CN104231217B - 一种柴油清洁延寿材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柴油清洁延寿材料，由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：30～50份，聚醚3628：50～70份，均泡剂L580：1～3份，水：0.6～0.8份，聚氨酯催化剂A33：0.7～0.9份，聚氨酯催化剂T9：0.4～0.6份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。本发明所述柴油清洁延寿材料价格低廉，易于生产，解决了目前柴油在长期储存中容易变质的问题，抑制油品酸度、实际胶质、固体颗粒污染物指标的上升，填补市面空白。

Description

一种柴油清洁延寿材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，特别是涉及一种柴油清洁延寿材料。
背景技术
柴油是我国非常重要的车用燃料，在军、地两方均有着大量的储备，而柴油在储存期间，其中化学物质随着时间的增长会逐渐发生变化，在氧化作用下较小分子量的物质会逐渐聚合为分子量较大的化合物，形成胶质，进一步聚合后最终形成油泥沉淀；表观上造成柴油颜色逐渐变深，黏度提高，酸度、实际胶质以及固体颗粒污染物指标出现大幅上升，造成油品变质，因此其储存寿命往往比较有限。尤其是在储备性油料方面，为了保障民生与稳定，大量柴油储存于各种军队或地方油库中，这些柴油长期贮存，若寿命过短则需要会造成严重的浪费，在当今石油燃料日益紧张的情况下，延长储存寿命，减少无谓浪费就显得尤为有意义。储存时间过久的柴油，随着自身氧化反应的进行，不良物质会逐渐积聚，其性能指标会发生变化，做功能力下降且会对发动机油路造成不良影响，因此提高柴油储存性能也相当于变相增加了柴油的做功能力与使用效率。
目前增强柴油稳定性的方法主要有加氢抽提法和添加剂法。
文献1(柴油加氢精制催化剂制备技术)报道了一种柴油加氢精制的方法，通过高压催化加氢，填补不饱和基团，提高柴油的稳定性，从而在源头上提高柴油寿命。
文献2(酸碱精制法对柴油进行脱色)报道了一种柴油酸碱精制的方法，通过使用浓硫酸与饱和甲醇碱溶液来去除柴油中的杂原子(N、S等)，消除不稳定基团，实现柴油的脱色与延寿。
文献3(催化裂化柴油溶剂萃取精制工艺的工业应用)报道了一种柴油溶剂萃取精制的方法，利用溶质在不同溶剂间分配性质的不同，使用甲醇、乙醇、二甲基亚砜等溶剂来抽离柴油中的杂原子物质，提高了柴油的色度与氧化安定性。
专利1(CN102533361A)公开了一种柴油稳定剂，通过使用乙二醇二硝酸酯、甘油三硝酸酯、硝酸正庚醇酯等物质调配而成，按一定比例将其添加进柴油后，可以部分抑制柴油中总不容物生成，减缓柴油变质。
上述柴油延寿方法存在以下缺陷：
(1)精制类方法需要大量的设备与复杂的操作，成本居高不下，在精制过程中生成的废酸、废溶剂等物质难易处理。且该类方法仅限于柴油出厂前，无法在后续储存过程中提供足够的持续效力。
(2)添加剂类方法需要按照一定配比向柴油中加入添加剂，在大量柴油储存的应用中，添加剂的用量也会十分惊人，导致其成本较高。
(3)添加剂在短期储存中可以较好的与柴油互溶，但长期储存中，由于添加剂自身稳定性的局限，容易在柴油中出现分层、析出等现象，限制了其长期使用的效果。
(4)添加剂终究是向柴油中添加了新物质，在部分增强柴油稳定性的同时也会不可避免的导致柴油的粘度、凝点等数据的恶化，限制了其在发动机中的使用。而且其组分对柴油其他性质的深远影响也有待商榷，存在潜在的二次污染风险。
上述缺陷造成至今为止，应用现有方法难以得到一种安全、清洁、效果优秀、价格低廉的柴油清洁延寿方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种价格低廉，易于生产的柴油清洁延寿材料，解决目前柴油在长期储存中容易变质的问题，抑制油品酸度、实际胶质、固体颗粒污染物指标的上升，填补市面空白。
