CN110283272B - 一种含苯环二元共聚物的应用方法 - Google Patents

一种含苯环二元共聚物的应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含苯环二元共聚物的应用方法,所述的含苯环二元共聚物的制备方法包括:将甲基丙烯酸苄酯‑马来酸酐二元共聚物溶于甲苯溶剂中,加入高级脂肪胺或芳香胺和对甲苯磺酸催化剂,进行胺化反应,纯化,得到甲基丙烯酸苄酯‑马来酸酐二元共聚物。本发明不仅具有较强的溶解性,还能有效改善柴油的低温流动性能。将所得的含苯环二元共聚物的柴油降凝剂添加到松江0#柴油中,可以将柴油的冷凝点和冷滤点分别降低6‑19℃和0‑7℃。

Description

一种含苯环二元共聚物的应用方法
技术领域
本发明涉及一种含苯环二元共聚物的柴油降凝剂的应用,属于油品性能改进技术领域。
背景技术
柴油降凝剂能有效地提高柴油的低温流动性,是改善柴油低温流动性最经济最方便的方法。通过添加降凝剂形成低凝柴油,可以增加原油中柴油馏分切割,节约原油能源,有很大的社会经济效益。柴油在未添加降凝剂时,当温度降低,柴油会析出蜡晶,随着温度的不断下降,蜡晶逐渐增多,最终形成三维网状结构,大大降低柴油的流动性。柴油降凝剂的加入,有效推迟柴油析出蜡晶的温度,并通过共晶,吸附,成核等作用,使蜡晶难以形成三维网状结构,改善柴油的低温流动性能。目前国内的柴油降凝剂品种单一,适用范围有限,对于柴油成分的依赖性较强,并且在冷滤点的降低方面的效果一直不太令人满意。
发明内容
本发明的目的是提供一种含苯环二元共聚物的在柴油降凝中的应用,通过甲基丙烯酸苄酯中的苯环提高降凝剂分子的极性,其次在马来酸酐的碳氧键上引入胺基进行胺化,使马来酸酐除碳碳双键外的其他键得以利用,解决甲基丙烯酸酯类降凝剂的广谱性不佳的问题。提高降凝剂的感受性,提高降凝和降滤的效果。
为了达到上述目的,本发明提供了一种柴油降凝剂,其特征在于,含有含苯环二元共聚物,所述的含苯环二元共聚物的制备方法包括:将甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐二元共聚物溶于甲苯溶剂中,加入高级脂肪胺或芳香胺和对甲苯磺酸催化剂,进行胺化反应,纯化,得到含苯环二元共聚物。
优选地,所述的纯化的具体步骤包括:将反应产物冷却至室温,加入乙醇产生沉淀,将所得沉淀洗涤,真空干燥。
优选地,所述的甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐二元共聚物的制备方法包括:在反应容器中加入甲基丙烯酸苄酯、马来酸酐和甲苯,在氮气保护下,滴加过氧化苯甲酰的甲苯溶液,进行聚合反应,得到甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐二元聚合物。
更优选地,所述的甲基丙烯酸苄酯和马来酸酐的摩尔比为0.9-1.1:1,最优选1:1。
更优选地,所述的过氧化苯甲酰的用量为甲基丙烯酸苄酯和马来酸酐总质量的0.8%-1.2%。
更优选地,所述的聚合反应的温度为90-110℃,聚合反应时间为7-8h。
优选地,所述的高级脂肪胺为十二胺,十四胺,十六胺,十八胺或苯胺。
优选地,所述的高级脂肪胺或芳香胺和马来酸酐的摩尔比例为1:1.8-2.5,最优选1:2。
优选地,所述的对甲苯磺酸的用量为甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐共聚物和高级脂肪胺或芳香胺的总质量的0.6%-0.9%,最优选0.8%。
优选地,所述的胺化反应的温度为110-120℃,聚合反应时间为10-12h。
本发明还提供一种上述聚甲基丙烯酸酯类柴油降凝剂的制备方法,其反应方程式如下所示:
Figure BDA0002086784740000021
即首先,甲基丙烯酸苄酯和马来酸酐在甲苯为溶剂,过氧化苯甲酰为引发剂,氮气保护下,进行聚合反应得到甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐聚合物;
然后,甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐聚合物与高级脂肪胺在甲苯为溶剂,对甲苯磺酸为催化剂,回流温度下进行胺解得到柴油降凝剂。
