CN110396444B - 一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法 - Google Patents

一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,将己二酸、二元醇、三元醇以及混合脂肪酸一起投入聚酯反应釜中,置换氮气且鼓氮保护,以保证反应釜在抽真空之前一直处于正压状态;控制塔顶温度在102℃以内,持续升温至230±2℃后,保温3h;开始抽真空,真空度0.02~0.04MPa,维持温度在230±2℃;待产物酸值降至1.2mg KOH/g以内停止反应并降温、停止鼓氮、压滤。相比酸类柴油抗磨剂,本发明采用己二酸为原料制备的产品,不仅能增加柴油的抗磨性,同时更加符合环保理念,对发动机及管路也无腐蚀性。

Description

一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法
技术领域
本发明涉及柴油添加剂制备技术领域,具体涉及一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法。
背景技术
众所周知,机动车尾气是PM2.5颗粒的来源之一,而我国之前炼制和使用的油品中的硫含量偏高,加重了机动车尾气排放的污染程度。传统意义上的柴油是指由C10~C20烃类、少量非烃类、微量添加剂组成的混合物。其中烃类是烷烃、环烷烃及芳香烃,非烃化合物主要是含硫、氮、氧的杂环芳烃类化合物。这些杂环芳烃类化合物中羟基、羰基、胺基、羧基等富电子极性基与缺电子的金属表面发生吸附作用,形成稳定致密的单分子膜,起到边界润滑、减缓磨损的作用。进入21世纪以来,随着人们环保意识的增强,生产低硫、低芳烃的清洁柴油已成为现代炼油工业的主要发展方向。为满足低硫要求,采用加氢裂化等工艺将含硫物质脱除的同时也将极性含氧、含氮和芳香化合物脱除,这些天然极性物质的去除,造成了柴油自身的润滑性的下降,引起了柴油环保问题达标而润滑性差的问题。对于这些问题,添加柴油抗磨剂是解决柴油抗磨性问题最简单有效的方式。
中国专利CN201711069164.X公开了一种柴油酯型抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:将丙三醇、油酸与环烷酸混合,在负压条件下加热进行反应,得到柴油酯型抗磨剂。与现有技术添加碱催化剂制备得到柴油抗磨剂相比,本发明直接采用脂肪酸和醇进行酯化反应。首先,本发明在加热的条件下使脂肪酸和醇直接发生酯化反应,并采用负压对酯化反应进行保护,负压可带走反应中产生的水分,环烷酸的加入在参与反应的同时,某种程度上提供了一种酸性环境,促进酯化反应的进行,因此无需添加任何催化剂,避免了因催化剂中金属离子的残留对酯型抗磨剂的影响。
中国专利CN201610509689.X公开了以生物质蓖麻油为原料,经皂化、酸化处理制得蓖麻油脂肪酸,再和二乙醇胺反应制得油酸醇酰胺结构的润滑基料,再通过油水界面法制得纳米氧化铈,掺杂分散在基料中即可制得润滑抗磨剂。本发明利用氧化铈较高的催化氧化活性,降低柴油碳烟燃烧温度,从而显著减少碳颗粒物废气排放,和油酸醇酰胺结构的润滑基料共混,既解决了传统柴油添加剂减少废气排放方面效果不明显的问题,又弥补了没有很好改善柴油的润滑情况,在抗磨损方面没有显著效果的缺陷,具有极佳的使用效果。
中国专利CN201610190483.5公开了一种全酯类环保柴油抗磨剂及其制备方法,所述抗磨剂由间苯二酚酯、蓖麻油酸、甲醇、甲苯、以及乙醇制备而成。间苯二酚酯是由间苯二酚、乙酸酐、环氧乙烷、氢氧化钾制备而成。该抗磨剂是一种全酯类环保柴油抗磨剂,是车用柴油必须添加的环保抗磨剂,添加后符合国五标准,由于不含硫、氯,以及高度限制硼、硅等多种元素,抗磨效果好,该抗磨剂是现有脂肪酸型和脂肪酯型柴油添加剂的升级换代产品,具有节能、环保、高效等优点,生产方法简单、成本低、产率高。
发明内容
本发明提供了一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,以符合柴油抗磨剂制备的环保无污染的发展趋势。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)配比原理:按下列质量百分数配比原理:己二酸20%~23%;二元醇27%~28%;三元醇2%~4%;混合脂肪酸45%~51%;
(2)将己二酸、二元醇、三元醇以及混合脂肪酸一起投入聚酯反应釜中,置换氮气且鼓氮保护,以确保反应釜在抽真空之前一直处于正压状态;
(3)加热反应物料,控制塔顶温度在102℃以内,反应物料持续升温至230±2℃后,保温3h;
(4)开始抽真空,真空度控制在0.02~0.04MPa,反应物料维持温度在230±2℃;待产物酸值降至1.2mg KOH/g以内停止反应并降温、停止鼓氮、压滤,即得低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂。
作为本发明的进一步改进:二元醇中包括2-甲基-1,3-丙二醇或/和2-甲基-1,3-丙二醇;三元醇为甘油与三羟基丙烷中的任意一种或两种的混合物;混合脂肪酸为辛酸含量大于等于90wt%的脂肪酸,且其铂-钴色度小于等于500hazen。
作为本发明的进一步改进:二元醇中由2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇或/和1,3-丙二醇组成,其中2-甲基-1,3-丙二醇含量大于等于80wt%。
作为本发明的进一步改进:二元醇与三元醇的总质量,与己二酸的质量比大于等于1.35。
作为本发明的进一步改进:步骤(2)中所述正压状态为压力0.003~0.005MPa。
本发明的优点是该抗磨剂产品为全酯类化合物,未使用含磷﹑氮﹑硫﹑氯硼﹑硅化合物,符合环保无污染的要求,为新一代环保型柴油抗磨剂产品;其酸值小,对发动机及管路几乎无腐蚀;其凝固点低,便于冬天添加使用;其生产工艺简单,现有的酯化反应釜一般均可满足其生产条件。
附图说明
图1为本发明制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述。
实施例一,如图1所示:本实施例涉及一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,原料按照质量份数计,组分如下:
Figure GDA0002138184130000031
