ES2956484T3 - Método de control de la viscosidad cinemática de polialfaolefina - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método de oligomerización de monómeros de olefinas C6 y superiores mediante el cual, a una relación molar fija de monómero/haluro de Al, se preparan polialfaolefinas que tienen viscosidades cinemáticas deseables controlando la temperatura de oligomerización. La oligomerización se lleva a cabo en presencia de un catalizador de oligomerización que comprende haluro de aluminio y un promotor, y temperaturas de oligomerización de aproximadamente 10°C a aproximadamente 120°C. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método de control de la viscosidad cinemática de polialfaolefina
CAMPO:
[0001] La presente divulgación se refiere a un método de oligomerización de monómero de olefina C6 y superior a polialfaolefina (PAO) utilizando haluro de aluminio como catalizador junto con un promotor. Más específicamente, la presente descripción se refiere a un método para controlar la viscosidad cinemática de polialfaolefinas ajustando la temperatura de oligomerización a relaciones molares fijas de monómero/haluro de aluminio.
ANTECEDENTES:
[0002] La oligomerización de olefinas superiores proporciona polialfaolefinas, que se utilizan como aceites de base sintéticos para aplicaciones lubricantes. Las polialfaolefinas se utilizan en muchos productos sintéticos como lubricantes, grasas y fluidos, y surgieron como componentes esenciales en muchas industrias y aplicaciones. Las polialfaolefinas son sustancias químicas especialmente diseñadas que están hechas exclusivamente de alfa olefinas. El aumento de las aplicaciones de polialfaolefinas se debe en gran medida a la estabilidad de las moléculas de polialfaolefinas. Esta estabilidad, junto con una serie de otras características de rendimiento único, hace que polialfaolefinas sean muy superiores a los aceites minerales en una variedad de usos.
[0003] Los esfuerzos para mejorar el rendimiento de las polialfaolefinas han sido objeto de importantes investigaciones y desarrollo de la industria petrolera durante varias décadas. Esfuerzos de investigación industrial sobre métodos sintéticos para producir polialfaolefinas que exhiben viscosidades útiles en un amplio intervalo de temperaturas, es decir, que tienen un índice de viscosidad mejorado (VI), al mismo tiempo que muestra lubricidad, estabilidad térmica y oxidativa y un punto de fluidez igual o mejor que los lubricantes de aceite mineral.
[0004] Se puede producir polialfaolefinas usando olefina como alimentación y usando BF3 y AlCh junto con promotor como catalizador. La evaluación de polialfaolefinas en diversas condiciones de prueba se lleva a cabo sólo después de realizar la hidrogenación de polialfaolefinas después de la oligomerización. En general, las polialfaolefinas, en el intervalo de 4 a 6 cSt, son típicamente elaboradas mediante oligomerización de 1-deceno usando un catalizador BF3 y un promotor de alcohol.
[0005] Tradicionalmente, la alimentación de olefinas utilizada para la oligomerización es 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1 -tetradeceno y donde también es posible en mezclas, pero la olefina preferida es 1 -deceno.
[0006] Hay varios métodos conocidos para formar polialfaolefinas en documentos de la técnica anterior. Algunos de ellos son discutidos a continuación.
[0007] US 9708549 describe el método para oligomerizar olefinas o para producir polialfaolefina utilizando mezclas de catalizador que comprenden haluros de aluminio y un portador de líquido orgánico donde el portador de líquido orgánico comprende al menos 75 % en moles de olefinas 1,2-disustituidas, olefinas trisustituidas o cualquier combinación de estos. Esta patente enseña que soluciones líquidas estables pueden ser formadas entre haluros de aluminio y un portador de líquido orgánico que se puede ser preparado con anticipación de su uso y almacenado por largos períodos de tiempo.
[0008] US 5196635 describe la preparación de oligómeros de olefina mediante polimerización de una o una mezcla de olefinas, en la presencia de un catalizador preparado para hacer reaccionar en un disolvente orgánico un haluro de aluminio y un donante de protones. El oligómero de olefina producido tiene una viscosidad cinemática de aproximadamente 30 a 400 cSt a 100°C.
[0009] US 5463158 describe un proceso para la oligomerización catalítica de olefinas ligeras, tales como etileno o propileno usando un catalizador líquido que comprende un ácido de Lewis y un componente a base de Lewis que forma con el ácido de Lewis un derretimiento que es líquido a temperatura ambiental. El ácido de Lewis es un haluro metálico, como el tricloruro de aluminio y la base de Lewis es una sal orgánica, tal como una sal de haluro orgánico que contiene un anillo N-heterocíclico o sales que contienen completamente sustituido iones de onio.
