專利名稱：包含低聚烯烴的基礎(chǔ)油組合物的制作方法
包含低聚烯烴的基礎(chǔ)油組合物
"Oligomerization of Propylene to Produce Base Oil Products Using Ionic Liquids-Based Catalysis，，禾口 "Tuning an Oligomerizing Step to Produce a Base Oil with Selected Properties”的專利申請(qǐng)；將它們?nèi)牟⑷氡疚?。發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及粘度指數(shù)為25-90的基礎(chǔ)油組合物。
發(fā)明概述
提供了一種基礎(chǔ)油，其包含一種或多種低聚烯烴，其中該基礎(chǔ)油具有
a.在100°C下大于2. 9mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度；
b. 25-90的粘度指數(shù)；和
c.小于_55°C的濁點(diǎn)。
提供了一種通過在離子液體催化劑中使丙烯低聚制得的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油具有25-90的粘度指數(shù)并且該基礎(chǔ)油為無色。
還提供了一種通過在酸性烷基-吡啶鐺氯鋁酸鹽離子液體中使包含丙烯的烯烴進(jìn)料低聚制得的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油具有在100°c下大于2. 9mm2/s的粘度指數(shù)、25-90的粘度指數(shù)和小于_55°C的濁點(diǎn)。
發(fā)明詳述
在本申請(qǐng)中術(shù)語基礎(chǔ)油用于表示可用于生產(chǎn)成品潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑劑組分。
烯烴進(jìn)料包含至少一種烯烴。烯烴是不飽和脂族烴。丙烯是具有化學(xué)式C3H6的不飽和有機(jī)化合物。丙烯具有一個(gè)雙鍵。
丙烯可以來自許多來源，包括作為副產(chǎn)品來自液體原料例如丙烷、丁烷、凝析油、 石腦油和LPG的蒸汽裂解；來自煉廠中FCC單元內(nèi)產(chǎn)生的廢氣；來自使用貴金屬催化劑的丙烷脫氫；以及通過復(fù)分解產(chǎn)生。丙烯的供給逐漸增加并且存在將它們提升成有較高價(jià)值的產(chǎn)品例如基礎(chǔ)油的需求。
FCC單元使用流化催化劑系統(tǒng)來促進(jìn)催化劑以及在反應(yīng)器和再生器之間的熱傳遞。再生器中焦炭的燃燒提供了反應(yīng)器所必需的熱。FCC單元實(shí)例的很好的總述描述于 "U0P Fluid Catalytic Cracking (FCC)and Related Processes", UOP 4523-7，2008 年 6 月；將其全文并入本文。
提高來自FCC單元的丙烯產(chǎn)量的新的催化劑和辛烷添加劑是可獲得的。增加來自 FCC單元的丙烯的辛烷添加劑的一個(gè)實(shí)例是ZSM-5。另外，可以將復(fù)分解與蒸汽裂解組合， 或者將其增加到FCC單元，以增加丙烯產(chǎn)出。復(fù)分解單元需要使用(access)大量不含異丁烯和丁二烯的C4料流。
用于提高丙烯產(chǎn)量的其它工藝是Arco Chemical Superflex 工藝；Sinopec開發(fā)的深度催化裂解(DCC)；烯烴互變技術(shù)，其使用ZSM-5沸石催化劑采用流化(MOI)或固定的催化劑床將C4、輕裂解氣(pygas)和輕石腦油轉(zhuǎn)變成丙烯和乙烯。甲醇制烯烴(MTO)工藝具有足夠的靈活性從而使丙烯產(chǎn)量提高到總產(chǎn)出量的45%。通過將烯烴裂解工藝(OCP)與 MTO工藝整合可進(jìn)一步增加丙烯產(chǎn)出。OCP工藝從MTO單元獲得較重質(zhì)的烯烴并且將它們轉(zhuǎn)變成丙烯。丙烯還通過使用Lurgi和Matoil開發(fā)的MTP工藝使甲醇向丙烯轉(zhuǎn)化來產(chǎn)生。
低聚
低聚是將兩個(gè)或更多個(gè)有機(jī)分子化合。低聚步驟形成低聚物。烯烴進(jìn)料中兩個(gè)或更多個(gè)烯烴分子的低聚致使形成烯烴低聚物，該烯烴低聚物通常包含具有一個(gè)剩余雙鍵的長(zhǎng)支鏈分子。所述低聚在離子液體低聚區(qū)中使用離子液體催化劑來進(jìn)行。低聚條件包括在離子液體催化劑的熔點(diǎn)和其分解溫度之間的溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中，低聚條件包括為約 O-約150°C，例如約O-約100°C，或約10-約100°C、約O-約50°C、約40°C -60°C，或者處于 50°C左右的溫度。
