CN105255545A - 一种甲醇发动机使用的润滑油的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，属于发动机润滑油技术领域。步骤：取基础油、碳酸氢钠、水，混合均匀后，加热，回流保温，放冷，取上清液，加入无水硫酸铜吸收水分，再进行过滤，将滤液进行蒸馏，收集馏分；将得到的馏分中加入分散剂、增粘剂、降凝剂、消泡剂、金属腐蚀抑制、金属极压抗磨剂、抗氧化剂、金属防锈剂、石油磺酸钙、N-油酰肌氨酸十八胺钠、苯丙三氮唑、邻苯二甲酸二丁酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、聚甘油脂肪酸酯、三辛烷基叔胺，混合均匀，升温，回流保温，即可。本发明提供的甲醇发动机润滑油能够解决甲醇发动机使用的润滑油容易受到的在使用过程中碱值下降、耐磨性能下降的问题。
Description
技术领域
本发明公开一种甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，属于发动机润滑油技术领域。
背景技术
甲醇燃料是一种新的替代能源，人们对它的认识、实践使用有一个发展过程，它和普通汽油、柴油比较有许多特点，其优势十分明显。由于甲醇具有沸点低辛烷值高等特点，使得它作为燃料具有含氧量高、热值比汽油弱的特点，汽化潜热是汽油的3倍多。同时，由于甲醇燃料理化性能接近汽油，在汽油机上使用甲醇燃料，发动机不需做大的变动，甲醇与汽油相溶性较好，可实现各种比例掺烧。而且几十万吨/年的装置就可达到经济规模（合成油则至少应达到几百万吨/年规模），甲醇可以不必过分集中生产，便于企业投资兴建和产品输送，即使较长距离的输送，也比输煤和输气便利。再加上它是含氧化合物，燃烧完全，在汽车发动机中的能量利用效率高于汽油，其经济性很具有竞争力。甲醇的燃烧特性有两大特点：一是极佳的冷却作用，可以降低发动机温度，不致过热；二是极高的抗爆能力，能够在高于优质汽油所容许的压力下燃烧而不会爆震。这正适合高压缩比、高性能的发动机。充分发挥其高辛烷值的作用，输出更大的功率。甲醇的优点是燃烧彻底、挥发性低，所排放的碳氢化合物、氧化氮和一氧化碳等有害气体少。
但是，在使用甲醇作为燃料的发动机在工作过程中，仍然会出现很多问题。例如：相比普通汽油，醇类发动机机油中会形成较多的戊烷不溶物，当机油中污染物（醇、汽油、水）增加到一定程度时就会开始形成白色油泥，且白色油泥随着污染物的增加而增加。更为值得关注的是：甲醇的蒸发潜热要比普通汽油高，挥发比较困难，更容易渗入到润滑油中。甲醇的渗入，一方面，可以稀释润滑油降低了油品的粘度；另一方面，润滑油添加剂会被渗入的甲醇萃取，使得润滑油迅速变质恶化，然后又由甲醇转移到初始接触区以外而使气缸壁上部区域产生磨损，甲醇汽油对发动机及其零部件具有腐蚀作用，就更需要润滑油应当具有很好的碱值保持能力、腐蚀抑制能力以及抗磨性能。
CN102851102A公开一种甲醇汽油发动机专用润滑油及其制备方法，该润滑油由以下重量份的原料制成：金属防锈剂0.5～1份、抗氧化剂0.3～0.5份、金属清净剂3～6份、粘度指数改进剂3～5份、金属腐蚀抑制剂2～3份、金属极压抗磨剂2～6份、分散剂1～3份、基础油80～90份。CN102690706A公开了一种甲醇发动机润滑油组合物，包括下列组分：A＞复合抗氧剂，至少包括以下组分：(1)烷基化二苯胺抗氧剂；(2)硫代酚酯型抗氧剂；(3)非必要的硫醚酚型抗氧剂；B＞聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂和/或聚异丁烯丁二酸酯分散剂；C＞磺酸镁和磺酸钠的混合物；D＞二烷基二硫代磷酸锌；E＞油溶性有机钼摩擦改进剂；F＞主要量的润滑油基础油。上述的润滑油在使用的过程中仍然会存在着碱值下降、耐磨性能下降的问题。
发明内容
本发明的目的是：解决甲醇发动机使用的润滑油容易受到的在使用过程中碱值下降、耐磨性能下降的问题。
技术方案：
一种甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，取基础油100～150份、碳酸氢钠10～20份、水10～20份，混合均匀后，加热至50～60℃，回流保温2～4小时，放冷，取上清液，再将上清液中加入无水硫酸铜5～10份，吸收水分，再进行过滤，去除固态物，再将滤液进行蒸馏，收集170～190℃段的馏分；
