Способ получения синтетических масел
Патент 1068467
Авторы
Способ получения синтетических масел
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) С 10 М 3/12, С 07 С 2/22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3515842/23-04 (22) 03. 11.82 (46 ) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) A.h(.Кулиев, А.М.Левшина, И.М.Оруджева, M.A.Агаева, Ш.А.Мхитарян, В.Е.Башаев, Б.И.Абдуллаев и Д.Ш.Гамидова. (71) Институт химии присадок AH
Азербайджанской CCP (53) 547.538(088.8) ,(56) 1. Патент Англии Р 1455893, кл. С 5 F, опублик. 1975.
2. Патент Англии Р 1323352, кл. С 5 F, опублик. 1973.
3. Чагина h1.À. и Слугина 3.П.
Свойства олигомеров олефинов с
oL. -метилстиролом, полученных в присутствии различных катализаторов.—
"Нефтепереработка и йефтехимия", 1973, 99, с. 31-33 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАСЕЛ путем соолигомеризации 0" -олефинов с арилалкенами в присутствии хлористого алюминия при темп..ратуре 40-60 С с последующим выделением целевого продукта дистилляцией, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества масла, в качестве .aL -олефинов используют С вЂ” С а(, -олефины, в качестве арилалкенов - фракцию 130-160 С, или фракцию 160
190 С, или фракцию 130-190 С, полученные в процессе пиролиза нефтяного сырья,и соолигомеризацию проводят при весовом соотношении о(.-олефины: арилалкены;равном 1-3:1, 106846 /
Изобретение относится к области получения синтетических масел соолигомеризацией N -олефинов.
Для получения синтетических масел применяют различные способы олигомериэации о -олефинов н присутствии растворителей, регуляторов вязкости и др.
Известен способ получения углеводородного смазочного масла олигомеризацией смеси с --олефинов С вЂ” С,@ в среде моноциклических ароматических соединений с присутствии катализатора Фриделя-Крафтса при 50-70@С.
B указанных условиях происходит олигомеризация с =-олефинов 13.
Известен также способ получения, углеводородного масла олигомеризацией смеси с — олефинон, содержащих н оснонном Сн-С вЂ” с -олефины, в присутствии хлористого алюминия с последующим алкилированием смесью образующихся соолигомерон ароматических углеводородов, отделением алкилата в виде масляной фазы и очисткой ее перегонкой. Очищенное масло далее подвергается частичному гидрированию н присутствии никелевого катализатора или окиси металла при 200-350 С и давлении водорода 50-100 ат 21.
Наиболее близким к изобретению является способ получения синтетических масел путем соолигомеризации C o -C с -олефинов с б -метилстиролом в присутствии хлористого алюминия, взятого н количестве
О, 02 моль на моль сырья при 25
85 С с последующей атмосферновакуумной дистилляцией продуктов олигомериэации с получением целевс го продукта, выкипающего выше
350 С.
Известным способом получаются синтетические углеводородные масла с молекулярной массой 800-1200, вязкостью при 100 С 17, 4-62,1 сСт, индексом вязкости 37-120 и температурой застынания от — 18 до — 32 С l3).
Недостатком известного способа янляется то, что продукты, пригодные ,как масла, с индексом вязкости порядка 100-120 и температурой застывания от — 25 до .-32 С образуются толь,ко при значительном увеличении соотношения малодоступного сырья
,-олефинов к с = -метилстиролу, а именно при молярном соотношении их (4-7):1. При этом в связи с уменьшением в реакционной смеси доли д -метилстирола, являющегося регулятором молекулярной массы образующихся соолигомеров, получаются также продукты с молекулярной массой более 1200, т.е-. с большой вязкостью, которые не представляют интереса как масла. Фракции с меньшей вяэкостью порядка 17,4-30 сСт, предлагаемые в качестве масел, имеют низкие индексы вязкости и неудовлетворительные температуры застывания.
Целью изобретения является улучшение качества масла.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения синтетических масел путем соолигомеризации Сэ -С q nL -олефинов с фрак10 цией 130-160 С, или фракцией 160
190 С, или фракцие 130-190 С, полученных в процессе пиролиза нефтяного сырья, при весовом соотношении с =-олефины:арилалкены, равном 1-3:1, 15 в присутствии хлористого алюминия при 40-60 С с последующим выделеФ нием целевого продукта дистилляцией.
Указанные арилалкеновые фракции являются дешевыми доступными техни-ческими продуктами, ресурсы которых непрерывно растут в связи с расширением процессов пиролиза различного углеводородного сырья, в основном бензина, с целью получения этилена и пропилена. Используемые при соолигомеризации oL-олефины С8-С легко получаются высокотемпературной олигомериэацией этилена.