低聚在小于5小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，在一些實(shí)施方案中可在小于2小時(shí)，或小于1小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中低聚進(jìn)行5分鐘-60分鐘、10分鐘-45分鐘、或15分鐘-30分鐘。
在一個(gè)實(shí)施方案中，低聚區(qū)不包含任何第8-10族過渡金屬。
在一個(gè)實(shí)施方案中低聚在不存在任何異鏈烷烴的情況下進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施方案中低聚在一種或多種較長(zhǎng)鏈的烯烴存在下進(jìn)行。
烷基化
低聚物任選在異鏈烷烴存在下進(jìn)行烷基化。所述異鏈烷烴是直鏈(正構(gòu))飽和烴的支鏈變型。異鏈烷烴的實(shí)例是異丁烷、異戊烷、異己烷、異庚烷和其它較高的異鏈烷烴。經(jīng)濟(jì)性和可獲得性會(huì)是異鏈烷烴的選擇的主要驅(qū)動(dòng)因素。較輕質(zhì)的異鏈烷烴由于它們低的汽油調(diào)合價(jià)值(歸因于它們相對(duì)高的蒸氣壓)而傾向于成本不太高且更加可獲得。還可使用異鏈烷烴的混合物?？墒褂没旌衔锢鏑4-C5異鏈烷烴并且因?yàn)闇p少的分離費(fèi)用而可以使其處于有利地位。所述異鏈烷烴還可以包含稀釋劑例如正鏈烷烴。這可通過減少將異鏈烷烴與沸點(diǎn)相近鏈烷烴分離的費(fèi)用而節(jié)省費(fèi)用。正鏈烷烴可傾向于成為烷基化步驟中不起反應(yīng)的稀釋劑。還可以將異鏈烷烴與戊烯進(jìn)行混合。
在離子液體烷基化區(qū)使用離子液體催化劑進(jìn)行烷基化。對(duì)烷基化條件的設(shè)定進(jìn)行選擇以形成烷基化的低聚產(chǎn)物。烷基化條件包括在離子液體催化劑的熔點(diǎn)和其分解溫度之間的溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中烷基化條件包括約15-約200°C，例如約20-約150°C、約 25-約100°C或約50-100°C的溫度。
在一個(gè)實(shí)施方案中，將布朗斯臺(tái)德酸例如HC1、金屬鹵化物、烷基鹵化物、或者直接或間接供給質(zhì)子的另一種組分或組分混合物加入到低聚區(qū)或烷基化區(qū)中的任一者或其二者中。雖然不希望受理論限制，但是認(rèn)為布朗斯臺(tái)德酸例如HCl或供給質(zhì)子的其它組分的存在極大地增強(qiáng)了酸性，且因此增強(qiáng)了離子液體催化劑的活性。
基礎(chǔ)油
基礎(chǔ)油回收自來自低聚步驟的低聚物產(chǎn)物，來自烷基化步驟的烷基化低聚產(chǎn)物， 或者回收自低聚步驟和烷基化步驟二者的產(chǎn)物。通過傾析容易地將基礎(chǔ)油與離子液體催化劑相進(jìn)行分離。基礎(chǔ)油在100°c下的運(yùn)動(dòng)粘度可以為約1.5mm2/s-約70mm2/S。在一些實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油在100°C下的運(yùn)動(dòng)粘度為2. 9mm2/s或更大、3mm2/s或更大、8mm2/S或更大、或者10mm2/S或更大。在一些實(shí)施方案中基礎(chǔ)油在100°C下的運(yùn)動(dòng)粘度為小于50mm2/S或小于30mm2/S。在一個(gè)實(shí)施方案中基礎(chǔ)油在100°C下的運(yùn)動(dòng)粘度為15-30mm2/S。
在一些實(shí)施方案中基礎(chǔ)油具有包括以下在內(nèi)的性能的組合在100°C下為2. 9mm2/ s或更大的運(yùn)動(dòng)粘度，25-90的粘度指數(shù)(VI)，和小于-40°C的濁點(diǎn)。在其它實(shí)施方案中基礎(chǔ)油具有包括以下在內(nèi)的性能的組合具有45-70Wt%的沸點(diǎn)為900° F或更高的烴，25-90 的粘度指數(shù)，和小于_25°C的濁點(diǎn)。
