CN111704942A - 一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物及其制备和应用 - Google Patents

一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物及其制备和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物及其制备和应用，该柴油降凝剂由以下重量百分比的组分组成：聚N‑萘基甲基丙烯酰胺‑甲基丙烯酸十四酯40‑60％，乙烯醇丁醚10‑30％，二乙醇胺5‑20％，油酸聚氧乙烯酯10‑30％。本发明的柴油降凝剂组合物促进了降凝剂在柴油中的溶解性，改善柴油的低温流动性能。

Description

一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物及其制备和应用
技术领域
本发明属于柴油降凝剂技术领域，涉及一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物及其制备和应用。
背景技术
柴油降凝剂又称柴油低温流动性改进剂，是柴油生产中一种常用的添加剂。21世纪以来，通过借鉴学习国外先进的经验和不断地进行创新，我国的柴油降凝剂技术获得飞速的发展，单体、二元、三元和多元共聚物已经成为柴油降凝剂的主流发展趋势。现在已研究并应用的聚合物降凝剂主要有乙烯－醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸酯、富马酸酯、聚α-烯烃等。然而，随着时代的发展，传统的单一聚合物降凝剂存在低温流动性能较差等缺陷，已经不能满足于人们对柴油的需求。本发明正是基于上述问题而提出的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物及其制备和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明的技术方案之一提供了一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物，由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002500928130000011
进一步的，所述的聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯由N-萘基甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸十四酯在甲苯做溶剂、过氧化苯甲酰为引发剂的条件下反应得到。更进一步的，N-萘基甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸十四酯的摩尔比为1:2。更进一步的，反应温度为120℃，时间为8h。此方法引入含氮极性基团与萘环，聚合物降凝剂的降凝效果得到极大提升，且实验流程简短，操作容易。
进一步的，该柴油降凝剂组合物由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002500928130000021
进一步的，该柴油降凝剂组合物由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002500928130000022
进一步的，该柴油降凝剂组合物由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002500928130000023
进一步的，该柴油降凝剂组合物由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002500928130000024
进一步的，该柴油降凝剂组合物由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002500928130000025
进一步的，该柴油降凝剂组合物由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002500928130000026
Figure BDA0002500928130000031
进一步的，该柴油降凝剂组合物由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002500928130000032
若表面活性剂和聚合物降凝剂的添加量超过或低于限定值，其中必有一组分浓度过低，则降凝剂的浓度不足以充分发挥其降凝作用。聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯的添加量尤为重要，只有在适量的情况下才能发挥降凝剂最显著的效果。
本发明的技术方案之二提供了一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物的制备方法，称取聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯，乙烯醇丁醚，二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合搅拌均匀，超声分散，即得到目的产物。
进一步的，混合搅拌的温度为25-40℃，超声分散的时间为15-20min。
本发明的技术方案之三提供了一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物的应用，其特征在于，取柴油降凝剂组合物与柴油按照质量比为1:1000～1:100混合搅拌，超声分散，即完成。
进一步的，所述的柴油为市售0#柴油。
进一步的，混合搅拌的温度为30-45℃，超声分散的时间为30min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的含表面活性剂的柴油降凝剂组合物可以非常有效地降低柴油的冷凝点和冷滤点。聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯的长链烷基起到与蜡晶的共晶作用，含N极性基团起到对蜡晶的分散作用。表面活性剂油酸聚氧乙烯酯对降凝剂和蜡晶具有分散和增容作用，二乙醇胺和乙烯醇丁醚也具有分散作用，四者有效地结合在一起，协同作用，使得柴油的冷凝点和冷滤点降低，显著提高柴油的低温流动性能。
(2)只需在超声波处理器上进行超声分散即可，其制备工艺简单、操作方便、效果明显。
(3)可提高降凝剂在市售0#柴油中的分散性，可使其冷凝点降低18-23℃、冷滤点降低6-11℃。
附图说明
图1为聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯的1HNMR图；
图2为聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯的红外图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
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。
以下实施例中，所用原料具体来源分别如下：
