專利名稱:合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清凈劑及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)和潤滑油使用的添加劑及生產(chǎn)方法,特別涉及一種合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清凈劑及生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù):
在潤滑油的生產(chǎn)過程中,為了使?jié)櫥偷玫侥撤N新的特性或改善潤滑油中已有的一些特性,往往在潤滑油中添加各種添加劑,例如極壓劑、清凈劑、分散劑、抗氧劑、增粘劑 等。在種類繁多的潤滑油添加劑中,清凈劑的用途十分廣泛,在潤滑油添加劑中占有很大的比重。清凈劑是一種具有表面活性的物質(zhì),它能吸附潤滑油中固體顆粒污染物,并使污染物懸浮于潤滑油的表面,以確保參加潤滑循環(huán)的油是清凈的,以減少高溫時(shí)漆膜的形成,從而使得潤滑油能將其降解后生成的膠狀物,積炭等不溶物或懸浮在油中形成穩(wěn)定的膠體狀態(tài)而不易沉積在部件上,或者將已沉積在發(fā)動機(jī)部件上的膠狀物、積炭等,通過潤滑油洗滌作用將其洗滌下來。由于上述物質(zhì)能同時(shí)起到分散劑的作用,因此清凈劑又被稱作清凈分散劑?,F(xiàn)有的潤滑油清凈劑主要有低堿值合成烷基苯磺酸鈣、高堿值線型烷基苯磺酸鈣、高堿值長鏈線型合成烷基磺酸鎂、高堿值硫化烷基酚鈣、聚異丁烯基丁二酰亞胺、硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺、高分子量聚異丁烯基丁二酰亞胺、硼化高分子量聚異丁烯基丁二酰亞胺等。在現(xiàn)有技術(shù)中,使用有機(jī)磺酸的堿土金屬鹽類化合物作為潤滑油添加劑是已知的。所述有機(jī)磺酸堿土金屬鹽有分散性、有助于使發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)側(cè)保持清潔,對活塞和活塞的凹槽沉積炭類物有清洗作用,從而防止活塞環(huán)粘連,因此可作為潤滑油清凈劑(清凈分散劑)使用。中性及過堿性合成烷基苯磺酸堿土金屬鹽類的制備工藝也是已知的。過堿度提供了一個堿量儲備,因此當(dāng)將中性及過堿性合成烷基苯磺酸堿土金屬作為潤滑油的一種成分時(shí),它能與引擎工作過程中產(chǎn)生的酸性化合物發(fā)生酸堿中和反應(yīng),結(jié)果,任何可能出現(xiàn)的污泥由于合成烷基苯磺酸堿土金屬鹽的分散作用被分散,而且由于潤滑油使用過程中產(chǎn)生的酸被中和,使?jié)櫥瓦M(jìn)一步被降解的速度變慢。用于制備超堿性合成烷基苯磺酸堿土金屬鹽的工藝是通過合成烷基苯磺酸和堿金屬類堿酸堿中和反應(yīng)及進(jìn)一步的通入二氧化碳和同樣的堿過堿化反應(yīng)制備的。所述合成烷基苯磺酸的烷基通常是碳原子數(shù)大約十四到大約三十的長鏈烷基,以期達(dá)到足夠的油溶性。作為組分之一的合成烷基苯磺酸的工業(yè)化合成方法是苯或甲苯與適當(dāng)鏈長的α-烯烴在路易斯酸類催化劑下縮合烷基化,將所得烷基苯類化合物磺化制備。美國專利US4604219公布了在庚烷中,用中性天然或合成磺酸鈣,甲醇作過堿化反應(yīng)促進(jìn)劑,于63-66°C進(jìn)行過堿化反應(yīng)的方法制備出了 TBN從大約300到大約400 mgKOH/克的磺酸鈣型清凈劑。
