一种高碱值磺酸钙的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高碱值磺酸钙的制备方法，该方法以烷基苯磺酸和／或石油磺酸为原料，采用低分子醇为促进剂、氧化钙和／或氢氧化钙为钙化试剂，首先进行中和反应生成磺酸钙，再进行两次碳酸化反应，然后加入后处理剂进行反应，最后脱除醇、水、溶剂和固体残渣，得到产品。本发明专利技术所得到的产品特别适用于制备润滑脂，用该产品制备润滑脂，可以缩短磺酸钙晶型转化时间，提高润滑脂的高温性能和抗水性能，满足高性能润滑脂的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
复合磺酸钙基润滑脂是一类新型的润滑脂，具有优异的极压性能、抗磨性能、抗水 性能、抗盐雾性能和防腐蚀性能，并且滴点高、热稳定性好，广泛用于汽车、钢铁、矿山、造纸 等行业。长期以来，复合磺酸钙基润滑脂均直接采用牛顿体磺酸钙为原料，牛顿体磺酸钙 中的碳酸钙是无定形的，而复合磺酸钙基润滑脂中的磺酸钙是非牛顿体磺酸钙，其中的碳 酸钙为方解石型，因此在复合磺酸钙基润滑脂的制备过程中，需要将牛顿体磺酸钙转化为 非牛顿体磺酸钙。关于牛顿体的高碱值磺酸钙和超高碱值磺酸钙的专利非常多，如US4427559、 US4604219、US4879053、US4879053、US4929373、US4810396、US51086309、EP0515062、 EP0949322、US6015778、US4560489等，其制备方法一般为以磺酸或者是磺酸钙为原料，采 用各类低分子醇为促进剂，通入二氧化碳进行碳酸化反应，反应结束后升温脱水，经后处理 得到高碱值磺酸钙。上述专利的高碱值磺酸钙(碱值大于300mgK0H/g)和超高碱值磺酸钙 (碱值大于395mgK0H/g)，主要用于内燃机油和工业用油中，起到增溶、分散、中和、防锈等 作用。润滑脂要求磺酸钙具有较好的极压抗磨性，而润滑油中要求磺酸钙具有优异的清 净性、分散性和酸中和性能。用现有的牛顿体磺酸钙制备润滑脂会存在一些问题，例如牛 顿体磺酸钙转化速度慢或是转化效果不好，转化后的润滑脂的各项性能不佳等，这样就限 制了磺酸钙在润滑脂中的进一步应用。
技术实现思路
本专利技术提供了，该方法所得到的产品特别适用于制 备润滑脂。本专利技术还提供了该方法所得到的产品。本专利技术中，除特别说明外，所有原料用量均以磺酸重量为100份计。本专利技术所提供的方法包括(1)将烃类溶剂、中性油、Cl C4醇、氧化钙和/或氢氧化钙、水与磺酸混合，进行 中和反应；(2)通入二氧化碳，进行第一次碳酸化反应；(3)加入氧化钙和/或氢氧化钙，通入二氧化碳，进行第二次碳酸化反应；(4)加入浓度为10 60衬％的无机盐溶液，用量为5 100份，在40 60°C之间 反应30 120min，其中无机盐选自碱金属氯化物、碱金属碳酸盐、碱金属硫酸盐、碱土金属 氯化物、碱土金属硫酸盐、氯化铵、碳酸铵、硫酸铵中的一种或多种；(5)脱除醇、水、溶剂、促进剂和固体残渣后，得到产品。所述烃类溶剂既可以是烷烃，也可是芳香烃，优选为馏程在60 180°C的直馏汽 油、正辛烷、苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种。溶剂的作用是给中和反应和碳酸化反应提 供一个反应场所。所述中性油是100°C运动粘度为2 6mm2/S的润滑油基础油，优选为100SN、 150SN、润滑油老三套工艺处理的油和加氢精制油中的一种或多种。中性油的作用是给高碱 值磺酸钙提供一个稳定分散的场所。所述Cl C4醇优选为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和乙二醇中的一种或几种。醇的主 要作用是无机相和有机相的载体，使得反应混合物中气、液、固三相之间的传质速率更快， 油相和水相混合均勻，使反应易于进行。醇更重要的作用在于帮助形成添加剂胶体粒子，因 此在反应中必不可少。氧化钙和/或氢氧化钙中的杂质的含量应尽可能低，优选氧化钙和/或氢氧化钙 的纯度彡95%。所述磺酸为烷基苯磺酸和/或石油磺酸。烷基苯磺酸中，烷基碳数为8 30。所 述烷基苯磺酸包括生产十二烷基苯的副产物一高沸物所制备的磺酸，这种烷基苯中主要是 二烷基苯、单烷基苯，还有茚满，二苯烷基等不易磺化的物质，高沸物磺酸的性质劣于直链 烷基苯磺酸，但是仍然能制备出本专利的产品。