分散性油品添加剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种分散性油品添加剂的制备方法，其技术特征在于该方法包括聚异丁烯氧化、氧化产物的自由基加成烃化和酰胺化等多步反应。与现有技术相比，本发明专利技术具有反应温度低、反应周期短、无结焦、不腐蚀设备、对人体无害等优点；同时，用本发明专利技术的方法制备的添加剂产品具有稳定性高、分散性好和添加剂用量少等优点。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其是以聚异丁烯为原料，制备丁二酰亚胺型分散性油品添加剂的方法。USP3202678，USP3361673公开了一类用热加合工艺制备油品添加剂的方法。USP3202678，USP3361673公开了一类用热加合工艺制备油品添加剂的方法。这种方法具有工艺简单、对设备无特殊要求等优点，但同时也存在着反应温度高、反应周期长及反应过程中结焦严重等缺点。USP3231587介绍了一种用氯化烃化工艺制备分散性油品添加剂的方法。此方法克服了热加合工艺的缺点，降低了反应温度，缩短了反应时间，减少了结焦，但在氯化烃化反应过程中生成大量的氯化氢气体，会造成严重的生产设备腐蚀和对人体的毒害，及对环境的污染;另外通常会使产品中带有残氯而对其使用性能产生不良的影响。USP3931024、WO8803931中公开了一种以聚异丁烯为原料，通过空气氧化及与多烯多胺进行胺化等反应，制备分散性油品添加剂的方法。该方法由于仅具有氧化和胺化两步反应，使工艺比较简单，但同时也导致产品的氮含量较低，使用时为了达到理想的分散效果，常需采用较大的用量，除造成使用成本增高外，大剂量的加入添加剂，还有可能影响油品的使用性能。除此之外，此类方法由其技术特征所决定，制得的分散性添加剂产品均不具有丁二酰亚胺型结构，因而其高温稳定性能及分散性能较差。本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种制备丁二酰亚胺型分散性油品添加剂的方法。本专利技术的技术特征在于该方法包括聚异丁烯氧化、氧化产物的自由基加成烃化和酰胺化多步反应，其具体操作如下(1)将平均分子量为800～1500的聚异丁烯置于反应容器中，升温至130～220℃并恒温，向该容器中以0.4～2.0升/分，公斤聚异丁烯的流量通入空气，进行氧化反应，当该反应容器中的物料组成达ACO/ACH3为0.05～0.80(红外光谱法，其中ACO/ACH3分别为红外光谱中1715cm-1和1755cm-1的羰基吸收峰与1360cm-1的甲基吸收峰的峰面积之比)时，停止反应，得到聚异丁烯氧化物。(2)将(1)得到的聚异丁烯氧化物与不饱和脂肪酸酐混合均匀，升温至110～190℃并恒温，在氮气保护下滴加自由基引发剂并搅拌，进行自由基加成烃化反应;反应物料按聚异丁烯氧化物;不饱和脂肪酸酐为100∶3.0～20.0(重量)的比例投入;自由基引发剂的用量为0.04～0.30摩尔/公斤聚异丁烯氧化物;反应过程随时取样分析，当反应物料的皂价达到40～90毫克氢氧化钾/克时，停止反应，用氮气吹扫以除去未反应的酸酐，将产物趁热过滤，除去少量焦质及不溶物，即得聚异丁烯基酸酐。(3)将(2)得到的产物与稀释油按1∶0.8～1.5(重量)混合，在140～150℃的温度下，加入多烯多胺，搅拌，进行酰胺化反应;反应物料按多烯多胺与聚异丁烯基酸酐比为0.25～1∶1(摩尔)的比例投入;随时分除反应产生的水，直至理论量的水被分除即结束反应，得到中间产物A;将产物A过滤除去机械杂质，蒸除未反应的胺，即可得到丁二酰亚胺型无灰分散剂产品。本专利技术所述方法还可以包括曼尼希反应步骤将(3)得到的产物A，与甲醛及多烯多胺混合，升温至140～150℃并恒温，进行曼尼希反应;多烯多胺按化学计量投入，并使最终产品中总的氮含量为0.80～2.2重量%(以含50%稀释油的丁二酰亚胺型无灰分散剂产品重量计);甲醛的用量为多烯多胺用量的1～3倍(摩尔);反应过程中随时分除生成的水，直至理论量的水被除去即结束反应，得到中间产物B;将产物B过滤除去机械杂质并减压蒸馏除去未反应的胺，即可得到丁二酰亚胺分散剂产品。上述分除反应理论量的水，是指分除按化学计量计算应生成的水，可采用静置分层后分除的方法。本专利技术所述的反应物皂价测试采用SY 2604-77方法。本专利技术所述的方法，还可以包括酐化反应步骤将产物A或产物B与酸酐混合，升温至140～150℃，进行酐化反应;酸酐的用量为每公斤产物A或产物B 0.04～0.15摩尔;反应持续进行0.5～1.5小时，停止反应;过滤除去机械杂质并蒸除未反应的胺和酸酐，即得丁二酰亚胺分散剂产品。本专利技术所述的滤除机械杂质的方法，为常规的过滤方法，可以是普通的常规过滤或减压过滤等;所述的蒸除未反应物的方法，为常规的蒸馏方法，最好是减压蒸馏。在氧化反应中所用的聚异丁烯分子量最好是840～1200;所述空气氧化反应的空气流量最好是0.6～1升/分钟·公斤聚异丁烯，氧化反应温度最好是180～200℃，氧化深度最好是ACO/ACH3为0.4～0.6。