一種用作汽油清凈劑主劑的聚異丁烯胺的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化工領域，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】
[0002]汽油中所含有的部分烯烴、芳烴及含硫、氮、氧化合物等不穩定組分在發動機相關部件的工作溫度下會被空氣氧化形成相應的粘附物，并隨時間延長形成堅硬的積碳:燃料噴嘴積碳(PFIDA)、進氣閥積碳(IVD)、燃燒室積碳(CCD)。
[0003]積碳的存在會對發動機產生如下不良影響:
[0004]影響燃料油的霧化效果，直接導致燃料油經濟性損失；造成積碳敲擊，縮短發動機的壽命，嚴重時導致發動機損壞；發動機功率及性能下降；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，美國等發達國家一直致力于汽油清凈劑的開發應用。清凈分散劑主劑是特定的高分子有機胺類化合物，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動機的關鍵部位上，改善汽車發動機燃燒系統狀況，降低汽車尾氣排放中的烴類、一氧化碳等有害物質，提高燃油的經濟性，從而起到減少排放，減少汽車維修費用和節油的積極作用。
[0006]根據文獻查詢可知，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的條件下進行羰基化反應，生成聚異下烯醇，再于120atm下氨解生成聚異丁烯胺，該方法工藝簡單，產品收率高，但是壓力高設備投資較大。
[0008]第二種方法為首先氯化聚異丁烯，然后利用親核反應胺化制備PIBA。此方法簡單易行，但殘余的氯難以除盡。
[0009]第三種方法為哈康法。哈康法利用有機過氧酸氧化烯烴制取相應的環氧化合物。該方法使用的催化劑有機過氧酸價格高，反應有聯產品，基本建設投資過大。
[0010]基于上述問題，發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。
【發明內容】
[0011]本發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內部沉積物的生成，又能清除系統內生成的沉積物，從而改善汽油燃燒系統狀況，提高燃油的經濟性。
[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.環氧化聚異丁烯的制備:
[0014]將聚異丁烯加入到反應器，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，反應溫度70?85°C，反應時間2?4h，聚異丁烯環氧化反應結束后，通過靜置分層分離出下層的水相和上層有機相，取有機相旋轉蒸發除去溶劑，即得到環氧化聚異丁烯，水洗、干燥后備用；
[0015]六羰基鉬為催化劑，該催化劑的機理是其分散于反應溶液中，使反應物質分散于催化劑的周圍，增大了反應了接觸面積，進而更有利于反應的進行。目前工藝常用的催化劑為固體超強酸或者是濃硫酸和濃磷酸復配使用，它們的缺點是對設備產生腐蝕且設備要求高，產生廢酸液多，不易處理，而本發明使用的催化劑卻避免了這些缺點。
[0016]所述的聚異丁稀與溶劑的質量比是2:1?4:1 ;溶劑的加入量影響反應溫度，而反應溫度則影響反應的進程以及副反應的多少。
[0017]所述的六羰基鉬與聚異丁烯的質量比是1:20?1:50 ;催化劑的加入量是從成本和收率兩方面考慮的，這樣的數據選擇是兩者的最優點。
[0018]所述的叔丁基過氧化氫與聚異丁烯的質量比是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制備的環氧聚異丁烯和溶劑正庚烷按質量比2:1?4:1的比例加入到高壓反應釜中，再依次加入占物料重量的20%?40%有機胺和占物料重量的5%?7%的胺化劑，用氮氣置換反應釜中的空氣三次，升溫至140?160°C反應4?6h，生成聚異丁烯胺粗產品，經過減壓蒸餾得到最終產品聚異丁烯胺。
[0021]所述的步驟B中所述的有機胺為三乙烯四胺。
[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]本發明與現有技術相比，優點如下:
[0025]1.該合成工藝不使用酸性物質作為原料，不會對設備產生腐蝕，進而降低了對設備的要求。
[0026]2.該工藝不使用固體超強酸作為催化劑，節約了成本。
[0027]3.使用六羰基鉬作為催化劑，使得環氧值收率相對提高，并且操作工藝簡單。
[0028]4.環氧化反應副產物叔丁醇，可以作為高附加值的產品進行銷售。
[0029]本技術最大的區別就是合成工藝的改變，采用與現有技術不同的氧源叔丁基過氧化氫、不同的催化劑六羰基鉬，帶來的好處是使環氧聚異丁烯的收率提高，從而使最終產品的收率提高。
【附圖說明】
[0030]圖1為自制產品噴嘴模擬實驗結果圖；
[0031]圖2為BASF產品噴嘴模擬實驗結果圖。
【具體實施方式】
[0032]實施例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，在反應釜的溫度為40°C時將叔丁基過氧化氫100kg加入到反應釜中，反應溫度為70°C，反應壓力為0.2Mpa，反應時間為3h ；
[0035](2)聚異丁烯環氧化反應結束后，通過靜置分層分離出下層的水相和上層有機相，取有機相旋轉蒸發除去溶劑，即得到環氧化聚異丁烯，水洗水洗滌至PH值為7左右、干燥后備用;
[0036](3)取步驟⑵制備的環氧聚異丁烯，測得中間體收率85.87% ;
[0037](4).取步驟⑵制備的環氧聚異丁烯2000kg打入胺化反應釜，取正庚烷按100kg反應釜中，再依次加入800kg三乙烯四胺和140kg胺化劑正戊醇，用氮氣置換反應釜中的空氣三次，升溫至160°C，反應壓力為0.6Mpa，反應時間為6h，生成聚異丁烯胺粗產品，經過減壓蒸餾得到最終產品聚異丁烯胺；
[0038](5)測得產品胺值在 45.96mgKOH/go
[0039]實施例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，在反應釜的溫度為40°C時將叔丁基過氧化氫833kg加入到反應釜中，反應溫度為70°C，反應壓力為0.2Mpa，反應時間為3h ；
[0042](2)聚異丁烯環氧化反應結束后，通過靜置分層分離出下層的水相和上層有機相，取有機相旋轉蒸發除去溶劑，即得到環氧化聚異丁烯，水洗水洗滌至PH值為7左右、干燥后備用;
[0043](3)取步驟⑵制備的環氧聚異丁烯，測得中間體收率83.27% ;
[0044](4).取步驟⑵制備的環氧聚異丁烯2000kg打入胺化反應釜，取正庚烷按100kg反應釜中，再依次加入700kg三乙烯四胺和130kg胺化劑正戊醇，用氮氣置換反應釜中的空氣三次，升溫至160°C，反應壓力為0.6Mpa，反應時間為6h，生成聚