合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑及生產工藝的製作方法

2023-10-05 04:22:49

專利名稱：合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑及生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於調和潤滑油使用的添加劑及生產方法，特別涉及一種合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑及生產工藝。
背景技術：
在潤滑油的生產過程中，為了使潤滑油得到某種新的特性或改善潤滑油中已有的一些特性，往往在潤滑油中添加各種添加劑，例如極壓劑、清淨劑、分散劑、抗氧劑、增粘劑 等。在種類繁多的潤滑油添加劑中，清淨劑的用途十分廣泛，在潤滑油添加劑中佔有很大的比重。清淨劑是一種具有表面活性的物質，它能吸附潤滑油中固體顆粒汙染物，並使汙染物懸浮於潤滑油的表面，以確保參加潤滑循環的油是清淨的，以減少高溫時漆膜的形成，從而使得潤滑油能將其降解後生成的膠狀物，積炭等不溶物或懸浮在油中形成穩定的膠體狀態而不易沉積在部件上，或者將已沉積在發動機部件上的膠狀物、積炭等，通過潤滑油洗滌作用將其洗滌下來。由於上述物質能同時起到分散劑的作用，因此清淨劑又被稱作清淨分散劑。現有的潤滑油清淨劑主要有低鹼值合成烷基苯磺酸鈣、高鹼值線型烷基苯磺酸鈣、高鹼值長鏈線型合成烷基磺酸鎂、高鹼值硫化烷基酚鈣、聚異丁烯基丁二醯亞胺、硼化聚異丁烯基丁二醯亞胺、高分子量聚異丁烯基丁二醯亞胺、硼化高分子量聚異丁烯基丁二醯亞胺等。在現有技術中，使用有機磺酸的鹼土金屬鹽類化合物作為潤滑油添加劑是已知的。所述有機磺酸鹼土金屬鹽有分散性、有助於使發動機汽缸內側保持清潔，對活塞和活塞的凹槽沉積炭類物有清洗作用，從而防止活塞環粘連，因此可作為潤滑油清淨劑(清淨分散劑)使用。中性及過鹼性合成烷基苯磺酸鹼土金屬鹽類的製備工藝也是已知的。過鹼度提供了一個鹼量儲備，因此當將中性及過鹼性合成烷基苯磺酸鹼土金屬作為潤滑油的一種成分時，它能與引擎工作過程中產生的酸性化合物發生酸鹼中和反應，結果，任何可能出現的汙泥由於合成烷基苯磺酸鹼土金屬鹽的分散作用被分散，而且由於潤滑油使用過程中產生的酸被中和，使潤滑油進一步被降解的速度變慢。用於製備超鹼性合成烷基苯磺酸鹼土金屬鹽的工藝是通過合成烷基苯磺酸和鹼金屬類鹼酸鹼中和反應及進一步的通入二氧化碳和同樣的鹼過鹼化反應製備的。所述合成烷基苯磺酸的烷基通常是碳原子數大約十四到大約三十的長鏈烷基，以期達到足夠的油溶性。作為組分之一的合成烷基苯磺酸的工業化合成方法是苯或甲苯與適當鏈長的α-烯烴在路易斯酸類催化劑下縮合烷基化，將所得烷基苯類化合物磺化製備。美國專利US4604219公布了在庚烷中，用中性天然或合成磺酸鈣，甲醇作過鹼化反應促進劑，於63-66°C進行過鹼化反應的方法製備出了 TBN從大約300到大約400 mgKOH/克的磺酸鈣型清淨劑。
美國專利US4780224公開了在庚烷中，採用中性磺酸鈣(天然或合成)，以甲醇為促進劑，採取多次加入氧化鈣的方法，於65°C進行過鹼化反應，據說可以減少生成不期望的結晶性碳酸鈣，最終得到總鹼值從300到400mgK0H/克磺酸鈣型清淨劑。美國專利US4810396公開了，在庚烷中使用中性天然或合成磺酸鈣鹽，過鹼化反應時用氧化鈣或氫氧化鈣，甲醇/氯化鈣促進劑，加限量水，於60°C通二氧化碳結果製備出過鹼度TBN從300至400mgK0H/克磺酸鈣。美國專利US5132033公開了以庚烷作反應溶劑，使用天然或合成磺酸鈣，甲醇作促進劑，於60°C通入二氧化碳與一次性加入的氧化鈣進行過鹼化反應，後處理得到TBN300—400mgK0H/克的過鹼性磺酸鈣。另外該專利聲稱利用此專利技術在蒸餾後過濾前的過鹼化完成液中不期望的固形物降至6%。
