一種用作汽油清凈劑主劑的聚異丁烯胺的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種用作汽油清凈劑主劑的聚異丁烯胺的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽油中所含有的部分烯烴、芳烴及含硫、氮、氧化合物等不穩(wěn)定組分在發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)部件的工作溫度下會(huì)被空氣氧化形成相應(yīng)的粘附物，并隨時(shí)間延長(zhǎng)形成堅(jiān)硬的積碳:燃料噴嘴積碳(PFIDA)、進(jìn)氣閥積碳(IVD)、燃燒室積碳(CCD)。
[0003]積碳的存在會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生如下不良影響:
[0004]影響燃料油的霧化效果，直接導(dǎo)致燃料油經(jīng)濟(jì)性損失；造成積碳敲擊，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)損壞；發(fā)動(dòng)機(jī)功率及性能下降；汽車尾氣污染物排放增加。
[0005]汽油清凈分散劑是控制和清除沉積物的最有效措施，美國等發(fā)達(dá)國家一直致力于汽油清凈劑的開發(fā)應(yīng)用。清凈分散劑主劑是特定的高分子有機(jī)胺類化合物，主要為聚異丁烯胺或聚醚胺，可以把汽油中氧化形成的潛在沉積物分散或增溶于汽油中，阻止它們沉積在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部位上，改善汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)狀況，降低汽車尾氣排放中的烴類、一氧化碳等有害物質(zhì)，提高燃油的經(jīng)濟(jì)性，從而起到減少排放，減少汽車維修費(fèi)用和節(jié)油的積極作用。
[0006]根據(jù)文獻(xiàn)查詢可知，目前合成PIBA的方法主要有3種:
[0007]第一種合成方法為活性聚異丁烯在催化劑存在和280atm的條件下進(jìn)行羰基化反應(yīng)，生成聚異下烯醇，再于120atm下氨解生成聚異丁烯胺，該方法工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品收率高，但是壓力高設(shè)備投資較大。
[0008]第二種方法為首先氯化聚異丁烯，然后利用親核反應(yīng)胺化制備PIBA。此方法簡(jiǎn)單易行，但殘余的氯難以除盡。
[0009]第三種方法為哈康法。哈康法利用有機(jī)過氧酸氧化烯烴制取相應(yīng)的環(huán)氧化合物。該方法使用的催化劑有機(jī)過氧酸價(jià)格高，反應(yīng)有聯(lián)產(chǎn)品，基本建設(shè)投資過大。
[0010]基于上述問題，發(fā)明一種新型的可用作汽油清凈劑主劑的聚異丁烯胺顯得尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了一種新的用作汽油清凈劑主劑的聚異丁烯胺，該主劑可以有效抑制汽車燃油系統(tǒng)內(nèi)部沉積物的生成，又能清除系統(tǒng)內(nèi)生成的沉積物，從而改善汽油燃燒系統(tǒng)狀況，提高燃油的經(jīng)濟(jì)性。
[0012]一種用作汽油清凈劑主劑的聚異丁烯胺的制備方法，具體步驟如下:
[0013]A.環(huán)氧化聚異丁烯的制備:
[0014]將聚異丁烯加入到反應(yīng)器，并加入溶劑正庚烷，以六羰基鉬為催化劑，叔丁基過氧化氫為氧源，反應(yīng)溫度70?85°C，反應(yīng)時(shí)間2?4h，聚異丁烯環(huán)氧化反應(yīng)結(jié)束后，通過靜置分層分離出下層的水相和上層有機(jī)相，取有機(jī)相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，即得到環(huán)氧化聚異丁烯，水洗、干燥后備用；
[0015]六羰基鉬為催化劑，該催化劑的機(jī)理是其分散于反應(yīng)溶液中，使反應(yīng)物質(zhì)分散于催化劑的周圍，增大了反應(yīng)了接觸面積，進(jìn)而更有利于反應(yīng)的進(jìn)行。目前工藝常用的催化劑為固體超強(qiáng)酸或者是濃硫酸和濃磷酸復(fù)配使用，它們的缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕且設(shè)備要求高，產(chǎn)生廢酸液多，不易處理，而本發(fā)明使用的催化劑卻避免了這些缺點(diǎn)。
[0016]所述的聚異丁稀與溶劑的質(zhì)量比是2:1?4:1 ;溶劑的加入量影響反應(yīng)溫度，而反應(yīng)溫度則影響反應(yīng)的進(jìn)程以及副反應(yīng)的多少。
[0017]所述的六羰基鉬與聚異丁烯的質(zhì)量比是1:20?1:50 ;催化劑的加入量是從成本和收率兩方面考慮的，這樣的數(shù)據(jù)選擇是兩者的最優(yōu)點(diǎn)。
[0018]所述的叔丁基過氧化氫與聚異丁烯的質(zhì)量比是1:5?1:10 ;叔丁基過氧化氫的加入量也是從成本和收率兩方面考慮的。
[0019]B.聚異丁烯胺的制備
