Одним из видов полиолефиновых синтетических масел, произ­водство которого давно освоено в промышленных масштабах, яв­ляются так называемые октолы — низкомолекулярные полимеры изобутилена с мол. массой от 300 до 3000. Их используют в ка­честве электроизоляционных масел (кабельный и конденсаторный октолы), основы масел для холодной прокатки цветных металлов, смазки подшипников скольжения, сальниковых уплотнений, а так­же в качестве сырья для получения сукцинимидных присадок.

Октолы получают полимеризацией изобутилена в присутствии каталитических комплексов на основе хлорида алюминия при уме­ренно низких температурах — от —50 °С до 20 °С. Реакция полиме­ризации в этих условиях протекает по катионному механизму.

Полиизобутилен в отличие от других полиолефинов, получае­мых под действием катионных катализаторов (например, олигоме­ров пропилена и нормальных бутиленов), имеет в основном регу­лярную линейную структуру типа «голова к хвосту».

Рис. 36. Принципиальная схема производства полиизобутилена по методу фирмы Cosden:
I - сырье; II —углеводороды С8; III—меркаптаны; IV— вода; V—катализатор; VI — отработанный катализатор; VII—непревращенные углеводороды С4; VIII—легкие полимеры;IX — товарный полиизобутилен.

1—колонна стабилизации; 2—щелочной контактор; 3—регенератор щелочи; 4—колонна водной промывки; 5—колонна осушки; 6 — емкость; 7— реактор олигомеризации; 8—отстойник; 9—щелочная промывка; 10—водная промывка; 11 — дебутанизатор; 12—атмосферная колонна; 13 — вакуумная колонна.

Способность изобутилена полимеризоваться именно таким образом объясняет­ся тем, что ни ион, образовавшийся при присоединении протона к молекуле изобутилена, ни образующиеся далее олигомерные ионы практически не вступают в какие-либо побочные реакции, идущие со скоростью, сравнимой со скоростью роста цепи.

Благодаря своей высокой основности изобутилен вступает в реакцию катионной полимеризации значительно легче, чем нор­мальные бутилены. Это позволяет использовать на практике для получения низкомолекулярных полиизобутиленов фракции олефинов С4 без предварительного разделения.

Типичная технологическая схема получения полиизобутилена с молекулярной массой 300—2700 из смеси углеводородов С4 при­ведена на рис. 36 (процесс фирмы Cosden [299]). В качестве сырья в процессе фирмы Cosden может быть применена фракция углеводородов С4, получаемая при каталитическом крекинге или пиролизе. Из сырья на колонне 1 предварительно удаляют пропан-пропиленовую фракцию, после чего обрабатывают щелочью в кон­такторе 2, для выделения меркаптанов. Далее продукт промывают водой в колонне водной промывкой 4 и подвергают азеотропной осушке в колонне 5.

Олигомеризацию проводят в присутствии комплекса хлорида алюминия в реакторе колонного типа 7. Изобутилен при этом полимеризуется быстрее, чем нормальные бутилены. После отстоя катализаторного комплекса в отстойнике 8, продукты реакции про­мывают щелочью, водой и подвергают ректификации. На первой ступени ректификации в колонне 11 под давлением отгоняют непрореагировавшие углеводороды С4. Этот поток может быть ис­пользован для получения мотоалкилата или полимердистиллята. Кубовый продукт дебутанизатора для удаления низкокипящих лег­ких полимеров подвергают ректификации, сначала при атмосфер­ном давлении на колонне 12, а затем, под вакуумом, на колонне 13. Кубовый продукт вакуумной колонны фильтруют и откачивают в товарные емкости.

В Советском Союзе процесс получения электроизоляционного октола был разработан в 1953 г. На первых установках в промыш­ленности октол получали в периодическом режиме. В дальнейшем был разработан и внедрен непрерывный процесс [300, 301].

При исследовании непрерывного режима олигомеризации [300] в качестве сырья применялась бутан-бутиленовая фракция, содер­жащая 15 % изобутилена и ≈25 % нормальных бутиленов. Катализатором служил комплекс хлорида алюминия с бутилбензолом. В периодическом режиме для обеспечения получения полимера с требуемой кинематической вязкостью около (1∙10^-4 м²/с) при 100°С, процесс проводился при минус 10 — минус 15°С в течение 90 мин.

Попытки осуществить процесс в подобных условиях в каскаде из двух реакторов смешения в непрерывном режиме оказались не­удачными, так как получаемые полимеры имели низкую кинема­тическую вязкость при 100°С (порядка 1,5∙10^-5 — 2,5∙10^-5 м²/с). Лишь при использовании на первой ступени полимеризации аппа­рата идеального вытеснения, работающего при —20, —25°С уда­лось получить продукт с требуемой вязкостью.

В промышленных условиях [301] непрерывный процесс полу­чения октола проводят в двух последовательных реакторах, рабо­тающих при ≈ —25°С. Катализаторный комплекс дозируется в оба реактора в количестве 1,5 % на сырье. В отличие от описан­ного выше процесса фирмы Cosden в рассматриваемом процессе полимеризуются как изобутилен, так и нормальные бутилены. Изо­бутилен практически исчерпывается в первом реакторе, а нормаль­ные бутилены дорабатываются во втором.

На выходе из второго реактора производится дезактивация ка­тализатора. Далее осуществляется ступенчатая отпарка углеводо­родов С₄ и низкомолекулярных полимеров, количество которых составляет 7—8 % на получаемый октол.

Товарный октол имеет следующие характеристики: кинемати­ческая вязкость при 100°С  9,4∙10^-5 - 10,6∙10^-5 м²/с, температура вспышки 166—175°С, электрическая прочность при 20 °С — 160 кв/см, удельное сопротивление при 125°С 3,5∙10^-12 -  4,5X10¹² ом/см. Диэлектрические свойства, октола могут быть улуч­шены специальной очисткой [302].

Благодаря гибкости описанной схемы она позволяет получать за счет изменения режима не только кабельный, но и другие виды октолов — конденсаторный, сукцинимидный.

Сукционимидный полиизобутилен в непрерывном режиме полу­чают [303, 304] при давлении 0,6 МПа и 20—24 °С. Степень пре­вращения изобутилена 85—94 %. Полученный продукт имеет сред­нюю мол. массу 800—980, кинематическую вязкость 2,2∙10^-4 - 3,3∙10^-4 м2/с при 100°С, йодное число 42—45, температуру вспышки 140—162 °С.

Термическая полимеризация и полимеризация в присутствии перекисей не применяются на практике в основном из-за того, что эти методы не позволяют эффективно регулировать степень поли­меризации и молекулярно-массовое распределение получаемых продуктов.

Поэтому основное внимание уделяется анионно-координацион­ной и особенно катионной полимеризации а-олефинов. Именно катионная полимеризация позволяет получать олигомеры с харак­теристиками, являющимися наиболее ценными для смазочных ма­сел: высокой хладотекучестью и низкими температурами засты­вания.

В табл. 33 приведена сводка данных о некоторых каталитиче­ских системах олигомеризации высших олефинах, предложенных в последние годы фирмами, занимающими ведущее положение в производстве углеводородных синтетических смазочных масел.