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一种基于煤制烯烃精制的α-烯烃及其在制备聚α-烯烃PAO油中的应用的制作方法

时间:2022-02-20 阅读: 作者:专利查询

一种基于煤制烯烃精制的α-烯烃及其在制备聚α-烯烃PAO油中的应用的制作方法
烯烃,作为原料;
13.2)聚合:将原料投放至1#高压反应器中,加入催化剂,控制温度为40-100℃,压力为 0.1-0.5mpa,搅拌30min后,将所得物转出至2#高压反应器中,控制温度为40-100℃,压 力为0.1-0.5mpa,进行延时聚合0.5-1h,得聚合物;
14.3)中和:将步骤2)所得聚合物,加入碱进行中和处理至中性;
15.4)加氢:将催化剂以固定床式置于容器中,将步骤3)中和后所得产物通入容器中, 向容器中通入氢气,进行加氢反应;
16.5)蒸馏:经步骤4)加氢处理后的产物,通过蒸馏方式分别分离出不同牌号的聚α-烯 烃pao油。
17.优选的,步骤2)中,所述催化剂为三氟化硼、三氟化硼乙醇、三氟化硼乙醚或 alcl3。
18.优选的,步骤4)中,所述催化剂为雷尼金属催化剂。
19.更优选的,所述雷尼金属催化剂包括雷尼镍金属催化剂、雷尼铂金属催化剂和雷尼钯金 属催化剂。
20.更优选的,所述雷尼金属催化剂为雷尼镍金属催化剂。
21.本发明的有益效果是:
22.本发明的创造性在于有效去除了煤制烯烃中含氧化合物及其杂质,得到更纯净的α-烯 烃。用所制备的α-烯烃聚合制备的pao油,质量好。
附图说明
23.图1是实施例1制备的碳数为c9的α-烯烃的气相色谱图。
24.图2是实施例2制备的碳数为c11的α-烯烃的气相色谱图。
25.图3是实施例3制备的碳数为c13的α-烯烃的气相色谱图。
26.图4是实施例4制备的碳数为c8的α-烯烃的气相色谱图。
27.图5是实施例5制备的碳数为c10的α-烯烃的气相色谱图。
28.图6是实施例6制备的碳数为c12的α-烯烃的气相色谱图。
29.图7是实施例7制备的碳数为c14的α-烯烃的气相色谱图。
具体实施方式
30.实施例1基于煤制烯烃精制的c9α-烯烃和在制备聚α-烯烃pao油中的应用
31.(一)碳数为9的c9α-烯烃的制备
32.1、精馏
33.取含有碳数为c9、c10、c11、c12、c13及c14等的α-烯烃和烷烃混合物的煤制烯 烃,将煤制烯烃以8l/h的流速流经精馏塔(上海大有dyh251筛板塔),控制塔温90℃, 塔顶以2l/h流速经流出口精馏出碳数为9的c9馏分。
34.2、精制
35.将精馏所得c9馏分,以1l/h流速流经装有催化剂氧化铝的反应器(氧化铝以固定床 形式置于反应器中),控制反应器温度为240℃,进行化学反应,去除含氧化合物后,得精 制的碳数为9的c9α-烯烃和烷烃混合物。
36.3、烷烃、烯烃分离
37.将5a分子筛装入不锈钢固定床中,控制温度为140℃,压力2.6mpa,将步骤2精制的 c9α-烯烃和烷烃混合物以2l/h的流速进入不锈钢固定床中,首先在流出口得c9烷烃,c9 烷烃收集完成后,最后,控制不锈钢固定床中真空度为10pa,将5a分子筛通过减压蒸馏, 控制蒸馏温度为80℃,流出口获得碳数为9的c9α-烯烃。
38.将制备的c9α-烯烃经气相色谱检测,结果如图1和表1。
39.表1
[0040][0041]
由图1和表1可见,经气相色谱仪分析,本实施例制备的c9α-烯烃,含量为 99.88%。
[0042]
(二)c9α-烯烃聚合制备不同牌号的pao油
[0043]
制备方法如下:
[0044]
1、取料:取碳数为9的c9α-烯烃。
[0045]
2、聚合:将c9α-烯烃投放至1#高压反应器中,加入三氟化硼,控制温度40℃,压力为 0.2mpa下,搅拌30min后,进行聚合反应,将所得物转出至2#高压反应器,控制温度40℃,压力为0.2mpa下延时聚合1h,得聚合物。