[0020]將步驟A制備的環(huán)氧聚異丁烯和溶劑正庚烷按質(zhì)量比2:1?4:1的比例加入到高壓反應(yīng)釜中，再依次加入占物料重量的20%?40%有機(jī)胺和占物料重量的5%?7%的胺化劑，用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次，升溫至140?160°C反應(yīng)4?6h，生成聚異丁烯胺粗產(chǎn)品，經(jīng)過減壓蒸餾得到最終產(chǎn)品聚異丁烯胺。
[0021]所述的步驟B中所述的有機(jī)胺為三乙烯四胺。
[0022]所述的步驟B中所述的胺化試劑為正戊醇。
[0023]所述的減壓蒸餾的條件為壓力為-0.1Mpa，溫度為140°C ;
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)如下:
[0025]1.該合成工藝不使用酸性物質(zhì)作為原料，不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，進(jìn)而降低了對(duì)設(shè)備的要求。
[0026]2.該工藝不使用固體超強(qiáng)酸作為催化劑，節(jié)約了成本。
[0027]3.使用六羰基鉬作為催化劑，使得環(huán)氧值收率相對(duì)提高，并且操作工藝簡(jiǎn)單。
[0028]4.環(huán)氧化反應(yīng)副產(chǎn)物叔丁醇，可以作為高附加值的產(chǎn)品進(jìn)行銷售。
[0029]本技術(shù)最大的區(qū)別就是合成工藝的改變，采用與現(xiàn)有技術(shù)不同的氧源叔丁基過氧化氫、不同的催化劑六羰基鉬，帶來的好處是使環(huán)氧聚異丁烯的收率提高，從而使最終產(chǎn)品的收率提高。
【附圖說明】
[0030]圖1為自制產(chǎn)品噴嘴模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖；
[0031]圖2為BASF產(chǎn)品噴嘴模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1
[0033]制備用作汽油清凈劑主劑的聚異丁烯胺的方法，具體的制備步驟如下所示:
[0034](I).取5000kg的分子量為1400的聚異丁烯投入反應(yīng)釜中，再取2500kg的正庚烷，再加入250kg六羰基鉬作為催化劑，在反應(yīng)釜的溫度為40°C時(shí)將叔丁基過氧化氫100kg加入到反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)壓力為0.2Mpa，反應(yīng)時(shí)間為3h ；
[0035](2)聚異丁烯環(huán)氧化反應(yīng)結(jié)束后，通過靜置分層分離出下層的水相和上層有機(jī)相，取有機(jī)相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，即得到環(huán)氧化聚異丁烯，水洗水洗滌至PH值為7左右、干燥后備用;
[0036](3)取步驟⑵制備的環(huán)氧聚異丁烯，測(cè)得中間體收率85.87% ;
[0037](4).取步驟⑵制備的環(huán)氧聚異丁烯2000kg打入胺化反應(yīng)釜，取正庚烷按100kg反應(yīng)釜中，再依次加入800kg三乙烯四胺和140kg胺化劑正戊醇，用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次，升溫至160°C，反應(yīng)壓力為0.6Mpa，反應(yīng)時(shí)間為6h，生成聚異丁烯胺粗產(chǎn)品，經(jīng)過減壓蒸餾得到最終產(chǎn)品聚異丁烯胺；
[0038](5)測(cè)得產(chǎn)品胺值在 45.96mgKOH/go
[0039]實(shí)施例2
[0040]制備用作汽油清凈劑主劑的聚異丁烯胺的方法，具體的制備步驟如下所示:
[0041](I).取5000kg的分子量為1400的聚異丁烯投入反應(yīng)釜中，再取2500kg的正庚烷，再加入167kg六羰基鉬作為催化劑，在反應(yīng)釜的溫度為40°C時(shí)將叔丁基過氧化氫833kg加入到反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)壓力為0.2Mpa，反應(yīng)時(shí)間為3h ；
[0042](2)聚異丁烯環(huán)氧化反應(yīng)結(jié)束后，通過靜置分層分離出下層的水相和上層有機(jī)相，取有機(jī)相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，即得到環(huán)氧化聚異丁烯，水洗水洗滌至PH值為7左右、干燥后備用;
[0043](3)取步驟⑵制備的環(huán)氧聚異丁烯，測(cè)得中間體收率83.27% ;
[0044](4).取步驟⑵制備的環(huán)氧聚異丁烯2000kg打入胺化反應(yīng)釜，取正庚烷按100kg反應(yīng)釜中，再依次加入700kg三乙烯四胺和130kg胺化劑正戊醇，用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次，升溫至160°C，反應(yīng)壓力為0.6Mpa，反應(yīng)時(shí)間為6h，生成聚