第2步、将第1步得到的馏分中加入分散剂0.5～1份、增粘剂1～2份、降凝剂0.5～1份、消泡剂0.5～0.7份、金属腐蚀抑制0.3～1份、金属极压抗磨剂0.5～1份、抗氧化剂0.5～0.8份、金属防锈剂1～1.5份、石油磺酸钙2～4份、N-油酰肌氨酸十八胺钠0.5～1份、苯丙三氮唑1～1.5份、邻苯二甲酸二丁酯0.3～1份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.3～1份、聚甘油脂肪酸酯1～3份、三辛烷基叔胺0.2～0.4份，混合均匀，升温至40～60℃，回流保温1～3小时，放冷，即可。
所述的基础油选自150BS残馏油、500SN石蜡基中性油或者250N加氢基础油中的任意一种或者几种的混合物。
所述分散剂选自单丁二酰亚胺或者双丁二酰亚胺中的一种或者两种的混合。
所述的增粘剂选自聚乙烯丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯或者聚异丁烯中的一种或多种的混合。
所述降凝剂选自聚α烯烃、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和富马酸酯中的一种或多种的混合。
所述的消泡剂是磷酸三丁酯、磷酸三异丁酯、磷酸三乙酯中的一种或几种混合物；
所述金属腐蚀抑制剂为二烷基二硫代磷酸锌或二烷基二硫代胺基甲酸锌中的一种或两种的混合物。
金属极压抗磨剂为双辛基二硫代磷酸锌或者2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼中的一种或两种的混合物。
所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚。
所述金属防锈剂为脱水山梨糖醇三油酸酯或山梨醇酐单油酸酯中的一种或两种的混合物。
有益效果
本发明本发明提供的甲醇发动机润滑油具有良好的抗磨损性能，能够解决甲醇发动机使用的润滑油容易受到的在使用过程中碱值下降、耐磨性能下降的问题。
具体实施方式
实施例1
第1步、取150BS残馏油100Kg、碳酸氢钠10Kg、水10Kg，混合均匀后，加热至50℃，回流保温2小时，放冷，取上清液，再将上清液中加入无水硫酸铜5Kg，吸收水分，再进行过滤，去除固态物，再将滤液进行蒸馏，收集170～190℃段的馏分；
第2步、将第1步得到的馏分中加入单丁二酰亚胺0.5Kg、聚甲基丙烯酸酯1Kg、富马酸酯0.5Kg、磷酸三丁酯0.5Kg、二烷基二硫代磷酸锌0.3Kg、2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼0.5Kg、2,6-二叔丁基对甲酚0.5Kg、脱水山梨糖醇三油酸酯1Kg、石油磺酸钙2Kg、N-油酰肌氨酸十八胺钠0.5Kg、苯丙三氮唑1Kg、邻苯二甲酸二丁酯0.3Kg、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.3Kg、聚甘油脂肪酸酯1Kg、三辛烷基叔胺0.2Kg，混合均匀，升温至40℃，回流保温1小时，放冷，即可。
实施例2
第1步、取150BS残馏油150Kg、碳酸氢钠20Kg、水20Kg，混合均匀后，加热至60℃，回流保温4小时，放冷，取上清液，再将上清液中加入无水硫酸铜10Kg，吸收水分，再进行过滤，去除固态物，再将滤液进行蒸馏，收集170～190℃段的馏分；
第2步、将第1步得到的馏分中加入单丁二酰亚胺1Kg、聚甲基丙烯酸酯2Kg、富马酸酯1Kg、磷酸三丁酯0.7Kg、二烷基二硫代磷酸锌1Kg、2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼1Kg、2,6-二叔丁基对甲酚0.8Kg、脱水山梨糖醇三油酸酯1.5Kg、石油磺酸钙4Kg、N-油酰肌氨酸十八胺钠1Kg、苯丙三氮唑1.5Kg、邻苯二甲酸二丁酯1Kg、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1Kg、聚甘油脂肪酸酯3Kg、三辛烷基叔胺0.4Kg，混合均匀，升温至60℃，回流保温3小时，放冷，即可。
实施例3
第1步、取150BS残馏油120Kg、碳酸氢钠15Kg、水15Kg，混合均匀后，加热至55℃，回流保温3小时，放冷，取上清液，再将上清液中加入无水硫酸铜8Kg，吸收水分，再进行过滤，去除固态物，再将滤液进行蒸馏，收集170～190℃段的馏分；
第2步、将第1步得到的馏分中加入单丁二酰亚胺0.8Kg、聚甲基丙烯酸酯1Kg、富马酸酯0.9Kg、磷酸三丁酯0.6Kg、二烷基二硫代磷酸锌0.8Kg、2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼0.7Kg、2,6-二叔丁基对甲酚0.6Kg、脱水山梨糖醇三油酸酯1.3Kg、石油磺酸钙3Kg、N-油酰肌氨酸十八胺钠0.6Kg、苯丙三氮唑1.2Kg、邻苯二甲酸二丁酯0.8Kg、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.6Kg、聚甘油脂肪酸酯2Kg、三辛烷基叔胺0.3Kg，混合均匀，升温至50℃，回流保温2小时，放冷，即可。
