CS250026B1 - Spůsob výroby syntetického mazadla a/alebo komponentu - Google Patents

Abstract

Syntetické mazadlo· alebo komponent mazadiel sa vyrába esterífikáciou, preesterifikáciou, připadne tiež polyesterifikáclou pri teplote 90 až 280 °C spravidía za spoluposobenia esterifikačných a ipolyesterifikačných kataiyzátorov, pričom sa na 100 hmot. častí vedlajšieho kyslíkatého organického produktu (hustota pri 20 °C = 1010 až 1115 kilogramov . oi'3; číslo kyslosti 150 až 300 miligramov KOH/g; číslo zmydelnenia 250 až 480 mg KOH/g; brómové číslo = 18 až 55 g Br/100 g; OH = 3 až 8 % hmot.), izolovaného ako zvyšok z varáka hydrolyzačnej kolony po oddělení časti vody, z výroby cyklohexanolu a/alebo cyklohexanonu oxidáciou cyklohexánu, sa kondenzuje a/alebo polykondenzuje s 5 až 60 hmot. časťami najmenej jedného paťmocného až šesťmocného alkoholu, připadne v zmesi s dvojmocným alkoholem. Získaný produkt sa fyzikálně a chemicky upravuje. Je zvlášť vhodný na mazanie reťazových prevodov, pohybových šrubov, ozubených tyčí a ocelových lán.

Description

Vynález sa týká sposobu výroby syntetického mazadla a/alebo komponentu maziv, zvlášť vysoko viskóznych mazacích olejov a maziv na báze tradičných, tak aj nových východiskových, nízko zhodnocovaných petrochemických surovin.

Okrem moderných ropných olejov ipre pokrytie stále rastúcich požiadaviek nielen na množstvo, ale aj na ich spol'ahlívú funkciu za obvyklých a zvlášť za extrémnych podmienok čoraz vačšmi rastie význam syntetických olejov a maziv. Patria k nim hlavně polyalkylénglylkoly, resp. polyalkylétery, oligoméry a nízkomolekulárne polymery alíkénov, aKkylaromáty, polyfenylétery, chlorované a zvlášť fluorované uhlovodíky, polysiloxány, alkylestery, ako aj arylestery kyseliny trihydrogénfosforečnej, alkylestery monokarboxylových alifatických kyselin (Štěpina V., Veselý V.: Maziva a speciální oleje. Veda, Bratislava 1980).

Z alkylesterov monokarboxylových kyselin sú důležité hlavně estery monokarboxylových kyselin C5 až Cio a polyolov, hlavně neoalkylpoly-olov a z nich predovšeílkým trimetylolproipán, ipentaerytriíol a dipentaerytritol. K významným monoesterom patria estery připravené z kyseliny 2-etylhexánovej a heptanolu, ako aj 2-etylhexanolu a izooktadekanolu. Potom z kyseliny izodekánovej a n-hexadekanolu, kyseliny heptánovej a izononanolu a izotridekanolu.

K diesterovým olejom patří hlavně olej připravený z dipropylénglykolu a kyseliny n-nonanovej a kyseliny pelargónovej, 1,6-hexándiolu s kyselinami:

2-etylhexánovou, n-nonanovou, izodekánovou a izotridekánovou.

Z tetraolových esterov známe sú estery pentaerytritolu s kyselinami:

n-heptánovou, n-oktánovou, n dekánovou, izodekánovou a izostearovou.

Nedostatkom sú však obmedzené zdroje surovin, čo bráni aj širším aplikáciám esterových i polyesterových olejov. Podobná situácia je aj v případe alkylesterov dikarboxylových alifatických kyselin (Hickeman K. C., Sanford C. R.: Rev. Sci Instr. 1, 140 /1930/); Nikeronov E. M. a iní: Sb. nauč. trud. Vsesojuz. naučno-issled. inst. pererab. nefti 42, 66 /1982/; Imporato L. a iní: SAE Preprint 740 118 /1973/; Rumpf Κ. K.: Mineraloltechnik 16, 11 /1971/; Stech W.: Mineraloltechnik 17, 10 /1972/, či diesterovýoh olejov.

Známy je tiež (čs. autorské osvedčenie PV 5086-84) pozoruhodný spůsob výroby syntetického mazadla z vedíajšieho kyslíkatého organického produktu z výroby cylklohexanónu a/alebo cylklohexanolu, a alkoho· lov, diolov až tetraolov, avšak vedlajší produkt před použitím sa zbavuje nielen vody, ale aj organického podielu s teplotou varu 100 až 200 °C, čo technicky komplikuje výrobu a zvyšuje nároky na spotřebu energie a surovin.