一种柴油清洁延寿材料，由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：30～50份，聚醚3628：50～70份，均泡剂L580：1～3份，水：0.6～0.8份，聚氨酯催化剂A33：0.7～0.9份，聚氨酯催化剂T9：0.4～0.6份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。
本发明所述的柴油清洁延寿材料，其中所述柴油清洁延寿材料为固体多孔状，所述柴油清洁延寿材料占空比为2％～5％，密度为0.005～0.02g/cm3，拉伸强度0.08～0.16Mpa，断裂伸长率200％～300％。
本发明所述的柴油清洁延寿材料，由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：30份，聚醚3628：50份，均泡剂L580：1份，水：0.6份，聚氨酯催化剂A33：0.7份，聚氨酯催化剂T9：0.4份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。
本发明所述的柴油清洁延寿材料，由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：40份，聚醚3628：60份，均泡剂L580：2份，水：0.7份，聚氨酯催化剂A33：0.8份，聚氨酯催化剂T9：0.5份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。
本发明所述的柴油清洁延寿材料，由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：50份，聚醚3628：70份，均泡剂L580：3份，水：0.8份，聚氨酯催化剂A33：0.9份，聚氨酯催化剂T9：0.6份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。
一种所述的柴油清洁延寿材料的制备方法，包括如下步骤：
按比例准备A组分和B组分原料并混合，混合均匀后后加温至50℃，随后将两者再次搅拌均匀，注入发泡模具，维持模具温度80℃并持续10小时，完成发泡及后固化，再经去皮后得到产品。
本发明所述的柴油清洁延寿材料在清洁柴油中有害物质、延长柴油储存寿命中的应用。
本发明所述的柴油清洁延寿材料的使用方法，包括如下步骤：所述柴油清洁延寿材料为固体多孔状，压缩到最小后占正常状态下体积的2％～5％，将正常状态下的所述柴油清洁延寿材料装入油箱中，装满后向所述油箱中再装入柴油。
本发明柴油清洁延寿材料与现有技术相比，其显著优点是：
(1)成本低廉，相对于精制类方法，该材料使用聚氨酯发泡工艺，原料与仪器均较为常见，可以大幅减少造价。且该材料为共存型物质，不会随着储存柴油量的增多而有消耗，为一次性投资；并不像添加剂随着新旧柴油的更替而重新加入。因此显著降低了全寿命期成本。
(2)作用效果长久，由于该材料性能稳定，与柴油有着非常良好的相容性，并不会出现添加剂分层的现象，且泡沫内部表面积极大，可以保证长期吸附而不饱和，所以其延寿效果持续时间显著长于现有技术手段。
(3)无任何副作用，该材料为共存型材料，并不像添加剂溶入柴油，因此并不会导致柴油的粘度上升，不会影响柴油的使用性能。并且除了微量分解生成的胺类物质，并没有其他物质进入柴油，从根源上消除了二次污染的可能。
(4)清洁延寿效果优良，本发明的柴油清洁延寿材料在与柴油的两年模拟储存中可以抑制柴油80％以上的酸度增长，99.8％以上的实际胶质增长，90％以上的固体颗粒污染增长。非常有效的控制这三大储存性能评价指标的恶化，理论上可以将柴油的储存寿命延长5-10倍。
实现本发明目的的技术解决方案为：通过合成软质聚氨酯泡沫并加以改性，在提高其机械强度与抗水解能力的同时大幅提高其泡孔密度。泡沫经过开孔处理后在微观上形成大量的微小孔洞，大大提高了其比表面积，使其可以和柴油充分接触，并且赋予泡沫很强的吸附作用。
本发明机理解释：