美國專利US4780224公開了在庚烷中,采用中性磺酸鈣(天然或合成),以甲醇為促進(jìn)劑,采取多次加入氧化鈣的方法,于65°C進(jìn)行過堿化反應(yīng),據(jù)說可以減少生成不期望的結(jié)晶性碳酸鈣,最終得到總堿值從300到400mgK0H/克磺酸鈣型清凈劑。美國專利US4810396公開了,在庚烷中使用中性天然或合成磺酸鈣鹽,過堿化反應(yīng)時(shí)用氧化鈣或氫氧化鈣,甲醇/氯化鈣促進(jìn)劑,加限量水,于60°C通二氧化碳結(jié)果制備出過堿度TBN從300至400mgK0H/克磺酸鈣。美國專利US5132033公開了以庚烷作反應(yīng)溶劑,使用天然或合成磺酸鈣,甲醇作促進(jìn)劑,于60°C通入二氧化碳與一次性加入的氧化鈣進(jìn)行過堿化反應(yīng),后處理得到TBN300—400mgK0H/克的過堿性磺酸鈣。另外該專利聲稱利用此專利技術(shù)在蒸餾后過濾前的過堿化完成液中不期望的固形物降至6%。
歐州專利EP64544公開了在庚烷中,用30%C18_C2(I的烷基苯和70%C12_C14的線型二烷基苯磺酸鈣的混合磺酸鈣,用甲醇一氯化鈣促進(jìn)劑,于66°C使氧化鈣或氫氧化鈣與通入的CO2進(jìn)行過堿化反應(yīng),脫低沸點(diǎn)物,濾掉反應(yīng)產(chǎn)物中固體物后,得到抗乳化性抗泡性均優(yōu)的TBN300-500 mgKOH/克的磺酸鈣清凈劑。_美國專利US525966公開了在戊醇與異丙醇構(gòu)成的混合醇的溶劑中,使用磺酸含量85%,平均分子量Mn=480的合成單烷基苯磺酸,以甲醇、低分子量的烷基酚或硝酸鈣等作促進(jìn)劑,于50°C采取氫氧化鈣分二次加入的方式,通入二氧化碳進(jìn)行過堿化反應(yīng),結(jié)果生產(chǎn)出高堿值的磺酸鈣型潤滑油清凈劑。_歐洲專利EP94322公開了在由戊醇和異丁醇的混醇中,使用平均分子量Mn=571的合成烷基苯磺酸、甲醇、烷基酚鈣、氯化鈣等作促進(jìn)劑,于55°C,氧化鈣分為2-6次投入,通入二氧化碳后進(jìn)行過堿化反應(yīng),后處理后得到過堿值400mgK0H/克,合成烷基苯磺酸鈣
女口
廣叩ο美國專利US5804094公開了在苯、甲苯和二甲苯等芳烴中,使用八聚丙烯烷基苯與C20-C24線型烷基苯(前者與后者的重量比等于I :0. 15-0. 2)磺化后生成的混合磺酸,以甲醇作促進(jìn)劑,氧化鈣或氫氧化鈣與通入的二氧化碳發(fā)生過堿化反應(yīng),后處理制備出了具有較好抗泡性的TBN等于300 mgKOH/克合成烷基苯磺酸鈣。_美國專利US4235180公開了一種方法,以甲苯作反應(yīng)溶劑,采用平均分子量Mn=600的高分子量合成烷基苯磺酸、促進(jìn)劑是甲酸,氧化鈣與二氧化碳于低溫完成過堿化反應(yīng),經(jīng)處理得到低過堿值高分子量合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清凈劑。英國專利GB1134608公開了一種方法,在甲苯中,使用天然或合成烷基苯磺酸鈣,甲醇是促進(jìn)劑,氧化鈣與二氧化碳的低溫過堿化反應(yīng)分兩步進(jìn)行,向過堿化反應(yīng)完成液中加入適量水,以期破壞反應(yīng)過程中生成的凝膠,蒸餾脫低沸點(diǎn)物,過濾得到超堿值石油或合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清凈劑。_美國專利US4764295公開了一種制備方法,在2_乙基已醇中使用平均分子量Mn=490的單或雙直或帶支鏈的烷基苯磺酸,以氯化鈣、氯化銨、甲酸、乙酸作促進(jìn)劑,最終制得TBN20-50mgK0H/克,具有優(yōu)良抗泡性的合成烷基苯磺酸鈣。