通過ASTM D 445-06測(cè)定運(yùn)動(dòng)粘度。通過ASTM D 2500-09測(cè)定濁點(diǎn)。通過ASTM D 2270-04測(cè)定粘度指數(shù)。通過ASTM D 5950-02 (重新核準(zhǔn)2007)測(cè)定傾點(diǎn)。通過引用將 ASTM測(cè)試方法D 445-06、D 2500-09、D 2270-04和D 5950-02以它們的全文并入本文。
基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)通常小于120。在一些實(shí)施方案中粘度指數(shù)小于100，例如 25-90，或35-80。在其它實(shí)施方案中粘度指數(shù)為50-90，或從大于50到85。
在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)基礎(chǔ)油在高溫下具有低粘度(即低粘度指數(shù))時(shí)，該基礎(chǔ)油特別適合于調(diào)合成變壓器油。通過將一種或多種添加劑調(diào)合到該基礎(chǔ)油中制得變壓器油。 具有較低粘度指數(shù)的基礎(chǔ)油有助于與其調(diào)合的變壓器油吸收來自變壓器部件例如繞組的熱，并且將熱較快速地帶走。在過去為了有效移除熱必須在變壓器油中使用粘度指數(shù)為約 45或更小的環(huán)烷屬基礎(chǔ)油。變壓器工作溫度可達(dá)到高達(dá)80°C、高達(dá)140°C或甚至更高，而由所述基礎(chǔ)油制得的變壓器油在這些高的工作溫度下起到良好作用。
所述基礎(chǔ)油具有低濁點(diǎn)。在一些實(shí)施方案中濁點(diǎn)可小于_25°C、小于_40°C、小于_45°C、小于_50°C、小于_55°C或甚至小于_60°C。所述基礎(chǔ)油還具有低傾點(diǎn)，通常小于-10°C。在一些實(shí)施方案中傾點(diǎn)可以為-20°C至-50°C。
在一些實(shí)施方案中所述基礎(chǔ)油是光亮油。之所謂光亮油是因?yàn)樵摶A(chǔ)油在 210° F下的SUS粘度，該光亮油具有在40°C下高于180mm2/S，例如在40°C下高于250mm2/ s，或在40°C下可能為500-1100mm2/S的運(yùn)動(dòng)粘度。
在一個(gè)實(shí)施方案中所述基礎(chǔ)油具有寬沸程。所述基礎(chǔ)油的沸程通過使用SIMDIST 的模擬蒸餾來產(chǎn)生。SIMDIST涉及合宜地使用ASTM D 6；352_04或ASTM D 2887-08 通過引用將ASTM D 6；352-04和ASTM D 2887-08以它們的全文并入本文。
寬沸程是通過SIMDIST獲得的T90沸點(diǎn)和TlO沸點(diǎn)之差為至少225° F。在一些實(shí)施方案中基礎(chǔ)油的T90沸點(diǎn)和TlO沸點(diǎn)之差為至少225° F、250° F、275° F或300° F。 因?yàn)樗鰧挿谐?，該基礎(chǔ)油可以包含兩個(gè)或更多個(gè)粘度等級(jí)的基礎(chǔ)油。一個(gè)粘度等級(jí)的基礎(chǔ)油是與另一個(gè)粘度等級(jí)的基礎(chǔ)油區(qū)別在于100°C下的運(yùn)動(dòng)粘度的差異為至少0. 5mm2/S的基礎(chǔ)油?；厥兆缘途鄄襟E或烷基化步驟中之一或其二者的基礎(chǔ)油中不同粘度等級(jí)的基礎(chǔ)油可以通過真空蒸餾進(jìn)行分離。不同粘度等級(jí)的基礎(chǔ)油中的一種可以是蒸餾底部產(chǎn)物。
在一個(gè)實(shí)施方案中基礎(chǔ)油包含顯著的沸點(diǎn)為900° F或更高的烴。該含量可以大于25wt%、大于35wt%或者為45-70Wt%。期望較高含量的沸點(diǎn)為900° F或更高的烴，這是因?yàn)榇嬖谌找媸芟拗屏康木哂羞@些性能的基礎(chǔ)油，特別是因?yàn)镮類基礎(chǔ)油工廠正在被關(guān)停。
方法的調(diào)整(tuning)
