[发明专利]一种制备mPAO中分离工艺的系统和方法

说明书

本发明涉及一种制备mPAO中分离工艺的系统和方法，主要解决现有技术存在反应产物分离效果差，产品品质低、无法达到工业规模的问题。采用本发明的系统和方法，通过吸附、过滤、一级、二级分子蒸馏分离，实现200～20,000吨/年商业化连续分离茂金属mPAO初产品。未反应α‑烯烃原料与α‑烯烃二聚体脱除率99％以上，且上述物料合并后回用以提高产品品质，由此高级润滑油mPAO产品粘度指数均大于180，较好地解决了上述问题，可应用于制备mPAO分离工艺中。

技术领域

本发明涉及高粘度润滑油分离技术领域，尤其涉及一种制备茂金属聚α烯烃mPAO分离工艺的系统和方法。

背景技术

聚α-烯烃，简称PAO合成油，是目前性能最佳的合成润滑油基础油，具有高粘度指数、低挥发性、低流动性、较好的剪切性能及优良的抗高温氧化性；与传统的矿物润滑油Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类基础油相比，PAO蒸发损失小、稳定性好，使用温度范围宽、与普通材料相容性好以及无毒性等优点。

mPAO是以茂金属催化体系催化聚合α-烯烃而得到的PAO合成油。通常情况下，传统PAO分子拥有突出的基干，从基干以无序方式，伸出短和长的侧链。而mPAO是在茂金属催化剂的单一手性活性中心的作用下，得到含有独特的梳状结构、无直立的侧链几何结构、分子量分布窄(Mw/Mn一般2.5)的长链α-烯烃聚合物。与传统的PAO相比，这种独特的聚合物分子结构拥有改进的流变特性和流动特征，从而可提供更好的剪切稳定性、较低的倾点和较高的粘度指数。这些特性决定了mPAO的使用是在高苛刻度的条件下，包括在高档汽车、航天、航海、军事、高速列车等领域。使用该产品能调配出具有更高剪切稳定性、粘度指数及更好的高低温性能成品润滑油。

在制备mPAO的过程中，为了获得茂金属PAO初产品，需从聚合反应液中分离出未反应的α-烯烃、α-烯烃二聚体与催化剂。对于反应产物的分离，一般采用蒸馏分离法。现有技术中的发明专利申请号201110120749.6一种高粘度聚α-烯烃合成油及其制备方法，公开了在实验室规模操作条件下，通过聚合反应、蒸馏及加氢精制，得到聚α-烯烃合成油产品，该产品粘度指数为156～168。发明专利申请号201210068685.4一种乙烯和α-烯烃共聚制备高粘度指数合成润滑油的方法和用途，公开了在高压釜式反应器中，α-烯烃原料与活性离子催化剂接触发生聚合反应，反应产物经过分离、加氢得到乙烯和α-烯烃共聚合成润滑油产品，该产品粘度指数为131～214。发明专利申请号201510943338.5一种高粘度指数的聚α-烯烃合成油的制备方法，公开了在实验室规模操作条件下，原料与低聚催化剂发生聚合反应，反应产物经过分离、蒸馏、加氢得到聚α-烯烃合成油产品，该产品粘度指数为151～167。

现有技术中的发明专利申请号201110120749.6和201510943338.5仅仅是实验室规模间歇制备聚α-烯烃合成油的方法，由于采用常规的常减压蒸馏分离方法，反应产物分离效果差，聚α-烯烃合成油粘度指数为151～168，产品品质低，一旦应用到大规模工业化工艺生产装置中，存在“放大效应”，商业化运行的技术效果更难以预料。发明专利申请号201210068685.4没有说明生产规模，同样也采用常规蒸馏分离方法，反应产物分离效果差，聚α-烯烃合成油粘度指数为131～214，产品质量不稳定，商业化运行的技术效果也难以预料。由此现有技术存在反应产物分离效果差，聚α-烯烃合成油产品品质低、无法达到商业化工业规模的问题。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的上述问题，提出一种制备mPAO中分离工艺的系统和方法。该系统和方法针对高粘度、高沸点聚α-烯烃反应产物的特点，采用高效分离设备并优化工艺流程以分离得到茂金属mPAO初产品，可实现公称规模200吨/年～20,000吨/年工业规模商业化连续生产茂金属mPAO初产品；具有分离效率高、产品品质好、能够商业化工业规模生产运行的优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：