專利名稱：潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
按照對(duì)油品的作用原理，潤滑油添加劑分為兩大類功能添加劑和粘度添加劑。清凈劑、分散劑、抗乳化劑、防銹劑、抗磨劑等，能夠賦予油品各種性能特點(diǎn)的添加劑通稱為功能劑。粘度添加劑則是另一類，是為功能劑提供發(fā)揮效用“平臺(tái)”的添加劑，其作用是賦予油品應(yīng)有的粘度。潤滑油必須在合適的粘度下，才能夠被輸送到需要潤滑的部位，發(fā)揮其擁有的潤滑、防銹、冷卻等作用。合適的潤滑油粘度應(yīng)當(dāng)小于3泊，該粘度是保證順暢供油的“臨界泵送粘度”，并且大于3厘斯，即大于形成“液體摩擦”需要的最低粘度。在潤滑要求日益嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)合，一般油品往往表現(xiàn)出高溫下粘度過低，無法形成牢固的潤滑膜，低溫時(shí)過于粘稠，失去泵送需要的流動(dòng)性，即表現(xiàn)出粘溫性差和粘度指數(shù)低的特點(diǎn)。所以為了保障潤滑油能夠在相當(dāng)寬的溫度條件下，或者在相當(dāng)寬的地域，保持在潤滑要求的粘度范圍內(nèi)，需要添加聚合物—增粘劑，使油品達(dá)到粘度標(biāo)準(zhǔn)。添加的增粘劑不僅需要賦予油品應(yīng)有的粘度，即稠化能力，而且還要改善油品的粘溫性，使油品具有良好的高溫潤滑性和低溫流動(dòng)性。因此當(dāng)前使用的增粘劑均為潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑。
粘度指數(shù)改性劑使?jié)櫥途哂辛己玫母邷貪櫥院偷蜏亓鲃?dòng)性，與之同樣重要的是添加了粘度指數(shù)改性劑的稠化油在剪切作用下的粘度損失不能過大，即要求粘度指數(shù)改性劑具有一定的剪切穩(wěn)定性。根據(jù)不同用途要求添加粘度指數(shù)改性劑的稠化油，在機(jī)械剪切力的作用下粘度損失應(yīng)當(dāng)?shù)陀谝?guī)定值。生產(chǎn)商和用戶都用稠化能力D和剪切穩(wěn)定性S作為界定粘度指數(shù)改性劑應(yīng)用范圍的基本性能，而D和S是一對(duì)與聚合物結(jié)構(gòu)和分子量大小相關(guān)，而又相互“矛盾”的粘度指數(shù)改性劑特性。聚合物在油品中的剪切穩(wěn)定性，指的是聚合物分子鏈在機(jī)械作用下斷開(通常稱為降解)的難易程度，取決于聚合物結(jié)構(gòu)及分子量大小，同類型粘度指數(shù)改性劑，分子量越大剪切穩(wěn)定性越差。在潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的產(chǎn)品規(guī)格中，剪切穩(wěn)定性S的優(yōu)劣用剪切穩(wěn)定性指數(shù)(SSI)來衡量。SSI數(shù)值越大，表示其剪切穩(wěn)定性越差；數(shù)值越小，剪切穩(wěn)定性越好。中國石油標(biāo)準(zhǔn)(Q/SYRH300-2002)中SSI用柴油噴嘴法測(cè)定。而稠化能力D與剪切穩(wěn)定性S相反，隨著粘度改性劑分子量的變大，添加的數(shù)量增加(濃度提高)，油品粘度就越高，即稠化能力越大。
潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑在潤滑油中使用已經(jīng)有近70年的歷史，其本身也一直隨同使用機(jī)械發(fā)展和應(yīng)用環(huán)境變化而發(fā)展。常用的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑主要有四大類20世紀(jì)50年代開始使用的聚甲基丙烯酸酯(PMA)和聚異丁烯(PIB)，60年代開發(fā)的乙烯—丙烯共聚物(OPC)和氫化苯乙烯雙烯共聚物(HSD)。由于乙烯—丙烯共聚物(簡(jiǎn)稱乙丙共聚物)粘度指數(shù)改性劑具有稠化能力強(qiáng)、剪切穩(wěn)定性好、高溫性能和現(xiàn)場(chǎng)使用性能好的特點(diǎn)，在內(nèi)燃機(jī)油中得到廣泛使用，在內(nèi)燃機(jī)油粘度指數(shù)改性劑的用量中占到80％以上。
