the present invention is a single commercial scale
It can be carried out in two stages in a stirred tank reactor
it can. In the first step, a suitable alkyl
Promotes ruphenate, alkaline earth metal base and sulfur
Contact in the presence of a promoter or mutual solvent.
To obtain a sulfurized alkaline earth metal alkylphenate intermediate
Form. In the second step (carbonation) of this method
And add an additional amount of alkaline earth metal sulfide intermediate
CO in the presence of a metal base and a promoter solventTwoWith gas
To process. Some kind of one or both of these steps
By making changes, the invention provides an overbased phenate
The reaction capacity required to produce a finished batch of product
Dramatically reduces cycle time. Each of the two steps here
This will be described in detail. [0015]Formation of sulfurized metal phenate intermediate At the front end of the method of the present invention, an alkylphenol,
The presence of bases and sulfur promoters for alkaline earth metals.
React below to form the sulfurized metal phenate. Alkyl phenols useful in the present invention
Is the formula R (C6HFour) OH, where R is 8-40;
Preferably a straight chain having 10 to 30 carbon atoms or
Is a branched alkyl group and the moiety (C6HFour)
Is a benzene ring. An example of a suitable alkyl group is Octyl
Le, decyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl
What is it? The alkaline earth metal base is calcium,
Barium, magnesium and strontium.
Calcium and magnesium are preferred. Most commonly
The bases used are oxides and hydroxides of the above metals,
For example, calcium oxide, calcium hydroxide, burr oxide
And magnesium oxide. Calcium hydroxide
Is commonly called hydrated lime,
Most commonly used in the manufacture of products and during storage
Excellent quality without degradation (relatively free of carbonates)
It is preferable to use the hydrated lime of (i). [0018] The accelerator solvent is also sometimes referred to as a co-solvent.
Base, alkaline earth metal base, alkylphenol and
Perceived by both sulfide and sulfide metal phenate intermediates
Can be any stable organic liquid with solubility of
it can. A wide variety of molten sulfur is used in this field
It is known that many such suitable sintered bodies are
Recall and glycol monoethers, such as ethyl
Len glycol, 1,4-butanediol, ethylene glycol
Derivatives of recol, for example, monomethyl ether, mono
Ethyl ether and the like. vic-glycol is preferred
And ethylene glycol activates the neutralization reaction
Most effective and neutralizing
The exact characteristics that describe the function are not known.
Not. The sulfur used in this reaction is elemental sulfur.
It is yellow. In the present invention, the use of molten sulfur
And was found to be desirable. In the present invention, the formation of sulfurized phenate
Of low base alkylbenzene sulfo
It is more desirable to use phosphates, but this is required
Not done. Suitable sulfonates for use include, for example,
Fin or chain length C15-C80CTwo-CFourOlefin port
Alkyl-benzene sulfone derivatized from limmer
Having a molecular weight of preferably 400 or less obtained by
Fonic acid and alkaline earth metals such as calcium,
Salts such as barium and magnesium. Of this description
In the following examples, polypropane having a chain length of about C-60
Of low-base calcium sulfonate produced from
Included in the reaction. In addition to the above reaction components, metal sulfide phenene
Formation is preferably performed in the presence of a lubricating oil reactive diluent
I do. The lubricating oil contains the phenate produced according to the present invention.
Any lubrication used in the final lubricating oil formulation having
Oils such as naphthenic bases, paraffin bases and mixed
5W, 10W or event including combined base mineral oil
It can be 40W oil. 5W oil as reaction diluent
Generally the most appropriate. The stoichiometric amount of the reaction for the above reactants
The range of is as follows: [0023] [Table 1]range Preferred range Sulfur, mol / mol DDP * 1.0-2.0 1.3-1.6 Ca (OH)Two, Mol / mol DDP 0.1-1.0 0.4-0.6 Glycol, mol / mol DDP 0.1-1.0 0.4-0.6 * Dodecyl phenol The amount of diluent oil is
Generally about 200-300 g. Low base sulfone
The amount of the acid salt (if used) is
About 10 to 20 g per mole. Sulfated alkaline earth metal alkyl phenates
In the present invention, the reaction to form
Genus, alkylphenol, accelerator solvent, lubricating oil dilution
Agent, and any low base sulfonate, to about 13
7.8 to about 193.3 ° C (about 280 to about 380 ° F),
Preferably about 160.0 to about 182.2 ° C (about 320 to
At a reaction temperature of about 360 ° F., the desired intermediate form
Contact for a sufficient time, usually about 40 to 80 minutes.
