制备长链烷基萘的方法技术

本发明专利技术提供一种制备长链烷基萘的方法，该方法包括如下步骤：在反应温度为８０～１８０℃下，在超细二氧化硅负载杂多酸催化剂存在下，使摩尔比为１～１０∶１的Ｃ↓［１０］～Ｃ↓［２４］长链烯烃与萘反应。该方法可在较低的反应温度与反应压力下实现萘与长链烯烃的快速烷基化反应，得到的产品色度低且易于分离，并且催化剂在使用一次后，未发生明显的结焦现象，对设备的要求也较低，适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烷基萘的制备，更具体地说，本专利技术涉及制备长链烷 基萘及烷基萘基础油的方法。
技术介绍
与矿物油、PA0油(聚a烯烃油)、酯类油和烷基苯基础油相比， 烷基萘合成基础油具有更加优异的热稳定性、氧化稳定性、水解稳定 性，以及添加剂溶解性，其毒性也较低，具有非常广阔的应用前景。 烷基萘合成基础油既可单独使用，也可作为调合组分与其它种类的基 础油调和在一起使用，主要用于生产高档润滑油和润滑脂。可用作基 础油的烷基萘一般是指所含烷基碳原子数在10~24之间的长链烷基 萘。目前，长链烷基萘主要通过萘的烷基化反应制取，烷基化试剂主 要有烯烃、卣代烷和醇等，早期用作烷基化的催化剂主要是无机酸(氳 氟酸和硫酸等)和Lewis酸(A1C13、 ZnCl2、 FeCl3)等，这些催化剂 均存在腐蚀设备、产物难以分离和污染环境等问题，近年来应用分子 筛作烷基化催化剂的研究报道较多，但在应用中也都存在一定的弊端。例如，美国专利US 4， 604, 491描述了用活性硅铝白土作催化剂， 由萘和ot -烯烃(单烯烃或混合烯烃)发生烷基化反应制取长链烷基 萘的方法。该烷基化反应须在温度200。C下进行6小时才能达到完全， 反应温度较高，制备周期长。此外，该方法需使用酸活化的硅铝白土 作催化剂，并且催化剂的用量较大，给产物的分离带来一定困难，不 利于工业化生产。美国专利US 5177284中描述了用USY超稳、Y沸石和P沸石催化剂 合成烷基萘的方法。然而，该方法的反应温度较高，所使用的催化剂 亦为酸性，并且根据产品的要求，可能需要对催化剂进行蒸汽老化处 理以降低酸度值，产品色度也较深，不利于工业化生产。国内对烷基萘的制备也进行了一些理论与实验研究，这些研究的 结果对长链烷基萘的合成具有一定的指导作用，但在具体应用于长链烷基萘基础油的实际工业化生产时还存在较大困难。例如，中国专利CN1029611C中提供了用杂多酸或其盐作催化剂合 成烷基萘的方法，但该方法需在加压的密封压热器中进行，对反应设 备的要求高，不利于工业化生产。并且该专利提供的反应条件非常宽， 实施例中也仅使用乙烯作为烷基化试剂，因此不能有效指导长链烷基 萘基础油的合成。郭海涛等人(郭海涛等.HY分子篩催化合成长链烷基萘.石油化 工，2003年，32 (3):182 ~186)对使用HY分子筛制备长链烷基萘的 反应条件进行了研究。在其制备方法中，须使用一定的溶剂(例如环 己烷)，并且反应需在高压下进行，因此对设备的要求较高，增大了 生产成本。他们在其研究中还特别提出应使用过量的萘以抑制烯烃聚 合物结焦反应，提高催化剂的活性和目的产物的选择性。中国专利CN1235873A提供了 一种超细二氧化硅负载杂多酸催化 剂。该催化剂由于颗粒小，容易悬浮在反应物料中，在用于芳烃(苯， 曱苯，二曱苯，苯酚等)与C2 C2。烯烃的烷基化反应中具有催化活性 高、寿命长等优点。然而，该专利仅具体研究了笨的烷基化反应，不 能为长链烷基萘的工业化生产提供有力指导。并且，在该烷基化反应 中亦控制苯过剩(苯烯烃=2~50:1),以在一定程度上减少烯烃的缩 合结焦反应。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现在将CN1235873A的超细二氧化硅负栽杂多酸 催化剂用于萘和烯烃的烷基化反应时，通过改进工艺条件，例如采用 过量的烯烃，降低反应温度等手段，可在常压下实现萘与烯烃的快速 反应，并且反应后的催化剂上无明显结焦。