高碱性氧化镁分散体制造技术

通过加热MgO、选择的分散剂、低MW羧酸、水和高沸点烃和有机稀释剂的组合的混合物至280-360℃，其中水超过所述反应混合物的8％，典型地超过10％，可重现地制备了具有高镁含量和可接受地低的粘度的高碱性MgO分散体而无凝胶形成。不需要另外的增溶或分散剂，促进剂或反应物如二氧化碳、胺、醇等来得到所述希望的分散体。组合物如含有所述高碱性镁分散体作为添加剂的润滑油和燃料也被公开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高碱性氧化镁分散体本申请根据35 USC 119(e)要求2010年7月14日提交的美国临时申请号61/364，130的利益，该申请的公开内容通过引用结合在本文中。具有高镁含量的、包含高碱性氧化镁的稳定分散体的可流动组合物通过在高沸点烃载体中加热氧化镁，硫酸或羧酸分散剂如烷基苯磺酸，C1^5羧酸，水和任选的有机溶剂如二甲苯或1，3，5-三甲基苯的混合物至280-360°C来制备。
技术介绍
石油燃料如残余燃料油含有大量的杂质，所述杂质导致设备中的腐蚀性沉积物。例如，原油通常含有l-500ppm的呈卟啉配合物形式的钒，取决于来源。因为其作为来自精炼方法的浓缩物的起源，残油含有比它所衍生自的原油多数倍的钒。这些含钒燃料的燃烧产生非常腐蚀性的沉积物，其随时间能够破坏金属部件，例如燃气轮机叶片。钠在燃料中的存在也能够产生灾难性的后果。例如，由于通过空气吸入和燃料被海水污染而导致的氯化钠的引入，在海上应用中钠的水平可能增加。在燃烧过程中，所述钠能够与燃料中的硫反应，形成硫酸盐，其沉积在汽轮机部件上。高碱性清净剂，例如高碱性碱金属或碱土金属化合物，是众所周知的用于润滑油组合物和石油燃料的添加剂。这些清净剂发挥各种各样的功能，包括抗腐蚀、沉积物控制、酸清除剂功能，并且一般包含与有机分散剂配合的高碱性金属化合物。例如，与磺酸盐和羧酸盐分散剂配合的高碱性镁化合物长久以来已经被用作用于润滑油和油脂的抗腐蚀和酸性中和添加剂，在燃料如残余燃料、粉化含硫煤的燃烧过程中的抗腐蚀和酸性中和添加剂，含钒燃料中的腐蚀抑制剂等。已知向例如锅炉燃料或燃气轮机燃料中添加高碱性镁清净剂降低腐蚀，大概通过与所述钒或钠形成镁复合物。高碱性金属清净剂也被添加到润滑油中，以防止或除去油不溶性淤渣、漆、碳和铅化合物的沉积物(否则所述沉积物将在内燃机部件上形成)和用于对抗严峻的生锈条件(这在机械的船运或储存或者暴露于户外气候过程中可能遇到)。用于汽车和柴油机油的清净添加剂也与高度酸性的燃烧副产物化学反应，所述燃烧副产物能以它们的方式进入润滑油体系。经常地，高碱性金属添加剂被作为在合适载体中的分散体的形式添加，在润滑剂和燃料的情况下经常使用高沸点液体烃。显然地，所述分散体在储存过程中必须是稳定的，并且所述高碱性金属必须保持良好地分散在所述润滑剂或燃料中。多种参数将影响这些分散体的稳定性和活性，例如所使用的分散剂和载体，固体组分的颗粒大小，和金属和分散剂间的关系。制备所述高碱性金属化合物和复合物的方法将极大地影响所述高碱性金属分散体的实际物理结构和性能，影响整个所述分散体中所述金属化合物的颗粒大小和分布，所述分散体的粘度和稳定性，所述分散体中金属的量等。通过引用全部结合在本文中的美国专利4，163，728公开了稳定的、含镁分散体流体，其通过在含分散剂的流体中高温分解羧酸的镁盐成MgO来制备。在所述方法中，Mg(OH)2，有机羧酸或磺酸表面活性剂如环烷酸，乙酸和水被在高沸点烃中加热至最高达350°C的温度，该温度高于乙酸镁的分解点323°C。据信乙酸镁被原位形成和在所使用的高温下分解。水也被在所述升高的温度下除去。通过引用全部结合在本文中的美国专利4，293，429公开了美国专利4，163，728的变例，其用MgO代替Mg(OH)2开始。在所述方法中，所述大块MgO被转化成乙酸镁，其形成小于5微米,优选小于I微米的悬浮的MgO颗粒。这样,粗的MgO颗粒被转化成被稳定化的微MgO颗粒的分散体。