[发明专利]聚α-烯烃合成油催化剂及制备方法

说明书

一种聚α‑烯烃合成油催化剂，包括如下组分：载体和活性组分，所述载体为多孔的无机载体，所述活性组分为金属氧化物和Lewis酸型金属盐。本发明还提供其制备方法，以所述金属氧化物的金属盐为原料，在去离子水中溶解，用所得的金属盐溶液浸渍在所述载体上，然后进行干燥，得到负载有金属盐的载体；将上述负载有金属盐的载体置于马弗炉中焙烧，得负载有金属氧化物的催化剂母体；然后将上述负载有金属氧化物的催化剂母体，加入含所述Lewis酸型金属盐的有机溶剂中进行负载，得到负载型双活性中心的催化剂。

技术领域

本发明涉及一种用于制备高粘度指数聚α-烯烃合成油基础油的负载型双活性中心催化剂及其制备方法。

背景技术

聚α-烯烃(PAO)合成油是目前性能最佳的合成润滑油基础油，具有高黏度指数、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基础油(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及无毒等特点，不仅在汽车、工业等民用行业应用广泛，更是航空、航天、军工等行业所用高档润滑油基础油的主要来源。

PAO一般是由C₆-C₂₀α-烯烃催化低聚合成的一类带有支链饱和的低聚物，其中1-癸烯是优选的材料，催化剂体系常用的有BF₃体系、Cr体系、Al化合物体系、Ziegler-Natta、茂金属以及离子液体等。选用不同类型的催化剂，对聚合物的收率、聚合度控制以及产品的性能有明显的影响。路易斯酸型催化剂制备的PAO合成油收率高、分子量分布窄，因此，国外选用BF₃和引发剂作为制备低粘度聚α-烯烃合成油的催化体系。但BF₃为气态，安全性较低，后处理复杂，催化剂不能多次利用。而采用BF₃络合物为催化剂，反应控制在30℃下，必须使用低参数冷剂来冷却反应器，难于工业化生产。茂金属和离子液体型催化剂价格昂贵，且聚合产物的重均分子量不稳定，使其应用受到限制。

我国早在70年代就开始生产合成烃油，但多使用蜡裂解烯烃，产品粘度指数低、热安定性差。90年代初，美孚石油公司为改进润滑油使用性能，以C₆-C₂₀线性α-烯烃为原料，开发出HVI-PAO工艺，在聚合条件下生成高粘度指数润滑油。粘度指数是润滑油基础油的一个重要性能指标，中国专利CN1948243A中提供了一种制备高粘度指数聚α-烯烃合成油的方法，在釜式反应器中，使α-癸烯原料与活性铬催化剂接触，并在0.1～2.0MPa、100～250℃下反应2～20h；其中所述催化剂为负载铬型，产品粘度指数大于190，但该方法中要求α-癸烯原料中的线性α-烯烃大重量百分比应不低于95％，水分含量应低于100ug/g，过氧化物含量应低于5ug/g。

在聚α-烯烃合成油的制备方法中，铝化合物也是常用的催化体系。专利CN1640859A和CN 103100419A均采用负载型有机铝化合物和作为促进剂的质子给体的二组分作为催化体系，进行聚合反应。区别在于选用的原料不同，前者使用常用的1-癸烯，而后者为混合癸烯。国际公布WO2006/071135A1专利中，在催化体系Al(O)HCl TBCh的作用下使α-烯烃异构化并低聚为高级烯烃或其混合物。

上述制备PAO的方法中，采用合适的催化体系可合成出粘度指数较高的PAO产品，尤其是负载铬催化体系，但对原料有所要求，一般为价格昂贵的1-癸烯，且对纯度要求较高。以非线性烯烃(如混合癸烯或其他支化α-烯烃)为原料，采用传统常规催化体系，聚合效果差，转化率低，产品粘度指数不高。因此，上述催化体系并不适用以非线性烯烃为原料用于高粘度指数PAO产品的合成。目前针对用于直接采用支化α-烯烃聚合制备高粘度指数PAO的催化剂鲜有报道。

发明内容

传统烯烃聚合制备PAO的催化剂用于支化α-烯烃聚合，齐聚效果差，转化率低，所得产品粘度指数低。本发明针对现有技术的不足，提供可用于支化α-烯烃制备具有高粘度指数PAO的负载型双活性中心催化剂及其制备方法。