CN102311838A

CN102311838A - 一种低硫柴油润滑添加剂及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN102311838A
Application number: CN201110226267A
Authority: CN
Inventors: 邹滢; 牛晓敏
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明涉及一种低硫柴油润滑添加剂及其制备方法与应用，原料为石油酸和醇；以石油酸和醇为原料，其质量比20∶1～1∶20，加入一定量的对甲苯磺酸，在一定的搅拌速度下反应；反应结束后，冷却，水洗1～5次，分离出下层水相，取上层石油酸酯相，在温度20～80℃、压力小于0.1Mpa条件下，干燥10～60min，得到低硫柴油润滑添加剂；将低硫柴油润滑添加剂加入低硫柴油，调合温度为10～80℃，调合时间为1～60min。本发明的优点：本发明的低硫柴油润滑添加剂使用量少，润滑效果好；制备工艺简单，条件缓和；提高了石油酸的利用价值；润滑添加剂具有良好的热稳定性和氧化安定性，与低硫柴油有良好的配伍性。

Description

一种低硫柴油润滑添加剂及其制备方法与应用

【技术领域】

本发明涉及柴油技术领域，具体地说，是一种低硫柴油润滑添加剂及其制备方法与应用。

【背景技术】

随着人们对环保要求的日益提高，世界各国和地区都制定了较为严格的车用燃料标准，其中硫含量是受到严格控制的指标。虽然低硫车用柴油更加清洁环保，但是在其精制的过程中一些起到抗磨作用的天然极性物质被除去，使柴油的润滑性大大降低，对发动机喷射系统的润滑能力减弱，影响到发动机的正常工作。

解决低硫柴油润滑问题最直接和最经济的方法是在柴油中加入少量的润滑添加剂。目前，柴油润滑添加剂主要采用醚、酰胺、脂肪酸及其衍生物等，加入这些物质后，柴油的其他使用性能不变，润滑性能提高。中国专利公开号CN101955812公开了一种混合烷氧基对苯二酚甘油醚润滑添加剂的高润滑性能的低硫柴油。中国专利公开号CN1443832公开了一种包含由羟基琥珀酸酐和羟基胺结合所产生反应产物的中间馏出燃料添加剂。中国专利公开号CN101555431公开了一种用于低硫柴油的烃基取代的琥珀酰亚胺润滑添加剂或烃基取代的琥珀酰胺润滑添加剂。中国专利公开号CN1286293公开了由低分子量烷基取代羟基芳族化合物和氨基醇的曼尼西碱反应产物作为柴油抗磨剂。中国专利公开号CN1766063公开了由曼尼西碱与有机酸反应产物作为一种低硫柴油抗磨分散添加剂。中国专利公开号CN100999686公开了由天然油脂与C1～C18脂肪醇和/或C1～C18有机胺的反应产物a与丙烯酸烷基酯-马来酸酐共聚物的酯化物和/或胺化物b组成的一种低硫柴油多效添加剂。中国专利公开号CN10231165公开了由植物油酸为原料合成一种低硫加氢柴油用抗磨添加剂。这些专利虽然提高了柴油的润滑性能，但是同时也降低了柴油的其他性能和指标：如分散性能变差；柴油污染物的含量增加；以及与现有添加剂不能很好的匹配等。

酯类化合物以其环境友好受到广泛的亲赖。中国专利公开号CN1230209公开了一种可以改善润滑性能、摩擦性能和磨损性能的多元醇酯馏分燃料添加剂。中国专利公开号CN1871329公开了多元醇C12～C18支链脂肪醇和C12～C18环状脂肪酸形成的酯可以作为润滑剂的摩擦改进剂。中国专利公开号CN1743434公开了500～3000聚乙烯-醋酸乙烯酯与C12～C50脂肪酸反应产物作为低硫柴油多效添加剂。中国专利公开号CN1733874公开了一种能改善润滑油极压抗磨性能及柴油润滑性能的油品添加剂的制备方法，组成主要是由五氧化二磷或五硫化二磷与一元醇反应生成的一元或二元磷酸酯混合物再与胺化物进行胺化反应，生成磷酸酯的胺盐混合物。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低硫柴油润滑添加剂及其制备方法与应用。

本发明采用从高酸原油中提取的石油酸作为原料，通过简单的工艺，制备石油酸酯，用作低硫柴油润滑添加剂。石油酸酯不仅能够有效改善柴油的润滑性能，而且能够使柴油的凝点降低，闪点提高。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种低硫柴油润滑添加剂，其原料为石油酸和醇，其质量比20∶1～1∶20；

所述的石油酸为主要成分为环烷酸和脂肪酸，其中，环烷酸的质量分数约为90％，脂肪酸的质量分数约为10％，是从石油中提取出来作为原料制备成石油酸酯；原料石油酸是从原油及其馏分中提取的纯石油酸或富含石油酸馏分，碳原子数在10～50之间；同时原料还包括用其他途径制备的各种环烷酸及其混合物，以及环烷酸与脂肪酸的混合物；

所述的醇为甲醇、乙醇、异丙醇或者它们的混合物；

一种低硫柴油润滑添加剂的制备方法，其具体步骤为：

以石油酸和醇为原料，其质量比20∶1～1∶20，加入占石油酸质量分数为1～10％的对甲苯磺酸，在搅拌速度为100～1000r/min，温度为30～250℃，压力为0.05～1.0MPa的条件下，反应时间为1～20hr；反应结束后，冷却，水洗1～5次，分离出下层水相，取上层石油酸酯相，在温度20～80℃、压力小于0.1Mpa条件下，干燥10～60min，得到低硫柴油润滑添加剂。

