[發明專利]一種以C8～C10α-烯烴四聚體為主要組分的窄分布PAO基礎油及其制備方法

有效

• 申請號: 202110411029.9
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113185998B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 米普科;江鈴;盧攀峰;趙瑞達;高針針;虞惠艷;董素琴;尹萌
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C10G69/12
• 分類號: C10G69/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種以C8～C10α?烯烴四聚體為主要組分的窄分布、低粘度和高粘度指數的α?烯烴齊聚物PAO及其制備方法。該PAO的制備方法為，首先在溫度范圍50～120℃，鋁鋯比為100:1～1000:1，以茂金屬為催化劑催化C8～C10的α?烯烴進行齊聚，反應時間2～10小時，常壓蒸餾除去溶劑，減壓蒸餾除去α?烯烴單體，分離出α?烯烴二聚體，該反應單體轉化率大于60%，所分離得到的α?烯烴二聚體100℃運動粘度為1.8～2.9cSt；然后在溫度范圍70～150℃下，以固載AlCl3催化劑催化α?烯烴二聚體，反應時間3～12小時，反應結束后用NaO小時溶液、蒸餾水洗滌至中性，通過常壓蒸餾除去溶劑，減壓蒸餾除去未反應的單體，最終得到以α?烯烴四聚體為主要組分的窄分布、低粘度和高粘度指數的PAO。

技術領域

本發明涉及一種以兩步法合成以α-烯烴四聚體為主要組成的窄分布、低粘度和高粘度指數α-烯烴PAO，兩步法主要內容為：第一步以茂金屬催化α-烯烴合成低粘度齊聚物，并分離得到高純度α-烯烴二聚體，第二步用Lewis酸催化第一步分離的得到的α-烯烴二聚體。

背景技術

近年來石油工廠都在致力于用合成齊聚碳氫化合物改善天然礦物基礎油的性能，高檔基礎油向低粘度和高粘度指數方向發展。工業上對合成潤滑油的探索主要集中在提高液體在一個廣泛的溫度范圍內可用的粘度，與礦物油相比，合成潤滑油有更高的粘度指數，更好的潤滑能力，熱穩定性，氧化穩定性和低的傾點，且摩擦系數低，因此在一系列操作條件和負載下應用時比礦物油機械效率更高。

潤滑油的粘溫關系被認為是一個關鍵指數，礦物油被用作單相、多相潤滑油時粘度隨環境溫度變化很大，粘度指數較低。高粘度指數的潤滑油是比較理想的，高溫下仍有較高的粘度，在機器上應用時可以更好的潤滑和保護。VI是根據ASTM的方法D2270計算的。

PAOs是可以用作潤滑基礎油的合成碳氫化合物，由α烯烴單體，通常是1-辛烯到1-十二烯，?1-癸烯最為理想，雖然也有乙烯和丙烯的共聚物，或US4,956,122中記載的乙烯和高分子烯烴合成的共聚物。PAOs在低溫下有好的流動性能，相對較高的熱穩定性和氧化穩定性，高溫下蒸汽損失較小，高的粘度指數，好的摩擦性能，好的液壓穩定性，好的耐磨性。PAOs無毒，與礦物油或脂易混合，因此適宜用作發動機油，壓縮機油，液壓油，齒輪油或油脂。PAOs含有易于氧化的三級氫，穩定性下降，因此要盡量減少三級氫的量來提高合成碳氫化合物的氧化穩定性。

茂金屬催化劑是90年代初實現工業化的開創性新型催化劑，并正在引起一場聚烯烴工業技術的革命。茂金屬催化劑有催化活性高、生成的聚合物相對分子量分布窄、聚合物結構可控、聚合物分子可剪裁等優點。Schaerf等在專利US5,284,988提出了一個制備滿足市場不同粘度需求用途廣泛的合成潤滑油的過程。該制備過程分為兩步：(a)一部分烯烴被催化發生異構化，生成含有三取代基的中間體；(b)再聚這些中間體，在齊聚催化劑存在下，合成多聚體。

雪弗龍公司在專利US8,536,391中提出一種用負載茂金屬催化α-烯烴合成PAOs的生產方法，所用茂金屬催化體系包括：茂金屬和用吸電子陰離子化學處理的固體氧化物。生成的聚α-烯烴和PAOs有很高的粘度指數和低的傾點，100℃的KV為20-1200cSt，傾點小于20℃，?PAOs主要是頭-尾鍵接的，在潤滑油和粘度修正中有很大的應用價值。產物主要為不含烯烴單體的α-烯烴均聚物，氫化α-烯烴均聚物及α-烯烴共聚物，氫化α-烯烴共聚物。實驗發現在茂金屬烯烴聚合催化劑中，長鏈α-烯烴(C3及以上)會受茂金屬及相關催化劑組分即茂金屬和用吸電子陰離子化學處理的固體氧化物的影響。

用α烯烴合成齊聚物油的一個難題是從聚合產物混合物中根據不同的粘度分離出不同的組分；另一個困難就是化學過程難以控制α-烯烴的異構化；第三個問題就是這個過程常產生大量的不適宜用作潤滑油的二聚體。本發明是采用單活性中心的均相茂金屬催化劑體系，用二步法生產出窄分布，低粘度高粘度指數的滿足市場需求的齊聚物基礎油。

發明內容