有時(shí)存在對(duì)具有所選運(yùn)動(dòng)粘度的一種或多種基礎(chǔ)油的提高的需求。在一個(gè)實(shí)施方案中將調(diào)整烷基化條件或低聚條件的設(shè)定以使具有所選運(yùn)動(dòng)粘度或所選粘度指數(shù)的基礎(chǔ)油的產(chǎn)量最優(yōu)化。例如，通過另外包括將一種或多種較長(zhǎng)鏈的α烯烴與烯烴進(jìn)料混合，提高基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)。較長(zhǎng)鏈的α烯烴進(jìn)料包含C6+烯烴。例如，較長(zhǎng)鏈的α烯烴可包含〇6丄7、08丄9、(10、(11、(12或甚至更高碳數(shù)的α烯烴，或者它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中一種或多種較長(zhǎng)鏈的α烯烴包含C6-C20ci烯烴、C6_C12a烯烴或它們的混合物。
在一些實(shí)施方案中，與包含丙烯的烯烴進(jìn)料混合的較長(zhǎng)鏈的α烯烴的碳數(shù)越高， 則以相同程度將該較長(zhǎng)鏈的α烯烴納入低聚物產(chǎn)物中所產(chǎn)生的基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)越高。 在一些實(shí)施方案中，與包含丙烯的烯烴進(jìn)料混合的較長(zhǎng)鏈的α烯烴的碳數(shù)越高，則以相同程度將該較長(zhǎng)鏈的α烯烴納入低聚物產(chǎn)物中所產(chǎn)生的基礎(chǔ)油在100°C下的運(yùn)動(dòng)粘度越低。
在一些實(shí)施方案中，在低聚期間升高溫度，可產(chǎn)生較高粘度的基礎(chǔ)油。
在一些實(shí)施方案中，對(duì)一組低聚條件或一組烷基化條件進(jìn)行選擇或調(diào)整，以使兩個(gè)或更多個(gè)粘度等級(jí)的基礎(chǔ)油之一的產(chǎn)量最優(yōu)化。例如可將異鏈烷烴與烯烴的比率向上調(diào)節(jié)以有利于較大的烷基化和較少的低聚，從而提高較輕粘度等級(jí)的基礎(chǔ)油的產(chǎn)量?；蛘撸梢陨舷抡{(diào)節(jié)低聚區(qū)或烷基化區(qū)中的布朗斯臺(tái)德酸或其它質(zhì)子源的量以使具有所選運(yùn)動(dòng)粘度的基礎(chǔ)油的產(chǎn)量最優(yōu)化。
烷基化可任選在與低聚相同的條件下有效地進(jìn)行。烷基化和低聚反應(yīng)可有效地使用相同的離子液體催化劑系統(tǒng)和任選在類似或甚至相同的條件下進(jìn)行的這種發(fā)現(xiàn)可用于獲得高度整合的協(xié)同過程，從而產(chǎn)生具有所需性能的基礎(chǔ)油。此外，在一個(gè)具體實(shí)施方案中烷基化和低聚可在相同條件下同時(shí)進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施方案中，離子液體低聚區(qū)或離子液體烷基化區(qū)包含酸性氯鋁酸鹽離子液體催化劑。
在一些實(shí)施方案中，離子液體低聚區(qū)和離子液體烷基化區(qū)均包含酸性氯鋁酸鹽離子液體催化劑。在一些實(shí)施方案中，在所述的兩個(gè)區(qū)中使用相同的酸性氯鋁酸鹽離子液體催化劑。
低聚和烷基化可同時(shí)或分別進(jìn)行。將低聚和烷基化組合的優(yōu)點(diǎn)是較低的資金和操作費(fèi)用。2步工藝(低聚后接著是在另外的區(qū)中的烷基化)的優(yōu)點(diǎn)是可獨(dú)立地使兩個(gè)不同的反應(yīng)區(qū)最優(yōu)化。因此低聚條件可與烷基化條件不同。此外在不同區(qū)中離子液體催化劑可以不同。例如，可以優(yōu)選的是使烷基化區(qū)比低聚區(qū)的酸性更大。這可能涉及在兩個(gè)區(qū)中使用完全不同的離子液體催化劑或者所述區(qū)中之一可以例如通過將布朗斯臺(tái)德酸加入到烷基化區(qū)中來進(jìn)行更改。
在一個(gè)實(shí)施方案中，用于離子液體烷基化區(qū)和用于離子液體低聚區(qū)的離子液體催化劑是相同的。這有助于節(jié)省催化劑成本、免于潛在污染問題，并且在該過程中提供了協(xié)同機(jī)會(huì)。
離子液體催化劑
“離子液體”為這樣的液體，該液體的組成由作為陽離子和陰離子的組合的離子組成。離子液體是一類完全由離子構(gòu)成的化合物并且通常在環(huán)境溫度和接近環(huán)境溫度下為液體。離子液體傾向于在非常寬的溫度范圍內(nèi)為液體，一些具有高達(dá)300°C或更高的液體范圍。離子液體通常為非揮發(fā)性，有效地?zé)o蒸氣壓。許多對(duì)空氣和水呈穩(wěn)定性，并且對(duì)于許多無機(jī)材料、有機(jī)材料和聚合物材料可以是良好的溶劑。