[0010] US 5451704 describe un proceso para la producción de materia base lubricante de hidrocarburo que comprende poner en contacto materia prima de alfa-olefina C2 a C20, o mezclas bajo condiciones de oligomerización heterogénea con AlCl3 anclado en un sólido de óxido inorgánico adsorbente, por ejemplo, sílice.
[0011] US 4219691 describe un proceso para producir oligómero de olefina a partir de olefinas que tienen no menos de 6 átomos de carbono en presencia de una mezcla de reacción de un haluro de aluminio y un alcohol secundario o terciario en proporciones equivalentes. Los oligómeros de olefina así obtenidos tienen una alta viscosidad cinemática, un bajo punto de fluidez, un alto índice de viscosidad y una buena estabilidad al corte. También revela que incluso si la
relación de reacción del haluro de aluminio y el alcohol secundario o terciario se cambia dentro del intervalo mencionado anteriormente, la viscosidad cinemática de los oligómeros así obtenidos no cambia mucho.
[0012] US8865959B2 se refiere a un proceso para producir una poli alfa-olefina (PAO) que comprende: a) poner en contacto uno o más monómeros de alfa olefina C4 a C24 con un compuesto de metaloceno y, opcionalmente, un activador para producir una PAO de bajo peso molecular que comprende una mezcla de oligómeros que tienen un peso molecular promedio en número en el intervalo de 120 a 600 y que contienen un contenido de olefina terminal de al menos 25 % en peso de insaturación olefínica total, y b) contactar posteriormente al menos una porción de dicha PAO de bajo peso molecular con un catalizador ácido de Lewis y opcionalmente uno o más monómeros de alfa olefina C4 a C24 para producir una PAO líquida, en donde dicha PAO líquida tiene un peso molecular promedio en masa de al menos 988.
[0013] US10435491 se refiere a un proceso que comprende; poner en contacto i) un monómero que comprende una olefina C6 a C20, ii) un líquido iónico de haloaluminato, y iii) un componente de haluro que comprende un organohaluro de C1 a C12 en una zona de reacción; y oligomerizar el monómero en la zona de reacción para formar un producto oligómero; en donde el producto oligómero tiene un peso molecular promedio de 400 a 611 gramos/mol, en el que el producto oligómero se forma en presencia de menos de 8 % en moles de isoparafina basado en moles de monómero en la zona de reacción, en donde una relación molar de un haluro en el componente de haluro a un aluminio en el líquido iónico de haloaluminato es al menos de 0,14:1, y en el que el producto oligómero se forma a una temperatura de 15°C. a 125°C.
[0014] CN106957677 proporciona un método para sintetizar PAO4 de baja viscosidad mediante alfa olefina lineal de alta pureza a través de AlCl3 anhidro. El método se caracteriza en que, en un monómero de 1-deceno caliente, se añade gota a gota un catalizador, y luego se sintetiza aceite de base PAO4 de baja viscosidad, en donde el catalizador se selecciona de cloruro de aluminio anhidro; el monómero de 1-deceno caliente se calienta a 90 GRAD C o más. La descripción proporciona el método para sintetizar el PAO4 de baja viscosidad por la alfa olefina lineal de alta pureza a través del AlCh anhidro. El catalizador industrial adoptado por el método es de bajo precio; el catalizador se obtiene fácilmente; además, el catalizador en un proceso de reacción se trata fácilmente; la condición de reacción es leve; la PAO de baja viscosidad obtenida mediante la preparación tiene buena característica de temperatura de viscosidad.
[0015] US7550640 se refiere al uso de una mezcla de olefinas de 1-deceno/1-dodeceno para producir polialfaolefinas de alta viscosidad (PAOs) que tienen una viscosidad de aproximadamente 40 cSt a aproximadamente 100 cSt a 100°C. (ASTM D-445) y un promedio numérico de peso molecular de entre aproximadamente 1200 a aproximadamente 4000, particularmente útiles como materias primas lubricantes.
[0016] US7880047B2 se refiere a polialfaolefinas y procesos y sistemas de reacción para formar polialfaolefinas a partir de una a-olefina, preferiblemente una a-olefina C8-C12 tal como 1-deceno, mediante alimentación conjunta a la mezcla de reacción de polimerización un hidrocarburo saturado C8-C12, que tiene preferiblemente el mismo número de átomos de carbono que la a-olefina.
