CN105400555B - 一种环保油品抗静电剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合型环保油品抗静电剂及其制备方法。该油品抗静电剂主要由聚胺、有机酸或酰胺共聚物、两性季铵羧酸内盐、脂肪酸多元醇酯或酰胺及溶剂复配而成。该抗静电剂不含重金属、硫、磷等元素，安全环保、添加量小、抗静电效率高，能有效地消除静电在油品储运及运输过程中带来的安全隐患。

Description

一种环保油品抗静电剂及其使用方法

技术领域

本发明属于化学化工领域，具体来讲涉及一种复合型环保油品抗静电剂。

背景技术

汽油、柴油、航空煤油等燃料的主要成分是烃类化合物，电导率很低，近年来，随着成品汽、柴油的质量升级，针对油品中硫含量指标的控制越来越严格，汽、柴油加氢精制解决了油品中硫含量达标问题的同时，也去除了油品中天然的极性物质(如含硫、含氮化合物和羧酸等)，使得燃料的导电性能变得更差。这些燃料在生产、贮运、加注和使用过程中，与过滤介质、容器、管壁等的界面磨擦极易产生静电荷，当电荷积累至一定程度时会产生静电火花，极易点燃爆炸性混合气而酿成重大灾害。所以，消除油品静电隐患、提高油品使用的安全性是油品应用领域的必要措施。

常用的消除油品静电的措施主要有：1)接地排放静电，即将静电荷通过连通设备导入大地，减小对地放电的可能性，但是无法改变容器内的静电荷，具有很大的局限性；2)改变贮存条件，主要是改变空气湿度，因为物体带电和环境的湿度紧密相关；3)利用工艺控制，降低油品输送过程中的速度；4)导静电涂料，在装置内壁涂可以导静电的一些纳米或其他的导电物质来导走静电荷；5)使用静电消除器，利用静电消除器产生的离子来中和物体自身的离子；6)添加抗静电剂，利用抗静电剂的极性特点，消减电偶层的厚度直至消失来降低油品的静电。在所有这些消除静电的措施中，加入抗静电剂是最方便有效也是目前使用最广泛的方法。

抗静电剂通常是离子、非离子或两性型表面活性物质，具有较强的吸附性、离子性和表面活性，可以防止静电荷的积聚，起到使静电荷泄漏速度加快的作用。国外抗静电剂的研究及应用起步较早，专利报道较多，而我国油品抗静电剂在实用和理论方面还存在很多不足，目前国内市场销售的油品抗静电剂主要有ASA-3、STD-450、T1501、T1502等，品种较少，且以外国品牌为主。抗静电添加剂大体分为有灰型和无灰型两种。有灰型抗静电添加剂存在毒性大、生产工艺条件恶劣、环境污染严重、油品易乳化及易导致水分离指数不合格等问题，国内外在2000年前后已陆续停止生产和使用；无灰型添加剂具有导电性高，水分离特性好、燃烧后不发生铬污染及可多次补加等优点，但目前市场销售的无灰型抗静电剂主要成分是聚砜和聚胺，聚砜生产工艺复杂，且由于含硫元素，燃烧会产生硫化物，易造成环境污染。因而开发一种廉价高效的环保抗静电剂是当前油品抗静电剂研发领域的一项紧迫又艰巨的任务。

发明内容

针对目前我国油品抗静电剂种类少、效果差、环境污染严重等现状，本发明提供一种复合型环油品保抗静电剂。本发明产品加剂量小、抗静电效果好、同时能减少污染物的排放。

发明的具体方案如下：

一种环保油品抗静电剂，其特征在于，按重量份计，由20～80％聚胺、20～80％有机酸或酰胺共聚物、0～20％两性季铵羧酸内盐、0～20％脂肪酸多元醇酯或酰胺和10～30％溶剂组成。

一种环保油品抗静电剂，其特征在于，按重量份计，由30～45％聚胺、30～45％有机酸或酰胺共聚物、5～10％两性季铵羧酸内盐、5～10％脂肪酸多元醇酯或酰胺和15～25％溶剂组成。

进一步的，所述的聚胺是十二胺聚胺、十八胺聚胺、苯胺聚胺的一种或几种的混合物，优选十二胺聚胺。

进一步的，所述的有机酸或酰胺共聚物是丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酰胺-乙烯共聚物、马来酰亚胺-苯乙烯共聚物的一种或几种的混合物，优选马来酰亚胺-苯乙烯共聚物。

进一步的，所述的两性季铵羧酸内盐是甜菜碱或咪唑啉季铵盐，优选咪唑啉季铵盐。

进一步的，所述的脂肪酸多元醇酯或酰胺是油酸甘油酯、油酸失水山梨醇酯和油酸二乙醇酰胺的一种，优选油酸甘油酯。

进一步的，所述的溶剂是甲苯、二甲苯、汽油、柴油和煤油的一种或几种的混合物，优选二甲苯。

进一步的，所述的抗静电剂可直接添加到油品中使用，添加量的为1～10ppm，优选2～5ppm。

将上述各组分在50℃条件下混合搅拌0.5～2小时即得本发明抗静电剂成品。本发明抗静电剂可用于各种油品如汽油、柴油、航空煤油、石脑油等，推荐添加量为1～10ppm，优选2～5ppm。

