一种8B润滑油基础油及其制备方法与流程

    专利2025-04-30  30


    本发明涉及一种8b润滑油基础油及其制备方法,属于航空润滑油基础油的制备。


    背景技术:

    1、航空润滑油,是指飞机发动机及仪表、设备所用的液体润滑剂。为满足航空领域较为苛刻的工作环境,航空润滑油通常具备良好的润滑性、良好的流动性、较高的闪点、较宽的工作温度范围等。8b润滑油基础油作为航空发动机的主要润滑油基础油,同时也是军工用油,其理化指标要求愈加苛刻。随着航空产业的不断发展壮大,8b润滑油基础油的应用也更加广泛、需求量也逐步上升。

    2、8b润滑油基础油通常以软蜡裂解烯烃为合成原料,但该原料合成的8b基础油收率较低。陈新德等(半精炼蜡裂解烯烃合成8b和20号航空润滑油[j].炼油技术与工程:2007,37(2),18-21)发表了一种8b航空润滑油的合成方法,利用蜡裂解烯烃为原料,alcl3为催化剂,8b基础油收率仅为13.6%,凝点为-61℃。张玉光(8b航空喷气机润滑油工艺条件的优化[j].辽宁石油化工大学学报:2009,29(4),47-49)发表了一种用蜡裂解烯烃合成8b航空喷气机润滑油的生产工艺,利用alcl3催化剂,所得基础油收率仅为19.5%,凝点为-64℃。可见,以蜡裂解烯烃为原料制备的8b润滑油基础油收率偏低。同时,随着烯烃合成工艺的逐步优化,蜡裂解烯烃逐步停产,供应也将越来越少。与此同时,随着乙烯齐聚工艺的发展,乙烯齐聚制α-烯烃的产能逐年提高。李红平等(航空喷气发动机润滑油(8b)基础油的合成工艺分析[j].润滑油:2016,31(6),57-64)选用1-辛烯和1-癸烯为原料,利用alcl3为催化剂合成8b润滑油基础油,所得产品收率在35%左右,凝点为-66℃。该合成方法的收率也偏低。

    3、可见,目前8b润滑油基础油的制备主要采用的是alcl3催化剂,虽然用合成α-烯烃代替蜡裂解烯烃可有效提高产品收率,但提高后的收率仍然很低,导致合成效率偏低,影响生产的经济性。

    4、因此,研发出一种新型的8b润滑油基础油制备方法,成为了本领域亟待解决的问题之一。


    技术实现思路

    1、为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种8b润滑油基础油及其制备方法。本发明提供的8b润滑油基础油的制备方法能够提高收率,制备得到的8b润滑油基础油具有较好的品质。

    2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种8b润滑油基础油的制备方法,该制备方法包括以下步骤:以辛烯为原料,在bf3催化剂体系的存在下进行聚合反应,得到所述的8b润滑油基础油。

    3、在上述的制备方法中,优选地,所述bf3催化剂体系包括bf3和助催化剂,所述助催化剂包括醇和/或醇的衍生物。更优选地,所述助催化剂包括醇的衍生物。

    4、在上述的制备方法中,优选地,所述bf3催化剂体系中的bf3和助催化剂的摩尔比为0.1~3.0,更优选为0.5~2.0,进一步优选为0.8~1.5。

    5、在上述的制备方法中,优选地,在所述bf3催化剂体系中,所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丙三醇、丁醇、戊醇以及己醇等中的一种或几种的组合。

    6、在上述的制备方法中,优选地,在所述bf3催化剂体系中,所述醇的衍生物的结构通式为x-(ch2)n-oh,其中,n为1~10的整数,x选自硝基(-no2)、卤素、氰基(-cn)、磺酸基(-so3h)、醛基(-cho)、酰基(-cor,r为烷基)、羧基(-cooh)和氨基(-nh2)。

    7、在上述的制备方法中,在所述醇的衍生物的结构通式中,所述酰基为-cor,其中r为烷基,优选为甲基。

    8、在上述的制备方法中,优选地,在所述bf3催化剂体系中,所述醇的衍生物包括2-硝基乙醇、3-硝基丙醇、2-氯乙醇、3-氯-1-丙醇、4-氯-1-丁醇、5-氯-1-戊醇、6-氯-1-己醇、7-氯-1-庚醇、8-氯-1-辛醇、9-氯-1-壬醇、10-氯-1-癸醇、2-氟乙醇、3-氟-1-丙醇、4-氟-1-丁醇、5-氟-1-戊醇、6-氟-1-己醇、7-氟-1-庚醇、8-氟-1-辛醇、9-氟-1-壬醇、10-氟-1-癸醇、2-溴乙醇、3-溴-1-丙醇、4-溴-1-丁醇、5-溴-1-戊醇、6-溴-1-己醇、7-溴-1-庚醇、8-溴-1-辛醇、9-溴-1-壬醇、10-溴-1-癸醇、2-碘乙醇、3-碘-1-丙醇、4-碘-1-丁醇、5-碘-1-戊醇、6-碘-1-己醇、7-碘-1-庚醇、8-碘-1-辛醇、9-碘-1-壬醇、10-碘-1-癸醇、3-羟基丙腈、4-羟基丁腈、2-羟乙基磺酸、3-羟基丙磺酸、4-羟基丁磺酸、羟乙醛、3-羟基丙醛、4-羟基丁醛、5-羟基戊醛、6-羟基己醛、8-羟基辛醛、6-羟基-2-己酮、5-羟基-2-己酮、羟基乙酸、3-羟基丙酸、4-羟基丁酸、6-羟基己酸、7-羟基庚酸、8-羟基辛酸、9-羟基壬酸、10-羟基癸酸、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇、7-氨基-1-庚醇、8-氨基-1-辛醇和10-氨基-1-癸醇等中的一种或几种的组合。

