潤滑油降凝劑T818C的合成及其降凝作用

1、潤滑油降凝劑 T818C 的合成及其降凝作用第 10 期 作者簡介 :謝 書 勝 (1963- , 男 (漢 , 山 東 煙 臺 人 , 副 教 授 級 高 工 , 主 要 從 事 煤 化 工 生 產(chǎn) 、 經(jīng) 營 以 及 基 本 建 設(shè) 工 作 。*通訊聯(lián)系人T818C (醋 酸 乙 烯 -富 馬 酸 酯 高 聚 物 降 凝 劑 是一 種 新 型 的 潤 滑 油 降 凝 劑 , 并 且 是 一 種 高 檔 綠 色 環(huán) 保 新 型 的 石 油 添 加 劑 , 外 觀 為 淺 黃 色 透 明 液 體 , 具 有 較 好 的 降 凝 、 增 粘 和 改 善 粘 度 指 數(shù) 的 性 能 1。T818C

2、 降 凝 劑 適 用 于 精 制 的 環(huán) 烷 基 、 石 蠟 基 基 礎(chǔ)油 中 , 用 于 制 造 低 凝 固 點 、 中 高 檔 各 種 潤 滑 油 產(chǎn) 品 , 它 可 以 取 代 傳 統(tǒng) 的 T803(聚 烯 烴 降 凝 劑 2, 該 產(chǎn) 品 的 色 澤 淺 , 降 凝 效 果 和 油 溶 性 特 好 , 適 用 范 圍 廣 , 且 添 加 量 僅 為 傳 統(tǒng) T803降 凝 劑 用 量 的 一 半 , 因 此 具 有 很 好 的 應(yīng) 用 前 景 。T818系 列 降 凝 劑 根 據(jù) 降 凝 對 象 不 同 , 分 為 T818A 、 T818B 和 T818C 三 種 , 目 前 國 際

3、 上 T818系 列 降 凝 劑 技 術(shù) 主 要 為 美 國 EXXON 石 油 公 司 和 MOBIL 石 油 公 司 所 掌 握 , 已 經(jīng) 大 規(guī) 模 應(yīng) 用 。 而 國 內(nèi) 潤 滑 油 降 凝 劑 主 要 還 是 幾 十 年 前 的 技 術(shù) 如 T602(聚 甲 基 丙 烯 酸 酯 , T803(聚 烯 烴 等 , 關(guān) 于T818系 列 降 凝 劑 的 合 成 方 法 國 內(nèi) 和 降 凝 機 理 還 未 見 報 道 3。 本 文 主 要 介 紹 T818C 潤 滑 油 降 凝 劑 。本 文 將 采 用 C8C26醇 和 富 馬 酸 酯 化 的 方 法 制 備 了 高 碳 醇 富 馬 酸

4、 酯 , 再 進(jìn) 一 步 與 醋 酸 乙 烯 聚 合 生 成 醋 酸 乙 烯 -富 馬 酸 酯 高 聚 物 ; 并 考 察 其 降 凝 效 果 與 降 凝 機 理 。1實 驗 部 分1.1原 料C8C26醇 、 富 馬 酸 、 醋 酸 乙 烯 均 為 工 業(yè) 品 , 甲苯 、 對 甲 苯 磺 酸 、 硫 酸 、 過 氧 化 苯 甲 酰 、 對 苯 二 酚 均 為 分 析 純 試 劑 。1.2實 驗 步 驟酯 化 反 應(yīng) 4-6:將 裝 有 冷 凝 回 流 裝 置 的 三 口 燒瓶 中 按 比 例 加 入 混 合 醇 、 富 馬 酸 、 攜 水 劑 甲 苯 , 并 加 入 計 量 的 催 化 劑

5、 和 阻 聚 劑 對 苯 二 酚 , 控 溫 在120 135 之 間 、 攪 拌 條 件 下 反 應(yīng) 46h , 靜 止 降溫 至 60 , 減 壓 蒸 出 溶 劑 甲 苯 , 回 收 。 調(diào) 溫 至 70 80 , 用 5%的 氫 氧 化 鈉 溶 液 洗 滌 三 遍 , 然 后 用 水 洗 滌 兩 遍 , 使 最 終 洗 出 液 pH 值 降 到 89之 間 , 干 燥 得 到 純 度 約 為 95%的 臘 狀 高 碳 數(shù) 雙 醇 富 馬 酸酯 。聚 合 反 應(yīng) 7,8:在 裝 有 蒸 餾 裝 置 的 四 口 燒 瓶 中 按 比 例 加 入 高 碳 數(shù) 富 馬 酸 酯 、 醋 酸 乙 烯