得到的产品烷基萘收率高， 而且毋须复杂的分离操作，即可用在不同牌号的润滑油品中，例如发 动才/L曲轴箱油、液压油、齿轮油、压缩才几油或真空泵油中，生产高档 油品，从而克服了现有技术中存在的反应条件苛刻，产品分离困难， 对设备要求高等问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种新的。 本专利技术包括如下步骤在反应温度为80-180 。C下，在超细二氧化硅负载杂多酸催化剂存在下，使摩尔比为1 ~ 10: 1 的d。 C24长链烯烃与萘反应。该方法可在较低的反应温度与反应压力 下实现萘与长链烯烃的快速烷基化反应，得到的产品收率高、色度低且易于分离，并且催化剂在使用后，未发生明显结焦现象，对设备的 要求也较低，适于工业化生产。附图说明图1为本专利技术一个实施方案所生产的烷基萘的'HNMR谦图。 图2为本专利技术另一个实施方案所生产的烷基萘的力NMR谱图。具体实施例方式本专利技术提供一种新的，包括(a)在反应 温度为80 18(TC下，在超细二氧化硅负载杂多酸催化剂存在下，使 摩尔比为1~ 10: 1的d。 C24长链烯烃与萘反应。该方法可在较低的反 应温度与反应压力下实现萘与长链烯烃的快速烷基化反应，得到的产 品收率高、色度低且易于分离，并且催化剂在使用后，未发生明显的 结焦现象，对设备的要求也较低，适于工业化生产。本专利技术方法还包括对反应产物进行后处理，例如减压蒸馏切割处 理，以生产出不同粘度范围和性能的长链烷基萘基础油品。所述后处 理包括例如以下步骤(b) 分离除去反应产物中的催化剂得到一种液体；(c) 对该液体进行减压蒸馏，直至压力为15 40Pa，温度为140 ~ 180°C;(d) 对残留的液体继续进行减压蒸馏，直至压力为15~40Pa,温 度为160 — 200°C。分别收集步骤(d)的馏分和釜液即可得到两种粘度及性能不同的 烷基萘。低粘度的烷基萘具有较好的氧化稳定性，高粘度的烷基萘除 了具有好的氧化稳定性外，粘度和粘度指数也相对较高，它们可分别 用在不同牌号的润滑油品中。并且各分离步骤均可采用本领域已熟知 的设备进行，例如沉降罐和蒸馏塔等。因此，本专利技术可使用常见的设 备通过简单的搡作得到适用于不同应用场合的长链烷基萘基础油，有 利于实现长链烷基萘基础油品的工业化生产。根据实际需要，本专利技术方法还可进一步包括如下步骤向低粘度的烷基萘和高粘度的烷基萘中分别加入其2~10质量％的白土，在 120 170'C下加热5~60分钟，然后除去白土渣即分别得到精制的低粘度烷基萘和高粘度烷基萘基础油。在本专利技术中，作为烷基化试剂的长链烯烃可含有10-24个碳原子； 可以是单烯烃，也可以是不同碳原子数烯烃的混合物，还可以是含有 少量烷烃、芳烃的工业烯烃；可以是直链烯烃，也可以是支链烯烃或 与直链烯烃混合物。其中优选的长链烯烃为d2 C2。直链a-烯烃。因 此，本专利技术方法具有广泛的适用性。作为反应原料，烯烃与萘的配料摩尔比通常为1 ~ 10: l，优选l. 2 ~ 3:1，更优选1.2~2:1。本专利技术使用过量的烯烃制备长链烷基萘，催 化剂在使用后，未发生明显的结焦现象，并且过量的烯烃通过蒸馏可 以很容易地除去，简化了产品的分离。所述催化剂可为超细二氧化硅负栽的磷鵠酸、硅鴒酸、磷钼酸、 硅钼酸等，优选磷鴒酸，其制备参见中国专利CN1235873A。本专利技术所 述的超细二氧化硅负栽杂多酸催化剂的粒径为1 ~ 100纳米。催化剂的 加入量为原料总质量的0.2-10%,优选O. 3~3%。反应中可以将催 化剂与萘和烯烃混合后再加热，也可以先将萘和烯烃混合加热，待萘部分或全部溶解后再加入催化剂。本专利技术的烷基化反应通常在80 ~ 18(TC下进行，优选110 ~ 15(TC， 更优选130~ 140°C;反应时间通常为10~ 200分钟，优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备长链烷基萘的方法，包括：（ａ）在反应温度为８０～１８０℃下，在超细二氧化硅负载杂多酸催化剂存在下，使摩尔比为１～１０∶１的Ｃ↓［１０］～Ｃ↓［２４］长链烯烃与萘反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：焦广文，梁宇翔，陈晓伟，贺景坚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]