生产支链烃组分的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于产生特别是生物来源的高质量烃基础油的方法。本发明专利技术的方法包括醇醛缩合、加氢脱氧和异构化步骤。优选生物来源的醛和／或酮用作原料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种生产烃组分的方法，和特别是一种生产用作新型 基础油的生物来源的高质量支链饱和烃组分的方法。该方法包括醇醛 缩合、加氢脱氧和异构化步骤，使用优选来源于生物来源原材料的原 料，所述生物来源原材料最终衍生自植物油、动物脂肪、天然蜡和碳 水化合物。相应的合成材料及其组合也可以用作原料。现有技术基础油通常用于制造润滑剂，例如汽车用润滑油、工业润滑剂和 润滑油脂。它们还用作操作油、白油和金属加工油。精制的润滑剂由 两种常用组分构成，该常用组分为润滑基础油和添加剂。润滑基础油 为这些最终润滑剂中的主要成分，并且显著有助于精制的润滑剂的性 能。通常， 一些润滑基础油用来通过改变单独润滑基础油和单独添加 剂的混合物来制造多种精制的润滑剂。根据American Petroleum Institute (API)(美国石油协会)组III或 IV的分级，基础油用于高质量润滑剂。API基础油分类在表1中示出。表l. API基础油分类<table>table see original document page 5</column></row><table>III组的油为具有极高粘度指数(VHVI)的基础油，其通过现代方 法，由原油通过加氢裂解，随后通过蜡质线性链烷烃异构化产生支化 链烷烃来产生。III组的油还包括由来自矿物油的含油蜡(Slack Wax) 链烷烃产生的基础油，和由通过费-托合成法，例如使用相应的异构化 技术由煤或天然气得到的蜡(GTL蜡)产生的基础油。IV组的油为合成 聚a國烯烃(PAO)。类似的分类还由ATIEL (Association Technique de I'lndustrie Europ丢enne des Lubrifiants ， 或Technical Association of the European Lubricants Industry)使用，所述分类还包括VI组聚 内烯烃(Polymternalolefin)(PIO)。除官方分类之外，II+组也通常用于 本领域，这种組包括粘度指数大于110,但低于120的饱和和非含硫 基础油。在这些分类中，饱和烃包括链烷烃和脂环烃化合物，但不包 括芳烃化合物。根据API 1509，对于基料还可使用如下定义"基料为由单一制 造商按照相同规格(与原料来源或制造商所在地无关)生产的润滑剂组 分；其满足相同的制造商规范；并由唯一的化学式、产品识别号或者 两者来标识。基础油料可以4吏用各种不同的方法制造"。基础油为用于 API特许油的基础油料或基础油料共混物。基础油料类型为l)矿物油 (链烷烃、脂环烃、芳烃)，2)合成物(聚a-烯烃、烷基化芳烃、二酯、 多元醇酯、聚亚烷基二醇、磷酸酯、硅氧烷)，和3)植物油。特别地，汽车工业已经长久要求润滑剂和由此的基础油具有改善 的工艺性能。精制的润滑剂的规范日益要求产品具有优异的低温性能、 高氧化稳定性和低挥发性。通常润滑基础油为运动粘度在 100。C(KV100)为约3cSt或更高；倾点(PP)为约-12t:或更低；和粘度 指数(VI)为约100或更高的基础油。通常，润滑基础油应具有不大于 现有常规I组或II组轻质中性油的Noack挥发性。不再可能由常规的矿物油生产满足汽车制造商所需的大多数规范 的润滑剂。通常，矿物油经常含有过高浓度的芳烃、硫和氮化合物， 以及进一步地，它们还具有高挥发性和适度的粘度指数，也即粘度-温度依赖性。另外，矿物油对于抗氧化添加剂的响应经常较低。合成物和所谓的半合成基础油日益扮演重要的角色，特别是在汽车润滑剂 中，例如发动机和齿轮油中。对于工业润滑剂可以看到类似的发展。 