CN104711048A - 一种用于改善柴油润滑性能的添加剂 - Google Patents

Abstract

一种用于改善柴油润滑性能的添加剂，该添加剂的特征在于其组成主要为一种或多种有机羧酸类化合物的混合物，该羧酸类混合物中至少含有10%以上的多元羧酸，其中可以含有一定量的溶剂，本发明的产品以不大于200μg/g的剂量能提高柴油的润滑性能，具有较佳的减摩擦、抗磨损和抗腐蚀的性能，可以解决国产超低硫柴油、低凝柴油和柴油替代燃料（如二甲醚）的润滑性不足的问题。本发明的产品其化学结构式如下：

Description

一种用于改善柴油润滑性能的添加剂

一、所属技术领域

本发明涉及一种燃料润滑性添加剂，特别用于改进低硫柴油、低凝柴油和柴油替代燃料的润滑性能，以解决在发动机中润滑性能不足的问题。

二、背景技术

随着柴油品质的提高，对硫含量提出了更为严格的要求。降低柴油中的硫含量，有利于提高柴油的清净性能，减少汽车尾气排放，但是随着硫含量的降低，新工艺生产的柴油对发动机喷射系统的润滑能力明显下降，导致了发动机的燃料喷射系统，如高压分配泵、管道喷射泵和喷嘴等部件过早地损坏。

我国颁布的《车用柴油》标准GB/T19147—2003中，已经将润滑性指标列入，使用ISO12156-1方法测试，其限值是磨斑直径不大于460μm。解决柴油润滑性问题的经济而有效的方法是开发应用柴油润滑性添加剂。通过向柴油中加入微量的添加剂，通常在50～200ppm，即可满足柴油润滑性的要求。

目前在国内发表的关于柴油润滑性的专利总结如下：专利CN1237995A公开了一种特殊取代的芳族酯类化合物，可用做中间馏分燃料油的润滑性添加剂。例如烷基水杨酸及其衍生物和单或多羟基醇生成的芳香酯类化合物；专利CN1150446A公开了一种利用在低硫燃料中加入多功能的低温流动性改进剂提高了低硫燃料的润滑性；专利CN1239496A公开了一种产品为用于低硫燃料的润滑性添加剂，该添加剂中含有—个或二个烷基苯酚的低聚物、亚烷基桥连的烷基苯酚的低聚物等，类似的专利CN1239500A，该专利介绍了特定取代的芳香胺盐化合物适用于中间馏分燃料油的润滑性添加剂；专利CN1230209A公开了一种可改善柴油润滑性能、摩擦性能和磨损性能的多元醇酯，可以用作柴油润滑性添加剂，这种多元醇酯具有约1-35%未转化的羟基；专利CN1220687A公开了一种特定的羟基乙酰胺的合成，它是通过伯醚胺和羟基羧酸的反应制得，特别是乙醚胺、2－羟乙酰胺，可将它们用作燃料和润滑剂中减小摩擦；专利CN1252089A公开了一种特定的亚氨基乙酰胺，由烷基胺与乙酰乙酰胺反应制得，可用作燃料和润滑剂中减小摩擦的添加剂；专利CN1252088A公开了一种由烷基胺与碳酸二烷基酯或碳酸亚烃类酯化物进行反应制得的碳酸酯，可用作燃料和润滑剂中减小摩擦的添加剂；专利CN1453341A公开了一种用于燃料的摩擦改良剂，其通过把饱和羧酸与烷基化胺进行反应来制备；专利CN1286293A公开了一种曼尼希反应产物可作为烃类燃料润滑性添加剂；专利CN1443832A公开了一种包含由烃基琥珀酸酐和羟基胺结合所产生的反应产物，该产物可用作中间馏出燃料添加剂；专利CN1247221A公开了一种脂肪酸酯可以用作柴油机燃料、润滑油的润滑性添加剂，该脂肪酸酯是利用油脂和醇类化合物反应制备。

本专利公开的柴油润滑性添加剂其组成主要为一种或多种有机羧酸类化合物的混合物，其中可以含有一定量的溶剂，本发明的产品以不大于200μg/g的剂量能提高柴油的润滑性能，与上述专利所涉及的化合物种类及要求不同。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种柴油润滑性添加剂，可以改善柴油的润滑性能。

该柴油润滑性添加剂的特征在于其组成主要为一种或多种有机羧酸类化合物的混合物，该羧酸类混合物中至少含有10%以上的多元羧酸，其中可以含有一定量的溶剂。

有机羧酸的化学结构式为：

在该结构式中，R为氢原子或羧基等其他有机基团，x和y为10～160的整数。

该柴油润滑性添加剂为含有一个羧基的单羧酸与含有多个羧基的多元羧酸混合而成，或者为多元羧酸的混合物。一个羧基的单羧酸可以是含有10到30个碳原子的饱和羧酸（例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸等）、含有10到30个碳原子的不饱和羧酸（例如油酸、松浆油脂肪酸等）或是一种含有12到60个碳原子合成羧酸（例如联合坎普公司（Union Camp）的Century1105等），该合成羧酸为通过对自然界中存在的羧酸进行加氢化、芳基化、异构化和烃基取代等反应制备。多元羧酸可以是含有30到60个碳原子的低聚脂肪酸。该聚酸可以为二聚、三聚或四聚不饱和羧酸。低聚脂肪酸包括饱和酸（例如友利凯码公司（Unichema）的Pripol1009二聚酸等）和非饱和酸（例如维实伟克公司（Westvaco）的DTC-595的二聚酸、维实伟克公司（Westvaco）的DTC-195三聚酸、福建省连城百新科技有限公司的二聚酸、福建省连城百新科技有限公司的三聚酸等）等。

