一种由光引发剂TPO合成PAO12基础油的方法

摘要

本发明提供了一种由光引发剂TPO合成PAO基础油的方法，其特征在于：将1‑癸烯单体、光引发剂和酰胺投入聚合釜内，于光照条件下，聚合反应8‑12小时，生成聚癸烯粗产品；所述聚癸烯粗产品经后处理和催化氢化反应获得目标中黏度PAO11或PAO12基础油。本发明制备PAO基础油属于常压反应，工艺简单，安全系数高；提高了生产的安全性，本发明利用光引发剂TPO附以光照的方式，成本低廉，且节能环保。

说明书

技术领域

本发明涉及化学品合成领域，具体地，涉及一种基础油的制备方法，更具体地，涉及一种由光引发剂TPO合成PAO12基础油的方法。

技术背景

从原油中提炼出的基础油包含大量的化学物质。这些混合物中的大部分是芳烃化合物和石蜡烃碳化合物(润滑油中粘度随温度急变的成分)结构,这些物质降低了基础油的性质，而且其中的多环芳烃是致癌物质，并且对环境有害。

而全合成PAO基础油具有杰出的氧化稳定性，因为他们是完全的异构石蜡，而且没有芳族化合物和石蜡烃碳化合物(润滑油中粘度随温度急变的组分)结构。由于PAO具有优秀的氧化性及热稳定性，它被广泛的应用于精细工业品制造的领域。

在工业方面，PAO根据润滑容器的使用寿命，延长了换油周期，因此，减少了停工的损失，此外，PAO在非常低的温度下仍能保持良好的流动性，所以PAO引擎润滑油具有良好的冷启动性能。使用以PAO为基础油的润滑油，引擎能快速启动，润滑油能够在瞬间到位等等有点。

目前，PAO基础油的全合成，往往采用茂金属作为催化剂，虽然反应速度比较快，但是成本高，不利于工业化的生产；如采用BF₃、TiCl₄等催化剂合成PAO基础油时，虽然能达到低粘度的要求，但是使用该催化剂危险系数高；此外，现有制备PAO基础油方法一般都需要加压反应，其安全系数低，且对操作工的工艺要求较高，容易造成生产安全问题。

发明内容

本发明旨在克服上述缺陷，采用甲烷磺酸改性三氯化铝作为催化剂，可以高效合成PAO基础油，摆脱了传统反应时间长的束缚。

本发明提供了一种由光引发剂TPO合成PAO基础油的方法，其特征在于：将1-癸烯单体、光引发剂和酰胺投入聚合釜内，于光照条件下，聚合反应8-12小时，生成聚癸烯粗产品；

上述聚癸烯粗产品经后处理和催化氢化反应获得目标中黏度PAO11或PAO12基础油。

进一步地，本发明提供的一种由光引发剂TPO合成PAO基础油的方法，还具有这样的特点：即、上述光引发剂和酰胺的摩尔比为1:0.05-0.1。

优选光引发剂和酰胺的摩尔比为1:0.06-0.09。

进一步地，本发明提供的一种由光引发剂TPO合成PAO基础油的方法，还具有这样的特点：即、上述1-癸烯单体与光引发剂的质量比为97-100:0.8-2。

优选1-癸烯单体与光引发剂的质量比为98：1-1.5。

进一步地，本发明提供的一种由光引发剂TPO合成PAO基础油的方法，还具有这样的特点：即、上述酰胺为如下结构所示的化合物：

其中，R1选自氢、烃基；

R2选自氢、烃基；

R3选自氢、烃基。

进一步地，本发明提供的一种由光引发剂TPO合成PAO基础油的方法，还具有这样的特点：即、上述R1选自碳原子数不大于4的烷基；

R2选自氢、碳原子数为1-18的烷基或不饱和烃基；

R3选自氢、碳原子数为1-18的烷基或不饱和烃基。

进一步地，本发明提供的一种由光引发剂TPO合成PAO基础油的方法，还具有这样的特点：即、上述聚癸烯粗产品后处理的过程为：将聚癸烯粗产品经过滤去除固体杂质，通过减压蒸馏的方式分离得到减压蒸馏产品和未反应的1-癸烯单体；

