RU2184768C1 - Process of production of low cold-test basis for synthetic lubricating oil - Google Patents
Process of production of low cold-test basis for synthetic lubricating oil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184768C1 RU2184768C1 RU2001100109A RU2001100109A RU2184768C1 RU 2184768 C1 RU2184768 C1 RU 2184768C1 RU 2001100109 A RU2001100109 A RU 2001100109A RU 2001100109 A RU2001100109 A RU 2001100109A RU 2184768 C1 RU2184768 C1 RU 2184768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- toluene
- olefins
- tri
- alkylation
- fraction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности, к технологическим процессам производства основы синтетического смазочного масла, и может найти применение при приготовлении, например, моторных масел для двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to the petrochemical industry, in particular, to technological processes for the production of the base of synthetic lubricating oil, and may find application in the preparation of, for example, motor oils for internal combustion engines.
В соответствии с требованиями, предъявляемыми к разработкам синтетических смазочных жидкостей, в том числе к моторным маслам, эти масла должны иметь комплекс специфических свойств, включающих: высокие смазочные свойства в широком диапазоне температур, низкая температура застывания, хорошая термохимическая стабильность, стойкость к старению и окислению, высокая температура вспышки. In accordance with the requirements for the development of synthetic lubricating fluids, including engine oils, these oils must have a set of specific properties, including: high lubricating properties in a wide temperature range, low pour point, good thermochemical stability, resistance to aging and oxidation high flash point.
Основой синтетического смазочного масла являются углеводороды, процесс получения которых заключается, в том числе в алкилировании ароматических углеводородов, преимущественно, бензола, толуола α-олефинами в присутствии катализатора, в качестве которого обычно используют катализатор, образованный при растворении хлористого алюминия в ароматических углеводородах в присутствии хлористого водорода (см., например, пат. РФ 2138471, МКИ С 07 С 2/58, от 27.09.1999 г.). Synthetic lubricating oil is based on hydrocarbons, the production process of which includes, among other things, alkylation of aromatic hydrocarbons, mainly benzene, toluene with α-olefins in the presence of a catalyst, which is usually used as a catalyst formed by dissolving aluminum chloride in aromatic hydrocarbons in the presence of chloride hydrogen (see, for example, Pat. RF 2138471, MKI C 07
Известен способ получения основы синтетического моторного масла, в соответствии с которым осуществляют алкилирование бензола при повышенной температуре α-олефинами (с Ткип=180-240oС) в присутствии катализатора, предпочтительно, хлористого алюминия. Процесс проводят в периодическом реакторе при температуре 50oС при молярном отношении бензол : фракция α-олефинов, как 1 : 1 и AlCl3 : α-олефины, как 0,025 : 1 (см. журнал "Нефтепереработка и нефтехимия", 1979 г., с. 26-28).A known method of producing a base of synthetic motor oil, in accordance with which the alkylation of benzene at an elevated temperature by α-olefins (with T bales = 180-240 o C) in the presence of a catalyst, preferably aluminum chloride. The process is carried out in a batch reactor at a temperature of 50 o With a molar ratio of benzene: fraction of α-olefins, as 1: 1 and AlCl 3 : α-olefins, as 0.025: 1 (see the journal "Oil refining and petrochemistry", 1979, p. 26-28).
Получаемый при указанных условиях продукт имеет индекс вязкости 117, температуру застывания минус 50oС, выход продукта -54%. Указанные свойства полученного продукта не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к основам синтетических моторных масел, в том числе по температуре застывания, индексу вязкости; полезный выход продукта при осуществлении процесса низок.Obtained under these conditions, the product has a viscosity index of 117, pour point minus 50 o C, the product yield of -54%. The specified properties of the obtained product do not meet the requirements for the basics of synthetic motor oils, including the pour point, viscosity index; the useful yield of the product during the implementation of the process is low.
Известно получение основы синтетического смазочного масла, при котором процесс осуществляют путем двухстадийного алкилирования: на первой стадии - бензола α-олефинами фракции C12, на второй стадии полученный моноалкилбензол алкилируют α-олефинами названной фракции. Процесс осуществляют на катализаторе AlCl3 в присутствии хлористого водорода (см. патент США, кл. НКИ 585-24, публ. 1963 г.). Однако полученные в результате этого процесса алкилбензолы, составляющие основу синтетического смазочного масла, имеют температуру застывания минус 37-50oС, что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к низко застывающим основам синтетических смазочных масел, а использование в качестве алкилирующего агента α-олефинов фракции C12 удорожает процесс.It is known to obtain a synthetic lubricant oil base, in which the process is carried out by two-stage alkylation: in the first stage, benzene with α-olefins of the C 12 fraction, in the second stage, the obtained monoalkylbenzene is alkylated with α-olefins of the said fraction. The process is carried out on an AlCl 3 catalyst in the presence of hydrogen chloride (see US patent, CL NKI 585-24, publ. 1963). However, the resulting alkylbenzenes, which form the basis of synthetic lubricating oil, have a pour point of minus 37-50 o C, which does not meet the requirements for low-setting bases of synthetic lubricating oils, and the use of the C 12 fraction as an alkylating agent increases the cost of the process.
