способ получения сверхщелочной алкилфенольной присадки к смазочным маслам

Классы МПК:C10M159/22 содержащие фенольные радикалы
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):ООО "Пластнефтехим" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2003-06-24
публикация патента:

Использование: в области нефтехимии. Сущность: присадку получают путем взаимодействия осерненного алкилфенолята щелочноземельного металла с щелочным числом ниже, чем у готовой присадки, масла - разбавителя, модификатора – С1226-карбоновой кислоты в присутствии катализатора - соли щелочноземельного металла и С14-карбоновой кислоты, С34-алкиленгликоля и спирта, содержащего, по меньшей мере, восемь углеродных атомов, и модифицированного борной кислотой основания Манниха, полученного конденсацией алкилфенола с аммиаком и формальдегидом, взятого в массовом соотношении осерненный алкилфенолят щелочноземельного металла : модифицированное основание Манниха, равном 1:0,005-0,5 при температуре 130-190°С с гидроксидом щелочноземельного металла, добавляемым дробно по ходу реакции, и диоксидом углерода, подаваемым в реакционную смесь после внесения каждой порции гидроксида щелочноземельного металла. Технический результат - повышение гидролитической стабильности и коллоидной стабильности присадки. 1 табл.

Формула изобретения

Способ получения сверхщелочной алкилфенольной присадки к смазочным маслам путем взаимодействия осерненного алкилфенолята щелочноземельного металла с щелочным числом ниже, чем у готовой присадки, масла - разбавителя, модификатора - С1226-карбоновой кислоты, в присутствии катализатора и С34 -алкиленгликоля и спирта, содержащего, по меньшей мере, восемь углеродных атомов при температуре 130-190°С с гидроксидом щелочноземельного металла, добавляемым дробно по ходу реакции, и диоксидом углерода, подаваемым в реакционную смесь после внесения каждой порции гидроксида щелочноземельного металла, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют соль щелочноземельного металла и C1-C4-карбоновой кислоты и взаимодействие осуществляют в присутствии модифицированного борной кислотой основания Манниха, полученного конденсацией алкилфенола с аммиаком и формальдегидом, взятом в массовом соотношении осерненный алкилфенолят щелочноземельного металла : модифицированное основание Манниха, равном 1:0,005-0,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к способу получения сверхщелочной алкилфенольной присадки к смазочным маслам, обладающей моющими, диспергирующими, антиокислительными и антикоррозионными свойствами.

Известен способ получения сверхщелочной алкилфенольной присадки к смазочным маслам путем взаимодействия в автоклаве при давлении от 10 до 250 кПа оксида или гидроксида щелочноземельного металла или их смеси с алкилфенолом, серой в присутствии алкиленгликолей или их смесей со спиртами при 120-225°С с последующей обработкой реакционной массы диоксидом углерода [ЕР 0989178 Al, 29.03.2000].

К недостаткам известного способа следует отнести сложность технологии за счет проведения реакции в условиях повышенного давления.

Ближайшим известным решением аналогичной задачи является способ получения сверхщелочной алкилфенольной присадки к смазочным маслам путем взаимодействия осерненного алкилфенолята щелочноземельного металла (АФ) с щелочным числом ниже, чем у готовой присадки, масла - разбавителя, модификатора – C12-C26-карбоновой кислоты в присутствии катализатора - неорганического галогенида, в частности, хлорида кальция и С24-алкиленгликоля и спирта, содержащего, по меньшей мере, восемь углеродных атомов, при температуре 130-190°С с гидроксидом щелочноземельного металла, добавляемым однократно или дробно по ходу реакции и диоксидом углерода, подаваемым в реакционную смесь после внесения каждой порции гидроксида щелочноземельного металла [ЕР 0273588 В2, 06.07.1988].

Недостатком известного способа является получение сверхщелочной алкилфенольной присадки, обладающей недостаточной гидролитической стабильностью и коллоидной устойчивостью.

Настоящее изобретение направлено на разработку способа получения алкилфенольной присадки к смазочным маслам, обладающей повышенной гидролитической стабильностью и коллоидной устойчивостью.