[0017] US8067652B2 se refiere a un proceso para formar una polialfaolefina, el proceso comprende la etapa de polimerizar al menos un monómero C8-C12, preferiblemente un deceno tal como 1-deceno, en presencia de un aluminoxano, un activador y un metaloceno para formar la polialfaolefina, en donde la relación molar del aluminoxano al metaloceno es menor que 250:1.
[0018] US7259284B2 se refiere a un proceso continuo para la fabricación de productos de polialfaolefina de alta viscosidad a partir de una materia prima de alfa olefina utilizando un catalizador líquido iónico donde los productos de polialfaolefina tienen propiedades físicas únicas propiedades que los hacen útiles como lubricantes o aditivos lubricantes.
[0019] US8207390B2 se refiere a un proceso para producir poli-alfa-olefinas (PAO) en presencia de un catalizador de metaloceno con un activador aniónico no coordinante e hidrógeno.
[0020] Aún existe la necesidad de proporcionar un método para controlar la viscosidad cinemática de polialfaolefinas en relaciones molares fijas de monómero/haluro de aluminio.
[0021] US4031159A se refiere a un método de preparación de aceites de poliolefina que puede prevenir prácticamente o perfectamente halógenos de mezclarse en el producto de polimerización y producir un aceite de poliolefina que tenga una viscosidad relativamente baja y un alto índice de viscosidad con un alto rendimiento. El método descrito aquí cubre dos métodos de preparación de aceites de poliolefina, y uno de dichos métodos comprende polimerizar una olefina que tiene 6 o más átomos de carbono en presencia de una mezcla de (a) un poliéster obtenido por esterificación de todos los grupos carboxilo de un ácido carboxílico que tiene de 2 a 20 átomos de carbono con alcohol alifático saturado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono y (b) un haluro de aluminio en una cantidad de 0,7 a 2,0 moles por 1 éster de una unión de dicho poliéster. Según este método, se obtiene un aceite de poliolefina que apenas contiene halógenos y que tiene una viscosidad en el intervalo de aproximadamente 40 - 90 centistokes y un índice de viscosidad (VIE) de 130 o más con un rendimiento del 83% o más.
[0022] US4041098A se refiere a un método de oligomerización de alfa olefinas de cadena lineal que tienen al menos 3 átomos de carbono que comprende, generar in situ un sistema catalizador soluble añadiendo simultáneamente con agitación a un reactor que tiene una atmósfera inerte y una temperatura de hasta 200°C, una primera alimentación que comprende un monómero de alfa-olefina de cadena lineal que tiene al menos 3 átomos de carbono y una cantidad menor de un haluro de alquil aluminio soluble y una segunda alimentación que comprende un monómero de cadena lineal de alfa-olefina que tiene al menos tres átomos de carbono y una cantidad menor de un haluro orgánico soluble; donde dicho compuesto soluble de haluro de alquil de aluminio se selecciona del grupo que consiste en sesquicloruro de etilaluminio, dicloruro de etilaluminio y cloruro de dietilaluminio, y dicho haluro orgánico soluble se selecciona del grupo constituido por un haluro alifático primario, secundario o terciario, un haluro alílico o un haluro bencílico, dicho haluro orgánico soluble posee; (a) al menos un átomo de carbono portador de halógeno en la molécula y (b) no más de un átomo halógeno unido a cualquier átomo de carbono en dicha molécula; dicho haluro de alquil aluminio está presente en dicho sistema catalítico en una cantidad de al menos aproximadamente 01% en peso del contenido total de monómero y en cantidad suficiente para proporcionar una relación Hal/Al total en dicho sistema catalítico de al menos aproximadamente 2,5/1.
[0023] La presente descripción proporciona un método para controlar la viscosidad cinemática de polialfaolefinas ajustando la temperatura de oligomerización a relaciones molares fijas de monómero/haluro de aluminio. Estos métodos más nuevos para controlar la viscosidad cinemática de las polialfaolefinas proporcionan a las polialfaolefinas una mayor estabilidad y eficiencia mecánica en una gama más amplia de condiciones operativas que los lubricantes de aceite mineral.
OBJETIVOS
[0024] Un objetivo principal de la descripción es el que se refiere a un método de oligomerización de monómeros de olefina C6 y superiores por lo que, en una relación molar fija de monómero/haluro de Al, se preparan las polialfaolefinas que tienen viscosidades cinemáticas deseables controlando la temperatura de oligomerización. La oligomerización se lleva a cabo en presencia de un catalizador de oligomerización que comprende haluro de aluminio y un promotor, y temperaturas de oligomerización de aproximadamente 10°C a alrededor de 120°C.
