[发明专利]低粘度聚α-烯烃的制备方法和装置

说明书

本发明涉及低粘度聚α‑烯烃领域，公开了低粘度聚α‑烯烃的制备方法和装置。所述方法包括：将聚合单体在催化剂存在下进行主聚合反应、副聚合反应，以及将获得产物进行分离的步骤，其中，所述催化剂包括催化剂A和催化剂B，所述催化剂B分为催化剂B1、B2和B3，其中，所述催化剂A加入主聚合反应，所述催化剂B1、B2和B3分别加入所述主聚合反应、副聚合反应和分离步骤中。采用本发明的制备方法，能够实现将大部分催化剂的回收利用，极大减少聚α‑烯烃制备中产生的污染，并提高生产效率，提高PAO4以及PAO6的收率，获得质量更高的产品。

技术领域

本发明涉及聚α-烯烃(PAO)领域，具体地，涉及一种低粘度聚α-烯烃的制备方法和装置。

背景技术

润滑油规格日益严格，高品质润滑油及合成油的需求量明显增长，而聚α-烯烃则是增长最快的品种之一。它具有操作温度范围宽，低温、高温稳定性好，低倾点，低挥发性，低温流动性能佳，高抗氧化性，高粘度指数等优点，可以运用在调制各类高档机油上，如汽油机油、柴油机油、压缩机机油、军用润滑油等等。

聚α-烯烃主要是由C8-C12的α-烯烃在催化剂作用下进行聚合反应，经过分离、加氢等一系列工艺处理后得到的长链异构烷烃。聚α-烯烃的直链烷烃骨架能保证其具有良好的粘温特性，其较短、较多的侧链又能保持低温流动性，加上不含芳烃、环烷烃等基团，有利于物理、化学的稳定。因此，聚α-烯烃是一种理想的润滑油基础油。产品有PAO2、PAO4、PAO6、PAO8等，分别代表100℃下，粘度为2、4、6、8mm²/s，其中PAO4和PAO6粘度适中，是良好的适用于发动机的润滑油基础油。

低粘度聚α-烯烃润滑油的催化剂以BF₃为主，传统生产过程在反应完成之后，需进行倒料、置换、碱洗、水洗等过程，才能彻底去除F离子(1ppm以下)，过程中将产生大量的含F、Na离子、高COD含量的废水，且消耗大量的BF₃催化剂。这样需要新建配套的含F、Na离子、高COD废水处理设施，增大了环保压力；且碱洗水洗之后催化剂无法回收，增加了运行成本；若碱洗、水洗罐是间歇操作的，还增加了人工成本，存在生产隐患。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂难以回收，且回收成本较高的问题，提供低粘度聚α-烯烃的制备方法和装置，该方法能够将聚合反应中大部分的催化剂回收并利用，且催化剂回收成本较低，提高了催化剂的利用率，降低了催化剂回收过程中对环境的污染。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种低粘度聚α-烯烃的制备方法，包括：将聚合单体在催化剂存在下进行主聚合反应、副聚合反应，以及将获得产物进行分离的步骤，其中，所述催化剂包括催化剂A和催化剂B，所述催化剂B分为催化剂B1、B2和B3，其中，

所述催化剂A加入主聚合反应，所述催化剂B1、B2和B3分别加入所述主聚合反应、副聚合反应和分离步骤中。

优选地，所述聚合单体为含有碳原子数8到12的α-烯烃；所述催化剂A为路易斯酸，优选为BF₃和/或离子液体；所述催化剂B为路易斯碱，优选为烷基醇和/或酯。

优选地，所述方法包含以下步骤：

(1)将所述聚合单体以及催化剂A和B1加入主反应器中进行主聚合反应，得到混合物I；

(2)将所述催化剂B2加入副反应器中与同时转移至副反应器中的所述混合物I进行副聚合反应，得到混合物II；

(3)将所述催化剂B3加入至分离装置中与同时转移至分离装置中的所述混合物II进行分离，分离得到聚合物以及回收的催化剂；

(4)将所述聚合物进行后处理，所述回收的催化剂转移至主反应器中。

优选地，所述方法包括以下步骤：