[0046]
3、中和:将步骤2所得聚合物,用氢氧化钠中和至中性。
[0047]
4、加氢:将雷尼镍金属催化剂以固定床式置于容器中,将步骤3中和后所得产物通入容器 中,向容器中通入氢气,进行加氢反应。
[0048]
5、蒸馏:将步骤4加氢处理后的产物,进行蒸馏,分别收集100℃≤温度<150℃、150℃≤ 温度<200℃和200℃≤温度<250℃的馏分;分别得相应牌号的聚α烯烃pao油,分别为聚 α烯烃pao2油、聚α烯烃pao4油、聚α烯烃pao6油。
[0049]
(三)制备的不同牌号的pao油检测结果
[0050]
制得的聚α烯烃pao2油、聚α烯烃pao4油和聚α烯烃pao6油的技术指标如表2。
[0051]
表2
[0052] pao2pao4pao6粘度100℃,mm2/s2.073.955.93粘度40℃,mm2/s6.5917.6331.50闪点(℃),开口145230250凝点(℃)≤-80-78-73粘度指数120130138低温动力粘度(-30℃ccs) 4581966
[0053]
实施例2基于煤制烯烃精制的c11α-烯烃和在制备聚α-烯烃pao油中的应用
[0054]
(一)碳数为c11的α-烯烃的制备
[0055]
1、精馏
[0056]
取含有碳数为c11、c12、c13及c14等的α-烯烃和烷烃混合物的煤制烯烃,将煤制烯 烃以8l/h的流速流经精馏塔(上海大有dyh251筛板塔),控制塔温130℃,塔顶以2l/h 流速
经流出口精馏出碳数为11的c11馏分。
[0057]
2、精制
[0058]
将精馏所得c11馏分,以1l/h流速流经装有催化剂氧化铝的反应器(氧化铝以固定床 形式置于反应器中),控制反应器温度为340℃,进行化学反应,去除含氧化合物后,得精 制的碳数为11的c11α-烯烃和烷烃混合物。
[0059]
3、烷烃、烯烃分离
[0060]
将5a分子筛装入不锈钢固定床中,控制温度为170℃,压力为2.6mpa,将步骤2精制 的c11α-烯烃和烷烃混合物,以2l/h的流速进入不锈钢固定床中,首先在流出口得c11烷 烃,c11烷烃收集完成后,最后,控制不锈钢固定床中真空度为10pa,将5a分子筛通过减 压蒸馏,控制蒸馏温度为120℃,流出口获得碳数为11的c11α-烯烃。
[0061]
将制备的c11α-烯烃经气相色谱检测,结果如图2和表3。
[0062]
表3
[0063][0064]
由图2和表3可见,经气相色谱仪分析,本实施例制备的c11α-烯烃,含量为 99.4963%。
[0065]
(二)c11α-烯烃聚合制备不同牌号的pao油
[0066]
制备方法如下:
[0067]
1、取料:取碳数为11的c11α-烯烃。
[0068]
2、聚合:将c9α-烯烃投放至1#高压反应器中,加入三氟化硼,控制温度为40℃,压力为 0.2mpa,搅拌30min后,进行聚合反应,将所得物转出至2#高压反应器,控制温度40℃, 压力为0.2mpa,延时聚合1h,得聚合物。
[0069]
3、中和:将步骤2所得聚合物,用氢氧化钠中和至中性。
[0070]
4、加氢:将雷尼镍金属催化剂以固定床式置于容器中,将步骤3中和后所得产物通入容器 中,向容器中通入氢气,进行加氢反应。
[0071]
5、蒸馏:将步骤4加氢处理后的产物,进行蒸馏,分别收集150℃≤温度<200℃和200℃≤ 温度<250℃、250℃≤温度<280℃的馏分;分别得得相应牌号聚α烯烃pao油,分别为聚 α烯烃pao4油、聚α烯烃pao6油、聚α烯烃pao8油。
[0072]
(三)制备的不同牌号的pao油检测结果
[0073]
制得的聚α烯烃pao4油、聚α烯烃pao6油和聚α烯烃pao8油的技术指标如表4。
[0074]
表4
[0075]
[0076][0077]
