高黏度潤滑油基礎油的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種潤滑油基礎油的制備方法，特別涉及一種由費托合成油制備高黏 度潤滑油基礎油的方法。
【背景技術】
[0002] 目前，高黏度潤滑油基礎油市場主要由光亮油和高黏度聚α -烯烴基礎油（簡稱 ΡΑ0)構成。老三套工藝得到的光亮油中硫、氮、芳烴含量高，氧化安定性、低溫流動性均較 差，經加氫精制后，低溫性能未得到顯著改善，另外光亮油易受原料波動的影響，市場供應 受限；而高黏度聚α -烯烴基礎油不含硫、氮，且黏溫性能、低溫流動性以及氧化安定性均 異常卓越，在高端潤滑油脂中應用廣泛。
[0003] 聚α-烯烴基礎油是由C6?C16的α-烯烴在催化劑作用下聚合，再通過加氫獲 得的規(guī)則長鏈烷烴，如專利US4,219,691及其引用的專利所描述。市售聚α-烯烴基礎油 劃分標準是由l〇〇°C運動黏度決定，主流產品由4、6、10、40、IOOmmVs等構成。其中，高黏度 PAO (運動黏度>20mm2/s)在重負荷傳動油、高溫齒輪和循環(huán)油、高效高負荷蝸輪蝸桿齒輪 油、工業(yè)、航空和寬溫度潤滑脂、工業(yè)液壓油、長壽命壓縮機油等領域具有廣泛的適用性。
[0004] 制備不同黏度級別PAO的原料基本相同，多采用乙烯齊聚烯烴，以I-Cltl烯烴為主。 如US7, 547, 811公開了一種制備高黏度PAO的方法，包括：以選自1-癸烯或1-十二烯混 合物為聚合原料，在催化劑AlCljP去離子水存在下聚合，可制備具有優(yōu)質低溫性能的ΡΑ0。 其中所述40mm 2/s級別PAO是在無溶劑條件下合成，IOOmmVs及以上級別PAO合成過程中 需要添加25%?30%烯烴含量的溶劑以改善聚合反應的傳熱。
[0005] CN101，977, 944描述了高剪切穩(wěn)定性PAO的制備方法。其特征在于，α-烯烴與 單活性中心茂金屬催化劑，如二甲基硅基雙（2-四氫茚基）二甲基鋯為主催化劑和N，N-二 甲基苯銨四（五氟苯基）硼酸鹽為助劑在混流式或連續(xù)式反應器中接觸，可獲得運動黏度 (IO(TC)為11?300mm 2/s、黏度指數可達150?249的ΡΑ0。
[0006] 有關聯(lián)的其它專利包括 US4, 642, 410、US5, 196, 635、US4, 827, 064 和 US5, 270, 273。在上述報道中所需的α-烯烴均為乙烯齊聚物，以1-癸烯為主，但在全球 1-癸烯供不應求的背景下，1-癸烯的價格居高不下制約了 PAO的市場普及。
[0007] 眾所周知，在150?350°C和2. 0?15. OMPa的反應條件下，采用費托工藝將CO催 化加氫可以生成C1?Clt?范圍的氣體、液體、固體碳氫化合物。根據餾分的不同主要分為費 托合成輕質油和費托蠟。在如今石油資源緊缺的形勢下，采用費托合成制備液體燃料或化 工產品的加工路線逐漸得到支持并取得快速發(fā)展。由于費托合成油與天然石油產品有較大 的區(qū)別，以生產燃料油為主導的加工方案經濟效益較低，如何進行二次加工、多產高附加值 產品是費托工藝從業(yè)者需要關注的問題。
[0008] US6, 518, 473介紹了一種由費托合成油中烯烴低聚生成潤滑油基礎油的方法，所 述烯烴低聚分兩步二聚構成，催化劑為VDI B族元素負載于分子篩，優(yōu)選Ni/ZSM-5,該方法原 料選擇C5?ClO費托石腦油，聚合前原料需經吸附或加氫精制，以降低S、N、0雜質對毒 害催化劑，該方法所得到潤滑油基礎油運動黏度為3?20mm2/s，黏度指數>80,傾點不高 于-KTC。
[0009] US6, 605, 206介紹了一種增加 Cltl以上烴類產品的方法，其包括：（1)將費托產物 分為費托錯和輕質液態(tài)經；（2)費托錯經加氫異構制備高沸點低傾點經組份；（3)費托輕質 烴中醇脫氧制備烯烴；（4)烯烴聚合制備高分子量烴；（5)切割分離柴油和基礎油組份。

【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明提供了一種高黏度潤滑油基礎油的制備方法，包括：
