CN101665731B - 一种柴油十六烷值改进剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能改进柴油燃烧性能的组合物，尤其提供了一种柴油十六烷值改进剂组合物；本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物，由20-50重量％的单硝酸酯、15-45重量％的多硝酸酯和5-65重量％的有机胺组成，优选地，本发明的柴油十六烷值改进剂组合物中单硝酸酯的含量为40-50重量％，所述的多硝酸酯的含量为30-40重量％，所述的有机胺的含量为10-30重量％；本发明提供的柴油十六烷值改进剂组合物，能有效提高柴油的十六烷值并保持其稳定安全可控，提高了柴油的燃烧性能，从而提高了发动机的动力性能和经济性能，在我国炼油企业中有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种能改进柴油燃烧性能的组合物，尤其涉及一种柴油十六烷值改进剂组合物。
背景技术
社会经济的发展，对能源燃料如柴油的需求越来越高，而对柴油质量的要求也日益提升。十六烷值(CN)是表示柴油燃烧性能的重要指标。目前，世界各国普遍要求柴油十六烷值平均在50左右。在我国，采用催化裂化二次加工工艺生产的柴油的CN很低，通常与直馏柴油调配使用。但是，由于直溜柴油的产量有限，再加上新开发的原油较重，使得我国市售柴油CN普遍达不到超过50的要求。因此提高柴油CN是迫切需要解决的问题。目前，提高柴油CN有以下三种方法：(1)与直溜柴油调配使用，但直镏柴油产量有限；(2)利用催化加氢的方法提高柴油CN，但耗资巨大，成本较高；(3)添加CN改进剂，具有成本低，工艺简单的特点。
在众多十六烷值改进剂中，硝酸酯类改进剂一直备受关注。但硝酸酯类改进剂也存在一些问题，它们对热和装机非常敏感，很不稳定容易分解，随储存时间的增加，其CN逐步衰减，储存期超过30天，CN下降约1个单位(柴油十六烷值改进剂应用探讨科技资讯2005年第22期)。尽管多硝酸酯的CN改进效果要比单硝酸酯好，但由于其易爆性，一直未能得到普遍的应用。
技术内容
本发明为解决目前改进柴油CN的效果不佳、不稳定的问题而提出的一种既可以有效提高柴油十六烷值，又可以保持稳定安全可控的十六烷值改进剂组合物。
本发明提供了一种柴油十六烷值改进剂组合物，该组合物由20-50重量％的单硝酸酯、15-45重量％的多硝酸酯和5-65重量％的有机胺组成。
本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物中所述的单硝酸酯的含量优选为40-50重量％，所述的多硝酸酯的含量优选为30-40重量％，所述的有机胺的含量优选为10-30重量％。
本发明的组合物中所述的单硝酸酯选自式(I)所示的化合物A、式(II)所示的化合物B、式(III)所示的化合物C和式(IV)所示的化合物D中的至少一种：
O2N-O-R1 (I)
其中，R1为C1-C10的烷基；
O2N-O-R2-O-R3 (II)
其中，R2为C1-C10的烷基，R3为C1-C10的烷基；
其中，R4为C1-C10的烷基，R5为C1-C10的烷基；
O2N-O-R6-O-O-R7 (IV)
其中，R6为C1-C10的烷基，R7为C1-C10的烷基。
优选地，所述的R1为C1-C5的烷基，R2为C1-C5的烷基，R3为C1-C5的烷基，R4为C2-C8的烷基，R3为C1-C5的烷基，R6为C1-C5的烷基，R7为C1-C5的烷基。
更优选地，本发明的组合物中所述的化合物A为硝酸叔丁酯，所述的化合物B为2-乙氧基-2-硝酸丙酯，所述的化合物C为乙酰氧基硝酸异戊酯，所述的化合物D为过乙氧基硝酸异丙酯。其中，硝酸叔丁酯的化学式为式(1)，2-乙氧基-2-硝酸丙酯的化学式为式(2)，乙酰氧基硝酸异戊酯的化学式为式(3)，乙氧基硝酸异丙酯的化学式为式(4)。
为更有效的提高柴油十六烷值，本发明的组合物中所述的多硝酸酯选自式(V)所示的化合物E和式(VI)所示的化合物F中的至少一种：
R8-(O-NO2)2 (V)
其中，R8为C1-C10的烷基；
R9-(O-NO2)3 (VI)
其中，R9为C1-C10的烷基。
优选地，本发明的组合物中所述的化合物E为乙二醇硝酸酯，所述的化合物F为丙三醇硝酸酯。
为保持本发明的组合物的稳定性以及安全可控性，本发明的组合物中添加有机胺作为稳定剂，所述的有机胺为式(VII)所示的化合物G、式(VIII)所示的化合物H，或式(IX)所示的化合物I：
其中，R10、R11、R12各自为C0-C10的烷基；
其中，R13、R14各自为C0-C10的芳基；
其中，R15、R16各自为氢或C1-C10的烷基。
优选地，本发明的组合物中所述的化合物G为三乙胺，所述的化合物H为2，2’-二硝基二苯基胺，所述的化合物I为咔唑。其中，2，2’-二硝基二苯基胺的化学式为(5)，咔唑的化学式为(6)。
本发明提供的柴油十六烷值改进剂组合物，单硝酸酯和多硝酸酯混合使用，能有效提高柴油的十六烷值，在稳定剂有机胺的存在下能保持其安全稳定可控，使用本发明的十六烷值改进剂组合物与柴油调配时，以柴油总量为基准，本发明的十六烷值改进剂组合物的添加量为0.01-0.18重量％时，可使柴油的十六烷值比未添加改进剂之前增加达9.7。本发明的十六烷值改进剂组合物提高了柴油的燃烧性能，从而提高了发动机的动力性能和经济性能，在我国炼油企业中有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1