Figure BDA0002500928130000041
聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯则是按照以下方法制备得到：在溶剂条件下，将缚酸剂无水碳酸钾(0.1mol)和萘胺(0.1mol)搅拌溶解，再加入甲基丙烯酰氯(0.12mol)，反应，水洗干燥后得到N-萘基甲基丙烯酰胺；再由N-萘基甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸十四酯在摩尔比1:2，反应温度为120℃，甲苯做溶剂，过氧化苯甲酰为引发剂反应8小时得到。
其余如无特别说明的原料或处理技术，则表明均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。
实施例1
一种柴油的降凝剂组合物，由聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯、乙烯醇丁醚、二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合而成，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下：
Figure BDA0002500928130000051
上述的柴油的降凝剂组合物在柴油降凝中的应用，柴油的降凝剂组合物：柴油的比例，按质量比计算，优选为1:200，将柴油的降凝剂组合物加入到柴油中40℃的温度下混合搅拌均匀后，超声分散25min，即得含有该柴油降凝剂组合物的柴油。
经测试上述实施例1所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低20℃和7℃。
将制得的N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯共聚物进行核磁和红外表征，得到的结果如图1、图2所示。如图1，e处δH＝3.93为与-C＝O-O-相连的亚甲基-CH2-上的峰，f处δH＝7.38-8.07为萘环上的-CH-的峰，δH在5-7之间无明显特征峰，说明C＝C完全聚合；如图2，CH3-伸缩振动峰在2937cm-1处，长链酯中C＝O伸缩振动峰在1731cm-1处，萘环的拉伸振动吸收峰在1521cm-1处，-C-O-C-键的伸缩振动峰在1182cm-1处。
实施例2
一种柴油的降凝剂组合物，由聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯、乙烯醇丁醚、二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合而成，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下：
Figure BDA0002500928130000052
上述的柴油的降凝剂组合物在柴油降凝中的应用，柴油的降凝剂组合物：柴油的比例，按质量比计算，优选为1:200，将柴油的降凝剂组合物加入到柴油中40℃的温度下混合搅拌均匀后，超声分散25min，即得含有该柴油降凝剂组合物的柴油。
经测试上述实施例2所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低21℃和8℃。
实施例3
一种柴油的降凝剂组合物，由聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯、乙烯醇丁醚、二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合而成，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下：
Figure BDA0002500928130000061
上述的柴油的降凝剂组合物在柴油降凝中的应用，柴油的降凝剂组合物：柴油的比例，按质量比计算，优选为1:200，将柴油的降凝剂组合物加入到柴油中40℃的温度下混合搅拌均匀后，超声分散25min，即得含有该柴油降凝剂组合物的柴油。
经测试上述实施例3所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低23℃和10℃。
实施例4
一种柴油的降凝剂组合物，由聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯、乙烯醇丁醚、二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合而成，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下：
Figure BDA0002500928130000062
上述的柴油的降凝剂组合物在柴油降凝中的应用，柴油的降凝剂组合物：柴油的比例，按质量比计算，优选为1:200，将柴油的降凝剂组合物加入到柴油中40℃的温度下混合搅拌均匀后，超声分散25min，即得含有该柴油降凝剂组合物的柴油。
经测试上述实施例4所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低22℃和6℃。
实施例5
一种柴油的降凝剂组合物，由聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯、乙烯醇丁醚、二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合而成，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下：
Figure BDA0002500928130000063
Figure BDA0002500928130000071
上述的柴油的降凝剂组合物在柴油降凝中的应用，柴油的降凝剂组合物：柴油的比例，按质量比计算，优选为1:200，将柴油的降凝剂组合物加入到柴油中40℃的温度下混合搅拌均匀后，超声分散25min，即得含有该柴油降凝剂组合物的柴油。
经测试上述实施例5所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低22℃和9℃。
实施例6
一种柴油的降凝剂组合物，由聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯、乙烯醇丁醚、二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合而成，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下：
Figure BDA0002500928130000072
上述的柴油的降凝剂组合物在柴油降凝中的应用，柴油的降凝剂组合物：柴油的比例，按质量比计算，优选为1:200，将柴油的降凝剂组合物加入到柴油中40℃的温度下混合搅拌均匀后，超声分散25min，即得含有该柴油降凝剂组合物的柴油。
经测试上述实施例6所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低23℃和11℃。
对照实施例1
