一种低碱值磺酸钙盐的制备方法技术

一种低碱值磺酸钙盐的制备方法，将分子量在300-450之间的合 成烷基苯用发烟硫酸磺化，磺化2-5小时后加入一定量的水，然后用氮 气吹扫，用惰性溶剂和基础油稀释，再静止分层得到上层的粗磺酸，用 碱性助滤剂过滤，得到纯化溶剂稀释的合成烷基苯磺酸，其总酸值 60-120mgKOH/g，游离酸浓度控制在0.2％以下。再用氢氧化钠水溶液中 和反应，然后加入固体氯化钙进行复分解反应，最后分层，水洗，蒸馏， 得到不含或含微量硫酸根、氯根，防锈性能好，清净性能优良的低碱值 合成烷基苯磺酸钙盐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一牙中低碱值磺酸钙盐的制备方法，其产品应用于润滑油添 加剂领域。
技术介绍
低碱值磺酸钙盐是一种常用的润滑油添加剂，它不仅具有良好的清净 性，还有理想的防锈性能。在增压柴油机高温操作下，对控制活塞的清净 性有特别的优异性能，而且与其他润滑油添加剂具有良好的配伍性。在中 高档内燃机油的复合剂配方中得到广泛应用。低碱值磺酸钙盐还可制备中 间值、高碱值磺酸钙盐，在内燃机油中使用非常广泛。低碱值磺酸钙盐现在常用的制备方法是烷基苯用磺化剂磺化，得到 的烷基苯磺酸与惰性溶剂，基础油混合，用氯化钙水溶液做促进剂，加入 氢氧化钙直接钙化，再经减压蒸馏、过滤得到产品。由于所制得的烷基苯 磺酸盐没有经过精制，含有氯离子和硫酸根离子，从而影响了产品的防锈 性能，产品的碱值较高，浊度较大。现在国内很多厂家垸基苯的原料采用 生产洗涤剂的副产一高沸物重垸基苯(含有大量的二烷基苯)磺化得到重烷基苯磺酸。由于这类磺酸存在着磺酸含量低(仅占60-80%左右)，杂质多(含有茚满、萘满类多环化合物)，分子量范围较宽等结构方面的问题， 而造成用此类磺酸生产烷基苯磺酸钙时反应速度慢，颜色深，产品浊度大， 过滤困难。为了得到性能优异的高重量产品，在制备过程中，如何纯化每 一步半成品都是不可缺少的重要环节。专利US4086170在实例中提出一种制备垸基苯磺酸的方法，其制备方 法是烷基苯用环己烷稀释后，用发烟硫酸磺化，磺化后，加水沉降分出废 硫酸，然后在磺酸液中加入2%的氧化钙进行热回流以吸收残留的废硫酸， 经冷却、离心分离或过滤去除废渣，在蒸馏脱溶剂环己烷得到纯化的烷基 苯磺酸。该纯化磺酸工艺步骤复杂，操作繁琐。专利FR1478530中用白油 稀释烷基苯，用发烟硫酸磺化，经12-24小时沉降，得到含量50%,硫酸含 量在1-10%的粗磺酸，在加入等量的异戊醇作为稀释剂，用水洗涤三次，每 次沉降分水时间为3小时，然后蒸馏脱去溶剂和水即得到硫酸小于0. 1%的 纯化磺酸，但工艺纯化步骤较多，时间较长，有酸渣，废水量大。专利CN1272393A中介绍了一种烷基苯磺酸盐的制备方法，该专利中用 发烟硫酸磺化垸基苯，然后直接用氢氧化钠去中和，然后加水分层得到磺 酸盐，由于没用溶剂稀释，烷基苯磺酸密度与水相密度相接近，所以加水 分层会很慢，工艺持续时间会很长。专利CN1114349A中介绍了一种合成烷 基苯磺酸盐的制备方法，其工艺包括磺化、纯化、中和、蒸馏脱溶剂等步 骤，在此专利中加入破乳剂协助加水分层，但加入破乳剂的结果会造成产 品最终含有破乳剂，由于中性磺酸钙盐在制备下游产品中间值、高碱值磺 酸f5时属于多相反应，破乳剂会造成相相之间混合不好，容易分层而使反 应较慢或不完全。