Способ получения синтетических масел заключается в следующем.
В реактор загружается смесь соответствующей арилалкеновой фракции, выделенной из жидких продуктов пиролиза бензина, и с(-олефинон С> -C4, взятых в соотношении 1: Q-3) вес. 1.
При перемешивании вводится катализатор †хлорист алюминий-в коли ."естве 1% в расчете на исходную смесь и при 40-60 С осуществляется соолигомеризация в течение 2 ч. По завер40 шении реакции остаток катализатора разрушается водой, продукты реакции промываются водой до нейтральной реакции, отстаиваются, отделяются от водного слоя и подвергаются перегонке под вакуумом (остаточное давление 1-3 мл рт.ст.) с отбором углеводородов, выкипающих до 350 С.
Синтетическое масло, представляющее собой светлый прозрачный продукт, остается н остатке. Выход его соотанляет 85-95%.
Пример 1. В смесь углеводородов, состоящую из 250 r стирольной фракции (130-160 С ) и 250 г .
qL-олефи нов С g -С,при перемешивании вводится s r хлористого алюминия и проводится соолигомеразции при
60 С в течение 2 ч.
По завершении соолигомеризации продукты реакции промываются водой, 60 взятой в соотношении 1:2 по объему, до нейтральной реакции, отстаиваются, отделяются от водного слоя и подвергаются разгонке под вакуумом при давлении 1-3 мм рт.ст ° Отгоня65 ются углеводороды, выкипающие до
1068467
65
350 С, синтетическое масло остается в остатке. Выход масла 93,2Ъ.
Вязкость его при 100 С 7,1 сСт,. индекс вязкости 110, температура застывания 49С, температура вспышки 200" С.
Пример 2. В смесь, состоящую из 200 г стирольной фракции (130-160 С); и 400 г d.— îëåôèíoa Сз -С при перемешивании вводится б r хлористого алюминия и проводится соолигомеризация при 60 С в течение
2 ч. По завершении реакции соолигомеризат промывается водой, взятой в соотношении 1:2 по объему, органический слой отделяется от водного и подвергается разгонке под вакуумом при давлении 1-3 мм рт.ст. с отбором углеводородов, выкипающих до 350 С, синтетическое масло ocI8 та ется в ост ат ке . Выход масл а 9 5, О Ъ . Вязкость при 100 С 8,3 сСт,.индекс вязкости 125, температура застывания 52 С, температура вспышо ки 210 С.
Пример 3. При перемешивании соолигомеризуется смесь, состоящая из 200 г стирольной фракции . (130-160 С) продуктов пиролиза и
600 r ñ -олефинов С@ — С в присутствии 8 г хлористого алюминия при
6О С в течение 2 ч. После промывки соолигомеризата водой, как в примере 1 и 2, и вакуумной разгонкиполучают (в остатке) масло с выхо-. дом 92,6Ъ. Вязкость масла при 100+C
12,2 сСт, индекс вязкости 125, температура застывания 52 С, температура вспышки 218 С.
Пример 4. В смесь углеводородов, состоящую из 250 r инденовой ,фракции (160-190 С) и 250 г,-олефинов Ce — С, при перемешивании вводится 5 г хлористого алюминия и проводится соолигомериэация при
60 С в течение 2 ч.
Продукты реакции промываются водой, взятой в соотношении 1:2 по объему, до нейтральной реакций, отстаиваются, органический слой отделяется от водного и подвергается вакуумной раэгонке при давлении
1-3 мм рт.ст. с отбором фракции, выкипающей до 350 С. Синтетическое масло остается в остатке. Выход его 90, 54. Вязкость масла при
100 С 8, 8 сСт, индекс вязкости 110Ä температура застывания 48 С, темпе- о ратура вспышки 210 С.
Пример 5. Соолигомеризуется смесь углеводородов, состоящая из 200 r инденовой фракции (160"90 C) и 400 r С -олефинов C8 — С4 при 60 С и продолжительности 2 ч. Количество катализатора хлористого алюминия 6 r. Продукты реакции промываются водой, взятой в соотношении 1:2 по объему, до нейтральной реакции, отстаиваются, органический слой отделяется от водного и подвергается вакуумной разгонке при давлении 1-3 мм рт.ст. с отбором углеводородов, выкипающих до 350 С.
Синтетическое масло остается в остатке. Выход его 87, Оt. Вязкость масла при 100 С 10,2 сСт, индекс вязкости 120, температура застывания 50 С, температура вспышки
215 С.
