CN101423782B - 一种二甲醚燃料润滑剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二甲醚燃料润滑剂组合物，其组分和含量包括：不饱和脂肪酸60～90％w/w、聚醚类5～20％w/w和聚醚胺5～20％w/w。使用本发明的二甲醚燃料润滑剂，发动机连续260小时运行试验未发生自动熄火。本发明解决了二甲醚燃料黏度低的缺陷，减少了润滑剂的使用量，使其具有良好的润滑性。

Description

一种二甲醚燃料润滑剂

技术领域

本发明属于石油化工领域，涉及一种二甲醚燃料的润滑剂。

背景技术

随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，作为主要交通工具的机动车辆，其保有量不断增加，特别是城市大中型客车。随之而来的机动车辆尾气排放则成为城市大气污染的主要来源。由于我国汽车的保养维修和日常检查不完善，以及交通拥挤、阻塞严重，造成排放污染物比国际水平多出很多。

目前大量使用的发动机主要是汽油机和柴油机，而柴油机的压缩比较高，故热效率比汽油机高出7～9％，经济性好，被广泛用于各种车辆，主要包括重型载重货车(HDV：Heavy Duty Vehicle)和城市公共交通客车(City Bus)。但由于其排放物中氮氧化物(NO_x)和微粒(PM：Particular Matter)的矛盾(Trade-off)关系，使得进一步降低排放以满足日趋严格的法规要求变得愈加困难。由于传统车用燃料正面临着环保和能源等各方面的压力和挑战，因此寻找新的发动机代用燃料就成了人们的当务之急。

二甲醚作为一种发动机代用燃料应运而生。这首先是因为二甲醚的物理化学性质极其适合压燃式发动机，只需进行少量必要的改进，就可以燃用；而且现有的研究表明，其有害排放物可满足我国即将全面实施的EURO国内II、国内III标准，并有潜力达到更为严格的法规要求；更为重要的是，二甲醚可通过煤制合成气来大量制造，符合中国能源结构现状。

由于二甲醚黏度很低，当用纯二甲醚作为燃料时，燃油系统中偶件易磨损或易导致偶件卡死而失效。CN1451723A和西安交通大学学报Vol.39 №3，Mar.2005报导DME燃料在模拟发动机工况的供油系统耐久性测试实验台架上运行100小时后，一套喷油泵柱塞偶件锁死，对偶件的润滑效果差，偶件出现明显的大划痕和拉伤、磨损严重。因此，在二甲醚中加入2％蓖麻油或6％某植物油作为润滑剂，虽然改善了对偶件的磨损，但效果不明显，且植物油用量较大。

发明内容

所要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是提供一种二甲醚燃料的润滑剂，以解决由于二甲醚黏度很低，当用纯二甲醚作为燃料时，燃油系统中偶件易磨损或易导致偶件卡死而失效的缺陷，达到二甲醚燃料能完全替代柴油而对燃油系统中偶件增加润滑、减少磨损的目的，并使润滑剂的使用量减少到0.05％～0.1％。

技术方案

本发明所提供的技术方案之一为一种二甲醚燃料润滑剂组合物，其组分和含量包括：不饱和脂肪酸60～90％w/w、聚醚类5～20％w/w和聚醚胺5～20％w/w。

上述的二甲醚燃料润滑剂组合物的优选方案之一为，所述不饱和脂肪酸为C₁₂～C₅₄的聚酸、二聚酸或三聚酸中的一种或其混合物。更优选为油酸、亚油酸、蓖麻油酸中的一种或其混合物。

上述的二甲醚燃料润滑剂组合物的优选方案之二为，所述聚醚胺如下式：

其中R为烷基，R1为C₂～C₆的烷基，R、R₁的碳数之和不大于6，聚合度n、m之和为4～18。聚醚胺的分子量为400～3000，优选800～1500。

上述的二甲醚燃料润滑剂组合物的优选方案之三为，所述聚醚类通过如下反应式均聚或共聚得到：

其中，R为C₂～C₁₈脂肪醇或C₂～C₆烷基酚或烷基或C₁₆～C₂₄脂肪酸，R₁、R₂、R₃和R₄均为H或C₁～C₆的烷基，更优选，R₁、R₂、R₃和R₄为C₁～C₄的烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基；R₁、R₂、R₃、R₄可以相同也可以不同，且R₁、R₂、R₃和R₄的碳数之和不大于6，聚合度n可以是4～18。