最常見的離子液體是由有機(jī)基(organic-based)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子制備的那些。離子液體的性能可通過改變陽離子和陰離子對(duì)而進(jìn)行設(shè)定(tailor)。離子液體和它們商業(yè)應(yīng)用中一些描述于例如J. Chem. Tech. Biotechnol，68 :351-356(1997)；.Phys. Condensed Matter, 5 (supp 34B) :B99-B106(1993) ；Chemical and Engineering News, Mar. 30，1998，32-37 ;J. Mater. Chem.， * :2627-2636 (1998)；禾口 Chem. Rev.，99 2071-2084 (1999)，在此通過弓丨用將它們的內(nèi)容并入本文。
許多離子液體是基于胺(amine-based)。屬于最常見的離子液體是通過如下形成的那些使含氮雜環(huán)(環(huán)胺)或含氮芳環(huán)(芳族胺)，與烷基化試劑(例如烷基鹵)反應(yīng)形成季銨鹽，接著與路易斯酸或鹵化物鹽進(jìn)行離子交換，或者通過與合適的陰離子源進(jìn)行陰離子復(fù)分解反應(yīng)以引入所需的反陰離子從而形成離子液體。
合適的雜芳環(huán)的實(shí)例包括吡啶和其衍生物、咪唑和其衍生物、吡咯和其衍生物?？捎貌煌?varying)烷化劑將這些環(huán)狀物(rings)烷基化以在氮上引入廣泛范圍的烷基，所述烷基包括直鏈、支鏈或環(huán)狀C1J烷基，但是優(yōu)選Cp12烷基，這是因?yàn)楸菴V12更大的烷基可以產(chǎn)生不期望的固體產(chǎn)物而不是離子液體。基于吡啶鐺和基于咪唑鐺的離子液體或許是最常用的離子液體。常使用包括環(huán)狀和非環(huán)狀季銨鹽的其它基于胺的離子液體。還使用基于鱗或基于锍的離子液體。
離子液體中所使用的陰離子包括氯鋁酸根、溴鋁酸根、氯化鎵(gallium chloride)、四氟硼酸根、四氯硼酸根、六氟磷酸根、硝酸根、三氟甲磺酸根、甲基磺酸根、對(duì)甲苯磺酸根、六氟銻酸根、六氟砷酸根、四氯鋁酸根、四溴鋁酸根、高氯酸根、氫氧根陰離子、 二氯化銅陰離子、三氯化鐵陰離子、六氟化銻、二氯化銅陰離子、三氯化鋅陰離子，以及各種鑭、鉀、鋰、鎳、鈷、錳和其它金屬離子。
離子液體催化劑的陰離子組分的存在應(yīng)該給予離子液體路易斯或富蘭克林酸性特性。通常，陰離子組分與陽離子組分的摩爾比越大，則離子液體混合物的酸度也越大。
在一些實(shí)施方案中，離子液體催化劑是酸性鹵鋁酸鹽，例如酸性氯鋁酸鹽離子液體催化劑。為了在烷基化時(shí)有效，離子液體催化劑為酸性。
在一個(gè)實(shí)施方案中，離子液體催化劑是具有通式RR’ R^NH+Al2Cl7-的季銨氯鋁酸鹽離子液體，其中RR’和R”是含有1-12個(gè)碳的烷基。季銨氯鋁酸鹽離子液體鹽的實(shí)例是 N-烷基-吡啶鐺氯鋁酸鹽、N-烷基-烷基吡啶鐺氯鋁酸鹽、吡啶鐺氫氯鋁酸鹽、烷基吡啶鐺氫氯鋁酸鹽、ι-丁基-吡啶鐺氯鋁酸鹽、二烷基-咪唑鐺氯鋁酸鹽、四烷基-銨氯鋁酸鹽、三烷基-銨氫氯鋁酸鹽或它們的混合物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，酸性氯鋁酸鹽離子液體催化劑是酸性吡啶鐺氯鋁酸鹽。實(shí)例是烷基-吡啶鐺氯鋁酸鹽。在一個(gè)實(shí)施方案中，酸性氯鋁酸鹽離子液體催化劑是具有長(zhǎng)度為2-6個(gè)碳原子的單個(gè)線性烷基的烷基-吡啶鐺氯鋁酸鹽。經(jīng)證明有效的一種特定酸性氯鋁酸鹽離子液體催化劑是ι- 丁基-吡啶鐺氯鋁酸鹽。
例如，制備正丁基吡啶鐺氯鋁酸鹽離子液體鹽的典型反應(yīng)混合物如下所示
減小溴值。在加氫之后，基礎(chǔ)油具有小于0. 8，例如小于0. 5、小于0. 3或小于0. 2的溴值。
變壓器油添加劑
將本文所述的基礎(chǔ)油與一種或多種添加劑進(jìn)行調(diào)合以提供變壓器油。在使用時(shí)， 一種或多種添加劑以有效量存在。用于變壓器油的添加劑的有效量是賦予所需一種或多種性能的量。不希望包括超過所述有效量的添加劑量。添加劑的有效量相對(duì)小，通常小于變壓器油的1. 5重量％，優(yōu)選小于1. 0重量％，這是因?yàn)樽儔浩饔蛯?duì)少量添加劑反應(yīng)非常靈敏。
