CN103525485A - 一种蓖麻基柴油润滑添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种蓖麻基柴油润滑添加剂，为蓖麻油酸甲酯或蓖麻油酸乙酯；其制备方法：将蓖麻油加热搅拌升温至50℃以上，加入低碳链醇和催化剂，在50-75℃温度下进行回流反应1.5-7.5h，得到粗产品；将粗产品置于分液漏斗中静置后，分离下层的甘油和未反应的原料，饱和食盐水润洗产物，静置分液后将上层产物于120℃下减压蒸馏除去水分，即可制得目标产品。本发明的优点是：该柴油润滑添加剂无毒、无害、无特殊异味，环境友好无污染，可生物降解；在加氢脱硫柴油中溶解性好，与其他柴油添加剂相容性好，长期放置不会产生沉淀，用于加氢脱硫柴油的润滑添加剂，可明显改善加氢脱硫柴油的润滑性，使加氢脱硫柴油的磨斑直径不大于460μm。
Description
技术领域
本发明涉及柴油润滑添加剂，特别是一种蓖麻基柴油润滑添加剂及其制备方法和应用。
背景技术
环境保护部发布的《2012年中国机动车污染防治年报》，公布2011年全国机动车污染排放状况。年报显示，我国已连续3年成为世界机动车产销第一大国，机动车排放污染已成为我国空气污染的重要来源，是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因，机动车污染防治的紧迫性日益凸显。
燃油中硫含量对排放影响很大，特别是对NOx 和PM 产生明显促进作用，并可使汽车尾气催化转化器催化剂中毒，因此硫含量在燃油中作为一项比较重要的指标进行限制。
20世纪80年代末期西方各国政府纷纷提出降低柴油中的硫含量,生产低硫和超低硫柴油,将硫含量降到500ppm以下,芳烃含量小于35%。瑞典、芬兰、和美国加州则颁布了更严格的法规,例如瑞典1#柴油硫含量不大于10ppm。在最新颁布的我国国四车用柴油标准GB19147-2013中规定，国四车用柴油硫含量不得大于50ppm。
使用低硫和超低硫柴油确实对环境友好,但却导致寒区出现柴油机喷油泵严重磨损问题。美国和北约实行战场单一燃料,将航空燃油用于地面装备的柴油发动机时,也出现了大面积喷油泵失效问题。
硫含量降低并不是低硫柴油润滑性差的原因。低硫柴油润滑性差是因为在深度脱硫过程中, 除去了一些润滑性较好的含氧、含氮极性物质。因此，需要向柴油中添加一些极性化合物，在不影响柴油其他性能的情况下,提高柴油的润滑性。
CN201010521587.2公开了一种柴油添加剂烷基乙二醇乙酸多元醇酯或烷基二乙二醇乙酸多元醇酯。该添加剂以50-2000ppm的添加剂加入到加氢脱硫柴油中，可以明显改善硫含量不大于350ppm的加氢脱硫柴油的润滑性，使得加氢脱硫柴油的润滑性指标符合国家标准。
CN1552826公开了一种加氢脱硫柴油抗磨分散多效添加剂组合物，由羟基芳酸与烯基丁二酰亚胺和天然油脂与胺或醇的反应产物混合物构成，该添加剂组合物不仅能改善加氢脱硫柴油的润滑性，同时还具有较好的抗氧化能力和清净分散性能。
CN1210135公开了一种在汽油、柴油或没有中加入少量的琥珀酰亚胺、胺氧化物、合成酯、Paradyne、二烷基二苯胺、磷酸甲酚二苯酯、甲基苯二胺、二烷基二硫代硫酸锌等化合物构成的液体燃料添加剂，用于汽油车、柴油车以及一切使用汽油、柴油等液体燃料的机械，既可以防止污染，又能节油，增加机动车的功率，延长发动机的寿命。
本发明所述蓖麻基柴油润滑添加剂，为环境友好型生物基产品，无毒无害，可生物降解。可以以较少的添加量加入到加氢脱硫柴油中，解决柴油润滑性不足的问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有同类产品的不足，提供一种蓖麻基柴油润滑添加剂及其制备方法和应用，该柴油润滑添加剂无毒、无害、无特殊异味，环境友好无污染，可生物降解；在加氢脱硫柴油中溶解性好，与其他柴油添加剂相容性好，长期放置不会产生沉淀，能够显著改善加氢脱硫柴油的润滑性。