对照例1
与实施例3的区别在于：未加入N-油酰肌氨酸十八胺钠。
第1步、取150BS残馏油120Kg、碳酸氢钠15Kg、水15Kg，混合均匀后，加热至55℃，回流保温3小时，放冷，取上清液，再将上清液中加入无水硫酸铜8Kg，吸收水分，再进行过滤，去除固态物，再将滤液进行蒸馏，收集170～190℃段的馏分；
第2步、将第1步得到的馏分中加入单丁二酰亚胺0.8Kg、聚甲基丙烯酸酯1Kg、富马酸酯0.9Kg、磷酸三丁酯0.6Kg、二烷基二硫代磷酸锌0.8Kg、2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼0.7Kg、2,6-二叔丁基对甲酚0.6Kg、脱水山梨糖醇三油酸酯1.3Kg、石油磺酸钙3Kg、苯丙三氮唑1.2Kg、邻苯二甲酸二丁酯0.8Kg、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.6Kg、聚甘油脂肪酸酯2Kg、三辛烷基叔胺0.3Kg，混合均匀，升温至50℃，回流保温2小时，放冷，即可。
对照例2
与实施例3的区别在于：未加入三辛烷基叔胺。
第1步、取150BS残馏油120Kg、碳酸氢钠15Kg、水15Kg，混合均匀后，加热至55℃，回流保温3小时，放冷，取上清液，再将上清液中加入无水硫酸铜8Kg，吸收水分，再进行过滤，去除固态物，再将滤液进行蒸馏，收集170～190℃段的馏分；
第2步、将第1步得到的馏分中加入单丁二酰亚胺0.8Kg、聚甲基丙烯酸酯1Kg、富马酸酯0.9Kg、磷酸三丁酯0.6Kg、二烷基二硫代磷酸锌0.8Kg、2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼0.7Kg、2,6-二叔丁基对甲酚0.6Kg、脱水山梨糖醇三油酸酯1.3Kg、石油磺酸钙3Kg、N-油酰肌氨酸十八胺钠0.6Kg、苯丙三氮唑1.2Kg、邻苯二甲酸二丁酯0.8Kg、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.6Kg、聚甘油脂肪酸酯2Kg，混合均匀，升温至50℃，回流保温2小时，放冷，即可。
对照例3
与实施例3的区别在于：基础油未经过第1步的预碱化处理，而是直接进入第2步。
将150BS残馏油120Kg、聚甲基丙烯酸酯1Kg、富马酸酯0.9Kg、磷酸三丁酯0.6Kg、二烷基二硫代磷酸锌0.8Kg、2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼0.7Kg、2,6-二叔丁基对甲酚0.6Kg、脱水山梨糖醇三油酸酯1.3Kg、石油磺酸钙3Kg、N-油酰肌氨酸十八胺钠0.6Kg、苯丙三氮唑1.2Kg、邻苯二甲酸二丁酯0.8Kg、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.6Kg、聚甘油脂肪酸酯2Kg、三辛烷基叔胺0.3Kg混合均匀，升温至50℃，回流保温2小时，放冷，即可。
性能试验
1、高温抗磨损试验
采用SRV摩擦试验机进行油品的高温抗磨损试验，试验条件为载荷300N、频率50Hz、冲程1mm、温度120℃。
2、斑点分散试验
斑点分散试验方法是将1g程序VG发动机油泥加入2g试验油中，超声分散6min后，200℃烘箱中加热2h，然后将油滴在滤纸上，24小时后测量油斑分散圈直径与油泥直径之比，即为分散指数。分散指数越高说明油品的分散性越好。
3、成焦板试验
采用的设备是日本Meitech公司生产的25B-19型成焦板仪，该试验模拟发动机曲轴箱和缸套活塞环润滑油循环的工作条件，使测试油品不断受热氧化成焦的过程。试验时间为6h，油温为150℃，板温为320℃。
4、BRT球锈蚀试验
BRT球锈蚀试验是代替程序IID发动机台架试验，主要用来评价发动机油的抗腐蚀和锈蚀能力。整个18小时的台架试验过程中，试验油保护的金属球持续接触酸性液体和空气。在试验结束后通过金属球反射面强度进行灰度测试，用来确定腐蚀面积，从而评定试验油的抗锈蚀能力。醋酸/氢溴酸/盐酸/去离子水注入速度是0.19毫升/小时，空气气流为40毫升/分钟，油温为48℃。
以上试验的结果如下表所示：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对照例1 | 对照例2 | 对照例3 | |
| SRV磨斑直径 /mm | 0.65 | 0.66 | 0.60 | 0.72 | 0.75 | 0.73 |
