高碱值磺酸盐极压剂项目可行性研究报告

高碱值合成烷基苯磺酸钙极压剂项目可行性研究报告一、总论1、概述高碱值合成烷基苯磺酸钙极压剂项目是以烷基苯磺酸、氢氧化钙或氧化钙、二氧化碳等为原料，通过特定工艺进行中和、碳酸化等反应合成具有特定结构的极压型高碱值合成烷基苯磺酸产品。

本项目创新点在于通过特殊的碳酸化工艺，使产品胶团中的碳酸钙具有特定的晶体结构，从而使产品具有极压性能。

目前在国内该领域尚处于空白阶段，该项目的技术水平现处于国内领先地位。

该产品产要应用于金属加工油（液）中，因其具有非常好的极压润滑性能，可以极大地延长刀具的使用寿命和加工部件的表面光洁度，可以替代传统的含硫、磷、氯等极压剂，更加符合环保要求。

2、项目的社会经济意义、目前的进展情况在金属加工油（液）中经常需要加入含有硫、磷、氯等元素的极压剂以延长刀具(模具)的使用寿命和改善加工部件的表面光洁度。

这类添加剂大多对金属有腐蚀，气味大并有一定毒性。

例如氯化石蜡在欧洲一些国家已将其列为致癌物质而被禁用。

随着人们卫生及环保意识的增强，各种工业卫生及环保法规的发布，人们急需寻找新的符合环保要求的极压剂以满足金属加工油的技术进步。

我国正在成为世界工厂，珠江三角洲、长江三角洲等经济发达地区均以外向型经济为主。

随着我国加入WTO后开放程度的进一步提高，很多东西必须跟国际接轨。

开发绿色产品，实现绿色制造已成为全球关注和研究的热点之一，我国也将环境保护作为可持续发展的核心内容之一：工业发达国家的机械制造业受到了严格的环境立法和降低制造成本的双重压力，我国的出口机电产品也受到相同的要求。

如对制造冰箱和空调压缩机所使用的切削液有极为苛刻的要求，一些工业发达国家或政府采购部门对制造过程中的环保要求非常苛刻，要求证明未曾使用或残留对环境有害的物质。

企业除了提高经济效益以外，也越来越多地担当起社会责任，并要求注重上、游生产链的相互衔接关系，这都需要在生产过程中使用对环境友好的绿色金属加工用油（液）。

而极压型磺酸盐产品除了在金属加工油（液）中除了具有优异的极压抗磨性能外，同时对人和环境基本无害，完全符合环境友好型产品的要求，该产品的研制成功，必将带来具大的社会效应。

我国金属加工油(液) 以低档为主,高档油品少,主要依靠进口,国内产品质量与国外油品有一定差距。

目前该类产品还主要以国外进口为主，产品价格较高，货源不稳定，本项目所研制产品若能完全取代进口产品，将会为我公司带来可观的经济效益。

目前我公司该项目的实验室研制工作已接近尾声，现正在进行中试及功入生产的前期准备之中。

3、项目的计划目标3．1、总体目标我公司计划该项目的总投资额为1100万元人民币，项目完成进达到批量生产规模，实现年生产能力1000吨，目前企业资产规模为3000万元人民币，企为人数为150人，项目达产后，可新增就业人数50人。

3．2、经济目标该项目预计在执行期内可累计实现工业增加值1000万元人民币，实现销售收入1700万元人民币，缴税总额290万元人民币，净利润600万元人民币，创汇额10万美元。

3．3、技术、质量指标由于该类产品在国内尚属空白领域，故目前在国内尚无统一的国家或行业标准，结合国外同类产品的相关标准，将研发产品的质量标准暂定如下：表1高碱值合成烷基苯磺酸钙极压剂产品暂行标准待项目完成后，可重新对以上标准进行修订，并进行企业标准备案。

二、申报企业情况1、申报企业基本情况企业名称：辽宁渤大化工有限公司通讯地址：辽宁省锦州市义县前杨乡注册时间：2007年1月注册资金：1000万元人民币企业登记注册类型：有限责任公司2、企业人员及开发能力论述法人代表：刘明，辽宁渤大化工有限公司总经理，工程师，于1987年毕业于抚顺石油学院，工业分析专业，1987年进入锦州石化化工一厂质管科工作。