It is implemented by doing. The reactor is operated at 137.8-193.3 ° C. (28
0-380 ° F.) during the desired reaction temperature
Alkylphenol and
The alkaline earth metal base is preferably treated at the desired reaction temperature.
At the same time as feeding the reactor across the set preheater
The promoter solvent is fed separately to the reactor. Glycol solution
The medium is Ca (OH)TwoWith alkylphenol
It is preferred not to feed across the preheater. Why
Glycol clogs preheaters, typically heat exchangers
This would form a complex salt that would cause Metal bases, alkylphenols and promoters
After the addition of the agent solvent, sulfur is added to the reaction mixture as the reaction exotherms.
Slow enough to control emissions and emissions
Add at a slow rate. Alkyl phenols and metal bases
Is supplied to the preheated reactor,
The addition of yellow (which takes 30-60 minutes) is important
You. [0027]Carbon dioxide After the formation of the sulfurized metal phenate intermediate as described above,
In accordance with the invention, further alkaline earth metal base and promotion
The solvent for the agent is added to the reactor whileTwoDiacid in gas
Carbonization to achieve carbonic acid overbasing.
Can be. Stoichiometric amount of reaction for carbonation
The range of is as follows: [0028] [Table 2]range Preferred range Ca (OH)Two, Mol / mol DDP * 0.5-2.0 1.0-1.5 Glycol, mol / mol DDP 0.5-2.0 1.0-1.5 COTwo, Mol / mol DDP 0.5-2.0 1.0-1.5 * Dodecyl phenol According to the present invention, a C of about 0.40: 1 to about 0.95: 1.
OTwo/ Mole ratio of alkaline earth metal base and reactant
Supply rate can advance the carbon dioxide conversion reaction
Not substantially higher or lower than speed
Alkaline earth metal salts at a controlled rate
Groups, promoter solvents and COTwoTo the reactor. This
Is greater than the rate at which carbonation can occur
The reaction mixture becomes very viscous if
It is difficult to perform carbon dioxide due to formation of oxide complex
And the resulting product will generally be of poor quality
U. Feed rate is the rate at which carbonation can occur
If smaller, the reaction cycle time will be unnecessarily long.
You. As an example, a commercial 3000 gallon stirrer
Alkaline-earth metal (5
480 TBN Ca (OH) in W oilTwoSlurry shape
Suitable speeds for feeding the state) are about 70 to 90 pounds / minute.
And the glycol feed rate is about 10-15 pounds per minute.
Yes and suitable COTwoSupply speed of about 7000SC
It was determined to be FH. COTwoAnd alkaline earth metal bases
The molar ratio fed to the reactor during the carbon oxide
Constitute an important aspect of Ming. CO suppliedTwo/ Metal base
The reaction mixture is viscous if the molar ratio of
And becomes difficult to process, and the resulting product is
Poor quality as evidenced by water intolerance
Will. If the molar ratio is greater than 0.95,
Cloudy phenate raw material characterized by poor water endurance properties
The danger of excessively carbonized products
Exists. COTwo/ Preferred supply ratio of alkaline earth metal
Is about 0.75 to 0.85: 1. The carbonation reaction is carried out at about 148.9 to about 1
82.2 ° C. (about 300 to about 360 ° F.), preferably about
165.6 to about 176.7 ° C (about 330 to about 350 °
It can be carried out in the temperature range of F). Preferred
Or alkaline earth metal base (in 5W oil) with carbon dioxide
Reaction across preheater set to desired reaction temperature for
Supply to vessel. Alkaline earth metal bases and glycols
Is completely supplied to the reactor, and the carbon dioxide conversion reaction is complete.