美國專利US5939594公開的制備方法是在2_乙基已醇中,用烷基(C2tl-C24)的甲苯和烷基(C2tl-C24)的二甲苯(鄰位體含量小于10%)磺酸組成的混合磺酸,以甲酸或乙酸作促進(jìn)劑,與氧化鈣的中和反應(yīng)后,經(jīng)進(jìn)一步處理得到不結(jié)皮、易過濾的低過堿值磺酸鈣型產(chǎn)品O—?dú)W洲專利EP999258公開了一種無氯、低過堿度磺酸鈣型產(chǎn)品,在2_乙基已醇中,使用含量90%、平均分子量Mn=410、碳原子數(shù)等于20-24的單烷基苯磺酸和平均分子量Mn=330的烷基苯類高沸點(diǎn)物的混合物(混合物中前者與后者的重量比約85 :15),以甲酸、乙酸為促進(jìn)劑,低溫下,氧化鈣與磺酸中和反應(yīng)后,后處理得到所述產(chǎn)品。美國專利US6054419公開的制備方法是在2_乙基環(huán)已醇中,用前述的EP999258中相類似的含有以單烷基苯磺酸為主要活性物的混合物,所用促進(jìn)劑甲酸、乙酸、用氫氧化鈣低溫下中和磺酸,脫除反應(yīng)時(shí)加入的溶劑和水等低沸點(diǎn)物,過濾得不結(jié)皮,穩(wěn)定性好,與其它潤滑油添加劑配伍性好的低堿值合成烷基苯磺酸鈣型清凈劑。_英國專利GP515062公開了一種制備方法,在二甲苯或正已烷中,使用平均分子量Mn = 475的中性烷基苯磺酸鈣,以甲醇、氫氧化銨作促進(jìn)劑,50-52°C,采取氧化鈣一次性加入法,使氧化鈣和通入的二氧化碳進(jìn)行過堿化反應(yīng),經(jīng)脫除溶劑及低沸點(diǎn)物,過濾得到TBN300 mgKOH/克的烷基苯磺酸鈣型潤滑油用清凈劑。美國專利US5578235公開了一種制備方法,在庚烷中,使用單烷基苯磺酸(A)和雙烷基苯磺酸(B)的混合物,A:B = 40 :65至55 45 (mol),甲醇、氯化鈣作促進(jìn)劑,經(jīng)處理得到低粘度、與其它添加劑配伍性好的TBN大于或等于500mgK0H/克的超高堿值合成烷基苯磺酸鈣型清凈劑。
—美國專利US4086170公開的制備方法是在甲苯中,使用平均分子量Mn=555的單烷基苯磺酸和平均分子量Mn=475的烷基苯混合物(其中酸含量87%),甲醇、氨作促進(jìn)劑,于60°C采取一次性加入氧化鈣的方法,通入二氧化碳進(jìn)行過堿化反應(yīng),后處理得到過堿性合成烷基苯磺酸鈣型產(chǎn)品。歐洲專利EP354621公開了一種制備方法,溶劑是二甲苯,以甲醇為促進(jìn)劑,磺酸與氫氧化鈣中和反應(yīng)后,通入二氧化碳,最終得到TBN300-400mgK0H/克,在殘?jiān)椭腥芙庑院们遗c水楊酸鈣配伍性好的磺酸鈣型清凈劑。_美國專利US4880550公開了一種制備方法,在已烷或庚烷中,使用平均分子量Mn=560的聚異丁烯基苯磺酸、甲醇和氨作促進(jìn)劑,氫氧化鈣與通入的二氧化碳在低溫過堿反應(yīng)過程中連續(xù)地脫除過量水,并三次補(bǔ)加脫水時(shí)挾帶出去的溶劑和甲醇,最后蒸餾,過濾制得低粘度、TBN200-400 mgKOH/克合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清凈劑。POL公司于1988年公開的一種制備方法是在甲苯中,使用合成烷基苯磺酸,以甲醇、聚異丁烯基丁二酰亞胺、壬基酚等作促進(jìn)劑,于25-30°C采取一次性把氫氧化鈣加入的方式,通入二氧化碳進(jìn)行過堿化反應(yīng),先過濾后蒸餾,得到TBN300mgK0H/克合成烷基苯磺酸隹丐類廣品。在包括前述文獻(xiàn)在內(nèi)的已公開的制備TBN0_500mgK0H/克合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清凈劑的制備方法中,最終產(chǎn)品與伴隨的膠質(zhì)及固體渣的分離方法都是采取蒸餾濃縮,加助濾劑過濾的處理方法。在已公開的文獻(xiàn)未發(fā)現(xiàn)有關(guān)濾餅的處理方法的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