6、和 引 發(fā) 劑 過 氧 化 苯 甲 酰 , 通 入 氮 氣 做 保 護(hù) 氣 , 控 溫 7080 條 件 下 攪 拌 反 應(yīng) 46h , 減 壓 蒸 出 過 量 的 醋 酸乙 烯 , 回 收 。 在 四 口 燒 瓶 中 得 到 淺 黃 色 、 粘 稠 的 液 體 , 即 為 醋 酸 乙 烯 -富 馬 酸 酯 高 聚 物 , 然 后 以 50:50與 基 礎(chǔ) 油 混 合 后 即 得 T818C 潤 滑 油 降 凝 劑 9,10。1.3凝 固 點 的 測 定基 礎(chǔ) 油 加 劑 (降 凝 劑 添 加 量 為 0.5% 熱 處 理后 , 參 照 GB510-77方 法 在 BLY 型 溫 差 電 制

7、冷 凝 點 測 定 儀 上 測 定 其 凝 固 點 。 T818C 潤 滑 油 降 凝 劑 對 幾 種 主 要 基 礎(chǔ) 油 的 降 凝 效 果 由 撫 順 天 宇 石 油 添 加 劑 有 限 公 司 測 試 。2結(jié) 果 與 討 論潤滑油降凝劑 T818C 的合成及其降凝作用謝書 勝1鄒 佩 良1史 瑾 燕1薛 永 強2(1. 兗 礦 集 團(tuán) 煤 化 分 公 司山 東 鄒 城 273500; 2. 太 原 理 工 大 學(xué) 化 學(xué) 化 工 學(xué) 院 山 西 太 原 030024摘 要 :本 文 研 究 了 潤 滑 油 降 凝 劑 T818C (醋 酸 乙 烯 -富 馬 酸 酯 高 聚 物 的 合 成

8、 , 考 察 了 該 降 凝 劑 對 國 內(nèi) 幾 種 主 要 基 礎(chǔ) 油 的 降 凝 效 果 , 并 探 討 了 其 降 凝 機 理 。 結(jié) 果 表 明 當(dāng) 加 劑 量 為 3g/kg5g/kg時 , T818C 降 凝 劑 對 環(huán) 烷 基 基 礎(chǔ) 油 和 石 蠟 基 基 礎(chǔ) 油 均 具 有 很 好 的 降 凝 作 用 。關(guān) 鍵 詞 :潤 滑 油 降 凝 劑 醋 酸 乙 烯 -富 馬 酸 酯 高 聚 物 合 成 應(yīng) 用 機 理 中 圖 分 類 號 :TQ314.258文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 碼 :A文 章 編 號 :1672-8114(2008 10-0029-0329Chemical Interme

9、diate 2008年第 10期 T818C /% /HVI-150 0.00 0 0.10 20 0.30 22 0.50 21HVI-350 0.00 0 0.10 6 0.30 13 0.50 17HVI-500 0.00 0 0.10 4 0.30 10 0.50 13HVI-650 0.00 0 0.10 3 0.30 7 0.50 9HVI-120BS 0.00 0 0.10 4 0.30 10 0.50 10作 者 在 合 成 醋 酸 乙 烯 -富 馬 酸 酯 高 聚 物 時 , 通 過 試 驗 確 定 了 原 料 配 比 、 反 應(yīng) 溫 度 、 溶 劑 、 引 發(fā) 劑 、 催

10、化 劑 及 用 量 等 工 藝 條 件 , 制 備 出 了 T818C 降 凝 劑 ; 并 考 察 了 該 降 凝 劑 對 主 要 幾 種 潤 滑 油 基 礎(chǔ) 油 的 降 凝 效 果 及 其 降 凝 機 理 。2.1降 凝 效 果用 以 上 合 成 的 降 凝 劑 , 對 遼 油 常 三 、 遼 油 減 二 、 遼 油 減 三 、 盤 錦 油 減 二 、 盤 錦 油 減 三 、 盤 錦 油 減 四 、 燕 山 HVI-150、 燕 山 HVI-350、 燕 山 HVI-500、 燕 山 HVI -650和 燕 山 HVI -120BS 基 礎(chǔ) 油 進(jìn) 行 了 降 凝 試 驗 , 其 降 凝 效

