分散性油品添加劑的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種分散性油品添加劑的制備方法，其技術特征在于該方法包括聚異丁烯氧化、氧化產物的自由基加成烴化和酰胺化等多步反應。與現有技術相比，本發明專利技術具有反應溫度低、反應周期短、無結焦、不腐蝕設備、對人體無害等優點；同時，用本發明專利技術的方法制備的添加劑產品具有穩定性高、分散性好和添加劑用量少等優點。（*該技術在2012年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，尤其是以聚異丁烯為原料，制備丁二酰亞胺型分散性油品添加劑的方法。USP3202678，USP3361673公開了一類用熱加合工藝制備油品添加劑的方法。USP3202678，USP3361673公開了一類用熱加合工藝制備油品添加劑的方法。這種方法具有工藝簡單、對設備無特殊要求等優點，但同時也存在著反應溫度高、反應周期長及反應過程中結焦嚴重等缺點。USP3231587介紹了一種用氯化烴化工藝制備分散性油品添加劑的方法。此方法克服了熱加合工藝的缺點，降低了反應溫度，縮短了反應時間，減少了結焦，但在氯化烴化反應過程中生成大量的氯化氫氣體，會造成嚴重的生產設備腐蝕和對人體的毒害，及對環境的污染;另外通常會使產品中帶有殘氯而對其使用性能產生不良的影響。USP3931024、WO8803931中公開了一種以聚異丁烯為原料，通過空氣氧化及與多烯多胺進行胺化等反應，制備分散性油品添加劑的方法。該方法由于僅具有氧化和胺化兩步反應，使工藝比較簡單，但同時也導致產品的氮含量較低，使用時為了達到理想的分散效果，常需采用較大的用量，除造成使用成本增高外，大劑量的加入添加劑，還有可能影響油品的使用性能。除此之外，此類方法由其技術特征所決定，制得的分散性添加劑產品均不具有丁二酰亞胺型結構，因而其高溫穩定性能及分散性能較差。本專利技術的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種制備丁二酰亞胺型分散性油品添加劑的方法。本專利技術的技術特征在于該方法包括聚異丁烯氧化、氧化產物的自由基加成烴化和酰胺化多步反應，其具體操作如下(1)將平均分子量為800～1500的聚異丁烯置于反應容器中，升溫至130～220℃并恒溫，向該容器中以0.4～2.0升/分，公斤聚異丁烯的流量通入空氣，進行氧化反應，當該反應容器中的物料組成達ACO/ACH3為0.05～0.80(紅外光譜法，其中ACO/ACH3分別為紅外光譜中1715cm-1和1755cm-1的羰基吸收峰與1360cm-1的甲基吸收峰的峰面積之比)時，停止反應，得到聚異丁烯氧化物。(2)將(1)得到的聚異丁烯氧化物與不飽和脂肪酸酐混合均勻，升溫至110～190℃并恒溫，在氮氣保護下滴加自由基引發劑并攪拌，進行自由基加成烴化反應;反應物料按聚異丁烯氧化物;不飽和脂肪酸酐為100∶3.0～20.0(重量)的比例投入;自由基引發劑的用量為0.04～0.30摩爾/公斤聚異丁烯氧化物;反應過程隨時取樣分析，當反應物料的皂價達到40～90毫克氫氧化鉀/克時，停止反應，用氮氣吹掃以除去未反應的酸酐，將產物趁熱過濾，除去少量焦質及不溶物，即得聚異丁烯基酸酐。(3)將(2)得到的產物與稀釋油按1∶0.8～1.5(重量)混合，在140～150℃的溫度下，加入多烯多胺，攪拌，進行酰胺化反應;反應物料按多烯多胺與聚異丁烯基酸酐比為0.25～1∶1(摩爾)的比例投入;隨時分除反應產生的水，直至理論量的水被分除即結束反應，得到中間產物A;將產物A過濾除去機械雜質，蒸除未反應的胺，即可得到丁二酰亞胺型無灰分散劑產品。本專利技術所述方法還可以包括曼尼希反應步驟將(3)得到的產物A，與甲醛及多烯多胺混合，升溫至140～150℃并恒溫，進行曼尼希反應;多烯多胺按化學計量投入，并使最終產品中總的氮含量為0.80～2.2重量%(以含50%稀釋油的丁二酰亞胺型無灰分散劑產品重量計);甲醛的用量為多烯多胺用量的1～3倍(摩爾);反應過程中隨時分除生成的水，直至理論量的水被除去即結束反應，得到中間產物B;將產物B過濾除去機械雜質并減壓蒸餾除去未反應的胺，即可得到丁二酰亞胺分散劑產品。上述分除反應理論量的水，是指分除按化學計量計算應生成的水，可采用靜置分層后分除的方法。本專利技術所述的反應物皂價測試采用SY 2604-77方法。本專利技術所述的方法，還可以包括酐化反應步驟將產物A或產物B與酸酐混合，升溫至140～150℃，進行酐化反應;酸酐的用量為每公斤產物A或產物B 0.04～0.15摩爾;反應持續進行0.5～1.5小時，停止反應;過濾除去機械雜質并蒸除未反應的胺和酸酐，即得丁二酰亞胺分散劑產品。本專利技術所述的濾除機械雜質的方法，為常規的過濾方法，可以是普通的常規過濾或減壓過濾等;所述的蒸除未反應物的方法，為常規的蒸餾方法，最好是減壓蒸餾。在氧化反應中所用的聚異丁烯分子量最好是840～1200;所述空氣氧化反應的空氣流量最好是0.6～1升/分鐘·公斤聚異丁烯，氧化反應溫度最好是180～200℃，氧化深度最好是ACO/ACH3為0.4～0.6。