[发明专利]生产支链烃的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种生产支链饱和烃且特别是基于生物原料的高品质饱和基础 油的方法。该方法包含这样的步骤：其中对生物来源的原料进行缩合，以及随 后使其经历一个结合的催化加氢去功能化和异构化步骤。

技术现状

基础油通常用于制造润滑剂，例如汽车润滑油，工业润滑剂和润滑脂。它 们也用作操作油，白油和金属加工油。成品润滑剂通常由润滑基础油和添加剂 组成。基础油是成品润滑剂的主要组分，并且它们显著地有助于提高成品润滑 剂的性能。

如今按照美国石油学会(API)的分类，III组或IV组基础油用于高品质润 滑剂中。III组基础油是具有非常高粘度指数(VHVI)的基础油，其通过现代方 法由原油生产，即通过加氢裂化和/或蜡质线性烷烃的异构化得到具有所需分子 尺寸和重量分布从而获得低挥发性和改善的冷流特性的支链烷烃。III组基础油 也包括从基于矿物油处理馏分的软蜡烷烃，和通过费-托合成得到的由天然气 变液(GTL)蜡和(生物质变液)BTL蜡中生产的基础油。IV组中的高品质基础 油是具有调控完好的星形分子结构和极窄的分子量分布的合成聚α烯烃(PAO)。

类似的分类还被ATIEL(欧洲润滑油工业技术协会或欧洲润滑剂工业技术协 会)采用，所述分类还包括VI组：聚内烯烃(PIO)。除了官方分类以外，本领 域也常使用II+组，本组包括粘度指数大于110，但是低于120的饱和且无硫基 础油。根据这些分类，饱和烃包括链烷烃和脂环烃化合物，但不包括芳烃化合 物。API基础油分类如下表1中所示。

表1.API基础油分类

根据API 1509，对于基料还可以使用定义如：“基料为由单一制造商按照相 同规格(与原料来源或制造商位置无关)生产的润滑剂组分；其满足相同的制 造商规格；并由独特的配方、产品识别号或两者共同来标识。基料可以使用各 种不同的方法制造。”基础油为用于API特许油的基料或基料共混物。已知的基 料类型为1)矿物油(链烷烃、脂环烃、芳烃)，2)合成油(聚α烯烃、烷基化 芳烃、二酯、多元醇酯、聚亚烷基二醇、磷酸酯、硅氧烷)，和3)植物油。

很长一段时间以来，尤其是汽车工业需要润滑剂和由此的具有改进技术特 性的基础油。逐渐地，成品润滑剂的规范需要产品具有优异的低温特性，高氧 化稳定性和低挥发性。通常润滑基础油为在100℃下的运动粘度(KV100，在100 ℃下测得的运动粘度)为约3mm²/s或更大；倾点(PP)为约-12℃或更低；以 及粘度指数(VI)为约120或更大的基础油。除了低倾点以外，还需要多级机 油的低温流动性从而保证在寒冷的天气中发动机容易启动。

通常要求润滑剂的使用寿命尽可能的长，从而避免最终用户频繁的更换发 动机油，并且进一步可以延长车辆的保养间隔。在过去几年中，载客汽车的发 动机油更换间隔已经提高了约五倍，最多为50,000km。对于重型车辆，发动机 油更换间隔目前已经处于100,000km的水平。与此同时，控制使用添加剂来提 高油性能的规定也更加严格。

通常应用的抗磨添加剂为有机金属盐，例如二烷基二硫代磷酸锌，其通常 简写为ZDDP，ZnDTP或ZDP。通常ZDDP添加剂在矿物油基的发动机润滑剂中的 重量百分含量范围大约在2和15％之间。高百分含量的添加剂的目的是补偿基础 油不足的品质。

此外，矿物油基的I和I I组基础油通常含有过高浓度的芳烃、硫和氮化合 物，并且进一步，它们还具有高挥发性和适中的粘度指数(VI)，即粘度-温度 依赖性。然而，车辆中催化转化器和颗粒过滤器更多的应用限制了含硫、磷和 金属的添加剂以及含有这类化合物的基础油在高品质发动机润滑剂制造中的应 用。

在润滑剂的生产中利用循环油和可再生的原料已经成为受人关注的课题。 目前，只有酯用于生物来源的市售润滑剂。所述酯的使用限于一些特殊应用， 例如制冷压缩机润滑剂用油，可生物降解的液压油，用于金属加工的链锯油和 流体。由于酯基基础油的不稳定性，它们的应用主要限于添加剂规模。