СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛСАЛИЦИЛАТНОЙ ПРИСАДКИ К СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ Российский патент 1994 года по МПК C10M159/20 

Изобретение относится к нефтехимии и касается способа получения высокощелочных алкилсалицилатных присадок к смазочным маслам.

Известны способы получения высокощелочных алкилсалицилатных присадок взаимодействием алкилсалициловых кислот с оксидом или гидроксидом кальция и диоксидом углерода при нагревании в присутствии минерального масла, промотора и углеводородного растворителя /1/. Для получения присадки от продукта карбонатации отгоняют промотор и растворитель, полученную присадку очищают. В качестве промотора используют метанол или смесь его с уксусной кислотой, а в качестве растворителя бензин или ксилол и др. Использование в процессе в качестве промотора легколетучего и токсичного метанола и углеводородных растворителей придает ему экологическую опасность. Кроме того, известным способом не удается получить присадку со щелочностью более 200 мгКОН/г.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения алкилсалицилатной присадки с высокой щелочностью /до 400 мгКОН/г/, в котором метанольную карбонатацию проводят в две ступени /2/. На 1-ой ступени получают нейтральный продукт взаимодействием алкилсалициловых кислот С₁₄-С₁₈ с гидроксидом кальция при 40-65^оС в присутствии ксилола и метанола при пропускании СО₂ в количестве 0,6-0,8 экв. на 1 экв. гидроксида щелочно-земельного металла и перемешивают в течение 15 мин, на 2-ой ступени вводят остальное количество гидроксида щелочно-земельного металла и диоксида углерода /5-15 экв. на экв. кислоты/ и перемешивают в течение 18 ч при 50-65^оС. От полученного продукта отгоняют промотор и растворитель. Полученную присадку очищают центрифугированием.

Известным способом получают присадку с высокой щелочностью, однако проведение процесса в две стадии усложняет его, а использование токсичного промотора ухудшает экологию.

Цель - создание экологически чистого способа получения алкилсалицилатных присадок с высокой щелочностью при упрощении процесса.

Цель достигается предлагаемым способом получения алкилсалицилатной присадки к смазочным маслам взаимодействием алкилсалициловых кислот с числом атомов углерода в алкильной цепи 14-18 с гидроксидом кальция и диоксидом углерода, с использованием в качестве промотора этиленгликоля или метил/этил/целлозольва, который вводят в количестве 5-20 мас.% на реакционную массу и процесс ведут при 80-140^оС и остаточном давлении 0,01-1 кг/см². Для получения присадки со щелочностью более 140 мгКОН/г гидроксид кальция вводят в реакционную смесь в 1,3-1,5-кратном избытке к стехиометрическому.

Использование в качестве промотора этиленгликоля или его производных - метил- или этилцеллозольва позволяет исключить из процесса токсичный, легковоспламеняющийся метанол. Кроме того, отпадает необходимость в углеводородном растворителе при карбонатации. Все это позволяет значительно улучшить экологию. Процесс протекает в 1 стадию, в течение 30-40 мин - т.е. при значительном сокращении времени по сравнению с прототипом /18-20 ч/.

Предлагаемый промотор нетоксичен, нелетуч и легко отделяется от продукта карбонатации отстоем с последующей отгонкой.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет решить поставленную задачу улучшения экологии и упрощения процесса, а приводимые примеры иллюстрируют изобретение и подтверждают возможность получения алкилсалицилатной присадки с высокой щелочностью
К дополнительным преимуществам способа следует отнести также то, что получаемая присадка легко поддается очистке, в случае среднещелочных присадок твердый осадок может быть отделен фильтрованием.

П р и м е р 1. В 4-горлый реактор, снабженный мешалкой, термометром, газоподводный трубкой СО₂ и мановакуумметром помещают 10 г /20% на реакционную массу/ этиленгликоля, 24,2 г масла М-6, 21,5 г алкилсалициловых кислот /к. ч. 105 мгКОН/г/, 6,4 г /1,5-кратный избыток/ гидроксида кальция. Смесь нагревают до 100^оС при перемешивании, затем вакуумируют /0,5 кг/см²/ в течение 0,5 ч. Систему продувают 2-мя объемами СО₂ от воздушного пространства реактора /0,4 л/ при выключенной мешалке, герметизируют, подают 1,95 г СО₂ в течение 16 мин /температура 100^оС/. Реакцию проводят при небольшом вакууме /остаточном давлении/ до 0,01 кг/см². По окончании процесса газоподводную трубку заменяют нисходящим холодильником и отгоняют воду и этиленгликоль при перемешивании в вакууме 0,9 кг/м² водоструйного насоса при температуре в колбе 160^оС. Смесь разбавляют бензином БР-1 в соотношении 1: 1, центрифугируют для отделения твердого осадка при 3000 об/мин в течение 20 мин. Присадку в растворителе декантируют в перегонную колбу, бензин отгоняют при 120^оС, вакууме 0,9 кг/см². Выход количественный /50 г/.

П р и м е р 2. Проводят аналогично примеру 1, за исключением температуры. Температура карбонатации 120^оС. Время реакции 16 мин. Выход 50 г.

П р и м е р 3. Проводят аналогично примеру 1. Температура карбонатации 130^оС. Остаточное давление 1 кг/см². Время карбонатации 6 мин, выход 50 г.

