RU2089599C1

RU2089599C1 - Method for production of multifunctional additive for oils

Info

Publication number: RU2089599C1
Application number: RU95107408/04A
Authority: RU
Inventors: С.Б. Борщевский; Е.В. Шабанова; Е.М. Мещерин; И.С. Левитина; В.Л. Иванковский; М.Е. Островска; М.Е. Островская; П.А. Дерех; В.Ф. Блохинов; Б.А. Шаров; А.И. Гущин; В.В. Герасимов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти; Павлодарское производственное объединение "Химпром"
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1995-05-10
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU95107408A

Abstract

FIELD: oil processing industry and petrochemical industry. SUBSTANCE: method involves interaction of dialkyldithiophosphoric acid with styrene which is carried out in the presence of phenol and aliphatic alcohol, molar ratio of dialkyldithiophosphoric acid, styrene and phenol being 1:(1-4): (0.5-1), respectively. Quantity of said aliphatic alcohol is 5-10 mass % of quantity of dialkyldithiophosphoric acid. Reaction is carried out at 50-170 C in the presence of triethylamine being used as alkaline catalyst. Thus prepared product is then consequently treated by medium-alkaline calcium sulfonate and succinimide at their mass ratio (10-15):(40-60:(3-45), respectively. The process takes place at 70-80 C within 2-5 h. EFFECT: improved efficiency of the method.

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности, к способу получения многофункциональной присадки к маслам, предназначенной для использования главным образом в двухтактных бензиновых двигателях. The invention relates to the refining and petrochemical industries, in particular, to a method for producing a multifunctional oil additive, intended for use mainly in two-stroke gasoline engines.

Зарубежные фирмы к маслам для двухтактных бензиновых двигателей выпускают многофункциональные присадки или пакеты присадок, которые рекомендуют вводить в масла в различной концентрации в зависимости от форсировки и назначения двигателя (табл. 1). Foreign firms for oils for two-stroke gasoline engines produce multifunctional additives or additive packages that are recommended to be introduced into oils in various concentrations depending on the boost and purpose of the engine (Table 1).

Введение многофункциональных присадок или пакетов присадок в масла придает последним весь комплекс необходимых свойств противоизносных, противозадирных, антинагарных, антикоррозионных, обеспечение чистоты свечей зажигания и другие. При этом "запас" свойств может регулироваться концентрацией вводимой присадки. The introduction of multifunctional additives or additive packages in oils gives the latter the full range of necessary properties of anti-wear, extreme pressure, anti-stick, anti-corrosion, ensuring the purity of spark plugs and others. In this case, the "reserve" of properties can be controlled by the concentration of the introduced additive.

В нашей стране такие присадки не вырабатываются, и смазка двухтактных бензиновых двигателей осуществляется специальными маслами. Проблема заключается в том, что независимо от назначения двигателя концентрация масла в топливе остается неизменной. Изменение содержания масла в топливе с целью корректировки содержания присадок может вызвать нежелательные явления: снижение концентрации масла приводит к ухудшению противоизносных и противозадирных свойств, а повышение к увеличению дымности и замыканию свечей зажигания. Отсюда очевидно преимущество пакета присадок или многофункциональной присадки. In our country, such additives are not produced, and two-stroke gasoline engines are lubricated with special oils. The problem is that, regardless of the purpose of the engine, the oil concentration in the fuel remains unchanged. A change in the oil content in the fuel in order to adjust the content of additives can cause undesirable effects: a decrease in the oil concentration leads to a deterioration of antiwear and extreme pressure properties, and an increase to an increase in smoke and shorting spark plugs. Hence the obvious advantage of the additive package or multifunctional additive.