    9、在上述的制备方法中,优选地,在所述bf3催化剂体系中,所述醇的衍生物的结构通式中的x选自卤素和羧基。更优选地,所述卤素包括氟(-f)、氯(-cl)、溴(-br)和碘(-i)。

    10、在上述的制备方法中,更优选地,在所述bf3催化剂体系中,所述醇的衍生物包括4-氟-1-丁醇、3-氯-1-丙醇、3-碘-1-丙醇、4-溴-1-丁醇、6-羟基己酸、8-羟基辛酸和10-羟基癸酸等中的一种或几种的组合。

    11、在上述的制备方法中,所述bf3催化剂体系中的bf3和助催化剂可以在进行聚合反应前分别存放,在聚合反应时进行混合并协同催化所述的聚合反应;也可以提前混合并反应制备得到所述bf3催化剂体系,在进行聚合反应时加入所述bf3催化剂体系以催化所述的聚合反应。

    12、在上述的制备方法中,优选地,所述bf3催化剂体系可以是通过以下步骤制备得到的:将bf3和助催化剂混合并反应,得到所述的bf3催化剂体系(该bf3催化剂体系为bf3和助催化剂的络合物)。其中,更优选地,所述反应的温度为-30℃至50℃,尤为优选为-10℃至30℃。更优选地,所述反应的时间为0.5h~4.0h,尤为优选0.5h~3.0h。

    13、更具体地,所述bf3催化剂体系可以是通过以下步骤制备得到的:首先利用氮气热吹扫催化剂制备反应釜(吹扫时间优选为5min~10min),经氮气吹扫后,加入所述助催化剂,同时开启搅拌,将温度控制在-30℃至50℃(优选为-10℃至30℃),加入bf3,反应0.5h~4.0h(优选0.5h~3.0h)后,得到所述的bf3催化剂体系。其中,所述催化剂制备反应釜可以为密闭容器,经氮气热吹扫以除水除氧。其中,更优选地,所述助催化剂的水含量为100ppm以下,可以采用本领域常规的方法对所述助催化剂进行精制处理,包括但不限于蒸馏、吸附剂脱除方法等,以将助催化剂的水含量控制在上述的较低含量范围。

    14、在上述的制备方法中,优选地,所述辛烯原料包括1-辛烯等。

    15、在上述的制备方法中,优选地,以辛烯原料的总质量为100%计,所述bf3催化剂体系的用量为0.1~2.0%。

    16、在上述的制备方法中,优选地,所述聚合反应的温度为20~100℃,更优选为30~80℃。

    17、在上述的制备方法中,优选地,所述聚合反应的压力为0.1~0.5mpa,更优选为0.2~0.4mpa。

    18、在上述的制备方法中,优选地,所述聚合反应的时间为0.5~3h,更优选为1~2h。

    19、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述8b润滑油基础油的制备方法包括以下步骤:

    20、将辛烯原料加入釜式聚合反应器中,将所述bf3催化剂体系加入到所述釜式聚合反应器中,控制反应温度为20~100℃、反应压力为0.1~0.5mpa,停留0.5~3h;反应结束后,得到所述的8b润滑油基础油。

    21、根据本发明的具体实施方式,优选地,上述制备方法还包括以下步骤:反应结束后,分离bf3催化剂体系。更优选地,采用沉降的方式进行分离,所述沉降可以包括重力沉降或强化沉降;尤为优选地,所述强化沉降可以为聚结或离心等。本领域技术人员应当理解的是,在所述bf3催化剂体系中,至少有部分bf3是与所述助催化剂以络合作用形成的三氟化硼络合物的形式存在的,还可能有部分bf3是以气体形式存在的,而在采用所述的沉降方式分离出的催化剂主要是以络合物的形式从物料体系中分离出来的催化剂体系。

    22、根据本发明的具体实施方式,优选地,上述制备方法还包括以下步骤:反应结束后,对产物中残余的bf3气体进行脱除并回收利用。更优选地,脱除的方法可以为闪蒸法或汽提法或热裂解等。

    23、根据本发明的具体实施方式,优选地,上述制备方法还包括以下步骤:反应结束后,对产物进行馏分切割,以去除未反应的原料等,得到所述的8b润滑油基础油。更优选地,馏分切割可以采用常压蒸馏或减压蒸馏等方式。