2002年进入盘锦中创石油化工有限公司任总经理。

2009年4月进入辽宁渤大化工有限公司任总经理。

1998年进入润滑油添加剂行业，并于当年开发了重烷基苯磺酸盐的系列产品生产，并持续改进生产该产品至今，并申请该产品生产的专利一篇。

项目技术负责人：曹宇，98年毕业于抚顺石油学院化工工艺专业，毕业后一直从事润滑油添加剂产品的研发工作，曾承担过高硫T321产品研发、酚酯型抗氧剂产品研发、硫酚型抗氧剂产品研发、T306产品改进、无灰分散剂产品合成方法研究、润滑油磺酸盐净剂产品研发等多项研发课题。

现就职于辽宁渤大化工有限公司，任技术负责人。

企业现有职工１50人，大专以上人员65人，主要管理人员8人，全部具有大专以上学历。

在研发力量上，公司聘请了业内知名的专家来担任研发顾问，并拥有一批年青化的高学历研发队伍，并花巨资购进了大量先进的检测和评定设备，完全具备新产品的自主开发能力。

企业在上一年的总收入为2864万元，科技开发经费支出为145万元，占总收入的5.1％。

三、项目的技术可行性和成熟性分析1、项目的技术创新性论述1．1、项目的基本原理及关键技术内容高碱值合成磺酸钙的制备工艺是一个包括多种反应物质，气、固、液多相体系的胶体化学反应过程，反应较为复杂，一般分为两步：第一步为重烷基苯磺酸和碱性组分(氢氧化钙和氧化钙)为主要原料，经中和反应生成中性磺酸钙；第二步对中性磺酸钙继续进行碳酸化反应，氢氧化钙变成碳酸钙的同时被磺酸钙胶束分散到油中，生成超高碱性合成磺酸钙。

因而反应十分复杂，影响因素很多。

1．1．1、中和反应：2R SO3H+Ca(OH)2→(R SO3)2Ca+2H2O1．1．2、碳酸化反应：碳酸化反应是制备超高碱性合成磺酸钙的一个主要反应，反应在气、固、液三相内进行。

在碳酸化过程中所使用的促进剂实际上是一种相转移催化剂，在此过程中与二氧化碳形成中间络合物(碳酸化的醇盐等)，这些产物远较金属材料及单纯的碱性组分微粒更易扩散到有机油相中，再将碳酸钙释放出来，从而抑制了这些微粒遇水凝聚增大。

反应机理如下：碳酸化反应过程中促进剂的相互配比、二氧化碳的通人速率和反应温度的差异，可能导致碳酸钙有三种不同的形态。

1．1．3、项目的关键技术内容及创新点本项目研发产品与传统润滑油用高碱值烷基苯磺酸盐产品最本质区别在于碳酸化过程所生成的碳酸钙形态的不同，根据碳酸化工艺的不同，所生成的碳酸钙分别有无定型、球霰石、方解石三种形态，其中前者具有非晶体结构，后二者具有晶体结构，三种不同形态的碳酸钙在红外光谱中吸收峰分别为863cm-1（无定型）、873cm-1（球霰石）和883cm-1（方解石），可以据此判断产品胶团中的碳酸钙形态结构。

传统磺酸钙中碳酸钙为无定型结构。

晶体碳酸钙结构示意如下：图1 球霰石结构图2 方解石结构研究表明，高碱值烷基苯磺酸钙摩擦学性能与其无机颗粒在摩擦表面上发生物理沉积形成的保护膜有关，这是因为高碱值磺酸盐胶体的胶束结构会在润滑接触中发生变化，使磺酸钙胶团受到破坏，释放出碳酸钙颗粒并在摩擦表面发生大量沉积。

从上图可以看出，方解石结构的碳酸钙晶体颗粒具有薄层片状结构，这种结构具有低的剪切强度和较高的纵向承载能力，因此当该种晶型的碳酸钙颗粒沉积在摩擦表面时，相比无定形和球霰石结构的碳酸钙具有更好的润滑性能和极压性能。

