CN107353950A - 一种柴油抗磨剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柴油抗磨剂的制备方法，属于柴油功能性添加剂制备技术领域。本发明先将混合油脂预热，再加入复合催化剂，并使用氢气保护，加压、升温搅拌，冷却至室温，出料得出料物，静置分层，收集油相，蒸馏并收集馏分，经静置、过滤得过滤液，与羧酸、有机胺及纳米铜于反应器中，使用氮气保护，进行反应得反应混合物，经旋转蒸发、过滤，收集滤液得柴油抗磨剂。本发明的有益效果是：本发明选用天然植物油作为基料，通过复合催化剂进行催化加氢，进行氢化处理，降低凝固点，同时形成脂肪醇类的物质，进而增加了流动性，提高了柴油抗磨剂的抗磨性能。

Description

一种柴油抗磨剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种柴油抗磨剂的制备方法，属于柴油功能性添加剂制备技术领域。
背景技术
随着经济的快速发展，柴油的用量大大增加，环境问题也随之而来。低硫和超低硫柴油的使用是大势所趋，但其自身润滑性较差，容易导致机动车出现磨损失效。其中向柴油中加入抗磨剂是最简单有效的方法，也是目前石化行业最广泛采用的方法。
柴油抗磨剂是一种柴油的功能性添加剂，用于改善低硫柴油的润滑性能，降低柴油发动机的磨损。目前常用的抗磨剂主要为酸类柴油抗磨剂，酸类柴油抗磨剂的缺点在于加入柴油中后，会影响柴油的性能指标，同时也会提高柴油的酸值，进而提高柴油的腐蚀性，长时间使用该类柴油会造成柴油发动机不同程度的损坏。酯类抗磨剂虽然可以完全避开酸类柴油抗磨剂造成的缺陷，且对柴油性能指标无不良影响，也不会提高柴油的酸值。但目前酯类抗磨剂的应用比较少，主要原因在于，酯类抗磨剂的生产通常采用长链不饱和脂肪酸（油酸）和多元醇为原料，硫酸、对甲苯磺酸或碱（氢氧化钠、氢氧化钾）作为催化剂进行酯化反应。该方法生产的柴油抗磨剂缺点在于：采用普通油酸为原料生产的抗磨剂凝固点偏高（0℃以上），低温流动性差；采用硫酸、对甲苯磺酸为催化剂生产柴油抗磨剂后处理工艺复杂，且需要水洗脱酸，有大量的酸碱废水排放；采用碱（氢氧化钠、氢氧化钾）作为催化剂产品中有金属离子残留，无法达到抗磨剂指标要求；酯化反应为吸热反应，较高的反应温度可促进反应向正方向进行，但是反应温度过高会导致反应物沸腾，导致酯化率下降；得到的抗磨剂运动黏度低，导致抗磨性较差。
因此，亟待开发一种凝固点低、低温流动性好的柴油抗磨剂具有必要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统柴油抗磨剂凝固点偏高、低温流动性差的弊端，提供了一种柴油抗磨剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）取混合油脂放入反应釜中，在50～60℃下混合预热，再加入复合催化剂，使用氢气保护，加压，升温至115～120℃后搅拌；
（2）在搅拌结束后，冷却至室温，出料，收集出料物，静置分层，收集油相，并对油相进行蒸馏，收集125～135℃区间的馏分，并置于-3～0℃下静置，过滤，收集过滤液；
（3）将过滤液、羧酸、有机胺及纳米铜放入反应器中，使用氮气保护，设定温度为134～142℃，进行反应，收集反应混合物，进行旋转蒸发，去除水，收集剩余物，并过滤，收集滤液，即可得柴油抗磨剂。
所述混合油脂为棕榄油、亚麻油、棉籽油和椰子油中任意两种按质量比1:1混合而成。
所述复合催化剂为钯炭催化剂及雷尼镍按质量比3:1混合而成，复合催化剂的加入量为混合油脂质量的0.9～1.8％。
所述步骤（1）加压的压力为1.5～2.3MPa。
所述步骤（3）中过滤液、羧酸、有机胺及纳米铜的质量比为6～8:4～7:5～9:0.6～0.9。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明选用天然植物油作为基料，通过复合催化剂进行催化加氢，进行氢化处理，降低凝固点，同时形成脂肪醇类的物质，进而提高了柴油抗磨剂的抗磨性能；
