Способ получения серу-, фосфори азотсодержащей присадки к смазочным маслам

(51) 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКО адки неф- антиОС- КИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский институт нефти и газаим, И.М. Губкина(56) Авторское свидетельство СССРМ 1456435, кл. С 10 М 137/06, 1989,Патент США М 3813336,кл. 252 - 32.7 Е, 1974,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРУ-, ФФОР-И АЗОТСОДЕРЖАЩЕЙ ПРИСАДСМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ(57) Изобретение, касается производствасмазочных веществ, в частности получения Изобретение относится к способу получения серу-, фосфор- и азотсодержащей присадки к смазочным маслам, обладающей противоизносными, антифрикционными и антикоррозионными свойствами.Целью изобретения является придание присадке антифрикционных свойств,Изобретение предусматривает получение серу-, фосфор- и аэотсодержащей присадки следующим образом.Продукт алкилирования фенола тримерами пропилена обрабатывают пяти- сернистым фосфором при 135-165 С в присутствии продукта фосфоросернения в количестве 5-15 мас, (в расчете на продукт алкилирования), отделяют от остатков невступившего в реакцию пентасульфида фосфора, охлаждают до 20-25 С, добавляют серу-, фосфор- и азотсодержащей прис для них, и может быть использовано в техимии. Цель - придание присадке фрикционных свойств. Для этого ведут обработку алкилфенола пентасульфидом фосфора при 135 - 165 С, В качестве алкилфенола используют продукт алкилирования фенола тримерами пропилена. Затем продукт обрабатывают амином при 170-190 С в течение 1-3 ч, причем сначала обрабатывают амином при 20 - 40 С в течение 0.5 - 2 ч, а затем в указанных условиях. В этом случае достигается повышение антифрикционных свойств присадки (коэффициент трения снижается в 1,5-3 раза при 100- 300 С), 1 табл,. амин при постоянном перемешивании и ведут обработку при 20 - 40 С в течение 0,5 - 2,0 ч, затем температуру поднимают до 170 - 190 С и ведут обработку реакционной смеси в течение 1,0 - 3,0 ч.На стадии фосфоросернения температура 135 - 165 С выбрана исходя из полноты взаимодействия (растворения) пентасульфида фосфора с алкилфенолом, На стадии взаимодействия с амином температура и продолжительность реакции выбраны исходя из того, что при снижении температуры и уменьшении продолжительности реакции наблюдается снижение выхода целевого продукта, а также ухудшение эксплуатационных свойств присадки. Увеличение температуры и продолжительности реакции нецелесообразно из-за удорожания присад 1694630ки в связи с увеличением энергетических затрат, а также с ухудшением эксплуатационных свойств присадки, В качестве амина используют следующие соединения: этилендиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин.П р и м е р 1. 11 г продукга алкилирования фенола тримерами пропилена, 28,2 г пентасульфида фосфора и 5,5 г(5 мас. ) продукта фосфоросернения нагревают до 165 С и перемешивают в течение 0,5 ч. Выделяющийся сероводород поглощают водным раствором щелочи, Продукт реакции отстаивают 0,5 ч, отделяют от непрореагировавшего пентасульфида фосфора декантацией, добавляют 50 мл толуола и 12 г этилендиамина, Реакционную массу перемешивают при 20 С в течение 2 ч, затем температуру поднимают до 190 С и перемешивают реакционную смесь 1 ч, Затем температуру реакционной массы снижают до комнатной, Получают 142,7 г присадки. Выход 91,1 . Содержание, мас, : И 2,40; Р 5,25; Я 8,70.П р и м е р 2. 