溶剂包括石油馏分、芳烃溶剂等其他可与本发明中所述有机羧酸溶解的有机物。

本发明柴油发动机中的柴油包括低硫柴油、超低硫柴油，低凝柴油等其他可用于柴油发动机中燃烧的燃料。

本发明的产品以不大于200μg/g的剂量加入到柴油中，能提高柴油的润滑性能，具有较佳的减摩擦、抗磨损和抗腐蚀的性能。

本发明产品柴油润滑性添加剂中含有10%以上的多元羧酸，其润滑性能显著提高，可以解决国产超低硫柴油、低凝柴油和柴油替代燃料（如二甲醚）的润滑性不足的问题。

四、附图说明

图1是本发明的柴油润滑性添加剂的制备和使用工艺流程简图。

五、具体实施方式

以下结合附图和实例作进一步的详细描述。

柴油润滑性添加剂的制备：将上述提到的一种（羧酸1）或多种羧酸类化合物、有机溶剂加入到一个带有搅拌和控温装置的釜中，在40～70℃温度条件下，以200转/分钟～1000转/分钟的速度进行搅拌，搅拌0.5～1小时即可得到柴油润滑性添加剂。将该添加剂以不大于200μg/g的剂量加入到柴油中即可改善柴油的润滑性能。具体实施流程见图1。

实例1：

将硬脂酸、油酸和二甲苯按1：7：2的比例，加入到一个带有搅拌和控温装置的釜中，在60℃温度条件下，以500转/分钟的速度进行搅拌，搅拌1小时即可得到1^#柴油润滑性添加剂。

实例2：

将硬脂酸、油酸和二元羧酸按1：7：2的比例，加入到一个带有搅拌和控温装置的釜中，在60℃温度条件下，以500转/分钟的速度进行搅拌，搅拌1小时即可得到2^#柴油润滑性添加剂。

目前国内评测柴油润滑性的方法为ISO12156-1方法，该方法并同时被ASTM和CEC接受，试验方法为ASTM D6079和CEC F-06-A-96。此试验利用高频往复试验机来评定柴油以及柴油润滑性添加剂的润滑性能。

高频往复试验机的主要工作原理是在电磁振荡器的带动下，上试件在负荷下作高频短冲程往复运动，下试件固定在油盒里，上下试件的接触部位全浸在试验燃料中，试验结束后通过测量形成的磨斑来评定试验燃料的润滑性，磨斑越小，则说明柴油的润滑性越好。试验条件如表1。

表1HFRR试验条件

温度，℃	60
		时间，min	75
负荷，g	200
		冲程，μm	1000
频率，Hz	50

将1^#和2^#及用于柴油的润滑性添加剂3^#样品，按照200μg/g的加剂量加入到超低硫柴油（硫含量小于500μg/g）、低凝柴油(-35号柴油)、乙醚中进行HFRR评测，评测结果见表2。其中评价乙醚时，试验温度为20℃。

表2润滑性添加剂样品不同加剂量下的评测结果

从表2中的数据可以看出，使用1^#和2^#样品以200μg/g的加剂量加入到超低硫柴油（硫含量小于500μg/g）、低凝柴油(-35号柴油)、乙醚中，可以明显改善其的润滑性能，其HFRR测试结果均可以达到小于柴油国标460μm的要求，其中使用含有20%含量的二元羧酸的2^#样品具有更加优异的润滑性能。

Claims (7)

1.一种改善柴油润滑性能的添加剂，其特征在于该添加剂是由一种或多种有机羧酸与溶剂混合而成，该羧酸类混合物中至少含有10%以上的多元羧酸，有机羧酸的化学结构式为：

在该结构式中，R为氢原子或羧基等其他有机基团，x和y为10～160的整数。

2.根据权利要求1所述的改善柴油润滑性能的添加剂，其特征在于其为含有一个羧基的单羧酸与含有多个羧基的多元羧酸混合而成，或者为多元羧酸的混合物。

3.根据权利要求1所述的改善柴油润滑性能的添加剂，其特征在于所述的溶剂包括石油馏分、芳烃溶剂。

4.根据权利要求2所述的改善柴油润滑性能的添加剂，其特征在于单羧酸可以是含有10到30个碳原子的饱和羧酸或含有10到30个碳原子的不饱和羧酸或是一种含有12到60个碳原子合成羧酸，该合成羧酸为通过对自然界中存在的羧酸进行加氢化、芳基化、异构化和烃基取代反应制备。

5.根据权利要求2所述的改善柴油润滑性能的添加剂，其特征在于多元羧酸是含有30到60个碳原子的低聚饱和脂肪酸或30到60个碳原子的低聚不饱和脂肪酸。

6.根据权利要求1所述的改善柴油润滑性能的添加剂，其特征在于所述的柴油包括低硫柴油、超低硫柴油，低凝柴油。

7.按照权利要求1所述的改善柴油润滑性能的添加剂的应用，以不大于200μg/g的剂量加入到柴油中，能提高柴油的润滑性能，具有较佳的减摩擦、抗磨损和抗腐蚀的性能。