[0025] Además, un objetivo de la presente descripción es que el oligómero obtenido tenga un número de Br > 0,2. Es un objetivo más de la presente descripción obtener el oligómero con índice de viscosidad mejorado.
[0026] Es un objetivo más de la presente descripción utilizar oligómero como aceite de base sintética después de la hidrogenación y destilación.
RESUMEN
[0027] La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
[0028] En un aspecto de la presente descripción, la presente descripción revela un proceso para controlar viscosidad cinemática de una polialfaolefina por debajo de 70 centistokes, el proceso comprende las etapas de oligomerización de monómeros de olefina C6 y superiores en presencia de un haluro de aluminio, un promotor y opcionalmente un disolvente para obtener una polialfaolefina; en donde, la viscosidad cinemática de la polialfaolefina se controla ajustando la temperatura de oligomerización a una relación molar fija de monómero y haluro de aluminio.
[0029] En una realización de la presente descripción, el monómero o monómero de olefina se selecciona del grupo que comprende 1 -deceno, 1 -dodeceno, 1 -octeno y cualquier mezcla de estos.
[0030] En una realización de la presente descripción, la relación molar del monómero o monómero de olefina al aluminio haluro es de 10 a 500, más preferiblemente de 10 a 350, lo más preferible de 40 a 300.
[0031] En una realización de la presente descripción, la relación molar del haluro de aluminio al promotor es de 1 a 10, preferiblemente de 1 a 5.
[0032] En una realización de la presente descripción, el promotor es alcohol isobutílico.
[0033] En una realización de la presente descripción, los monómeros o monómeros de olefina y los disolventes tienen un contenido de humedad inferior a 20 ppm.
[0034] En una realización de la presente descripción, la temperatura de oligomerización está en el intervalo de 10°C a 150°C.
[0035] En una realización de la presente descripción, la temperatura de oligomerización es 25°C y 90°C.
[0036] En una realización de la presente descripción, el tiempo de residencia durante la oligomerización está en el intervalo de 0,5 a 8 horas.
[0037] En una realización de la presente descripción, el disolvente se selecciona entre hidrocarburos parafínicos C5 a C19.
[0038] En una realización de la presente descripción, la conversión del monómero o monómero de olefina a polialfaolefina es mayor que un 95%.
[0039] En una realización de la presente descripción, la oligomerización comprende dímeros C20-24, trímeros C30-36, tetrámeros C40-48, pentámeros C50-60 y pesados C60+.
DESCRIPCIÓN:
[0040] La descripción se refiere a un método de oligomerización de monómero de olefina C6 y superior en donde, a una relación molar fija de monómero/haluro Al, se preparan polialfaolefinas que tienen viscosidades cinemáticas deseables controlando la temperatura de oligomerización. La oligomerización se lleva a cabo en presencia de un catalizador de oligomerización que comprende haluro de aluminio y un promotor, y temperaturas de oligomerización de aproximadamente 10°C a aproximadamente 120°C.
[0041] Un método de oligomerización del monómero de olefina C6 y superior a la polialfaolefina que tiene viscosidad cinemática deseable se proporciona. En una realización, el proceso comprende la etapa de oligomerizar en presencia de un haluro de aluminio y un promotor, en donde la relación molar del monómero al haluro de aluminio es de 10 a 500, preferiblemente de 10 a 350.
[0042] En otra realización, la descripción se refiere a un proceso para la oligomerización del monómero de olefina C6 y superior a la polialfaolefina que tiene una viscosidad cinemática deseable, en que el proceso comprende la etapa de oligomerización en presencia de un haluro de aluminio y un promotor, en donde el haluro de aluminio se selecciona de los compuestos que tienen la fórmula como R3-nAlXn en el que R es un grupo hidrocarbilo (es decir, un grupo alquilo), X es un haluro y n = 0 a 3. En una realización, haluro puede ser cloruro, bromuro o yoduro, preferiblemente cloruro o bromuro. En una realización, el haluro de aluminio es aluminio, cloruro o bromuro de aluminio.
[0043] En una realización, el monómero de olefina C6 y superior puede ser olefinas del intervalo C6 a C14, en donde, mezclas de monómero de olefina C6 a C14 se pueden utilizar. En otra realización, se puede utilizar monómero de olefina reciclado o redestilado.
[0044] En una realización, la descripción se refiere a un proceso para la oligomerización de y por encima del monómero de olefina para polialfaolefina que tiene una viscosidad cinemática deseable, en que el proceso comprende la etapa de oligomerización en presencia de un haluro de aluminio y un promotor, en donde la relación molar del haluro de aluminio al promotor es de 1 a 10, preferiblemente de 1 a 5.
