[發明專利]聚醚胺及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010180314.X
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN113402705B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 張瑞軍;張建榮;黃作鑫
• 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: C08G65/338
• 分類號: C08G65/338;C08G65/333;C08G65/325;C10L1/2387;C10L10/04
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張福根;鄭特強

本發明提供一種聚醚胺及其制備方法和應用。該制備方法包括：將催化劑SO₄^?2/ZrO₂加入到聚醚中，之后加入環氧氯丙烷進行環氧化反應，得到反應液；對所述反應液進行分離，回收所述催化劑SO₄^?2/ZrO₂和環氧氯丙烷，得到氯醇中間產物；向所述氯醇中間產物中加入固體堿進行閉環反應，得到粗環氧基封端聚醚；對所述粗環氧基聚醚進行過濾后，向濾液中加入中和劑中和，再加入吸附劑，得到精制環氧基封端聚醚；將所述精制環氧基封端聚醚與有機胺和/或無機銨進行胺化反應，得到聚醚胺。本發明采用SO₄^?2/ZrO₂作為開環反應的催化劑，其選擇性高、副產物少、對設備無腐蝕性，反應結束后易分離，具有很好的工業化應用價值；同時環氧基封端聚醚的胺化具有反應速度快、生產成本低的優點。

技術領域

本發明涉及石油化工領域，具體涉及一種用于燃油清凈劑的聚醚胺及其制備方法和應用。

背景技術

我國車用汽油中不飽和烴類以及硫、氮化合物含量較多，在儲存和使用過程中易被氧化形成膠質，導致汽油在燃燒過程中，易在噴嘴、進氣閥和燃燒室等部位形成積炭，進而引起發動機供油不暢、燃燒不完全、機動性能下降、油耗增加等問題，并排出大量有害尾氣。近些年，隨著國內汽車保有量的持續增長，汽車尾氣污染物排放造成的空氣污染愈加嚴重，消除由此引起的環保問題已刻不容緩。國內外研究表明，向汽油中加入清凈劑是提高汽油品質、改善汽油燃燒效率、實現節能減排的一種切實有效措施。

汽油清凈劑是一種表面活性物質，可以把汽油中氧化形成的潛在沉積物分散、增溶于汽油中，阻止它們沉積在發動機關鍵部位。對于這些部位已經形成的沉積物，清凈劑可以將它們從金屬表面剝離下來，分散、膠溶于汽油中，使發動機恢復正常工作狀態，汽油得到充分燃燒，從而有效地降低了汽車尾氣污染物的排放，減少了空氣污染，同時也達到了節省汽油的效果。

汽油清凈劑中起主要作用的成分通常是有機高分子胺類化合物，主要有聚異丁烯胺和聚醚胺。聚醚胺是一類化學物質的通稱，其分子結構中包含聚醚及胺類結構。相比聚異丁烯胺，聚醚胺中的醚鍵易于高溫裂解，它在有效控制燃油噴嘴、進氣閥沉積物的同時，也顯著減少燃燒室積炭生成。因此，近年來聚醚胺類清凈劑的開發與應用越來越受到國內外研究者的重視，是燃油清凈劑新產品開發的熱點。

聚醚胺的合成方法主要有高壓催化氨化法、離去基團法、氨苯氧基法、水解法和腈烷基化法等。催化還原氨化法是目前聚醚胺工業合成的主要方法，國外聚醚胺的工業化生產多采用催化還原氨化法。該法從聚醚多元醇的末端羥基著手，通過氨解反應用氨(胺)基取代其末端羥基。催化還原氨化法產品轉化率高、質量好，但所用貴金屬催化劑價格昂貴，且需高溫高壓反應，設備投資和操作成本較高，只適用于大規模工業生產。離去基團法通常分兩步：先從聚醚多元醇末端羥基的活潑氫著手，用帶有易離去基團或不飽和基團的化合物(對甲苯磺酸醋基、酰氯基、鹵基、羧基、醛基等)與活潑氫作用進行封端；再進行胺化反應，將第一步得到的產物和胺(一元胺或多元胺)反應得到聚醚胺。該法合成聚醚胺的缺點是產物后處理時需用大量的堿，易污染環境，特別是產物聚醚胺中引入了氯、硫等雜質，會對汽油清凈劑的腐蝕性能不利。氨苯氧基法也是從聚醚多元醇末端羥基的活潑氫著手，用帶不飽和基團(-NCO、-CN、-NO₂等)的化合物與活潑氫作用封端，然后通過相應的處理后得到聚醚胺。該法工藝路線簡單，但是在聚醚多元醇與帶不飽和基團化合物的反應過程中，副反應多，因此對反應條件要求嚴格，實際操作困難。水解法具有廣泛的適用性，但反應過程存在少量擴鏈反應，并且產物中有氨基甲酸酯基團存在，產品粘度要比起始的聚醚多元醇大。而聚醚腈烷基化法制聚醚胺成本太高，且反應原料丙烯腈有劇毒，在工業上很少應用。

目前，環氧基封端聚醚方法主要有以下兩種：