[发明专利]一种采用煤基原料制备聚α-烯烃合成油的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种煤炭间接液化过程产生的α-烯烃进行碳数分离，得到制备PAO的适宜组分，采用高选择性阳离子催化剂，经聚合反应、精制、分离得到高性能聚α-烯烃合成油（以下简称PAO），产品粘度指数高达145，其性能既优于传统石蜡裂解烯烃制备的PAO，又能打破依赖进口α-烯烃的局面，为PAO的生产提供了一条更为有效的途径。

背景技术：

PAO是由α-烯烃在催化剂作用下聚合而获得的一类具有比较规则的长链烷烃。工业上制取原料α-烯烃的方法有石蜡裂解法和乙烯齐聚法两大类。石蜡裂解法通过高温气相裂解制备出奇偶碳数连续分布的α-烯烃，其中C₈-C₁₂馏分用于制备PAO，α-烯烃含量60-85%，含有少量S、N、炔烃等杂质。乙烯齐聚法制得偶数碳α-烯烃，其C₈、C₁₀、C₁₂α-烯烃及其混合烯均是制备PAO的原料，α-烯烃含量98-99%。石蜡裂解法的工艺简单、成熟、不用催化剂、操作简单，但由于此法要求的原料蜡质量高，来源有限，所得α-烯烃的质量差，成本高，目的α-烯烃的收率低，同乙烯齐聚法相比逐渐失去竞争力，国内仅有一套生产装置。乙烯齐聚法获得的直连α-烯烃纯度高，杂质少，最适宜制备PAO，但国内尚未掌握关键技术，α-烯烃全部依靠进口。以上原料均从石油中获得，称之为常规原料。煤制油（Coal-to-liquids,CTL）是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。煤的间接液化首先把煤气化，再通过费托合成转化为烃类燃料，其过程产品中含有α-烯烃（见附图-1），经过分离，可将适宜组分用于生产PAO。

发明内容：

本发明的目的是提供一种采用煤基原料制备聚α-烯烃合成油的方法；用煤制烯烃替代传统的蜡裂解烯烃，对工艺条件优化，以满足煤制烯烃生产需要，该方法包括：以煤制烯烃为原料，高选择性阳离子物质为催化剂，在常压条件下进行反应而制备PAO。这种方法克服了生产PAO时进口烯烃原料不足及价格高昂的问题，同时克服了蜡裂解烯烃制备PAO产品粘度指数低的问题，使煤制烯烃制备PAO成为可能，其PAO粘度指数I≧145，粘度及凝点都优于蜡裂解烯烃原料制备的PAO，并于进口烯烃制备的PAO对比相应指标相当。

本发明所述的一种采用煤基原料制备聚α-烯烃合成油的方法；

（1）将煤炭间接液化过程产出的α-烯烃粗产品，通过分离得到馏程范围为40-275℃、碳数为C₅-C₁₂的α-烯烃组分，在催化剂作用下，于压力0.1-0.4MPa，温度80-140℃进行聚合反应，聚合物精制、分离后得到聚α-烯烃合成油；

所述的催化剂为AlCl₃或AlCl₃与醇类的络合物；

所述的聚合物精制为白土精制和加氢精制；

所述的白土精制是将聚合物与活性白土和氢氧化钙按照100:1～4：1～4（重量比）混合，在80-250℃温度下反应0.5-3小时；

所述的加氢精制是指镍系催化剂存在下，聚合物与氢气混合，在压力1.0-5.0MPa，温度100-270℃下进行加氢反应。

所述的醇类为甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇、异辛醇中的一种。

普通的PAO用于汽车润滑油或工业润滑油，但是按照本发明制备的PAO具备高粘度指数，可作为高档润滑油基础油的需要。

更详细地，在按照本发明制备PAO的方法中，催化剂为以传统催化剂及络合催化剂为聚合反应的催化剂体系，最关键的是以创新的方式用煤制烯烃作为原料来源。

本发明的特点是利用煤基原料制备PAO，在产品性能不受影响的同时，有利于获取更广泛的α-烯烃资源。

本发明提出的煤基原料制备PAO是指煤炭液化过程中得到的适宜α-烯烃馏分作为原料制备PAO。

本发明提出的适宜馏分是指从以上工艺过程中获取的过程产品，通过馏分分离，得到的C₅-C₁₂α-烯烃，可直接用于制备PAO。

本发明提出的煤基原料，通过AlCl₃或其络合物催化反应、精制、分离可制备出PAO的粘度指数高于145。