歐州專利EP64544公開了在庚烷中，用30%C18_C2(I的烷基苯和70%C12_C14的線型二烷基苯磺酸鈣的混合磺酸鈣，用甲醇一氯化鈣促進劑，於66°C使氧化鈣或氫氧化鈣與通入的CO2進行過鹼化反應，脫低沸點物，濾掉反應產物中固體物後，得到抗乳化性抗泡性均優的TBN300-500 mgKOH/克的磺酸鈣清淨劑。_美國專利US525966公開了在戊醇與異丙醇構成的混合醇的溶劑中，使用磺酸含量85%，平均分子量Mn=480的合成單烷基苯磺酸，以甲醇、低分子量的烷基酚或硝酸鈣等作促進劑，於50°C採取氫氧化鈣分二次加入的方式，通入二氧化碳進行過鹼化反應，結果生產出高鹼值的磺酸鈣型潤滑油清淨劑。_歐洲專利EP94322公開了在由戊醇和異丁醇的混醇中，使用平均分子量Mn=571的合成烷基苯磺酸、甲醇、烷基酚鈣、氯化鈣等作促進劑，於55°C，氧化鈣分為2-6次投入，通入二氧化碳後進行過鹼化反應，後處理後得到過鹼值400mgK0H/克，合成烷基苯磺酸鈣
女口
廣叩ο美國專利US5804094公開了在苯、甲苯和二甲苯等芳烴中，使用八聚丙烯烷基苯與C20-C24線型烷基苯(前者與後者的重量比等於I :0. 15-0. 2)磺化後生成的混合磺酸，以甲醇作促進劑，氧化鈣或氫氧化鈣與通入的二氧化碳發生過鹼化反應，後處理製備出了具有較好抗泡性的TBN等於300 mgKOH/克合成烷基苯磺酸鈣。_美國專利US4235180公開了一種方法，以甲苯作反應溶劑，採用平均分子量Mn=600的高分子量合成烷基苯磺酸、促進劑是甲酸，氧化鈣與二氧化碳於低溫完成過鹼化反應，經處理得到低過鹼值高分子量合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑。英國專利GB1134608公開了一種方法，在甲苯中，使用天然或合成烷基苯磺酸鈣，甲醇是促進劑，氧化鈣與二氧化碳的低溫過鹼化反應分兩步進行，向過鹼化反應完成液中加入適量水，以期破壞反應過程中生成的凝膠，蒸餾脫低沸點物，過濾得到超鹼值石油或合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑。_美國專利US4764295公開了一種製備方法，在2_乙基已醇中使用平均分子量Mn=490的單或雙直或帶支鏈的烷基苯磺酸，以氯化鈣、氯化銨、甲酸、乙酸作促進劑，最終製得TBN20-50mgK0H/克，具有優良抗泡性的合成烷基苯磺酸鈣。美國專利US5939594公開的製備方法是在2_乙基已醇中，用烷基(C2tl-C24)的甲苯和烷基(C2tl-C24)的二甲苯(鄰位體含量小於10%)磺酸組成的混合磺酸，以甲酸或乙酸作促進劑，與氧化鈣的中和反應後，經進一步處理得到不結皮、易過濾的低過鹼值磺酸鈣型產品O—歐洲專利EP999258公開了一種無氯、低過鹼度磺酸鈣型產品，在2_乙基已醇中，使用含量90%、平均分子量Mn=410、碳原子數等於20-24的單烷基苯磺酸和平均分子量Mn=330的烷基苯類高沸點物的混合物(混合物中前者與後者的重量比約85 :15)，以甲酸、乙酸為促進劑，低溫下，氧化鈣與磺酸中和反應後，後處理得到所述產品。美國專利US6054419公開的製備方法是在2_乙基環已醇中，用前述的EP999258中相類似的含有以單烷基苯磺酸為主要活性物的混合物，所用促進劑甲酸、乙酸、用氫氧化鈣低溫下中和磺酸，脫除反應時加入的溶劑和水等低沸點物，過濾得不結皮，穩定性好，與其它潤滑油添加劑配伍性好的低鹼值合成烷基苯磺酸鈣型清淨劑。_英國專利GP515062公開了一種製備方法，在二甲苯或正已烷中，使用平均分子量Mn = 475的中性烷基苯磺酸鈣，以甲醇、氫氧化銨作促進劑，50-52°C，採取氧化鈣一次性加入法，使氧化鈣和通入的二氧化碳進行過鹼化反應，經脫除溶劑及低沸點物，過濾得到TBN300 mgKOH/克的烷基苯磺酸鈣型潤滑油用清淨劑。美國專利US5578235公開了一種製備方法，在庚烷中，使用單烷基苯磺酸(A)和雙烷基苯磺酸(B)的混合物，A:B = 40 :65至55 45 (mol),甲醇、氯化鈣作促進劑，經處理得到低粘度、與其它添加劑配伍性好的TBN大於或等於500mgK0H/克的超高鹼值合成烷基苯磺酸鈣型清淨劑。