220 г продукта алкилирования фенола тримерами пропилена, 56,4 г пентасульфида фосфора и 33,0 г (15 мас, ) продукта фосфоросернения нагревают до 135 С и перемешивают 3 ч, Выделяющийся в процессе реакции сероводород поглощают водным раствором щелочи, Продукт реакции отстаивают 1 ч, отделяют декантацией от непрореагировавшего пентасульфида фосфора, добавляют 100 мл бензола и 26 г диэтилентриамина, Реакционную массу перемешивают при 40 С в течение 0,5 ч, затем температуру поднимают до 170 С и перемешивают 3 ч. После этого температуру реакционной массы снижают до комнатной. Получают 321 г присадки. Выход 95,7, Содержание, мас,: й 3,20; Р 4,90; 3 8,40. П р и м е р 3. 22 г продукта алкилирования фенола тримерами пропилена, 5,65 г пентасульфида фосфора и 2,2 г (10 мас. ) продукта фосфоросернения нагревают до 150 С и перемешивают в течение 1 ч, В процессе реакции удаляют образующийся сероводород из реакционной зоны. Продукт отстаивают, отделяют от механических примесей, добавляют 25 г минерального масла и 3,7 г триэтилентетрамина, Продукт реакции перемешивают при 30 С 1 ч, затем температуру поднимают до 180 С и перемешивают 2 ч, Затем температуру реакционной массы снижают до комнатной, Получают 53 г присадки в масле, Выход 90,5 . Содержание, мас, , й 2,40; Р 2,35; Я 3,80. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 П р и м е р 4, 550 г продукта алкилирования фенола тримерами пропилена, 141 г пентасульфида фосфора и 27,5 (5 мас.ф ) продукта фосфоросернения нагревают до 165 С и перемешивают 0,5 ч. Продукт реакции отстаивают при 70 С в течение 1 ч, отделяют от механических примесей, добавляют 680 г минерального масла и 70 г диэтилентриамина, Реакционную массу перемешивают при 20 С в течение 2 ч, затем температуру поднимают до 190 С и перемешивают 1 ч, После этого продукт охлаждают до комнатной температуры. Получают 1295 г присадки в масле. Выход 88,2 , Содержание, мас,; И 1,58; Р 2,35; Я 4,20.П р и м е р 5, 275 г продукта алкилирования фенола тримерами пропилена, 71 г (15 мас, ) пентасульфида фосфора и 41,3 г продукта фосфоросернения нагревают до 135 С и перемешивают 3 ч. К продукту реакции добавляют 400 г минерального масла и при 70 С отстаивают 1 ч, отделяют от механических примесей, охлаждают до 20 С. К продукту добавляют 46 г триэтилентетрамина при постоянном перемешивании реакционной смеси и выдерживают при этой температуре.2 ч, Затем температуру поднимают до 190 С и перемешивают 1 ч. Продукт охлаждают. Получают 792 г присадки в масле. Выход 95 . Содержание, мас, ; М 2,42; Р 2,70; 54,10,П р и м е р 6, 55 г продукта алкилирования фенола тримерами пропилена, 14,1 г пентасульфида фосфора и 2,75 г (5 мас. ) продукта фосфоросернения нагревают до 150 С и перемешивают 1 ч, К продукту добавляют 50 мл толуола и отстаивают 0,5 ч, затем декантацией отделяют от механических примесей, К раствору добавляют 6,0 г этилендиамина и перемешивают при 40 С 0,5 ч, затем температуру поднимают до 175 С и перемешивают 3 ч, Получают 70,1 г присадки, Выход 90 , Содержание, мас: М 2,15; Р 4,90; 37,80.П р и м е р 7. 44 г продукта алкилирования фенола тримерами пропилена, 11,3 г пентасульфида фосфора и 6,6 г (15 мас, ) продукта фосфоросернения нагревают до 135 фС и перемешивают 2 ч. К продукту добавляют 50 г минерального масла, отстаивают при 70 С 1 ч и отделяют от механических примесей, затем охлаждают до 20 С. Добавляют 5,1 г триэтилентетрамина, перемешивают при 20 С втечение 2 ч, затем при 190 С в течение 1,0 ч. Охлаждают до 20 С. Получают 107,5 г присадки в масле, Выход 91,9 , Содержание, мас.: й 2.02; Р 2,38; Я 3,80.П р и м е р 8, 1100 г продукта алкилирования фенола тримерами пропилена, 282 г пентасульфида фосфора и 55 г (5 мас, )продукта фосфоросернения нагревают до 165 С и перемешивают 0,5 ч, Добавляют 750 мл бензола, при 30 С отстаивают 1 ч, отделяют раствор от механических примесей. Добавляют 128 г триэтилентетрамина, перемешивают при 40 С в течение 0,5 ч, затем при 185 С 2 ч, Охлаждают до комнатной температуры. Получают 1433 г присадки. Выход 91,6. Содержание, мас.: й 4,24; Р 4,80; 3 6,90.