П р и м е р 4. Проводят аналогично примеру 1 за исключением температуры. Температура карбонатации 140^оС. Время реакции 14 мин, выход 50 г.

П р и м е р 5. Проводят аналогично примеру 1 за исключением температуры. Температура карбонатации 95^оС. Время реакции 73 мин, выход 48 г.

П р и м е р 6. Проводят аналогично примеру 1 за исключением количества этиленгликоля. В реактор загружают 5 г /10% на реакционную массу/ этиленгликоля, 24,2 г масла М-6, 21,5 г алкилсалициловых кислот /к.ч. 105 мгКОН/г/, 6,4 /1,5-кратный избыток/ гидроксида кальция. Реакцию проводят при 120^оС, остаточном давлении 0,01 кг/см² в течение 13 мин. После отгонки этиленгликоля твердый осадок отделяют от присадки фильтрованием через воронку Бюхнера с фильтром "белая лента". Выход 50 г.

П р и м е р 7. Проводят аналогично примеру 1 за исключением количества этиленгликоля. Количество этиленгликоля 2,5 г /5% на реакционную массу/. Время реакции 45 мин, выход 40 г.

П р и м е р 8. Проводят аналогично примеру 1. В реактор загружают 10 г этилцеллозольва /20% на реакционную массу/, 24,2 г масла М-6, 21,5 г алкилсалициловых кислот, 6,4 г /1,5-кратный избыток/ гидроксида кальция. Температура карбонатации 80^оС. Остаточное давление 1 кг/см². Время реакции 30 мин. Выход 50 г.

П р и м е р 9. Проводят аналогично примеру 1. В реактор загружают 7,5 г метилцеллозольва /15% на реакционную массу/, 24,2 г масла М-6, 21,5 г алкилсалициловых кислот, 6,4 г /1,5-кратный избыток/ гидроксида кальция. Температура карбонатации 100^оС. Время реакции 30 мин, выход 50 г.

П р и м е р 10. Проводят аналогично примеру 1, за исключением количества гидроксида кальция. В реактор загружают 5 г этиленгликоля /10% на реакционную массу/, 24,2 г, масла М-6 , 21,5 г алкилсалициловых кислот, 5,0 г гидроксида кальция /стехиометрическое количество/. Время карбонатации 12 мин, выход 45 г.

П р и м е р 11. Загружают в реактор 10 г этиленгликоля, /20% на реакционную массу/, 14,8 г масла М-6, 25 г алкилсалициловых кислот, 13 г гидроксида /1,5-кратный избыток/ кальция. Отгоняют воду в вакууме водоструйного насоса в течение 10 мин при 120^оС. Процесс проводят аналогично примеру 1, однако диоксида углерода пропускают 4,46 г при 120^оС в течение 40 мин, выход 45 г.

П р и м е р 12. Проводят аналогично примеру 1. В реактор загружают 10 г этиленгликоля /20% на реакционную массу/ 11,72 г масла М-6, 25 г алкилсалициловых кислот, 17,4 г гидроксида кальция /1,5-кратный избыток/, 11,7 г диоксида углерода. Время реакции 33 мин, температура 120^оС, выход 40 г.

П р и м е р 13. Проводят аналогично примеру 1. В реактор загружают 15 г этиленгликоля /30% на реакционную массу/, 24,2 г масла М-6, 21,5 г алкилсалициловых кислот, 6,4 г гидроксида кальция /1,5-кратный избыток/. После отгонки воды образовался твердый продукт. Карбонатацию не проводили.

Результаты испытаний по примерам 1-13 приведены в таблице.

Приведенные в таблице данные показывают, что проведение процесса при температуре ниже 100^оС /пример 5/ приводит к замедлению процесса и снижению щелочности присадки. Использование промотора в количестве менее 5 г /10%, пример 7/ значительно снижает щелочность и выход присадки, а в количестве более 10 г /20%/ - не позволяет провести карбонатацию, поскольку реакционная смесь загустевает /пример 13/.

Проведение процесса в соответствии с формулой заявляемого изобретения обеспечивает получение присадки, соответствующей требованиям по основным показателям, в том числе и высокощелочной.

Алкилсалицилатные присадки к смазочным маслам получают путем взаимодействия алкил- C₁₄-C₁₈ -салициловых кислот с гидроксидом кальция и диоксидом углерода при 80 - 140°С и остаточном давлении 0,01-1 кг/см² в присутствии промотора, в качестве которого используют этиленгликоль или метил-(этил)целлозольв в количестве 10 - 20 мас.% на реакционную массу. Гидроксид кальция может быть использован в количестве, в 1,3 - 1,5 раз превышающем стехиометрическое. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛСАЛИЦИЛАТНОЙ ПРИСАДКИ К СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ путем взаимодействия алкилсалициловых кислот, содержащих 14 - 18 атомов углерода в алкиле, с гидрооксидом кальция и диоксидом углерода при нагревании в присутствии минерального масла и промотора, с последующей отгонкой промотора и очисткой, отличающийся тем, что процесс ведут при 80 - 140^oС и остаточном давлении 0,01 - 1,00 кг/см² и в качестве промотора используют этиленгликоль или метил(этил)целлозольв в количестве 10 - 20 мас.% на реакционную массу. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидрооксид кальция используют в количестве, в 1,3 - 1,5 раз превышающем стехиометрическое.