專利名稱：閉路無污染硫化異丁烯的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于C10M 125/06類，為潤滑油組合物，特別涉及了含硫添加劑的閉路無污染生產(chǎn)工藝。
硫化異丁烯(簡稱硫烯)極壓抗磨添加劑，由于它具有硫量高、極壓抗磨性強(qiáng)、油溶性好、銅腐蝕小、毒性低、顏色淺、添加量少等一系列優(yōu)越性，是高性能潤滑油不可缺少的極壓抗磨添加劑。
目前國內(nèi)外制備硫化異丁烯的生產(chǎn)工藝，都存在環(huán)保問題，如美國專利US5403960工藝生產(chǎn)硫化異丁烯，在加合反應(yīng)過程中放出HCl氣體，在硫化過程中產(chǎn)生H2S氣體和含NaCl、Na2S廢水；中國專利CN1034714A改進(jìn)了硫化異丁烯的生產(chǎn)工藝，將工藝過程中難以處理的含硫廢堿液，回用于下一批加合物的第一次硫化脫氯反應(yīng)，最后排放的是不含二價(jià)硫離子和溶解硫的酸性廢水，從而降低廢水的化學(xué)耗氧量，使廢水較容易處理，但是HCl氣和H2S氣仍存在，嚴(yán)重污染環(huán)境。
本發(fā)明的目的，是為解決上述的不足，提供一種在制備硫化異丁烯的工藝中就可消除HCl和H2S的生成，徹底解決傳統(tǒng)硫化異丁烯生產(chǎn)中的廢氣、廢水等的污染問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的“閉路無污染工藝”，是防止污水和有害氣體的生成。關(guān)鍵是一、在加合物反應(yīng)中，用路易斯酸作催化劑，消除HCl生成；二、根據(jù)無機(jī)鹽“共離子效應(yīng)”影響溶解度的原理，用CN溶劑溶解硫化鈉或硫氫化鈉、氫氧化鈉和硫磺配制硫化劑。用該硫化劑，對硫氯化異丁烯加合物進(jìn)行硫化脫氯，在嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度的條件下，消除H2S的生成，實(shí)現(xiàn)閉路無染生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的閉路無污染硫化異丁烯的生產(chǎn)工藝步驟如下A、加合反應(yīng)將單氯化硫與異丁烯在路易斯酸催化劑作用下，按重量比依次為(1.17～1.33)∶(1～1.08)∶(0.001～0.007)進(jìn)行加合反應(yīng)，生成硫氯化異丁烯加合物，反應(yīng)溫度為45～55℃，反應(yīng)時(shí)間為15～24小時(shí)，所得硫氯化異丁烯加合物20℃時(shí)的比重為1.12～1.18，含氯量是26～29％，含硫量是26～30％；加合物反應(yīng)方程式
B、配制硫化劑用CN溶劑溶解工業(yè)硫化鈉或硫氫化鈉、氫氧化鈉和硫磺配制硫化劑，按重量比(2.25～3)∶(1～1.1)，溶解溫度為60～80℃，溶解時(shí)間為1～2小時(shí)，硫化鈉控制在16～18％，CN溶劑為NaCl和Na2S的混合物；C、硫化脫氯反應(yīng)將制備的硫化劑、助溶劑及硫磺予熱至50～75℃，然后以速度為150～200公斤/小時(shí)滴加硫氯化異丁烯加合物，按重量比依次為(1.4～1.8)∶(0.5～1)∶(1～1.5)∶(0～0.15)進(jìn)行硫化脫氯，反應(yīng)溫度為78～82℃；反應(yīng)時(shí)間為3～5小時(shí)，當(dāng)硫氯化異丁烯氯的含量小于0.5％時(shí)，硫化反應(yīng)結(jié)束，助溶劑為異丙醇、叔丁醇和正丁醇或其他低碳醇；硫化異丁烯反應(yīng)方程式