目前，80％～90％的內(nèi)燃機(jī)油為多級(jí)油，柴油機(jī)油很大部分也是多級(jí)油。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械設(shè)備向高速度、小體積、大功率方向發(fā)展以及環(huán)保節(jié)能的要求，對(duì)所使用的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的要求也越來越苛刻，從規(guī)格上一再提高對(duì)潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑剪切穩(wěn)定性的要求。改善剪切穩(wěn)定性的方法有兩種，一是降低潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的分子量，這是以損失稠化能力D來提高剪切穩(wěn)定性S的辦法。幾乎所有潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑都能通過降低分子量來提高剪切穩(wěn)定性。某一類潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的剪切穩(wěn)定性是和它的分子量緊密相連的分子量就越小剪切穩(wěn)定性越好，但是稠化能力相應(yīng)減小，這就需要加大潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的添加量來滿足油品粘度級(jí)別的要求，而添加的聚合物數(shù)量增加會(huì)帶來內(nèi)燃機(jī)油的清凈性變差等一系列問題。另一種提高剪切穩(wěn)定性的方法是通過改變聚合物結(jié)構(gòu)，提高臨界聚合度來提高穩(wěn)定性，使聚合物在保持較高的稠化能力的同時(shí)，具有較好的剪切穩(wěn)定性。因而只有那些結(jié)構(gòu)合理、剪切穩(wěn)定性好、增稠能力強(qiáng)、而又不使清凈性變差的聚合物，才能滿足日益增長的對(duì)于剪切穩(wěn)定性的要求。在這一理念的指導(dǎo)下，近幾年出現(xiàn)了許多新的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑，以滿足日益苛刻的SSI值的要求。例如Shell添加劑公司的氫化苯乙烯異戊二烯共聚物HSD，有嵌段共聚物及星狀共聚物兩種。嵌段共聚物產(chǎn)品SV 150的SSI為10％，星狀聚合物SV 260，SV 250及SV 200，SSI分別為25％，15％及5％。同時(shí)，與相同剪切穩(wěn)定性的乙丙共聚物產(chǎn)品OCP比，HSD類型潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的增稠能力高得多。然而HSD也存在一些結(jié)構(gòu)造成的固有不足，加之價(jià)格遠(yuǎn)高于OCP等問題，使之難以為大多數(shù)用戶所接受。
乙丙共聚物(OCP)類型潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑因其生產(chǎn)原料來源豐富、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品價(jià)格便宜、綜合性能好等優(yōu)點(diǎn)，一直是應(yīng)用最廣泛的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑。早期我國廣泛使用的OCP是Exxon公司的ECA9291，其柴油噴嘴法剪切穩(wěn)定性指數(shù)SSI為50％左右，目前國內(nèi)外生產(chǎn)的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑產(chǎn)品大部分是SSI為35％～39％的OCP產(chǎn)品。然而隨著現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)及其油品規(guī)格發(fā)展，要求使用柴油噴嘴法SSI為25％，或者剪切穩(wěn)定性更好的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑。而目前OCP類型潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的SSI基本上停留在26％的水平。
當(dāng)前國內(nèi)外生成OCP類型潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的方法主要有熱溶解法、熱溶—降解法等，可以歸納為以下幾種(1)熱溶法。文獻(xiàn)“化學(xué)工程師，No.3，200148～49”公開了一種OCP類型潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑(T612)的生產(chǎn)方法。它采用熱溶法，將切成小塊的乙丙橡膠，加入熱的基礎(chǔ)油中，在攪拌下充分溶劑獲得產(chǎn)品，其SSI為50％，增稠能力為6厘斯。
(2)熱氧降解法或機(jī)械熱氧降解法。文獻(xiàn)“潤滑油，18(6)，200348～52”公開了在熱溶的基礎(chǔ)上，用空氣促進(jìn)聚合物降解的生產(chǎn)工藝，熱氧降解法生產(chǎn)的產(chǎn)品有比較好的剪切穩(wěn)定性，乙丙共聚物潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑T 613B的SSI為22％，增稠能力為4.8厘斯。