取40重量％硝酸叔丁酯、30重量％乙二醇硝酸酯、30重量％咔唑，室温混合均匀，得本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物A。
实施例2
取50重量％2-乙氧基-2-硝酸丙酯、40重量％乙二醇硝酸酯、20重量％2，2’-二硝基二苯基胺，室温混合均匀，得本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物B。
实施例3
取40重量％乙酰氧基硝酸异戊酯、35重量％乙二醇硝酸酯、25重量％2，2’-二硝基二苯基胺，室温混合均匀，得本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物C。
实施例4
取45重量％过乙氧基硝酸异丙酯、30重量％丙三醇硝酸酯、30重量％咔唑，室温搅拌混合均匀，得本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物D。
实施例5
取30重量％的硝酸叔丁酯、10重量％2-乙氧基-2-硝酸丙酯、30重量％丙三醇硝酸酯、30重量％2，2’-二硝基二苯基胺，室温混合均匀，得本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物E。
实施例6
取10重量％的硝酸叔丁酯、10重量％2-乙氧基-2-硝酸丙酯、20重量％乙酰氧基硝酸异戊酯，20重量％乙二醇硝酸酯、10重量％丙三醇硝酸酯，30重量％咔唑，室温混合均匀，得本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物F。
实施例7
取20重量％的硝酸叔丁酯、10重量％2-乙氧基-2-硝酸丙酯、10重量％乙酰氧基硝酸异戊酯、10重量％乙氧基硝酸异丙酯，30重量％乙二醇硝酸酯，20重量％三乙胺，室温混合均匀，得本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物G。
实施例8
取10重量％的硝酸叔丁酯、20重量％2-乙氧基-2-硝酸丙酯、20重量％乙酰氧基硝酸异戊酯，10重量％乙二醇硝酸酯、30重量％丙三醇硝酸酯，10重量％2，2’-二硝基二苯基胺，室温混合均匀，得本发明的一种柴油十六烷值改进剂组合物H。
试验效果例
通过GB/T 386-91方法分别测定添加了上述实施例1-8的十六烷值改进剂组合物A-H的柴油样品的十六烷值改进效果。结果见表1：
表1：本发明的十六烷值改进剂组合物对柴油CN改进效果
| 样品 | CN | CN增加值 |
| 未添加改进剂的柴油 | 45.6 | - |
| 添加普通硝酸正丁酯改进剂的柴油 | 50.1 | 4.5 |
| 添加A的柴油 | 53.1 | 7.5 |
| 添加B的柴油 | 52.9 | 7.3 |
| 添加C的柴油 | 53.4 | 7.8 |
| 添加D的柴油 | 54.6 | 9.0 |
| 添加E的柴油 | 55.1 | 9.5 |
| 添加F的柴油 | 54.5 | 8.9 |
| 添加G的柴油 | 55.3 | 9.7 |
| 添加H的柴油 | 54.5 | 8.9 |
结果表明，添加本发明提供的柴油十六烷值改进剂组合物能够有效提高柴油的十六烷值，最高增进CN可达9.7。
通过GB/T 386-91方法分别测定添加了上述实施例1-8的十六烷值改进剂组合物A-H的柴油样品的十六烷值随时间的变化，以此评价柴油十六烷值改进剂的稳定性，结果见表2：
表2：添加本发明的十六烷值改进剂组合物的柴油CN稳定性试验
| 样品 | 第1天CN | 第10天CN | 第20天CN | 第30天CN |
| 添加普通硝酸正丁酯改进剂的柴油 | 50.1 | 49.9 | 49.5 | 48.9 |
| 添加A的柴油 | 53.1 | 53.1 | 53.1 | 52.9 |
| 添加B的柴油 | 52.9 | 52.9 | 52.8 | 52.8 |
| 添加C的柴油 | 53.4 | 53.4 | 53.3 | 53.2 |
| 添加D的柴油 | 54.6 | 54.5 | 54.5 | 54.3 |
| 添加E的柴油 | 55.1 | 55.0 | 54.9 | 54.8 |
| 添加F的柴油 | 54.5 | 54.4 | 54.3 | 54.2 |
| 添加G的柴油 | 55.3 | 55.2 | 55.2 | 55.0 |
| 添加H的柴油 | 54.5 | 54.5 | 54.4 | 54.3 |
结果表明，添加入本发明提供的柴油十六烷值改进剂组合物的柴油样品呈现出较好的十六烷值稳定性，在30天内，CN最高降低值为0.3。
Claims (1)
1.一种柴油十六烷值改进剂组合物，其特征在于，由20重量%的硝酸叔丁酯、10重量%2-乙氧基-2-硝酸丙酯、10重量%乙酰氧基硝酸异戊酯、10重量%乙氧基硝酸异丙酯，30重量%乙二醇硝酸酯，20重量%三乙胺组成。
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