实施例3基于煤制烯烃精制的c13α-烯烃和在制备聚α-烯烃pao油中的应用
[0078]
(一)碳数为c13的α-烯烃的制备
[0079]
1、精馏
[0080]
取含有碳数为c13及c14的α-烯烃和烷烃混合物的煤制烯烃,将煤制烯烃以8l/h的 流速流经精馏塔(上海大有dyh251筛板塔),控制塔温170℃,塔顶以2l/h流速经流出口 精馏出碳数为13的c13馏分。
[0081]
2、精制
[0082]
将精馏所得c13馏分,以1l/h流速流经装有催化剂氧化铝的反应器(氧化铝以固定床 形式置于反应器中),控制反应器温度为420℃,进行化学反应,去除含氧化合物后,得精 制的碳数为13的c13α-烯烃和烷烃混合物。
[0083]
3、烷烃、烯烃分离
[0084]
将5a分子筛装入不锈钢固定床中,控制温度为190℃,压力为2.6mpa,将步骤2精制 的c13α-烯烃和烷烃混合物,以2l/h的流速进入不锈钢固定床中,首先在流出口得c13烷 烃,c13烷烃收集完成后,最后,控制不锈钢固定床中真空度为10pa,将5a分子筛通过减 压蒸馏,控制蒸馏温度为160℃,流出口获得碳数为13的c13α-烯烃。
[0085]
将制备的c13α-烯烃经气相色谱检测,结果如图3和表5。
[0086]
表5
[0087][0088]
经气相色谱仪分析,含有碳十三α-烯烃,α烯烃含量为96.9216%。
[0089]
(二)c13α-烯烃聚合制备不同牌号的pao油
[0090]
制备方法如下:
[0091]
1、取料:取碳数为13的c13α-烯烃
[0092]
2、聚合:将c13α-烯烃投放至1#高压反应器中,加入alcl3,控制温度为100℃,压力为 0.1mpa,搅拌30min后,进行聚合反应,将所得物转出至2#高压反应器,控制温度 100℃,压力为0.1mpa,延时聚合1h,得聚合物。
[0093]
3、中和:将步骤2所得聚合物,用氢氧化钠中和至中性。
[0094]
4、加氢:将雷尼镍金属催化剂以固定床式置于容器中,将步骤3中和后所得产物通入容器 中,向容器中通入氢气,进行加氢反应。
[0095]
5、蒸馏:将步骤4加氢处理后的产物,进行蒸馏,收集250℃≤温度<280℃的馏分;得相 应牌号聚α-烯烃pao油,为聚α-烯烃pao20油。
[0096]
(三)制备的聚α-烯烃pao20油检测结果
[0097]
制备的聚α-烯烃pao20油的技术指标如表6。
[0098]
表6
[0099] pao20粘度100℃,mm2/s19.8粘度40℃,mm2/s150.85闪点(℃),开口280凝点(℃)-58粘度指数152
[0100]
实施例4基于煤制烯烃精制的c8α-烯烃和在制备聚α-烯烃pao油中的应用
[0101]
(一)碳数为c8的α-烯烃的制备
[0102]
1、精馏
[0103]
取含有碳数为c8、c9、c10、c11、c12、c13及c14等的α-烯烃和烷烃混合物的煤制 烯烃,将煤制烯烃以8l/h的流速流经精馏塔(上海大有dyh251筛板塔),控制塔温 70℃,塔顶以2l/h流速经流出口精馏出碳数为8的c8馏分。
[0104]
2、精制
[0105]
将精馏所得c8馏分,以1l/h流速流经装有催化剂氧化铝的反应器(氧化铝以固定床形 式置于反应器中),控制反应器温度为220℃,进行化学反应,去除含氧化合物后,得精制 的碳数为8的c8α-烯烃和烷烃混合物。
[0106]
3、烷烃、烯烃分离
[0107]
将5a分子筛装入不锈钢固定床中,控制温度为140℃,压力为2.6mpa,将步骤2精制 的c8α-烯烃和烷烃混合物,以2l/h的流速进入不锈钢固定床中,首先在流出口得c8烷 烃,c8烷烃收集完成后,最后,控制不锈钢固定床中真空度为10pa,将5a分子筛通过减 压蒸馏,控制蒸馏温度为60℃,流出口获得碳数为8的c8α-烯烃。
[0108]