（2）本发明利用脂肪醇类的物质促进胺化反应，在惰性气体的保护下，并在纳米铜的催化下促进羧酸与有机胺进行缩合酰化反应，同时伴随脂化，增加了极性物质，进一步增加了抗磨性能；
（3）本发明通过冷温处理，去除部分高凝固点的杂质，进一步降低了抗磨剂的凝固点，增加了流动性。
具体实施方式
混合油脂的制备：将棕榄油、亚麻油、棉籽油和椰子油中任意两种按质量比1:1混合而成。
复合催化剂的制备：将钯炭催化剂及雷尼镍按质量比3:1混合而成。
本发明柴油抗磨剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）取混合油脂放入反应釜中，设定温度为50～60℃，以160r/min搅拌预热10～15min，再加入混合油脂质量0.9～1.8％的复合催化剂，使用氢气保护，并升压至1.5～2.3MPa，升温至115～120℃后，以180r/min搅拌4～6h；
（2）在搅拌结束后，冷却至室温，进行出料，收集出料物，静置分层，收集上层油相，并将油相放入蒸馏装置中，设定压力为0.06～0.08MPa，进行蒸馏，收集125～135℃区间的馏分，将馏分置于-3～0℃下静置2～4h后过滤，收集过滤液；
（3）按质量比为6～8:4～7:5～9:0.6～0.9，将过滤液、羧酸、有机胺及纳米铜放入反应器中，使用氮气保护，设定温度为134～142℃，以180r/min搅拌反应5～8h，收集反应混合物，进行旋转蒸发，去除水，收集剩余物，并过滤，收集滤液，即可得柴油抗磨剂。
实例1
混合油脂的制备：将棕榄油、亚麻油按质量比1:1混合而成。
复合催化剂的制备：将钯炭催化剂（生产厂家：兰州中科凯迪化工新技术有限公司型号：Pd/C）及雷尼镍（生产厂家：上海迅凯化工科技有限公司 型号：Amc）按质量比3:1混合而成。
本发明柴油抗磨剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）取混合油脂放入反应釜中，设定温度为50℃，以160r/min搅拌预热10min，再加入混合油脂质量0.9％的复合催化剂，使用氢气保护，并升压至1.5MPa，升温至115℃后，以180r/min搅拌4h；
（2）在搅拌结束后，冷却至室温，进行出料，收集出料物，静置分层，收集上层油相，并将油相放入蒸馏装置中，设定压力为0.06MPa，进行蒸馏，收集125℃区间的馏分，将馏分置于-3℃下静置2h后过滤，收集过滤液；
（3）按质量比为6:4:5:0.6，将过滤液、羧酸、有机胺及纳米铜放入反应器中，使用氮气保护，设定温度为134℃，以180r/min搅拌反应5h，收集反应混合物，进行旋转蒸发，去除水，收集剩余物，并过滤，收集滤液，即可得柴油抗磨剂。
实例2
混合油脂的制备：将棕榄油、椰子油按质量比1:1混合而成。
复合催化剂的制备：将钯炭催化剂（生产厂家：兰州中科凯迪化工新技术有限公司型号：Pd/C）及雷尼镍（生产厂家：上海迅凯化工科技有限公司 型号：Amc）按质量比3:1混合而成。
本发明柴油抗磨剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）取混合油脂放入反应釜中，设定温度为55℃，以160r/min搅拌预热13min，再加入混合油脂质量1.3％的复合催化剂，使用氢气保护，并升压至1.9MPa，升温至118℃后，以180r/min搅拌5h；
（2）在搅拌结束后，冷却至室温，进行出料，收集出料物，静置分层，收集上层油相，并将油相放入蒸馏装置中，设定压力为0.07MPa，进行蒸馏，收集130℃区间的馏分，将馏分置于-1℃下静置3h后过滤，收集过滤液；
（3）按质量比为7:5:7:0.8，将过滤液、羧酸、有机胺及纳米铜放入反应器中，使用氮气保护，设定温度为138℃，以180r/min搅拌反应7h，收集反应混合物，进行旋转蒸发，去除水，收集剩余物，并过滤，收集滤液，即可得柴油抗磨剂。