D、蒸餾回收助溶劑上述硫化反應(yīng)克后，將硫化混合物加熱蒸餾回收助溶劑，蒸餾最高溫度為90℃，回收的助溶劑，循環(huán)參與硫化反應(yīng)；E、靜置分離蒸餾回收助溶劑完了剩下的物料，保持在70～80℃靜置0.5～2小時(shí)，使物料分層。下層是CN溶劑和固體物，經(jīng)過濾除去固體物的CN溶劑，用于配制硫化劑，循環(huán)參與硫氯化異丁烯加合物的脫氯硫化反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)閉路無污水硫化工藝；上層是粗硫化異丁烯，經(jīng)真空脫水，精制過濾得產(chǎn)品。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果如下1、本發(fā)明根據(jù)無機(jī)鹽類共離子效應(yīng)影響溶解度的原理，選用CN溶劑溶解工業(yè)硫化鈉或硫氫化鈉、氫氧化鈉和硫磺配制硫化劑，用于硫氯化異丁烯加合物的硫化脫氯反應(yīng)，分離出固體物和硫化異丁烯。CN溶劑可在系統(tǒng)中循環(huán)使用，成功地實(shí)現(xiàn)了閉路無污水工藝生產(chǎn)硫化異丁烯，該工藝國內(nèi)外無先例，具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和實(shí)用價(jià)值。
2、本發(fā)明在加合反應(yīng)中，改用路易斯酸作催化劑；在硫化反應(yīng)中，采用過量硫化劑；在液下滴加硫氯化異丁烯加合物，這種工藝可消除HCl和H2S的生成，解決了硫化異丁烯生產(chǎn)中的廢氣污染問題。
3、本發(fā)明采用閉路工藝制備硫化異丁烯，省掉了二次脫氯和汽油萃取、水洗、白土精制等工序，簡化了工藝流程，其產(chǎn)品性能達(dá)到國際名牌硫化異丁烯產(chǎn)品Lubrizol A33水平。利用生產(chǎn)的硫烯，調(diào)制的重負(fù)荷工業(yè)齒輪油和重負(fù)荷車輛齒輪油(GL-5)，都取得滿意的成果。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
本發(fā)明的技術(shù)方案的具體實(shí)施例實(shí)施例1參見附圖1，在反應(yīng)釜中投入單氯化硫800Kg，加路易斯酸0.8Kg，通異丁烯627Kg，異丁烯通入速度為40公斤/小時(shí)，控制反應(yīng)最高溫度為54℃，得硫氯化異丁烯，溫度為20℃時(shí)硫氯化異丁烯的比重為1.168，含氯量28.2％，含硫量29.27％，收率為97％(硫氯化異丁烯對單氯化硫和異丁烯合計(jì)的收率)。在硫化脫氯反應(yīng)中加入Na2S的CN溶劑500Kg和工業(yè)硫化鈉218Kg配制的硫化劑718Kg，再加入異丙醇助溶劑250Kg，加溫到65℃，開始滴加按上述工藝生產(chǎn)的硫氯化異丁烯500Kg，控制滴加速度為170公斤/小時(shí)，滴加完后，在反應(yīng)釜溫度為78℃下，反應(yīng)4小時(shí)，當(dāng)反應(yīng)釜中硫烯含氯量為0.5％時(shí)，硫化反應(yīng)結(jié)束，然后蒸餾出助溶劑后，進(jìn)行沉淀分離。上層粗硫化異丁烯抽出進(jìn)行脫水、精制得成品硫化異丁烯320Kg，下層液體進(jìn)行過濾得CN溶液和固體物，成品硫化異丁烯為含硫量47.01％，含氯量0.28％，100℃時(shí)運(yùn)動粘度為8.36mm2/S，腐蝕試驗(yàn)(120℃3h)I級。