Известен способ получения антиокислительной и противоизносной присадки формулы (RPhO)₂ P(S)SCPh(Y)(CH₃), где R=алкил - C₁₀-C₁₈, Y=H или низший алкил C₁-C₃. Продукт формулы (RPhO)₂P(S)SCPh(Y)(CH₃) представляет собой продукт взаимодействия 820 г O₁O-ди(алкилфенил)-дитиофосфорной кислоты, где алкил-полипропенил C₁₂-C₁₅ с 84 г стирола. Взаимодействие осуществляют при температуре 100 ^oC при перемешивании в течение 8 ч, затем продукт реакции вакуумируют при 120^o/2,5 мм и получают эфир с кислотным числом 2,2 мг КОН/г /1/.A known method of obtaining antioxidant and antiwear additives of the formula (RPhO) ₂ P (S) SCPh (Y) (CH ₃ ), where R = alkyl - C ₁₀ -C ₁₈ , Y = H or lower alkyl C ₁ -C ₃ . The product of the formula (RPhO) ₂ P (S) SCPh (Y) (CH ₃ ) is the reaction product of 820 g of O ₁ O-di (alkylphenyl) dithiophosphoric acid, where the alkyl polypropenyl is C ₁₂ -C ₁₅ with 84 g of styrene. The interaction is carried out at a temperature of 100 ^o C with stirring for 8 h, then the reaction product is evacuated at 120 ^o / 2.5 mm and get ether with an acid number of 2.2 mg KOH / g / 1 /.

Однако данная присадка в сочетании с другими присадками (моющими, ингибиторами коррозии, антиокислительными и др.) при введении в смазочное масло для двухтактных бензиновых двигателей не предотвращает пригорания поршневых колец, не обеспечивает чистоту свечей зажигания и снижение отложений на деталях цилиндропоршневой группы и в выпускной системе. However, this additive in combination with other additives (detergents, corrosion inhibitors, antioxidants, etc.) when introduced into lubricating oil for two-stroke gasoline engines does not prevent piston rings from sticking, it does not ensure the cleanliness of spark plugs and the reduction of deposits on parts of the piston-cylinder group and in the exhaust system .

Известен также способ получения присадки к смазочным маслам путем присоединения диалкил(арил)дитиофосфорной кислоты к стиролу при мольном соотношении 1:0,5 1:1,1 и температуре 60-190 ^oC (100-150 ^oC), который является наиболее близким к предлагаемому способу /2/.There is also a method of obtaining additives for lubricating oils by adding dialkyl (aryl) dithiophosphoric acid to styrene at a molar ratio of 1: 0.5 to 1: 1.1 and a temperature of 60-190 ^o C (100-150 ^o C), which is the closest to the proposed method / 2 /.

Однако эфиры диалкилдитиофосфорной кислоты не повышают или даже снижают антиокислительную эффективность смазочных масел. Повышение противоизностных и противозадирных свойств масел достигается, но не отвечает предъявляемым требованиям. Кроме того, эфиры дитиофосфорных кислот имеют сильный неприятный запах. However, dialkyldithiophosphoric esters do not increase or even reduce the antioxidant effectiveness of lubricating oils. The increase in anti-aging and extreme pressure properties of oils is achieved, but does not meet the requirements. In addition, dithiophosphoric acid esters have a strong unpleasant odor.

Для решения указанных проблем предлагается новый способ получения многофункциональной присадки к смазочным маслам путем взаимодействия диалкилдитиофосфорной кислоты со стиролом в присутствии фенола при мольном соотношении диалкилдитиофосфорная кислота стирол фенол, равном 1:1 - 4:0,5-1, и алифатического спирта, взятого в количестве 5-10 мас. на диалкилдитиофосфорную кислоту. Взаимодействие проводят в присутствии триэтиламина при температуре 50-170 ^oC и далее продукт взаимодействия последовательно обрабатывают нефтяным среднещелочным сульфонатом кальция и сукцинимидом при массовом соотношении 10-15: 40-60 3-45 соответственно. Обработку проводят при температуре 70-80 ^oC в течение 2-5 ч.To solve these problems, a new method is proposed for producing a multifunctional additive for lubricating oils by reacting dialkyldithiophosphoric acid with styrene in the presence of phenol with a molar ratio of dialkyldithiophosphoric acid styrene phenol equal to 1: 1 - 4: 0.5-1, and aliphatic alcohol taken in an amount 5-10 wt. on dialkyldithiophosphoric acid. The interaction is carried out in the presence of triethylamine at a temperature of 50-170 ^o C and then the reaction product is sequentially treated with petroleum medium alkaline calcium sulfonate and succinimide in a mass ratio of 10-15: 40-60 3-45, respectively. The treatment is carried out at a temperature of 70-80 ^o C for 2-5 hours