柴油与其共同储存，当柴油出现氧化加聚现象生成分子量较高的化合物时，聚氨酯泡沫储罐用柴油清洁延寿材料的多孔结构可以高效吸附该类化合物，显著降低在柴油中形成胶质以及油泥等下游产物的可能性，而柴油中小分子组分则不受吸附影响，因此不会影响其燃烧做功性能；当柴油出现变性酸度上升现象时，柴油清洁延寿材料会微量分解形成胺、二胺等碱性物质，中和柴油中的酸性物质，生成无害的铵盐或氨酯等物质，该类物质成中性，且分子量较小，溶于柴油，不会腐蚀发动机，且不会影响柴油的使用。本发明的柴油清洁延寿材料在与柴油的两年模拟储存中可以抑制柴油80％以上的酸度增长，99.8％以上的实际胶质增长，90％以上的固体颗粒污染增长。非常有效的控制这三大储存性能评价指标的恶化，使得长时间储存的柴油指标依然符合国家标准要求，实现对油品的清洁延寿作用。在某些情况下，该材料卓越的吸附清洁能力可以实现油品储存指标的负增长，使用柴油清洁延寿材料的柴油储存两年后，某些储存性能甚至好于储存前。
下面结合附图对本发明的柴油清洁延寿材料作进一步说明。
附图说明
图1是本发明的柴油清洁延寿材料在模拟储存期间柴油酸度变化情况图；
图2是本发明的柴油清洁延寿材料在模拟储存期间柴油实际胶质变化情况图；
图3是本发明的柴油清洁延寿材料在模拟储存期间柴油固体颗粒污染物变化情况图。
具体实施方式
实施例1
一种柴油清洁延寿材料，其特征在于：由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：30份，聚醚3628：50份，均泡剂L580：1份，水：0.6份，聚氨酯催化剂A33：0.7份，聚氨酯催化剂T9：0.4份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。所述柴油清洁延寿材料占空比为2％％，密度为0.005g/cm3，拉伸强度0.08Mpa，断裂伸长率200％，且不与柴油发生不良化学反应。本实施方式的柴油清洁延寿材料的密度是在常温下测量的。
制备方法：将A、B组分按比例调配完毕并加温至50℃，随后按A、B组分重量比1:1的比例将其混合，用搅拌器以2500转/分钟的速率搅拌混合液1-2分钟，确保均匀后将混合液注入尺寸为300×300×30mm的模具中，设定模温为80℃并维持10小时，完成发泡及后固化，再经去皮后得到该清洁延寿材料产品。
本实施方案采用的柴油清洁延寿材料与柴油共同储存时，当柴油组分出现氧化加聚现象生成分子量较高的化合物时，柴油清洁延寿材料的多孔结构可以高效吸附该类化合物，显著降低在柴油中形成胶质以及油泥等下游产物的可能性，而柴油中小分子组分则不受吸附影响，因此不会影响其燃烧做功性能；当柴油出现变性酸度上升现象时，该材料会微量分解形成胺、二胺等碱性物质，中和柴油中的酸性物质，生成无害的铵盐或氨酯等物质，该类物质分子量较小，溶于柴油，不会腐蚀发动机，且不会影响柴油的使用。本发明的柴油清洁延寿材料在与柴油的两年模拟储存中可以抑制柴油80％以上的酸度增长，99.8％以上的实际胶质增长，90％以上的固体颗粒污染增长。非常有效的控制这三大储存性能评价指标的恶化，使得长时间储存的柴油指标依然符合国家标准要求，实现对油品的清洁延寿作用。在某些情况下，该材料卓越的吸附清洁能力可以实现油品储存指标的负增长，使用柴油清洁延寿材料的柴油储存两年后，某些储存性能甚至好于储存前。
实施例2
一种柴油清洁延寿材料，由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：40份，聚醚3628：60份，均泡剂L580：2份，水：0.7份，聚氨酯催化剂A33：0.8份，聚氨酯催化剂T9：0.5份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。
制备方法：将A、B组分按比例调配完毕并加温至50℃，随后按A、B组分重量比1:1的比例将其混合，以手工搅拌至混合均匀，将混合液注入尺寸为150×100×2mm的模具中，设定模温为80℃并维持10小时，完成发泡及后固化，再经去皮后得到该清洁延寿材料产品。其他与实施例1相同。
实施例3