本发明所提供的技术方案之二为上述的二甲醚燃料润滑剂组合物在二甲醚燃料中的应用，该润滑剂的用量为0.05％～0.1％。

本发明所述二甲醚可为工业级，其浓度可以为99％以上。

有益效果

由于二甲醚燃料的粘度只有柴油的0.05～0.1倍，这就使得柴油机上依靠燃油润滑的柱塞副、出油阀与出油阀座、针阀与针阀体三大偶件润滑效果很差，极易因润滑不良而造成严重的磨损和泄漏。应用纯二甲醚燃料在发动机上运行7小时后，柱塞偶件就会由于泄漏严重而无法泵油，发动机即自动熄火。应用植物来源的不饱和脂肪酸作为润滑剂，其润滑性能有所改变，但不明显，而且使用量也大。用本发明所涉及的二甲醚燃料润滑剂后，发动机进行260小时运行试验，发动机没有自动熄火，润滑性能也好。因此，本发明的优点在于解决二甲醚燃料黏度很低的缺点，并减少了润滑剂的使用量。

附图说明

图1为润滑剂对柱塞磨损当量间隙变化量的影响。其中，1：DME；2：DME+2％蓖麻油；3：DME+0.05％实施例1；4：DME+0.05％实施例2；5：DME+0.1％实施例3。

具体实施方式

实施例1

二甲醚燃料的润滑剂组分为：

(1)70克油酸；

(2)15克数均分子量为1000的具有组分〔I〕结构式的脂肪酸聚醚；

(3)15克数均分子量为1000的具有组分〔II〕结构式的聚乙烯基醚胺；

将以上15克(2)和15克(3)原料常温常压下进行搅拌混合，生成的混合物放置24小时后，然后再与70克的油酸进行混合而成为的车用二甲醚燃料润滑剂，然后以0.05％量加入到二甲醚燃料内。进行发动机260小时台架耐久试验。润滑剂对柱塞磨损当量间隙变化率的影响试验结果见图1。

实施例2

二甲醚燃料的润滑剂组分为：

(1)70克亚油酸；

(2)20克数均分子量为1000的具有组分〔I〕结构式的烷基酚聚醚；

(3)10克数均分子量为1200的具有组分〔II〕结构式的聚丙烯基醚胺；

将以上20克(2)和10克(3)原料常温常压下进行搅拌混合，生成的混合物放置24小时后，然后再与70克的亚油酸进行混合而成为的车用二甲醚燃料润滑剂，然后以0.05％量加入到二甲醚燃料内。进行发动机260小时台架耐久试验。润滑剂对柱塞磨损当量间隙变化率的影响试验结果见图1。

实施例3

二甲醚燃料的润滑剂组分为：

(1)90克油酸；

(2)5克数均分子量为1000的具有组分〔I〕结构式的烷基酚聚醚；

(3)5克数均分子量为1500的具有组分〔II〕结构式的聚乙烯基醚胺；

将以上5克(2)和5克(3)原料常温常压下进行搅拌混合，生成的混合物放置24小时后，然后再与90克的油酸进行混合而成为的车用二甲醚燃料润滑剂，然后以0.1％量加入到二甲醚燃料内。进行发动机260小时台架耐久试验。润滑剂对柱塞磨损当量间隙变化率的影响试验结果见图1。

从图1可以看出，纯二甲醚对柱塞磨损最大，加了本发明的润滑剂后大大减少了对柱塞的磨损。而且润滑剂的使用量也明显减少。其中，当量间隙变化量 $\mathrm{d\Ω}=\frac{{\mathrm{\Ω}}_{260h}-{\mathrm{\Ω}}_0}{{\mathrm{\Ω}}_0}.$

Claims (1)

1.一种二甲醚燃料润滑剂组合物，其组分和含量包括：不饱和脂肪酸60～90％w/w、聚醚类5～20％w/w和聚醚胺5～20％w/w，其中，所述不饱和脂肪酸为油酸、亚油酸、蓖麻油酸中的一种或其混合物；

所述聚醚胺如下式：

其中R为烷基，R₁为C₂～C₆的烷基，R、R₁的碳数之和不大于6，聚合度n、m之和为4～18；

所述聚醚类通过如下反应式均聚或共聚得到：

其中，R为C₂～C₁₈脂肪醇或C₂～C₆烷基酚或烷基或C₁₆～C₂₄脂肪酸，R₁、R₂、R₃和R₄均为H或C₁～C₆的烷基，且R₁、R₂、R₃和R₄的碳数之和不大于6，聚合度n是4～18。

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