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种碱值低，不含或含有微量的硫酸根和氯根离 子的低碱值合成烷基苯磺酸钙盐的制备方法。本专利技术的制备方法如下以下均按重量份数取料；将平均分子量为 300-400之间的合成烷基苯1份，三氧化硫浓度5-25%的发烟硫酸0. 75 1.0份进行磺化，磺化温度为30-8(TC,反应时间为1-4小时，然后加水0. 3-0. 5 份终止，用氮气吹扫烷基苯磺酸，吹扫温度为30-50°C，并用10-30%氢氧 化钠溶液吸收尾气，以吹扫后的气体PH值范围为5.0-7.0为宜，得到合成 烷基苯，然后用惰性溶剂和基础油稀释，惰性溶剂0.1 0.4份，基础油 0. 5 0. 76份。再静止分层除去下层废酸，上层粗磺酸用碱性助滤剂0. 10 0.12份过滤，得到纯化的合成垸基苯磺酸，其总酸值为60-100mgKOH/g,游 离酸浓度在0. 3%以下。取10-30%浓度的氢氧化钠0. 4-0. 57份水溶液与过 滤后的合成烷基苯磺酸反应0.5-2小时，然后加入固体氯化钙0.05-0.15 份进行复分解反应，反应温度40-70°C，反应时间2-5小时，最后静止分层， 上层产品用水洗2-4次，水的加入量与油相体积接近，取水洗后的物料减 压蒸馏出惰性溶剂和水，减压蒸馏温度控制在12CTC-13(TC,蒸馏出的惰性 溶剂可循环使用，得到的粗产品加入0. 04-0. 25碱性助滤剂份过滤，经过滤 后得到成品低碱值磺酸钙盐。本专利技术的优点在于,合成垸基苯用发烟硫酸磺化制得合成烷基苯磺酸， 在磺化反应时加入溶剂利于分层速度较快，得到的粗磺酸用碱性助滤剂过 滤，得到纯化的合成烷基苯磺酸。在复分解反应中先用氢氧化钠与磺酸反 应，由于氢氧化钠反应活性远高于氢氧化钙，所以在这一步反应中反应温 度低，速度快，反应完全。加入氯化钙后，由于氯化钙与磺酸钠发生反应， 生成在水相中溶解度较差的磺酸钙盐，而发生复分解反应，反应结束后， 采用多次水洗，分离出氯离子，硫酸根离子，而增强了产品的防锈性能， 在盐雾箱实验中明显高于现有同类市售产品时间。而且水洗还除去了部分 酸渣，降低了产品浊度，提高了产品的高温清净性能，在内燃机油成焦板、 成漆板实验中表现卓越。具体实施例方式下面结合实例具体说明实例l向装有温度计、电热套、搅拌器的容器中加入垸基苯200g，平均分子量340-360，用20%三氧化硫的发烟硫酸150g滴加，温度控制在35-50'C之间， 滴加完后保温反应1-4小时，加水70g，加水温度要低于6(TC。加完水后用 氮气吹扫，吹扫温度为30-5(TC，并用10%的氢氧化钠水溶液吸收尾气，以 吹扫后的气体PH值范围为5.5-7.0为宜，加入75SN 130g，加入甲苯70g， 搅拌均匀后移至分液漏斗，静止分层2-15小时，分出上层粗磺酸，加入20 克硅藻土助滤剂过滤，得到精制的磺酸液，稀释后的磺酸经化验，酸值为 69. 0 mgKOH/g，游离酸为0.15%。取此种稀释的磺酸200g，在30。C 45X:之 间滴加10%的氢氧化钠溶液110 g，在40°C-55'C下反应0. 5-1小时，再加 入固体氯化钙15g，在4(TC-55t:下反应2-5小时，最后静止分层，得到上 层的中性磺酸钙盐用水洗三次，然后减压蒸馏脱溶剂和水，减压蒸馏温度 控制在120°C-130°C，得到粗产品170克左右，粗产品加入8. 5克硅藻土助 滤剂过滤，最后得到低碱值磺酸钙盐钙含量为2. 