其中，未反应的1-癸烯单体可循环使用。

进一步地，本发明提供的一种由光引发剂TPO合成PAO基础油的方法，还具有这样的特点：即、上述催化氢化的过程为：减压蒸馏产品经与氢气混合加压，直接进入装有加氢催化剂的装置，进料温度120-150℃、氢气分压6-11MPa，体积空速约0.5-1h^-1、氢油体积比400-300:1，经加氢催化除杂得到目标PAO基础油。

进一步地，本发明提供的一种由光引发剂TPO合成PAO基础油的方法，还具有这样的特点：即、上述1-癸烯单体可以被替换为任一α-烯烃。当不同的1-癸烯单体作为聚合单体时，可以在不同的反应条件下获得不同的中黏度基础油。

本发明的作用和效果：

本发明制备PAO基础油，工艺简单，安全系数高；提高了生产的安全性，本发明利用光引发剂TPO附以光照的方式，成本低廉，且节能环保。

此外，本发明反应条件温和，常压反应即可完成反应，获得的产物黏度易于控制，可在通过该反应方式将产品的黏度控制在中等黏度的水平，且后处理便捷。

此外，在本发明中，还选用了酰胺配合光引发剂的催化方案，在该方案中，酰胺基受光催化作用，能够起到促进烯烃中活性基团的进一步聚合反应的效果。

此外，相较于传统合成中黏度油品产率不高的问题，本发明的方法所制造的油品，产率普遍大于80％。

具体实施方式

实施例1

将5000g 1-癸烯单体、80g光引发剂TPO和10g丙烯酰胺投入反应釜中，光照条件12个小时后，聚合反应生成聚癸烯粗产品。

聚癸烯粗产品经过滤去除部分光引发剂，剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏，气液分离得到PAO基础油和未反应的1-癸烯化合物单体，未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。

减压蒸馏产品经加压于氢气混合直接进入装有加氢催化剂的装置，进料温度140℃、氢气分压8MPa，体积空速约0.5h^-1、氢油体积比400:1，经加氢催化除杂制备PAO11为主基础油(产率89％)。

实施例2

将5200g 1-癸烯单体、100g光引发剂TPO和25g丙烯酰胺投入反应釜中，光照条件8个小时后，聚合反应生成聚癸烯粗产品。

聚癸烯粗产品经过滤去除部分光引发剂，剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏，气液分离得到PAO基础油和未反应的1-癸烯化合物单体，未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。

减压蒸馏产品经加压于氢气混合直接进入装有加氢催化剂的装置，进料温度140℃、氢气分压8MPa，体积空速约0.5h^-1、氢油体积比400:1，经加氢催化除杂制备PAO12为主基础油(产率82％)。

实施例3

将4900g 1-癸烯单体、110g光引发剂TPO和15g甲基丙烯酰胺投入反应釜中，光照条件10个小时后，聚合反应生成聚癸烯粗产品。

聚癸烯粗产品经过滤去除部分光引发剂，剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏，气液分离得到PAO基础油和未反应的1-癸烯化合物单体，未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。

减压蒸馏产品经加压于氢气混合直接进入装有加氢催化剂的装置，进料温度140℃、氢气分压8MPa，体积空速约0.5h^-1、氢油体积比400:1，经加氢催化除杂制备PAO12为主基础油(产率81％)。

实施例4

将4900g 1-癸烯单体、110g光引发剂TPO和55g十二烷基丙烯酰胺投入反应釜中，光照条件12个小时后，聚合反应生成聚癸烯粗产品。

聚癸烯粗产品经过滤去除部分光引发剂，剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏，气液分离得到PAO基础油和未反应的1-癸烯化合物单体，未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。

减压蒸馏产品经加压于氢气混合直接进入装有加氢催化剂的装置，进料温度150℃、氢气分压15MPa，体积空速约0.5h^-1、氢油体积比300:1，经加氢催化除杂制备PAO12为主基础油(产率75％)。