综上所述，此项目的关键技术内容就在于寻找合适的工艺条件，合成具有方解石结构的理想高碱值烷基苯磺酸钙胶团，以改善传统磺酸钙产品的极压性能，拓展产品应用范围，项目主要创新点在于通过对传统磺酸钙产品中碳酸钙晶形的改变，使产品的极压性能发生显著提高，并可替代传统的硫、磷、氯型极压剂产品应用于金属加工油（液）中，使其更加符合环保法律法规的要求。

1．2、项目的技术来源、知识产权情况本项目为辽宁渤大化工有限公司自主研发，项目的知识产权归辽宁渤大化工有限公司所有。

1．3、本项目国内外发展现状高碱值合成烷基苯磺酸钙产品是近年来市场上新出现的一种金属加工油（液）用抗磨、极压添加剂，国内外把这类抗磨、极压剂统称为惰性极压剂(Passive EP additives)，攻丝力矩实验和FaIeX试验机均证明这类添加刹具有良好的润滑性能和较高的承载能力，可极大得提高产品的表面质量，延长刀具使用寿命，特别是与含硫添加剂复合使用优于常用的含硫和含氯添加剂复台配方。

过碱磺酸盐具有良好的抗磨，极压性能，本身对皮肤的刺激性小，是一类普遍被人看好的新型添加剂，国外只有路博润、科聚亚等少数几家公司可以生产该类产品，但国内对此的研究还基本上未开展。

随着人们卫生及环保意识的增强，各种工业卫生及环保法规的发布，象本项目所研制的这样符合环保要求的极压剂产品越来越受到市场的重视和关注，各国都在加快该类产品的研发进程。

目前该类产品研发存在的主要问题在于产品的胶体稳定性、胶团中碳酸钙粒度的控制、晶体结构的控制以及烷基苯磺酸结构对产品应用的影响等。

目前我公司实验产品同国外同类产品相比，各项技术指标基本相当，对比数据见下表：表2相关产品技术指标数据对比2、项目的成熟性和可靠性论述我公司现以完成本项目的实验研制工作，根据多年的磺酸盐产品的研发及生产经验，并通过大量的实验考察，我们确定出了生产极压型高碱值烷基苯磺酸钙的成熟的工艺方案，所得产品经过理化指标分析及性能评定，完全达到了国外同类产品的性能水平。

2．1、产品性能测试在实验产品的理化指标达到实验要求的前提下，我们对所研制产品的使用性能做了系统的测试，主要测试内容有：2．1．1、四球试验本项试验采用四球摩擦磨损实验机来评价高碱值磺酸镁清净剂的抗磨减摩性能。

实验用钢球为国家Ⅱ级标准GCrl5轴承钢钢球(Ф12.7 mm)。

主要参数为：负荷294N(30kg)，转速1450r／min，时间30 min，室温。

磨斑直径为3个底球的磨斑直径(WSD)的算术平均值。

表3 不同产品的四球磨班直径对比上表中各产品均以3%的加剂量加入到大连产500SN基础油。

从表中数据可以看出，本项目所研制产品在该项测试中，抗磨性能要远强于普通车用磺酸盐产品和ZDDP产品，与国外同类产品性能相当。

2．1．2、Falex试验该项测试采用美国产Falex摩擦磨损试验机进行，主要参数为：温度：18-35℃，Pin:AISA 3135 steel，V-Block:AISA C-1137 steel，运转时间：1min，负载：250-4500lbf，转数：190rpm表4 Falex试验机测试结果对照上表中500SN为实验油空白试验，其余样品为以2%剂量加入500SN 中。

从上表数据可见，该项测试结果表明，本项目研制产品在该项测试中极压性能明显优于普通磺酸盐产，同国外同类产品性能相当。

2．1．3、攻丝试验该试验采用国产攻丝扭矩模拟评定试验机，在1020钢材上攻丝时以加有5％硫烯(含硫40％)的油为参比油(1＃样品)；在304不锈钢上攻丝时以加有2 5％硫烯、2 5％氯化石蜡(含氯40％)的油为参比油(5＃样品)。