润滑油降凝剂T818C的合成及其降凝作用

1、润滑油降凝剂 T818C 的合成及其降凝作用第 10 期 作者简介 :谢 书 胜 (1963- , 男 (汉 , 山 东 烟 台 人 , 副 教 授 级 高 工 , 主 要 从 事 煤 化 工 生 产 、 经 营 以 及 基 本 建 设 工 作 。*通讯联系人T818C (醋 酸 乙 烯 -富 马 酸 酯 高 聚 物 降 凝 剂 是一 种 新 型 的 润 滑 油 降 凝 剂 , 并 且 是 一 种 高 档 绿 色 环 保 新 型 的 石 油 添 加 剂 , 外 观 为 浅 黄 色 透 明 液 体 , 具 有 较 好 的 降 凝 、 增 粘 和 改 善 粘 度 指 数 的 性 能 1。T818C

2、 降 凝 剂 适 用 于 精 制 的 环 烷 基 、 石 蜡 基 基 础油 中 , 用 于 制 造 低 凝 固 点 、 中 高 档 各 种 润 滑 油 产 品 , 它 可 以 取 代 传 统 的 T803(聚 烯 烃 降 凝 剂 2, 该 产 品 的 色 泽 浅 , 降 凝 效 果 和 油 溶 性 特 好 , 适 用 范 围 广 , 且 添 加 量 仅 为 传 统 T803降 凝 剂 用 量 的 一 半 , 因 此 具 有 很 好 的 应 用 前 景 。T818系 列 降 凝 剂 根 据 降 凝 对 象 不 同 , 分 为 T818A 、 T818B 和 T818C 三 种 , 目 前 国 际

3、 上 T818系 列 降 凝 剂 技 术 主 要 为 美 国 EXXON 石 油 公 司 和 MOBIL 石 油 公 司 所 掌 握 , 已 经 大 规 模 应 用 。 而 国 内 润 滑 油 降 凝 剂 主 要 还 是 几 十 年 前 的 技 术 如 T602(聚 甲 基 丙 烯 酸 酯 , T803(聚 烯 烃 等 , 关 于T818系 列 降 凝 剂 的 合 成 方 法 国 内 和 降 凝 机 理 还 未 见 报 道 3。 本 文 主 要 介 绍 T818C 润 滑 油 降 凝 剂 。本 文 将 采 用 C8C26醇 和 富 马 酸 酯 化 的 方 法 制 备 了 高 碳 醇 富 马 酸

4、 酯 , 再 进 一 步 与 醋 酸 乙 烯 聚 合 生 成 醋 酸 乙 烯 -富 马 酸 酯 高 聚 物 ; 并 考 察 其 降 凝 效 果 与 降 凝 机 理 。1实 验 部 分1.1原 料C8C26醇 、 富 马 酸 、 醋 酸 乙 烯 均 为 工 业 品 , 甲苯 、 对 甲 苯 磺 酸 、 硫 酸 、 过 氧 化 苯 甲 酰 、 对 苯 二 酚 均 为 分 析 纯 试 剂 。1.2实 验 步 骤酯 化 反 应 4-6:将 装 有 冷 凝 回 流 装 置 的 三 口 烧瓶 中 按 比 例 加 入 混 合 醇 、 富 马 酸 、 携 水 剂 甲 苯 , 并 加 入 计 量 的 催 化 剂

5、 和 阻 聚 剂 对 苯 二 酚 , 控 温 在120 135 之 间 、 搅 拌 条 件 下 反 应 46h , 静 止 降温 至 60 , 减 压 蒸 出 溶 剂 甲 苯 , 回 收 。 调 温 至 70 80 , 用 5%的 氢 氧 化 钠 溶 液 洗 涤 三 遍 , 然 后 用 水 洗 涤 两 遍 , 使 最 终 洗 出 液 pH 值 降 到 89之 间 , 干 燥 得 到 纯 度 约 为 95%的 腊 状 高 碳 数 双 醇 富 马 酸酯 。聚 合 反 应 7,8:在 装 有 蒸 馏 装 置 的 四 口 烧 瓶 中 按 比 例 加 入 高 碳 数 富 马 酸 酯 、 醋 酸 乙 烯

6、和 引 发 剂 过 氧 化 苯 甲 酰 , 通 入 氮 气 做 保 护 气 , 控 温 7080 条 件 下 搅 拌 反 应 46h , 减 压 蒸 出 过 量 的 醋 酸乙 烯 , 回 收 。 在 四 口 烧 瓶 中 得 到 浅 黄 色 、 粘 稠 的 液 体 , 即 为 醋 酸 乙 烯 -富 马 酸 酯 高 聚 物 , 然 后 以 50:50与 基 础 油 混 合 后 即 得 T818C 润 滑 油 降 凝 剂 9,10。1.3凝 固 点 的 测 定基 础 油 加 剂 (降 凝 剂 添 加 量 为 0.5% 热 处 理后 , 参 照 GB510-77方 法 在 BLY 型 温 差 电 制