(3)空氣—純氧降解法。文獻(xiàn)“石油商技，18(4)，200016～18”公開了采用空氣—純氧降解技術(shù)，首先使用壓縮空氣促進(jìn)聚合物降解3小時(shí)，然后改用純氧促進(jìn)劑，繼續(xù)降解1小時(shí)，最后再使用空氣促進(jìn)降解0.5小時(shí)。生產(chǎn)的OCP類型潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑(SHL-615)SSI為25％，增稠能力為5.5厘斯。
(4)選擇性催化降解法。北京凱詩龍石油制品有限公司的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑說明書公開了在熱氧降解的基礎(chǔ)上，采用復(fù)合選擇性催化劑，催化劑能夠在較低的溫度條件下，促進(jìn)聚合物的熱氧化降解，獲得商品牌號(hào)為K0614、K0615和K0913的產(chǎn)品，它們的稠化能力D和SSI分別為7.2厘斯和18％、8.3厘斯和18％、5.4厘斯和2％。
所以為了適應(yīng)對(duì)潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑剪切穩(wěn)定性要求的提高，OCP產(chǎn)品只能采取降低分子量和相應(yīng)的增稠能力來解決。但是加入量增加，造成了油品的清凈性變差、使用成本上升，特別是SSI為20％時(shí)，需要的加入量會(huì)更多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑價(jià)格過高，或者增稠能力、剪切穩(wěn)定性、油品清凈性不能同時(shí)兼顧的問題，提供一種新的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法。該方法生產(chǎn)的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑具有增稠能力強(qiáng)、剪切穩(wěn)定性好、同時(shí)具有清凈性好的特點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，
1)先向反應(yīng)釜中加入基礎(chǔ)油，加熱至100℃～165℃時(shí)，加入乙丙共聚物，從釜底通入對(duì)乙丙共聚物呈惰性的氣體，使釜內(nèi)壓力為0～0.05MPa表壓，使乙丙共聚物完全溶解；2)在溫度為140～170℃條件下，向反應(yīng)釜中加入碳鏈增強(qiáng)劑，反應(yīng)1～10小時(shí)既得潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑；其中以重量百分比計(jì)，所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑包括以下組份a)1～25％的乙丙共聚物；b)0.0001～1.0％的碳鏈增強(qiáng)劑；c)余量的基礎(chǔ)油；其中乙丙共聚物是乙烯和丙烯共聚的二元共聚物；碳鏈增強(qiáng)劑選自鹵代烴、芳香腈或鹵代芳腈中的至少一種；基礎(chǔ)油在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度v100為2.5～10.0厘斯。
上述技術(shù)方案中，乙丙共聚物的用量?jī)?yōu)選范圍為3～20％，更優(yōu)選范圍為5～15％；碳鏈增強(qiáng)劑的用量?jī)?yōu)選范圍為0.0005～0.5％，更優(yōu)選范圍為0.001～0.05％。乙丙共聚物的優(yōu)選方案為其重均分子量Mw＝1.0×105～2.5×105，重均分子量Mw與數(shù)均分子量Mn之比Mw/Mn＝0.5～2.5；更優(yōu)選方案為重均分子量Mw與數(shù)均分子量Mn之比Mw/Mn＝1.5～1.8。鹵代烴優(yōu)選方案為選自鹵代芳烴，更優(yōu)選方案為選自溴代苯或氯代苯中的至少一種；芳香腈優(yōu)選方案為選自苯甲腈、鄰苯二甲腈、間苯二甲腈或?qū)Ρ蕉纂嬷械闹辽僖环N；鹵代芳腈優(yōu)選方案為選自鄰氯苯甲腈、對(duì)氯苯甲腈、2，6-二氯苯甲腈、2，4-二氯苯甲腈或4-氯苯腈中的至少一種；基礎(chǔ)油在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選方案為v100為4.5～8.0厘斯，更優(yōu)選方案v100為4.5～6.0厘斯；基礎(chǔ)油在40℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選方案為v40為15～40厘斯，更優(yōu)選方案為v40為20～32厘斯；基礎(chǔ)油優(yōu)選方案為選自HVI100、MVI100、HVI150、MVI150中性油、40號(hào)變壓器油、20號(hào)透平油或20號(hào)機(jī)械油中的至少一種，更優(yōu)選方案為選自HVI150中性油。潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑優(yōu)選方案為其中還包括助溶劑，其中基礎(chǔ)油與助溶劑的重量比為0.2～5∶1，優(yōu)選范圍為0.5～2∶1。助溶劑優(yōu)選方案為碳十芳烴餾分，更優(yōu)選方案為石腦油重整碳十芳烴餾分。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選方案為在步驟2)之前，待乙丙共聚物完全溶解后，加入抗氧劑、降解促進(jìn)劑或其混合物，且將對(duì)乙丙共聚物呈惰性的氣體換成氧氣或空氣，緩慢升溫至150～185℃，停止加熱，然后將氧氣或空氣換成對(duì)乙丙共聚物呈惰性的氣體；其中以重量百分比計(jì)，抗氧劑的用量為0.001～1％，優(yōu)選范圍為0.01～0.2％，更優(yōu)選范圍為0.03～0.15％；降解促進(jìn)劑的用量為0.0001～0.5％，優(yōu)選范圍為0.001～0.1％，更優(yōu)選范圍為0.005～0.05％?？寡鮿﹥?yōu)選方案為酚型或胺型抗氧劑；其中酚型抗氧劑選自2，6-二叔丁基對(duì)甲酚或2，6-二叔丁基酚中的至少一種；胺型抗氧劑選自N-苯基-α萘胺、烷基苯胺或萘胺中的至少一種。降解促進(jìn)劑優(yōu)選方案為芳烴的過氧化物更優(yōu)選方案為選自過氧化苯、過氧化甲苯、過氧化異丙苯或過氧化二異丙苯中的至少一種。
本發(fā)明的組份乙丙共聚物，是乙烯和丙烯共聚的二元膠。乙丙共聚物分子量越大，分子鏈越長，越傾向于斷裂，剪切穩(wěn)定性越差；分子量相同時(shí)，分子量分布越窄，剪切穩(wěn)定性越好，因?yàn)榭杀患羟械姆肿訑?shù)量相對(duì)減少。本發(fā)明中乙丙共聚物的重均分子量Mw為1.0×105～2.5×105，重均分子量Mw與數(shù)均分子量Mn之比優(yōu)選方案為Mw/Mn為0.5～2.5，更優(yōu)選方案為Mw/Mn為1.5～1.8。以重量百分比計(jì)其用量為1～25％，優(yōu)選范圍為3～20％，更優(yōu)選范圍為5～15％。
本發(fā)明的組份碳鏈增強(qiáng)劑，選自鹵代烴、芳香腈或鹵代芳腈中的至少一種；其中鹵代烴優(yōu)選方案為選自鹵代芳烴，更優(yōu)選方案為選自溴代苯或氯代苯中的至少一種；芳香腈優(yōu)選方案為選自苯甲腈、鄰苯二甲腈、間苯二甲腈或?qū)Ρ蕉纂嬷械闹辽僖环N；鹵代芳腈優(yōu)選方案為選自鄰氯苯甲腈、對(duì)氯苯甲腈、2，6-二氯苯甲腈、2，4-二氯苯甲腈或4-氯苯腈中的至少一種。在受熱情況下，乙丙共聚物聚烯烴鏈上會(huì)出現(xiàn)“弱鍵”，成為斷鏈反應(yīng)的引發(fā)點(diǎn)。碳鏈增強(qiáng)劑的作用是通過在聚合物分子鏈上引入功能性基團(tuán)，強(qiáng)化聚合物分子鏈中“最脆弱”的部位，即增強(qiáng)在應(yīng)用過程中最容易發(fā)生斷鏈部位的C-C鍵強(qiáng)度，使粘度改性劑產(chǎn)品在應(yīng)用過程中保持較好的剪切穩(wěn)定性。增強(qiáng)原理是通過脫鹵化氫反應(yīng)，或者腈化反應(yīng)，使得乙丙共聚物高分子鏈節(jié)上與甲基相連的α氫脫出，同時(shí)接上苯基基團(tuán)，從而提高了C-C鏈節(jié)的穩(wěn)定性。以重量百分比計(jì)碳鏈增強(qiáng)劑的用量為0.0001～1.0％，優(yōu)選范圍為0.0005～0.5％，更優(yōu)選范圍為0.001～0.05％。
本發(fā)明的組份基礎(chǔ)油，起到添加劑載體和保證添加劑組合物基本理化性能的作用?；A(chǔ)油的粘度對(duì)潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的稠化能力和剪切穩(wěn)定性指數(shù)都有影響。本發(fā)明的基礎(chǔ)油在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度v100為2.5～10厘斯，優(yōu)選方案v100為4.5～8.0厘斯，更優(yōu)選方案v100為4.5～6.0厘斯；基礎(chǔ)油在40℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選方案v40為15～40厘斯，更優(yōu)選方案v40為20～32厘斯；基礎(chǔ)油優(yōu)選方案為選自HVI100、MVI100、HVI150、MVI150中性油、40號(hào)變壓器油、20號(hào)透平油或20號(hào)機(jī)械油中的至少一種，更優(yōu)選方案為選自HVI150中性油。
