CN103525486B

CN103525486B - 煤基合成柴油润滑性改进剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103525486B
Application number: CN201310514314.9A
Authority: CN
Inventors: 姜标; 陈锦峰; 葛振宇; 刘俊义; 张力; 李学顺; 刘玮; 王克勤
Original assignee: Shanghai Zhongyan New Energy Technology Co ltd; Shanxi Lu'an Coal Based Synthetic Oil Co ltd; Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Current assignee: Shanghai Zhongyan New Energy Technology Co ltd; Shanxi Lu'an Coal Based Synthetic Oil Co ltd; Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2033-10-25
Also published as: CN103525486A

Abstract

本发明涉及一种煤基合成柴油润滑性改进剂，其包括由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、酰胺类化合物及醇胺类化合物。采用上述配方的煤基合成柴油润滑性改进剂，一般添加量为250～450ppm，用量少，可以有效的将煤基合成柴油的润滑性指标降低至460μm以下，达到国家车用柴油标准，并且对尾气排放几乎没有影响。此外，本发明还涉及该煤基合成柴油润滑性改进剂的制备方法和应用。

Description

煤基合成柴油润滑性改进剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及煤基合成柴油领域，尤其是涉及一种煤基合成柴油润滑性改进剂及其制备方法和应用。

背景技术

根据煤基合成油的技术特点，作为其主导产品的煤基合成柴油的十六烷值高达70，可作为高质量车用柴油使用，其含硫量（质量分数）低于0.0001%，多环芳烃含量（质量分数）低于0.1%，符合国家车用柴油标准。我国2009年的《车用柴油》标准GB19147-2009规定，柴油硫含量（质量分数）应不大于0.035%。

然而通过加氢裂化、加氢精制脱除硫化物等污染物来制备的煤基合成柴油自身的润滑性不足。柴油发动机的燃油喷射系统依靠柴油自身来润滑，而柴油的润滑性主要由柴油中的硫、氮、氧化合物及多环芳烃的含量决定，随着这些化合物含量大幅下降，柴油润滑性下降。直接使用这样的精制、低润滑性柴油，容易导致发动机燃油喷射泵的过早磨损。例如1991年瑞典环保型I类、II类车用柴油投放市场后，不久就发现柴油发动机的报损率成倍增加。为此发动机制造商对车用柴油的润滑性提出要求，I、II、III和IV类柴油均规定了润滑性实验（高频往复试验HFRR）中的磨痕直径不大于400μm，我国的2003年的推荐标准和2009年的强制标准规定HFRR磨痕直径不大于460μm。一般普通未经精制的柴油磨痕直径为420～600μm，加氢裂解精制的柴油的磨痕直径为500～710μm，而煤基合成柴油的磨痕直径在700μm以上。因此，柴油润滑性问题成为煤基合成柴油作为车用柴油走向市场面临的主要问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种煤基合成柴油润滑性改进剂及其制备方法和应用。

一种煤基合成柴油润滑性改进剂，包括由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、酰胺类化合物及醇胺类化合物，其中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物为具有以下结构式（I）的化合物中至少两种的混合物，所述酰胺类化合物具有结构式（II），所述醇胺类化合物具有结构式（III）：

R1-COO-R2（I），其中R1为C1～C18的烃基，R2为C2～C18的羟基取代的烷基；

（II），其中R3、R4、R5分别为C1～C5的烷基；

R6-NH-R7-OH（III），其中R6、R7为H、烃基或由一个羟基取代的烷基，且R6、R7中至少有一个是由一个羟基取代的烷基。

在其中一个实施例中，所述R2含有1～5个羟基。

在其中一个实施例中，所述R6、R7为C1～C4的烃基或由一个羟基取代的C1～C4的烷基。

在其中一个实施例中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、所述酰胺类化合物及所述醇胺类化合物的重量比为50～80:10～40:5～10。

一种煤基合成柴油润滑性改进剂的制备方法，包括如下步骤：

将由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物和酰胺类化合物分别加入反应釜中，搅拌混合均匀，同时开始缓慢升温，其中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物为具有以下结构式（I）的化合物中至少两种的混合物，所述酰胺类化合物具有结构式（II）：

