首页 理论教育合成烃油:化学合成的烃类润滑油

合成烃油:化学合成的烃类润滑油

【摘要】:合成烃油是由化学合成方法制备的烃类润滑油,包括聚α-烯烃、聚丁烯、烷基苯和合成环烷烃。合成烃油约占合成润滑油产量的三分之一,是合成润滑油中产量仅次于聚醚的主要品种。PAO在各类合成油中是一类综合性能比较优良的品种。PAO与其他类型合成油相比,除综合性能优良外,原料来源丰富,生产工艺简单,价格又相对便宜,因此得到广泛重视。尤其是C10烯烃的三聚体、四聚体,其性能最佳。其产量约占全部合成润滑油用量的3%左右。

合成烃油是由化学合成方法制备的烃类润滑油,包括聚α-烯烃(PAO)、聚丁烯、烷基苯和合成环烷烃。由于它们也是由碳、氢两元素组成的化合物,所以具有矿物润滑相似的性能,但它们又具有些优于矿物油的特性,因此在工业上得到广泛应用。合成烃油约占合成润滑油产量的三分之一,是合成润滑油中产量仅次于聚醚的主要品种。

(一)聚α-烯烃(PAO)

PAO是由α-烯烃(主要是C8~C10烯烃)在催化剂作用下聚合而得的具有比较规则的长链烷烃[1]。PAO在各类合成油中是一类综合性能比较优良的品种。PAO与其他类型合成油相比,除综合性能优良外,原料来源丰富,生产工艺简单,价格又相对便宜,因此得到广泛重视。

乙烯齐聚制取α-烯烃的典型生产工艺有3种:①海湾(Gulf)石油公司的在烷基铝催化剂存在下乙烯一段齐聚生产α-烯烃的工艺;②乙基(Ethyl)公司的在烷基铝催化剂存在下乙烯二段齐聚生产α-烯烃的齐格勒改良工艺;③壳牌(Shell)公司在有络合有机金属催化剂存在下,乙烯一段齐聚生产α-烯烃和低碳、高碳烯烃歧化生产内烯烃的SHOP法联合生产工艺。

制取PAO的α-烯烃主要是C8和C10α-烯烃的三聚体、四聚体。尤其是C10烯烃的三聚体、四聚体,其性能最佳。由于由蜡裂解制取α-烯烃,再聚合成PAO的工艺在国内已运转几十年,故笔者不作介绍。原料α-烯烃的碳数及纯度对PAO的性能有明显影响。在聚合油中二聚体的含量对聚合油性能也有较大的影响,降低二聚体含量,蒸发损失明显降低,但倾点升高,低温黏度变大。在原料烯烃中随着内烯烃含量的增加,在相同的催化剂和聚合条件下,二聚体的量逐渐增加。下表列出了PAO的性能和主要用途。

(二)聚丁烯

聚丁烯是以异丁烯为主和少量正丁烯共聚而成的液体。聚丁烯与低分子聚异丁烯有所区别,其应用也不同。聚丁烯是以混合丁烯为原料,是异丁烯和正丁烯的共聚物,分子量较低,是一种黏稠液体,主要作为合成润滑油使用。而低分子聚异丁烯是由高纯度异丁烯为原料,结构上是异丁烯的均聚物,其分子量比聚丁烯高。

聚丁烯油广泛用作二冲程发动机油、电绝缘油、润滑-冷却液和生产低密度聚乙烯的超高压压缩机汽缸油。其产量约占全部合成润滑油用量的3%左右。二冲程发动机在轻型汽车摩托车中占有重要位置。由于二冲程发动机的排气会造成污染,而且二冲程发动机排出的可见烟比四冲程发动机更黑,使用聚丁烯油或含聚丁烯的发动机油可以减少可见烟。含聚丁烯油的烟度随聚丁烯含量的增加而减少。