一种高碱性双金属复合磺酸盐的制备方法技术

一种高碱性钙钠双金属复合磺酸盐的制备方法，是将钙的碱性化合物和钠的碱性化合物在促进剂的作用下，先与磺酸进行中和反应，然后与二氧化碳进行碳酸化反应。本发明专利技术提供的制备方法避免了单独制备高碱性磺酸钠所需的苛刻的反应条件，也缩短了现有技术制备钙钠复合剂的复杂的操作过程，使钙钠复合剂的大量应用成为可能。本发明专利技术提供的制备方法可利用现有高碱性磺酸钙的制造设备，不需增加设备投资，便于工业应用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高碱性磺酸盐的制备方法，确切地说，是一种用作润滑油清净剂的高碱性钙钠双金属复合磺酸盐的制备方法。高碱性磺酸盐是用于内燃机油的最重要的清净剂，其中，高碱性磺酸钙的使用最为普遍，而高碱性磺酸钠只在部分内燃机油复合剂中曾经使用。虽然试验表明高碱性磺酸钠能显著减少发动机活塞漆膜，使内燃机油的清净性显著提高，但单纯的磺酸钠盐制备温度较高，反应条件较为苛刻，另外它本身易吸水，与其它添加剂配伍性较差，储存稳定性不好，使其应用受到限制。高碱性磺酸盐除了作为单剂使用以外，也可以复合使用，方式有两种一种是先单独制备各种磺酸盐产品，如钙盐、钠盐或镁盐等，使用时复合调配到内燃机油中，这种方式较为普遍，现有技术制备高碱性钙钠复合磺酸盐就是采用这种方式；另一种方式是在磺酸盐的高碱化过程中引入不同金属的碱性化合物，从而得到的双金属或多金属复合的高碱性磺酸盐，该方式应用较少，关于高碱性钙钠复合磺酸盐的制备尚未见报道。通常制备高碱性磺酸盐的方法是在含有促进剂的反应体系中加入一种金属碱性化合物，然后加入磺酸或中性磺酸盐，再通入二氧化碳进行碳酸化反应，反应结束后经过后处理可得到一种单金属的高碱性磺酸盐产品。用该方法制备高碱性磺酸盐的报道较多。英国专利GB1172148介绍了一种制备300TBN高碱性磺酸钙的方法。该方法是在反应体系中加入稀释油、C6～C7烷烃、甲醇、氢氧化铵、氧化钙或氢氧化钙以及烷基苯磺酸，然后通入二氧化碳进行高碱化反应。美国专利USP5108630介绍了一种制备400TBN高碱性磺酸钙的方法。该方法是在反应体系中加入稀释油、轻烃类溶剂、低级醇、氧化钙、水和中性磺酸钙，然后通入二氧化碳进行高碱化反应。美国专利USP4997584介绍了一种制备5 00TBN高碱性磺酸钙的方法。该方法是在反应体系中加入稀释油、烃类溶剂、低级醇、氧化钙或氢氧化钙、水和一定比例的中性合成磺酸钙和中性石油磺酸钙，然后通入二氧化碳。美国专利USP4867891介绍了一种制备400TBN高碱性磺酸钠的方法，该方法是在反应体系中加入磺酸铵、二甲苯、甲醇、氢氧化钠、稀释油，最后通入二氧化碳。罗马尼亚专利R088947介绍了一种制备高碱性磺酸钙镁盐的方法。该方法是在反应体系中加入磺酸钙、甲苯、甲醇、氧化钙、氧化镁、葵酸，然后通入二氧化碳进行碳酸化反应。该产品的钙含量为10～2.5％，镁含量为0.5～1.3％。本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种可一次制备出高碱性钙钠复合磺酸盐的方法。该方法既可避免单独制备高碱性磺酸钠的较为苛刻的反应条件，又可缩短现有技术制备高碱性磺酸钙钠复合剂的操作过程。本专利技术提供的制备方法是在含有一种钙的碱性化合物和一种钠的碱性化合物的反应体系中加入烷基苯磺酸生成磺酸盐，再通入二氧化碳进行碳酸化反应，最后得到一种碱值约为300TBN的高碱性钙钠复合磺酸盐。具体来说，本专利技术提供的制备方法可包括如下步骤以烷基苯磺酸重量为100％计，在含有溶剂、低碳醇、促进剂、稀释油和63～85％钙的碱性化合物、1～12％钠的碱性化合物的反应体系中，加入烷基苯磺酸，在40～60℃下进行中和反应20～60分钟，在45～55℃下通入理论用量70～100％二氧化碳，进行碳酸化反应150～400分钟，分离产物。本专利技术提供的制备方法也可以包括如下步骤以烷基苯磺酸重量为100％计，在含有溶剂、低碳醇、促进剂、稀释油和3～11％钙的碱性化合物、1～12％钠的碱性化合物的反应体系中，加入烷基苯磺酸，在40～60℃下进行中和反应20～60分钟，再加入60～74％钙的碱性化合物，在45～55℃通入理论用量70～100％二氧化碳，进行碳酸化反应150～400分钟，分离产物。更具体地说，本专利技术提供的制备方法可以按如下三个步骤进行(1)将溶剂、低碳醇、促进剂、稀释油和以烷基苯磺酸重量为100％计，重量为63～85％钙的碱性化合物、1～12％钠的碱性化合物混合均匀，再加入烷基苯磺酸进行中和反应，反应温度为40～60℃，反应时间为20～60分钟。(2)在上述反应产物中通入二氧化碳进行碳酸化反应，反应温度为45～55℃，反应时间为150～400分钟，最好是180～300分钟。在反应时间内控制二氧化碳的通气量为理论用量的70～100％。二氧化碳的理论用量是指反应体系中所加入的钙的碱性化合物和钠的碱性化合物的总的当量数减去烷基苯磺酸的当量数后剩余的当量数。