7%，碱值小于6 mgK0H/g， 产品透明度好，浊度低。 实例2向装有温度计、电热套、搅拌器的容器中加入烷基苯126g，分子量在 300-320左右，用7.5M三氧化硫的发烟硫酸122g滴加，温度控制在50-80 'C之间，滴加完后保温l-4小时，加水40g，加水温度要低于6(TC。加完水 后用氮气吹扫，吹扫温度为50-65C,并用10%的氢氧化钠水溶液吸收尾气， 以吹扫后的气体PH值范围为5. 5-7. 0为宜，加入150SN 95g,加入环己垸15g,搅拌均匀后移至分液漏斗，静止分层2-15小时，分出上层粗磺酸，加 入硅藻土助滤剂14克过滤，得到精制的垸基苯磺酸，稀释后的磺酸经化验， 酸值为85. 0mgK0H/g，游离酸为0. 13%,取此种稀释的磺酸265g，在45。C下 滴加20%的氢氧化钠溶液90 g，在40°C-55。C下反应0. 5-1小时，再加入固 体氯化钙27g，在40'C-55'C下反应2-5小时,最后静止分层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低碱值磺酸钙盐的制备方法，其特征在于，本专利技术的制备方法如下：以下均按重量份数取料；将平均分子量为３００－４００之间的合成烷基苯１份，三氧化硫浓度５－２５％的发烟硫酸０．７５～１．０份进行磺化，磺化温度为３０－８０℃，反应时间为１－４小时，然后加水０．３－０．５份终止，用氮气吹扫烷基苯磺酸，吹扫温度为３０－５０℃，并用１０－３０％氢氧化钠溶液吸收尾气，以吹扫后的气体ＰＨ值范围为５．０－７．０为宜，得到合成烷基苯，然后用惰性溶剂和基础油稀释，惰性溶剂０．１～０．４份，基础油０．５～０．７６份。再静止分层除去下层废酸，上层粗磺酸用碱性助滤剂０．１０～０．１２份过滤，得到纯化的合成烷基苯磺酸，其总酸值为６０－１００ｍｇＫＯＨ／ｇ，游离酸浓度在０．３％以下，取１０－３０％浓度的氢氧化钠０．４－０．５７份水溶液与过滤后的合成烷基苯磺酸反应０．５－２小时，然后加入固体氯化钙０．０５－０．１５份进行复分解反应，反应温度４０－７０℃，反应时间２－５小时，最后静止分层，上层产品用水洗２－４次，取水洗后的物料减压蒸馏出惰性溶剂和水，减压蒸馏温度控制在１２０℃－１３０℃，得到的粗产品加入０．０４－０．２５碱性助滤剂份过滤，经过滤后得到成品低碱值磺酸钙盐。...

【技术特征摘要】
1、一种低碱值磺酸钙盐的制备方法，其特征在于，本发明的制备方法如下以下均按重量份数取料；将平均分子量为300-400之间的合成烷基苯1份，三氧化硫浓度5-25％的发烟硫酸0.75～1.0份进行磺化，磺化温度为30-80℃，反应时间为1-4小时，然后加水0.3-0.5份终止，用氮气吹扫烷基苯磺酸，吹扫温度为30-50℃，并用10-30％氢氧化钠溶液吸收尾气，以吹扫后的气体PH值范围为5.0-7.0为宜，得到合成烷基苯，然后用惰性溶剂和基础油稀释，惰性溶剂0.1～0.4份，基础油0.5～0.76份。再静止分层除去下层废酸，上层粗磺酸用碱性助滤剂0.10～0.12份过滤，得到纯化的合成烷基苯磺酸，其总酸值为60-100mgKOH/g，游离酸浓度在0.3％以下，取10-30％浓度的氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖宇华，吴艳娜，关建平，许华峰，刘明，张宏舟，
申请(专利权)人：肖宇华，吴艳娜，关建平，许华峰，刘明，张宏舟，
类型：发明
国别省市：21