[0045] En una realización, el promotor es alcohol isobutílico.
[0046] Los inventores se sorprendieron al descubrir que controlando la temperatura de oligomerización, a una relación fija de peso de monómero/Al, se preparan polialfaolefinas que tienen viscosidades cinemáticas deseables. En una realización, la temperatura de oligomerización está en el intervalo de 10°C a 150°C, aunque se pueden utilizar temperaturas fuera de este intervalo. La temperatura preferida de oligomerización es de 10 °C a 120 °C. Para oligomerizaciones no adiabáticas, capacidad de transferencia de calor puede ser necesaria para mantener condiciones de estado estable.
[0047] Además, los inventores se sorprendieron al descubrir que la adición de promotor junto con el monómero de olefina no sólo mejora el número de bromo de la polialfaolefina resultante pero también controla la exotérmicidad de la oligomerización. Por lo tanto, la reacción se desarrolla de manera controlada, lo que lleva a una menor probabilidad de que se produzcan puntos calientes o de fuga.
[0048] En general, el tiempo de residencia durante el cual se forma el producto oligómero es el tiempo en el que se logran las conversiones deseadas. En una realización, el tiempo de residencia durante la oligomerización es de aproximadamente 0,5 a 8 h.
[0049] Para cualquier oligomerización llevada a cabo utilizando haluros de aluminio, los reactivos así como los aparatos/equipos deben estar libre de venenos, especialmente del aire y la humedad. Por lo tanto, para eso todos los aparatos/equipos se calientan y se secan ya sea al vacío o en nitrógeno mientras monómeros y disolventes se destilan, se pasan a través de columnas desecantes o se almacenan sobre desecantes. Manipulación antes y durante las oligomerizaciones para mantener condiciones y atmósferas inertes son llevado a cabo donde sea necesario.
[0050] En una realización, no se utiliza ningún disolvente durante la oligomerización. En otra realización, la elección del disolvente puede estar relacionado con la temperatura de oligomerización. En una realización, el disolvente se puede seleccionar de parafínico C5 a C19 hidrocarburos.
[0051] Una vez completa la oligomerización, la conversión del monómero a oligómero es normalmente mayor que un 95%. La oligomerización se detiene mediante la adición de agua o alcohol, seguida de una etapa de retiro del catalizador, tal como un lavado acuoso o filtración, absorción o centrifugación. El siguiente paso es el retiro de monómero, promotor y oligómeros de baja ebullición mediante destilación.
[0052] El producto oligomérico se hidrogena esencialmente pero puede ser opcional antes o después de la destilación. La hidrogenación se lleva a cabo utilizando catalizador metálico e hidrógeno. Normalmente, el número de bromo es inferior a 5 y más preferiblemente por debajo de 2 producirá un oligómero con excelente estabilidad a la oxidación. En una realización, el producto resultante es normalmente hidrogenado para saturar los oligómeros para proporcionar un producto que tiene una viscosidad deseada, por ejemplo 40 cSt o 100 cSt a 100°C.
[0053] Dependiendo de la viscosidad, el producto de la oligomerización normalmente comprende dímeros C20 -24 , trímeros C30 -36 , tetrámeros C40 -48 , pentámeros C50 -60 y pesados C60+.
[0054] Una de las características de la descripción es que el producto oligomerizado se puede usar en una variedad de aplicaciones por ejemplo, como aceites de base en lubricantes, aditivos para diversas composiciones, mejoradores del índice de viscosidad, dispersantes, etc.
[0055] Todos los monómeros y disolventes se usaron tal como se obtuvieron y contenían humedad inferior a 20 ppm. Todos los químicos a base de haluro de aluminio se manipularon en atmósfera de nitrógeno y se utilizaron tal como se obtuvieron.
[0056] La química basada en AlCl3 se usa ampliamente para producir PAO. La variación de las relaciones molares de reactivos, efecto de variar los sustituyentes o disolventes han sido ampliamente estudiados. En esta descripción, a una relación molar fija de monómero/Al, variando la temperatura, se preparan PAO de diferentes viscosidades. Esto en sí es único, especialmente para preparar viscosidades bajas PAO ya que cada lote se puede ajustar para producir, por ejemplo, PAO4 en alta concentración. Cada lote producirá PAO a partir de dímeros a pentámeros que pueden separarse por medio de destilación.
[0057] La viscosidad cinemática (a veces también llamada difusividad del momento), definida como la relación de la viscosidad g a la densidad del fluido p. Generalmente se denota con la letra griega nu (v) y tiene dimensión (longitud) 2/tiempo.