本发明的技术方案是：
一种蓖麻基柴油润滑添加剂，为蓖麻油酸甲酯或蓖麻油酸乙酯。
一种所述蓖麻基柴油润滑添加剂的制备方法，所述蓖麻基柴油润滑添加剂系以蓖麻油为原料，与低碳链醇酯进行回流反应制备而成，步骤如下：
1）在反应容器中将蓖麻油加热搅拌升温至50℃以上时，加入低碳链醇和催化剂，在50-75℃温度下进行回流反应，反应时间为1.5-7.5h，得到粗产物；
2）将粗产物置于分液漏斗中静置20分钟以上，分离下层的甘油和未反应的原料，饱和食盐水润洗产物3-5次，静置分液后将上层产物于120℃下减压蒸馏除去水分，即可制得目标产品。
所述低碳链醇为甲醇或乙醇，低碳链醇与蓖麻油的摩尔比为6-12：1。
所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠或碳酸钾等碱性催化剂，催化剂的加入量为蓖麻油质量的0.5-1.5%。
一种所述蓖麻基柴油润滑添加剂的应用，用于加氢脱硫柴油的润滑添加剂，所述加氢脱硫柴油，是指柴油中的硫含量以硫元素计不大于50ppm，以各种柴油加氢精制或加氢裂解工艺降低柴油中硫含量加工而得；所述柴油润滑添加剂在加氢脱硫柴油中的添加量为100-1000ppm，可明显改善加氢脱硫柴油的润滑性，使加氢脱硫柴油的磨斑直径不大于460μm。
本发明的优点和有益效果：
本发明提供的蓖麻基柴油润滑添加剂由蓖麻油与低碳链醇制备而成，仅含碳、氢、氧元素，不含硫、磷或金属元素，是一种无毒无害、可生物降解、环境友好的生物基产品；在加氢脱硫柴油中溶解性好，与其他柴油添加剂相容性好，长期放置不会产生沉淀，能够显著改善加氢脱硫柴油的润滑性，使之符合我国国四车用柴油标准GB19147-2013中的规定。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
该实施例所采用的2#加氢脱硫柴油来自中石化销售公司油品技术研究所，是普通石油经过加氢裂化和加氢精制工艺得到的加氢脱硫柴油,其理化性质如表1所示。
表1 2#加氢脱硫柴油的理化性质
称取一定量合成的蓖麻油酸甲酯或蓖麻油酸乙酯加入到1000g2#加氢脱硫柴油中，与常温下搅拌10-60分钟，使之充分溶解在加氢脱硫柴油中，就得到了含有一定浓度添加剂的2#加氢脱硫柴油，见实施例1-4
实施例1：
一种蓖麻基柴油润滑添加剂的制备方法，步骤如下：
1）在反应容器中将蓖麻油加热搅拌升温至50℃以上时，加入油6倍摩尔量的甲醇以及0.5%油重的催化剂KOH，65℃加热回流2.5h，得到粗产品；
2）将粗产品置于分液漏斗中静置30分钟，分离下层的甘油和未反应的原料，饱和食盐水润洗产物5次，静置分液后将上层产物于120℃下减压蒸馏除去水分，即可制得目标产品蓖麻油酸甲酯。
取0.8g蓖麻油酸甲酯加入到1000g2#加氢脱硫柴油中，常温下搅拌45分钟，使之充分溶解在加氢脱硫柴油中，得到含有800ppm蓖麻油酸甲酯的2#加氢脱硫柴油。
实施例2：
一种蓖麻基柴油润滑添加剂的制备方法，步骤如下：
1）在反应容器中将蓖麻油加热搅拌升温至50℃以上时，加入油6倍摩尔量的甲醇以及1.0%油重的催化剂KOH，65℃加热回流2.5h，得到粗产品；
2）将粗产品置于分液漏斗中静置30分钟，分离下层的甘油和未反应的原料，饱和食盐水润洗产物5次，静置分液后将上层产物于120℃下减压蒸馏除去水分，即可制得目标产品蓖麻油酸甲酯。
取0.6g蓖麻油酸甲酯加入到1000g2#加氢脱硫柴油中，常温下搅拌45分钟，使之充分溶解在加氢脱硫柴油中，就得到含有600ppm蓖麻油酸甲酯的2#加氢脱硫柴油。
实施例3：