7、冷 凝 点 测 定 仪 上 测 定 其 凝 固 点 。 T818C 润 滑 油 降 凝 剂 对 几 种 主 要 基 础 油 的 降 凝 效 果 由 抚 顺 天 宇 石 油 添 加 剂 有 限 公 司 测 试 。2结 果 与 讨 论润滑油降凝剂 T818C 的合成及其降凝作用谢书 胜1邹 佩 良1史 瑾 燕1薛 永 强2(1. 兖 矿 集 团 煤 化 分 公 司山 东 邹 城 273500; 2. 太 原 理 工 大 学 化 学 化 工 学 院 山 西 太 原 030024摘 要 :本 文 研 究 了 润 滑 油 降 凝 剂 T818C (醋 酸 乙 烯 -富 马 酸 酯 高 聚 物 的 合 成

8、 , 考 察 了 该 降 凝 剂 对 国 内 几 种 主 要 基 础 油 的 降 凝 效 果 , 并 探 讨 了 其 降 凝 机 理 。 结 果 表 明 当 加 剂 量 为 3g/kg5g/kg时 , T818C 降 凝 剂 对 环 烷 基 基 础 油 和 石 蜡 基 基 础 油 均 具 有 很 好 的 降 凝 作 用 。文 献 标 识 码 :A文 章 编 号 :1672-8114(2008 10-0029-03·29·Chemical Intermediate 2008年第 10期 T818C /% /HVI-150 0.00 0 0.10 20 0.30 22 0.50

9、 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 马 酸 酯 高 聚 物 时 , 通 过 试 验 确 定 了 原 料 配 比 、 反 应 温 度 、 溶 剂 、 引 发 剂 、 催 化 剂 及 用 量 等 工 艺 条 件 , 制 备 出 了 T818C 降 凝 剂 ; 并 考 察 了 该 降 凝 剂 对

10、主 要 几 种 润 滑 油 基 础 油 的 降 凝 效 果 及 其 降 凝 机 理 。2.1降 凝 效 果用 以 上 合 成 的 降 凝 剂 , 对 辽 油 常 三 、 辽 油 减 二 、 辽 油 减 三 、 盘 锦 油 减 二 、 盘 锦 油 减 三 、 盘 锦 油 减 四 、 燕 山 HVI-150、 燕 山 HVI-350、 燕 山 HVI-500、 燕 山 HVI -650和 燕 山 HVI -120BS 基 础 油 进 行 了 降 凝 试 验 , 其 降 凝 效 果 见 表 1。表 1T818C 降 凝 剂 的 降 凝 效 果注 :降 凝 剂 加 剂 量 为 基 础 油 的 0.5%

11、。以 上 几 种 主 要 的 基 础 油 中 , 辽 油 及 盘 锦 油 系 列 为 环 烷 基 基 础 油 , 燕 山 HVI 系 列 为 石 蜡 基 基 础 油 。 由 表 1数 据 可 见 , 不 同 基 础 油 由 于 组 成 不 同 , 故 对 T818C 剂 的 感 受 性 (降 凝 效 果 不 同 。 T818C 对 环 烷 基 类 和 石 蜡 基 类 基 础 油 降 凝 效 果 都 较 好 , 其 中 对 环 烷 基 的 辽 油 常 三 和 石 蜡 基 的 燕 山 HVI-150作 用 效 果 最 为 明 显 , 降 低 凝 固 点 分 别 达 到 40 和 22 , 而 对

12、高 碳 环 烷 基 含 量 最 多 的 盘 锦 减 四 和 高 碳 石 蜡 含 量 最 高 的 燕 山 HVI -650的 作 用 效 果 最 差 , 分 别 降 低 了 15 和 9 。2.2加 剂 量 的 影 响降 凝 剂 的 加 入 量 有 一 个 最 佳 值 , 太 多 造 成 浪 费 , 太 少 作 用 不 明 显 。 根 据 笔 者 曾 经 发 表 过 的 数 据 , T818B 对 环 烷 基 基 础 油 的 最 佳 加 剂 量 为 0.3% 0.5%。 通 过 实 验 发 现 , 针 对 环 烷 基 基 础 油 , T818C 与 T818B 的 加 剂 量 一 致 , 都 为