润滑剂的使用期限理想地为尽可能长，由此避免使用者频繁的换油， 和进一步可以延长例如商用运输工具中的车辆的保养间隔。在过去十年中，载客汽车的发动机换油间隔已经提高五倍，最多为50,000 km。 对于重型车辆，发动机换油间隔目前已经处于100,000 km的水平。润滑剂的制造日益受到有关产品的环境、健康和安全因素的常见 "寿命周期法(Life Cycle Approach)"(LCA)的影响。LCA的目标是延 长产品的使用期限，并使与产品的制造、使用、操作和废弃有关的环 境缺点减到最小。高质量基础油的换油间隔较长使得不可再生矿物原 油基原料的消耗减少，并且使危险废物石油产品的量降低。除发动机工艺和基础油制造的需求之外，严格的环保要求同样使 得工业研发更复杂的基础油。需要无疏燃料和基础油，以便得到现代 车辆中新的和高效的防污染技术的全部效果，和中断氮氧化物、挥发 性烃和颗粒的排放，以及实现废气中的二氧化硫的直接还原。欧盟已 经决定这些燃料应从2005年用于市场，并且它们必须从2009年成为 销售的唯一形式。常规矿物油基础油含有硫、氮、芳烃化合物，以及 通常还含有挥发性化合物。与新的无硫和芳烃基础油相比，它们较不 适用于新的发动机，并且因此在环境方面还更加有害。现在，在润滑剂制造中使用回收油和可再生原料经常是所考虑的分是理想的，因为化石原料会枯竭并且它们对环境的影响是有害的。 与回收油有关的问题包括为得到具有高质量的基础油的提纯和再加工 步骤复杂。此外，运行和大规模回收后勤系统的研发是昂贵的。目前，只有酯用于可再生和生物来源的润滑剂。所述酯的使用限 于一些特殊应用，例如制冷压缩才几润滑剂用油、生物液压油和金属加 工油。在普通汽车和工业润滑剂中，它们主要以添加剂规模使用。高 价格也限制了酯的使用。另外，即使是在其中替代酯的化学组成基本 上完全相似的情况下，在没有进行新的发动机测试的条件下，用于发 动机油配制料的酯也不可与其他酯互换。作为替代，由纯烃结构构成 的基础油可部分彼此互换。还有一些与酯有关的技术问题。作为极性 化合物，酯经受比纯烃更大的密封-溶胀倾向。这一点已经产生许多与 液压应用中的弹性体有关的问题。另外，酯基础油更容易水解产生酸， 其进而引起润滑系统腐蚀。此外，酯的更大的缺点是为非极性烃基油 开发的添加剂对酯基础油无效。可以从醛和酮开始，利用使用醇醛缩合反应的方法生产具有较长 烃链的不饱和和支化醛。该反应经由醇醛缩合进行得到幾基醛，或羟 基酮，随后通过解离水，依据原料产生不饱和醛或不饱和酮。在该反应中，碱性催化剂通常在80至400。C下使用。碱性均相催化剂，例如 NaOH和Ca(OH)2，和负载的碱金属，例如Na/Si02可以作为非均相 催化剂提及，如由Kelly， G.J.等人，Green Chemistry, 2002年，4, 392-399页中所述。只有当低碳数原料进行缩合时，含有季铵基团的 离子交换树脂才可以用作催化剂，因为该树脂不能在高温下使用。脂肪醇可以由脂肪酸或脂肪酸烷基酯的氢化生产。用于由烷基酯 生产醇的三类加氢装置在工业中应用气相氢化、滴流床(trickle-bed) 氢化和悬浮氢化。其中，开头两种包括固定床催化剂。在所有方法中， 含有亚铬酸铜的催化剂在200至250。C的温度和20至30MPa的压力 下使用。使用不含铬的铜-锌催化剂生产不饱和脂肪醇。此外，饱和醇 也可以在200至230°C，约20MPa的压力下，使用用本文档来自技高网...

【技术保护点】
基础油，特征在于该基础油包括碳数为至少Ｃ１８的支链烃，其含有至少９０ｗｔ％的饱和烃，含有不多于１５ｗｔ％的单环烷烃和不多于１ｗｔ％的稠合二环烷烃和多环烷烃，并且至少６０ｗｔ％的饱和烃的碳数范围为至多５。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E科伊乌萨尔米，I吉尔佩莱南，P卡鲁南，J马蒂凯南，
申请(专利权)人：耐思特石油公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]