[发明专利]一种高碱值(TBN300)合成烷基苯磺酸钙的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高碱值(TBN300)合成烷基苯磺酸钙的制备方法。

背景技术

高碱值(TBN300)合成烷基苯磺酸钙是润滑油添加剂的一种，是应用最广、用 量最大的润滑油清净剂，是调制中、高档内燃机油的主要添加剂组分。将其加 入到油品中，可有效的中和由于机件腐蚀、油品氧化而产生的酸性物质；与其 它添加剂复合，能提高润滑油的清净性和分散性能，分散和洗涤曲轴箱中的油 泥、漆膜和烟灰，清除发动机表面形成的沉积物，并使其保持清洁，延长发动 机的使用寿命，减少环境污染。

目前，制备高碱值(TBN300)合成烷基苯磺酸钙的方法有两类——“两步法” 合成工艺和“一步法”合成工艺。“两步法”合成工艺是：采用两个步骤制备高 碱值(TBN300)合成烷基苯磺酸钙。第一步，先合成低碱值(TBN25)或中碱值 (TBN150)合成烷基苯磺酸钙中间产品，即以生产洗涤剂的下脚料高沸物重烷基 苯为原料制得的磺酸、碱性钙、基础油及醇溶剂等为原料，以低碳醇、金属卤 化物、烷基酚和烷基酚盐等为促进剂，在45-65℃下进行中和反应。中和反应产 物或者经精制制得低碱值(TBN25)合成烷基苯磺酸钙，或者在45-54℃下与碱性 钙和二氧化碳进行碳酸化反应。碳酸化反应分二次进行，即碱性钙分二次加入， 二氧化碳以0.8-1.7L/min的速度分两次通入。碳酸化反应结束后，脱除溶剂， 制得粗产品，粗产品再加助滤剂过滤精制制得中碱值(TBN150)合成烷基苯磺酸 钙产品。第二步，合成高碱值(TBN300)合成烷基苯磺酸钙目的产品。即再以第 一步制得的低碱值或中碱值合成烷基苯磺酸钙、碱性钙、基础油和醇溶剂等为 主要原料，以低碳醇、金属卤化物、烷基酚、烷基酚盐及聚异丁烯基丁二酸酐酰 化剂等为促进剂，在45-54℃下与碱性钙和二氧化碳进行高碱碳酸化反应，高碱 化反应分2-3次进行，即碱性钙分2-3次加入，二氧化碳以0.8-1.7L/min的速 度分2-3次通入。高碱化反应结束后，脱除溶剂，制得粗产品，粗产品再加助 滤剂过滤精制制得高碱值(TBN300)合成烷基苯磺酸钙目的产品。这种方法采用 的磺酸原料是生产洗涤剂烷基苯的副产釜残高沸物重烷基苯经磺化而制得高沸 物重烷基苯磺酸，该磺酸纯度低(60％左右)；单取代含量低(12％左右)；双取代 含量高(54％左右)；非磺化物含量高(30％左右)，且分子量小(数均分子量 430-460)。以其为原料合成的高碱值(TBN300)合成烷基苯磺酸钙产品的油溶性、 抗泡性、高温热稳定性或清净性等使用性能差，不能满足汽车工业迅猛发展对 润滑油升级换代、节能或环保的要求。同时“两步法”生产工艺存在工艺技术 落后、生产操作繁琐、周期长及产品收率低等问题(US 5132033、US 4780224)。 用高沸物重烷基苯磺酸原料“两步法”工艺生产的高碱值(TBN300)合成烷基苯 磺酸钙产品的粘度大，一般在130-200mm²/s范围内；浊度大，一般在150-250JTU 范围；储存稳定性较差。

面对两步法工艺存在的问题，人们又提出了另一类方法——“一步法”合成 工艺，即以长链(C₁₈-C₂₄)异构烷基苯磺酸、碱性钙及中性油等为主要原料，分别 以芳烃、低碳醇或低碳(C₇-C₈)烷烃等为溶剂，以甲醇、氯化钙或烷基酚、氨等为 促进剂，在45-67℃下进行中和反应，中和反应物在45-58℃下再与碱性钙和二 氧化碳进行碳酸化反应，碳酸化反应分数次进行，即碱性钙分次加入，二氧化 碳以一定的流速分次通入。碳酸化反应结束后脱除溶剂，制得粗产品。粗产品再 进行精制制得高碱值(TBN300)合成烷基苯磺酸钙产品(EP 645444、US 5132033、EP 949322、US 4880550、EP 354621、GB 1134608)。该“一步法”工艺虽然解决了 “两步法”工艺存在的技术落后、操作复杂、生产周期长、产品收率低、产品 质量差和使用性能差等问题，但产品的抗泡性差，生产成本和产品价格高，难以 被用户接受。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种高碱值(TBN300) 合成烷基苯磺酸钙的制备方法，该方法采用长链线型烷基苯磺酸和高沸物重烷 基苯磺酸的混合磺酸为原料，工序简单、收率高、加工成本低，制得的产品综 合性能好。

本发明的技术解决方案为：