В техническом решении по патенту США 5107048, НКИ 585-456 (МКИ С 07 С 2/68), от 21.04.92 г. основу масла получают при алкилировании толуола α-олефинами фракции C16 в присутствии катализатора, предпочтительно, BF3. Полученный в результате алкилирования продукт является смесью диалкилтолуолов и моноалкилтолуолов при наибольшем весовом содержании последних, что снижает температуру застывания полученного продукта, а использование в качестве алкилирующего агента α-олефинов фракции C16 удорожает процесс.In the technical solution according to US patent 5107048, NKI 585-456 (MKI C 07
Известен также способ получения низкозастывающей основы для синтетического моторного масла, в соответствии с которым алкилируют бензол α-олефинами фракции С8-С10 при повышенной температуре в присутствии катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия, при этом катализаторный комплекс предварительно подготавливают при смешивании хлористого алюминия с толуолом и водой при 60-65oС в течение 20 мин под азотной подушкой и при следующем молярном соотношении: толуол : AlCl3 : вода как 1 : 0,31 : 0,0585, а процесс алкилирования проводят при молярных соотношениях бензол : α-олефины 0,65-0,80 : 1 (см. пат. РФ 2019560, С 10 М 105/06, от 15.09.1994 г.). Полученные продукты подвергаются очистке для выделения непрореагировавших бензола и α-олефинов с последующим выделением фракции моноалкилбензолов, остаток является целевым продуктом, который имеет температуру застывания минус 57oС, температуру вспышки в открытом тигле 203oС.There is also known a method of producing a low-curing base for synthetic motor oil, in which benzene is alkylated with α-olefins of the C 8 -C 10 fraction at elevated temperature in the presence of a catalyst complex based on aluminum chloride, while the catalyst complex is preliminarily prepared by mixing aluminum chloride with toluene and water at 60-65 o C for 20 minutes under a nitrogen blanket and at following molar ratio: toluene: AlCl 3: water is 1: 0.31: 0.0585, and the alkylation process carried out at a molar s ratio benzene: α-olefins 0.65-0.80: 1 (see Russian Federation Patent 2019560, C 10 M 105/06, of from 15.09.1994..). The resulting products are subjected to purification to isolate unreacted benzene and α-olefins, followed by isolation of the monoalkylbenzenes fraction, the residue is the target product, which has a pour point of minus 57 o С, flash point in an
К преимуществам данного способа можно отнести использование в качестве алкилирующего агента наиболее доступных при промышленном производстве α-олефинов фракции C8-C12 и наличие технологической операции по предварительной подготовке жидкого катализатора. Однако использование в качестве сокатализатора воды увеличивает количество отходов алкилирования в виде алюминатов, увеличивается время на проведение процесса с одновременным увеличением расхода α-олефинов.The advantages of this method include the use of the C 8 -C 12 fraction most available in the industrial production of α-olefins as an alkylating agent and the presence of a technological operation for the preliminary preparation of a liquid catalyst. However, the use of water as a cocatalyst increases the amount of alkylation waste in the form of aluminates, increases the time required to carry out the process, while increasing the consumption of α-olefins.
Использование при алкилировании бензола одних и тех же фракций α-олефинов повышает температуру застывания полученной основы масла. The use of the same fractions of α-olefins in the alkylation of benzene increases the pour point of the obtained oil base.
Отсутствие в описании данного технического решения сведений по термоокислительной стабильности полученного целевого продукта не позволяет характеризовать последний в качестве оптимальной основы синтетического моторного масла. The absence in the description of this technical solution of information on the thermo-oxidative stability of the obtained target product does not allow characterizing the latter as the optimal basis for synthetic motor oil.
Техническое решение по патенту РФ 2019560 по совокупности используемых в нем технологических приемов и режимов по процессу получения основы низкозастывающего синтетического моторного масла наиболее близко к заявляемому способу и выбрано в качестве его ближайшего аналога. The technical solution according to the patent of the Russian Federation 2019560 on the totality of the technological methods and modes used in it for the process of obtaining the basis of low-setting synthetic engine oil is the closest to the claimed method and is selected as its closest analogue.
Задачей изобретения является создание способа получения основы низкозастывающего синтетического масла, при котором:
полученный целевой продукт имеет температуру застывания, по крайней мере, равную минус 60oС или ниже при высокой термоокислительной стабильности;
уменьшается расход α-олефинов, используемых при алкилировании ароматических углеводородов, увеличивается полезный выход получаемого целевого продукта в виде диалкилароматических углеводородов, определяющих температуру застывания основ синтетического смазочного масла.The objective of the invention is to provide a method for producing a base of low-setting synthetic oil, in which:
the obtained target product has a pour point of at least equal to minus 60 o C or lower with high thermal oxidative stability;
the consumption of α-olefins used in the alkylation of aromatic hydrocarbons decreases, the useful yield of the obtained target product in the form of dialkyl aromatic hydrocarbons that determine the pour point of the base of synthetic lubricating oil increases.
Другой задачей изобретения является подбор и выбор такого состава алкилирующего сырья для получения низкозастывающей основы синтетического смазочного масла, который бы удовлетворял требованиям промышленной доступности и обеспечивал бы выход целевого продукта с наибольшим содержанием в нем диалкилароматических углеводородов. Another objective of the invention is the selection and selection of such a composition of alkylating raw materials to obtain a low-hardening base of synthetic lubricating oil, which would satisfy the requirements of industrial availability and ensure the yield of the target product with the highest content of dialkylaromatic hydrocarbons in it.