R1-COO-R2（I），其中R1为C1～C18的烃基，R2为C2～C18的羟基取代的烷基，

（II），其中R3、R4、R5分别为C1～C5的烷基；

当反应温度升至40℃时，将醇胺类化合物缓慢加入反应釜中，且控制所述醇胺类化合物在8～10分钟内加完，继续缓慢升温，其中，所述醇胺类化合物具有结构式（III）：

R6-NH-R7-OH（III），其中R6、R7为H、烃基或由一个羟基取代的烷基，且R6、R7中至少有一个是由一个羟基取代的烷基；

当反应温度升至55℃时，开始记录反应时间，同时将反应温度控制在58～65℃，反应30～45分钟；

反应结束后，停止加热，冷却至室温后，立即过滤即得到所述煤基合成柴油润滑性改进剂。

在其中一个实施例中，所述R2含有1～5个羟基。

上述任一实施例所述的煤基合成柴油润滑性改进剂在煤基合成柴油润滑领域的应用，所述煤基合成柴油润滑性改进剂的添加量为250～450ppm。

采用上述配方的煤基合成柴油润滑性改进剂，用量少，可以有效的将煤基合成柴油的润滑性指标降低至460μm以下，达到国家车用柴油标准，并且对尾气排放几乎没有影响。

且上述制备方法过程相对简单，可以广泛推广应用。

附图说明

图1为一实施方式的煤基合成柴油润滑性改进剂的制备方法流程图。

具体实施方式

下面主要结合具体实施例对煤基合成柴油润滑性改进剂及其制备方法和应用做进一步详细的说明。

一实施方式的煤基合成柴油润滑性改进剂，包括由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、酰胺类化合物及醇胺类化合物。其中，由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物为具有以下结构式（I）的化合物中至少两种的混合物，酰胺类化合物具有结构式（II），醇胺类化合物具有结构式（III）：

（II），其中R3、R4、R5分别为C1～C5的烷基；

具体的，R2可以含有1～5个羟基。R6、R7为C1～C4的烃基或由一个羟基取代的C1～C4的烷基。

进一步，在本实施方式中，该煤基合成柴油润滑性改进剂中，由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、酰胺类化合物及醇胺类化合物的重量比为50～80:10～40:5～10。

此外，如图1所示，本实施方式还提供了一种煤基合成柴油润滑性改进剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤S110：将由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物和酰胺类化合物分别加入反应釜中，搅拌混合均匀，同时开始缓慢升温，其中，由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物为具有以下结构式（I）的化合物中至少两种的混合物，酰胺类化合物具有结构式（II）：

（II），其中R3、R4、R5分别为C1～C5的烷基。

步骤S120：当反应温度升至40℃时，将醇胺类化合物缓慢加入反应釜中，且控制醇胺类化合物在8～10分钟内加完，继续缓慢升温，其中，醇胺类化合物具有结构式（III）：

步骤S130：当反应温度升至55℃时，开始记录反应时间，同时将反应温度控制在58～65℃，反应30～45分钟。

步骤S140：反应结束后，停止加热，冷却至室温后，立即过滤即得到煤基合成柴油润滑性改进剂。

具体在本实施方式中，各原料，例如由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、酰胺类化合物及醇胺类化合物的重量比为50～80:10～40:5～10。

该煤基合成柴油润滑性改进剂一般在煤基合成柴油中的添加量为250～450ppm，用量少，可以有效的将煤基合成柴油的润滑性指标降低至460μm以下，达到国家车用柴油标准，并且对尾气排放几乎没有影响。

以下为具体实施例部分：

实施例1

（1）将润滑性改进剂总重量70%的六聚甘油二月桂酸酯与六聚甘油单月桂酸酯的混合物和总重量的25%的二甲基甲酰胺分别抽入反应釜中，然后开始搅拌，同时开始缓慢升温；

（2）当温度升至40℃时，将润滑性改进剂总重量5%的乙醇胺缓慢加入反应釜中，且在8～10分钟内加完；

（3）当反应温度升至55℃时，开始记录反应时间，同时将反应温度控制在60℃左右，且反应时间大约控制在35分钟；

（4）到达反应规定时间后，停止加热，冷却至室温后，立即过滤，装桶。

将实施例1合成的润滑性改进剂按照250ppm和350ppm的量加入煤基合成柴油中后，搅拌均匀后测试混合样的润滑性，结果见表1。

将调配好的按照350ppm加入量加入润滑性改进剂的煤基合成柴油做车辆排气污染物检测，采用标准为GB3847-2005，其检测结果均达标，其中烟度排放平均值为0.1m^-1，限值为2.5m^-1。

