Способ получения синтетического смазочного масла Советский патент 1980 года по МПК C10M3/12 C07C3/10 

Изобретение относится к нефтехиMJIH, в частности к способу получения смазочного масла на основе сополимеров этилена с пропиленом, обладающего высоким индексом вязкости и низкой температурой застывания Синтетическое смазочное масло может быть использовано как самостоятельно, так и в смеси с нефтяными маслами, улучшая их физикохимические и эксплуатационные свойс ва. Известен способ получения синтет ческих масел путем контактирования смеси, содержащей этилен и пропилен с катализатором Циглера с получением сополимера молекулярного веса 5000-900000. Затем сополимер разлагают в присутствии катализатора при 315-590°С, получая смазочное масло 1. Недостатком этого способа являет ся необходимость применения дорогостоящёго катализатора на стадии -раз ложения - алюмосиликатного цеолита, промотированного окислами редкозе.мельных элементов. Известен также способ получения синтетического смазочного масла соIполимеризацией этилена с пропиленом с получением продукта с молекулярным весом 900-4000 и последующим термическим разложением его до смазочного масла 2. Этот способ характеризуется следующими особенностями. Сополимеризацию этилена с пропиленом осуществляют в жидкой фазе при температуре от О до 125с в присутствии каталитической системы, состоящей иэ соединения переходного металла и алкилгалогенида гшюминия (катализатор типа Циглера-Натта). Соотношение мономеров в реакционной зоне поддерживают таким, чтобы получить сополимер заданного состава, содержащий от 29 до 71 мол.% этилена, остальное пропилен. Эффективность катализатора 150375 г сополимера на 1 г катализатора. Процесс протекает при парциальном давлении водорода от 1,4 до 140 кг/см, достаточно высоком для получения сополимера с максимальным среднечиеловым молекулярным -весом порядка 4000.

Для получения масел требуемой вязкости сополимеры подвергают термическому разложению при пониженном давлении, например в вакуумном реакторе, при температуре 350-450с и давлении 0,1-5,0 мм рт.ст.

Недостатком этого способа получения синтетического смазочного масла является необходимость применени водорода на стадии полимеризации дл снижения молекулярного веса сополимера. Кроме того, введение водорода в реакционную систему приводит, в свсао очередь, к снижению скорости процесса, повьлденню удельного расхода дорогостоящего катализатора (поскольку снижается выход целевого продукта с единицы веса катализатора) t к необходимости отмывки и удаления катализатора из получаемого сополимера и снижению эффективности процесса в целом.

Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и повьпиение эффективности процесса.

Цель достигается тем, что в спосбе получения синтетического смазочного масла сополимеризацией этилена с пропиленом на каталитической системе типа Циглера-Натта с последующим термическим разложением полученного сополимера сополимеризацию ведут до получения сополимера с молекулярным весом 100000-1000000.

Сополимеризацию можно вести до получения сополимера, содержащего 40-85 мол. % этилена.

Термическое разложение желательно проводить при температуре 385-42 и давлении 10-300 мм рт.ст.

Сополимеризацию этилена с пропиленом осуществляют в среде жидкого пропилена при температуре и давлении 5-20 кг/см в присутствии металлOOPганического катализатора, представляющего собой триацетилацетонат ванадия (АсзУ)-диизобутилалюминййхлорид (ДИБАХ) или диэ-гилалюминийхлорид либо трихлороксиванадий ()-диизобутилалюминийхлорид или диэтилалюминийхлорид.

Соотношение мономеров в реакционной зоне поддерживают таким, чтобы получить- сополимер, содержащий 40-85 Mdn.% этилена. Процесс протекает в отсутствии водорода, при этом образуется твердый сополимер с молекулярным весом 100000-1dOOOOQ Эффектгивность катализатора 4000- 16000 г..сополимера на 1 г катализатора.,

Для получения масла требуемой вязкости- полученный сополимер без предварительной обработки подвергают термическому разложению в вакууме при температуре 385-430с и остаточном давлении 10-30О, преимущественно 10-80 мм рт.ст. Продукты разложения разгоняют в вакуу « с выделением

масляной фракции, выкипающей выше (в пересчете на атмосферное давление).