和现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明的一种聚甲基丙烯酸酯类柴油的降凝剂,由于马来酸酐和甲基丙烯酸酯聚合物只限于双键反应,以及自身的极性,无法进一步改善柴油的低温流动性问题。而甲基丙烯酸苄酯中含有较强极性基团苯甲基,可以提高降凝剂分子的极性,其次在甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐共聚物的基础上进行胺化反应,提高了马来酸酐和甲基丙烯酸酯类化合物的化学键的利用率。解决了甲基丙烯酸酯类降凝剂对于不同油品广谱性不佳的问题,尤其在降低柴油的冷凝点方面具有非常良好的效果。本发明的柴油聚甲基丙烯酸酯类柴油降凝剂不仅具有较强的溶解性,还能有效改善柴油的低温流动性能。将所得的含苯环二元共聚物的柴油降凝剂添加到松江0#柴油中,可以将柴油的冷凝点和冷滤点分别降低6-19℃和0-7℃。
进一步,本发明的一种柴油的降凝剂,其制备工艺简单、体系复合性更强,有助于使体系的性能稳定,实验操作操作方便、降凝效果明显。
进一步,本发明的一种柴油的降凝剂组合物对于市售0#柴油,可使其冷凝点降低6-19℃、冷滤点降低0-7℃。
附图说明
图1.甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐-十八胺的1H NMR图谱。
图2.甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐-十六胺的1H NMR图谱。
图3.甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐-十四胺的1H NMR图谱。
图4.甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐-苯胺的1H NMR图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明中冷滤点的测量方法依据《SH/T0248-2006柴油和民用取暖油冷滤点测定法》进行,冷凝点的测量方法依据《GB510-83石油产品凝点测定》进行。
实施例1
一种柴油降凝剂,由含苯环二元共聚物组成,所述的含苯环二元共聚物的制备方法为:
(1)在装有冷凝管,控温仪,磁力搅拌装置和氮气导入口的三口烧瓶中,加入18.0g甲基丙烯酸苄酯、10.0g马来酸酐及50mL甲苯,先往三口烧瓶中通氮气2-3分钟,抽真空1-2分钟,重复三次以除去反应体系中的空气。在氮气保护下,体系温度缓慢升至110℃,向反应器中滴加10mL含有0.224g过氧化苯甲酰的甲苯溶液(30-45分钟内加完)。反应温度保持在110℃下进行聚合反应8小时后,将聚合物冷却至室温,在反应物中滴加过量的乙醇产生沉淀,过滤除去上清液,再以甲苯和乙醇洗涤沉淀,反复洗涤3次,以除去引发剂过氧化苯甲酰,将所得白色沉淀在50℃下真空干燥6小时,即得目标产物甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐二元共聚物。
(2)称取2g上述合成的甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐二元共聚物溶于35ml甲苯溶剂中,再加入11g十八胺和0.104g对甲苯磺酸催化剂,磁力搅拌,逐渐升温至110-120℃,进行胺化反应10h后,将反应产物冷却至室温,在反应物中滴加过量的甲醇产生沉淀,过滤,将所得沉淀用甲醇洗涤3次,除去体系中的过氧化苯甲酰和未反应的十八胺,将所得白色沉淀在50℃下真空干燥6小时,即得甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐共聚胺化物,即为含苯环二元共聚物。通过GPC测试聚合物的分子Mw为68310g/mol,Mn为53440g/mol,Mw/Mn为1.278,将产物甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐-十八胺进行核磁表征如图1所示。
上述胺化反应所用的甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐二元共聚物、十八胺的量,按摩尔比计算,即甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐共聚物:十八胺为1:2。
实施例2
与实施例1不同之处在于步骤(2)中加入11g十八胺、0.104g催化剂对甲苯磺酸换为加入9.8g十六胺、0.0944g催化剂对甲苯磺酸。通过GPC测试聚合物的分子Mw为61860g/mol,Mn为43510g/mol,Mw/Mn为1.422,将产物甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐-十六胺进行核磁表征如图2所示。
实施例3