11、 果 見 表 1。表 1T818C 降 凝 劑 的 降 凝 效 果注 :降 凝 劑 加 劑 量 為 基 礎(chǔ) 油 的 0.5%。以 上 幾 種 主 要 的 基 礎(chǔ) 油 中 , 遼 油 及 盤 錦 油 系 列 為 環(huán) 烷 基 基 礎(chǔ) 油 , 燕 山 HVI 系 列 為 石 蠟 基 基 礎(chǔ) 油 。 由 表 1數(shù) 據(jù) 可 見 , 不 同 基 礎(chǔ) 油 由 于 組 成 不 同 , 故 對 T818C 劑 的 感 受 性 (降 凝 效 果 不 同 。 T818C 對 環(huán) 烷 基 類 和 石 蠟 基 類 基 礎(chǔ) 油 降 凝 效 果 都 較 好 , 其 中 對 環(huán) 烷 基 的 遼 油 常 三 和 石 蠟 基 的

12、 燕 山 HVI-150作 用 效 果 最 為 明 顯 , 降 低 凝 固 點 分 別 達(dá) 到 40 和 22 , 而 對 高 碳 環(huán) 烷 基 含 量 最 多 的 盤 錦 減 四 和 高 碳 石 蠟 含 量 最 高 的 燕 山 HVI -650的 作 用 效 果 最 差 , 分 別 降 低 了 15 和 9 。2.2加 劑 量 的 影 響降 凝 劑 的 加 入 量 有 一 個 最 佳 值 , 太 多 造 成 浪 費 , 太 少 作 用 不 明 顯 。 根 據(jù) 筆 者 曾 經(jīng) 發(fā) 表 過 的 數(shù) 據(jù) , T818B 對 環(huán) 烷 基 基 礎(chǔ) 油 的 最 佳 加 劑 量 為 0.3% 0.5%。 通

13、 過 實 驗 發(fā) 現(xiàn) , 針 對 環(huán) 烷 基 基 礎(chǔ) 油 , T818C 與 T818B 的 加 劑 量 一 致 , 都 為 0.3%0.5%11。 對 幾 種 石 蠟 基 基 礎(chǔ) 油 進(jìn) 行 的 最 佳 劑 量 的 試 驗 結(jié) 果 見 表 2。表 2各 石 蠟 基 試 油 降 凝 度 ( SP 與 加 劑 量 關(guān) 系表 2表 明 , 對 石 蠟 基 基 礎(chǔ) 油 , 隨 加 劑 量 增 加 , 降 凝 度 增 加 。 但 加 劑 量 與 基 礎(chǔ) 油 的 標(biāo) 號 并 不 成 線 性 關(guān) 系 。 加 劑 量 在 0.30%0.50%的 降 凝 效 果 為 最 佳 。2.3降 凝 機 理關(guān) 于 降

14、凝 機 理 , 主 要 存 在 著 成 核 理 論 和 共 晶 理 論 兩 種 , 我 們 認(rèn) 為 用 共 晶 理 論 解 釋 醋 酸 乙 烯 -富 馬 酸 酯 高 聚 物 對 環(huán) 烷 基 潤 滑 油 的 降 凝 作 用 比 較 合 理 。 在 不 加 降 凝 劑 時 , 凝 固 晶 體 為 二 維 生 長 ,X 、 Y 軸 方 向 的 生 長 速 率 過 快 , 結(jié) 晶 長 成 菱 形 片 狀 , 長 大 至 200m 左 右 時 , 連 結(jié) 成 網(wǎng) , 破 壞 了 油 品 的 流 動 性 。 加 入 本 劑 后 , 由 于 T818C 降 凝 劑 分 子 長 碳 側(cè) 鏈 與 環(huán) 烷 基 分

15、 子 , 中 短 側(cè) 鏈 與 石 蠟 基 分 子 在 結(jié) 構(gòu) 上 有 足 夠 的 相 似 性 , 而 進(jìn) 入 結(jié) 晶 的 晶 格 中 , 取 代 了 晶 格 中 原 來 的 晶 核 而 發(fā) 生 了 共 晶 。 但 又 因 T818C 降 凝 劑 分 子 中 的 極 性 部 分 與 凝 固 晶 體 分 子 中 的 不 同 , 阻 礙 了 結(jié) 晶 在 X 、 Y 軸 方 向 的 生 長 , 卻 相 對 加 快 了 結(jié) 晶 在 Z 軸 方 向 上 的 生 長 速 度 , 同 時 也 改 變 了 結(jié) 晶 的 形 狀 , 使 晶 體 逐 漸 向 著 分 枝 多 的 樹 枝 狀 結(jié) 晶 方 向 發(fā) 展 。