[0011] (1)聚合原料在含錯Lewis酸催化劑存在下發(fā)生聚合反應；
[0012] 所述聚合原料包含烯烴、醇和非必要的烷烴，所述烯烴為C5?C17烯；以質量百分 比計，所述聚合原料中烯烴含量在10%以上、由醇提供的氧含量為0. 2%?2% ;以所述烯烴 為基準并以質量百分比計，所述烯烴中α -烯烴的含量> 85% ;所述含鋁Lewis酸催化劑與 聚合原料中烯經的質量比為1:200?1:5,所述含錯Lewis酸催化劑與聚合原料中氧元素的 質量比為2:1?70:1 ;
[0013] (2)步驟（1)的聚合產物進一步發(fā)生加氫精制反應，收集反應產物中初餾點大于 350°C的餾分得到高黏度潤滑油基礎油。
[0014] 在所述聚合原料中，所述烯烴可以選用C5?C17的單一烯烴或混合烯烴，以質量百 分比計，優(yōu)選烯烴中含有0. 5%?40%的C5?C7烯烴、40%?98%的C8?C12烯烴、1%?30% 的C 13?C17烯經，最優(yōu)選含有2%?35%的C5?C7烯烴、55%?90%的C 8?C12烯烴、2%? 25%的C13?C17烯烴。以所述烯烴為基準并以質量百分比計，所述烯烴中α-烯烴的含量 彡85%，優(yōu)選彡95%。
[0015] 所述聚合原料中的烯烴含量在10%以上，優(yōu)選在25%以上，最優(yōu)選在40%以上。
[0016] 所述聚合原料中的醇選自C1?C12的單一醇或混合醇，優(yōu)選C 2?Cltl的單一正構醇 或混合正構醇，最優(yōu)選C2?Cltl的單一伯醇或混合伯醇。
[0017] 所述聚合原料中由醇提供的氧含量為0. 2%?2%，優(yōu)選0. 25%?1. 5%，最優(yōu)選 0· 3% ?1%。
[0018] 本發(fā)明所述的聚合原料中可以不包含烷烴，也可以包含烷烴。所述烷烴為C4?C m 的烷經，優(yōu)選C6?C2tl的烷經，最優(yōu)選C7?C2tl的烷烴。當所述聚合原料中包含烷烴時，所述 烷烴與所述烯烴的質量比為10:1?1:10,優(yōu)選5:1?1:5,最優(yōu)選3:1?1:3。
[0019] 所述聚合原料可以由上述烯烴、醇或烷烴調合而成，也可選用一些符合上述組成 的費托合成油、蠟裂解烯烴和焦化餾分油中的一種或多種，而對于不符合上述組成的費托 合成油、蠟裂解烯烴、焦化餾分油，還可經蒸餾切割或外加上述烯烴、醇或烷烴調合而成作 為本發(fā)明的聚合原料，這樣可以提高原料來源的廣泛性。以費托合成油為例，對于不符合上 述條件的費托合成油，也可以通過蒸餾切割的方法使得其組成滿足本發(fā)明所述聚合原料的 要求，如果經蒸餾切割后仍不滿足要求，可以外加上述烯烴或醇及非必要的烷烴來滿足要 求。
[0020] 所述含錯Lewis酸催化劑與聚合原料中烯經的質量比為1:200?1:5,優(yōu)選 1:100 ?1:10,最優(yōu)選 1:80 ?1:13。
[0021] 所述含鋁Lewis酸催化劑與聚合原料中氧元素的質量比為2:1?70:1，優(yōu)選 4:1 ?40:1，最優(yōu)選 5:1 ?30:1。
[0022] 所述含鋁Lewis酸催化劑的結構為RnAlX3_ n，其中η選自0?3, R是碳原子數為 1-6的烷基，優(yōu)選碳原子數為1-4的烷基，X選自Cl-、Br-、I-中的一種；所述含鋁Lewis酸 催化劑優(yōu)選氯化鋁、氯代烷基鋁、烷基鋁、溴化鋁和溴代烷基鋁中的一種或多種，例如可以 選用 AlCl3、Alfc3、（C2H5)2AlCU C4H9AlCl2，最優(yōu)選 A1C13。
[0023] 所述聚合原料在含鋁Lewis酸催化劑存在下發(fā)生聚合反應的工藝條件為：
[0024] 聚合反應的溫度為-10?120°C，優(yōu)選-5?100°C，最優(yōu)選0?80°C。
[0025] 聚合反應的時間為15?360min，優(yōu)選30?300min，最優(yōu)選45?280min。
[0026] 在步驟（1)的制備方法中，優(yōu)選采用靜置分層/過濾分離、水洗、吸附和蒸餾法中 的一種或多種