Пример 1. В 4-х горлый стеклянный реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и трубкой для тока азота, загружают 1 моль диэтилдитиофорсфорной кислоты, 5 изопропилового спирта, 1 моль фенола и 1 г катализатора триэтиламина. К смеси при 50 ^oC добавляют 4 моля стирола. Смесь выдерживают при температуре 150 ^oC в течение 4 ч. От продукта реакции отгоняют под вакуумом избыток стирола, фенола и спирт. К 100 г продукта взаимодействия добавляют 400 г среднещелочного нефтяного сульфаната кальция, 300 г сукцинимида. Смесь нагревают до температуры 70 ^oC и перемешивают в течение 2-3 ч. Получают продукт однородного состава, светло-коричневого цвета, резкого неприятного запаха не имеет.Example 1. In a 4-necked glass reactor equipped with a stirrer, dropping funnel, reflux condenser and tube for a nitrogen stream, 1 mol of diethyldithiophosphoric acid, 5 isopropyl alcohol, 1 mol of phenol and 1 g of triethylamine catalyst are charged. 4 mol of styrene was added to the mixture at 50 ^° C. The mixture was kept at a temperature of 150 ^° C. for 4 hours. An excess of styrene, phenol and alcohol were distilled off from the reaction product under vacuum. To 100 g of the reaction product add 400 g of mid-alkaline petroleum calcium sulfonate, 300 g of succinimide. The mixture is heated to a temperature of 70 ^o C and stirred for 2-3 hours. Get a product of a homogeneous composition, light brown in color, does not have a sharp unpleasant odor.

Пример 2. В такой же реактор, как в примере 1, загружают 1 моль изобутилизооктилдитиофосфорной кислоты, 5 мас. изобутилового спирта, 1 моль фенола и 1,2 г триэтиламина. К смеси при 70 ^oC добавляют 2 моля стирола. Смесь выдерживают при перемешивании при 150 ^oC в течение 4 ч. От продукта реакции под вакуумом отгоняют избыток спирта, фенола и стирола. К 120 г продукта взаимодействия добавляют 480 г среднещелочного нефтяного сильфоната и 360 г сукцинимида. Смесь нагревают до температуры 75 ^oC и перемешивают в течение 3-4 ч. Получают однородный продукт коричневого цвета, резкого неприятного запаха не имеет.Example 2. In the same reactor as in example 1, load 1 mol of isobutylisooctyldithiophosphoric acid, 5 wt. isobutyl alcohol, 1 mol of phenol and 1.2 g of triethylamine. To the mixture at 70 ^° C. is added 2 moles of styrene. The mixture is kept under stirring at 150 ^° C. for 4 hours. Excess alcohol, phenol and styrene are distilled off from the reaction product under vacuum. To 120 g of the reaction product was added 480 g of a mid-alkaline oil sylphonate and 360 g of succinimide. The mixture is heated to a temperature of 75 ^o C and stirred for 3-4 hours. A homogeneous brown product is obtained, it does not have a sharp unpleasant odor.