16、 T818C 降 凝 劑 加 入 后 , 在 促 進(jìn) 結(jié) 晶 向 Z 軸 方 向 生 長 的 同 時 , 抑 制 了 向 X 、 Y 軸 方 向 的 生 長 , 晶 型 由 不 規(guī) 則 的 塊 狀 向 四 棱 錐 、 四 棱 柱 形 轉(zhuǎn) 變 。 這 種 結(jié) 晶 形 態(tài) , 使 比 表 面 積 相 對 減 小 , 表 面 能 下 降 , 而 難 于 聚 集 形 成 三 維 網(wǎng) 狀 結(jié) 構(gòu) 12, 從 而 起 到 了 降 凝 作 用 。/ / / -2 -42 40 3 -32 35 8 -18 26 1 -24 25 7 -15 22 5 -10 15 HVI-150 -11 -33 22 HV

17、I-350 -9 -26 17 HVI-500 -10 -23 13 HVI-650 -8 -17 9 HVI-120BS -8 -18 10 30潤滑油降凝劑 T818C 的合成及其降凝作用 第 10期3結(jié) 論T818C 降 凝 劑 對 環(huán) 烷 基 和 石 蠟 基 基 礎(chǔ) 油 的 降 凝 作 用 均 非 常 顯 著 , 其 最 佳 加 劑 量 為 基 礎(chǔ) 油 質(zhì) 量 的 0.30%0.50%。 T818C 的 降 凝 機 理 可 能 是 碳 鏈 范 圍 比 較 廣 泛 的 醋 酸 乙 烯 -富 馬 酸 酯 高 聚 物 分 子 能 同 時 與 環(huán) 烷 基 、 石 蠟 基 共 晶 , 使 潤 滑

18、 油 難 于 聚 集 形 成 三 維 網(wǎng) 狀 結(jié) 構(gòu) , 從 而 起 到 了 降 凝 作 用 。參 考 文 獻(xiàn) : 1 顏 志 光 . 潤 滑 材 料 與 潤 滑 技 術(shù) M.北 京 :中 國 石 化 出 版 社 , 2001:5758. 2 秦 鶴 年 , 紀(jì) 杰 領(lǐng) , 羅 大 慧 .T803B 的 降 凝 效 果 考 察 及 應(yīng) 用 J.潤 滑 油 , 1998, 13(5 :3741. 3 劉 文 君 , 徐 延 齊 , 姜 立 軍 . 國 內(nèi) 外 潤 滑 油 添 加 劑 市 場 概 況 及 發(fā) 展 . 齊 魯 石 油 化 工 , 2004,32(2:112114. 4 Esso Re

19、search and Engineering Company. Copolymers ofvinyl acetate and fumarate. U.S. Patent, 806906.Jan.7,1959. 5 Esso Research and Engineering Company. Copolymers of vinyl acetate and fumarate. U.S. Patent, 804029.Nov.5,1958. 6 Esso Research and Engineering Company. Improved process for preparing lubrican

20、t and distillate fuel additives. U.S. Patent, 891281.Mar.14,1962. 7 Esso Research and Engineering Company. Enhancing low temperature flow properties of fuel oil. U.S. Patent, 1264684. Feb.23,1972. 8 Esso Research and Engineering Company. Copolymers. U.S. Patent, 1124437.Aug.21,1968. 9 薛 兆 民 , 李 偉 男

21、, 梁 廣 倫 . 丙 烯 酸 酯 和 馬 來 酸 酐 二 元 共 聚 物 及 其 醇 解 胺 解 的 合 成 與 表 征 J.山 東 化 工 , 2003, 32(5 :37.收 稿 日 期 :2008.07.29Synthesis of T818C pour point depressant and the effects on pour point depression for lube oilXie Shusheng 1Zou Peiliang 1Shi Jinyan 1Xue Yongqiang 2(1.CoalChemical Branch of YanKuang Group, Z

22、ouCheng ShanDong 273500, China;2.College of Chemistry and Chemical Engineering, TaiYuan Univ. of Technology, TaiYuan ShanXi 030024, ChinaAbstract :T818C pour point depressant for lube oil (dibehenylfumarate -vinyl acetatecopolymers was synthesized, the effects on pour point depression were tested, and the depressing mechanism was discussed in the paper. The results show that the T818C depressant can depress the pour points of naphthenic and waxy lube oils separately by 1540 and 922 when containing 3g/kg5g/kgadditive.Keywords :lube oil; pour point depressant; dibehenyl fum