Пример б. При 40 С в течение 2 ч соолигомериэуется смесь, состоящая из 200 r инденовой фракции (160-190 С) и 600 г aL-олефинов Cg. -С . Количество хлористого алюминия 8 г. Соолигомеризат промывается водой, взятой в соотношении
1:2 по объему, до нейтральной реакции, органический слой отделяется т водного и подвергается вакуумной разгонке при давлении 1-3 мм рт.ст ° с отбором углеводородов, выкипакщих до 350 С. Синтетическое масло остается в остатке. Выход его 85,6Ъ, вязкость при 100 С
20,5 сСт, индекс вязкости 120, температура застывания 50 С, температу ра вспышки 220 С.
Пример 7, В смесь, состоящую из 300 г широкой арилалкеновой фракции (130-190 C ) и 300 г oL-олефинов С -С, при перемешивании вводится б r хлористого алюминия и проводится соолигомеризация при
40 С в течение 2 ч.
Продукты реакции промываются водой, взятой в соотношении 1:2 по объему, до нейтральной реакции, отстаиваются, органический слой QTделяется от водного и подвергается вакуумной разгонке с отбором углеводородов, выкипакщих до 350 С.
В остатке — синтетическое масло.
Выход его составляет 92,3%. Вяз кость при 100 С 7,7 сСт, индекс вязкости 110, температура застыва=, ния 49 С, температура вспышки 200 С.
Пример 8. Соолигомеризуется смесь углеводородов, состоящая иэ 200 r широкой арилалкеновой фракции (130-190 C) и 400 г о -олефинов
С -С в присутствии Ь г хлористо- . го алюминия при 40О С в течение 2 ч.
Соолигомеризат промывается водой, взятой в соотношении 1г 2, по объему, до нейтральной реакции. После отстоя органической слой отделяется от водного и подвергается вакуумной раз гонке при остаточном да влении 1-3 мм рт.ст. с отбором углеводородов, выкипакщих до 350 С.
Синтетическое масло — в остатке.
Выход его составляет 90,0Ъ. Вяз кость при 100 С 11,5 сСт, индекс вязкости 120, температура застыва,ния 51 С, температура вспышки 210 С.
1068467
i0
50
Пример 9. Соолигомериэуетс, смесь углеводородов, состоящая из
200 г широкой арилалкеновой фракции (130-190 С3 и 600 г с .-олефинов
Сз-Сл при 60 С в течение 2 ч. Количество катализатора — хлористого алюминия 8 г. Продукты реакции промываются водой» взятой в соотношении 1:2 по объему, до нейтральной реакции, органический слой отделяется от водного и подвергается вакуумной разгонке с отбором углеводородов, выкипающнх до 35U C. В остатке — синтетическое гласло. Выход его 88,4%. Вязкость масла при
100г С 12,7 cCz, индекс вязкости 125, температура застывания 51 С, температура вспьпаки 220 С, П р и гл е р 10. В сглесь, состоящую из 100 г стирольной фракции (130-160 гС) и 400 г -олефинсв С Сг» при перемешивании вводится 5 г хлористого алюминия и проводится соолигомеризация при 40 С в течение 2 ч. Продукты соолигомеризации промываются водой до нейтральной реакции, отстаиваются, отделяются от водного слоя и подвергаются раэгонке под вакуумом) при давлении
1-3 мм рт.ст. (отгоняются углеводороды, выкипающие до 350 С). Синтетическое масло остается в остатке. Выход 88,5%. Свойства масла: вязкость при 100 С 17,3 сСт, индекс вяозкости 120, температура застывания
51 С, температура вспышки 218 С, Пример 11. При 60 C и продолжительности 2 ч соолигомериэуется смесь углеводородов, состоящая иэ 100 г стирольной фракции (130160 C) и 500 г oL-олефинов Сэ -Сл2.
КоличестBQ KBталиэатора — хлористого алюмлния — 6 г.
Продукты соолигомеризации промываются водой, взятой в соответствии
1:2 (по объему),до нейтральной реакции, отстаиваются, отделяются от водного слоя и подвергаются вакуумной разгонке с отбором углеводородов, выкипающих до 350 C.
Синтетическое масло остается в остатке. Выход его 87,44. Свойства масла: вязкость при 100 С 20,0 сСт, индекс вязкости 120, температура застывания 51 С, температура вспыш ки 220 С.