本發(fā)明的組份降解促進(jìn)劑，其作用是使乙丙共聚物在較低的反應(yīng)溫度下迅速發(fā)生熱氧化反應(yīng)，迅速降解到適當(dāng)?shù)姆肿恿?，同時(shí)使分子量分布變窄、產(chǎn)品的色度降低。在降解過程中，聚合物的降解速率隨溫度升高呈對(duì)數(shù)關(guān)系增大，因此在潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)過程中，延長時(shí)間、提高溫度都有利于提高降解速率，分子量隨溫度的升高、時(shí)間的延長呈線性下降。然而潤滑油本身長期在高溫條件下會(huì)迅速氧化變質(zhì)粘度和酸值上升、氧化安定性變差。為了縮短時(shí)間和降低溫度，一般都采用熱氧降解的技術(shù)。聚烯烴氧化的一個(gè)重要特點(diǎn)是只要很小一點(diǎn)化學(xué)變化就可能引起很大的物理性能的變化。例如100個(gè)單體鏈長的聚合物，只要吸收一個(gè)氧原子就可以使聚合物分子量下降2至3倍。雖然溫度降低了一些，但是在熱氧化條件下，油品本身的氧化加劇，同樣會(huì)引起變質(zhì)。本發(fā)明的降解促進(jìn)劑正是解決了這一問題。
本發(fā)明的降解促進(jìn)劑是有機(jī)過氧化物，主要是芳烴的過氧化物，包括過氧化苯、過氧化甲苯、過氧化異丙苯或過氧化二異丙苯。降解促進(jìn)劑的加入使乙丙共聚物迅速降解到適當(dāng)?shù)姆肿恿浚瑫r(shí)使分子量分布變窄。以過氧化二異丙苯(DCP)為例，有機(jī)過氧化物促進(jìn)聚合物降解的機(jī)理首先是DCP熱分解為自由基 然后，這些自由基奪走聚合物分子鏈上叔碳原子的氫原子，形成自由基鏈 接著帶有自由基的聚合物分子鏈發(fā)生斷鏈 最后是各種自由基的復(fù)合反應(yīng)，在反應(yīng)過程中隨DCP數(shù)量的消耗，聚合物分子不斷地?cái)噫?，自由基的相互?fù)合，最后達(dá)到某一平衡，此時(shí)自由基耗盡，不再有自由基的來源，這就把聚合物的分子量調(diào)節(jié)到一個(gè)需要、而且較低的數(shù)值，表現(xiàn)為聚合物的粘度下降、流動(dòng)性改善。以重量百分比計(jì)，降解促進(jìn)劑的用量范圍為0.001～0.05％的，優(yōu)選范圍為0.02～0.05％。
本發(fā)明的組份抗氧劑，作用是抑制油品在潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑生產(chǎn)過程中的熱氧化反應(yīng)，而且對(duì)乙丙共聚物的斷鏈無不利的影響?？寡鮿﹥?yōu)選方案為選自酚型或胺型抗氧劑，酚型抗氧劑優(yōu)選方案為選自2，6-二叔丁基對(duì)甲酚或2，6-二叔丁基酚中的至少一種；胺型抗氧劑優(yōu)選方案為選自N-苯基-α萘胺、烷基苯胺或萘胺中的至少一種?？寡鮿┑挠昧恳灾亓堪俜直扔?jì)為0.001～1％，優(yōu)選范圍為0.01～0.2％，更優(yōu)選范圍為0.03～0.15％。
本發(fā)明的組份助溶劑，其作用是使乙丙共聚物、碳鏈增強(qiáng)劑、降解促進(jìn)劑和抗氧劑更好地溶解和分散到基礎(chǔ)油中?；A(chǔ)油與助溶劑的重量比為0.2～5∶1，優(yōu)選范圍為0.5～2∶1。助溶劑優(yōu)選方案為碳十芳烴，更優(yōu)選方案為選自石腦油重整碳十芳烴餾分。
本發(fā)明的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑可在配有攪拌裝置、加熱裝置、冷卻裝置和氣體分配盤管的調(diào)和釜內(nèi)生產(chǎn)。
本發(fā)明的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑按照中國石油天然氣股份有限公司標(biāo)準(zhǔn)Q/SYRH3001-2002規(guī)定的方法柴油噴嘴剪切穩(wěn)定性指數(shù)SSI測(cè)定方法測(cè)定產(chǎn)品的剪切穩(wěn)定性指數(shù)，按照Q/SY RH3001-2002方法測(cè)定稠化能力，按照GB/T6540測(cè)定色度。
本發(fā)明潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，由于在基礎(chǔ)油和乙丙共聚物的混合體系中添加了碳鏈增強(qiáng)劑，向乙丙共聚物分子鏈上引入功能性基團(tuán)，強(qiáng)化了共聚物的易斷鏈部位，提高了潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的剪切穩(wěn)定性；本發(fā)明向上述體系中加入降解促進(jìn)劑，向鏈段引入自由基，在比較短的時(shí)間和比較低的溫度下，促使乙丙共聚物迅速降解；本發(fā)明向上述體系中加入了抗氧劑，抑制了油品的熱氧化反應(yīng)；本發(fā)明上述體系中乙丙共聚物的濃度很低，不會(huì)影響油品的清凈性。因此本發(fā)明的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的剪切穩(wěn)定性指數(shù)和增稠能力以及清凈性能同時(shí)得到兼顧，本發(fā)明的潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑其剪切穩(wěn)定性指數(shù)達(dá)5～26％，稠化能力達(dá)4.0～6.3厘斯，取得了較好的技術(shù)效果。
