[发明专利]优质润滑剂或润滑剂调和油料的制备和配制方法

说明书

发明背景 

烯烃低聚物和相对长链的烯烃可用于生产高价值的润滑剂组分或调和油料(blendstocks)。在上述任一种用途中，使用烯烃低聚物所存在的一个问题是烯属双键是不想要的。烯属双键在燃料和润滑剂中都会产生问题。烯烃低聚物还会低聚生成“胶质”沉积在燃料中。燃料中的烯烃还与空气结合带来品质问题。烯烃也可被氧化，这是润滑剂中的特殊问题。使这些问题最小化的一个方法是对一些或全部双键进行加氢以生成饱和烃。做到这一点的方法在美国公开的申请US2001/0001804中有述，通过参考将其全文引入本文。加氢可以是使润滑剂或燃料中的烯烃浓度最小化的有效方法，然而，加氢需要氢气和加氢反应催化剂的存在，二者都是很贵的。而且过度加氢会导致加氢裂化。随着人们试图对烯烃加氢至日益降低的浓度，加氢裂化会增加。加氢裂化一般是不希望的，因为它产生较低分子量物质，而低聚的目标是生产更高分子量的物质。从大方向来看，通常优选增加而不是降低物质的平均分子量。因此，采用加氢方法时，希望尽可能完全对烯烃加氢，同时使任何加氢裂化或加氢脱烷基化最小化。这注定是困难的，往往需要折衷。 

略微支化的烃物料的加氢裂化也可以导致较少地支化。裂化往往偏好在叔位和仲位上发生。例如，支化的烃可在仲位上裂化，生成两个以上线性分子，从大方向来讲这也是不想要的。 

潜在地，离子液体催化剂体系可用于烯烃(例如正构α-烯烃)的低聚以制备烯烃低聚物。美国专利6395948描述了离子液体催化剂用来制备聚α-烯烃的用途，通过参考将其全文引入本文。公布的申请EP791643公开了α-烯烃在离子液体中的低聚方法。 

离子液体催化剂体系也用于异链烷烃-烯烃烷基化反应。美国专 利5750455和6028024公开了由烯烃对异链烷烃进行烷基化的方法。 

希望具有用来制备低不饱和度(低双键浓度)的润滑剂或润滑剂起始物质的方法，从而降低对完全加氢的需要，同时优选维持或更优选增加所述物质的平均分子量和支化程度，同时也提高所述产物的润滑剂性质。本发明提供了新方法和刚好具有这些合意特征的新组合物。 

发明概述 

本发明提供了润滑剂或润滑剂组分的制备方法，该方法通过烯烃的低聚来制备具有合意的链长范围的烯烃低聚物并通过用异链烷烃来烷基化所述烯烃低聚物来“封端”(烷基化)所述烯烃低聚物的至少一部分剩余双键。 

本发明的具体实施方案提供了润滑剂或润滑剂组分的制备方法，包括：在低聚条件下、在离子液体低聚区内使包含一种或多种烯烃的原料低聚以生成低聚物；在烷基化条件下、在离子液体烷基化区、在异链烷烃的存在下烷基化所述低聚物以生成烷基化的低聚产物，其中所述烷基化的低聚产物的浊点小于-50℃、粘度指数至少为134、和由模拟蒸馏(SIMDIST)所测的T90和T10沸点间的差至少为225°F。在具体的实施方案中，所述低聚反应可以与所述烷基化同时发生(即所述低聚区和所述烷基化区是同一个区)或者所述低聚和所述烷基化可在不同的区域中优选在对于每一个区域的最佳条件下发生。 

在本发明的另一个实施方案中，公开了润滑剂组分或基础油，其包含：小于-50℃的浊点；至少为134的粘度指数；至少为300°F的由SIMDIST所测的T90和T10沸点间的差；和小于0.2的溴值。 

两个或多个烯烃分子的低聚生成烯烃低聚物，其中所述烯烃低聚物通常包含具有一个剩余双键的长的支链分子。本发明提供了降低双键浓度并且同时提高所希望的燃料或润滑剂品质的新方法。本发明也降低了为获得具有低烯烃浓度的合意产物而需要的加氢精制的量。所述烯烃浓度可以通过溴指数或溴值来测定。溴值可以通过ASTMD 1159测试来测定。溴指数可以通过ASTM D 2710来测定。在此引用ASTM D1159和ASTM D 2710测试方法的全部内容作为参考。溴指数是在测试条件下与100g样品有效地反应的溴(Br₂)的毫克数。溴值是在测试条件下与100g样品有效地反应的溴的克数。

在本发明的优选的实施方案中，将HCl或直接或间接提供质子的组分加入到所述反应混合物中。尽管不想受限于理论，但据信布朗斯台德酸(例如HCl)的存在大大增加了所述离子液体催化剂体系的酸度并因此增加了所述离子液体催化剂体系的活性。