Для решения поставленной технической задачи способ получения низкозастывающей основы синтетического смазочного масла осуществляют алкилированием толуола и моноалкилтолуолов α-олефинами фракции С10 или С10-С14 при повышенных температурах в присутствии катализатора хлористого алюминия с получением целевой фракции основы после выделения нецелевых продуктов реакции и очистки целевой фракции, при этом перед алкилированием предварительно в смесь толуола и моноалкилтолуолов добавляют три- и полиалкилтолуолы и смешивают их с хлористым алюминием в присутствии хлористого водорода при температуре 60-75oС до получения гомогенного раствора, а процесс проводят при молярных соотношениях: толуол : моноалкилтолуол : три- и полиалкилтолуолы : α-олефины, как (0,9-1,075) : (0,56-0,61) : (0,009-0,046) : 1 и толуол : AlCl3 : НСl, как 1 : 0,074 : 0,067, причем алкильная группа моно-, триполиалкилтолуолов содержат углеводороды С10 или С10-С14.To solve the technical problem, the method of obtaining a low-curing base of synthetic lubricating oil is carried out by alkylation of toluene and monoalkyl toluenes with α-olefins of the C 10 or C 10 -C 14 fraction at elevated temperatures in the presence of an aluminum chloride catalyst to obtain the target base fraction after isolation of non-target reaction products and purification of the target fractions; in this case, before alkylation, tri- and polyalkyltoluenes are added to the mixture of toluene and monoalkyltoluene and mixed with chloride a Yuminov in the presence of hydrogen chloride at a temperature of 60-75 o C to obtain a homogeneous solution, and the process is carried out at molar ratios: toluene: monoalkiltoluol: tri- and polialkiltoluoly: α-olefins as (0,9-1,075): (0.56 -0.61): (0.009-0.046): 1 and toluene: AlCl 3 : Hcl, as 1: 0.074: 0.067, the alkyl group of mono-, tripolyalkyltoluenes containing C 10 or C 10 -C 14 hydrocarbons.
В соответствии с изобретением, смесь α-олефинов фракции C10-C14 имеют соотношение, вес.%: С10 : C12 : C14 как (30-70) : (15-45) : (15-25).In accordance with the invention, the mixture of α-olefins of the fraction C 10 -C 14 have a ratio, wt.%: C 10 : C 12 : C 14 as (30-70): (15-45): (15-25).
В соответствии с изобретением, процесс алкилирования осуществляют при температуре 40-70oС.In accordance with the invention, the alkylation process is carried out at a temperature of 40-70 o C.
При реализации изобретения увеличивается выход целевого продукта в виде диалкилтолуолов, которые определяют температуру застывания основы синтетического смазочного масла, уменьшается расход алкилирующих агентов (α-олефинов) для получения целевого продукта, повышается температура вспышки и целевой продукт имеет высокую степень термоокислительной стабильности. When implementing the invention, the yield of the target product in the form of dialkyltoluene, which determines the pour point of the base of synthetic lubricating oil, is increased, the consumption of alkylating agents (α-olefins) to obtain the target product is reduced, the flash point is increased and the target product has a high degree of thermo-oxidative stability.
При анализе известного уровня техники, относящегося к технологическим процессам получения низкозастывающих основ синтетических смазочных масел при алкилировании ароматических углеводородов α-олефинами в присутствии катализатора, не выявлено технических решений, имеющих указанную выше совокупность выбранного состава реакционных компонентов, их количественного соотношения для осуществления процесса, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения - новизна, существенные отличия, промышленная применимость, что и подтверждается нижеприведенным описанием изобретения. In the analysis of the prior art relating to the manufacturing processes of low-hardening bases of synthetic lubricants for the alkylation of aromatic hydrocarbons with α-olefins in the presence of a catalyst, no technical solutions have been identified that have the above set of selected composition of the reaction components, their quantitative ratio for the process, which indicates on the conformity of the claimed technical solution to the criteria of the invention - novelty, significant differences, industry APPLICABILITY constant prices, which is confirmed by the following description of the invention.
Способ получения низкозастывающей основы синтетического масла был осуществлен в лабораторных условиях, моделирующих технологический процесс промышленной реализации. Для реализации технологического процесса алкилирования ароматических углеводородов α-олефинами было использовано традиционно известное для этих целей лабораторное оборудование:
Реакторы-колбы, снабженные перемешивающими устройствами, средствами измерения и регулирования температуры, которую поддерживают в пределах 40-70oС. Объем реактора-колбы при проведении эксперимента составляет 2,2 л;
ректификационная колонка длиной 1 м, работающая при атмосферном давлении и под вакуумом.A method of obtaining a low-hardening base of synthetic oil was carried out in laboratory conditions, simulating the technological process of industrial implementation. To implement the technological process for the alkylation of aromatic hydrocarbons with α-olefins, laboratory equipment traditionally known for these purposes was used:
Reactor flasks equipped with mixing devices, means for measuring and regulating the temperature, which are maintained within 40-70 o C. The volume of the reactor flask during the experiment is 2.2 l;
distillation column 1 m long, operating at atmospheric pressure and under vacuum.