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1反應(yīng)設(shè)備有效容積25升的間歇攪拌罐，罐內(nèi)徑φ0.25米，高度0.6米，有垂直擋板4塊，罐中心攪拌軸上安裝了直徑φ0.1米的4片斜漿攪拌器，攪拌器轉(zhuǎn)速120rpm。罐內(nèi)置加熱盤管，用循環(huán)熱載體加熱，罐外設(shè)置了冷卻夾套，可以在反應(yīng)結(jié)束時(shí)，用冷卻水迅速降溫。罐底設(shè)置氣體分配盤管，供通空氣和氮?dú)馐褂?，罐頂有快開式加膠口。攪拌罐頂部有安全閥，排氣管上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)器。
潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)(1)將基礎(chǔ)油倒入攪拌罐，邊攪拌邊升溫，當(dāng)溫度達(dá)到150℃，打開加膠口，向罐內(nèi)加入切成塊狀的乙丙共聚物，以100毫升/分鐘的速度向罐底通入氮?dú)猓垢獌?nèi)壓力為0.02MPa表壓；以4℃/小時(shí)左右速度緩慢升溫、溶膠，溫度上升到165℃，溶膠結(jié)束。
(2)將碳鏈增強(qiáng)劑加入罐內(nèi)，165℃維持1小時(shí)，降溫至110℃，出料、裝桶。
(3)在灌裝口采樣，按照Q/SY RH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定柴油噴嘴剪切穩(wěn)定性指數(shù)和稠化能力，按照GB/T6540測(cè)定色度。
潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑中各組份及其重量含量見表1，其相應(yīng)的性能指標(biāo)以及與中國石油天然氣股份有限公司Q/SYRH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)RHY系列產(chǎn)品的稠化能力—剪切穩(wěn)定性指數(shù)的對(duì)比見表2。
實(shí)施例2潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)(1)將基礎(chǔ)油倒入實(shí)施例1中的攪拌罐，邊攪拌邊升溫，當(dāng)溫度達(dá)到140℃，打開加膠口，向罐內(nèi)加入切成塊狀的乙丙共聚物，以100毫升/分鐘的速度向罐底通入氮?dú)猓垢獌?nèi)壓力為0.04MPa表壓；以4℃/小時(shí)左右速度緩慢升溫、溶膠，溫度上升到165℃，溶膠結(jié)束。
(2)加入降解促進(jìn)劑，并且將通入罐底的氣體改為空氣，空氣通入量為300毫升/分鐘，緩慢升溫，保持5℃/小時(shí)升溫速度，降解3小時(shí)，溫度達(dá)到180℃，停止加熱，將通人氣體改為氮?dú)狻?br> (3)溫度下降并保持在145℃，將碳鏈增強(qiáng)劑加入罐內(nèi)，維持5小時(shí)，繼續(xù)降溫至110℃，出料、裝桶。
(4)在灌裝口采樣，按照Q/SY RH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定柴油噴嘴剪切穩(wěn)定性指數(shù)和稠化能力，按照GB/T6540測(cè)定色度。
潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑中各組份及其重量含量見表1，其相應(yīng)的性能指標(biāo)以及與中國石油天然氣股份有限公司Q/SYRH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)RHY系列產(chǎn)品的稠化能力—剪切穩(wěn)定性指數(shù)的對(duì)比見表2。
實(shí)施例3潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)(1)將基礎(chǔ)油倒入實(shí)施例1中的攪拌罐，邊攪拌邊升溫，當(dāng)溫度達(dá)到120℃，打開加膠口，向罐內(nèi)加入切成塊狀的乙丙共聚物，以100毫升/分鐘的速度向罐底通入氮?dú)?，使釜?nèi)壓力為0MPa表壓；以4℃/小時(shí)左右速度緩慢升溫、溶膠，溫度上升到165℃，溶膠結(jié)束。
(2)加入抗氧劑。
(3)將碳鏈增強(qiáng)劑加入罐內(nèi)，165℃維持4小時(shí)，降溫至110℃，出料、裝桶。
(4)采樣、分析檢驗(yàn)。在灌裝口采樣，按照Q/SY RH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定柴油噴嘴剪切穩(wěn)定性指數(shù)和稠化能力，按照GB/T6540測(cè)定色度。
潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑中各組份及其重量含量見表1，其相應(yīng)的性能指標(biāo)以及與中國石油天然氣股份有限公司Q/SYRH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)RHY系列產(chǎn)品的稠化能力—剪切穩(wěn)定性指數(shù)的對(duì)比見表2。
實(shí)施例4～8潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)(1)將基礎(chǔ)油倒入實(shí)施例1中攪拌罐，邊攪拌邊升溫，當(dāng)溫度達(dá)到110℃，打開加膠口，向罐內(nèi)加入切成塊狀的乙丙共聚物，以100毫升/分鐘的速度向罐底通入氮?dú)猓垢獌?nèi)壓力為0.02MPa表壓；以4℃/小時(shí)左右速度緩慢升溫、溶膠，溫度上升到140℃，溶膠結(jié)束。
(2)加入抗氧劑和降解促進(jìn)劑，并且將通入罐底的氣體改為氧氣，氧氣通入量為150毫升/分鐘，緩慢升溫，保持5℃/小時(shí)升溫速度，溫度達(dá)到180℃，停止加熱，將通人氣體改為氮?dú)狻?br> (3)用溫水降溫，溫度下降并保持在170℃，將碳鏈增強(qiáng)劑加入罐內(nèi)，維持1小時(shí)，繼續(xù)降溫至110℃，出料、裝桶。
(4)采樣、分析檢驗(yàn)。在灌裝口采樣，按照Q/SY RH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定柴油噴嘴剪切穩(wěn)定性指數(shù)和稠化能力，按照GB/T6540測(cè)定色度。
潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑中各組份及其重量含量見表1，其相應(yīng)的性能指標(biāo)以及與中國石油天然氣股份有限公司Q/SYRH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)RHY系列產(chǎn)品的稠化能力—剪切穩(wěn)定性指數(shù)的對(duì)比見表2。
由表1和表2可以看到，剪切穩(wěn)定性相近的產(chǎn)品，本發(fā)明的產(chǎn)品的稠化能力高于Q/SYRH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)RHY系列產(chǎn)品。而稠化能力相近的產(chǎn)品，本發(fā)明的產(chǎn)品的剪切穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于Q/SYRH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)RHY系列產(chǎn)品。同時(shí)，本發(fā)明的產(chǎn)品由于操作溫度低，反應(yīng)時(shí)間短，色度明顯優(yōu)于Q/SYRH3001-2002標(biāo)準(zhǔn)RHY系列產(chǎn)品。
表1 T5012，6-二叔丁基對(duì)甲酚；T5022，6-二叔丁基酚；T531N-苯基-α萘胺表2
權(quán)利要求
1.一種潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，1)先向反應(yīng)釜中加入基礎(chǔ)油，加熱至100℃～165℃時(shí)，加入乙丙共聚物，從釜底通入對(duì)乙丙共聚物呈惰性的氣體，使釜內(nèi)壓力為0～0.05MPa表壓，使乙丙共聚物完全溶解；2)在溫度為140～170℃條件下，向反應(yīng)釜中加入碳鏈增強(qiáng)劑，反應(yīng)1～10小時(shí)既得潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑；其中以重量百分比計(jì)，所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑包括以下組份a)1～25％的乙丙共聚物；b)0.0001～1.0％的碳鏈增強(qiáng)劑；c)余量的基礎(chǔ)油；其中乙丙共聚物是乙烯和丙烯共聚的二元共聚物；碳鏈增強(qiáng)劑選自鹵代烴、芳香腈或鹵代芳腈中的至少一種；基礎(chǔ)油在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度v100為2.5～10.0厘斯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于以重量百分比計(jì)，a)乙丙共聚物的用量范圍為3～20％；b)碳鏈增強(qiáng)劑的用量范圍為0.0005～0.5％；其中所述乙丙共聚物的重均分子量Mw＝1.0×105～2.5×105，重均分子量Mw與數(shù)均分子量Mn之比Mw/Mn＝