与实施例1不同之处在于步骤(2)中加入11g十八胺、0.104g催化剂对甲苯磺酸换为加入8.7g十四胺、0.0856g催化剂对甲苯磺酸。通过GPC测试聚合物的分子Mw为63560g/mol,Mn为46240g/mol,Mw/Mn为1.375,将产物甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐-十四胺进行核磁表征如图3所示。
实施例4
与实施例1不同之处在于步骤(2)中加入11g十八胺、0.104g催化剂对甲苯磺酸换为加入3.8g苯胺、0.0464g催化剂对甲苯磺酸。通过GPC测试聚合物的分子Mw为68640g/mol,Mn为55000g/mol,Mw/Mn为1.248,将产物甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐-苯胺进行核磁表征如图4所示。
应用实施例
对实施例1-4中制备的聚甲基丙烯酸酯类柴油降凝剂做性能测试,测试按照国标GB510-83规定的方法进行。操作步骤为将试样装在试管中,并冷却到预期温度时,将试管倾斜45°经过1分钟观察液面是否移动,取重复测定的两个结果的算术平均值为样品的冷凝点。
将实施例1-4中制备的降凝剂分别编号为A、B、C、D按照不同添加量分别加入松江0#柴油中,进行冷凝点测试,降凝效果具体表现在表1中:
表1
Figure BDA0002086784740000051
ΔSP表示加入降凝剂之后的0#柴油相对于纯0#柴油其冷凝点的降低值,由表1可以得出,降凝剂A、B和C都可以有效降低0#柴油的冷凝点,而实施例3中制备的降凝剂C性能最好,当添加量为1000ppm时,ΔSP为19℃。
对实施例1-4中制备的聚甲基丙烯酸酯类柴油降凝剂对松江0#柴油进行冷滤点测试,测试按照国标SH/T0248-2006规定的方法进行。冷滤点为试样在规定时间内,通过滤网的液体体积不超过20ml的最高温度。取重复测定的两个结果的算术平均值为样品的冷滤点。
将实施例1-4中制备的降凝剂分别编号为A、B、C、D按照不同添加量分别加入松江0#柴油中,进行冷滤点测试,冷滤点的降低效果具体表现在表2中:
Figure BDA0002086784740000061
ΔCFPP表示加入降凝剂之后的0#柴油相对于纯0#柴油其冷滤点的降低值,由表1可以得出,降凝剂A、B和C都在一定程度上可以改善0#柴油的冷凝点,实施例3中制备的降凝剂C在冷滤点的降低方面表现出良好的效果,当添加量为1500ppm时,ΔCFPP为7℃。
综上所述,本发明的一种聚甲基丙烯酸酯类柴油降凝剂,既解决单一甲基丙烯酸类降凝剂的广谱性较差,又提高了马来酸酐中键的利用率,使马来酸酐的反应变得更加多元化,并且还可以有效降低柴油的冷凝点和冷滤点。所得的含有柴油的降凝剂组合物的柴油的冷凝点和冷滤点分别降低6-19℃和0-7℃。
上述内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所做的任何等效变换,均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种柴油降凝剂,其特征在于,含有含苯环二元共聚物,所述的含苯环二元共聚物的制备方法包括:将甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐二元共聚物溶于甲苯溶剂中,加入高级脂肪胺或芳香胺和对甲苯磺酸催化剂,进行胺化反应,纯化,得到含苯环二元共聚物;所述的甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐二元共聚物的制备方法包括:在反应容器中加入甲基丙烯酸苄酯、马来酸酐和甲苯,在氮气保护下,滴加过氧化苯甲酰的甲苯溶液,进行聚合反应,得到甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐二元聚合物;所述的甲基丙烯酸苄酯和马来酸酐的摩尔比为0.9-1.1:1;所述的过氧化苯甲酰的用量为甲基丙烯酸苄酯和马来酸酐总质量的0.8%-1.2%;所述的聚合反应的温度为90-110℃,聚合反应时间为7-8h;所述的高级脂肪胺或芳香胺和马来酸酐的摩尔比例为1:1.8-2.5;所述的对甲苯磺酸的用量为甲基丙烯酸苄酯-马来酸酐共聚物和高级脂肪胺或芳香胺的总质量的0.6%-0.9%;所述的胺化反应的温度为110-120℃,聚合反应时间为10-12h。
2.如权利要求1所述的柴油降凝剂,其特征在于,所述的纯化的具体步骤包括:将反应产物冷却至室温,加入乙醇产生沉淀,将所得沉淀洗涤,真空干燥。
3.如权利要求1所述的柴油降凝剂,其特征在于,所述的高级脂肪胺为十二胺,十四胺,十六胺或十八胺。
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