Пример 3. В такой же реактор, как в примере 1, загружают 1 моль ди(алкил C₁₈-C₂₁) дитиофосфорной кислоты, 10 изооктилового спирта, 1 г триэтиламина, 1 моль фенола. К смеси при 80 ^oC добавляют 3 моля стирола. Смесь выдерживают при 170 ^oC в течение 5 ч. От продукта взаимодействия отгоняют под вакуумом избыток фенола, стирола и спирта. К 150 г продукта реакции добавляют 600 г среднещелочного сульфоната кальция, 450 г сукцинимида. Смесь нагревают до температуры 80 ^oC и перемешивают в течение 4-5 ч. Получают однородный продукт коричневого цвета, резкого неприятного запаха не имеет.Example 3. In the same reactor as in example 1, load 1 mol of di (alkyl C ₁₈ -C ₂₁ ) dithiophosphoric acid, 10 isooctyl alcohol, 1 g of triethylamine, 1 mol of phenol. 3 mol of styrene is added to the mixture at 80 ^° C. The mixture was kept at 170 ^° C. for 5 hours. An excess of phenol, styrene and alcohol were distilled off from the reaction product under vacuum. To 150 g of the reaction product add 600 g of mid-alkaline calcium sulfonate, 450 g of succinimide. The mixture is heated to a temperature of 80 ^o C and stirred for 4-5 hours. A homogeneous brown product is obtained, it does not have a sharp unpleasant odor.

В табл. 2 приведены результаты оценки свойств полученной комбинированной присадки, введенной в масло М-11 в концентрации 2,5 Испытания проводили на установке с двухтактным двигателем ИМЗ-2ТД. При этом оценивались: склонность масла к образованию отложений по методу ТУ 38401796-90; противозадирные свойства по ТУ 38401919-92; износ поршневых колец; индекс задира; антиокислительная эффективность (косвенно) по нагарообразованию в зоне колец и внутри поршня. In the table. 2 shows the results of evaluating the properties of the obtained combined additives, introduced into the oil M-11 at a concentration of 2.5. The tests were carried out on a unit with a two-stroke engine IMZ-2TD. The following were evaluated: the tendency of oil to form deposits according to the method of TU 38401796-90; extreme pressure properties according to TU 38401919-92; wear of piston rings; badass index; antioxidant effectiveness (indirectly) on carbon formation in the ring area and inside the piston.

Данные таблицы показывают, что многофункциональная присадка, полученная предлагаемым способом, обеспечивает маслу комплекс необходимых свойств требуемого уровня и не имеет неприятного запаха. These tables show that the multifunctional additive obtained by the proposed method provides the oil with a complex of necessary properties of the required level and does not have an unpleasant odor.

Полученную присадку рекомендуется применять в маслах, предназначенных для смазки мотоциклов, мопедов, бензопил, подвесных лодочных моторов, снегоходов и др. техники, оснащенной двухтактными бензиновыми двигателя. В зависимости от назначения двигателя присадка добавляется в базовое масло в концентрации 2,5-5 мас. Готовое масло вводится в топливо в концентрации 2-2,5
Эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в предотвращении пригорания поршневых колец; снижении отложения на деталях цилиндро-поршневой группы; предотвращении задира; снижении износа; обеспечении чистоты свечей зажигания; снижении отложений в выпускной системе; отсутствии неприятного запаха присадки.The obtained additive is recommended to be used in oils intended for the lubrication of motorcycles, mopeds, chainsaws, outboard motors, snowmobiles and other equipment equipped with two-stroke gasoline engines. Depending on the purpose of the engine, the additive is added to the base oil at a concentration of 2.5-5 wt. The finished oil is introduced into the fuel at a concentration of 2-2.5
The effect of using the present invention is to prevent burning of the piston rings; reduction of deposits on the details of the cylinder-piston group; badass prevention; reduced wear; ensuring the purity of spark plugs; reduction of deposits in the exhaust system; no unpleasant odor additives.

Claims

A method of obtaining a multifunctional oil additive by the interaction of dialkyldithiophosphoric acid with styrene, characterized in that the interaction is carried out in the presence of phenol with a molar ratio of dialkyldithiophosphoric acid, styrene and phenol 1 1 4 0.5 1, aliphatic alcohol taken in an amount of 5 to 10 wt. dialkyl dithiophosphoric acid and a triethylamine reaction catalyst at 50-170 ^° C and the reaction product are successively treated with petroleum medium alkaline calcium sulfonate and succinimide at a weight ratio of 10 15 40 60 30 45, respectively, at 70 80 ^o C for 2 5 hours.