[發(fā)明專利]一種乙烯和α-烯烴共聚制備高粘度指數(shù)合成潤滑油的方法和用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210068685.4
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN103304717A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 相鵬;曹靜;張龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安艾姆高分子材料有限公司;相鵬;曹靜;張龍
• 主分類號: C08F210/16
• 分類號: C08F210/16;C08F210/02;C08F4/54;C08F4/14;C08F4/642;C08F4/70;C08F8/04;C10M107/02
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種乙烯和α-烯烴共聚制備高粘度指數(shù)合成潤滑油的方法，以及本發(fā)明在工業(yè)和軍事領(lǐng)域的用途。

背景技術(shù)

聚α-烯烴油是目前被認(rèn)為最具有發(fā)展?jié)摿Φ暮铣蓾櫥?。PAO合成油因其獨(dú)特的化學(xué)組成結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的使用性能特點(diǎn)而獨(dú)占一類基礎(chǔ)油進(jìn)入潤滑油市場。PAO在各類合成油中是一類綜合性能比較優(yōu)良的品種，是近幾年來需求量增長最快的品種之一。PAO合成潤滑油與同粘度的礦物油相比，具有操作溫度范圍寬、傾點(diǎn)低、粘度指數(shù)高、蒸發(fā)損失小、具有優(yōu)良的高溫?zé)嵫趸捕ㄐ缘忍攸c(diǎn)，同時(shí)PAO合成油還有結(jié)焦少、無毒和對皮膚有浸潤作用等特點(diǎn)。除上述這些綜合性能優(yōu)良外，其原料來源豐富，生產(chǎn)工藝簡單，價(jià)格又相對便宜，因此得到廣泛應(yīng)用，市場需求量逐年增長。

目前我國市場上PAO合成油的生產(chǎn)與應(yīng)用已有了初步的發(fā)展，但與其他國家相比依然處于嚴(yán)重的滯后狀態(tài)。無論在質(zhì)量上還是在銷量上，與國外相比，都存在著差距，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都滿足不了國內(nèi)需求，仍需要大量進(jìn)口。因此必須加大對PAO合成工藝的研究，加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)和人才引進(jìn)，提高國內(nèi)PAO合成油的生產(chǎn)技術(shù)，滿足國內(nèi)需求，擴(kuò)大本國的營銷區(qū)域，從而帶動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的長足發(fā)展，這是擺在石油化工公司面前急需解決的問題。

近幾年，綠色化學(xué)逐漸成為社會關(guān)注的話題，綠色化學(xué)研究的首要目標(biāo)是在源頭上防止和控制環(huán)境污染的發(fā)生，從根本上減少或消除污染，實(shí)現(xiàn)零排放。

離子液體(Ionic?liquids)就是完全由離子組成的液體，是低溫(＜100℃)下呈液態(tài)的鹽，一般由有機(jī)陽離子和無機(jī)陰離子組成。它與傳統(tǒng)的離子化合物(如NaCl等)在性質(zhì)上有很大差異，最大的區(qū)別在于一般的離子化合物只有在高溫下才能呈液態(tài)，如氯化鈉的熔點(diǎn)為804℃，而離子液體在100℃以下均為液態(tài)，最低凝固點(diǎn)可達(dá)-96℃。

上世紀(jì)初期人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了離子液體-硝基乙胺，但由于當(dāng)時(shí)科技水平不高致使其發(fā)展緩慢。80年代初，有學(xué)者研究不同過渡金屬配合物在氯鋁酸鹽離子液體中的電化學(xué)行為和光譜學(xué)性質(zhì)。1992年，Wilkes領(lǐng)導(dǎo)的課題小組合成了低熔點(diǎn)、抗水解、穩(wěn)定性好的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體([Emim]BF₄)，這種離子液體在過渡金屬催化方面應(yīng)用前景廣泛，為催化劑的重復(fù)與分離提供了條件。1996年，Bonhote等發(fā)表了含[N(CF₃SO₂)₂]^-的咪唑離子液體，此后[N(CN)₂]^-以及大量的烷基咪唑陽離子和[BF₄]^-、[PF₆]^-構(gòu)成的新一代離子液體也被報(bào)道。

21世紀(jì)以來，離子液體的研究邁入了一個(gè)新階段，新型的離子液體不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域從最初的電化學(xué)領(lǐng)域，擴(kuò)展到高分子材料、功能材料、產(chǎn)品工程、資源環(huán)境和生物科學(xué)等諸多領(lǐng)域，并向環(huán)境友好型催化劑和綠色溶劑方向發(fā)展。

本發(fā)明采用離子液體催化乙烯與α-烯烴進(jìn)行共聚反應(yīng)，制備出新型的高粘度指數(shù)合成潤滑油。本發(fā)明提供的制備方法步驟簡單，催化劑、溶劑可回收，未反應(yīng)的單體及低聚物均可進(jìn)行再次反應(yīng)，真正做到了綠色化學(xué)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供一種乙烯和α-烯烴共聚制備高粘度指數(shù)合成潤滑油的方法，所制備的高品質(zhì)聚α-烯烴合成油不僅能夠滿足工業(yè)及軍事領(lǐng)域的需要，而且所述的活性離子催化劑易于制備和回收，且制備過程環(huán)境無害。

本發(fā)明所提供的乙烯和α-烯烴共聚制備高粘度指數(shù)合成潤滑油的制備工藝如下：

在高壓釜式反應(yīng)器中，使乙烯和α-烯烴原料與活性的離子催化劑接觸，催化劑與α-烯烴的重量比為0.5-10wt％，并在乙烯壓力0.1-5.0MPa、40-220℃的條件下反應(yīng)4-48h；分離催化劑、反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)的乙烯和α-烯烴單體；所述反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)加氫，得到乙烯和α-烯烴共聚高粘度指數(shù)合成潤滑油。

下面分別從原料、催化劑、聚合工藝條件等方面進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明所提供的方法。

乙烯和α-烯烴原料：

乙烯純度不低于99.95％，通入反應(yīng)釜前需經(jīng)過脫水，脫氧處理以除去氣體中的水氧雜質(zhì)。

α-烯烴單體包括C₃-C₁₈烴，進(jìn)行共聚反應(yīng)前需經(jīng)分子篩除水，原料中的線性α-烯烴的質(zhì)量百分比不低于95.5％，水分含量低于100mg/kg，過氧化物含量低于3.0mg/kg。