[发明专利]在反应性蒸馏塔内在烷基化和烷基转移的整合方法中通过选择改性酸固体催化剂获得用于冷却处理器的烷基芳烃合成润滑油的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种方法，在这种方法中在反应性催化蒸馏塔内在改性酸固体催化剂的存在下，通过芳族化合物例如苯、甲苯、乙苯和异丙苯与烯烃的多相烷基化反应，以及通过衍生的多烷基芳族化合物的烷基转移，来获得烷基芳族化合物，例如单-、二-和多烷基芳族。在一种实施方式中，所述烷基芳族化合物作为润滑性改善和性能系数提高的润滑油供冷却机、例如用于冷却系统的类型的封闭式压缩机应用。

发明背景

冷却系统中非环境友好的基于氯氟烃(CFC)的化合物的制冷液改变为氢氟烃(HFC)化合物并且后来用于基于烃(HC)的制冷液，需要根据所述冷却系统的压缩机中制冷液和润滑油之间物理化学适应的需要而改变用于这些冷却系统中的润滑油，以避免例如产生酸以及对于这种系统的完整性和效率的其他有害的组分的反应。

在这些冷却系统中使用烷基芳族化合物作为润滑油，需要开发对于在冷却机、如高效封闭式压缩机中应用来说物理化学特性更专一和有区分的这样的油，其表现出在制冷液中的溶解度高、在操作温度下粘度合适并且润滑性优异、机械阻力低并且摩擦系数低、操作温度范围宽、热稳定性高、是水解稳定的、起泡低、以及其他性质。(表1)

表1

烷基芳烃润滑油的规格

对具有这些改善特性的润滑油的长期寻找，技术上和经济上使得能够连续开发新的冷却系统，掩盖了在生产这样的系统中需要的机械方案的限制，提出了在降低能量消耗、噪音水平、振动水平、高度自主的操作可靠性以及一般材料的自身消耗中的持久挑战。

对于冷却系统来说，利用烷基苯润滑油的解决方案是本领域已知的(WO2007/003024)。

文献(Cooper，W.D.；DowningR.C.；和Gray，J.B，“AlkylBenzeneasaCompressorLubricant”(1974)国际压缩机工程会议-机械工程学院-氟利昂产品部(InternationalCompressorEngineeringConference-SchoolofMechanicalEngineering-FreonProductsDivision))介绍了利用烷基芳烃作为润滑油与链烷烃和环烷烃矿物油相比较的优点。

在全球商业规模中利用几种技术生产的烷基芳族化合物的工业制造通常通过芳族化合物与含有C₂至C₃₀碳原子的直链或支链烯烃的烷基化反应来发生，对于C₂至C₃、C₄至C₈、C₁₀至C₁₈和C₂₀至C₃₀范围内的纯的或其混合物具有更高的商业利益。工业上，生产所述烷基芳族化合物用于许多工业领域，从聚合单体至基础石化产品例如乙苯和丙苯，聚烯烃中的共聚单体，羰基合成醇、硫醇、环氧化物、胺和氧化胺、油、合成润滑剂、润滑添加剂、环氧化物、表面活性剂生产中的中间体，脂肪酸、烷基化芳族化合物、氢化低聚物的合成等等。芳族化合物用烯烃烷基化是持久开发和发展中重要的工业过程。

通常，在超过90％的全球工业设施中，获得所述烷基芳族化合物的方法通过均相催化的Friedel-Crafts反应发生，所述反应通过用C₁₀–C₁₃单烯烃对苯进行烷基化，路易斯酸——氢氟酸(HF)或三氯化铝(AlCl₃)作为催化剂，主要为通用清洁剂表面活性剂生产的工业领域生产直链烷基苯(LAB-C₁₀-C₁₃)。然而，使用这些极度腐蚀性和毒性的催化剂，已经受到在工业设备维护中并主要在职业和环境安全性方面需要小心的质疑，造成了新设施的改变以在这些方法中利用环境更为友好的固体酸催化剂。