Until tied, COTwoContinue to supply. Completion of exhaust gas
"Leakage", that is, the supplied COTwoIs in the reaction medium
Sharp increase in reactor exhaust when no longer absorbed
More proven. Generally, the exhaust gas of the reactor is 5000S
In 5 minutes after the CFH was over, the conclusion was thought to have taken place.
Is After carbonation, unreacted
And glycol and alkylphenol
Can be removed. This is typically 204.4-
At 400-480 ° F (248.9 ° C), the nitrogen
Performed under vacuum. After stripping, the product
To remove fine solids. The overbased sulfided sulfur produced according to the present invention
Nate is used in lubricating oils, especially in marine diesel engines.
Suitable as a cleaning agent / antioxidant for used oils
That's right. [0035] 【Example】Example I (Comparative) In this example, overbased alkaline sulfide
Production of metal-class alkyl phenates using a batch process
You. 80 gallons of 5W oil with commercial 3000 gal agitation
Was fed into the tank reactor. Then, 73
00 pounds 180 TBN calcium hydroxide dodecyl
A slurry of phenol was fed. This slurry contains 1
700 gallons of 5.0% by weight alkaline earth metal sulfo
1740 pounds of Ca (OH)TwoAnd one quo
In combination with the commercially available antifoaming agent
TBN of 0 (total bases according to ASTM D-2896)
By producing a slurry having
Prepared. Dodecylphenol calcium hydroxide slurry
7128 pounds of ethyl
The glycol was fed to the reactor. Then, the reactor was
21.1 ° C. (250 ° F.), at which point 1
150 pounds of molten sulfur were fed to the reactor. Next
Bring the reactor to a temperature of 165.6 ° C. (330 ° F.)
Then hold at that temperature for 60 minutes to
Achieve the formation of the nate. Then 3260 pounds of 5
480 TBN slurry of calcium hydroxide in W oil
And 510 pounds of ethylene glycol to reactor
To carry out the first stage of carbonation overbasing
Was. 1240 gallons of 5 W, 1 quart of defoamer and
4140 pounds of Ca (OH)TwoIn a suitable holding tank
Calcium hydroxide in 5W oil by mixing
A slurry of 480 TBN was prepared previously. 480T
After feeding BN slurry and additional glycol,
Of the reaction mixture of 2000 SCFH with NTwoWith nitrogen
Tripped. After nitrogen stripping, the reactor
CO2 conversion as shown by the sharp increase in exhaust gas
Until complete, the reaction mixture is brought to 7000 SCFH CO 2Two
To convert to carbon dioxide. The first carbonation stage is complete
Sometimes the second supply (3260 pounds) of 480 TBN hydroxyl
Slurry of calcium fluoride / 5W oil and ethylene glyco
(510 pounds) into the reactor and then with nitrogen
The second carbon dioxide conversion by stripping
The process was carried out. Proof by sharp increase in exhaust gas leakage
Reaction mixture until carbonization is complete as indicated
The product is again 7000 SCFH COTwoTo carbon dioxide
Was. The reaction product is then stripped in the usual way.