Полученное масло обладает высокими физико-химическими свойствами, низкой температурой застывания и высоким индексом вязкости.

Процесс получения масла может осуществляться как периодически, так и непрерывн.о.

Пример.В сухой реактор и нержавеющей стали объемом 7л, оборудованный бессальниковой мешалкой, подают 5 л жидкого пропилена и затем насыщают этиленом до достижения давления в реакторе 5,7 кгс/см что соответствует содержанию этилена в жидкой фазе 4 мол.%. Опыт провдят : П1ж . После создания условий процесса в реактор вносят сначала 0,60 г сокатализатора - ДИВАХ, а затем 0,15 -г катализатора - . Соотношение А :V поддерживают равны 8:1. Процесс проводят в среде жидкого пропилена. Катализатор и сокатализатор вводят в реакционную зону в виде раствора в бензоле и бензине соответственно концентращии 1-3%. Время проведения опыта 40 мин. По истечении этого времени останавливают мешалку, стравливают давление в реакторе, реакционную массу высушивают и подвергают далее термическ разложению. Показатели полученного этиленпропиленового сополимера следующие:

Содержание пропилена в сополимере, % мол. 50 Характеристическая вязкость, дл/г3,6

Молекулярный вес 331100 Выход сополимера, г 600 Выход сополимера г/г AcjV4000

Благодарявысокому выходу сополимера на 1 г катализатора не требуется отмывка его от катализатора. 600 г полученного сополимера загружают в реактор термического разложения, которое проводят при температуре 415с и остаточном давлении 20 мм рт.ст. и продолжают до полного перехода высокомолекулярного этиленпропиленового сополимера в жидкий продукт Для этого достаточно 60-100 мин. Температуру и остатоное давление поддерживают в течение всего опыта постоянными с помощью соответствующих регуляторов.

Полученное в результате разложения этиленпропиленового сополимера масло характеризуется следующими показателями (без гидрирования): &дход жидкого продукта, г575 Выход сополимера, г/г

3833

AcjV

Кинематическая вязкость при , сСт

3,02

170

Индекс вязкости Температура застывадят по методике, описанной в примере 1. При этом содержание этилена в

Полученные образцы сополимера различного состава подвергают термическому разложению при температуре и остаточном давлении

20 мм рт.ст. Свойства образовавших.|ся при разложении масел приведены в табл. 2, где для сравнения даны

35 также свойства масла по прототипу 2

М

Id

ег

s

R

:«D

Ч

Mi

о

in

s

Д

C-i

о о ж P) «

я

R (Ч К О

ш р

с: я ь о н ш

S

и о X о. S с «

t

Примеры 10-14. TepMHJecKoe разложение сополимера, содержащего 48 мол.% пропилена и 52 мол.% этилена, осуществляют при температуре

П- р и м е р ы 15-17. Сополимер, содержащий 42 мол.% пропилена и 58 мол.% этилена, подвергают терморазложению, изменяя температуру разложения от 385 до 425 С. Разложение

Пример 18. В этом примере приведено описание технологической схемы, иллюстрирующее непрерывное осуществление процесса (см. чертеж).

В реактор 1 полимеризации, снабжённый перемешивающим устройством и т.ермостатирующей рубашкой, подают

и различных остаточных давлениях,

Результаты приведены в табл. 3.

Таблица

проводят при остаточном давлении 40 мм рт.ст.

Качество масла, полученного при различных температурах, приведено в т абл. 4.

Таблица

следующие компоненты: катализатор УОСВз и сокатализатор - ДИБАХ в соотношении 1:3 в виде 3-10%-ного (по весу) раствора в бензине в количестве 8-10 г/ч, пропилен и этилен в количествах,, обеспечивающих заданные производительность реактора