Пример 12. В смесь, состоящую иэ 100 г инденовой фракции ,160-190 С) и 400 г Ф. -олефинов
Ся — C при переглешивании вводится
5 r хлористого алюминия и проводится соолигомеризация при 60 С в тео чейие 2 ч. Продукты реакции промываются водой, взятой в соотношении 1:2 (.по объему); до нейтральной реакции и отстаиваются. Органический слой отделяется от водного и подвер-, га этся вакуумной разгонке с отбором легкокипящих углеводородов до 350"С j. В остатке - синтетическое масло. Выход 85,2Ъ, Свойства масла: вязкость при 100 С 19,2 сСт, индекс вязкости 120, температура застывания 49 С, температура вспышЭ ки 230 C.
Пример 13. В смесь, состоящую из 100 г инденовой фракции (160190 С) и 500 r Ж-олефинов С6 -Слг, при перемешивании вводится 5 г хлористого алюминия и проводится соолигомеризация при 60 С в течение 2 ч.
Продукты соолигомеризации промываются водой, взятой в соотношении
1".2 (по объему), до нейтральной реакции, отстаиваются, отделяются от водного слоя и подвергаются вакуумной раэгонке с отбором углеводородов, выкипающих до 350 С. Синтетическое масло остается в остатке. Выход его 85,04 Свойства масла: вязкости при 100" С 25,5 сСт, индекс вязкости 116, температура застывания 48 С, температура вспышки 230 С. о
Пример 14. При 60 С в присутствии 5 г хлористого алюминия соолигомеризации.подвергаются углеводороды, состоящие из 100 г широкой арилалкеновой фракции (130-190 С) и 400 г с -олефинов Са -Со. Продолжительность реакции 2 ч.
Продукты соолигомериэации промы-. ваются водой, взятой в соотношении
1:2(по объему),до нейтральной реакции и отстаиваются. Органический слой отделяется от водного и подвер".ается вакуумной разгонке при давлении 1-3 мм рт.ст. с отбором соединений, выкипающих до 350 С. Синтетическое масло (выход 87,6Ъ) остается в остатке, Свойства его: вязкость при 100 С 14,5 сСт, индекс вязкости 120, теглпература застывания 49 С, температура вспышки 220 С.
Пример 15. В условиях, аналогичных приглеру 14, .соолигомеризувтся углеводороды, состоящие из
100 г широкой арилалкеновой фракции (130-190 С 3 и 500 r Г-олефинов С -С„ .
Продукты реакции промываются водой, взятой в соотношении 1:2 по объему,до нейтральной реакции, отстаиваются и отделяются от водного слоя, после чего подвергаются разгонке под вакуумом с отбором углеводородов, выкипающих +o 350 C. Синтетическое масло ь остатке. Выход о его 87, 04. Вязкость масла при 100 С
20,0 сСт, индес вязкости 116, температура застывания 49 С, температура вспыцки 220оC
Б табл. 1 приводятся условия синтеза и качества полученных масел, Спедует отметить, что в указанных
1068467.выше условиях можно получить масла с различной вязкостью не только порядка 6-10 сСт, но и с вязкостью
10-26 сСт, имеющие индексы вязкости 110-125 и температуры застывания от -48 до -52 С.
Как видно иэ данных табл. 1, синтетические масла с хорошими вязкостно-температурными свойствами получаются при соолигомеризации арилалкеновых фракций с д}-олефинами при 40-60 С, количестве каталиЮ затора (хлористого алюминиф 1%, продолжительности реакции 2 ч и соотношении их от 1:1 до 1:3мас.Ъ, альнейшее увеличение количества
-олефинов в смеси приводит к возрастанию вязкости масел. Вяэкостно-температурные .свойства их при этом существенно не изме-няются, В табл. 2 приведены качества некоторых синтезированных масел (с вязкостью порядка 8 и 20 сСт) в сравнении с маслом, полученным соолигомериэацией Ы-олефинов Сю-Сщ со -метилстиролом (известный), а также с северным маслом, взятым в качестве базового объекта.
Как видно иэ табл, 2,Масла, полученные предложенным способом, по выходам и основным показателям превосходят известное масло и не уступают эталонному северному маслу.
5 В таб . 3 Приводятся данные по термоокислительной стабильности образца синтетического масла, полученного предложенным способом, в сравнении с термоокислительной стабильностью северного масла <по
ГОСТ 11963-64).
Как видно, синтетическое масло, полученное предложенным способом, 15 по термоокислительной.стабильности превосходит эталонное северное масло прирост вязкости составляет
30%, тогда как для последнего он равен 44t. мокиций потенциал синтетического масла 85-903.
Синтезированные предложенным способом масла могут быть использованы в качестве моторных масел для наземной техники. Они хорошо совме25 щаются с минеральными маслами, что позволяет также получить полусинтетические масла для различного назначения.
