1-nC12/1-nC14混合烯烃齐聚制备高性能润滑油基础油

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聚a-烯烃润滑油基础油(PAO)是一类重要的合成烃类润滑流体,相对于矿物型润滑油基础油而言,PAO是通过化学合成的方法得到的,具有倾点低、闪点高、油中不含硫、氧化后沉淀物少等优良的低温性能,在重要的合成烃类油中具有广泛的研究前景和发展空间。本论文以此为出发点,以合成性能优良的“新一代聚α-烯烃”润滑油基础油为目的,利用催化剂AlCl3催化1-十二烯与1-十四烯混合烯烃发生齐聚反应。对产物分别采用红外光谱、气-质联用谱图进行分析和表征;测定了产物性能中的倾点(PP)、分子量(M)和粘度(V80℃、V40℃)。详细考察了不同反应条件(温度℃、时间h、原料摩尔比例)对混合烯烃齐聚产物的性能(分子量、粘度、粘度指数(VI)、倾点等)的影响。根据碳正离子反应机理分析了AlCl3催化1-十二烯与1-十四烯混合烯烃齐聚反应的过程。正交试验方法设计了试验条件,并考察了反应条件(温度℃、时间h、原料摩尔比例)对产品收率和典型性能的显著程度,确定了最佳反应条件。条件性结果表明,AlCl3催化1-十二烯与1-十四烯混合烯烃齐聚反应得到产物是含有不同聚合度的聚α-烯烃(PAO)的混合物。该混合物是具有较高粘度指数(158~170),中等粘度(V100℃=18~29mm2/s),较低倾点(PP=-16~-34℃),分子量适中(M=715~875)的润滑油基础油组分。在反应条件为温度50℃、时间6 h及1-十二烯与1-十四烯混合比例为1:1时所得的产物性能优良。正交试验结果表明:1、原料比例对收率的影响最大,反应时间对收率的影响最小,获得最佳收率的反应条件为:原料1-C12与1-C14的比例为3:1,反应温度为75℃,反应时间3 h;2、温度对100℃粘度影响最小,原料比例和反应时间对粘度影响较大,获得最佳粘度的反应条件为:原料1-C12与1-C14的比例为1:1,反应温度为25℃,反应时间6 h;3、反应时间对粘度指数影响最小,反应温度对粘度指数的影响最大,获得最佳粘度指数的反应条件为:原料1-C12与1-C14的比例为1:1,反应温度为25℃,反应时间为9 h;4、原料比例对倾点的影响最大,反应时间对倾点的影响最小,获得最佳倾点的反应条件为:原料1-C12与1-C14的比例为3:1,反应温度为75℃,反应时间3 h;5、综合平衡初步确定最优工艺条件,在不同水平平均值确定各因素的优化水平组合,确定最佳工艺条件为:原料1-C12与1-C14的比例为3:1,反应温度为75℃,反应时间6 h。响应曲面分析结果表明:1、在粘度反应曲面中,3个试验单因素反应均不太显著;时间A和温度B的交互影响最显著,其它交互影响不显著;二次项中只有原料比例C显著,其它二次项均不太显著。2、在粘度指数响应曲面中,3个试验单因素中反应时间A和温度B均显著,原料比例C不显著;时间A和原料比例C的交互影响显著;其他交互影响不显著,二次项中时间A温度B和原料比例C均显著。3、在倾点的反应曲面中,3个试验单因素反应均显著,其中原料比例C最显著;时间A和温度B的交互影响最显著,其他交互影响则不太显著;二次项中时间A和原料比例C均显著,温度B较显著。4、在收率反应曲面中,3个单因素反应不显著;时间A和原料比例C、的交互影响最显著,其他不显著;二次项中只有原料比例C最显著,其他不显著。
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