作用机理：本发明抗静电添加剂中主组分聚胺可获得质子而带部分正电，而有机酸/酰胺共聚物可失去质子而带部分负电，从而易形成偶极离子对。当有外电场存在时，该偶极离子对会定向排列，带正电的聚胺一端转向外电场负极，带负电的有机酸/酰胺共聚物一端转向外静电场正极，形成与外静电场极性相反的“极化电场”，从而降低了外静电场强度，起到抗静电作用。如果外静电场很强，该偶极离子对在很强的诱导力作用下最终可以分离成带正负电的离子，表现出更强的导电性；在低外电场情形下，导电性则主要由甜菜碱或咪唑啉两性季铵羧酸内盐提供，以弥补低主剂聚胺和有机酸/酰胺共聚物导电性的不足，从而增强了本发明产品对不同油品环境的感受性。而脂肪酸多元醇酯或酰胺非离子表面活性剂在提供抗静电功能的同时，还兼具增溶、抗磨、节油等特性。

本发明的有益效果在于：1)添加量小、操作简单、成本低、抗静电效果显著；2)与其他油品添加剂兼容性好、不影响油品性质、还具有增溶、抗磨、节能等功能；3)无毒性，不含重金属、硫、磷等元素，减少了对大气的污染。

具体实施例

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。但本实施例所述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

原料油：为西北某石化公司生产的93#汽油和O#柴油(均不含抗静电剂)，汽、柴油的电导率数据见表1。

表1汽、柴油的电导率

样品	93#汽油	0#柴油
			电导率，pS·m-1	3～5	1～3

抗静电剂：将各组分按一定比例50℃混合搅拌1小时得待测抗静电剂样品。

测试仪器：MAIHAK MLA 900(数字型)电导率测定仪；测试方法：GB/T6539《航空燃料与馏分燃料电导率测定法》。

表2聚胺对抗静电效果的影响

注：1)抗静电剂样品中组分聚胺：丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物：二甲苯＝2：2：1(重量比)；2)加剂量5ppm。

从表中数据看，十二胺聚胺效果较好。

表3有机酸或酰胺共聚物对抗静电效果的影响

注：1)抗静电剂样品中组分十二胺聚胺：有机酸或酰胺共聚物：煤油＝2：2：1(重量比)；2)加剂量5ppm。

从表中数据看，马来酰亚胺-苯乙烯共聚物效果较好。另外，表2～3数据还显示用煤油作溶剂抗静电效果不如二甲苯，可能是由于不同溶剂对抗静电剂的极化作用的强度不同所致。芳烃溶剂对抗静电剂分子的极化作用强，使抗静电剂易于形成带电离子，电导率高，因此优选二甲苯作为溶剂。

表4两性季铵羧酸内盐/脂肪酸多元醇酯或酰胺对抗静电效果的影响

注：1)抗静电剂样品中组分十二胺聚胺：马来酰亚胺-苯乙烯共聚物：两性季铵羧酸内盐/脂肪酸多元醇酯或酰胺：二甲苯＝3：3：2：2(重量比)；2)加剂量5ppm。

从表中数据看，添加重量比为1：1的咪唑啉季铵盐和油酸甘油酯混合物效果较好。

表5复配比例对抗静电效果的影响

注：加剂量5ppm。

根据表中数据，结合成本考虑，本发明复合型油品抗静电剂中组分十二胺聚胺、马来酰亚胺-苯乙烯共聚物、咪唑啉季铵盐、油酸甘油酯和二甲苯的最佳含量分别为35％、35％、5％、5％和20％。

表6加剂量对抗静电效果的影响

注：抗静电剂样品中组分十二胺聚胺、马来酰亚胺-苯乙烯共聚物、咪唑啉季铵盐、油酸甘油酯和二甲苯的含量分别为35％、35％、5％、5％和20％。

从表中数据看，本发明复合型油品抗静电剂抗静电效果与进口产品STADIS-450相当，加剂量2ppm即能满足油品抗静电要求。

Claims (5)

1.一种环保油品抗静电剂，其特征在于，按重量份计，由20～80%聚胺、20～80%有机酸或酰胺共聚物、0～20%两性季铵羧酸内盐、0～20%脂肪酸多元醇酯或酰胺和10～30%溶剂复配而成，所述的聚胺是十二胺聚胺、十八胺聚胺、苯胺聚胺的一种或几种的混合物，所述的有机酸或酰胺共聚物是丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酰胺-乙烯共聚物、马来酰亚胺-苯乙烯共聚物的一种或几种的混合物。

2.一种环保油品抗静电剂，其特征在于，按重量份计，由30～45%聚胺、30～45%有机酸或酰胺共聚物、5～10%两性季铵羧酸内盐、5～10%脂肪酸多元醇酯或酰胺和15～25%溶剂组成，所述的聚胺是十二胺聚胺、十八胺聚胺、苯胺聚胺的一种或几种的混合物，所述的有机酸或酰胺共聚物是丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酰胺-乙烯共聚物、马来酰亚胺-苯乙烯共聚物的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求书1或2所述的一种环保油品抗静电剂，其特征在于，所述的两性季铵羧酸内盐是甜菜碱或咪唑啉季铵盐。

4.根据权利要求书1或2所述的一种环保油品抗静电剂，其特征在于，所述的脂肪酸多元醇酯或酰胺是油酸甘油酯、油酸失水山梨醇酯和油酸二乙醇酰胺的一种。

5.根据权利要求书1或2所述的一种环保油品抗静电剂，其特征在于，所述的溶剂是甲苯、二甲苯、汽油、柴油和煤油的一种或几种的混合物。