При осуществлении технологического процесса использованы известные в промышленности химические реактивы и компоненты:
толуол; α-олефины фракции С10 и C10-C14, выделяемые из продуктов термокаталической олигомеризации этилена и соответствующие ТУ 2411-057-05766801-96 и ТУ 2411-058-05766801-96; хлористый алюминий (AlCl3), газообразный хлористый водород (HCl);
моно-, три-, полиалкилтолуолы с алкильными радикалами C10, C12, C14 могут использоваться или как готовые продукты, или как продукты, полученные по предлагаемому способу.When implementing the process used well-known in the industry chemical reagents and components:
toluene; α-olefins of fraction C 10 and C 10 -C 14 isolated from thermocatalytic oligomerization products of ethylene and corresponding TU 2411-057-05766801-96 and TU 2411-058-05766801-96; aluminum chloride (AlCl 3 ), gaseous hydrogen chloride (HCl);
mono-, tri-, polyalkyltoluenes with alkyl radicals C 10 , C 12 , C 14 can be used either as finished products or as products obtained by the proposed method.
Технологический процесс (в соответствии с заявляемым способом) осуществляют в следующей последовательности:
в реакторе-колбе, продутом сухим азотом, приготавливают жидкий катализатор при смешивании порошкообразного хлористого алюминия с толуолом, моно-, три- и полиалкилтолуолами в присутствии хлористого водорода. Молярное соотношение: толуол : AlCl3 : HCl соответствует 1 : 0,074 : 0,067. Используемые компоненты: моно-, три- и полиалкилтолуолы имеют алкильные радикалы С10 или C10-C14. Процесс осуществляют при подаче газообразного хлористого водорода (HCl) в течение 10-15 мин при Т=60-75oС до получения однородного гомогенного раствора. Заданный технологический режим по температуре предварительной подготовки катализатора оптимален. При уменьшении температуры ниже 60oС скорость образования гомогенного раствора катализатора (AlCl3 • толуол • остальные ароматические углеводороды • HCl) снижается, при этом время, затрачиваемое на образование указанного раствора, в среднем увеличивается на 10-15%. При повышении температуры смешивания названных ароматических углеводородов с порошкообразным алюминием в присутствии хлористого водорода выше 75oС происходит осмоление получаемого продукта (катализаторного комплекса), что снижает его активность при алкилировании, при этом рецикл алкилирования увеличивается до 2-2,5 час.The technological process (in accordance with the claimed method) is carried out in the following sequence:
in a flask reactor, purged with dry nitrogen, a liquid catalyst is prepared by mixing powdered aluminum chloride with toluene, mono-, tri- and polyalkyltoluenes in the presence of hydrogen chloride. The molar ratio: toluene: AlCl 3 : HCl corresponds to 1: 0,074: 0,067. Components used: mono-, tri- and polyalkyltoluenes have C 10 or C 10 -C 14 alkyl radicals. The process is carried out by supplying gaseous hydrogen chloride (HCl) for 10-15 minutes at T = 60-75 o C to obtain a homogeneous homogeneous solution. The specified technological mode for the temperature of preliminary preparation of the catalyst is optimal. When the temperature decreases below 60 o With the rate of formation of a homogeneous catalyst solution (AlCl 3 • toluene • other aromatic hydrocarbons • HCl) decreases, while the time spent on the formation of this solution increases on average by 10-15%. With an increase in the temperature of mixing the aforementioned aromatic hydrocarbons with aluminum powder in the presence of hydrogen chloride above 75 ° C, the resulting product (catalyst complex) is ground up, which reduces its activity during alkylation, while the alkylation cycle increases to 2-2.5 hours.
В реактор, содержащий указанный раствор, предпочтительно, порционно (с учетом требуемого температурного режима для осуществления процесса) загружают алкилирующий агент, смесь α-олефинов фракций C10-C14 или α-олефины фракции С10. Молярное соотношение между компонентами указанного сырья: толуол : моноалкилтолуол : три- и полиалкилтолуолы : α-олефины соответствует (0,9-1,075) : (0,56-0,61) : (0,009-0,046) : 1. Реализация процесса осуществлена в соответствии с примерами 1, 2, 3, приведенными в таблице;
при осуществлении процесса производят постоянное перемешивание алкилирующего сырья с поддержанием в реакторе температуры алкилирования в пределах 40-70oС, при этом алкилирование, предпочтительно, проводить при температуре 40-50oС в течение 1-1,5 час. Процесс ведут до завершения реакции алкилирования, которую контролируют методом ГЖ-хроматографии по количеству оставшихся α-олефинов и содержанию моно-, ди-, три- и полиалкилтолуолов. Процесс алкилирования является завершенным при количестве оставшихся α-олефинов в реакторе не более 1%. Заданный при алкилировании технологический режим по температуре 40-70oС оптимален. При уменьшении температуры алкилирования ниже 40oС конверсия α-олефинов уменьшается, что ухудшает качество получаемого продукта. При повышении температуры выше 70oС происходит ухудшение качества получаемого целевого продукта по цвету, что соответствует увеличению процесса осмоления продукта;
