[發明專利]一種高堿值磺酸鈣的制備方法

有效

• 申請號: 200910087467.3
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN101928239A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 劉依農;段慶華
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C07C309/30
• 分類號: C07C309/30;C07C309/62;C07C303/32;C10M135/10;C10N30/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明涉及一種高堿值磺酸鈣的制備方法。

背景技術

復合磺酸鈣基潤滑脂是一類新型的潤滑脂，具有優異的極壓性能、抗磨性能、抗水性能、抗鹽霧性能和防腐蝕性能，并且滴點高、熱穩定性好，廣泛用于汽車、鋼鐵、礦山、造紙等行業。

長期以來，復合磺酸鈣基潤滑脂均直接采用牛頓體磺酸鈣為原料，牛頓體磺酸鈣中的碳酸鈣是無定形的，而復合磺酸鈣基潤滑脂中的磺酸鈣是非牛頓體磺酸鈣，其中的碳酸鈣為方解石型，因此在復合磺酸鈣基潤滑脂的制備過程中，需要將牛頓體磺酸鈣轉化為非牛頓體磺酸鈣。

關于牛頓體的高堿值磺酸鈣和超高堿值磺酸鈣的專利非常多，如US4427559、US4604219、US4879053、US4879053、US4929373、US4810396、US51086309、EP0515062、EP0949322、US6015778、US4560489等，其制備方法一般為：以磺酸或者是磺酸鈣為原料，采用各類低分子醇為促進劑，通入二氧化碳進行碳酸化反應，反應結束后升溫脫水，經后處理得到高堿值磺酸鈣。上述專利的高堿值磺酸鈣(堿值大于300mgKOH/g)和超高堿值磺酸鈣(堿值大于395mgKOH/g)，主要用于內燃機油和工業用油中，起到增溶、分散、中和、防銹等作用。

潤滑脂要求磺酸鈣具有較好的極壓抗磨性，而潤滑油中要求磺酸鈣具有優異的清凈性、分散性和酸中和性能。用現有的牛頓體磺酸鈣制備潤滑脂會存在一些問題，例如：牛頓體磺酸鈣轉化速度慢或是轉化效果不好，轉化后的潤滑脂的各項性能不佳等，這樣就限制了磺酸鈣在潤滑脂中的進一步應用。

發明內容

本發明提供了一種高堿值磺酸鈣的制備方法，該方法所得到的產品特別適用于制備潤滑脂。本發明還提供了該方法所得到的產品。

本發明中，除特別說明外，所有原料用量均以磺酸重量為100份計。

本發明所提供的方法包括：

(1)將烴類溶劑、中性油、C1～C4醇、氧化鈣和/或氫氧化鈣、水與磺酸混合，進行中和反應；

(2)通入二氧化碳，進行第一次碳酸化反應；

(3)加入氧化鈣和/或氫氧化鈣，通入二氧化碳，進行第二次碳酸化反應；

(4)加入濃度為10～60wt％的無機鹽溶液，用量為5～100份，在40～60℃之間反應30～120min，其中無機鹽選自堿金屬氯化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硫酸鹽、堿土金屬氯化物、堿土金屬硫酸鹽、氯化銨、碳酸銨、硫酸銨中的一種或多種；

(5)脫除醇、水、溶劑、促進劑和固體殘渣后，得到產品。

所述烴類溶劑既可以是烷烴，也可是芳香烴，優選為餾程在60～180℃的直餾汽油、正辛烷、苯、甲苯和二甲苯中的一種或幾種。溶劑的作用是給中和反應和碳酸化反應提供一個反應場所。

所述中性油是100℃運動粘度為2～6mm²/S的潤滑油基礎油，優選為100SN、150SN、潤滑油老三套工藝處理的油和加氫精制油中的一種或多種。中性油的作用是給高堿值磺酸鈣提供一個穩定分散的場所。

所述C1～C4醇優選為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和乙二醇中的一種或幾種。醇的主要作用是無機相和有機相的載體，使得反應混合物中氣、液、固三相之間的傳質速率更快，油相和水相混合均勻，使反應易于進行。醇更重要的作用在于幫助形成添加劑膠體粒子，因此在反應中必不可少。

氧化鈣和/或氫氧化鈣中的雜質的含量應盡可能低，優選氧化鈣和/或氫氧化鈣的純度≥95％。

所述磺酸為烷基苯磺酸和/或石油磺酸。烷基苯磺酸中，烷基碳數為8～30。所述烷基苯磺酸包括生產十二烷基苯的副產物一高沸物所制備的磺酸，這種烷基苯中主要是二烷基苯、單烷基苯，還有茚滿，二苯烷基等不易磺化的物質，高沸物磺酸的性質劣于直鏈烷基苯磺酸，但是仍然能制備出本專利的產品。所述石油磺酸由石油餾分經過磺化后得到，石油餾分一般是減壓蒸餾的餾分，例如減壓二線油，減壓三線油，或者是減壓四線油，其中含有可以磺化的芳烴組分。

所述烷基苯磺酸或石油磺酸可以通過傳統的發煙硫酸磺化制得，也可以通過三氧化硫磺化得到。

步驟(1)中，C1～C4醇的用量為20～200份，優選為50～150份；烴類溶劑的用量為200～800份，優選為300～600份；中性油的用量為50～300份，優選為120～250份；氧化鈣和/或氫氧化鈣的用量為15～150份，優選為50～100份；水的用量為10～50份，優選為20～40份；反應溫度為40～60℃，優選為45～55℃，反應時間為20～60min。