[發(fā)明專利]一種烷基四氫萘的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110060343.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN112694379B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雷;陳晨;湯瓊;董晉湘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C2/66
• 分類號(hào): C07C2/66;C07C13/48;C10M105/06;B01J31/02;C10N20/02;C10N20/00
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發(fā)明公開了一種烷基四氫萘的制備方法及其應(yīng)用。所述烷基四氫萘包含一個(gè)或多個(gè)彼此相同的烷基取代基，該方法采用離子液體類催化劑，將四氫萘與不同碳鏈長(zhǎng)度的烯烴分別進(jìn)行烷基化反應(yīng)；然后對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行靜置分層，水洗，減壓蒸餾等得到烷基四氫萘產(chǎn)物，再將產(chǎn)物進(jìn)行分段減壓蒸餾，最終得到不同側(cè)鏈數(shù)組成的烷基四氫萘產(chǎn)物。通過本發(fā)明所制備烷基四氫萘經(jīng)吸附脫色后用于基礎(chǔ)油，具有較低粘度，較低傾點(diǎn)，較好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的添加劑溶解性，不同組分的產(chǎn)物可根據(jù)其可調(diào)的性質(zhì)，應(yīng)用于不同的油品領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種烷基四氫萘的制備方法及其應(yīng)用，涉及基礎(chǔ)油應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前基礎(chǔ)油主要包括礦物基礎(chǔ)油和合成基礎(chǔ)油兩大類。合成基礎(chǔ)油主要通過化學(xué)合成方法合成，常見的合成基礎(chǔ)油有聚烯烴、合成酯、烷基芳烴以及合成環(huán)烷烴等。環(huán)烷基基礎(chǔ)油作為一類特殊的基礎(chǔ)油，其具有密度大、傾點(diǎn)低、低粘度和熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。由于近年來環(huán)烷基油需求量增加，為拓展環(huán)烷基油的獲取渠道，探尋合適的反應(yīng)原料，采用化學(xué)合成路線規(guī)模化合成性能匹配的高品質(zhì)環(huán)烷基潤(rùn)滑油具有重要意義。烷基萘進(jìn)行兩段加氫工藝可以得到性能較好的環(huán)烷基基礎(chǔ)油，但硫、氮等元素對(duì)加氫催化劑影響較大，所以烷基萘一步加氫得到目標(biāo)產(chǎn)物較為困難。四氫萘作為萘一步加氫工藝后的產(chǎn)物，原料中大部分硫、氮脫除，因此烷基四氫萘進(jìn)行加氫更容易得到高品質(zhì)的環(huán)烷基基礎(chǔ)油，解決了烷基萘一步加氫為環(huán)烷環(huán)難度大的問題。同時(shí)烷基四氫萘作為烷基芳烴的一類，目前研究較少。四氫萘是一種具有典型的芳香基環(huán)烷環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物，進(jìn)行烷基化反應(yīng)設(shè)計(jì)側(cè)鏈烷基的結(jié)構(gòu)和成分含量，可以合成出各種性能優(yōu)異的烷基四氫萘類基礎(chǔ)油，豐富了烷基芳烴的系列基礎(chǔ)油產(chǎn)品。

隨著工業(yè)化的發(fā)展，苯和萘的烷基化反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，對(duì)萘的衍生物四氫萘報(bào)道較少，其中催化劑也是決定烷基化反應(yīng)水平的重要因素。早期國(guó)外對(duì)四氫萘烷基化的反應(yīng)有一定的研究，在1960年左右，報(bào)道了關(guān)于四氫萘烷基化反應(yīng)的系列文章（Shuikin?N?I,?Pozdnyak?N?A.?Catalytic?alkylation?of?tetralin-Communication?1.Alkylation?of?tetralin?with?C5?olefins[J].?Russian?Chemical?Bulletin,?1961,?9(6):?1019-1021.），其采用的烷基化試劑包括烯烴、醇以及鹵代烷烴。傳統(tǒng)的傅克烷基化反應(yīng)主要采用HF、H₂SO₄、金屬Lewis酸鹽以及硅鋁分子篩等作為催化劑。但烷基化反應(yīng)溫度較高且四氫萘轉(zhuǎn)化率低，主要合成單烷基化產(chǎn)物，而二烷基化產(chǎn)物和多烷基化產(chǎn)物鮮有報(bào)道。之后的報(bào)道（Shuikin?N?I,?Pozdnyak?N?A,?Dobrynina?T?P.?Catalytic?alkylation?oftetralin-Communication?9.?Alkylation?of?tetralin?with?alkene?fractions?fromthe?cracking?of?paraffins?[J].?Bulletin?of?the?Academy?of?Sciences?of?theUSSR,?Division?of?chemical?science,?1963,?12(11):?1852-1854.）中提到金屬鋁與少量溴代物混合作為催化劑，但烯烴的轉(zhuǎn)化率仍然較低。此外，在四氫萘的烷基化反應(yīng)領(lǐng)域，開發(fā)出兼具綠色、高效、廉價(jià)、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)的理想催化劑，并將其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和調(diào)變研究具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種烷基四氫萘的制備方法及其應(yīng)用，豐富烷基芳烴系列基礎(chǔ)油的分子結(jié)構(gòu)，克服現(xiàn)有產(chǎn)品毒性和加氫困難的問題，得到性質(zhì)可調(diào)的潤(rùn)滑油產(chǎn)品。

本發(fā)明中采用中長(zhǎng)鏈α-烯烴用于四氫萘的烷基化，以離子液體型類為催化劑，將四氫萘與中長(zhǎng)鏈α-烯烴發(fā)生Friedel–Crafts烷基化反應(yīng)，生成高選擇性的烷基四氫萘，研究了其烷基化產(chǎn)物作為基礎(chǔ)油的基本理化性質(zhì)。