после окончания процесса алкилирования из основного реактора-колбы отделяют отстоем отработанный катализатор хлористого алюминия; промывают верхний органический, содержащий хлористый водород, слой 3%-ным водным раствором NaOH с последующей промывкой его водой до рН 7. Находящийся в реакторе продукт подвергают фракционной отгонке с выделением низкокипящих фракций в виде толуола, моноалкилтолуолов, выделяют готовый продукт - диалкилтолуолы, в кубе остаются три- и полиалкилтолуолы;
выделенные в результате ректификации фракции толуола, моноалкилтолуолов, а также три- и полиалкилтолуолы подают в реактор с добавлением в него новой порции толуола, а также моноалкилтолуолов с учетом заданного по способу молярного соотношения компонентов. В реактор загружают также порошкообразный катализатор (AlCl3) в заданном молярном соотношении к толуолу, и процесс осуществляют в описанной выше последовательности.An alkylating agent, a mixture of α-olefins of fractions C 10 -C 14 or α-olefins of fraction C 10 are loaded in a reactor containing this solution, preferably in portions (taking into account the required temperature for the process). The molar ratio between the components of the specified raw materials: toluene: monoalkyltoluene: tri- and polyalkyltoluene: α-olefins corresponds to (0.9-1.075): (0.56-0.61): (0.009-0.046): 1. The process was carried out in in accordance with examples 1, 2, 3 shown in the table;
during the implementation of the process, the alkylating feed is continuously mixed while maintaining the alkylation temperature in the reactor within the range of 40-70 ° C, while the alkylation is preferably carried out at a temperature of 40-50 ° C for 1-1.5 hours. The process is conducted until the completion of the alkylation reaction, which is controlled by GLC chromatography by the number of remaining α-olefins and the content of mono-, di-, tri- and polyalkyltoluenes. The alkylation process is completed when the amount of remaining α-olefins in the reactor is not more than 1%. Specified during alkylation technological mode at a temperature of 40-70 o With optimal. With a decrease in the temperature of alkylation below 40 o With the conversion of α-olefins decreases, which affects the quality of the resulting product. When the temperature rises above 70 o With there is a deterioration in the quality of the obtained target product by color, which corresponds to an increase in the process of resinification of the product;
after the end of the alkylation process, the spent aluminum chloride catalyst is separated from the main flask reactor; the upper organic layer containing hydrogen chloride is washed with a layer of a 3% aqueous NaOH solution, followed by washing it with water to
fractions of toluene, monoalkyltoluenes, as well as tri- and polyalkyltoluenes isolated as a result of rectification, are fed to the reactor with the addition of a new portion of toluene, as well as monoalkyltoluenes, taking into account the molar ratio of the components specified by the method. A powder catalyst (AlCl 3 ) is also charged to the reactor in a predetermined molar ratio to toluene, and the process is carried out in the sequence described above.
Конкретная реализация способа получения низкозастывающей основы синтетического смазочного масла осуществлена по примерам 1, 2, 3, в соответствии с которыми:
Пример 1 - в реактор загружают толуол, моно-, три- и полиалкилтолуолы, порошкообразный хлористый алюминий (AlCl3) при молярном соотношении: 0,9 (толуол) : 0,56 (моноалкилтолуол) : 0,009 (три- и полиалкилтолуолы) и 1 (толуол) : 0,074 (AlCl3) : 0,067 (HCl). Загружаемые в реактор компоненты - моноалкилтолуол, три- и полиалкилтолуолы имеют алкильные радикалы C10.A specific implementation of the method of obtaining a low-setting base synthetic synthetic lubricating oil is carried out according to examples 1, 2, 3, in accordance with which:
Example 1 - toluene, mono-, tri- and polyalkyltoluene, powdered aluminum chloride (AlCl 3 ) are loaded into the reactor in a molar ratio: 0.9 (toluene): 0.56 (monoalkyltoluene): 0.009 (tri- and polyalkyltoluenes) and 1 (toluene): 0.074 (AlCl 3 ): 0.067 (HCl). The components loaded into the reactor — monoalkyltoluene, tri- and polyalkyltoluenes — have C 10 alkyl radicals.
Количество загружаемых компонентов соответствует 184 г (толуола), 290 г (моноалкилтолуола), 10 г (три- и полиалкилтолуолов), 20 г (хлористого алюминия). В реактор-колбу при интенсивном перемешивании указанных компонентов при температуре 70oС подают газообразный хлористый водород в количестве 5 г. Перемешивание компонентов в реакторе осуществляют до получения гомогенного раствора. Затем в реактор подают в течение 15-20 мин α-олефины фракции С10 в количестве 310 г с поддержанием в реакторе температуры 40-50oС. Дальнейший процесс осуществляют по описанной выше методике.The number of loaded components corresponds to 184 g (toluene), 290 g (monoalkyl toluene), 10 g (tri- and polyalkyl toluenes), 20 g (aluminum chloride). With vigorous stirring of these components at a temperature of 70 o With serves gaseous hydrogen chloride in an amount of 5 g. Stirring of the components in the reactor is carried out to obtain a homogeneous solution. Then, α-olefins of fraction C 10 in an amount of 310 g are fed into the reactor over a period of 15-20 minutes, maintaining a temperature of 40-50 o C. in the reactor . The further process is carried out according to the method described above.