Naproti tomu spůsob výroby syntetického mazadla a/alebo komponentu mazadiel na báze kysli,katých organických .zlúčenín, esterifikáciou, preesterifikáciou a/alebo polyesterifikácíou pri teplote 90 až 280 C, spravidla za spoluposobenia esterifilkačného a/alebo polyesterifikačného katalyzátore alebo katalyzátorov sa uskutečňuje tak, že 100 hmot. častí vedíajšieho kyslíkatého organického produktu izolovaného ako destilačný zvyšok ,z varáka hydrolyzačnej kolony po oddělení aspoň časti vody z výroby cyklohexanolu a/alebo cyklohexanonu oxidáciou cyklohexánu, o hustotě pri 20 °C 1 010 až 1 115 kg . m~³, čísle kyslosti 150 až 300 miligramov KOH/g, čísle zmydelnenia 250 až 480 mg KOH/g, brómovom čísle 18 až 55 g ΒΓ2/100 g, obsahu hydroxylových skupin 3 až 8 % hmot. sa kondenzuje a/alebo polylkondenzuje s 5 až 60 hmot. časťami paťmocného a/alebo šesťmocného alkoholu.

Výhodou spůsobu výroby .podla tohto vynálezu je technické využitie dosial nízko zhodnocovaného vedíajšieho¹ produktu z výroby cyklohexanonu a/alebo cyklohexanolu, spravidla izolovaného ako destilačný zvyšok z varáka hydrolyzačnej kolony po oddělení aspoň časti vody, na výrobu kvalitných mazadiel, tesniacich olejov, najma pre ©tvořené převody.

Ďalej flexibilita výroby aplikáciou paťmocných až šesťmocnýoh alkoholov, připadne v zmesi s dvojmocnými až štvorrnocnými alkoholmi, v závislosti od určenia použitia mazadla alebo komponentu mazadiel, ako aj surovinovej a technickej dostupnosti viacmocných alkoholov.

Vedlejší kyslíkatý organický produkt z výroby cyklohexanolu a/alebo cyklohexanóun oxidáciou cyklohexánu, izolovaný obvykle ako organický zvyšok z varáka hydrolyzačnej kolony po oddělení spravidla podstatnej časti vody (napr. kolonou D 110j, má hustotu pri teplote 20 ^aC 1 010 až 1115 kilogramov . m^-3; obsah vody 4 až 10 % hmot.; číslo kyslosti 150 až 300 mig KOH/g; číslo zmydelnenia 250 až 480 mg KOH/g; brómové číslo 18 až 55 g Br/100 g; obsah hydroxylových skupin 3 až 8 % hmot. Pozostáva zo zmesi monokarboxylových a dikarboxylových kyselin, hydroxy- a ketokyselín, ich icyklohexylesterov a diesterov.

Ďalej sú přítomné laktóny v monomérnej formě, ale aj diméry a poíyméry. Identifikovali sa monokarboxylové kyseliny (kyselina máslová, kaprónová, valerováj, ďalej dikarboxylové kyseliny (jantárová, glutárová, adipová) a hydroxylkyseliny (delta-hyd5 β

δ ο roxymaslová kyselina, hydroxyvalerová a hy-droxykaprónová kyselina). Potom estery uvedených a dalších karbonových kyselin (valeran cyklohexylnatý, kaprónan cyklohexylnatý, glutaran dicyklohexylnatý, adipan cyklohexylnatý).

Okrem tohto obsahujú příměsi zlúčenin kobaltu, železa, niklu, titánu a zinku. Příměsí zlúčenin kovov sa však obvykle zbavuje vypieraním za spoluposobenia silných minerálnych kyselin, připadne i spoluposobenia oxidačných činidiel alebo ch&látoúvorných činidiel i iónomeničov.

Dvojmocným alkoholom podl'a tohto vynálezu sa rozumie hlavne:

monoetylénglykol, dietylénglylkol, trietylénglykol, polyetylénglýkol, propylenglykol, dipropylénglykol, polypropylénglykol, dietanolamín,

1.3- butandiol,

1.4- butandiol,

1,6-hexandiol, dioly Ce, dioly C12.

Trojmocným alkohol om sa rozumie hlavně glycerol, trimetylolpropán, trletanolamín, ale aj produkty etoxylácie, ako aj propoxylácie glycerolu -a trimetylolpropánu, ďalej produkty ipolyadície etylénoxidu a/alebo propy-lénoxidu na uvedené a ďalšie technicky dostupné trojmocné alkoholy.

Zo štvormocných až šesťmocných alkoholov najvýznamnejší je pentaerytritol, xylitol, dipentaerytritol, redukované cukry, produkty adície a polyadície etylénoxidu, ako aj propylenoxidu na viacmocné alkoholy, vedlajšie produkty z -výroby trojmocných až šesťmocných alkoholov, napr. z výroby trimetylolpropánu, ako aj pentaerytritolu a dipentaerytritolu, tzv. sirupy.

