有机多硫化物的发展前景.pdf

化学
程师
uin
Chemical Engineer
2014年第02期
综
文章编号:1002-1124(2014)02-0035-03
有机多硫化物的发展前景
述
冯熙桐,董群,李童
(东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318
摘要:有机多硫化物一直以来多用于润滑油添加剂领域中,在化学工艺生产中起着重要作用。本文主
要介绍几种有机多硫化物的基本合成方法和现阶段的发展情况,并综述其在今后化工领域的发展前景。
关键词:有机多硫化物;合成;催化剂
中图分类号:TQ26
文獻标识码:A
Development prospects of organic polysulfide
FENG Xi-tong, DONG Qun, LI Tong
Institute of Chemistry and Chemical Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China)
Abstract: Organic polysulfide has been much used in the field of lubricating oil additive
role in the chemical proeess. This paper mainly introduces several kinds of organic polysulfide basic synthesis
methods and current development situation, and reviews its development prospects in the field of chemical industry
Key words: organic polysulfide; synthesization; catalyst
在石油化工产业中,有机硫化物作为一种极压基或是芳基所组成的基团。有机多硫化物和无机
抗磨添加剂在润滑油领域广泛应用。其中对有机硫化物相比,其有较宽的分解温度范围,毒性相对
单硫、双硫化物的结构及其性质已经进行了大量研较低,有很好的油溶性。因此,工业上常使用有机多
究兖1,而对有机多硫化物的研究较少。有机多硫化物硫化物作为极压抗磨添加剂来提高润滑油的各项
多被用作润滑油添加剂,其中以硫化异丁烯为代性能。
表,并且已经有30多年的历史了。硫化异丁烯是
有机多硫化物按照其合成原料的不同可以分
目前应用最为广泛的添加剂,其分子式为CsH2S3,为5类:(1)以硫醇为原料;(2)以硫醇和单质硫为
是利用氯化硫(S2C12)与异丁烯发生硫化反应,再经原料;(3)以卤化硫和烯烃为原料;(4)以单质硫、烯
过脱卤处理,最终得到所需的产品。该产品具有很烃和硫化氢为原料;(5)以单质硫和烯烃为原料。
好的油溶性及稳定性高等优点。但SiCl2具有很强的1.1以硫醇为原料
腐蚀性,对设备腐蚀严重,对环境也有很大的污染,
经研究发现,硫醇在碱性环境下可以被氧化成
同时产物的气味比较大,危害人的身体健康。因此,有机多硫化物。合成这种有机多硫化物时所用的催
针对以上问题研究一种气味小、无腐蚀、无污染的化剂可以是液态碱,也可以是固态碱。其中,液态碱
有机多硫化物是非常必要的。下面介绍了几种常见中主要以过渡金属离子作为催化剂,催化剂的活性
的有机多硫化物的合成方法。
取决于过渡金属接受和转移电子的能力;固体碱的
碱性越强越有利于硫醇的氧化,使其催化活性越
1常见的有机多硫化物的合成
高。以硫醇为原料这种工艺多用来生产有机二硫化
有机多硫化物其通式为R-S.-R,n为3-20之物,但由于碱液排放量过大,对环境造成污染,改用
固体碱后,采取碱性适中,热稳定性良好的MgO作
间,R和R1可以相同也可以不同,可以是烷基,烷芳
催化剂,大大的改善了液态碱的不足,同时适用于
多种碱性反应体系。
1.2以硫醇和单质硫为原料
收稿日期:2013-09-30
作者简介:冯熙桐(1985-),女,项士研究生,研究方向:石油与天然气
该方法是在碱性条件下,硫醇与单质硫发生的
加工。
氧化反应。其中选用的碱性催化剂可以是有机胺、
导师简介:董群(1953-),男,黑龙江大庆人,教授,从事石油与天然醇胺、醇化物或是无机碱。利用这些传统的催化剂
气加工工作。
冯熙桐等:有机多硫化物的发展前景
2014年第02期
合成的硫化剂气味较大,对环境有一定污染,且得上述问题提出采用异丁烯为原料,通过原料的改
到的产物中杂质较多,给后续处理造成很大困难
进,使产物气味变小,副产物减少,对环境的污染降
亨利·贡戈拉和伊夫?达次?合成了一种新型的到最低,同时硫含量得到提高,但异丁烯和丁烯相
催化剂,其通式为RSH?x(C-H2nO)"yMOH,其中R比较难得到,价格相对较高。汲永刚3提出改用2
为 Cesc的烷基,x为4~12,CmH20为C2~C4的环丁烯作为原料,原料廉价易得,这样大大的降低了
氧烷,y为0.1-0.5,M为碱金属原子。这种催化剂可成本,在硫含量提高的同时降低了分解温度,使其
以提高催化剂的活性及润滑油的抗摩擦性能,使产活性得到提高。
物收率得到提高。在此之后,USP5068445?和USP5
786511先后采用含叔胺基或氢氧化季胺基的阴离2有机多硫化物的发展前景
子交换树脂和含碱性伯胺基的PS-DVB型树脂作
催化剂。离子交换树脂可循环使用,但由于这种树
有机多硫化物多被用于润滑油添加剂,润滑油
脂是以颗粒或双齿状形式存在,在循环分离过程中添加剂由于其用途及功能的不同分为金属清净剂、
相应的减少了反应的相界面,从而影响了产率
抗氧抗腐剂、粘度指数改进剂、摩擦改进剂、无灰分
PS-DVB这种树脂是具有交联度很高的大孔性结散剂、抗泡剂、降凝剂等?。其中,极压抗磨添加剂
构,催化活性高,有利于反应的进行。
在润滑油添加剂中有着重要地位。随着工业发展,
利用硫醇和单质硫为原料合成硫化剂,可得到对润滑油的性能要求越来越高,市场的需求量也越
较高的产物收率,但由于硫醇本身成本高,在反应来越多,因此,有必要研究出一种性能最优的润滑
过程中会有大量流失,进而导致工艺的成本提高,油添加剂来满足人们的需求。
不利于实际生产。
朱红等15利用原位合成法在室温下成功获取
1.3以卤化硫和烯烃为原料
了经油酸修饰的CuS纳米颗粒。该添加剂在其无机
该方法是采用卤化硫和烯烃在催化剂的作用相表面有一层有机相修饰,使其油溶性大大提高。
下,生成多硫化物,由于产物里含有一些杂原子,需通过摩擦磨损的试验研究发现,随着添加剂浓度的
要经过脱卤工序才可以得到较纯净的产物。选用增大,其摩擦系数和磨斑直径逐渐降低。当摩擦系
化硫作原料,反应中会放出大量腐蚀性气体,如
数和磨斑直径达到最小值时,再继续增加添加剂的
HC、HS等,易于腐蚀设备,并且对环境有污染,给浓度,使摩擦系数和磨斑直径开始增大。SEM结果
后续处理造成很大不便。
表明,纳米颗粒在摩擦副表面形成一层润滑膜,从
1.4以单质S、烯烃和HS为原料
而提高其抗磨擦性能。
该方法按照加料方式的不同可以分为一步法?
孟庆娟等I16以四硫代钥酸铵(ATTM)为原料制
和两步法「?。一