论文部分内容阅读
萘是煤焦化工业重要的化学产品之一,工业萘主要用于生产水泥减水剂,受新型聚羧酸系减水剂的冲击,萘的下游产品严重滞销,导致工业萘价格持续走低,产能严重过剩。利用萘生产高附加值的精细化学品不仅可以提升萘的利用价值,同时可以缓解萘的产能过剩问题。萘和烯烃经由Friedel-Crafts反应可以制备不同的萘基化学品,烷基萘的物化性质和用途取决于其侧链的分子结构和数目。本论文利用酸性离子液体作为萘烷基化反应催化剂,以萘为起始原料分别与中长链α-烯烃（1-丁烯、1-己烯和1-辛烯）反应得到系列多烷基萘产品,系统地研究了离子液体的结构和组成对萘烷基化反应的影响。以环烷基润滑油为参比对象,研究了不同侧链的多烷基萘作为润滑油的基本物化性能和摩擦学性能,揭示了烷基萘作为润滑基础油的构效关系,研究结果为萘基润滑油的合成和开发利用提供了一定的理论指导。主要研究内容和结论如下:1、开展了以不同酸性离子液体为催化剂催化萘与1-己烯/1-辛烯的烷基化反应,通过筛选不同的离子液体,对催化剂进行酸性表征,考察了反应变量(XAlCl3、催化剂用量、烯萘比、烯烃滴加时间、反应温度和反应时间)对催化反应结果的影响,提出了离子液体Et3NHCl-AlCl3催化剂Lewis酸性催化反应机理,考察了离子液体Et3NHCl-AlCl3催化剂的循环使用寿命。结果表明反应产物为多己/辛基萘（多己基萘为三/四己基萘的同分异构体,多辛基萘为三/四辛基萘的同分异构体）。优化反应条件下,萘转化率为100%,多己/辛基萘选择性大于98%,离子液体Et3NHCl-AlCl3重复使用5次没有发生明显失活。2、基于甲醇制低碳烯烃的副产物丁烯,开展了以离子液体Et3NHCl-AlCl3为催化剂催化萘与1-丁烯的烷基化反应,系统地考察了反应变量(XAlCl3、催化剂用量、1-丁烯流量、反应温度和反应时间)对反应结果的影响,并对产物进行了定量和定性分析,同时考察了离子液体Et3NHCl-AlCl3催化剂的循环使用寿命。研究结果表明反应产物为多丁基萘（主要成分为三丁基萘、四丁基萘、五丁基萘和六丁基萘的同分异构体）。最优条件下,萘的转化率为100%,多丁基萘（三、四、五和六丁基萘）的选择性为100%,主要组分四丁基萘约为86%。3、基于上述合成的系列多烷基萘产品,系统地研究了多烷基萘（多丁/己/辛基萘）作为润滑油的基本物化性质（运动粘度、粘度指数、闪点、倾点、苯胺点、氧化安定性、色度和流变性能）和摩擦学性能,并与经典的环烷基润滑油进行了比较。研究结果表明,烷基萘作为润滑基础油,其理化指标与侧链的长度密切相关,相同数目的烷基链其链越长粘度越大,侧链烷基越短其粘温性能变差。在摩擦学性能上,多丁基萘的减摩抗磨性能最差,其次为多己基萘,多辛基萘与环烷基润滑油相近,减摩抗磨性能最好。