一种蓖麻基柴油润滑添加剂的制备方法，步骤如下：
1）在反应容器中将蓖麻油加热搅拌升温至50℃以上时，加入油9倍摩尔量的乙醇以及0.5%油重的催化剂KOH，65℃加热回流2.5h，得到粗产品；
2）将粗产品置于分液漏斗中静置30分钟，分离下层的甘油和未反应的原料，饱和食盐水润洗产物5次，静置分液后将上层产物于120℃下减压蒸馏除去水分，即可制得目标产品蓖麻油酸乙酯。
取0.8g蓖麻油酸乙酯加入到1000g2#加氢脱硫柴油中，常温下搅拌45分钟，使之充分溶解在加氢脱硫柴油中，就得到含有800ppm蓖麻油酸乙酯的2#加氢脱硫柴油。
实施例4：
一种蓖麻基柴油润滑添加剂的制备方法，步骤如下：
1）在反应容器中将蓖麻油加热搅拌升温至50℃以上时，加入油9倍摩尔量的乙醇以及1.0%油重的催化剂NaOH，65℃加热回流2.5h，得到粗产品；
2）将粗产品置于分液漏斗中静置30分钟，分离下层的甘油和未反应的原料，饱和食盐水润洗产物5次，静置分液后将上层产物于120℃下减压蒸馏除去水分，即可制得目标产品蓖麻油酸乙酯。
取0.6g蓖麻油酸乙酯加入到1000g2#加氢脱硫柴油中，常温下搅拌45分钟，使之充分溶解在加氢脱硫柴油中，就得到含有600ppm蓖麻油酸乙酯的2#加氢脱硫柴油。
实施例1-4均可改善加氢脱硫柴油的润滑性，使其润滑性符合国四车用柴油标准GB19147-2013中的规定。
实施例1-4制得的蓖麻基柴油润滑添加剂润滑性改善效果如表2所示。
表2 蓖麻基柴油润滑添加剂润滑性改善效果
| 实施例 | 柴油润滑添加剂名称 | 添加量（ppm） | 磨斑直径（μm） |
| 对比例 | 2#加氢脱硫柴油 | 0 | 877 |
| 实施例1 | 蓖麻油酸甲酯 | 800 | 324 |
| 实施例2 | 蓖麻油酸甲酯 | 600 | 370 |
| 实施例3 | 蓖麻油酸乙酯 | 800 | 292 |
| 实施例4 | 蓖麻油酸乙酯 | 600 | 312 |
本柴油润滑添加剂不含硫、磷或金属元素，环境友好无污染，可生物降解，在加氢脱硫柴油中溶解性好，与其他柴油添加剂相容性好，能够显著改善加氢脱硫柴油的润滑性。
Claims (5)
1.一种蓖麻基柴油润滑添加剂，其特征在于：为蓖麻油酸甲酯或蓖麻油酸乙酯。
2.一种如权利要求1所述蓖麻基柴油润滑添加剂的制备方法，其特征在于：所述蓖麻基柴油润滑添加剂系以蓖麻油为原料，与低碳链醇酯进行回流反应制备而成，步骤如下：
1）在反应容器中将蓖麻油加热搅拌升温至50℃以上时，加入低碳链醇和催化剂，在50-75℃温度下进行回流反应，反应时间为1.5-7.5h，得到粗产品；
2）将粗产品置于分液漏斗中静置20分钟以上，分离下层的甘油和未反应的原料，饱和食盐水润洗产物3-5次，静置分液后将上层产物于120℃下减压蒸馏除去水分，即可制得目标产品。
3.根据权利要求2所述蓖麻基柴油润滑添加剂的制备方法，其特征在于：所述低碳链醇为甲醇或乙醇，低碳链醇与蓖麻油的摩尔比为6-12：1。
4.根据权利要求2所述蓖麻基柴油润滑添加剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠或碳酸钾等碱性催化剂，催化剂的加入量为蓖麻油质量的0.5-1.5%。
5.一种如权利要求1所述蓖麻基柴油润滑添加剂的应用，其特征在于：用于加氢脱硫柴油的润滑添加剂，所述加氢脱硫柴油，是指柴油中的硫含量以硫元素计不大于50ppm，以各种柴油加氢精制或加氢裂解工艺降低柴油中硫含量加工而得；所述柴油润滑添加剂在加氢脱硫柴油中的添加量为100-1000ppm，可明显改善加氢脱硫柴油的润滑性，使加氢脱硫柴油的磨斑直径不大于460μm。
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