Анализ ГЖХ показал наличие в полученном продукте: непрореагировавшего толуола, моноалкилтолуолов, диалкилтолуолов, три- и полиалкилтолуолов. Процесс был завершен по анализу ГЖХ на непрореагировавшие α-олефины, количество которых составило 0,09% от общего количества α-олефинов, введенных в реактор. В результате ректификации было выделено: фракции диалкилтолуолов 400 г, которая является целевым продуктом (основой синтетического смазочного масла). Полученный целевой продукт подвергнут сернокислотной очистке и очистке на отбеливающих глинах. Выделенные в результате ректификации непрореагировавший толуол, моноалкилтолуолы, три- и полиалкилтолуолы были вновь направлены в реактор на алкилирование в соответствии с описанной методикой процесса. Всего возвращено в реактор 350 г продукта, содержащего 50 г толуола, 200 г моноалкилтолуола, при этом количество выделенных три- и полиалкилтолуолов составило 50 г; потери с выводом отработанного катализатора 20 г; потери от перегонки и очистки (промывка и др.) составили 80 г. GLC analysis showed the presence of unreacted toluene, monoalkyltoluene, dialkyltoluene, tri- and polyalkyltoluene in the resulting product. The process was completed by GLC analysis for unreacted α-olefins, the amount of which was 0.09% of the total number of α-olefins introduced into the reactor. As a result of rectification, the following was isolated: 400 g of dialkyltoluene fractions, which is the target product (the basis of synthetic lubricating oil). The resulting target product was subjected to sulfuric acid purification and purification on bleaching clays. The unreacted toluene, monoalkyltoluene, tri- and polyalkyltoluene isolated as a result of rectification were again sent to the reactor for alkylation in accordance with the described methodology of the process. A total of 350 g of product containing 50 g of toluene, 200 g of monoalkyl toluene was returned to the reactor, while the amount of tri- and polyalkyl toluenes recovered was 50 g; losses with the withdrawal of spent catalyst 20 g; losses from distillation and purification (washing, etc.) amounted to 80 g.
Таким образом расход толуола и α-олефинов на 1 кг целевого продукта (фракции диалкилтолуолов) составил соответственно 0,33 и 0,77 кг/кг. Thus, the consumption of toluene and α-olefins per 1 kg of the target product (fraction dialkyltoluene) amounted to 0.33 and 0.77 kg / kg, respectively.
Включение в состав алкилирующего сырья алкилсоединений в виде три- и полиалкилтолуолов позволило в процессе подготовки катализаторного комплекса обеспечить их переалкилирование в присутствии сокатализатора (AlCl3-HCl) и толуола, что обеспечило, в дальнейшем, снижение расхода α-олефинов на 1 кг готового продукта (диалкилтолуолов). Полученный в соответствии с примером 1 целевой продукт оценивался по таким физическим характеристикам, как температура застывания и вспышки (в открытом тигле). Результаты испытаний, а также количественное содержание реакционных компонентов по примеру 1 представлено в таблице.The inclusion of alkyl compounds in the form of tri- and polyalkyltoluenes in the composition of the alkylating feed made it possible to ensure their alkylation in the presence of cocatalyst (AlCl 3 -HCl) and toluene during the preparation of the catalyst complex, which ensured a further reduction in the consumption of α-olefins per 1 kg of the finished product ( dialkyltoluene). Obtained in accordance with example 1, the target product was evaluated by such physical characteristics as pour point and flash point (in an open crucible). The test results, as well as the quantitative content of the reaction components of example 1 are presented in the table.
Примеры 2 и 3 соответствуют реализации заявляемого способа, при которых: пример 2 - алкилирование осуществляют с использованием в качестве алкилирующего агента смеси α-олефинов фракции С10-С14 при процентном содержании их, вес. %: C10 : C12 : C14 соответственно 50 : 30 : 20, что оптимально по условиям промышленной доступности каждой фракции, их стоимости и влияния на физические характеристики получаемого целевого продукта; пример 3 иллюстрирует процесс получения низкозастывающей основы синтетического смазочного масла с учетом количественного изменения в составе три- и полиалкилтолуолов. При осуществлении технологических процессов в соответствии с примерами 2 и 3 использовались три- и полиалкилтолуолы, моноалкилтолуолы с алкильными радикалами С10, С12, С14 и со средней молекулярной массой моноалкилтолуолов, равной 253.Examples 2 and 3 correspond to the implementation of the proposed method, in which: example 2 - alkylation is carried out using a mixture of α-olefins of fraction C 10 -C 14 as an alkylating agent at a percentage of them, weight. %: C 10 : C 12 : C 14, respectively, 50: 30: 20, which is optimal according to the conditions of industrial availability of each fraction, their cost and impact on the physical characteristics of the resulting target product; Example 3 illustrates the process of obtaining a low-hardening base of synthetic lubricating oil, taking into account a quantitative change in the composition of tri- and polyalkyltoluenes. When carrying out technological processes in accordance with examples 2 and 3, tri- and polyalkyltoluene, monoalkyltoluene with alkyl radicals C 10 , C 12 , C 14 and with an average molecular weight of monoalkyltoluene equal to 253 were used.
В таблице приведен пример 4 (контрольный), в соответствии с которым процесс осуществляют с использованием в качестве алкилирующего агента смеси α-олефинов фракции C12-C14 со средней молекулярной массой, равной 182.The table shows example 4 (control), according to which the process is carried out using a mixture of α-olefins of fraction C 12 -C 14 with an average molecular weight of 182 as an alkylating agent.
Показанный в таблице пример 5 соответствует получению низкозастывающей основы синтетического смазочного масла по известному техническому решению - патент РФ 2019560. The example 5 shown in the table corresponds to the production of a low-hardening base of synthetic lubricating oil according to the known technical solution - RF patent 2019560.