Ďalej produkty ich adície i -polyadície s etylénoxidom, ako aj propylénoxidom, tiež produkty kopolyadície etylénoxidu s prc-pylénoxidom na trojmocné až šesfmocné alkoholy.

Na urýchlenie esterifikácie, resp. preesterifikácie, prípaldne polyesterjfikácle, Ikloré spravidla prebiehajú simultánně a móžu prebiehat i bez katalyzátorov, sú vhodné známe esterifíkačné a polyesterifikačné katalyzátory, ako:

minerálně kyseliny, organické sulfclkyseliny, kationity, zlúčeniny cínu, titánu, zirkónia, manganu, germánia ap.

V mnohých pripadoch je vhodné katalyzátory esterifikácie a ipolyesterifikácie kombinovat dokonca aj s katalyzátormi prevažne p-reesterifikačnými, ku ktorým patria napr. zlúčeniny mangánu, antimonu, molybdenu -a olova.

Stupeň zosietenia a viskozity konečného produktu určnje druh a množstvo použitého via-cmocného alkoholu, či zmesi viacmocných alkoholov, resp. vzájomný poměr jednotlivých -komponentov reakčnej zmesi esterifikácie, preesterifíkácie a polyesíerifilkácie.

Pre ulahčenie spravidla vysokoviskóznych, připadne tuhých produktov sa tieto ppravujú, najma v prostředí, kde n:e je možné z bezpečnostných -alebo aplilkačných dovodov mazadlo ohrievať, přidáváním nehořlavých, Iahko prchavých rozpúšfadiel.

V niektorých pripadoch sa používá zmes viskóznych a tuhých produktov, s obsahom vhodných přísad, napr. Ik-oloidného grafitu. V závislosti od -apiikácie mazadla a/alebo komponentu je vhodné přidávat do maziv zušlachfujúce přísady, -ako· odpeňovače, emu-lgátcry, iprotikorózne -přísady, antioxidanty ap.

Získané produkty sú zvlášť vhodné na mazanie reťazových prevodov, článkových a tíhových, ďalej mazanie pohybových srubav a ozubených tyčí, ocelových lán, lebo majú nielen vysokú viskozitu, ale aj dobrú prirodzenú prifnavosf k povrchu lana. 0krem toho nes teka jú ani za vyšších vonkajších teplot a sú dostatočne elastické i v zimnom období.

Sposob výroby podlá tohto vynálezu možno uskutečňovat predovšetkým diskontinuálne, ale možno ho- realizovat aj polokontinuálne, obvykle za ipoužitia kvapalných alebo· plynných ,,vynášačov‘^: vody, za zvýšeného, najma vsak atmosférického tlaku .alebo za vakua.

Ďalšie údaje o spósobe výroby podfa tohle· vynálezu, ako aj ďalšie výhody sú zřejmé z príkladov.

Příklad 1

Do írojhrdlej siklenensi banky o objeme 4. dm³ opatrenej míešadlom, kontaktným teplomerom, prívodom inertného plynu, nadstavcom, chladičom a bankou na odběr destilátu sa naváži 2 000 g organického· zvyšku z varáka hydrolyzačnej kolóny po oddělení časti vody z výroby cyklohexanonu katalytickou oxidáciou cylklohexánu, Tento· organický zvyšok (z kolóny DX 110) má túto charakteristiku:

žltohnedá až tmavohnědá kvapalina; dynamická viskozita pri 20 ^ÚC — 268,9 MPa . .s;

hustota -pri 20 °C — 1106 kg . m ³;

obsah vody = 6,9 % hmot.;

číslo kyslosti — 236,3 mg KOH/g;

číslo zmydelnenia = 412,8 mg KOH/g;

brómové číslo = 23,1 g Br/100 g;

obsah hydroxylových skupin = 4,7 % hmot.

Ďalej sa přidá 280 g dipentaerytrito-lu, 20 gramov polyprcipoxylovaného trimetylolpropánu a 5 g tetrabutyltitanátu ako esterifikačného, preesterifikačného i póly esterif 1kačného katalyzátora. Reakcia sa uskutečňuje pri teplote 200 °C pri použití CO g xylenu ako. unášača vody. Získaný produkt má po oddělení prednýoh podielov za zníženého tlaku číslo kyslosti 0,9 mg KOH/g; číslo zmydelnenia 360,2 mg KOH/g a dynamická viskozitu pri 50 °C 6 SÍ20 mPa . s. Produkt má velmi dobrú adhéziu k ocelovému plechu a pri teplote —20 'C dobré liipne na povrchu, je zvlášť vhodný alko mazadlo· pre otvorenó převody.