所述石油磺酸由石油馏分经过磺化后得到， 石油馏分一般是减压蒸馏的馏分，例如减压二线油，减压三线油，或者是减压四线油，其中 含有可以磺化的芳烃组分。所述烷基苯磺酸或石油磺酸可以通过传统的发烟硫酸磺化制得，也可以通过三氧 化硫磺化得到。步骤(1)中，Cl C4醇的用量为20 200份，优选为50 150份；烃类溶剂的用 量为200 800份，优选为300 600份；中性油的用量为50 300份，优选为120 250 份；氧化钙和/或氢氧化钙的用量为15 150份，优选为50 100份；水的用量为10 50 份，优选为20 40份；反应温度为40 60°C，优选为45 55°C，反应时间为20 60min。步骤(2)和(3)中，二氧化碳的通入量为理论值的60 140%;二氧化碳的通入速 率优选为0. 001 0. 004ml/min · g ；碳酸化反应的温度是40 60°C，优选为45 55°C。步骤(3)中，氧化钙和/或氢氧化钙的用量为50 300份，优选为100 150份。步骤(4)中，无机盐溶液的用量优选为10 50份；无机盐优选为氯化钙、氯化钠、 碳酸钠、碳酸钾、硫酸钠和硫酸铵中的一种或几种；反应温度优选为45 55°C。步骤(1)中还可加入2 50份的助促进剂，优选加入10 30份的助促进剂；其 中，助促进剂为醇、酚、羧酸、羧酸酯、羧酸酐、酰胺中的一种或几种，其碳数为9 200。加入 助促进剂，可以进一步改善产品性能。步骤(1)中，水可以用碱性水溶液代替，所述的碱性水溶液选自氨水溶液、碱金属 氢氧化物水溶液和碱土金属氢氧化物水溶液中的一种或几种。使用碱性水溶液有利于中和 反应，可进一步提高产品的性能。所述碱性水溶液的浓度优选为5wt % 35wt %。本专利技术还提供了用上述方法得到的高碱值磺酸钙产品，该产品在制备润滑脂时， 80°C时由无定形碳酸钙转化为方解石型碳酸钙的时间为20 lOOmin。现有技术中的高碱值磺酸钙，主要用于内燃机油和工业用油中，起到增溶、分散、中和、防锈等作用，用其合成润滑脂时会存在一些问题，如牛顿体磺酸钙转化速度慢或是转 化效果不好，转化后的润滑脂的各项性能不佳等。本专利技术所得到的高碱值磺酸钙特别适用 于制备润滑脂。在制备润滑脂时，无定形碳酸钙转化为结晶型碳酸钙的速度快，碳酸钙的晶 体转化完全，转化后的磺酸钙润滑脂具有优异的极压性能、高温性能和抗水性能。具体实施例方式以下通过实施例进一步说明本专利技术。实施例1在带有电动机搅拌器及冷凝管的500毫升三口烧瓶中加入汽油150毫升(工业 品)，加入甲醇23. 7克，蒸馏水6克，150SN中性油43克(中国石化燕山石化公司生产)， 十二烷基酚4克，氧化钙16. 5克，十二烷基苯高沸物磺酸21. 6克，加入后控制反应温度 在45 50°C，中和反应30min后，通入二氧化碳，通气速率在0. 062L/min之间，通入量达 到理论值的85%时，加入剩余的25克氧化钙，继续通入二氧化碳进行碳酸化反应，当二氧 化碳达到理论值的85 %时，停止通气，加入20wt %的碳酸铵溶液5克，在45 50°C反应 30min，然后升温到120°C脱醇、水。得到的物料中加入100毫升汽油，然后放入医用离心 机中，以转速4000rpm离心，将离心后的闪蒸物放入带有减压设施的蒸馏瓶中，首先升温到 120°C常压蒸馏，然后给系统进行减压蒸馏，最后得到棕褐色的粘稠的135克添加剂。产品 的碱值=385mgK0H/g，浊度=152，产品粘度=133. 72mm2/S。红外分析碳酸钙吸收峰位置； 863. 2Cm^10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高碱值磺酸钙的制备方法，包括：　　（１）将烃类溶剂、中性油、Ｃ１～Ｃ４醇、氧化钙和／或氢氧化钙、水与磺酸混合，进行中和反应；　　（２）通入二氧化碳，进行第一次碳酸化反应；　　（３）加入氧化钙和／或氢氧化钙，通入二氧化碳，进行第二次碳酸化反应；　　（４）加入浓度为１０～６０ｗｔ％的无机盐溶液，以磺酸重量为１００份计，用量为５～１００份，在４０～６０℃之间反应３０～１２０ｍｉｎ，其中无机盐选自碱金属氯化物、碱金属碳酸盐、碱金属硫酸盐、碱土金属氯化物、碱土金属硫酸盐、氯化铵、碳酸铵、硫酸铵中的一种或多种；　　（５）脱除醇、水、溶剂和固体残渣后，得到产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘依农，段庆华，
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]