To remove unreacted glycol and alkylphenol
And then filtered to remove solid particles. Final product
Had the following properties: calcium (% by weight) 9.4;
Yellow (% by weight) 3.0; glycol (% by weight) 0.1;
-Carbonate C (wt%) 1.7; TBN (mgKOH /
g) 267; PM flash point 180 ° C (35
6 ° F); viscosity (cSt, 100 ° C) 151; BS & W
(% By volume) 0.02. [0036]Example II (Comparative) In this example, sulfurized overbased calcium
Reaction of two 3000 gallons of phenate in a continuous manner
The vessels were manufactured in series. 176.7 ° C (350 °
32 lb / min into the first reactor controlled in F)
270 TBN calcium hydroxide dodecylphenols
Rally, 3.4 lb / min ethylene glycol and
4.9 lb / min of sulfur was fed. 176.7 ° C
(350 ° F) in the second reactor
The flow of the reactor from the first reactor via the control
Deposit, 330 TBN calcium hydroxide at 46 lb / min
Mudodecyl phenol slurry, 9.6 lb / min
Tylene glycol and CO of 2300 SCFHTwoProvide
Paid. Level control of effluent from the second reactor
Transported for stripping and filtration through
Was. The final product had the following properties: calcium (weight
%) 9.4; sulfur (% by weight) 3.2; glycol (% by weight)
%) 0.1; carbonate C (% by weight) 1.3; TBN
(Mg KOH / g) 254; PM flash point (flash)
350 ° F .; viscosity (cSt, 100
° C) 275; BS & W (% by volume) <0.05. [0037]Example III In this example, the overbased calcium dodecyl sulfide
Phenol was prepared according to the present invention. Commercial 3000 ga
Supply 80 gallons of 5W oil to Ron's stirred tank reactor
did. 7,300 pounds of 180 TBN calcium hydroxide
Mudodecylphenol slurry (as in Example I above)
Slurry) (330 ° F) at 165.6 ° C (330 ° F).
To the reactor through the preheater set to
Immediately before the introduction of the slurry, the temperature of the slurry was increased to 165.6 ° C (330 ° C).
F). At the same time, but separately, 728 pounds
Ethylene glycol was fed to the reactor. Then sum
Reacts molten sulfur until 1150 pounds are supplied
The vessel was fed at a rate of 29 pounds / minute. 180 TBN
After supplying slurry, same as used for supplying slurry
50 gallons of 5W oil to the reactor through the line
Was. The reaction mixture was then brought to 165.6 ° C (330 ° F).
Hold for 30 minutes, calcium sulfide dodecylphenate
Intermediate formation was achieved. Next, 480 TBN of hydroxyl
Calcium fluoride / 5W oil slurry (Slurry preparation
(See Example I) at 165.6 ° C (330 ° F).
6250 lbs across the 2nd preheater
82 pounds / minute until the slurry of
By feeding the reactor at the feed rate, the intermediate
A carbon oxide conversion was performed. Supply 480 TBN slurry
And then use the same laser used to supply this slurry.
50 gallons of 5W oil was fed to the reactor through the reactor.
480 tbh of Ca (OH)Two/ 5W oil slurry supply
At the same time, separately 1020 pounds of ethylene glycol
At a rate of 13 lbs / min and separate carbon dioxide
Gas was supplied at a rate of 7000 SCFH. 480TB
After the supply of the slurry of N and glycol is completed,
Until carbonization is completed, COTwoContinued to supply. Reactor
5 minutes after the exhaust gas exceeds 5000 SCFH,
The carbonization was considered complete. The product is 248.9 ° C.
Vacuum strip with nitrogen at (480 ° F)
And filtered through Celite 535
Later, it had the following final properties: calcium (% by weight)
9.4; sulfur (% by weight) 2.9; glycol (% by weight)
0.6; carbonate C (% by weight) 1.8; TBN (m
gKOH / g) 272; PM flash point 18
2.2 ° C (360 ° F); Viscosity (cSt, 100 ° C) 1
06; BS & W (% by volume) <0.05. Preparation of the Batch Process of Example I and Example II
Reaction scheme for the preparation of the batch process of the invention described in I
Table I provides a comparison of cycle times. [0039] [Table 3]                                  Table I            Comparison of reaction cycle times of Example I and Example III     Process Example I Example III                                               (Minutes) 1. Dodecyl phenol in slurry     5W oil, glycol and 180     TBN Ca (OH)TwoSupply 65 65 2. Supply sulfur 15 60 3. Reactor for sulfidation reaction     Heat to 165.6 ° C 120-180 0 4. Retention of reaction 60 30 5.5W in oil and glycol     Ca (OH)Two480 TBN     Supply slurry 40 80 6. NTwoStripping with 20 0 7. Carbon dioxide conversion until exhaust gas leakage 60 40 8. Repeat steps 5-7 120 0 Reaction cycle time (min) 500-560 275 Both preparations are essentially equivalent by treating the same amount of reactants
In the amount and quality of the product
The improvement of the present invention carried out in
Decreased by ~ 285 minutes. This significant decrease is new and
It is possible in a way that is not obvious,
Of the process of carbonization and carbonation by the batch method of the present invention.