13、 0.3%0.5%11。 对 几 种 石 蜡 基 基 础 油 进 行 的 最 佳 剂 量 的 试 验 结 果 见 表 2。表 2各 石 蜡 基 试 油 降 凝 度 ( SP 与 加 剂 量 关 系表 2表 明 , 对 石 蜡 基 基 础 油 , 随 加 剂 量 增 加 , 降 凝 度 增 加 。 但 加 剂 量 与 基 础 油 的 标 号 并 不 成 线 性 关 系 。 加 剂 量 在 0.30%0.50%的 降 凝 效 果 为 最 佳 。2.3降 凝 机 理关 于 降 凝 机 理 , 主 要 存 在 着 成 核 理 论 和 共 晶 理 论 两 种 , 我 们 认 为 用 共 晶 理 论 解

14、释 醋 酸 乙 烯 -富 马 酸 酯 高 聚 物 对 环 烷 基 润 滑 油 的 降 凝 作 用 比 较 合 理 。 在 不 加 降 凝 剂 时 , 凝 固 晶 体 为 二 维 生 长 ,X 、 Y 轴 方 向 的 生 长 速 率 过 快 , 结 晶 长 成 菱 形 片 状 , 长 大 至 200m 左 右 时 , 连 结 成 网 , 破 坏 了 油 品 的 流 动 性 。 加 入 本 剂 后 , 由 于 T818C 降 凝 剂 分 子 长 碳 侧 链 与 环 烷 基 分 子 , 中 短 侧 链 与 石 蜡 基 分 子 在 结 构 上 有 足 够 的 相 似 性 , 而 进 入 结 晶 的 晶

15、 格 中 , 取 代 了 晶 格 中 原 来 的 晶 核 而 发 生 了 共 晶 。 但 又 因 T818C 降 凝 剂 分 子 中 的 极 性 部 分 与 凝 固 晶 体 分 子 中 的 不 同 , 阻 碍 了 结 晶 在 X 、 Y 轴 方 向 的 生 长 , 却 相 对 加 快 了 结 晶 在 Z 轴 方 向 上 的 生 长 速 度 , 同 时 也 改 变 了 结 晶 的 形 状 , 使 晶 体 逐 渐 向 着 分 枝 多 的 树 枝 状 结 晶 方 向 发 展 。 T818C 降 凝 剂 加 入 后 , 在 促 进 结 晶 向 Z 轴 方 向 生 长 的 同 时 , 抑 制 了 向 X

16、 、 Y 轴 方 向 的 生 长 , 晶 型 由 不 规 则 的 块 状 向 四 棱 锥 、 四 棱 柱 形 转 变 。 这 种 结 晶 形 态 , 使 比 表 面 积 相 对 减 小 , 表 面 能 下 降 , 而 难 于 聚 集 形 成 三 维 网 状 结 构 12, 从 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 HVI-350 -9 -26 17 HVI-500 -10 -23 13 HVI-650 -8 -17 9 HVI-120BS

17、-8 -18 10 ·30·润滑油降凝剂 T818C 的合成及其降凝作用 第 10期3结 论T818C 降 凝 剂 对 环 烷 基 和 石 蜡 基 基 础 油 的 降 凝 作 用 均 非 常 显 著 , 其 最 佳 加 剂 量 为 基 础 油 质 量 的 0.30%0.50%。 T818C 的 降 凝 机 理 可 能 是 碳 链 范 围 比 较 广 泛 的 醋 酸 乙 烯 -富 马 酸 酯 高 聚 物 分 子 能 同 时 与 环 烷 基 、 石 蜡 基 共 晶 , 使 润 滑 油 难 于 聚 集 形 成 三 维 网 状 结 构 , 从 而 起 到 了 降 凝 作 用 。参

18、考 文 献 : 1 颜 志 光 . 润 滑 材 料 与 润 滑 技 术 M.北 京 :中 国 石 化 出 版 社 , 2001:5758. 2 秦 鹤 年 , 纪 杰 领 , 罗 大 慧 .T803B 的 降 凝 效 果 考 察 及 应 用 J.润 滑 油 , 1998, 13(5 :3741. 3 刘 文 君 , 徐 延 齐 , 姜 立 军 . 国 内 外 润 滑 油 添 加 剂 市 场 概 况 及 发 展 . 齐 鲁 石 油 化 工 , 2004,32(2:112114. 4 Esso Research and Engineering Company. Copolymers ofvinyl

19、 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 lubricant and distillate fuel additives. U.S. Patent, 8912

20、81.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 伟 男 , 梁 广 伦 . 丙 烯 酸 酯 和 马 来 酸 酐 二 元 共 聚 物 及 其 醇 解 胺 解

21、的 合 成 与 表 征 J.山 东 化 工 , 2003, 32(5 :37.Synthesis 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, ZouCheng ShanDong 273500, China;2.College of Chemistry and Chemical En

22、gineering, 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 fumarate -vinyl aceta