可以用于變壓器油的添加劑包含傾點(diǎn)抑制劑、抗氧化劑和金屬減活劑(當(dāng)它們使銅減活化時(shí)也稱作金屬鈍化劑)?？梢栽贗lieo Mang和Wilfried Dresel編輯的 "Lubricants and Lubrication”，85-114頁中找到不同類別的潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)油添加劑的評(píng)論。
傾點(diǎn)抑制劑通過減少油中懸浮的蠟在該油中形成晶體或固體物質(zhì)的傾向來降低該油的傾點(diǎn)，因此防止流動(dòng)。有用的傾點(diǎn)抑制劑的實(shí)例是聚甲基丙烯酸酯；聚丙烯酸酯；聚丙烯酰胺；鹵石蠟(haloparaffinwax)和芳族化合物的縮合產(chǎn)物；羧酸乙烯酯聚合物；以及富馬酸二烷基酯、脂肪酸的乙烯基酯和烷基乙烯基醚的三聚物。傾點(diǎn)抑制劑公開于美國(guó)專利No. 4，880，553和4，753，745中，通過引用將它們并入本文。所加入的傾點(diǎn)抑制劑的量?jī)?yōu)選為變壓器油的約0.01-約1.0重量％。
對(duì)于變壓器油而言優(yōu)異的氧化穩(wěn)定性是重要的性能。沒有足夠氧化穩(wěn)定性的變壓器油在過度的溫度和氧的影響下，特別是在充當(dāng)催化劑的小金屬顆粒存在下被氧化。隨著時(shí)間推移，油的氧化可產(chǎn)生油泥和沉積物。在料想的最壞情形中，設(shè)備中的油道變得被堵塞并且使設(shè)備過熱，這進(jìn)一步加劇了油氧化。油氧化可以產(chǎn)生帶電(charged)副產(chǎn)物，例如酸和氫過氧化物，其傾向于降低變壓器油的絕緣性能。本文所述的變壓器油在不添加抗氧化劑的情況下通常具有優(yōu)異的氧化穩(wěn)定性。然而，當(dāng)需要額外的氧化穩(wěn)定性時(shí)，可以加入抗氧化劑。用于本發(fā)明的抗氧化劑的實(shí)例是酚類、芳胺、含硫和磷的化合物、有機(jī)硫化合物、有機(jī)磷化合物和它們的混合物。所加入的抗氧化劑的量?jī)?yōu)選為本發(fā)明變壓器油的約0. 001-約 0. 3重量％。
與抗氧化劑組合而使銅鈍化的金屬減活劑顯示出強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，這是因?yàn)樗鼈兎乐广~離子的形成，從而抑制它們作為氧化促進(jìn)劑(pro-oxidant)的行為。用于變壓器油的金屬減活劑包含三唑、苯并三唑、甲苯基苯并三唑(tolyltriazole)和甲苯基苯并三唑衍生物。所加入的金屬減活劑的量?jī)?yōu)選為所述變壓器油的約0. 005-約0. 8重量％。
可以用于變壓器油的添加劑系統(tǒng)的實(shí)例公開于美國(guó)專利No. 6，083，889中，通過引用將其并入本文。
出于本說明書和所附權(quán)利要求的目的，除非另外標(biāo)明，表達(dá)量、百分比或比例的所有數(shù)和說明書和權(quán)利要求所用的其它數(shù)都應(yīng)理解為在所有情況下用術(shù)語“約”做修飾。此外，本文公開的所有范圍是包含端點(diǎn)在內(nèi)并可以獨(dú)立組合。只要公開了具有下限和上限的數(shù)值范圍，則落入該范圍內(nèi)的任何數(shù)字也被明確公開。
未定義的任何術(shù)語、縮寫或簡(jiǎn)寫按照提交本申請(qǐng)時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員所使用普通含義來理解。單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“該”包括復(fù)數(shù)提及物，除非明確地和毫無疑義地限于一種的情形。
本申請(qǐng)中引用的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)通過引用以它們的全文并入本文， 并入的程度與好像將所公開的每個(gè)單獨(dú)出版物、專利申請(qǐng)或?qū)＠鞔_地且單獨(dú)地表明通過引用將其以全文并入本文相同。
所撰寫的說明書使用實(shí)施例(包括最佳實(shí)施方式)來公開本發(fā)明，并且還能夠使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施和使用本發(fā)明。上文公開的本發(fā)明示例性實(shí)施方案的許多改變對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是易于進(jìn)行的。因此，本發(fā)明應(yīng)理解為包括落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有結(jié)構(gòu)和方法。實(shí)施例