Для решения поставленной задачи предложен настоящий способ получения сверхщелочной алкилфенольной присадки к смазочным маслам путем взаимодействия осерненного алкилфенолята щелочноземельного металла с щелочным числом ниже, чем у готовой присадки, масла - разбавителя, модификатора – C12-C26-карбоновой кислоты в присутствии катализатора - соли щелочноземельного металла и С14-карбоновой кислоты, С34-алкиленгликоля и спирта, содержащего, по меньшей мере, восемь углеродных атомов, и модифицированного борной кислотой основания Манниха, полученного конденсацией алкилфенола с аммиаком и формальдегидом, взятого в массовом соотношении осерненный алкилфенолят щелочноземельного металла: модифицированное основание Манниха, равном 1:0,005 - 0,5, при температуре 130-190°С с гидроксидом щелочноземельного металла, добавляемым дробно по ходу реакции, и диоксидом углерода, подаваемым в реакционную смесь после внесения каждой порции гидроксида щелочноземельного металла.

Используемый в настоящем способе осерненный алкилфенолят щелочноземельного металла имеет щелочное число 200-300 мг КОН/г, щелочноземельным металлом осерненного алкилфенолята является кальций, или магний, или барий, алкилфенол, являющийся сырьем для получения осерненного алкилфенолята щелочноземельного металла, содержит С928 углеродных атомов.

Для осуществления настоящего изобретения могут быть применены выпускаемые промышленностью осерненные алкилфеноляты щелочноземельных металлов, либо продукты, получаемые известным способом.

Основание Манниха, модифицированное борной кислотой, может быть либо получено в результате его непосредственного синтеза путем конденсации алкилфенола с аммиаком и формальдегидом и борной кислотой, либо использовано в виде товарной присадки Борин (ТУ 38.1011003-87), имеющей следующие показатели качества: вязкость кинематическая 25-100 мм2/с, массовая доля азота в пределах 0,4-1,5%, массовая доля механических примесей не более 0,08%, массовая доля воды не более 0,15%.

В качестве модификатора используется С1226-карбоновая кислота, которая может быть как насыщенная, так и ненасыщенная.

Из числа гликолей рекомендуется использовать этиленгликоль, из числа спиртов - спирты C8-C14, предпочтительно 2-этилгексанол.

В качестве катализатора используют соль щелочноземельного металла и С14-карбоновой кислоты, такую как ацетат щелочноземельного металла, пропионат щелочноземельного металла, предпочтительно - ацетат щелочноземельного металла.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие осуществление предлагаемого способа, но не ограничивающие его объем.

В примере 1 описано получение 50% раствора основания Манниха, модифицированного борной кислотой.

В примере 2 описано получение сверхщелочной алкилфенольной присадки по прототипу.

В примерах 3-7 описано получение присадки по заявляемому способу с использованием основания Манниха, модифицированного борной кислотой, взятого в заявленном соотношении, и катализатора - ацетата кальция.

Примеры 8, 9 являются сравнительными, иллюстрирующими способ получения присадки с использованием соотношения осерненного алкилфенолята щелочноземельного металла и модифицированного борной кислотой основания Манниха, лежащего за пределами заявляемого интервала.

Во всех примерах синтезированные продукты подвергают обычной обработке: очистке от механических примесей и отгонке летучих компонентов.

Пример 1. К 215 г 2,6-ди-трет-бутилфенола при температуре не выше 60°С добавили 242 г алкилфенола, 62 г формальдегида, 177 г аммиака и 5 г борной кислоты. Реакционную массу выдержали при температуре 150°С под вакуумом 200-400 кгс/м2 4-6 часов, после чего разбавили продукт маслом на 50% до требуемых вязкости и концентрации. Характеристики основания Манниха, модифицированного борной кислотой, следующие: вязкость кинематическая 29,57 мм2/с, массовая доля азота в пределах 1,32%, массовая доля механических примесей не более 0,049%, массовая доля воды - следы.

