[發明專利]一種烷基四氫萘的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202110060343.7
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112694379B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 劉雷;陳晨;湯瓊;董晉湘
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C07C2/66
• 分類號: C07C2/66;C07C13/48;C10M105/06;B01J31/02;C10N20/02;C10N20/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種烷基四氫萘的制備方法及其應用。所述烷基四氫萘包含一個或多個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度的烯烴分別進行烷基化反應；然后對反應產物進行靜置分層，水洗，減壓蒸餾等得到烷基四氫萘產物，再將產物進行分段減壓蒸餾，最終得到不同側鏈數組成的烷基四氫萘產物。通過本發明所制備烷基四氫萘經吸附脫色后用于基礎油，具有較低粘度，較低傾點，較好的熱穩定性和優異的添加劑溶解性，不同組分的產物可根據其可調的性質，應用于不同的油品領域。

技術領域

本發明涉及一種烷基四氫萘的制備方法及其應用，涉及基礎油應用領域。

背景技術

目前基礎油主要包括礦物基礎油和合成基礎油兩大類。合成基礎油主要通過化學合成方法合成，常見的合成基礎油有聚烯烴、合成酯、烷基芳烴以及合成環烷烴等。環烷基基礎油作為一類特殊的基礎油，其具有密度大、傾點低、低粘度和熱穩定性好等特點。由于近年來環烷基油需求量增加，為拓展環烷基油的獲取渠道，探尋合適的反應原料，采用化學合成路線規模化合成性能匹配的高品質環烷基潤滑油具有重要意義。烷基萘進行兩段加氫工藝可以得到性能較好的環烷基基礎油，但硫、氮等元素對加氫催化劑影響較大，所以烷基萘一步加氫得到目標產物較為困難。四氫萘作為萘一步加氫工藝后的產物，原料中大部分硫、氮脫除，因此烷基四氫萘進行加氫更容易得到高品質的環烷基基礎油，解決了烷基萘一步加氫為環烷環難度大的問題。同時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烷環結構的化合物，進行烷基化反應設計側鏈烷基的結構和成分含量，可以合成出各種性能優異的烷基四氫萘類基礎油，豐富了烷基芳烴的系列基礎油產品。

隨著工業化的發展，苯和萘的烷基化反應已經進行了大量研究，對萘的衍生物四氫萘報道較少，其中催化劑也是決定烷基化反應水平的重要因素。早期國外對四氫萘烷基化的反應有一定的研究，在1960年左右，報道了關于四氫萘烷基化反應的系列文章（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。傳統的傅克烷基化反應主要采用HF、H₂SO₄、金屬Lewis酸鹽以及硅鋁分子篩等作為催化劑。但烷基化反應溫度較高且四氫萘轉化率低，主要合成單烷基化產物，而二烷基化產物和多烷基化產物鮮有報道。之后的報道（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，但烯烴的轉化率仍然較低。此外，在四氫萘的烷基化反應領域，開發出兼具綠色、高效、廉價、可循環使用等優點的理想催化劑，并將其產物的結構與理化性質進行關聯和調變研究具有重要意義。

發明內容

本發明旨在提供一種烷基四氫萘的制備方法及其應用，豐富烷基芳烴系列基礎油的分子結構，克服現有產品毒性和加氫困難的問題，得到性質可調的潤滑油產品。

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