Из приведенных данных следует, что полученная в соответствии с примерами 1, 2, 3 (заявляемый способ) основа синтетического смазочного масла по физическим характеристикам соответственно температуре застывания и вспышки (в открытом тигле) превосходит по этим свойствам основу синтетического масла, полученную известным способом, при этом также увеличивается полезный выход целевого продукта в виде диалкилтолуолов при одновременном уменьшении расхода α-олефинов, уменьшается рецикл технологического процесса алкилирования ароматических углеводородов. Заданное по заявляемому способу молярное соотношение между толуолом, моноалкилтолуолами, три- и полиалкилтолуолами и α-олефинами фракции С10 или C10-C14, как (0,9-1,075) : (0,56-0,61) : (0,009-0,046) : 1 оптимально для получения низкозастывающей основы синтетического смазочного масла. При уменьшении количества толуола, моноалкилтолуолов, три- и полиалкилтолуолов в смеси уменьшится полезный выход целевого продукта, основу которого составляют диалкилтолуолы, определяющие температуру застывания. Увеличение расхода α-олефинов на получение целевого продукта по заявляемому способу нецелесообразно, т.к. при осуществлении технологического процесса уменьшается конверсия α-олефинов (остаток непрореагировавших α-олефинов при анализе по ГЖ-хроматографии составляет более 5%). Заданное по заявляемому способу молярное соотношение между толуолом и катализатором (AlCl3+HCl), как 1 : 0,074 : 0,067 соответствует оптимальным условиям рецикла для получения целевого продукта. При уменьшении количества катализатора (AlCl3) уменьшается конверсия α-олефинов и соответственно выход готового продукта. Увеличение катализатора приводит к перерасходу алкилирующего агента и увеличению потерь продукта при выводе отработанного катализатора. Процесс предварительной подготовки катализаторного комплекса с использованием хлористого алюминия, толуола, моно-, три- и полиалкилтолуолов и хлористого водорода обеспечивает полноту превращения хлористого алюминия в катализаторную систему (AlCl3 • толуол • остальные ароматические углеводороды • HCl).From the above data it follows that obtained in accordance with examples 1, 2, 3 (the claimed method) the base of synthetic lubricating oil in physical characteristics, respectively, pour point and flash point (in an open crucible) exceeds these properties of the base of synthetic oil obtained in a known manner, with this also increases the useful yield of the target product in the form of dialkyltoluenes while reducing the consumption of α-olefins, reduces the recycling of the process of alkylation of aromatic carbon hydrogens. Specified by the present method, the molar ratio between toluene, monoalkyltoluene, tri- and polyalkyltoluene and α-olefins fraction C 10 or C 10 -C 14 as (0.9-1.075): (0.56-0.61): (0.009 -0.046): 1 is optimal for obtaining a low-hardening base of synthetic lubricating oil. With a decrease in the amount of toluene, monoalkyltoluene, tri- and polyalkyltoluene in the mixture, the useful yield of the target product will decrease, the basis of which is dialkyltoluene, which determine the pour point. The increase in the consumption of α-olefins to obtain the target product by the present method is impractical, because during the process, the conversion of α-olefins decreases (the remainder of unreacted α-olefins in the analysis by GLC chromatography is more than 5%). Specified by the present method, the molar ratio between toluene and catalyst (AlCl 3 + HCl), as 1: 0,074: 0,067 corresponds to the optimal recycling conditions to obtain the target product. With a decrease in the amount of catalyst (AlCl 3 ), the conversion of α-olefins decreases and, accordingly, the yield of the finished product. An increase in the catalyst leads to an overspending of the alkylating agent and an increase in product losses during the withdrawal of spent catalyst. The preliminary preparation of the catalyst complex using aluminum chloride, toluene, mono-, tri- and polyalkyltoluenes and hydrogen chloride ensures the complete conversion of aluminum chloride to the catalyst system (AlCl 3 • toluene • other aromatic hydrocarbons • HCl).
Полученный в результате технологического процесса целевой продукт в виде низкозастывающей основы синтетического смазочного масла (пример 1) оценивался на термоокислительную стабильность. Оценка термоокислительной стабильности проводилась по методике, предусматривающей окисление взятого испытываемого образца (продукт по примеру 1 в количестве 25 г) при температуре 200oС в стеклянном реакторе с барботажем воздуха со скоростью 0,3 л/мин в присутствии медной спирали в качестве катализатора в течение 50 ч. В результате испытаний определялись показатели: прирост вязкости и индукционный период осадкообразования в испытываемом образце.The target product obtained as a result of the technological process in the form of a low-hardening base of synthetic lubricating oil (Example 1) was evaluated for thermal oxidative stability. Assessment of thermal oxidative stability was carried out according to the method, which provides for the oxidation of the test sample taken (product of example 1 in an amount of 25 g) at a temperature of 200 ° C. in a glass reactor with air sparging at a rate of 0.3 l / min in the presence of a copper coil as a catalyst for 50 hours. As a result of the tests, the following indicators were determined: viscosity increase and induction period of sedimentation in the test sample.