[0058] El viscosímetro Stabinger SVM 3000 se utiliza para medir la viscosidad dinámica y la densidad de aceites y combustibles según ASTM D7042-21. A partir de dichos resultados/valores de viscosidad dinámica, el viscosímetro SVM 3000 calcula automáticamente la viscosidad cinemática y ofrece resultados de medición equivalentes a ISO 3104 o ASTM D445-19a. La viscosidad dinámica es el valor esencial para evaluar el comportamiento lubricante.
[0059] El índice de viscosidad es un número adimensional y se utiliza para investigar el cambio en la viscosidad a diferentes temperaturas. Cuanto mayor sea el índice de viscosidad (VI), menor será el cambio en la viscosidad fluida por un cambio dado de temperatura, y viceversa. El índice de viscosidad se calcula a partir de la viscosidad cinemática en diferentes intervalos de temperatura.
[0060] En un aspecto de la presente descripción, la presente descripción revela un proceso para controlar la viscosidad cinemática de una polialfaolefina por debajo de 70 centistokes, el proceso comprende las etapas de oligomerizar monómeros de olefinas C6 y superiores en presencia de un haluro de aluminio, un promotor y opcionalmente, un disolvente para obtener una polialfaolefina; en donde, la viscosidad cinemática de la polialfaolefina se controla ajustando la temperatura de oligomerización a una relación molar fija de monómero y haluro de aluminio.
[0061] En un aspecto de la presente descripción, la presente descripción revela un proceso para controlar la viscosidad cinemática de una polialfaolefina en un intervalo de 1-70 centistokes, el proceso comprende las etapas de: oligomerizar monómeros de olefina C6 y superiores en presencia de un haluro de aluminio, un promotor y opcionalmente, un disolvente para obtener una polialfaolefina; en donde, la viscosidad cinemática de la polialfaolefina se controla ajustando la temperatura de oligomerización a una relación molar fija de monómero y haluro de aluminio.
[0062] Según una característica de la presente descripción, el monómero o monómero de olefina se selecciona del grupo que comprende 1 -deceno, 1 -dodeceno, 1 -octeno y cualquier mezcla de estos.
[0063] Según una característica de la presente descripción, la relación molar del monómero o monómero de olefina al haluro de aluminio es de 10 a 500, más preferiblemente de 10 a 350, lo más preferible de 40 a 300.
[0064] Según una característica de la presente descripción, la relación molar del haluro de aluminio al promotor es de 1 a 10, preferiblemente de 1 a 5.
[0065] Según una característica de la presente descripción, el promotor es alcohol isobutílico.
[0066] Según una característica de la presente descripción, los monómeros de olefina o monómeros y los disolventes tienen un contenido de humedad inferior a 20 ppm.
[0067] Según una característica de la presente descripción, la temperatura de oligomerización está en el intervalo de 10°C a 150°C.
[0068] Según una característica de la presente descripción, la temperatura de oligomerización es de 25°C y 90°C.
[0069] Según una característica de la presente descripción, el tiempo de residencia durante la oligomerización está en el intervalo de 0,5 a 8 horas.
[0070] Según una característica de la presente descripción, el disolvente se selecciona entre hidrocarburos parafínicos de C5 a C19.
[0071] Según una característica de la presente descripción, la conversión del monómero a polialfaolefina es mayor que 95%.
[0072] Según una característica de la presente descripción, la oligomerización comprende dímeros C20-24, trímeros C30-36, tetrámeros C40-48, pentámeros C50-60 y pesados C60+.
[0073] Según una característica de la presente descripción, la viscosidad cinemática disminuye al aumentar la cantidad de monómero y la relación molar de haluro de aluminio.
[0074] En otro aspecto de la presente descripción, la presente descripción revela un proceso para preparar una polialfaolefina, el proceso comprende las etapas de: a) oligomerizar uno o más monómeros de alfa olefina que tienen C6-C14 átomos de carbono bajo una atmósfera inerte en presencia de un haluro de aluminio, un promotor y, opcionalmente, un disolvente para obtener un producto oligomérico en una masa de reacción; en donde el haluro de aluminio se selecciona de los compuestos que tienen la fórmula como R3-nAlXn; en donde R es un grupo hidrocarbilo o un grupo alquilo, X es un haluro y n = 0 a 3; en donde el haluro se selecciona de cloruro o bromuro; b) detener la oligomerización de los monómeros en la masa de reacción mediante adición de agua o alcohol; c) retirar el haluro de aluminio de la masa de reacción mediante lavado acuoso o filtración o absorción o centrifugación o cualquier combinación de éstos; d) separar el monómero no convertido, el promotor y el producto oligomérico de la masa de reacción mediante destilación; e) hidrogenar el producto oligomérico para saturar oligómeros para proporcionar polialfaolefina; en donde la viscosidad cinemática de la polialfaolefina es inferior a 70 centistokes.