实施例2

（1）将润滑性改进剂总重量80%的甘油月桂酸亚油酸酯和失水山梨醇亚油酸酯的混合物和总重量15%的二甲基乙酰胺分别抽入反应釜中，然后开始搅拌，同时开始缓慢升温；

（2）当温度升至40℃时，将润滑性改进剂总重量5%的一乙醇胺缓慢加入反应釜中，且在8～10分钟内加完；

（3）当反应温度升至55℃时，开始记录反应时间，同时将反应温度控制在60℃左右，且反应时间大约35分钟；

将实施例2合成的润滑性改进剂按照250ppm和350ppm的量加入煤基合成柴油中后，搅拌均匀后测试混合样的润滑性，结果见表1。

实施例3

（1）将润滑性改进剂总重量70%的六聚甘油五硬脂酸酯与十聚甘油单硬脂酸酯的混合物和总重量的25%的二甲基甲酰胺分别抽入反应釜中，然后开始搅拌，同时开始缓慢升温；

（3）当反应温度升至55℃时，开始记录反应时间，同时将反应温度控制在60℃左右，且反应时间大约控制在45分钟；

将实施例3合成的润滑性改进剂按照250ppm和450ppm的量加入煤基合成柴油中后，搅拌均匀后测试混合样的润滑性，结果见表1。

实施例4

（1）将润滑性改进剂总重量80%的四聚甘油五油酸酯与六聚甘油单月桂酸酯的混合物和总重量的15%的二甲基甲酰胺分别抽入反应釜中，然后开始搅拌，同时开始缓慢升温；

（3）当反应温度升至55℃时，开始记录反应时间，同时将反应温度控制在60℃左右，且反应时间大约控制在30分钟；

将实施例4合成的润滑性改进剂按照350ppm和450ppm的量加入煤基合成柴油中后，搅拌均匀后测试混合样的润滑性，结果见表1。

表1加入上述煤基合成柴油润滑性改进剂后的煤基合成柴油的润滑性

从表1数据可以看出，通过添加实施例1-4的煤基合成柴油润滑性改进剂，可以有效的将煤基合成柴油的润滑性指标降低至460μm以下，具有优异的润滑性能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种煤基合成柴油润滑性改进剂，其特征在于，包括由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、酰胺类化合物及醇胺类化合物，其中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物为具有以下结构式(I)的化合物中至少两种的混合物，所述酰胺类化合物具有结构式(II)，所述醇胺类化合物具有结构式(III)：

R1-COO-R2 (I)，其中R1为C1～C18的烃基，R2为C2～C18的羟基取代的烷基；

(II)，其中R3、R4、R5分别为C1～C5的烷基；

R6-NH-R7-OH (III)，其中R6、R7为H、烃基或由一个羟基取代的烷基，且R6、R7中至少有一个是由一个羟基取代的烷基；

其中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、所述酰胺类化合物及所述醇胺类化合物的重量比为50～80:10～40:5～10。

2.如权利要求1所述的煤基合成柴油润滑性改进剂，其特征在于，所述R2含有1～5个羟基。

3.如权利要求1所述的煤基合成柴油润滑性改进剂，其特征在于，所述R6、R7为C1～C4的烃基或由一个羟基取代的C1～C4的烷基。

4.一种煤基合成柴油润滑性改进剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物和酰胺类化合物分别加入反应釜中，搅拌混合均匀，同时开始缓慢升温，其中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物为具有以下结构式(I)的化合物中至少两种的混合物，所述酰胺类化合物具有结构式(II)：

R1-COO-R2 (I)，其中R1为C1～C18的烃基，R2为C2～C18的羟基取代的烷基，

(II)，其中R3、R4、R5分别为C1～C5的烷基；

当反应温度升至40℃时，将醇胺类化合物缓慢加入反应釜中，且控制所述醇胺类化合物在8～10分钟内加完，继续缓慢升温，其中，所述醇胺类化合物具有结构式(III)：

R6-NH-R7-OH (III)，其中R6、R7为H、烃基或由一个羟基取代的烷基，且R6、R7中至少有一个是由一个羟基取代的烷基，其中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、所述酰胺类化合物及所述醇胺类化合物的重量比为50～80:10～40:5～10；

5.如权利要求4所述的煤基合成柴油润滑性改进剂的制备方法，其特征在于，所述R2含有1～5个羟基。

6.如权利要求4所述的煤基合成柴油润滑性改进剂的制备方法，其特征在于，所述R6、R7为C1～C4的烃基或由一个羟基取代的C1～C4的烷基。

7.如权利要求1～3中任一项所述的煤基合成柴油润滑性改进剂在煤基合成柴油润滑领域的应用，所述煤基合成柴油润滑性改进剂的添加量为250～450ppm。