0.5～2.5；所述鹵代烴選自鹵代芳烴；所述芳香腈選自苯甲腈、鄰苯二甲腈、間苯二甲腈或?qū)Ρ蕉纂嬷械闹辽僖环N；所述鹵代芳腈選自鄰氯苯甲腈、對(duì)氯苯甲腈、2，6-二氯苯甲腈、2，4-二氯苯甲腈或4-氯苯腈中的至少一種；所述基礎(chǔ)油在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度v100為4.5～8.0厘斯；潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑中還包括助溶劑，其中基礎(chǔ)油與助溶劑的重量比為0.2～5∶1；所述助溶劑為碳十芳烴餾分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于以重量百分比計(jì)，a)乙丙共聚物的用量范圍為5～15％；b)碳鏈增強(qiáng)劑的用量范圍為0.001～0.05％；其中所述乙丙共聚物重均分子量Mw與數(shù)均分子量Mn之比Mw/Mn＝1.5～1.8；所述鹵代芳烴選自溴代苯或氯代苯中的至少一種；所述基礎(chǔ)油在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度v100為4.5～6.0厘斯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述基礎(chǔ)油選自HVI100、MVI100、HVI150、MVI150中性油、40號(hào)變壓器油、20號(hào)透平油或20號(hào)機(jī)械油中的至少一種，基礎(chǔ)油在40℃下的運(yùn)動(dòng)粘度v40為15～40厘斯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于基礎(chǔ)油在40℃下的運(yùn)動(dòng)粘度v40為20～32厘斯。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述基礎(chǔ)油為HVI150中性油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于在步驟2)之前，待乙丙共聚物完全溶解后，加入抗氧劑、降解促進(jìn)劑或其混合物，且將對(duì)乙丙共聚物呈惰性的氣體換成氧氣或空氣，緩慢升溫至150～185℃，停止加熱，然后將氧氣或空氣換成對(duì)乙丙共聚物呈惰性的氣體；其中以重量百分比計(jì)，抗氧劑的用量為0.001～1％，降解促進(jìn)劑的用量為0.0001～0.5％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述抗氧劑為酚型或胺型抗氧劑；其中酚型抗氧劑選自2，6-二叔丁基對(duì)甲酚或2，6-二叔丁基酚中的至少一種；胺型抗氧劑選自N-苯基-α萘胺、烷基苯胺或萘胺中的至少一種；抗氧劑用量范圍以重量百分比計(jì)為0.01～0.2％；所述降解促進(jìn)劑為芳烴的過氧化物，降解促進(jìn)劑用量范圍以重量百分比計(jì)為0.001～0.1％。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述抗氧劑的用量范圍以重量百分比計(jì)為0.03～0.15％；所述降解促進(jìn)劑選自過氧化苯、過氧化甲苯、過氧化異丙苯或過氧化二異丙苯中的至少一種，其用量范圍以重量百分比計(jì)為0.005～0.05％。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述助溶劑為石腦油重整碳十芳烴餾分，基礎(chǔ)油與助溶劑的重量比為0.5～2∶1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的生產(chǎn)方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑價(jià)格過高，或者增稠能力、剪切穩(wěn)定性、油品清凈性不能兼顧的問題。通過采用先向反應(yīng)釜中加入基礎(chǔ)油，加熱至100℃～165℃時(shí)，加入乙丙共聚物，從釜底通入對(duì)乙丙共聚物呈惰性的氣體，使釜內(nèi)壓力為0～0.05MPa表壓，使乙丙共聚物完全溶解；然后在溫度為140～170℃條件下，向反應(yīng)釜中加入碳鏈增強(qiáng)劑，反應(yīng)1～10小時(shí)即得潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的技術(shù)方案較好地解決了該問題，可用于潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)C10N30/02GK1876781SQ20061002872
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者程文波, 姚亞平, 丁瑞昌, 史俊英 申請(qǐng)人:北京凱詩龍石化制品有限公司