I ! о
1 Р3
1 о о I о о м ю
ГЧ»с}
o o м м
ГЧ < Ч
o o
:Ч Г}
Ln Ю
»-» Р3
Р} ГЧ
Гс} Р} (Ч Р»
1, 3
1 сО 3»
»р 3 с3
1 1 о ю
»3Ъ »31
1 i
»3 »3
»3 с3
1 1
СО
I о»о
Гс}
»-»»-»
C)
<Ч
»-1
o o
:с} Г 4 с-»»-» о
»-»
»Г» О» с
»3 Ю
Г} 1
I
1 ю
33 Гс} 1
3 »Г3 !
Ю о } о о х
И
1
01 Рс с г} N
»-1
Г}»Г\ с о ю
»-1 N
1 ! Ю
1
»33 О
»-» м с3»»3» л о (с} Ч3
Ul о
»с}»31
О \ м о ю
О 3
»3»
Р3 !
Р3 ."Ч
1
I !
1 ч
1
»-»
I
I с о lo Ю}
1 ! с>
1 с о
lQ»О!
»}} 1
}ХО х х
}}}»}}
«1 х
} х 1 9
1 }» охх
»}}
1 о
»»Р
Ыхо
» ° °
»-1»-1
»}
° °
»-1
1
1 г1
В Ф °
»-»»" 1 м LA
° °
\ 1
1
I
1
1
1 11
1о
1 х
l2}c х
1}" .х аа !
»х ез!
1х и и
I х ю
}ахю
g!dn
H 0,-
1u e-и
О о
}C»3i х» i
l хо
Id м
0»-1
"о -/ и
Ю
К О
;1
Т 1 хо
»}3»3Э
0»»-1 ,Я и е о
IC IC cn
»d Х»-1
Х 51 о хо
0, »3};м х
»}} х
1 О а
13I,о
GJ! 1 ц х
«с
1»}3
1 0, 1 с
}» с ! б ах в vu
1 Е }33 Ь
}» 1
1 &» Я !
33}
0, и
} iI) Id К
1 ; 3»3 (»}} »d Id ! х
1 Q 1
oI.m v
1ХКО
1 Х A
} }» }-» ! rdICV ! E o
1»}} Х
ХОГ3
1 Х 9
iRWI31 а
1 IC 1 ц о
1»Id ! х !
»}} ! ох}} с ! М
Е
}В
1 О» — — т
1 1
1 }-» с и Т ! dIu ! » г-1»е
1 1„"
ioo
1 4 }3}
1 l
I »}}
1 а
1 И Ф
1Еа, } e»u
%-»
Id
И х1
}" .1
el
Е»
1»}}
l o o о
»}}
1 й
1 v
I Г» х х о
1 а
1-» х
»}}
I
1 х
I g
Е !
1 :
1о о и
I х
1о
1»
О ГО O O
»-»,-» Р3 Г,}
Р}
Г 3 СЧ»-»
Ю Л»Г3
1 1
»33 а О
Г1 Р3 Г}
»»»» \-» ч м ю м с с с сч г- о
<О г»;» <с}
О О 33
co o 4 .3»»Г) o o o
»33»О :3» LO
С 3 М»3» Ц1
° ° г4»-»»-1»-»
1068467
М»33 (4 с с с Г
Irl СП с
1068467
Таблица 2
Показатели
Северное маслб (эталон) Кинематическая вязкость при 100 С, сСт
5,3
8,3
11,5
20,5
125 120
117
116
Индекс вязкости
Температура вспышки, С
220
210 210
Температура застывания, С
-52
-32
-52
-49
-51
Молекулярная масса
380
760
540
415
400
95,0 93,5
Выход масла, Ъ
75,9
92,6
Отстаивактся
Содержание серы, мас.Ъ
Отстаиваются
Отста- Отстаивают- иваются ся
0,007
Таблица 3
Стабильность при 200 С
Моюший потенциал, Ъ
Прирост вязкости
Осадок, мас.Ъ
Масла
Северное масло (эт ал он ) 44,0
7,6
0,2.
85-90
30 0
10,7
0,1
Составитель Е.Горлов
Техред N. Тепер Корректор С. Мекмар
Редактор Г.Волкова
Заказ 11394/21 Тираж 495 Подписное
ВНИППИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4
Синтетическое масло на основе стирольной фракции 130-160 С) и eL-олефинов (c вязкостью
8,3 сСт ) Масла, полученные предложенным способом
Кинематическая вязкость при
100 С после окисления, сСт
Масло>, полученное известным способом