与实施例1的不同之处在于：所述的柴油清洁延寿材料，由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：50份，聚醚3628：70份，均泡剂L580：3份，水：0.8份，聚氨酯催化剂A33：0.9份，聚氨酯催化剂T9：0.6份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。其他同实施例1。
本发明所述柴油清洁延寿材料为固体多孔状，所述柴油清洁延寿材料占空比为2％～5％，密度为0.005～0.02g/cm3，拉伸强度0.08～0.16Mpa，断裂伸长率200％～300％。
本发明所述的柴油清洁延寿材料的使用方法，包括如下步骤：所述柴油清洁延寿材料为固体多孔状，压缩到最小后占正常状态下体积的2％～5％，所以即使是在正常状态下，所述柴油清洁延寿材料也有95％～98％的剩余空间可以容纳柴油，将正常状态下的所述柴油清洁延寿材料装入油箱中，装满后向所述油箱中再装入柴油。
本发明所述柴油清洁延寿材料可以用作清洁柴油中有害物质，延长柴油储存寿命。
通过柴油静态催速储存实验可以证明本发明的有益效果：
1、实验样品及装置：
试验选用所述柴油清洁延寿材料、京标v号轻柴油、磨口玻璃瓶(约5L)、带机械紧固装置的金属储存箱(容纳玻璃瓶)，自动恒温烘箱、柴油酸度、实际胶质以及固体颗粒污染物监测仪器。
2、实验原理：
为模拟柴油长时间储存后的性能变化，依据阿仑尼乌斯公式：
log τ 1 τ 2 = A ( 1 T 1 - 1 T 2 )
式中：τ1—试验储存时间；τ2—实际储存时间；T1—试验储存温度，开氏温度；T2—实际储存温度，开氏温度；A—阿仑尼乌斯参数。
可见化学反应速率与温度成指数关系，而轻柴油的阿仑尼乌斯系数约为3500，通过公式计算得，可以通过70℃恒温环境储存13天来模拟在实际环境下(平均温度20℃)柴油清洁延寿材料与柴油共同储存2年的情况。
3、测试方法
参照行业标准AQ3001-2005向模拟储存玻璃罐装填柴油清洁延寿材料与柴油作为实验组，将未加材料的空白柴油作为对照组，把两组玻璃罐经机械紧固后装入金属箱，置于恒温70℃的烘箱中进行为期13天的催速试验，在第0天、第3天、第9天、第13天分别取样一次，监测各指标变化情况，以评估柴油清洁延寿材料在加速储存条件下对柴油的清洁效果。
4、实验结果
1)模拟两年储存期间各组柴油酸度变化情况
装填了清洁材料的实验组与空白对照组的柴油酸度变化情况列于表1，根据表1绘制的酸度随时间的变化曲线见图1。由表1与图1可知，柴油清洁延寿材料在储存期间对抑制柴油酸度上升有着非常显著的效果，全周期内至少可以减少75％的酸度增长，在两年模拟储存结束时，酸度仅比储存前上升了2.2％，这是由于聚氨酯材料会微量分解，形成少量弱碱性的胺类化合物，对柴油中氧化形成的有机酸形成有效的中和；在第3天到第13天的存储过程中，实验组柴油酸度稳定在4.6mgKOH/ml左右，既没有随着时间上升也没有过度下降，这说明柴油清洁延寿材料的分解是具有自适应能力的，其中和能力与柴油酸度上升速率呈现正相关，不管外界环境如何，均可以将油品酸度长期维持在稳定较低水平。
表1模拟两年储存期间各组柴油酸度变化情况表
2)模拟两年储存期间各组柴油实际胶质变化情况
装填了清洁材料的实验组与空白对照组的柴油实际胶质变化情况列于表2，根据表2绘制的酸度随时间的变化曲线见图2。由表2与图2可知，柴油清洁延寿材料在与柴油共同模拟储存两年后，抑制了柴油中99.8％的实际胶质增长，使该指标仅比储存前上升了0.4％，显著改善了油品的储存性能。这是由于柴油清洁延寿材料泡孔结构复杂，具有巨大的比表面积和良好的吸附作用，在储存中可以吸附柴油中分子量较高的胶质等物质，抑制柴油由于自身氧化作用造成的实际胶质指标上涨趋势，实现对柴油的清洁延寿作用。
表2模拟两年储存期间各组柴油实际胶质变化情况表
3)模拟两年储存期间各组柴油固体颗粒污染物变化情况