将制备的c8α-烯烃经气相色谱检测,结果如图4和表7。
[0109]
表7
[0110][0111]
由图4和表7可见,经气相色谱仪分析,本实施例制备的c8α-烯烃,含量为 98.0992%。
[0112]
(二)c8α-烯烃聚合制备不同牌号的pao油
[0113]
制备方法如下:
[0114]
1、取料:取碳数为8的c8α-烯烃。
[0115]
2、聚合:将c8α-烯烃投放至1#高压反应器中,加入三氟化硼,控制温度为40℃,压力为 0.2mpa,搅拌30min后,进行聚合反应,将所得物转出至2#高压反应器,控制温度为 40℃,压力为0.2mpa,延时聚合1h,得聚合物。
[0116]
3、中和:将步骤2所得聚合物,用氢氧化钠中和至中性。
[0117]
4、加氢:将雷尼镍金属催化剂以固定床式置于容器中,将步骤3中和后所得产物通入容器 中,向容器中通入氢气,进行加氢反应。
[0118]
5、蒸馏:将步骤4加氢处理后的产物,进行蒸馏,分别收集100℃≤温度<150℃、150℃≤ 温度<200℃和200℃≤温度<250℃的馏分;分别得相应牌号的聚α烯烃pao油,分别为聚 α烯烃pao2油、聚α烯烃pao4油、聚α烯烃pao6油。
[0119]
(三)制备的不同牌号的pao油检测结果
[0120]
制得的聚α烯烃pao2油、聚α烯烃pao4油和聚α烯烃pao6油的技术指标如表8。
[0121]
表8
[0122][0123][0124]
实施例5基于煤制烯烃精制的c10α-烯烃和在制备聚α-烯烃pao油中的应用
[0125]
(一)碳数为c10的α-烯烃的制备
[0126]
1、精馏
[0127]
取含有碳数为c10、c11、c12、c13及c14等的α-烯烃和烷烃混合物的煤制烯烃,将 煤制烯烃以8l/h的流速流经精馏塔(上海大有dyh251筛板塔),控制塔温为110℃,塔 顶以2l/h流速经流出口精馏出碳数为10的c10馏分。
[0128]
2、精制
[0129]
将精馏所得c10馏分,以1l/h流速流经装有催化剂氧化铝的反应器(氧化铝以固定床 形式置于反应器中),控制反应器温度为300℃,进行化学反应,去除含氧化合物后,得精 制的碳数为10的c10α-烯烃和烷烃混合物。
[0130]
3、烷烃、烯烃分离
[0131]
将5a分子筛装入不锈钢固定床中,控制温度为160℃,压力为2.6mpa,将步骤2精制 的c10α-烯烃和烷烃混合物,以2l/h的流速进入不锈钢固定床中,首先在流出口得c10烷 烃,c10烷烃收集完成后,最后,控制不锈钢固定床中真空度为10pa,将5a分子筛通过减 压蒸馏,控制蒸馏温度为100℃,流出口获得碳数为10的c10α-烯烃。
[0132]
将制备的c10α-烯烃经气相色谱检测,结果如图5和表9。
[0133]
表9
[0134][0135]
由图5和表9可见,经气相色谱仪分析,本实施例制备的c10α-烯烃,含量为 99.0027%。
[0136]
(二)c10α-烯烃聚合制备不同牌号的pao油
[0137]
制备方法如下:
[0138]
1、取料:取碳数为10的c10α-烯烃。
[0139]
2、聚合:将c9α-烯烃投放至1#高压反应器中,加入三氟化硼,控制温度为40℃,压力为 0.2mpa,搅拌30min后,进行聚合反应,将所得物转出至2#高压反应器,控制温度为 40℃,压力为0.2mpa,延时聚合1h,得聚合物。
[0140]
3、中和:将步骤2所得聚合物,用氢氧化钠中和至中性。
[0141]
4、加氢:将雷尼镍金属催化剂以固定床式置于容器中,将步骤3中和后所得产物通入容器 中,向容器中通入氢气,进行加氢反应。
[0142]
5、蒸馏:将步骤4加氢处理后的产物,进行蒸馏,分别收集150℃≤温度<200℃和200℃≤ 温度<250℃、250℃≤温度<280℃的馏分;得相应牌号聚α烯烃(pao),分别为聚α烯烃 pao4油、聚α烯烃pao6油、聚α烯烃pao8油。