一种低硫柴油润滑添加剂在柴油中的应用，其具体步骤为，

将低硫柴油润滑添加剂加入低硫柴油，低硫柴油润滑添加剂占低硫柴油润滑添加剂和低硫柴油的质量分数为0.01～10％，调合温度为10～80℃，调合时间为1～60min，调合后的低硫柴油润滑性能大幅度提高，磨斑直径下降率为42.5％。

所述的低硫柴油的硫含量小于5000μg/g。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)本发明的低硫柴油润滑添加剂使用量少，润滑效果好；只需在低硫柴油中加入1％，就能提高润滑效果42.5％；添加了本发明的润滑添加剂后的柴油，凝点降低，闪点提高，其他技术指标均基本不变；

(2)本发明的低硫柴油润滑添加剂制备工艺简单，条件缓和；

(3)本发明采用从高酸原油及其馏分中提取的石油酸或富含石油酸馏分作为制备低硫柴油润滑添加剂的原料，解决了加工高酸原油和使用高酸原油产品带来的设备腐蚀问题，提高了石油酸的利用价值；

(4)本发明的润滑添加剂具有良好的热稳定性和氧化安定性，与低硫柴油有良好的的配伍性。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种低硫柴油润滑添加剂及其制备方法与应用的具体实施方式。

实施例1

将石油酸与乙醇以1∶1的质量比注入三口烧瓶，加入占石油酸质量分数为5％的对甲苯磺酸，安装分水器和回流冷凝管，加热到80℃，在搅拌速度500r/min下反应，4h后结束反应。冷却后水洗3次，分离出下层水相，取上层石油酸酯相，在温度40℃、压力0.01Mpa条件下减压干燥30min，最后再用无水硫酸钠干燥。

将按上述方法和条件制备的石油酸乙酯加入低硫柴油，加入量分别为0.5wt％、1wt％、2wt％。用四球机摩擦实验考察柴油的润滑性能，以磨斑直径作为指标，在292N压力下，转速为1450r/min，摩擦时间30min，磨斑直径分别为455μm、407μm、468μm，与未加石油酸乙酯前的磨斑直径708μm明显缩小，润滑性能改善。尤其是在石油酸乙酯添加量为1％时，磨斑直径为407μm，润滑性能改善率为42.5％。

测定添加2wt％石油酸乙酯的低硫柴油的基本性质，结果如下表：

可见，凝点降低了3.65℃，闪点略有提高，柴油的低温流动性能和安全性能均提高。

实施例2

将石油酸与甲醇以1∶1的质量比注入三口烧瓶，加入占石油酸质量分数为5％的对甲苯磺酸，安装分水器和回流冷凝管，加热到80℃，在搅拌速度500r/min下反应，4h后结束反应。冷却后水洗3次，分离出下层水相，取上层石油酸酯相，在温度40℃、压力0.01Mpa条件下减压干燥30min，最后再用无水硫酸钠干燥。

将按上述方法和条件制备的石油酸甲酯加入低硫柴油，加入量分别为0.5％、1％、2％。用四球机摩擦实验考察柴油的润滑性能，以磨斑直径作为指标，在292N压力下，转速为1450r/min，摩擦时间30min，磨斑直径分别为581μm、560μm、463μm，与未加石油酸甲酯前的磨斑直径708μm明显缩小，润滑性能改善。

测定添加2wt％石油酸甲酯的低硫柴油的基本性质，结果如下表：

可见，凝点降低了近4℃，闪点提高了4℃，柴油的低温流动性能和安全性能均提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims

1.一种低硫柴油润滑添加剂，其特征在于，原料为石油酸和醇，其质量比20∶1～1∶20。

2.如权利要求1所述的一种低硫柴油润滑添加剂，其特征在于，所述的石油酸为主要成分为环烷酸和脂肪酸。

3.如权利要求1所述的一种低硫柴油润滑添加剂，其特征在于，所述的石油酸是从原油及其馏分中提取的纯石油酸或富含石油酸馏分，碳原子数在10～50之间。

4.如权利要求1所述的一种低硫柴油润滑添加剂，其特征在于，所述的醇为甲醇、乙醇、异丙醇或者它们的混合物。

5.一种低硫柴油润滑添加剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为，

以石油酸和醇为原料，其质量比20∶1～1∶20，加入占石油酸质量分数为1～10％的对甲苯磺酸，在100～1000r/min搅拌速度下反应；反应结束后，冷却，水洗1～5次，分离出下层水相，取上层石油酸酯相，在温度20～80℃、压力小于0.1Mpa条件下，干燥10～60min，得到低硫柴油润滑添加剂。

6.如权利要求5所述的一种低硫柴油润滑添加剂的制备方法，其特征在于，所述的反应温度为30～250℃，反应时间为1～20hr，反应压力为0.05～1.0MPa。

7.一种低硫柴油润滑添加剂在柴油中的应用，其特征在于，具体步骤为，将低硫柴油润滑添加剂加入低硫柴油，低硫柴油润滑添加剂占低硫柴油润滑添加剂和低硫柴油的质量分数为0.01～10％，调合温度为10～80℃，调合时间为1～60min。

8.如权利要求7所述的一种低硫柴油润滑添加剂在柴油中的应用，其特征在于，调合后的低硫柴油润滑性能大幅度提高，磨斑直径下降率为42.5％。

9.如权利要求7所述的一种低硫柴油润滑添加剂在柴油中的应用，其特征在于，所述的低硫柴油的硫含量小于5000μg/g。