还发现，使用较低温度的类似方法不能提供所述细颗粒尺寸的MgO。含有1-32%镁的分散体被公开，并且含有19. 5%镁的稳定的分散体被例示。然而，所述高沸点烃溶剂的使用可能导致稠的、粘的反应混合物，使得适当的混合困难。通过引用全部结合在本文中的US 4，056，479公开了用于减少含钒燃料中的沉降物的燃料添加剂，其包含烷氧基镁碳酸盐配合物以及油溶性磺酸盐和羧酸盐和/或酚盐分散剂。尽管US 4，056，479的添加剂具有约12. 5% -约14. 6%的镁含量，它也往往具有不希望地高的粘度。·通过引用全部结合在本文中的US 4，129，589公开了用于通过使二氧化碳气体与包含油溶性磺酸镁盐，氧化镁，包含1-5个碳的羧酸的促进剂体系,水,任选的低MW醇和用于降低混合物粘度以有助于混合的惰性溶剂的混合物接触，来制备高碱性油溶性磺酸镁盐的方法。US4，129，589的产物具有可接受地低的粘度，并且所述稀释剂的使用提供了好的混合和可重现的反应条件，但是镁含量典型地为9-10%，并且不超过14%。通过引用全部结合在本文中的美国专利4，931，164公开到，用高碱性磺酸镁处理低(最高约I重量％ )浙青质、低芳族化合物的烃液体减少有限的浙青质结垢。然而，在燃料油如残余燃料油中，在某些条件下，特别是在水存在下，含有高浙青质(至少超过I重量％，通常至少3-4重量％ )和高度高碱性镁磺酸盐二者将产生含有镁和浙青质二者的沉积物或沉降物，所述沉积物或沉降物能够堵塞燃料过滤器。通过引用全部结合在本文中的US 6，197,075公开了高碱性镁磺酸盐、羧酸盐或酚盐产物，其含有至少14重量％和最高约18重量％的镁，和琥珀酸酐和低级羧酸共促进剂反应产物，可用作用于残余燃料油和汽轮机燃料(特别是含有高浙青质的那些)的沉积物控制添加剂而不会堵塞过滤器，并且其还在所述汽轮机中降低钒引起的腐蚀。用于制备所述高碱性镁产物的方法包括使i)磺酸、苯酚或羧酸或它们的盐，ii)氧化镁，iii)包含低级羧酸、低级醇、琥珀酸酐和水的共促进剂，和iv)溶剂和/或油的混合物与酸性气体如二氧化碳在50 °F至所述混合物的回流温度的温度下接触，以使所述反应混合物呈高碱性。所述琥珀酸酐可以在碳酸化之前、过程中或之后添加。上面以及其它处描述的高碱性金属组合物最好被描述为方法定义的产物，因为通常没有与基本材料组成和产物物理性能适当关联的简单化学式。经常地，所述金属复合物的分子结构不是完全已知的，并且不是专利技术的关键方面。例如，以相同的量含有具有相同化学式的化合物并且只在制备它们的方式方面不同的两种组合物可能具有非常不同的物理性能。修改已知的程序以得到具有某些希望的最终分散体特性如高金属含量或低粘度的高碱性清净剂的尝试，已经遇到无法预料的障碍。例如，通过添加稀释剂溶剂到美国专利4，293，429的MgO、分散剂、水、乙酸和高沸点烃的混合物中和然后如其中的实施例中所描述的那样进行加热来帮助制备过程中的混合和得到较低粘度产物的尝试，导致许多形成凝胶而不是所希望的自由流动分散体的机会。因此，用于制备作为燃料和润滑油中的添加剂的、具有高水平镁和合用粘度的稳定的高碱性镁分散体的新的、容易控制的和可重现的方法是希望的。专利技术概述已经发现，通过加热MgO、选择的分散剂、低MW羧酸和水在高沸点烃载体中的混合物至280-360°C，其中水为所述反应混合物的至少8重量％和典型地至少10重量％，可以方便地和可重现地制备具有高镁含量和可接受地低的粘度的、稳定的高碱性MgO分散体而无凝胶形成。不需要另外的增溶或分散剂，促进剂或反应物如二氧化碳、胺、醇等来得到所述希望的分散体。具有基于分散体的总重量计最高达40重量％镁的氧化镁分散体可以被制备，例如10%，15^,2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马清高，C·A·米格多尔，K·A·施吕浦，JL·迪夫拉维奥，R·J·缪尔，
申请(专利权)人：科聚亚公司，
类型：
国别省市：