实例3
混合油脂的制备：将亚麻油、椰子油按质量比1:1混合而成。
复合催化剂的制备：将钯炭催化剂（生产厂家：兰州中科凯迪化工新技术有限公司型号：Pd/C）及雷尼镍（生产厂家：上海迅凯化工科技有限公司 型号：Amc）按质量比3:1混合而成。
本发明柴油抗磨剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）取混合油脂放入反应釜中，设定温度为60℃，以160r/min搅拌预热15min，再加入混合油脂质量1.8％的复合催化剂，使用氢气保护，并升压至2.3MPa，升温至120℃后，以180r/min搅拌6h；
（2）在搅拌结束后，冷却至室温，进行出料，收集出料物，静置分层，收集上层油相，并将油相放入蒸馏装置中，设定压力为0.08MPa，进行蒸馏，收集135℃区间的馏分，将馏分置于0℃下静置4h后过滤，收集过滤液；
（3）按质量比为8:7:9:0.9，将过滤液、羧酸、有机胺及纳米铜放入反应器中，使用氮气保护，设定温度为142℃，以180r/min搅拌反应8h，收集反应混合物，进行旋转蒸发，去除水，收集剩余物，并过滤，收集滤液，即可得柴油抗磨剂。
对照例：西安某公司生产的柴油抗磨剂。
将上述实施例所得柴油抗磨剂与对照例的柴油抗磨剂进行检测，具体检测如下：
1、凝固点：按照GB/T 510-1983石油产物凝点测定法进行测定；
2、抗磨性：按照ISO-12156-1-2006的方法使用高频往复装置（HFRR）进行测定；
3、运动黏度：按照GB/T 265-1988石油产物运动黏度测定法测定。
结果如表一所示。
表一：
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
凝固点/℃ -14 -19 -27 >0
抗磨性WS1.4/μm 283 255 211 320～405
运动粘度（20℃）/（mm2/s） 252.3 276.2 298.6 180.5～230.2
由上表可知，本发明柴油抗磨剂凝固点低，具有较好的低温流动性，同时具有较好的抗磨性能。

Claims (5)

1.一种柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
（1）取混合油脂放入反应釜中，在50～60℃下混合预热，再加入复合催化剂，使用氢气保护，加压，升温至115～120℃后搅拌；
（2）在搅拌结束后，冷却至室温，出料，收集出料物，静置分层，收集油相，并对油相进行蒸馏，收集125～135℃区间的馏分，并置于-3～0℃下静置，过滤，收集过滤液；
（3）将过滤液、羧酸、有机胺及纳米铜放入反应器中，使用氮气保护，设定温度为134～142℃，进行反应，收集反应混合物，进行旋转蒸发，去除水，收集剩余物，并过滤，收集滤液，即可得柴油抗磨剂。
2.根据权利要求1所述的柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述混合油脂为棕榄油、亚麻油、棉籽油和椰子油中任意两种按质量比1:1混合而成。
3.根据权利要求1所述的柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述复合催化剂为钯炭催化剂及雷尼镍按质量比3:1混合而成，复合催化剂的加入量为混合油脂质量的0.9～1.8％。
4.根据权利要求1所述的柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）加压的压力为1.5～2.3MPa。
5.根据权利要求1所述的柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中过滤液、羧酸、有机胺及纳米铜的质量比为6～8:4～7:5～9:0.6～0.9。
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