You. In particular, the two stages required in the batch method of Example I
The carbonation of the floor is, in the present invention, 480 TBN
Ca (OH)Two/ 5W oil slurry and glycol
CO2 conversion should be carried out at the same time as feeding to the reactor.
And be excluded by. This feature of the present invention
The problem of high viscosity in the reaction mixture (this problem
Requires two stages of carbonation as used in
At the same time as described in Example II
Excessive carbonation associated with a continuous process, such as
Or lack of carbon dioxide (the problem is phenate
(Which would cause water durability difficulties in the product). The product prepared in Example II (continuous process)
The water durability of the overbased phenate obtained was determined in Example III.
The overbased phenate produced according to the invention described
Compared to water durability. Two phenenes of normal processing level
Contains a major proportion of lubricating oil and a small effective amount of ash
Dispersant, low base calcium sulfonate, high base
Magnesium sulfonate, oxidation inhibitor and dialkyl
Standard commercial lubricating oil formulations containing zinc dithiophosphate
Was mixed in. Including the overbased phenate of Example II
The water durability of a standard formulation having the supersalt of Example III
Water Durability and Ratio of Standard Formulations Containing Base Phenates
70 ° F. or 54.4 ° C.
(130 ° F) and three different water levels in the formulation
(0.10, 0.15 and 0.20% by weight)
After storage for 6 weeks, clouding and settling in a sample of the formulation
The fall was measured. Thus, six separates of the standard formulation
Samples were tested for each overbased phenate. Water endurance
Sex test results are summarized in Table II below. [0041] [Table 4]                                 Table II          Water durability test of the phenates of Examples II and III               21.1 ℃ storage Storage at 54.4 ° C Water, weight% grade** Water, weight% grade 0.10 0.15 0.20 0.10 0.15 0.20 Example II A / tr * A / tr M / 15 Superior A / tr M / 15 M / 20 Boundary Example III A / tr A / tr A / tr Ideal A / tr A / tr M / 20 Excellent * Haze / settling; Haze grade is for best clarity
Start with "A" and grade "D" or higher
Considers to have failed. Settling is measured in volume% and
“Tr” means a slight amount of sedimentation. During six weeks of storage
Sedimentation> 1% at any time is rejected. ** Grades are assigned as follows:grade Standard No clouding or settling at any water level Excellent cloudiness or settling in 0.20% water Borderline cloudy or sediment rejected in 0.15% water Poor 0.10% water rejection of cloudiness or settling As demonstrated by the data set forth in Table II above, the present invention
The method of Example III (Example III) is similar to the continuous method of Example II.
Significantly improved overbased phenates produced
Yields an overbased phenate with improved water durability. The data set forth in Tables I and II
In conclusion, the method of the present invention significantly increases the throughput of the batch method.
At the same time as it is usually associated with batch production.
To achieve excellent water durability. The main features and embodiments of the present invention are as follows.
It is. 1. Process: a) into the reactor in a molar ratio of 0.1: 1 to 1.0: 1
From alkaline earth metal bases and alkylphenols
Providing a pre-heated mixture consisting essentially of
The product is charged to the reactor at 137.8-193.3C (280-38).