本專利技術所述的紅外光譜測量氧化深度的方法為常規的紅外光譜分析方法，即將反應物取樣后放入紅外光譜儀的樣品池中，測量其紅外光的吸收波譜即可。在自由基加成烴化反應中所用的不飽和脂肪酸酐最好是馬來酸酐;反應物的投料比最好是聚異丁烯氧化物∶不飽和脂肪酸酐為100∶9.0～10.0(重量);自由基引發劑的用量最好是0.08～0.20摩爾/公斤聚異丁烯氧化物;所述的自由基引發劑是過氧化物類或偶氮化合物引發劑，特別是叔丁基過氧化物、二叔丁基過氧化物、苯酰基過氧化物或偶氮腈類化合物，最好是叔丁基過氧化氫、二叔丁基過氧化物、過氧化二苯甲酰及偶氮二異丁腈;所述的自由基加成烴化反應的反應溫度最好是150～170℃。在酰胺化反應中所用的多烯多胺最好是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺以及它們的混合物;其中反應物的投料比最好是多烯多胺聚∶聚異丁烯基酸酐為0.34～1∶1(摩爾)。在曼尼希反應中所用的多烯多胺最好是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺以及它們的混合物;所述的甲醛可以是多聚甲醛或甲醛的水溶液;其中多烯多胺的用量按化學計量投入，最好使最終產品中氮含量為1.0～1.2重量%;甲醛的用量最好是曼尼希反應多烯多胺用量的1～2倍(重量)。所述多烯多胺混合物，是指其中任兩種多烯多胺混合物;其混合比例最好是1∶0.8～1.2(摩爾)。在酐化反應中所用的酸酐，最好是乙酸酐，其用量最好是0.08～0.12摩爾/公斤產物。本專利技術由于采用了聚異丁烯氧化、氧化產物的自由基加成烴化和酰胺化等多步反應制備丁二酰亞胺型分散型油品添加劑，與制備丁二酰亞胺型分散劑的現有技術相比具有反應溫度低、反應周期短、無結焦、不腐蝕設備、對人體無害等優點;本專利技術由于引入了自由基加成烴化反應步驟，使其分散劑產品具有丁二酰亞胺型結構，與采用氧化-胺化工藝制備油品添加劑的現有技術相比具有穩定性高、分散性好和添加劑用量少等優點。下面結合實例進一步介紹本專利技術的技術特點。實例1實例1～4介紹了聚異丁烯氧化反應過程。將800克的聚異丁烯(平均分子量為1200，蘭州煉油化工總廠生產)置于三口瓶中，將多孔導氣管插入三口瓶底部，以0.6升/分，公斤聚異丁烯的流量通入空氣，然后加熱升溫至190℃，并激烈攪拌，進行常壓氧化反應，反應1小時后，取樣經紅外光譜分析，得到氧化深度為ACO/ACH3＝0.3的聚異丁烯氧化物1-1。實例2將聚異丁烯800克(平均分子量為844，錦州石油化工公司生產)置于三口瓶中，將多孔導氣管插入三口瓶底部，以0.6升/分.公斤聚異丁烯的流量通入空氣，然后加熱升溫至200℃，并激烈攪拌，進行常壓氧化反應，反應1小時后，取樣經紅外光譜分析，得到氧化深度為ACO/ACH本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種由聚異丁烯為原料制備丁二酰亞胺型油品添加劑的方法，其特征在于該方法包括聚異丁烯氧化、氧化產物的自由基加成烴化和酰胺化多步反應，其具體操作如下：（１）將平均分子量為８００～１５００的聚異丁烯置于反應容器中，升溫至１３０～２２０℃并恒溫，向該容器中以０．４～２．０升／分．公斤聚異丁烯的流量通入空氣，進行氧化反應，當該反應容器中的物料組成達Ａ↓［ＣＯ］／Ａ↓［ＣＨ３］為０．０５～０．８０（紅外光譜法，其中Ａ↓［ＣＯ］／Ａ↓［ＣＨ３］分別為紅外光譜中１７１５ｃｍ↑［－１］和１７５５ｃｍ↑［－１］的羰基吸收峰與１３６０ｃｍ↑［－１］的甲基吸收峰的峰面積之比）時，停止反應，得到聚異丁烯氧化物；（２）將（１）得到的聚異丁烯氧化物與不飽和脂肪酸酐混合均勻，升溫至１１０～１９０℃并恒溫，在氮氣保護下滴加自由基引發劑并攪拌，進行自由基加成烴化反應；反應物料按聚異丁烯氧化物∶不飽和脂肪酸酐為１００∶３．０～２０．０（重量）的比例投入；自由基引發劑的用量為０．０４～０．３０摩爾／公斤聚異丁烯氧化物；反應過程隨時取樣分析，當反應物料的皂價達到４０～９０毫克氫氧化鉀／克時，停止反應，用氮氣吹掃以除去未反應的酸酐，將產物趁熱過濾，除去少量焦質及不溶物，即得聚異丁烯基酸酐；（３）將（２）得到的產物與稀釋油按１∶０．８～１．５（重量）混合，在１４０～１５０℃的溫度下，加入多烯多胺，攪拌，進行酰胺化反應；反應物料按多烯多胺與聚異丁烯基酸酐比為０．２５～１∶１（摩爾）的比例投入；隨時分除反應產生的水，直至理論量的水被分除即結束反應，得到中間產物Ａ；將產物Ａ過濾除去機械雜質，蒸除未反應的胺，即可得到丁二酰亞胺型無灰分散劑產品。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊三慶，熊崇翔，向文成，喬桂芬，劉蘋，都桂芝，張福康，
申請(專利權)人：中國石油化工總公司石油化工科學研究院，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]