Способ получения серу-, фосфор- и азотсодержащей присадки к смазочным маслам Советский патент 1991 года по МПК C10M137/10 

СП

с

Изобретение,касается производства смазочных веществ, в частности получения серу-, фосфор- и азотсодержащей присадки для них, и может быть использовано в нефтехимии. Цель - придание присадке антифрикционных свойств. Для этого ведут обработку алкилфенола пентасульфидом фосфора при 135-165°С. В качестве алкилфенола используют продукт алкилирования фенола тримерами пропилена. Затем продукт обрабатывают амином при 170-190°С в течение 1-3 ч, причем сначала обрабатывают амином при в течение 0,5-2 ч, а затем в указанных условиях. В этом случае достигается повышение антифрикционных свойств присадки (коэффициент трения снижается в 1,5-3 раза при 100- 300°С). 1 табл.

Изобретение относится к способу получения серу-, фосфор- и азотсодержащей присадки к смазочным маслам, обладающей противоизносными, антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

Целью изобретения является придание присадке антифрикционных свойств.

Изобретение предусматривает получение серу-, фосфор- и азотсодержащей присадки следующим образом.

Продукт алкилирования фенола тримерами пропилена обрабатывают пяти- сернистым фосфором при 135-165°С в присутствии продукта фосфоросернения в количестве 5-15 мас.% (в расчете на продукт алкилирования), отделяют от остатков невступившего в реакцию пентасульфида фосфора, охлаждают до 20-25°С, добавляют

амин при постоянном перемешивании и ведут обработку при 20-40°С в течение 0,5-2,0 ч, затем температуру поднимают до 170- 190°Си ведут обработку реакционной смеси в течение 1,0-3,0 ч.

На стадии фосфоросернения температура 135-165°С выбрана исходя из полноты взаимодействия (растворения) пентасульфида фосфора с алкилфенолом. На стадии взаимодействия с амином температура и продолжительность реакции выбраны исходя из того, что при снижении температуры и уменьшении продолжительности реакции наблюдается снижение выхода целевого продукта, а также ухудшение эксплуатаци- онныхсвойств присадки. Увеличение температуры и продолжительности реакции нецелесообразно из-за удорожания присадО

о

4 О GJ О

ки в связи с увеличением энергетических затрат, а также с ухудшением эксплуатационных свойств присадки, В качестве амина используют следующие соединения: эти- лендиамин, диэтилентриамин, триэтилен- тетрамин.

Пример.11 г продукта элкилирова- ния фенола тримерами пропилена, 28,2 г пентасульфида фосфора и 5,5 г (5 мас.%) продукта фосфоросернения нагревают до 165°С и перемешивают в течение 0,5 ч. Выделяющийся сероводород поглощают водным раствором щелочи. Продукт реакции отстаивают 0,5 ч, отделяют от непрореагировавшего пентасульфида фосфора декантацией, добавляют 50 мл толуола и 12 г этилендиамина. Реакционную массу перемешивают при 20°С в течение 2 ч, затем температуру поднимают до 190°С и перемешивают реакционную смесь 1 ч. Затем температуру реакционной массы снижают до комнатной. Получают 142,7 г присадки. Выход 91,1%. Содержание, мас.%: N 2,40; Р 5,25; S 8,70.

П р и м е р 2. 220 г продукта алкилмро- вания фенола тримерами пропилена, 56,4 г пентасульфида фосфора и 33.0 г (15 мас.%) продукта фосфоросернения нагревают до 135°С и перемешивают 3 ч. Выделяющийся в процессе реакции сероводород поглощают водным раствором щелочи. Продукт реакции отстаивают 1 ч, отделяют декантацией от непрореагировавшего пентасульфида фосфора, добавляют 100 мл бензола и 26 г диэталентриамина. Реакционную массу перемешивают при40°С в течение 0,5 ч, затем температуру поднимают до 170°С и перемешивают 3 ч. После этого температуру реакционной массы снижают до комнатной. Получают 321 г присадки. Выход 95,7%. Содержание, мас.%: N 3,20; Р 4,90; S 8,40.