将实施例1中所使用的聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯无需乙烯醇丁醚，二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合，直接按1000ppm加入到松江0#柴油中，在40℃的温度下混合搅拌均匀后，超声分散25min完全溶解后，进测试，加剂后的松江0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低17℃和5℃。
通过上述实施例和对照实施例1进行对比，可以看出聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯、乙烯醇丁醚、二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合而组成的柴油降凝剂组合物，即通过降凝剂之间的协同作用和助溶剂的增溶作用，提高了降凝剂的降凝效果，改善了柴油的低温流动性。
对照实施例2
优选市售的聚甲基丙烯酸酯类降凝剂10-320在柴油降凝中的应用，降凝剂与柴油的比例，按质量比计算，优选为1:200，将降凝剂加入到柴油中，40℃的温度下混合搅拌均匀后，超声分散25min，即得含有该柴油降凝剂组合物的柴油。
经测试上述对照实施例2所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低17℃和6℃。
通过上述实施例和对照实施例2进行对比，可以看出聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯、乙烯醇丁醚、二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合而组成的柴油降凝剂组合物对油的感受性更强，降凝效果更佳。
对照实施例3：
与实施例1相比，绝大部分都相同，除了将油酸聚氧乙烯酯改为等质量的十二烷基苯磺酸钠。
经测试上述对照实施例3所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低17℃和6℃。
对照实施例4：
与实施例1相比，绝大部分都相同，除了将二乙醇胺替换为等质量的油酸聚氧乙烯酯。
经测试上述对照实施例4所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低16℃和5℃。
对照实施例5：
与实施例1相比，绝大部分都相同，除了将乙烯醇丁醚替换为等质量的二乙醇胺。
经测试上述对照实施例5所得的含有上述柴油降凝剂组合物的市售0#柴油的冷凝点和冷滤点分别降低16℃和5℃。
综上所述，本发明的含表面活性剂的柴油降凝剂组合物可以非常有效地降低柴油的冷凝点和冷滤点。聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯的长链烷基起到与蜡晶的共晶作用，含N极性基团起到对蜡晶的分散作用。表面活性剂油酸聚氧乙烯酯对降凝剂和蜡晶具有分散和增容作用，二乙醇胺和乙烯醇丁醚也具有分散作用，四者有效地结合在一起，协同作用，使得柴油的冷凝点和冷滤点降低，显著提高柴油的低温流动性能。将其加入到市售0#柴油中，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18-23℃、6-11℃，所得降凝剂组合物的降凝效果优于市售降凝剂。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002500928120000011
2.根据权利要求1所述的一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物，其特征在于，所述的聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯由N-萘基甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸十四酯在甲苯做溶剂、过氧化苯甲酰为引发剂的条件下反应得到。
3.根据权利要求2所述的一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物，其特征在于，N-萘基甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸十四酯的摩尔比为1:2。
4.根据权利要求2所述的一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物，其特征在于，反应温度为120℃，时间为8h。
5.根据权利要求1所述的一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002500928120000012
6.根据权利要求1所述的一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物，其特征在于，其由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002500928120000013
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002500928120000014
Figure FDA0002500928120000021
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002500928120000022
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002500928120000023
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002500928120000024
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002500928120000025
7.如权利要求1-6任一所述的一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物的制备方法，其特征在于，称取聚N-萘基甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸十四酯，乙烯醇丁醚，二乙醇胺和油酸聚氧乙烯酯混合搅拌均匀，超声分散，即得到目的产物。
8.根据权利要求7所述的一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物的制备方法，其特征在于，混合搅拌的温度为25-40℃，超声分散的时间为15-20min。
9.如权利要求1-6任一所述的一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物的应用，其特征在于，取柴油降凝剂组合物与柴油按照质量比为1:1000～1:100混合搅拌，超声分散，即完成。
10.根据权利要求9所述的一种含表面活性剂的柴油降凝剂组合物的应用，其特征在于，所述的柴油为市售0#柴油；
混合搅拌的温度为30-45℃，超声分散的时间为30min。
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