CN1120218C - 环保型多功能柴油添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型多功能柴油添加剂，它由茂金属衍生物消烟助燃剂、聚烷基丙烯酸酯、聚乙烯醋酸乙烯酯、抗氧剂、掩盖剂、分散剂、清净剂和多支化碳链脂肪醇溶剂共八种物质组分混合组成。该柴油添加剂的组成简单、性能良好、社会需求量大，产品效益好投资回报率高，符合国家现行环保政策，其应用推广具有极好的经济效益和社会效益。

Description

环保型多功能柴油添加剂

本发明涉及一种柴油添加剂及其制备工艺。

国外柴油降凝剂(PPD)的研究和生产已有多年的历史，PPD的发展经历了组成结构由简单到复杂即由大分子化合物→高分子聚合物→嵌段高分子共聚物→由多种聚合物组成的混合物的发展过程。八十年代中期出现了复配型柴油降凝剂，八十年代后期一些敏感性高的柴油降凝剂也逐渐出现。目前国际上出现的PPD主要有乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)系列添加剂、乙烯-丙烯酸异丁酯、α-烯烃-马来酸酐共聚物的复合添加剂等，但其产品的功能均是单一的，且价格昂贵、添加成本很高。我国自1965年前后开始了柴油降凝剂的研究开发，其时大多以仿制为主，八十年代后期中国石化总公司明确提出了要“发展高效柴油降凝剂”并将其列入在国家“八五’’和“九五”科技发展规划中。但目前国产柴油柴油降凝剂所存在的问题仍是品种少、功能单一、添加量大(2～5％)，而且产品大部分都以降凝为目的，具有消烟助燃性能者极少，有的柴油添加剂虽有降低烟雾排放的节能效果却不具备降凝效果。

本发明的目的在于克服现有技术所存在的缺陷，提供一种消烟、节能和节能效果明显的环保型多功能柴油添加剂及其制备工艺。

本发明所述的环保型多功能柴油添加剂是由茂金属衍生物消烟助燃剂、聚烷基丙烯酸酯、聚乙烯醋酸乙烯酯、抗氧剂、掩盖剂、分散剂、清净剂和多支化碳链脂肪醇溶剂共八种物质组分混合组成的。其中：

消烟助燃剂的化学通式为

，式中R为甲基或乙基或叔丁基或苄基；

聚烷基丙烯酸酯的化学通式为 式中R₁为H或C₁～C₁₂烷基，R₂为H或C₁～C₁₂烷基，R₃为H或CI或F或C₁～C₁₂烷基，R₁≠R₂≠R₃，n≤400

聚乙烯醋酸乙烯酯的化学通式为

式中R₁＝R₂＝H或F或CI或C₁～C₃烷基，R₃为H或C₁～C₃烷基，R₄为H或CH₃，7≥m≥5，60≥n≥15；

抗氧剂采用含氮复合物T1401或T502或T501；

掩盖剂采用硫磷化聚异丁烯钡盐T108；

分散剂采用环烷酸的金属盐T111；

清净剂采用醋酸乙烯酯ECA_2、3或含氮有机复合物T151或T2301；

多支化碳链脂肪醇的化学通式为ROH，式中R为多支化碳链。

在本发明所述添加剂的物质组成中，茂金属衍生物消烟助燃剂采用电化学法生产，其产品质量稳定，具有良好的消烟助燃性；聚烷基丙烯酸酯和聚乙烯醋酸乙烯酯可共混改性，起共促进降凝作用，形成立体覆盖-稳定分散网状结构，可以达到细化蜡晶，与新生蜡晶共晶抑制蜡晶进一步生长，从而降低油品的凝固点，改善其低温流动性；抗氧剂、掩盖剂、分散剂、清净剂和多ROH溶剂均属柴油掺合组分，它们与前述三组分进行复配后，即生产出兼具消烟、节能、降凝效果的环保型多功能柴油添加剂。

构成该环保型多功能柴油添加剂之各物质组分的含量范围为：

茂金属衍生物消烟助燃剂    5～15％；

聚烷基丙烯酸酯           10～30％；

聚乙烯醋酸乙烯酯          4～15％；

抗氧剂                    3～7％；

掩盖剂                    2～4％；

分散剂                    2～6％；

清净剂                    1～5％；

多支化碳链脂肪醇溶剂     40～50％。

用于制备该柴油添加剂的生产工艺包括三部分技术内容，即茂金属衍生物消烟助燃剂组分的合成工艺、聚烷基丙烯酸酯组分的合成工艺以及全部组分物的复配工艺。

一、茂金属衍生物消烟助燃剂的合成工艺的流程为：原料双聚环戊二烯经解聚并通过蒸馏制得环戊二烯单体，将该单体与碳数为1～4的有机醇溶剂及其碱金属卤化物助剂按50～70∶5～20∶10～45的比例混溶后送入电解槽电解，将电解得到的电解液蒸馏，回收溶剂，将蒸馏得到的固体物重结晶、干燥后即得到消烟助燃剂组分。

二、聚烷基丙烯酸酯的合成工艺的流程为：将烷基丙烯酰胺水解，水解产物与高级脂肪醇在酸性条件下发生酯化反应并生成烷基丙烯酸酯，经蒸馏、干燥、精制后进入聚合高压反应釜，加入引发剂进行游离基聚合，控制产品的分子量在10⁵以下，所得产品即为聚烷基丙烯酸酯组分。

