[发明专利]合成聚α-烯烃润滑油基础油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成聚α-烯烃（PAO）润滑油基础油的方法。

背景技术

国内现有的用作机械防磨方面的润滑油多来自石油，石油型润滑油的性质通常取决于用于生产基础油的原油的性质及组成。尽管能够通过加氢等工艺改进基础油的组成和性质，在添加剂、调合工艺等方面也有所改进，但仍难以满足某些苛刻条件下的润滑要求。更为苛刻的使用条件要求润滑油具有更好的化学安定性、抗老化性能以及抗辐射性。与同粘度的矿物油相比，聚α-烯烃（PAO）合成润滑油基础油具有粘度指数高、闪点高、倾点低、低温流动性好、工作温度范围宽、蒸发损失小、高温稳定性好、氧化稳定性好、抗水解能力强、积炭少、无毒、且与矿物油相容性好等诸多优点，因此能够适应极端的温度环境，确保机械设备在苛刻的条件下发挥优异的性能，是广泛应用的一类合成润滑油基础油。

用于合成PAO的原料α-烯烃主要采用两种方法生产：乙烯齐聚法和石蜡裂解法。乙烯齐聚法所得产品全部由偶数碳α-烯烃组成，质量较好，产品的线性化程度高，是目前国外生产α-烯烃最主要的方法，利用该法生产的α-烯烃占整个世界范围内α-烯烃生产总量的90%以上。目前拥有乙烯齐聚法α-烯烃生产技术的公司主要包括美国Chevron Philllips、荷兰Shell、英国BP Amoco以及日本的Idemitsu等国外公司，其技术也被几家大公司所垄断。国内，一方面石蜡资源丰富，另一方面由于缺乏乙烯齐聚专利技术等因素的制约，用于合成PAO的原料α-烯烃主要采用石蜡裂解法制得，α-烯烃的聚合反应通常在AlCl₃和BF₃等Lewis酸阳离子型催化剂的作用下进行。

文献US4042488《Thermal cracking wax to normal alpha-olefins》较早地公开了采用热裂解的方法从石蜡原料中获取正构α-烯烃的方法，裂解所用原料蜡的碳数在C₁₈～C₃₆，其中C₁₈以下组分含量低于0.1wt%，C₃₆以上组分含量低于2.5wt%。裂解产品中正构α-烯烃的含量13～21.9wt%，碳数分布C₆～C₁₈。文献《Catalytic Synthesis of Higherα-Olefins by Paraffin Cracking》（Petroleum Chemistry，2010年50卷5期，368-372页）和《New Catalysts Based on the Heteropoly Acid-Zeolite System for the Synthesis of Higherα-Olefins by Paraffin Cracking》（Catalysis in Industry，2011年3卷1期，76-80页）均报道了改性天然沸石催化烷烃裂解制取较高碳数α-烯烃的方法。文献US20040068150A1《Process for upgrading Fischer-Tropsch syncrude using thermal cracking and oligomerization》公开了一种以Fischer-Tropsch合成蜡为原料裂解制取烯烃的方法。文献《Thermal Cracking of Fischer-Tropsch Waxes》（Industrial&Engineering Chemistry Research，2007年，第46卷，5516-5521页）报道了Fischer-Tropsch蜡在温和条件下的热裂解过程。

国内，文献CN1421424A《蜡裂解制α-烯烃的综合利用》公开了石油蜡裂解制备的正构α-烯烃进一步用于乙烯聚合及表面活性剂原料生产的方法，所用的裂解原料为含油量小于1.5wt%，溶剂含量小于0.02wt%的精白蜡，裂解产物为C₅～C₁₈的正构α-烯烃。文献CN1506442A《以蜡裂解烯烃生产8B航空喷气机润滑油与20号航空润滑油工艺》公开了一种蜡裂解烯烃同时生产8B航空喷气机润滑油与20号航空润滑油的工艺方法，采用半精炼蜡为裂解原料，分离出C₅～C₁₃烯烃，经重合、常减压分馏，同时生产8B航空喷气机润滑油与20号航空润滑油。文献《石蜡裂解制α-烯烃工艺技术研究》（现代化工，2007年，第27卷第7期，54-57页）报道了以优质54#半精炼石蜡为原料，采用二次注汽石蜡裂解技术生产高质量α-烯烃产品的方法。