—美國專利US4086170公開的製備方法是在甲苯中，使用平均分子量Mn=555的單烷基苯磺酸和平均分子量Mn=475的烷基苯混合物(其中酸含量87%)，甲醇、氨作促進劑，於60°C採取一次性加入氧化鈣的方法，通入二氧化碳進行過鹼化反應，後處理得到過鹼性合成烷基苯磺酸鈣型產品。歐洲專利EP354621公開了一種製備方法，溶劑是二甲苯，以甲醇為促進劑，磺酸與氫氧化鈣中和反應後，通入二氧化碳，最終得到TBN300-400mgK0H/克，在殘渣油中溶解性好且與水楊酸鈣配伍性好的磺酸鈣型清淨劑。_美國專利US4880550公開了一種製備方法，在已烷或庚烷中，使用平均分子量Mn=560的聚異丁烯基苯磺酸、甲醇和氨作促進劑，氫氧化鈣與通入的二氧化碳在低溫過鹼反應過程中連續地脫除過量水，並三次補加脫水時挾帶出去的溶劑和甲醇，最後蒸餾，過濾製得低粘度、TBN200-400 mgKOH/克合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑。POL公司於1988年公開的一種製備方法是在甲苯中，使用合成烷基苯磺酸，以甲醇、聚異丁烯基丁二醯亞胺、壬基酚等作促進劑，於25-30°C採取一次性把氫氧化鈣加入的方式，通入二氧化碳進行過鹼化反應，先過濾後蒸餾，得到TBN300mgK0H/克合成烷基苯磺酸隹丐類廣品。在包括前述文獻在內的已公開的製備TBN0_500mgK0H/克合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑的製備方法中，最終產品與伴隨的膠質及固體渣的分離方法都是採取蒸餾濃縮，加助濾劑過濾的處理方法。在已公開的文獻未發現有關濾餅的處理方法的報導。

發明內容
一種合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑，在所述工藝方法包括在較低溫度(0-70°C)下使如下組分反應組分(A): —種在中和和過鹼化反應之前具有以下特定分子結構式的合成烷基苯磺酸
權利要求
1.一種合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑，其特徵在於所述工藝方法包括在較低溫度(0-70°C)下使如下組分反應組分(A): —種在中和和過鹼化反應之前具有以下特定分子結構式的合成烷基苯磺酸
2.X等於I至3的整數；組分(I):甲醇溶液；組分(J):二氧化碳；在組分(A)與組分(B)中和反應完成後通入，即二氧化碳與組分(B)進行過鹼化反應，過鹼化完成液經蒸餾脫除溶劑和低沸點物後，熱壓濾得到明亮，清澈的分散於中性油中的合成烷基苯橫酸鈣和濾餅，用組分(C)與濾餅混合均勻，壓濾，所得洗液部分或全部代替組分(C)用於下批次反應中。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，鹼土金屬類鹼是氧化鈣或氫氧化鈣或二者的混合物。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，中和反應溫度在60-70°C之間，過鹼化反應溫度在50-60°C之間。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，在過鹼化反應結束後，熱壓濾前採取蒸餾法脫除溶劑和低沸點物，蒸餾溫度低於150°C，蒸餾壓力是O — -760mmHG柱。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於熱壓濾添加助濾劑。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於用反應過程中使用的溶劑洗熱壓濾後產生的濾餅，且所得濾液代替一部分或全部反應組分(C)。
全文摘要
本發明是關於一種合成烷基苯磺酸鈣型潤滑油清淨劑及生產工藝，一種生產TBN從20到300mgKOH/g的潤滑油添加劑的工藝方法，所述工藝方法包括在較低溫度(0-70℃)下使如下組分反應組分(A)一種合成烷基苯磺酸；組分(B)一種鹼土金屬類鹼，可以一次性添加或反應過程中分多次添加，；組分(C)芳香烴類溶劑；組分(D)中性油；組分(E)水；組分(F)硫橋烷基酚鈣；組分(I)甲醇溶液；組分(J)二氧化碳，在中和反應後，通入CO2進行過鹼化反應，過濾，濾餅與組分(C)混合均勻後再過濾，濾液代替組分(C)作溶劑。
文檔編號C10N30/04GK102899132SQ20121039021
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者張躍臻 申請人:錦州惠發天合化學有限公司