實(shí)施例2在反應(yīng)釜中投入單氯化硫800Kg，加路易斯酸0.8Kg，通異丁烯648Kg，異丁烯通入速度為40公斤/小時(shí)，反應(yīng)最高溫度為50℃，得硫氯化異丁烯，當(dāng)溫度為20℃時(shí)比重為1.13，含氯量27.4％，含硫量28.55％，收率為100％，沒有HCl氣產(chǎn)生。脫氯硫化工藝同實(shí)施例一，在硫化脫氯反應(yīng)中加入NaCl的CN溶劑500Kg和工業(yè)硫化鈉215Kg配制的硫化劑715Kg，再加入叔丁醇助溶劑300Kg，加溫到65℃，滴加硫氯化異丁烯500Kg，控制滴加速度為160公斤/小時(shí)，滴加完后，在釜溫度為78℃的條件下反應(yīng)5小時(shí)，得硫化異丁烯成品350Kg，硫化異丁烯成品含硫量為45.64％，含氯量0.42％，100℃時(shí)運(yùn)動粘度7.79mm2/S，腐蝕試驗(yàn)(120℃ 3h)為2b級，無H2S產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.閉路無污染硫化異丁烯的生產(chǎn)工藝，其特征在于不排出有害氣體和污水，它包括的生產(chǎn)工藝步驟如下A、加合反應(yīng)將單氯化硫與異丁烯在路易斯酸催化劑作用下，按重量比依次為(1.17～1.33)∶(1～1.08)∶(0.001～0.007)進(jìn)行加合反應(yīng)，生成硫氯化異丁烯加合物，反應(yīng)溫度為45～55℃，反應(yīng)時(shí)間為15～24小時(shí)，所得硫氯化異丁烯加合物20℃時(shí)的比重為1.12～1.18，含氯量是26～29％，含硫量是26～30％；B、配制硫化劑用CN溶劑溶解工業(yè)硫化鈉或硫氫化鈉、氫氧化鈉和硫磺配制硫化劑，按重量比為(2.25～3)∶(1～1.1)，溶解溫度為60～80℃，溶解時(shí)間為1～2小時(shí)，硫化鈉含量控制在16～18％，CN溶劑為NaCl和Na2S混合物；C、硫化脫氯反應(yīng)將配制的硫化劑，再加上助溶劑及硫磺予熱至50～75℃，然后以速度為150～200公斤/小時(shí)，滴加硫氯化異丁烯加合物，按重量比依次為(1.4～1.8)∶(0.5～1)∶(1～1.5)∶(0～0.15)進(jìn)行硫化脫氯，反應(yīng)溫度為78～82℃；反應(yīng)時(shí)間為3～4小時(shí)，當(dāng)硫氯化異丁烯的氯含量小于0.5％時(shí)，硫化反應(yīng)結(jié)束，助溶劑為異丙醇、叔丁醇和正丁醇或其他低碳醇；D、蒸餾回收助溶劑上述硫化反應(yīng)完后，將硫化混合物加熱蒸餾回收助溶劑，蒸餾最高溫度為90℃，回收的助溶劑，循環(huán)參與硫化反應(yīng)；E、靜置分離蒸餾回收助溶劑完了剩下的物料，保持在70～80℃靜置0.5～2小時(shí)，使物料分層，下層是CN溶劑和固體物，經(jīng)過濾、分離除去固體物的CN溶劑，用于配制硫化劑，循環(huán)參與硫氯化異丁烯加合物的脫氯硫化反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)閉路無污水硫化工藝；上層是粗硫化異丁烯，經(jīng)真空脫水，精制過濾得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開一種閉路無污染硫化異丁烯的生產(chǎn)工藝,屬于C10M 125/06類,其工藝特點(diǎn)是在工藝過程中不排出有害氣體和污水。關(guān)鍵是在加合物反應(yīng)中,用路易斯酸作催化劑,消除HCl生成;再是根據(jù)無機(jī)鹽“共離子效應(yīng)”影響溶解度的原理,用CN溶劑溶解硫化鈉或硫氫化鈉、氫氧化鈉和硫磺配制硫化劑。用該硫化劑,對硫氯化異丁烯加合物進(jìn)行硫化脫氯,在嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度的條件下,消除H
文檔編號C07C319/00GK1200372SQ97109899
公開日1998年12月2日 申請日期1997年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月28日
發(fā)明者楊景培, 田洪加, 張素蓮, 潘英革, 劉春燕, 馬先貴, 孫繼成, 苗風(fēng)琴, 姜春明, 趙曉欣 申請人:沈陽維華化工油品有限公司