Пример 3. 22 г продукта алкилирова- ния фенола тримерами пропилена, 5,65 г пентасульфида фосфора и 2,2 г (10 мас.%) продукта фосфоросернения нагревают до 150° С и перемешивают в течение 1 ч. В процессе реакции удаляют образующийся сероводород из реакционной зоны. Продукт отстаивают, отделяют от механических примесей, добавляют 25 г минерального масла и 3,7 г триэтилентетрамина. Продукт реакции перемешивают при 30°С 1 ч, затем температуру поднимают до 180°С и перемешивают 2 ч. Затем температуру реакционной массы снижают до комнатной. Получают 53 г присадки в масле. Выход 90,5%. Содержание, мас.%; N 2,40; Р 2,35; S 3,80.

П р и м е р 4. 550 г продукта алкилиро- вания фенола тримерами пропилена, 141 г пентасульфида фосфора и 27,5 (5 мас.%) продукта фосфоросернения нагревают до

165°С и перемешивают 0,5 ч. Продукт реакции отстаивают при 70°С в течение 1 ч, от- деляют от механических примесей, добавляют 680 г минерального масла и 70 г диэтилентриамина. Реакционную массу пе0 ремешивают при 20°С в течение 2 ч, затем температуру поднимают до 190°Си перемешивают 1 ч. После этого продукт охлаждают до комнатной температуры. Получают 1295 г присадки в масле. Выход 88,2%. Содержа5 ние, мас.%; N 1,58; Р 2,35; S 4,20.

П р и м е р 5. 275 г продукта алкилиро- вания фенола тримерами пропилена, 71 г (15 мас.%) пентасульфида фосфора и 41,3 г продукта фосфоросернения нагревают до

0 135°С и перемешивают 3 ч. К продукту реакции добавляют 400 г минерального масла и при 70°С отстаивают 1 ч, отделяют от механических примесей, охлаждают до 20°С. К продукту добавляют 46 г триэтилентетрами5 на при постоянном перемешивании реакционной смеси и выдерживают при этой температуре-2 ч. Затем температуру поднимают до 190°Си перемешивают 1 ч. Продукт охлаждают. Получают 792 г присадки в мас0 ле. Выход 95%. Содержание, мас.%; N 2,42; Р 2,70; 54,10,

Пример 6. 55 г продукта алкилирова- ния фенола тримерами пропилена, 14,1 г пентасульфида фосфора и 2,75 г (5 мас.%)

5 продукта фосфоросернения нагревают до 150°С и перемешивают 1 ч. К продукту добавляют 50 мл толуола и отстаивают 0,5 ч, затем декантацией отделяют от механических примесей. К раствору добавляют 6,0 г

0 этилендиамина и перемешивают при 40°С 0,5 ч, затем температуру поднимают до 175°С и перемешивают 3 ч. Получают 70,1 г присадки. Выход 90%. Содержание, мас.%: N 2,15; Р 4,90; 57,80.

5 П р и м е р 7. 44 г продукта алкилирова- ния фенола тримерами пропилена, 11,3 г пентасульфида фосфора и 6,6 г (15 мас.%) продукта фосфоросернения нагревают до 135°С и перемешивают 2 ч. К продукту до0 бавляют 50 г минерального масла, отстаивают при 70°С 1 ч и отделяют от механических примесей, затем охлаждают до 20°С. Добавляют 5,1 г триэтилентетрамина, перемешивают при 20°С в течение 2 ч, затем при 190°С

5 в течение 1,0 ч. Охлаждают до 20СС. Получают 107,5 г присадки в масле. Выход 91,9%. Содержание, мас.%: N 2.02; Р 2,38; 5 3,80.