[0075] En otro aspecto de la presente descripción, la presente descripción revela un proceso para preparar una polialfaolefina, en el que el proceso comprende las etapas de a) oligomerizar monómeros de olefina C6 y superiores bajo una atmósfera inerte en presencia de un haluro de aluminio, un promotor y opcionalmente, un disolvente para obtener un producto oligomérico en una masa de reacción; en donde el haluro de aluminio se selecciona de los compuestos que tienen la fórmula R3-nAlXn; donde R es un grupo hidrocarbilo o un grupo alquilo, X es un haluro y n = 0 a 3; en donde el haluro se selecciona entre cloruro o bromuro; b) detener la oligomerización de los monómeros en la masa de reacción mediante la adición de agua o alcohol; c) retirar el haluro de aluminio de la masa de reacción mediante lavado acuoso o filtración o absorción o centrifugación o cualquier combinación de éstos; d) separar el monómero no convertido, el promotor y el producto oligomérico de la masa de reacción mediante destilación; e) hidrogenar el producto oligomérico para saturar los oligómeros para proporcionar polialfaolefina; en donde la viscosidad cinemática de la polialfaolefina está por debajo de 70 centistokes.
[0076] En una característica de la presente descripción, la hidrogenación se lleva a cabo usando catalizador metálico e hidrógeno.
[0077] En una característica de la presente descripción, conversión del monómero a oligómero es superior a un 95 %.
[0078] En otro aspecto de la presente descripción, la presente descripción revela un proceso para preparar una polialfaolefina en que el proceso comprende las etapas de a) oligomerizar monómeros de olefina C6 y superiores bajo una atmósfera inerte en presencia de un haluro de aluminio, un promotor y opcionalmente un disolvente para obtener un producto oligomérico, es decir, polialfaolefina; en donde la viscosidad cinemática de la polialfaolefina es inferior a 70 centistokes.
Tabla 1 muestra el efecto de la temperatura sobre la viscosidad del PAO en relaciones fijas de Monómero/Al
Tabla 2 muestra el efecto de fijar las proporciones Monómero/Al durante la reacción desbocada
EJEMPLOS:
[0079] La presente descripción se ejemplifica mediante los siguientes ejemplos no limitantes:
Ejemplo 1:
[0080] En CSTR de 2L, se añadieron 250 ml de hexano, 13,6 g de AlCl3 (0,10 mol) y 4,0 ml de isobutanol y se agitó durante 15 mín. La temperatura de oligomerización se ajustó a 25°C. La adición de 1-deceno (relación molar C10/AlCl3 = 83) se inició con tasa de flujo de 8,4 ml/min durante 3 horas. Después de completar la adición del monómero, la solución se mantuvo en agitación durante 1 hora más. Se añadieron 100 ml de agua desionizada para apagar la reacción seguida de otro lavado con agua. El aceite posterior obtenido se mantuvo en sulfato sódico durante la noche y se filtró. Después de retirar el monómero, el aceite se hidrogenó utilizando Níquel sobre catalizador Kieselguhr. El aceite hidrogenado tenía un KV de 45,6 cSt a 100°C, VI de 147.
Ejemplo 2:
[0081] El procedimiento seguido para oligomerización fue el mismo que se describió en el Ejemplo 1, pero en cambio, la temperatura de oligomerización se fijó a 90°C. El aceite hidrogenado tenía un KV de 23,5 cSt a 100°C, VI de 147. Ejemplo 3:
[0082] El procedimiento seguido para oligomerización fue el mismo que se describió en el Ejemplo 1, pero en cambio, la relación molar de C10/AlCl3 se mantuvo en 282. El aceite hidrogenado tenía un KV de 12,1 cSt a 100°C, VI de 142.
Ejemplo 4:
[0083] El procedimiento seguido para oligomerización fue el mismo que se describió en el Ejemplo 1, pero en cambio, la relación molar de C10/AlCl3 se mantuvo en 282 y la temperatura de oligomerización se ajustó a 90°C. El aceite hidrogenado tenía un KV de 4,5 cSt a 100°C, VI de 142.