P r í ik lad 2

Do· trojhrdlej esterifikačnej banky o objeme 500 cm³ ctpatrenej miešadlom, kontaktným teploměrom, prívodom inertného plynu, nádstavcom s náplňou, chladičem a bankou na odběr destilátu sa naváži 200 g z vedlajšieho organického kyslíkatého produktu — destilačného zvyšku z varáka hydrolyzačnej Ikolóny z výroby cyklohexanónu a/alebo cyklohexanolu, charakterizovaného v příklade 1, ďalej 30 g xylitolu s teplotou tavenia 92 až 94 °C, 15 g etylénglykolu, 30 g xylénu, 0,8 g kyseliny p-toluénsulfónovej. Reakcia sa uskutečňuje pri teplote 120 až 160 °C počas 26 h. Získaný produkt po oddělení rozpúšťadla destiláciou za zníženého tlaku, neutralizácii a vysušení produktu má číslo kyslosti 0,6 mg KOH/g, kinematická viskozitu 2 850 m². s^-1 a je po aiditivácii

0,5 % hmot. 2-terc.-butyl-4-kumylfenolu ako účinného antio-xidantu ako -mazadlo vhodný pre otvorené převody.

Příklad 3

Do trojhrdlej esterifikačnej banky o objeme 4 dm·⁵, opatrenej .miešadlom, kontaktným teplomerom, prívodom inertného plynu, -chladičom a bankou na odběr destilátu sa naváži 2 000 g vedlajšieho organického kyslíkatého produktu — destilačného zvyšku z varáka hydrolyzačnej kolony z výroby cyklohexanónu a/alebo cyklohexanolu, .charakterizovaného v přiklade 1, 200 g dipentaerytritolu čistoty 85,4 %, obsahujúceho navýše 14,6 % pentaerytritolu, 50 g etylénglykolu -a 4,5 g tetrabutyltitanátu -ako katalyzátora.

Reakcia sa uskutečňuje pri teplote 200 °C počas 26 h, za pretvkovania reakčnej zmesi dusíkom, oddelovania reakčnej vody -a 'malého množstva nízkovrúceho podielu. Produkt -má při 100 °C kinematiclkú viskozitu 380 mm². s^_1 a je vhodný ako mazadlo pre otvorené převody. Pri ochladnutí produktu v reakčnej hanke na teplotu 50 -'C sa k viskóznemu produktu pre ulahčenie odběru -a aplikácie přidá 10 % trichlóretylénu, 0,2 % hmot. arylalkylsu-lfonátu horečnatého, 0,15 procent fenoli-azínu, 0,3 % hmot. N,N‘-difenyl-p-fenyléndiamínu, 0,1 % N,N‘-bis-salicylidén-1,2 diamínopropánu, 0,2 °/o hmot. dialkylditiofosfátu zinočnatého a 0,05 % kyseliny antranilovej.

Claims (3)

1. Sposob výroby syntetického mazadla a/alebo komponentu .mazadiel na báze kyslíkatýc-h organických zlúčenín, esterifikáciou, pr-eesterifikáciou a/alebo polyesterifikáciou -pri teplote 90-až 280 ^CC, spravidla za spolupQscibenia esterifikačného -a/alebo polyesterifikačného katalyzátora alebo katalyzátorov, vyznačený tým, že 100 hmot. častí vedlajšieho kyslíkatého organického produktu izolovaného ako destilačný zvyšok z varáka hydrolyzačnej kolony po oddělení aspoň časti vody z výroby cyklohexano-lu a/ /alebo cyklohexanónu oxidáclou cyklohexánu, o hustotě pri 20 ^&C 1010 až 1115 kg.

. m³, čísle kyslosti 150 až 300 mg KOH/g, čísle zmydelnenia 250 až 480 mg KOH/g, brómovom čísle 18 až 55 g Brž/lOO g, obsahu hydroxylových skupin 3 až 8 % hmot., sa kondenzuje a/alebo polykondenzuje s 5

V V Μ A L E Z U až 60 hmot. časťami pafmocného a/alebo šes+mocného alkoholu.

2. Sposob výroby podlá -bodu 1, vyznačený tým, že 100 hmot. častí vedlajšieho kyslíkatého organického produktu sa kondenzuje s 5 až 60 -hmot. časťami patmo-cného a/atobo šesťmocného alkoholu, s výhodou obsahujúceho primárné hydroxylové -skupiny a použije sa v zmesi s 1 -až CO % aspoň jedného dvo-jmenného až štvormocného alkoholu.

3. Sposob výroby -podlá bodov 1 -a 2, vyznačený tým, že sa získaný -viskózny až tuhý produkt spravidla fyzikálně a/alebo chemicky upravuje, ako oddestilovaním lahších podielov za zníženého tlaku, extrakiciou, riedením přidáním nehořlavých rozpúšťadiel, aditiváciou antioxidantmí -a dalšími obvyklými zušl-achťujúci-mi přísadami.