Пример 2 (по прототипу). Смесь 206,0 г осерненного алкилфенолята кальция, имеющего щелочное число 240 мг КОН/г, 57 г минерального масла, 4 г хлорида кальция, 49 г гидроксида кальция, 70 г стеариновой кислоты, 112 г 2-этилгексанола, при перемешивании нагревают до 165°С и добавляют 36 г этиленгликоля. Далее реакционную смесь обрабатывают диоксидом углерода при 165°С. Затем температуру понижают до 125°С и добавляют 33 г гидроксида кальция. Температуру повышают до 165°С и реакционную смесь вновь обрабатывают диоксидом углерода. После обычной обработки продукта получена присадка со щелочным числом 395 мг КОН/г, вязкостью при 100°С 228 мм2/с, содержанием серы 1,5 мас.%, содержанием кальция 13,9 мас.%.

Пример 3. Смесь 200,0 г осерненного алкилфенолята кальция, имеющего щелочное число 240 мг КОН/г, 55 г минерального масла, 4 г ацетата кальция, 48 г гидроксида кальция, 68 г стеариновой кислоты, 109 г 2-этилгексанола, 30 г продукта примера (1) при перемешивании нагревают до 145-165°С и добавляют 35 г этиленгликоля. Далее реакционную смесь обрабатывают диоксидом углерода при 165°С. Затем температуру понижают до 125°С и добавляют 32 г гидроксида кальция. Температуру повышают до 165°С и реакционную смесь вновь обрабатывают диоксидом углерода. После обычной обработки продукта получена присадка со щелочным числом 398 мг КОН/г, вязкостью при 100°С 228 мм2/с, содержанием серы 1,5 мас.%, содержанием кальция 14,5 мас.%.

Пример 4. Смесь 100,0 г осерненного алкилфенолята кальция, имеющего щелочное число 240 мг КОН/г, 109 г гидроксида кальция, 3 г ацетата кальция, 92 г жирной кислоты таллового масла, 297 г 2-этилгексанола, 50 г продукта примера (1), 173 г минерального масла при перемешивании нагревают до 145-165°С и добавляют 48 г этиленгликоля. Далее реакционную смесь обрабатывают диоксидом углерода при 165°С. Затем температуру понижают до 130°С и добавляют 47 г гидроксида кальция. Температуру повышают до 165°С и реакционную смесь вновь обрабатывают диоксидом углерода. После обычной обработки продукта получена присадка со щелочным числом 392 мг КОН/г, вязкостью при 100°С 217 мм2/с, содержанием серы 2,6 мас.%, содержанием кальция 14,1 мас.%.

Пример 5. Смесь 100,0 г осерненного алкилфенолята кальция, имеющего щелочное число 240 мг КОН/г, 109 г гидроксида кальция, 4 г ацетата кальция, 93 г стеариновой кислоты, 149 г 2-этилгексанола, 0,8 г продукта примера (1), 175 г минерального масла при перемешивании нагревают до 145-165°С и добавляют 48 г этиленгликоля. Далее реакционную смесь обрабатывают диоксидом углерода при 165°С. Затем температуру понижают до 125°С и добавляют 47 г гидроксида кальция. Температуру повышают до 165°С и реакционную смесь вновь обрабатывают диоксидом углерода. После обычной обработки продукта получена присадка со щелочным числом 396 мг КОН/г, вязкостью при 100°С 310 мм2/с, содержанием серы 2,9 мас.%, содержанием кальция 14,1 мас.%.

Пример 6. Смесь 200,0 г осерненного алкилфенолята кальция, имеющего щелочное число 240 мг КОН/г, 24 г минерального масла, 4 г ацетата кальция, 55 г стеариновой кислоты, 78 г 2-этилгексанола, 50 г присадки Борин при перемешивании нагревают до 145-165°С и добавляют 31 г этиленгликоля. Далее реакционную смесь обрабатывают диоксидом углерода при 165°С. Затем температуру понижают до 120°С, добавляют 87 г 2-этилгексанола и 57 г гидроксида кальция. Температуру повышают до 165°С и реакционную смесь вновь обрабатывают диоксидом углерода. После обычной обработки продукта получена присадка со щелочным числом 390 мг КОН/г, вязкостью при 100°С 276 мм2/с, содержанием серы 1,8 мас.%, содержанием кальция 14,0 мас.%.