装填了清洁材料的实验组与空白对照组的柴油固体颗粒污染物变化情况列于表3，根据表3绘制的酸度随时间的变化曲线见图3。由表3与图3可知，柴油清洁延寿材料在与柴油共同模拟储存两年后，抑制了柴油中90.7％的固体颗粒污染物增长，使该指标仅比储存前上升了0.09％，显著改善了油品的储存性能。这是由柴油清洁延寿材料泡孔结构复杂，具有巨大的比表面积和良好的吸附作用，在储存中，一方面，吸附柴油中分子量较高的胶质等物质，抑制了下游产物生成，减少了固体颗粒污染物的形成，另一方面也吸附了已经生成的固体颗粒物，实现对柴油的清洁延寿作用。
表3模拟两年储存期间各组柴油固体颗粒污染物变化情况表
由上述实验可知：柴油清洁延寿材料可以有效的抑制柴油三大储存指标的恶化，在共同储存过程中改善柴油储存性能，可以将其储存寿命延长5-10倍。
本发明所述的柴油清洁延寿材料占空比较小，密度较小，拉伸强度较高，断裂伸长率较高，与柴油无不良反应，可以实现柴油清洁延寿的效果，且可以重复使用，效果长久。本发明的柴油清洁延寿材料在与柴油的两年模拟储存中可以抑制柴油80％以上的酸度增长，99.8％以上的实际胶质增长，90.7％的固体颗粒污染增长。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种柴油清洁延寿材料，其特征在于：由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：30～50份，聚醚3628：50～70份，均泡剂L580：1～3份，水：0.6～0.8份，聚氨酯催化剂A33：0.7～0.9份，聚氨酯催化剂T9：0.4～0.6份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1；所述柴油清洁延寿材料为固体多孔状，所述柴油清洁延寿材料占空比为2％～5％，密度为0.005～0.02g/cm3，拉伸强度0.08～0.16Mpa，断裂伸长率200％～300％。
2.根据权利要求1所述的柴油清洁延寿材料，其特征在于：由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：30份，聚醚3628：50份，均泡剂L580：1份，水：0.6份，聚氨酯催化剂A33：0.7份，聚氨酯催化剂T9：0.4份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的柴油清洁延寿材料，其特征在于：由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：40份，聚醚3628：60份，均泡剂L580：2份，水：0.7份，聚氨酯催化剂A33：0.8份，聚氨酯催化剂T9：0.5份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的柴油清洁延寿材料，其特征在于：由A组分和B组分构成，所述A组分为液化MDI，所述B组分由如下重量份的原料组成：聚醚330N：50份，聚醚3628：70份，均泡剂L580：3份，水：0.8份，聚氨酯催化剂A33：0.9份，聚氨酯催化剂T9：0.6份，发泡时所述A组分和B组分的重量比为1:1。
5.权利要求1-4中任意一种所述的柴油清洁延寿材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
按比例准备A组分和B组分原料并混合，混合均匀后后加温至50℃，随后将两者再次搅拌均匀，注入发泡模具，维持模具温度80℃并持续10小时，完成发泡及后固化，再经去皮后得到产品。
6.权利要求1-4中任意一种所述的柴油清洁延寿材料在清洁柴油中有害物质、延长柴油储存寿命中的应用。
7.权利要求1-4中任意一种所述的柴油清洁延寿材料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：所述柴油清洁延寿材料为固体多孔状，压缩到最小后占正常状态下体积的2％～5％，将正常状态下的所述柴油清洁延寿材料装入油箱中，装满后向所述油箱中再装入柴油。
CN201410364771.9A 2014-07-28 2014-07-28 一种柴油清洁延寿材料及其制备方法 Active CN104231217B (zh)

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