П р и м е р 8. 1100 г продукта алкилиро- вания фенола тримерами пропилена, 282 г пентасульфида фосфора и 55 г (5 мае %)

продукта фосфоросернения нагревают до 165°С и перемешивают 0,5 ч. Добавляют 750 мл бензола, при 30°С отстаивают 1 ч, отделяют раствор от механических примесей. Добавляют 128 г триэтилентетрамина, перемешивают при 40°С в течение 0,5 ч, затем при 185°С 2 ч. Охлаждают до комнатной температуры. Получают 1433 г присадки. Выход 91,6%. Содержание, мас.%: N 4.24; Р 4,80; S 6,90.

Пример 9. 34 г продукта алкилирова- ния фенола тримерами пропилена, 8,5 г пен- тасульфида фосфора и 3,3 г (9,7 мас.%) продукта фосфоросернения нагревают до 145°С и перемешивают 1,5 ч. Добавляют 27 мл бензина. После отделения механических примесей, как в предыдущих опытах, добавляют 4,2 г диэтилентриамина, перемешивают при 35°С в течение 1 ч, затем при 180°С в течении 2,5 ч. Охлаждают до комнатной температуры. Получают 46, Т г присадки. Выход 92,2%. Содержание, мас.%: N 2,96; Р 4,28; S 7,20.

Пример 10. 111,0 г продукта алкили- рования фенола тримерами пропилена, 28,2 г пентасульфида фосфора и 5,5 г (5 мас.%) продукта фосфоросернения нагревают до 165°См перемешивают 0,5 ч. Продукт отстаивают, отделяют механические примеси, добавляют 50 мл толуола, 12 г этилендиамина. Реакционную массу нагревают до 190°С и перемешивают при этой температуре 1 ч. Получают 139,3 г. Выход 88,9%. Содержание, мас.%: N 1,62; Р 5,3; S 8,6.

Результаты испытаний противоизнос- ных, антифрикционных и антикоррозионных свойств полученных присадок в масле М-11 представлены в таблице,

Противоизносные свойства масел с присадками определяют на четырехшари- ковой машине трения конструкции ИМАШ. Шарики из стали ШХ-15 диаметром 12,7 мм, нагрузка на верхний шарик 200 Н, скорость вращения верхнего шарика 1500 , продолжительность испытаний 4 ч. Критерием определения противоизносных свойств служит диаметр пятна износа нижних шариков

(Дй)5Антифрикционные свойства определяют на машине КТ-2 по ГОСТ 23.221-84. В машине используют шарики из стали ШХ-15 диаметром 8 мм. Скорость вращения верхнего шарика 1 , температуру масла с

10 присадкой изменяют от 20 до 280°С. Критерием антифрикционных свойств служит коэффициент трения (f).

Антикоррозионные свойства масел с присадками по отношению к меди и свинцу

15 определяют на приборе ДК-НАМИ при 160°С.

Из данных, представленных в таблице, следует, что проведение обработки продукта фосфоросернения амином при 170-190°С

20 без предварительной обработки при 20- 40°С(пример 10) приводит к получению присадки с низкими антифрикционными свойствами, особенно при 100-300°С.

Присадки, полученные настоящим

25 способом, обладают; антикоррозионными и противоизносными свойствами. Преимуществом настоящего способа получения присадки перед известным является обеспечение присадке антифрикционных

30 свойств.

Формула изобретения Способ получения серу-, фосфор- и азотсодержащей присадки к смазочным маслам путем обработки алкилфенола пентасульфи35 дом фосфора при 135-165°С с последующим взаимодействием продукта фосфоросернения с амином при 170-190°С в течение 1-3 ч, отличающийся тем, что, с целью придания присадке антифрик40 ционных свойств, в качестве алкилфенола используют продукт алкилирования фенола тримерами пропилена и продукт фосфоросернения предварительно обрабатывают амином при 20-40°С в течение 0,5-2,0 ч.