At a temperature in the range of 0 ° F .;
In a vessel, simultaneously, but separately, alkylphenol
0.1 to 1.0 mole of the solvent of the accelerator per mole of
Pay, then b) Raise the reaction temperature to 137.8-193.3 ° C (280-3
80 ° F) while maintaining the exotherm of the reaction and
20 to 180 at the speed to control the generation of exhaust gas
Over a period in the range of minutes, the alkyl
1.0-2.0 moles per mole of phenol
Supply sulfur, c) When the supply of sulfur is complete, 137.8-193.
At reaction temperatures in the range of 3 ° C (280-380 ° F)
To form sulfided alkaline earth metal alkyl phenates
Allow the contents in the reactor to interact for a time sufficient
Let d) Raise the reaction temperature to 137.8-193.3 ° C (280-3
80 ° F) while maintaining in the reactor
Reacting components react to form an overbased phenate
Controls that are not substantially larger or smaller than the speed
At a rolled feed rate, (i) the alkylphenol
0.5 to 2 moles of alkaline earth metal salt per mole
Group, (ii) 0.5 per mole of alkylphenol
~ 2.0 moles of accelerator solvent and (iii) alkali
0.40 to 0.95 mole per mole of base of earth metal
At the same time into the reactor.
Alkaline earth metal sulfide alkylene
Convert the salt to an overbased phenate, e) Reaction of alkaline earth metal base and promoter solvent.
When the supply to the vessel is completed, the supplied carbon dioxide
When it is no longer absorbed into the reaction medium, the reactor
Carbonization evidenced by a sharp increase in exhaust gas in the environment
Until the completion of the reaction, the supply of the carbon dioxide is continued, f) 204.4 to 248.9 ° C under vacuum (400 to 48
At a temperature in the range of 0 ° F.).
Solvents of knol and promoter are removed by purging with inert gas
And then g) filtering the resulting reaction product mixture and filtering
Recovering product from the lubricating oil formulation
Overbased sulfided alka with excellent water durability
A method for producing an earth metal alkyl phenate.
To carry out this method with a reaction cycle time of 6 hours or less.
And said filtered product is for at least 8 hours
Batch of a process having a cycle time of the reaction of
More specifically, it has water durability characteristics normally associated with manufacturing.
How to sign. 2. Alkaline earth metal base is calcium hydroxide
Dodecyl phenol, an alkyl phenol
And the solvent of the accelerator is ethylene glycol.
2. The method of claim 1, wherein the method comprises: 3. Calcium hydroxide in step (a)
/ Dodecylphenol molar ratio of 0.4-0.6: 1
Yes, ethylene glycol / dodeci in step (a)
And the molar ratio of phenol is 0.4 to 0.6: 1.
In step (b), the molar ratio of sulfur / dodecylphenol is
1.3 to 1.6: 1, the hydroxylation in step (d)
When the molar ratio of calcium / dodecylphenol is 1.0 to
1.5: 1, ethylene glycol in step (d)
Ole / dodecylphenol molar ratio of 1.0 to 1.5:
1 and supplied in steps (d) and (e)
COTwo/ Dodecylphenol molar ratio is 1.0 ~
3. The method of claim 2 wherein the ratio is 1.5: 1. 4. In steps a), b), c) and d)
Reaction temperature of 148.9 to 182.2 ° C (300 to 3
2. The method of claim 1, wherein the temperature is maintained within a range of 60 ° F.
Law. 5. CO supplied in step d)Two/
The base of the alkaline earth metal is 0.75 to 0.85: 1.
The method of claim 1, wherein 6. Alkaline earth metal base is calcium
Or magnesium oxide or hydroxide, above
2. The method according to item 1. 7. Converting the reaction of step c) to a low base alkali
Item 1. The above item 1 which is carried out in the presence of an earth metal sulfonate.
The described method. 8. The sulfonate is C15-C80Range
Alkylbenzenesulfonic acid having an alkyl substituent
Calcium and alkaline earth metal base
The method according to claim 7, which is a lucium base. 9. The reaction of steps c) and d) is
The method according to claim 1, which is carried out in the presence of a diluent. 10. Alkaline earth metal base is alkaline
Earth metal oxides or hydroxides,
Is ethylene glycol, and steps a), b), c) and
And the reaction temperature in d) is 148.9-182.2 ° C.