Пример 7. Смесь 200,0 г осерненного алкилфенолята кальция, имеющего щелочное число 240 мг КОН/г, 22 г минерального масла, 4 г ацетата кальция, 59 г гидроксида кальция, 55 г жирной кислоты таллового масла, 88 г 2-этилгексанола, 80 г продукта примера (1) при перемешивании нагревают до 145-165°С и добавляют 34 г этиленгликоля. Далее реакционную смесь обрабатывают диоксидом углерода при 165°С. Затем температуру понижают до 145°С, добавляют 80 г 2-этилгексанола и 53 г гидроксида кальция. Температуру повышают до 165°С и реакционную смесь вновь обрабатывают диоксидом углерода. После обычной обработки продукта получена присадка со щелочным числом 391 мг КОН/г, вязкостью при 100°С 305 мм2/с, содержанием серы 1,9 мас.%, содержанием кальция 14,1 мас.%.

Пример 8. Смесь 100,0 г осерненного алкилфенолята кальция, имеющего щелочное число 240 мг КОН/г, 109 г гидроксида кальция, 4 г ацетата кальция, 93 г стеариновой кислоты, 149 г 2-этилгексанола, 0,3 г продукта примера (1), 175 г минерального масла при перемешивании нагревают до 145-165°С и добавляют 48 г этиленгликоля. Далее реакционную смесь обрабатывают диоксидом углерода при 165°С. Затем температуру понижают до 125°С и добавляют 47 г гидроксида кальция. Температуру повышают до 165°С и реакционную смесь вновь обрабатывают диоксидом углерода После обычной обработки продукта получена присадка со щелочным числом 315 мг КОН/г, вязкостью при 100°С 480 мм2/c, содержанием серы 1,9 мас.%, содержанием кальция 13,1 мас.%.

Пример 9. Смесь 200,0 г осерненного алкилфенолята кальция, имеющего щелочное число 240 мг КОН/г, 55 г минерального масла, 4 г ацетата кальция, 48 г гидроксида кальция, 68 г стеариновой кислоты, 109 г 2-этилгексанола, 160 г продукта примера (1) при перемешивании нагревают до 145-165°С и добавляют 35 г этиленгликоля. Далее реакционную смесь обрабатывают диоксидом углерода при 165°С. Затем температуру понижают до 125°С и добавляют 32 г гидроксида кальция. Температуру повышают до 165°С и реакционную смесь вновь обрабатывают диоксидом углерода. После обычной обработки продукта получена присадка со щелочным числом 395 мг КОН/г, вязкостью при 100°С 240 мм2/с, содержанием серы 1,5 мас.%, содержанием кальция 13,9 мас.%.

Коллоидную устойчивость определяют по методу, предусматривающему добавление 10% присадки к маслу М-11, последующее разбавление масла легким растворителем (в соотношении 1:1) и измерение отношений оптической плотности растворов масла с присадками до и после воздействия силового поля центрифуги. Коллоидная устойчивость выражается в %.

Гидролитическую стабильность определяют по изменению щелочного числа и сульфатной зольности масла за время испытания. Для этих целей была использована методика, предусматривающая смешение масла, содержащего 2% моющей присадки, с дистиллированной водой (1%), тщательное встряхивание исследуемого образца и последующее отстаивание полученной эмульсии в течение 48 час, затем верхний слой сливают в центрифужные пробирки и центрифугируют в течение 1 часа при факторе разделения, равном 1500. После этого верхний слой масла сливают из центрифужных пробирок для определения щелочного числа и сульфатной зольности.

Результаты совокупной оценки качества присадок, представленных в таблице, показывают, что предлагаемый способ, предусматривающий использование модифицированного борной кислотой основания Манниха при указанном выше массовом соотношении его к осерненному алкилфеноляту щелочноземельного металла и использование в качестве катализатора соли щелочноземельного металла и C1-C4-карбоновой кислоты, позволяет получить сверхщелочную присадку с щелочным числом 390-398 мг КОН/г с повышенными гидролитической стабильностью и коллоидной устойчивостью.

способ получения сверхщелочной алкилфенольной присадки к смазочным   маслам, патент № 2241740

Наверх