(3)上述反应结束后，蒸脱溶剂和小分子物质，再将产物用溶剂稀释，然后离心分离或加助滤剂过滤除去固体杂质即可。反应混合物中的溶剂为烃类溶剂，如甲苯、二甲苯、溶剂汽油等，用量一般为烷基苯磺酸重量的80～400％。用来稀释反应产物的溶剂也是烃类溶剂，可以与反应混合物中的溶剂相同，也可以不同，用量以本领域技术人员认为便于离心分离或过滤为准。所述低碳醇为C1～C4醇，最好是甲醇，用量一般为烷基苯磺酸重量的25～70％。所述促进剂为合成高碱性磺酸钙和高碱性磺酸钠常用的促进剂，包括如下组分氯化钙、二元酸或其前身物、烷基酚或烷基酚钙、有机胺或无机铵。其中，所述氯化钙的加入量为烷基苯磺酸重量的0.7～3％。为了便于溶解，可先将氯化钙配成10～25％的醇溶液。所述二元酸可以是分子量为200～2500的烷基或烯基二元酸，也可以是其它能够水解成二元酸的前身物，如酸酐、酯、酰胺、酰亚胺等，最好是聚异丁烯马来酸酐(Mn=1000左右)和十二烯基丁二酸。二元酸或其前身物的加入量为烷基苯磺酸重量的5～30％，最好为10～21％。所述烷基酚或烷基酚钙可以为C9～C12烷基酚或烷基酚钙，最好为十二烷基酚。烷基酚或烷基酚钙的加入量为烷基苯磺酸重量的5～21％，最好为7～16％。所述有机胺最好是常温下呈液态的胺，以便于溶解，如单乙醇胺、双乙醇胺、多乙烯多胺、乙胺、异丙胺、丁胺等；无机铵是含有NH4+的水溶性盐或碱，如氯化铵、碳酸铵、硫酸铵，氢氧化铵等，也可以是氢氧化铵的前身物，即氨气。氢氧化铵的浓度可以是20～30％，有机胺或无机铵的加入量为磺酸重量的1～20％，最好为2～15％。如果选用氨气，则需要在反应体系中加入一些水，氨气的用量和水量可根据氢氧化铵计算。所述稀释油为低粘度润滑油，如100SN或150SN中性油。用量一般为烷基苯磺酸重量的120～180％。所述烷基苯磺酸为重烷基苯磺酸，烷基的平均碳数可以为16～30，最好为20～24。为了便于溶解，可先用部分溶剂将烷基苯磺酸配制成浓度为20～60％的溶液。所述钙的碱性化合物可以是氧化钙、氢氧化钙等，所述钠的碱性物可以是氢氧化钠、碳酸钠等。作为另一种实施方式，钙的碱性化合物也可以分两次在步骤(1)和步骤(2)中分别加入，具体方法是在步骤(1)中加入3～11％钙的碱性化合物和1～12％钠的碱性化合物，即加入磺酸进行中和反应，然后在步骤(2)中先加入60～74％钙的碱性化合物，再通入二氧化碳进行碳酸化反应。本专利技术提供的制备方法可一次制备出高碱性磺酸钙和高碱性磺酸钠的复合剂，避免了单独制备高碱性磺酸钠所需的苛刻的反应条件，也缩短了现有技术制备钙钠复合剂的复杂的操作过程，使钙钠复合剂的大量应用成为可能。本专利技术提供的制备方法可利用现有高碱性磺酸钙的制造设备，不需增加设备投资，便于工业应用。采用本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高碱性双金属复合磺酸盐的制备方法，是在含有溶剂、低碳醇、促进剂、稀释油和金属碱性化合物的体系中加入烷基苯磺酸进行中和反应，然后通入二氧化碳进行碳酸化反应，最后分离产物，其特征在于，以烷基苯磺酸重量为１００％计，中和反应混合物中的金属碱性化合物含有６３～８５％钙的碱性化合物、１～１２％钠的碱性化合物，在４０～６０℃下进行中和反应２０～６０分钟，然后进行碳酸化反应。

【技术特征摘要】
1．一种高碱性双金属复合磺酸盐的制备方法，是在含有溶剂、低碳醇、促进剂、稀释油和金属碱性化合物的体系中加入烷基苯磺酸进行中和反应，然后通入二氧化碳进行碳酸化反应，最后分离产物，其特征在于，以烷基苯磺酸重量为100％计，中和反应混合物中的金属碱性化合物含有63～85％钙的碱性化合物、1～12％钠的碱性化合物，在40～60℃下进行中和反应20～60分钟，然后进行碳酸化反应。2．一种高碱性双金属复合磺酸盐的制备方法，是在含有溶剂、低碳醇、促进剂、稀释油和金属碱性化合物的体系中加入烷基苯磺酸进行中和反应，然后通入二氧化碳进行碳酸化反应，最后分离产物，其特征在于，以烷基苯磺酸重量为100％计，中和反应混合物中金属碱性化合物含有3～11％钙的碱性化合物、1～12％钠的碱性化合物，在40～60℃下进行中和反应20～60分钟，再加入60～74％钙的碱性化合物，然后进行碳酸化反应。3．按照权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于碳酸化反应中，二氧化碳的通入量为理论用量的70～100％，反应时间为150～400分钟，反应温度为45～55℃。4．按照权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，以烷基苯磺酸重量为100％计，促进剂包括如下组分0.7～3％的氯化钙、5～30％分子量为200～2500的二元酸或其前身物、5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王青海，熊崇翔，郑文始，王秀，
申请(专利权)人：中国石油化工总公司，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]