(300-360 ° F.)
Reaction in the presence of low base alkali metal sulfonate
And carrying out the reactions of steps c) and d)
Carried out in the presence of excipients and supplied in step d)
COTwo/ The ratio of the oxide or hydroxide is 0.75
The method of claim 1 wherein the ratio is 0.85: 1. 11. Alkaline earth metal base is calcium
Base and the alkali metal sulfonate is a C15
-C80With alkyl substituents in the range
11. The method according to the above item 10, which is calcium sulfonate.
Law. 12. Calcium base is calcium hydroxide
And the alkyl substituent is CTwo-CFourmonomer
12. The method according to claim 11, which is derived from a polymer of
Law. 13. Alkylphenol is dodecylfe
12. The method of claim 11, which is knol. 14. Calcium hydroxide in step a)
/ Alkylphenol in a molar ratio of 0.4 to 0.6: 1
Yes, ethylene glycol / alkyl in step a)
The phenol molar ratio is 0.4-0.6: 1,
Ethylene glycol / alkylphenol in a)
Is from 0.4 to 0.6: 1, and in step b)
The molar ratio of sulfur / alkylphenol is 1.3-1.
6: 1 and calcium hydroxide / a in step d)
The molar ratio of the alkylphenol is 1.0 to 1.5: 1.
The ethylene glycol / alkyl phenol in step d)
The molar ratio of the enol is from 1.0 to 1.5: 1, and
CO supplied in steps d) and e)TwoMolar ratio of
Wherein the ratio is 1.0 to 1.5: 1.
Law. 15. Alkylphenol is dodecylfe
15. The method according to claim 14, which is knol.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C10N 30:04 C10N 30:04 30:10 30:10 40:25 40:25 70:00 70:00 (56)参考文献 特表 平3−505884(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 319/14 C07C 323/20 C10M 159/22 C10M 177/00 C10N 10:04 C10N 30:04 C10N 30:10 C10N 40:25 - 40:28 C10N 70:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C10N 30:04 C10N 30:04 30:10 30:10 40:25 40:25 70:00 70:00 (56) References Table 3-505884 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C07C 319/14 C07C 323/20 C10M 159/22 C10M 177/00 C10N 10:04 C10N 30:04 C10N 30:10 C10N 40:25-40:28 C10N 70:00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 工程: a)反応器の中に、0.1:1〜1.0:1のモル比で
アルカリ土類金属の塩基およびアルキルフェノールから
本質的に成る予熱した混合物を供給し、ここで前記混合
物が反応器に137.8〜193.3℃(280〜38
0°F)の範囲の温度において入るようにし;前記反応
器の中に、同時であるが、別々に、アルキルフェノール
の1モル当たり0.1〜1.0モルの促進剤の溶媒を供
給し、次いで b)反応温度を137.8〜193.3℃(280〜3
80°F)の範囲内に維持しながら、反応の発熱および
排ガスの発生をコントロールする速度で、20〜180
分の範囲の時間をかけて、前記反応器の中に、アルキル
フェノールの1モル当たり1.0〜2.0モルの溶融し
た硫黄を供給し、 c)硫黄の供給が完結したとき、137.8〜193.