一種合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清凈劑,在所述工藝方法包括在較低溫度(0-70°C)下使如下組分反應(yīng)組分(A): —種在中和和過堿化反應(yīng)之前具有以下特定分子結(jié)構(gòu)式的合成烷基苯磺酸
權(quán)利要求
1.一種合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清凈劑,其特征在于所述工藝方法包括在較低溫度(0-70°C)下使如下組分反應(yīng)組分(A): —種在中和和過堿化反應(yīng)之前具有以下特定分子結(jié)構(gòu)式的合成烷基苯磺酸
2.X等于I至3的整數(shù);組分(I):甲醇溶液;組分(J):二氧化碳;在組分(A)與組分(B)中和反應(yīng)完成后通入,即二氧化碳與組分(B)進(jìn)行過堿化反應(yīng),過堿化完成液經(jīng)蒸餾脫除溶劑和低沸點(diǎn)物后,熱壓濾得到明亮,清澈的分散于中性油中的合成烷基苯橫酸鈣和濾餅,用組分(C)與濾餅混合均勻,壓濾,所得洗液部分或全部代替組分(C)用于下批次反應(yīng)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,堿土金屬類堿是氧化鈣或氫氧化鈣或二者的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,中和反應(yīng)溫度在60-70°C之間,過堿化反應(yīng)溫度在50-60°C之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,在過堿化反應(yīng)結(jié)束后,熱壓濾前采取蒸餾法脫除溶劑和低沸點(diǎn)物,蒸餾溫度低于150°C,蒸餾壓力是O — -760mmHG柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于熱壓濾添加助濾劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于用反應(yīng)過程中使用的溶劑洗熱壓濾后產(chǎn)生的濾餅,且所得濾液代替一部分或全部反應(yīng)組分(C)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清凈劑及生產(chǎn)工藝,一種生產(chǎn)TBN從20到300mgKOH/g的潤滑油添加劑的工藝方法,所述工藝方法包括在較低溫度(0-70℃)下使如下組分反應(yīng)組分(A)一種合成烷基苯磺酸;組分(B)一種堿土金屬類堿,可以一次性添加或反應(yīng)過程中分多次添加,;組分(C)芳香烴類溶劑;組分(D)中性油;組分(E)水;組分(F)硫橋烷基酚鈣;組分(I)甲醇溶液;組分(J)二氧化碳,在中和反應(yīng)后,通入CO2進(jìn)行過堿化反應(yīng),過濾,濾餅與組分(C)混合均勻后再過濾,濾液代替組分(C)作溶劑。
文檔編號C10N30/04GK102899132SQ20121039021
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者張躍臻 申請人:錦州惠發(fā)天合化學(xué)有限公司