В качестве синтетической основы для сравнения взята α-олефиновая основа масла М-9С, применяемая для отечественного синтетического моторного масла М-8ГС. Для проведения сравнительных испытаний использовался вискозиметр Reotest-2 с измерительной ячейкой в виде двух коаксиальных цилиндров. В результате испытаний указанных основ синтетических масел установлено:
прирост вязкости за время окисления (50 часов) по полученной по примеру 1 (заявляемый способ) низкозастывающей основе составил 110,9% при исходной вязкости продукта 4,17 мм2/с;
прирост вязкости по синтетической основе масла М-9С при аналогичных исследованиях составил более 130%;
индукционный период осадкообразования для основы по примеру 1 составляет 50 часов;
индукционный период осадкообразования по синтетической основе М-9С проявляется уже после 10 часов испытаний.The α-olefin base of the M-9C oil used for the domestic synthetic M-8GS engine oil was taken as a synthetic base for comparison. For comparative tests, a Reotest-2 viscometer with a measuring cell in the form of two coaxial cylinders was used. As a result of tests of the indicated bases of synthetic oils, it was established:
the viscosity increase during oxidation (50 hours) according to the low-curing base obtained according to example 1 (the inventive method) was 110.9% with an initial product viscosity of 4.17 mm 2 / s;
the synthetic viscosity increase of M-9C oil in similar studies was more than 130%;
the induction period of sedimentation for the base according to example 1 is 50 hours;
the induction period of sedimentation on the synthetic basis of M-9C appears after 10 hours of testing.
Таким образом, полученная низкозастывающая основа синтетического смазочного масла в соответствии с заявляемым способом имеет низкую температуру застывания, повышенную температуру вспышки, обладает стойкостью к высокотемпературному окислению. Полученный целевой продукт может быть использован в качестве основы таких смазочных масел, как моторные, трансмиссионные и др., работающих в различных режимах тепловых нагрузок и физико-химических процессов. Thus, the obtained low-hardening base of synthetic lubricating oil in accordance with the claimed method has a low pour point, an increased flash point, and is resistant to high temperature oxidation. The resulting target product can be used as the basis for such lubricating oils as motor, transmission, etc., operating in various modes of heat loads and physico-chemical processes.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001100109A RU2184768C1 (en) | 2001-01-03 | 2001-01-03 | Process of production of low cold-test basis for synthetic lubricating oil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001100109A RU2184768C1 (en) | 2001-01-03 | 2001-01-03 | Process of production of low cold-test basis for synthetic lubricating oil |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2184768C1 true RU2184768C1 (en) | 2002-07-10 |
Family
ID=20244319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001100109A RU2184768C1 (en) | 2001-01-03 | 2001-01-03 | Process of production of low cold-test basis for synthetic lubricating oil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2184768C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570649C1 (en) * | 2015-02-26 | 2015-12-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Method of obtaining bases of waxy arctic oils |
-
2001
- 2001-01-03 RU RU2001100109A patent/RU2184768C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570649C1 (en) * | 2015-02-26 | 2015-12-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Method of obtaining bases of waxy arctic oils |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69015743T2 (en) | METHOD FOR ALKYLATING AROMATES WITH DIMER OF AN ALPHA OLEFIN. | |
| EP0496486B1 (en) | Lubricant compositions | |
| CA1272219A (en) | Methylene linked aromatic pour point depressant | |
| CN101688141B (en) | Lubricating oil for continuously variable transmission | |
| JP4112622B2 (en) | Alkaline earth metal alkylaryl sulfonate mixtures, lubricating oil additives, and methods of manufacture | |
| US2379728A (en) | Methods of preparing polymerization products | |
| EP2132156A1 (en) | Alkylaromatic lubricant fluids | |
| US3909432A (en) | Preparation of synthetic hydrocarbon lubricants | |
| KR20080080634A (en) | Lubricant or fuel blendstock made by ionic liquid oligomerization of olefins in the presence of isoparaffins | |
| US3764533A (en) | Oil soluble dialkaryl sulfonate compositions | |
| GB844335A (en) | High barium content complex salts of sulphonic acids | |
| CN1229475C (en) | Functional liquid | |
| JP2002542220A (en) | Process for producing alkylated diphenylamine composition and product thereof | |
| RU2184768C1 (en) | Process of production of low cold-test basis for synthetic lubricating oil | |
| US9238599B2 (en) | Alkylaromatic process | |
| EP1746150B1 (en) | Alkylaryl sulfonate detergent mixture derived from linear olefins | |
| US20040018944A1 (en) | Alkylated naphthalenes as synthetic lubricant base stocks | |
| CA2072202A1 (en) | Treatment of organic sulfonic acid | |
| US2551638A (en) | Production of lubricating oils by condensation of olefinic hydrocarbons | |
| US4159898A (en) | Alkyl-guanidino-heterocyclic compounds, their manufacture and use as additives for fuels and lubricants | |
| CN109942435B (en) | Oxidation coupling high-temperature antioxidant solvent-free preparation method | |
| Abou El Naga et al. | Synthesis of basic and overbasic sulfonate detergent additives | |
| US3661780A (en) | Hydrocarbon composition containing polyalkyl-substituted tetrahydro-naphthalenes and di-n-c10-c15-alkaryl hydrocarbons and process for preparing same | |
| US2731458A (en) | Alkylation of yellow phosphorus with olefins | |
| CN105001939A (en) | Method for preparing alkyl-naphthalene-type lubricating oil with solid-state protonic acid as catalysts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070104 |