本专利技术所述的红外光谱测量氧化深度的方法为常规的红外光谱分析方法，即将反应物取样后放入红外光谱仪的样品池中，测量其红外光的吸收波谱即可。在自由基加成烃化反应中所用的不饱和脂肪酸酐最好是马来酸酐;反应物的投料比最好是聚异丁烯氧化物∶不饱和脂肪酸酐为100∶9.0～10.0(重量);自由基引发剂的用量最好是0.08～0.20摩尔/公斤聚异丁烯氧化物;所述的自由基引发剂是过氧化物类或偶氮化合物引发剂，特别是叔丁基过氧化物、二叔丁基过氧化物、苯酰基过氧化物或偶氮腈类化合物，最好是叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化二苯甲酰及偶氮二异丁腈;所述的自由基加成烃化反应的反应温度最好是150～170℃。在酰胺化反应中所用的多烯多胺最好是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺以及它们的混合物;其中反应物的投料比最好是多烯多胺聚∶聚异丁烯基酸酐为0.34～1∶1(摩尔)。在曼尼希反应中所用的多烯多胺最好是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺以及它们的混合物;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学计量投入，最好使最终产品中氮含量为1.0～1.2重量%;甲醛的用量最好是曼尼希反应多烯多胺用量的1～2倍(重量)。所述多烯多胺混合物，是指其中任两种多烯多胺混合物;其混合比例最好是1∶0.8～1.2(摩尔)。在酐化反应中所用的酸酐，最好是乙酸酐，其用量最好是0.08～0.12摩尔/公斤产物。本专利技术由于采用了聚异丁烯氧化、氧化产物的自由基加成烃化和酰胺化等多步反应制备丁二酰亚胺型分散型油品添加剂，与制备丁二酰亚胺型分散剂的现有技术相比具有反应温度低、反应周期短、无结焦、不腐蚀设备、对人体无害等优点;本专利技术由于引入了自由基加成烃化反应步骤，使其分散剂产品具有丁二酰亚胺型结构，与采用氧化-胺化工艺制备油品添加剂的现有技术相比具有稳定性高、分散性好和添加剂用量少等优点。下面结合实例进一步介绍本专利技术的技术特点。实例1实例1～4介绍了聚异丁烯氧化反应过程。将800克的聚异丁烯(平均分子量为1200，兰州炼油化工总厂生产)置于三口瓶中，将多孔导气管插入三口瓶底部，以0.6升/分，公斤聚异丁烯的流量通入空气，然后加热升温至190℃，并激烈搅拌，进行常压氧化反应，反应1小时后，取样经红外光谱分析，得到氧化深度为ACO/ACH3＝0.3的聚异丁烯氧化物1-1。实例2将聚异丁烯800克(平均分子量为844，锦州石油化工公司生产)置于三口瓶中，将多孔导气管插入三口瓶底部，以0.6升/分.公斤聚异丁烯的流量通入空气，然后加热升温至200℃，并激烈搅拌，进行常压氧化反应，反应1小时后，取样经红外光谱分析，得到氧化深度为ACO/ACH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由聚异丁烯为原料制备丁二酰亚胺型油品添加剂的方法，其特征在于该方法包括聚异丁烯氧化、氧化产物的自由基加成烃化和酰胺化多步反应，其具体操作如下：（１）将平均分子量为８００～１５００的聚异丁烯置于反应容器中，升温至１３０～２２０℃并恒温，向该容器中以０．４～２．０升／分．公斤聚异丁烯的流量通入空气，进行氧化反应，当该反应容器中的物料组成达Ａ↓［ＣＯ］／Ａ↓［ＣＨ３］为０．０５～０．８０（红外光谱法，其中Ａ↓［ＣＯ］／Ａ↓［ＣＨ３］分别为红外光谱中１７１５ｃｍ↑［－１］和１７５５ｃｍ↑［－１］的羰基吸收峰与１３６０ｃｍ↑［－１］的甲基吸收峰的峰面积之比）时，停止反应，得到聚异丁烯氧化物；（２）将（１）得到的聚异丁烯氧化物与不饱和脂肪酸酐混合均匀，升温至１１０～１９０℃并恒温，在氮气保护下滴加自由基引发剂并搅拌，进行自由基加成烃化反应；反应物料按聚异丁烯氧化物∶不饱和脂肪酸酐为１００∶３．０～２０．０（重量）的比例投入；自由基引发剂的用量为０．０４～０．３０摩尔／公斤聚异丁烯氧化物；反应过程随时取样分析，当反应物料的皂价达到４０～９０毫克氢氧化钾／克时，停止反应，用氮气吹扫以除去未反应的酸酐，将产物趁热过滤，除去少量焦质及不溶物，即得聚异丁烯基酸酐；（３）将（２）得到的产物与稀释油按１∶０．８～１．５（重量）混合，在１４０～１５０℃的温度下，加入多烯多胺，搅拌，进行酰胺化反应；反应物料按多烯多胺与聚异丁烯基酸酐比为０．２５～１∶１（摩尔）的比例投入；随时分除反应产生的水，直至理论量的水被分除即结束反应，得到中间产物Ａ；将产物Ａ过滤除去机械杂质，蒸除未反应的胺，即可得到丁二酰亚胺型无灰分散剂产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨三庆，熊崇翔，向文成，乔桂芬，刘苹，都桂芝，张福康，
申请(专利权)人：中国石油化工总公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]