三、全部组分的复配工艺流程为：将消烟助燃剂、聚烷基丙烯酸酯和聚乙烯醋酸乙烯酯分别溶入一定量的多支化碳链脂肪醇溶剂后送入调和复配釜，再依次加入抗氧剂、分散剂、清净剂和其余的多支化碳链脂肪醇溶剂，在低于50℃温度下搅拌剂液直至均匀，剂液混合溶解冷却至室温后即得成品物质。

实施方法一：

将63kg双聚环戊二烯经加热解聚再经精馏冷凝后的环戊二烯单体，将该单体碳数为1～4的有机醇溶剂及其碱金属卤化物助剂按60∶15∶30的比例混溶后送入电解槽电解，电解槽以铁为阳极；将电解得到的电解液蒸馏回收溶剂，蒸馏得到的固体物经重结晶，得消烟助燃剂成品70.5kg，产品收率97％。

实施方法二：

将8.5kg烷基丙烯酰胺与5kg水在反应釜中作用，生成烷基丙烯酸，加入0.42kg阻聚剂硫酸铜，烷基丙烯酸在稀硫酸存在下与高级脂肪醇发生酯化反应，生成烷基丙烯酸酯和副产物硫酸氢铵，所生成的水不断被硫酸吸收，使反应不断进行；将含烷基丙烯酸酯的反应混合物蒸馏除去未反应物和副产物，得27kg(y₁＝97.19％)粗品和副产物10.4kg，粗品经精制得26.7kg(Y₂＝94％)烷基丙烯酸酯，将烷基丙烯酸酯送入聚合高压反应釜，加入引发剂偶氮二异丁腈，烷基丙烯酸酯在偶氮二异丁腈引发下进行游离基聚合，最后得聚烷基丙烯酸酯成品25.9kg(y₃＝90％)，分子量90000～100000。

实施方法三：

将16kg消烟助燃剂、30kg聚烷基丙烯酸酯、15kg聚乙烯醋酸乙烯酯分别依次送入80kg的ROH溶剂中溶解，控制温度在30～50℃，搅拌2小时至澄清为止，净置冷却；然后将清净剂、分散剂、抗氧剂、掩盖剂分别依次加入进上述溶液中，升温搅拌数小时直至剂液呈均一溶液，冷却后将剂液过0.12mm铜筛，筛下物即为成品，检验合格后装入200L铁桶。

实际应用中，该柴油添加剂的添加量为0.5～1‰，添入该添加剂后的柴油经使用实测消烟率为30～70％，节能5～15％，可将凝固点降低10～20℃，外特性输出功率较原机提高3.6％。该柴油添加剂的组成简单、性能良好、社会需求量大，产品效益好投资回报率高，符合国家现行环保政策，其应用推广具有极好的经济效益和社会效益。

Claims (2)

1、一种环保型多功能柴油添加剂，其特征在于它由茂金属衍生物消烟助燃剂、聚烷基丙烯酸酯、聚乙烯醋酸乙烯酯、抗氧剂、掩盖剂、分散剂、清净剂和多支化碳链脂肪醇溶剂共八种物质组分混合组成，其中：抗氧剂采用含氮复合物T1401或T502或T501，掩盖剂采用硫磷化聚异丁烯钡盐T108，分散剂采用环烷酸的金属盐T111，清净剂采用醋酸乙烯酯ECA_2、3或含氮有机复合物T151或T2301，构成该添加剂之各物质组分的含量范围为：

茂金属衍生物消烟助燃剂    5～15％；

聚烷基丙烯酸酯           10～30％；

聚乙烯醋酸乙烯酯          4～15％；

抗氧剂                    3～7％；

掩盖剂                    2～4％；

分散剂                    2～6％；

清净剂                    1～5％；

多支化碳链脂肪醇溶剂     40～50％。

2、专用于制备权利要求1 所述添加剂的工艺，其特征在于包括消烟助燃剂组分的合成工艺、聚烷基丙烯酸酯组分的合成工艺以及全部组分的复配工艺，其中

2.1、消烟助燃剂的合成工艺的流程为：原料双聚环戊二烯经解聚并通过蒸馏制得环戊二烯单体，将该单体与碳数为1～4的有机醇溶剂及其碱金属卤化物助剂按50～70∶5～20∶10～45的比例混溶后送入电解槽电解，将电解得到的电解液蒸馏，回收溶剂，将蒸馏得到的固体物重结晶、干燥即得到消烟助燃剂组分；

2.2、聚烷基丙烯酸酯的合成工艺的流程为：将烷基丙烯酰胺水解，水解产物与高级脂肪醇在酸性条件下发生酯化反应并生成烷基丙烯酸酯，经蒸馏、干燥、精制后进入聚合高压反应釜，加入引发剂偶氮二异丁腈进行游离基聚合，控制产品的分子量在10⁵以下，所得产品即为聚烷基丙烯酸酯组分；

2.2、全部组分的复配工艺流程为：将消烟助燃剂、聚烷基丙烯酸酯和聚乙烯醋酸乙烯酯分别溶入一定量的多支化碳链脂肪醇溶剂后送入调和复配釜，再依次加入抗氧剂、分散剂、清净剂和其余的多支化碳链脂肪醇溶剂，在低于50℃温度下搅拌剂液直至均匀，剂液混合溶解冷却后即得成品物质。