Ejemplo 5:
[0084] El procedimiento seguido para oligomerización fue el mismo que se describió en el Ejemplo 1, pero en cambio, la relación molar de C10/AlCh se mantuvo en 165. El aceite hidrogenado tenía un KV de 23,4 cSt a 100°C, VI de 142.
Ejemplo 6:
[0085] El procedimiento seguido para oligomerización fue el mismo que se describió en el Ejemplo 1, pero en cambio, la relación molar de C10/AlCh se mantuvo en 165 y la temperatura de oligomerización se ajustó a 90°C. El aceite hidrogenado tenía un KV de 5,8 cSt a 100°C, VI de 144.
Ejemplo 7:
[0086] El procedimiento seguido para la oligomerización fue el mismo que se describió en el Ejemplo 1, pero en cambio, la relación molar de C10/AlCl3 se mantuvo en 100. El aceite hidrogenado tenía un KV de 30,4 cSt a 100°C, VI de 142.
Ejemplo 8:
[0087] El procedimiento seguido para oligomerización fue el mismo que se describió en el Ejemplo 1, pero en cambio, la relación molar de C10/AlCl3 se mantuvo en 100 y la temperatura de oligomerización se ajustó a 90°C. El aceite hidrogenado tenía un KV de 8,1 cSt a 100°C, VI de 141.
Ejemplo 9:
[0088] El procedimiento seguido para oligomerización fue el mismo que se describió en el Ejemplo 1, pero en cambio, la relación molar de monómero/AlCh se mantuvo en 48 y el monómero era 1-dodeceno. El aceite hidrogenado tenía un KV de 53,9 cSt a 100°C, VI de 147.
Ejemplo 10:
[0089] El procedimiento para la oligomerización seguido fue el mismo que se describió en el Ejemplo 1, pero en cambio, la relación molar de monómero/AlCh se mantuvo en 48 y el monómero era 1-dodeceno, y la temperatura de oligomerización se ajustó a 90°C. El aceite hidrogenado tenía un KV de 25,4 cSt a 100 °C, VI de 142.
Ventajas técnicas:
[0090] La presente descripción tiene la siguiente ventaja sobre las técnicas anteriores:
• Usando proporciones fijas de monómero/Al, se puede controlar la viscosidad del resultante PAO variando la temperatura.
• Particularmente, una ventaja útil en la preparación de PAO de baja viscosidad donde cualquier variación en la cantidad de catalizador no conduciría al fracaso del lote.
• La adición de promotor a la alimentación controla la exotermia durante la oligomerización.
Claims (10)
1. Proceso para controlar la viscosidad cinemática de una polialfaolefina en un intervalo de 1 a 70 centistokes a 100 °C, el proceso comprende los pasos de:
oligomerizar monómeros de olefinas C6 y superiores en presencia de un haluro de aluminio, un promotor y opcionalmente, un disolvente para obtener una polialfaolefina;
en donde, la viscosidad cinemática de la polialfaolefina se controla ajustando la temperatura de oligomerización a una relación molar fija de monómero de olefina y haluro de aluminio,
en donde la relación molar del monómero de olefina al haluro de aluminio es de 10 a 500;
en donde la temperatura de oligomerización está en el intervalo de 10°C a 150°C;
en donde el promotor es alcohol isobutílico; y
en donde la relación molar del haluro de aluminio al promotor es de 1 a 10.
2. Proceso según la reivindicación 1, en donde el monómero de olefina se selecciona del grupo que comprende 1-deceno, 1 -dodeceno, 1 -octeno y cualquier mezcla de estos.
3. Proceso según la reivindicación 1, en donde la relación molar del monómero de olefina al haluro de aluminio es de 10 a 350, preferiblemente de 40 a 300.
4. Proceso según la reivindicación 1, en donde la relación molar del haluro de aluminio al promotor es de 1 a 5.
5. Proceso según la reivindicación 1, en donde los monómeros y los disolventes tienen un contenido de humedad inferior a 20 ppm.
6. Proceso según la reivindicación 1, en donde la temperatura de oligomerización es de 25°C y 90°C.
7. Proceso según la reivindicación 1, en donde el tiempo de residencia durante la oligomerización está en el intervalo de 0,5 a 8 horas.
8. Proceso según la reivindicación 1, en donde el disolvente se elige entre hidrocarburos parafínicos de C5 a C19.
9. Proceso según la reivindicación 1, en donde la conversión del monómero a polialfaolefina es superior al 95%.
10. Proceso según la reivindicación 1, en donde la oligomerización comprende dímeros C20-24, trímeros C30-36, trímeros C40-48, tetrámeros, pentámeros C50-60 y pesados C60+.
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