П р и м е р 9. 34 г продукта алкилирования фенола тримерами пропилена, 8,5 г пентасульфида фосфора и 3,3 г (9,7 мас.7 ь) продукта фосфоросернения нагревают до 145 С и перемешивают 1,5 ч, Добавляют 27 мл бензина. После отделения механических примесей, как в предыдущих опытах, добавляют 4,2 г диэтилентриамина, перемешивают при 35 С в течение 1 ч, затем при 180 С в течении 2,5 ч. Охлаждают до комнатной температуры. Получают 46,1 г присадки. Выход 92,2. Содержание, мас,; й 2,96; Р 4,28; 3 7,20,П р и м е р 10, 111,0 г продукта алкилирования фенола тримерами пропилена, 28,2 г пентасульфида фосфора и 5,5 г 5 мас.) продукта фосфоросернения нагревают до 165 Си перемешивают 0,5 ч, Продукт отстаивают, отделяют механические примеси, добавляют 50 мл толуола, 12 г этилендиамина. Реакционную массу нагревают до 190 С и перемешивают при этой температуре 1 ч, Получают 139,3 г. Выход 88,9. Содержание, мас.: й 1,62; Р 5,3; 3 8,6,Результаты испытаний противоизносных антифрикционных и антикорроэионных свойств полученных присадок в масле Мпредставлены в таблице,Противоизносные свойства масел с присадками определяют на четырехшариковой машине трения конструкции ИМАШ. Шарики иэ стали ШХдиаметром 12,7 мм, нагрузка на верхний шарик 200 Н, скорость вращения верхнего шарика 1500 мин , продолжительность испытаний 4 ч. Критерием определения противоизносных свойств служит диаметр пятна износа нижних шариков Ши)5 Антифрикционные свойства определяют на машине КТпо ГОСТ 23.221-84, В машине используют шарики из стали ШХдиаметром 8 мм. Скорость вращения верхнего шарика 1 мин, температуру масла с 10 присадкой изменяют от 20 до 280 С. Критерием антифрикционных свойств служит коэффициент трения Щ.Антикоррозионные свойства масел сприсадками по отношению к меди и свинцу 15 определяют на приборе ДК-НАМИ при160 С.Иэ данных, представленных в таблице,следует, что проведение обработки продукта фосфоросернения амином при 170 - 190 С 20 без предварительной обработки при 20 -40 С пример 10) приводит к получению присадки с низкими антифрикционными свойствами, особенно при 100 - 300 С,Присадки, полученные настоящим 25 способом, обладают; антикорроэионными ипротивоизносными свойствами, Преимуществом настоящего способа получения присадки перед известным является обеспечение присадке антифрикционных 30 свойств.фа р мул а изобретен и я Способ получения серу-, фосфор- и азотсодержащей присадки к смазочным маслам путем обработки алкилфенола пентасульфи дом фосфора при 135-165 С с последующим взаимодействием продукта фосфоросернения с амином при 170-190 С в течение 1-3 ч, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью придания присадке антифрик ционных свойств, в качестве алкилфенолаиспользуют продукт алкилирования фенола тримерами пропилена и продукт фосфоросернения предварительно обрабатывают амином при 20 - 40 С в течение 0,5 - 2,0 ч.(Ч СО СОЛ ЛСОо о 11 1о 1о 1м 1(Л (Чео о о Ю 1 1 1 1 1 1 1 оч:3 сЧ Лг СО ооо еооо-т М(О ЮСО СО Со СОооо1 Х 1 1 а 3 Ю (ССО о о о О(ооа О со Ол 1 1 1 1.к(о о ХО.с ,(3 1 1 а1 1 о э с 1 е 111 СС1 Б1 Э фЛ ОС 41 а 1аоос1 Е (1 3о оа щоа фиО 1 (О.ы о1 313- О 113;,фо 1 1 3 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 мсч мсч мм сч СЧ СЧ (Ч - М О (Ч (Г( -С ОООООО Щ Ч:3:Г е е СО СО СО СО Л Г-. ОООООО ее е оооооо(О о ( О - СЧСО СО СО 01 Л СОООООООооооою- (О ч (О со о О О О О СО СО ОООЮОО ОЧм- (ЧСОЛ О О СЛ Л Л О О С О О О О ее е е.СО СО СО СЗ -З СО СВ ЧСО СЭ СО.О Г Л(О Г ОО О О О ОО О О еООООООООО ЮО О -С СО СО - 4 Г Ч ЛЛ Ч:3 О С( (С 3 Л Ю ООЮОООООООООООООО о 1 1 о 1 а М -Ф Ю (О Г СО О 1 е