實(shí)施例1 純丙烯的低聚
在手套箱內(nèi)于氮?dú)庀?，?00cc高壓釜中裝入20gm離子液體催化劑(正丁基吡啶鐺七氯鋁酸鹽)和20gm正己烷(作為稀釋劑)。密封該高壓釜，將其從手套箱移出并在干冰浴中冷卻，通過允許丙烯流入反應(yīng)器中的入口將其加接到丙烯罐(> 99%商業(yè)等級(jí))，在所述入口將IOOgm丙烯轉(zhuǎn)移到所述反應(yīng)器(高壓釜)中。將所述反應(yīng)器加接到塔頂攪拌器。 通過與溫度控制設(shè)備連接的熱電偶來控制反應(yīng)溫度。一旦一切就緒，通過在0°C下以分批型操作緩慢攪拌反應(yīng)器中的裝料開始反應(yīng)。該反應(yīng)呈放熱并且溫度的上升快速和突然。通過將該高壓釜浸在冰浴中來控制溫度的上升。將反應(yīng)溫度保持在約50°C。反應(yīng)壓力開始非常高并隨著丙烯低聚而減小。讓該反應(yīng)進(jìn)行15-30分鐘。然后，停止該反應(yīng)并讓所述反應(yīng)器冷卻至室溫。通過簡(jiǎn)單傾析出有機(jī)層(產(chǎn)物)對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行后處理。用己烷洗滌剩余離子液相以從該離子液相移出所有剩余有機(jī)物，并將洗滌物(wash)加入到初始傾析物中。然后用水徹底洗滌該有機(jī)層并在無水MgSO4上將其干燥然后過濾。在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上將濾液濃縮以移除己烷(用作從催化劑提取低聚物的溶劑)。然后分析該重質(zhì)粘性無色油的沸程、粘度指數(shù)、在100°C和40°C下的運(yùn)動(dòng)粘度、傾點(diǎn)和濁點(diǎn)。無色是指基礎(chǔ)油具有按照ASTM D1500-07 的<0.5ASTM顏色。對(duì)所述產(chǎn)物就它們的沸程通過模擬蒸餾進(jìn)行分析。反應(yīng)收率和丙烯轉(zhuǎn)化率根據(jù)運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間而改變。所獲得的低聚物取決于反應(yīng)的長(zhǎng)度而為60- > 90wt%o 表1匯總了用純丙烯時(shí)和在其它烯烴存在下的丙烯低聚產(chǎn)物的性能。
實(shí)施例2 煉廠丙烯的低聚
使用上述工序，按照實(shí)施例1的工序使含有77%丙烯和23%丙烷的煉廠丙烯進(jìn)料低聚。產(chǎn)物和選擇性與純丙烯的低聚相同，其中粘度指數(shù)、粘度和低溫性能(濁點(diǎn)和傾點(diǎn)) 非常類似。該基礎(chǔ)油也為無色。對(duì)于該低聚反應(yīng)，沒有跡象表明丙烷的存在導(dǎo)致任何問題。
實(shí)施例3 在1-己烯存在下丙烯的低聚
使用實(shí)施例1中所述的工序，在1-己烯(12gm)存在下使丙烯(90gm)進(jìn)行低聚。 一旦向高壓釜中裝入催化劑，則將其冷卻至-30°C (干冰浴)并在加入丙烯之前向其加入 1-己烯以使1-己烯的低聚最小化。然后還在該低溫下加入丙烯并移走干冰浴。按實(shí)施例 1中所述使反應(yīng)進(jìn)行。該反應(yīng)提供72gm低聚物。參見關(guān)于低聚物性能的表1。
實(shí)施例4 在1-辛烯存在下丙烯的低聚
使用實(shí)施例3中所述的工序，在1-辛烯(15gm)存在下使丙烯(90gm)進(jìn)行低聚。 該反應(yīng)獲得75gm低聚物。在表1中顯示了該油的性能。
實(shí)施例5 在1-癸烯存在下丙烯的低聚
使用實(shí)施例3中所述的工序，在1-癸烯OOgm)存在下使丙烯(90gm)進(jìn)行低聚。 該反應(yīng)獲得78gm低聚物。在表1中顯示了該油的性能。
實(shí)施例6 在1-十二碳烯存在下丙烯的低聚
使用實(shí)施例3中所述的工序，在1-十二碳烯OOgm)存在下使丙烯(80gm)進(jìn)行低聚。該反應(yīng)獲得66gm低聚物。在表1中顯示了該油的性能。
實(shí)施例8 在C6-C12烯屬混合物存在下丙烯的低聚
使用實(shí)施例3中所述的工序，在1-己烯(1. 5gm)、1_辛烯Qgm)、1_癸烯(2. 5gm) 和1-十二碳烯(3gm)存在下使丙烯(90gm)進(jìn)行低聚。該反應(yīng)獲得64gm低聚物。在表1 中顯示了該油的性能。
表 權(quán)利要求