    24、本发明第二方面提供了一种上述的8b润滑油基础油的制备方法制备得到的8b润滑油基础油。

    25、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述8b润滑油基础油的凝点为-64℃以下(更优选为-67℃以下),闪点(闭口)为150℃~170℃(更优选为158℃~170℃),在50℃的运动黏度为8.3mm2/s~9.3mm2/s(更优选为8.5mm2/s~9.2mm2/s),在20℃的运动黏度为24mm2/s~28mm2/s(更优选为25mm2/s~28mm2/s)。其中,所述的凝点是按照标准gb/t 510测试得到的,所述的闪点(闭口)是按照标准gb/t 261测试得到的,所述的运动黏度是按照标准gb/t265测试得到的。

    26、本发明提供了一种8b润滑油基础油及其制备方法。该制备方法选用辛烯为原料,优化了8b润滑油基础油的原料来源;同时本发明特定的bf3催化剂体系对低聚具有良好的选择性,因此大幅度提高了8b润滑油基础油的收率;并且,制备得到的8b润滑油基础油具有较好的品质,尤其具有凝点低等优势。本发明的制备方法制备得到的8b润滑油基础油更适应航空发动机等苛刻的作业环境。


    技术特征:

    1.一种8b润滑油基础油的制备方法,其包括以下步骤:以辛烯为原料,在bf3催化剂体系的存在下进行聚合反应,得到所述的8b润滑油基础油。

    2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述bf3催化剂体系包括bf3和助催化剂,所述助催化剂包括醇和/或醇的衍生物;优选地,所述助催化剂包括醇的衍生物。

    3.根据权利要求2所述的制备方法,其中,所述bf3催化剂体系中的bf3和助催化剂的摩尔比为0.1~3.0,优选为0.5~2.0,更优选为0.8~1.5。

    4.根据权利要求2所述的制备方法,其中,在所述bf3催化剂体系中,所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丙三醇、丁醇、戊醇以及己醇中的一种或几种的组合;

    5.根据权利要求2或4所述的制备方法,其中,在所述bf3催化剂体系中,所述醇的衍生物包括2-硝基乙醇、3-硝基丙醇、2-氯乙醇、3-氯-1-丙醇、4-氯-1-丁醇、5-氯-1-戊醇、6-氯-1-己醇、7-氯-1-庚醇、8-氯-1-辛醇、9-氯-1-壬醇、10-氯-1-癸醇、2-氟乙醇、3-氟-1-丙醇、4-氟-1-丁醇、5-氟-1-戊醇、6-氟-1-己醇、7-氟-1-庚醇、8-氟-1-辛醇、9-氟-1-壬醇、10-氟-1-癸醇、2-溴乙醇、3-溴-1-丙醇、4-溴-1-丁醇、5-溴-1-戊醇、6-溴-1-己醇、7-溴-1-庚醇、8-溴-1-辛醇、9-溴-1-壬醇、10-溴-1-癸醇、2-碘乙醇、3-碘-1-丙醇、4-碘-1-丁醇、5-碘-1-戊醇、6-碘-1-己醇、7-碘-1-庚醇、8-碘-1-辛醇、9-碘-1-壬醇、10-碘-1-癸醇、3-羟基丙腈、4-羟基丁腈、2-羟乙基磺酸、3-羟基丙磺酸、4-羟基丁磺酸、羟乙醛、3-羟基丙醛、4-羟基丁醛、5-羟基戊醛、6-羟基己醛、8-羟基辛醛、6-羟基-2-己酮、5-羟基-2-己酮、羟基乙酸、3-羟基丙酸、4-羟基丁酸、6-羟基己酸、7-羟基庚酸、8-羟基辛酸、9-羟基壬酸、10-羟基癸酸、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇、7-氨基-1-庚醇、8-氨基-1-辛醇和10-氨基-1-癸醇中的一种或几种的组合。

    6.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述醇的衍生物的结构通式中的x选自卤素和羧基;

    7.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述辛烯原料包括1-辛烯。

    8.根据权利要求1所述的制备方法,其中,以辛烯原料的总质量为100%计,所述bf3催化剂体系的用量为0.1~2.0%。

    9.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述聚合反应的温度为20~100℃,优选为30~80℃;

    10.一种权利要求1-9中任一项所述的8b润滑油基础油的制备方法制备得到的8b润滑油基础油。


    技术总结
    本发明提供了一种8B润滑油基础油及其制备方法。该8B润滑油基础油的制备方法包括以下步骤:以辛烯为原料,在BF3催化剂体系的存在下进行聚合反应,得到所述的8B润滑油基础油。本发明提供的8B润滑油基础油由该方法制备得到。本发明选用辛烯为原料,优化了8B润滑油基础油的原料来源;同时本发明特定的BF3催化剂体系对低聚具有良好的选择性,因此大幅度提高了8B润滑油基础油的收率;并且,制备得到的8B润滑油基础油具有较好的品质,尤其具有凝点低等优势。本发明的制备方法制备得到的8B润滑油基础油更适应航空发动机等苛刻的作业环境。

    技术研发人员:刘通,赵思萌,王玉龙,李洪鹏,王秀绘,乔伟军,张永军,汲永钢,马克存,徐显明
    受保护的技术使用者:中国石油天然气股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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