3℃(280〜380°F)の範囲内の反応温度におい
て硫化アルカリ土類金属アルキルフェネートを形成する
ために十分な時間の間、反応器内の内容物を相互作用さ
せ、 d)反応温度を137.8〜193.3℃(280〜3
80°F)の範囲内に維持しながら、反応器の中に存在
する反応成分が反応して過塩基化フェネートを形成する
速度より実質的に大きくないか、あるいは小さいコント
ロールされた供給速度で、(i)アルキルフェノールの
1モル当たり0.5〜2モルのアルカリ土類金属の塩
基、(ii)アルキルフェノールの1モル当たり0.5
〜2.0モルの促進剤の溶媒および(iii)アルカリ
土類金属の塩基の1モル当たり0.40〜0.95モル
の二酸化炭素ガスを、前記反応器の中に、同時に供給す
ることによって、硫化アルカリ土類金属アルキルフェネ
ートを過塩基化フェネートに変換し、 e)アルカリ土類金属の塩基および促進剤の溶媒の反応
器への前記供給が完結したとき、供給した二酸化炭素が
反応媒質の中にもはや吸収されなくなったとき、反応器
の中の排ガスの鋭い増加により証明される二酸化炭素化
反応の完結まで、前記二酸化炭素の供給を続け、 f)真空下に204.4〜248.9℃(400〜48
0°F)の範囲の温度において、未反応のアルキルフェ
ノールおよび促進剤の溶媒を不活性ガスのパージで除去
し、そして g)生ずる反応生成物の混合物を濾過し、そして濾過し
た生成物を回収する、からなる、潤滑油配合物の中でき
わめてすぐれた水耐久特性を有する過塩基化硫化アルカ
リ土類金属アルキルフェネートを製造する方法であっ
て、この方法を6時間以下の反応サイクル時間で実施す
ること、および前記濾過した生成物は少なくとも8時間
の反応のサイクル時間を有する方法の前記生成物の回分
製造に通常関連する水耐久特性を有することをさらに特
徴とする方法。
(57) [Claim 1] Step: a) In a reactor, an alkali earth metal base and an alkyl phenol are essentially separated from each other in a molar ratio of 0.1: 1 to 1.0: 1. Is supplied to the reactor, where the mixture is charged to the reactor at 137.8-193.3C (280-38).
0 ° F.); into the reactor, simultaneously but separately, from 0.1 to 1.0 mole of promoter solvent per mole of alkylphenol; Next, b) the reaction temperature was increased to 137.8 to 193.3 ° C. (280 to 3
80 ° F), while maintaining the temperature within the range of 20 to 180 at a rate that controls the heat generation of the reaction and the generation of exhaust gas.
Minutes of molten sulfur per mole of alkylphenol are fed into the reactor over a time period in the range of minutes, c) when the sulfur feed is complete, 137.8 ~ 193.
Allowing the contents in the reactor to interact for a period of time sufficient to form a sulfurized alkaline earth metal alkyl phenate at a reaction temperature in the range of 3 ° C (280-380 ° F); d) reaction temperature 137.8-193.3 ° C (280-3
At a controlled feed rate that is not substantially greater or less than the rate at which the reactants present in the reactor react to form the overbased phenate, while maintaining the temperature within the range of 80 ° F. (I) 0.5-2 moles of alkaline earth metal base per mole of alkylphenol, (ii) 0.5 per mole of alkylphenol.
By simultaneously feeding .about.2.0 moles of a promoter solvent and (iii) 0.40 to 0.95 moles of carbon dioxide gas per mole of base of an alkaline earth metal into the reactor. E) converting the sulfurized alkaline earth metal alkyl phenate to an overbased phenate; e) when the supply of the alkaline earth metal base and promoter solvent to the reactor is complete, the supplied carbon dioxide is converted to a reaction medium. When it is no longer absorbed into the reactor, the carbon dioxide feed is continued until the completion of the carbonation reaction, as evidenced by a sharp increase in the exhaust gas in the reactor; f) 204.4-248. 9 ° C (400-48
At a temperature in the range of 0 ° F.), unreacted alkylphenol and promoter solvents are removed by purging with an inert gas, and g) the resulting reaction product mixture is filtered and the filtered product is recovered. A process for producing an overbased sulfurized alkaline earth metal alkyl phenate having excellent water durability properties in a lubricating oil formulation, the method being carried out with a reaction cycle time of 6 hours or less. Further comprising, and wherein the filtered product has water endurance characteristics normally associated with batch production of the product in a process having a cycle time of the reaction of at least 8 hours.
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