| 斑点分散试验的分散指数 | 75 | 74 | 77 | 62 | 63 | 66 |
| 成焦板试验板面评级（越高说明油品清净性越好） | 7.5 | 7.9 | 7.0 | 9.1 | 8.5 | 8.7 |
| 成焦板试验板面焦重（越低说明油品清净性越好） | 101 | 109 | 95 | 157 | 183 | 166 |
| BRT球锈蚀试验后的总碱值mg/g | 10.1 | 10.1 | 10.9 | 8.2 | 8.1 | 8.4 |
| BRT球锈蚀试验后的腐蚀面积 | 121 | 125 | 114 | 134 | 142 | 147 |
从表中可以看出，本发明提供的甲醇发动机润滑油具有良好的抗磨损性能；特别是实施例3和对照例1相比可以看出，通过加入N-油酰肌氨酸十八胺钠可以有效地减小磨斑直径，使抗磨损性能得到提高；实施例3和对照例2相比可以看出，通过加入三辛烷基叔胺可以有效地提高油品的碱值维持性能，使润滑油的耐腐蚀性能得到了提高；实施例3和对照例3相比可以看出，通过对基础油采用氢氧化钠预碱化处理并进行精馏之后，可以有效地提高油品的碱值和耐腐蚀性能。
Claims (10)
1.一种甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，取基础油100～150份、碳酸氢钠10～20份、水10～20份，混合均匀后，加热至50～60℃，回流保温2～4小时，放冷，取上清液，再将上清液中加入无水硫酸铜5～10份，吸收水分，再进行过滤，去除固态物，再将滤液进行蒸馏，收集170～190℃段的馏分；
第2步、将第1步得到的馏分中加入分散剂0.5～1份、增粘剂1～2份、降凝剂0.5～1份、消泡剂0.5～0.7份、金属腐蚀抑制0.3～1份、金属极压抗磨剂0.5～1份、抗氧化剂0.5～0.8份、金属防锈剂1～1.5份、石油磺酸钙2～4份、N-油酰肌氨酸十八胺钠0.5～1份、苯丙三氮唑1～1.5份、邻苯二甲酸二丁酯0.3～1份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.3～1份、聚甘油脂肪酸酯1～3份、三辛烷基叔胺0.2～0.4份，混合均匀，升温至40～60℃，回流保温1～3小时，放冷，即可。
2.根据权利要求1所述的甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于：所述的基础油选自150BS残馏油、500SN石蜡基中性油或者250N加氢基础油中的任意一种或者几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于：所述分散剂选自单丁二酰亚胺或者双丁二酰亚胺中的一种或者两种的混合。
4.根据权利要求1所述的甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于：所述的增粘剂选自聚乙烯丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯或者聚异丁烯中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于：所述降凝剂选自聚α烯烃、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和富马酸酯中的一种或多种的混合。
6.根据权利要求1所述的甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于：所述的消泡剂是磷酸三丁酯、磷酸三异丁酯、磷酸三乙酯中的一种或几种混合物。
7.根据权利要求1所述的甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于：所述金属腐蚀抑制剂为二烷基二硫代磷酸锌或二烷基二硫代胺基甲酸锌中的一种或两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于：金属极压抗磨剂为双辛基二硫代磷酸锌或者2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼中的一种或两种的混合物。
9.根据权利要求1所述的甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚。
10.根据权利要求1所述的甲醇发动机使用的润滑油的制备方法，其特征在于：所述金属防锈剂为脱水山梨糖醇三油酸酯或山梨醇酐单油酸酯中的一种或两种的混合物。
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