1.一種基礎(chǔ)油，其包含一種或多種低聚烯烴，其中所述基礎(chǔ)油具有a.在100°C下大于2.9mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度；b.25-90的粘度指數(shù)；和c.小于_55°C的濁點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的基礎(chǔ)油，其還具有45-70wt%的沸點(diǎn)為900°F或更高的烴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的基礎(chǔ)油，其還包含用以制備變壓器油的一種或多種添加劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油為無色。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的基礎(chǔ)油，其還具有-20至_50°C的傾點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的基礎(chǔ)油，其中所述一種或多種低聚烯烴在包含離子液體催化劑的低聚區(qū)中制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的基礎(chǔ)油，其中所述離子液體催化劑選自基于胺、基于鱗、基于锍的離子液體和它們的混合物。
8.權(quán)利要求6的基礎(chǔ)油，其中所述離子液體催化劑是酸性氯鋁酸鹽。
9.一種通過在離子液體催化劑中使丙烯低聚制得的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油具有25-90 的粘度指數(shù)并且該基礎(chǔ)油為無色。
10.權(quán)利要求9的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油還具有在100°C下大于2.9mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度。
11.權(quán)利要求9的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油還具有小于-40°C的濁點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的基礎(chǔ)油，其還包含用以制備變壓器油的一種或多種添加劑。
13.—種通過在酸性烷基-吡啶鐺氯鋁酸鹽離子液體中使包含丙烯的烯烴進(jìn)料低聚制得的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油具有在100°C下大于2. 9mm2/s的粘度指數(shù)、25-90的粘度指數(shù)和小于-55°C的濁點(diǎn)。
14.權(quán)利要求13的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油為無色。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的基礎(chǔ)油，其還包含用以制備變壓器油的一種或多種添加劑。
全文摘要
提供了一種基礎(chǔ)油，其包含一種或多種低聚烯烴，其中該基礎(chǔ)油具有a.在100℃下大于2.9mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度；b.25-90的粘度指數(shù)；和c.小于-55℃的濁點(diǎn)。提供了一種通過在離子液體催化劑中使丙烯低聚制得的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油具有25-90的粘度指數(shù)并且該基礎(chǔ)油為無色。還提供了一種通過在酸性烷基-吡啶鎓氯鋁酸鹽離子液體中使包含丙烯的烯烴進(jìn)料低聚制得的基礎(chǔ)油，其中該基礎(chǔ)油具有在100℃下大于2.9mm2/s的粘度指數(shù)、25-90的粘度指數(shù)和小于-55℃的濁點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C2/22GK102498193SQ201080040978
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者S·J·米勒, S·埃羅馬利 申請(qǐng)人:雪佛龍美國(guó)公司