[0143]
(三)制备的不同牌号的pao油检测结果
[0144]
制得的聚α烯烃pao4油、聚α烯烃pao6油和聚α烯烃pao8油的技术指标如表10。
[0145]
表10
[0146] pao4pao6pao8粘度100℃,mm2/s3.965.937.99粘度40℃,mm2/s17.5131.8347.09闪点(℃),开口222235246凝点(℃)-68-66-62粘度指数126134142低温动力粘度(-30℃ccs)72521054205
[0147]
实施例6基于煤制烯烃精制的c12α-烯烃和在制备聚α-烯烃pao油中的应用
[0148]
(一)碳数为c12的α-烯烃的制备
[0149]
1、精馏
[0150]
取含有碳数为c12、c13及c14等的α-烯烃和烷烃混合物的煤制烯烃,将煤制烯烃以8 l/h的流速流经精馏塔(上海大有dyh251筛板塔),控制塔温为150℃,塔顶以2l/h流速 经流出口精馏出碳数为12的c12馏分。
[0151]
2、精制
[0152]
将精馏所得c12馏分,以1l/h流速流经装有催化剂氧化铝的反应器(氧化铝以固定床 形式置于反应器中),控制反应器温度为380℃,进行化学反应,去除含氧化合物后,得精 制的碳数为12的c12α-烯烃和烷烃混合物。
[0153]
3、烷烃、烯烃分离
速流经精馏塔(上海大有dyh251筛板塔),控制塔温170℃,塔顶以2l/h流速经流出口精 馏出碳数为13的c13馏分。取精馏塔底物,为碳数为c14的底物。
[0175]
2、精制
[0176]
取精馏塔底碳数为c14的底物,以1l/h流速流经装有催化剂氧化铝的反应器(氧化铝 以固定床形式置于反应器中),控制反应器温度为480℃,进行化学反应,去除含氧化合物 后,得精制的碳数为14的c14α-烯烃和烷烃混合物。
[0177]
3、烷烃、烯烃分离
[0178]
将5a分子筛装入不锈钢固定床中,控制温度为210℃,压力为2.6mpa,将步骤2精制 的c14α-烯烃和烷烃混合物,以2l/h的流速进入不锈钢固定床中,首先在流出口得c14烷 烃,c14烷烃收集完成后,最后,控制不锈钢固定床中真空度为10pa,将5a分子筛通过减 压蒸馏,控制蒸馏温度为180℃,流出口获得碳数为14的c14α-烯烃。
[0179]
将制备的c14α-烯烃经气相色谱检测,结果如图7和表13。
[0180]
表13
[0181][0182]
由图7和表13可见,经气相色谱仪分析,本实施例制备的c14α-烯烃,含量为 96.2171%。
[0183]
(二)单双混合碳数α-烯烃聚合制备不同牌号的pao油
[0184]
制备方法如下:
[0185]
1、取料:按质量比1:1,取c9α-烯烃和c14α-烯烃。
[0186]
2、聚合:将原料投放至1#高压反应器中,加入alcl3,控制温度为100℃,压力为 0.1mpa,搅拌30min后,进行聚合反应,将所得物转出至2#高压反应器,控制温度 100℃,压力为0.1mpa,延时聚合1h,得聚合物。
[0187]
3、中和:将步骤2所得聚合物,用氢氧化钠中和至中性。
[0188]
4、加氢:将雷尼镍金属催化剂以固定床式置于容器中,将步骤3中和后所得产物通入容器 中,向容器中通入氢气,进行加氢反应。
[0189]
5、蒸馏:将步骤4加氢处理后的产物,进行蒸馏,收集250℃≤温度<280℃的馏分;得相 应牌号聚α-烯烃pao油,为聚α-烯烃pao40油。
[0190]
(三)制备的聚α-烯烃pao40油检测结果
[0191]
制备的聚α-烯烃pao40油的技术指标如表14。
[0192]
表14
[0193] pao40粘度100℃,mm2/s39.8粘度40℃,mm2/s366.9闪点(℃),开口285凝点(℃)-48粘度指数160