Figure GDA0002138184130000041
将己二酸、2-甲基-1,3-丙二醇、甘油以及混合脂肪酸一起投入聚酯反应釜中,其中混合脂肪酸中辛酸含量90wt;置换氮气且鼓氮保护,以保证反应釜在抽真空之前压力一直处于0.004MPa;控制塔顶温度在102℃以内,加热持续升温至230℃后,保温3h;开始抽真空,真空度0.03MPa,维持温度在230℃;待产物酸值降至1.2mgKOH/g以内停止反应并降温、停止鼓氮、压滤,即得透明状低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂。
实施例二:一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,原料按照质量份数计,组分如下:
Figure GDA0002138184130000042
将己二酸、2-甲基-1,3-丙二醇、三羟甲基丙烷以及混合脂肪酸一起投入聚酯反应釜中,置换氮气且鼓氮保护,以保证反应釜在抽真空之前压力一直处于0.003MPa;控制塔顶温度在102℃以内,持续升温至231℃后,保温3h;开始抽真空,真空度0.025MPa,维持温度在231℃;待产物酸值降至1.2mg KOH/g以内停止反应并降温、停止鼓氮、压滤,即得透明状低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂。
实施例三:一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,原料按照质量份数计,组分如下:
Figure GDA0002138184130000043
将己二酸、2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷以及混合脂肪酸(辛酸含量90wt%)一起投入聚酯反应釜中,置换氮气且鼓氮保护,以保证反应釜在抽真空之前压力一直处于0.0035MPa;控制塔顶温度在102℃以内,持续升温至229℃后,保温3h;开始抽真空,真空度0.024MPa,维持温度在232℃;待产物酸值降至1.2mg KOH/g以内停止反应并降温、停止鼓氮、压滤,即得透明状低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂。
实施例四:一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,原料按照质量份数计,组分如下:
Figure GDA0002138184130000051
将己二酸、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丙二醇、三羟甲基丙烷以及混合脂肪酸(辛酸含量98wt%)一起投入聚酯反应釜中,置换氮气且鼓氮保护,以保证反应釜在抽真空之前压力一直处于0.0032MPa之间;控制塔顶温度在102℃以内,持续升温至228℃后,保温3h;开始抽真空,真空度0.035MPa,维持温度在232℃;待产物酸值降至1.2mg KOH/g以内停止反应并降温、停止鼓氮、压滤,即得透明状低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂。
实施例五:一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,原料按照质量份数计,组分如下:
Figure GDA0002138184130000052
将己二酸、2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、1,3-丙二醇、甘油以及混合脂肪酸(辛酸含量98wt%)一起投入聚酯反应釜中,置换氮气且鼓氮保护,以保证反应釜在抽真空之前压力一直处于0.0045MPa之间;控制塔顶温度在102℃以内,持续升温至232℃后,保温3h;开始抽真空,真空度0.038MPa,维持温度在228℃;待产物酸值降至1.2mg KOH/g以内停止反应并降温、停止鼓氮、压滤,即得透明状低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂。
上述实施例1~5制备的产品及其添加在柴油中的检测数据见表1。
以上所述,仅用于说明本发明的技术方案而并非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换,只要不脱离本技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)配比原理:按下列质量百分数配比原理:己二酸20%~23%;二元醇27%~28%;三元醇2%~4%;混合脂肪酸45%~51%;
(2)将己二酸、二元醇、三元醇以及混合脂肪酸一起投入聚酯反应釜中,置换氮气且鼓氮保护,以确保反应釜在抽真空之前一直处于正压状态;
(3)加热反应物料,控制塔顶温度在102°C以内,反应物料持续升温至230±2°C后,保温3h;
(4)开始抽真空,真空度控制在0.02~0.04MPa,反应物料维持温度在230±2°C;待产物酸值降至1.2mgKOH/g以内停止反应并降温、停止鼓氮、压滤,即得低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂;
其中,所述二元醇中包括2-甲基-1 ,3-丙二醇;三元醇为甘油与三羟基丙烷中的任意一种或两种的混合物;混合脂肪酸为辛酸含量大于等于90wt%的脂肪酸,且其铂-钴色度小于等于500hazen。
2.根据权利要求1所述的一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,其特征是二元醇由2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇或/和1,3-丙二醇组成,其中2-甲基-1,3-丙二醇含量大于等于80wt%。
3.根据权利要求1所述的一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,其特征是二元醇与三元醇的总质量,与己二酸的质量比大于等于1.35。
4.根据权利要求1所述的一种低凝固点己二酸酯类柴油抗磨剂的制备方法,其特征是步骤(2)中所述正压状态为压力0.003~0.005MPa。
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