CN113999704B - 一种含喹啉柴油降凝剂组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含喹啉柴油降凝剂组合物及其制备方法与应用，组合物包括以下组分及重量份含量：甲基丙烯酸喹啉酯40‑60份、单异丙醇胺30‑50份、环己烷10‑20份、聚乙二醇0‑20份；制备时，将各组分混合后搅拌均匀，之后进行超声分散；应用时，将组合物加入至柴油中，组合物与柴油的质量比为1:(100‑1000)。与现有技术相比，本发明的柴油降凝剂组合物可以通过改变柴油的结晶行为，改变晶体的生长方向并抑制大蜡晶的生成，使其不能形成三维网状结构，从而改善柴油的低温流动性。

Description

一种含喹啉柴油降凝剂组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于柴油降凝剂技术领域，涉及一种含喹啉柴油降凝剂组合物及其制备方法与应用。
背景技术
柴油是工业运输过程和农业生产中不可缺少的一种燃料，具有安全耐用、储存安全等特点。但是柴油低温条件下流动性不好，低温条件下会析出蜡质晶体，阻塞柴油机大滤网，会使发动机熄火，从而影响低温条件下的正常工作。为了解决柴油低温流动性能差的缺点，向柴油中加入低温流动改进剂(即降凝剂)，是解决低温流动性差的最经济高效的一种方法。
近年来，降凝剂技术在我国极速发展。目前，降凝剂的种类主要有聚甲基丙烯酸酯类、乙烯-醋酸乙烯酯类、马来酸酐类、聚α-烯烃类以及含氮类等，对柴油都有较好的降凝效果，但也存在一定的不足之处，例如添加量多、分散性差等。
发明内容
本发明的目的是提供一种含喹啉柴油降凝剂组合物及其制备方法与应用。本发明的柴油降凝剂组合物可以通过改变柴油的结晶行为，改变晶体的生长方向并抑制大蜡晶的生成，使其不能形成三维网状结构，从而改善柴油的低温流动性，并具有良好的分散性，且添加量少。此外，通过加入一定量的表面活性剂(单异丙醇胺)和分散剂(聚乙二醇)，能使柴油降凝剂更好地分散溶解在柴油中，进而更好地改善柴油的低温流动性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种含喹啉柴油降凝剂组合物，该组合物包括以下组分及重量份含量：
Figure BDA0003314164510000011
Figure BDA0003314164510000021
进一步地，所述的甲基丙烯酸喹啉酯由8-羟基喹啉与甲基丙烯酰氯反应而成。
进一步地，所述的8-羟基喹啉与甲基丙烯酰氯的摩尔比为(8-12):1。
进一步地，所述的甲基丙烯酸喹啉酯的制备方法为：将8-羟基喹啉与甲基丙烯酰氯加入至溶剂中，并加入催化剂，反应后得到所述的甲基丙烯酸喹啉酯。
进一步地，所述的溶剂为甲苯，所述的催化剂为过氧化苯甲酰。
进一步地，反应温度为100-110℃，反应时间为7-9h。
一种含喹啉柴油降凝剂组合物的制备方法，该方法为：将各组分混合后搅拌均匀，之后进行超声分散，即得到所述的组合物。
进一步地，搅拌的温度为25-40℃，超声分散的时间为10-20min。
一种含喹啉柴油降凝剂组合物的应用，将所述的组合物加入至柴油中，所述的组合物与柴油的质量比为1:(100-1000)。
进一步地，将所述的组合物加入至柴油中，在30-45℃下搅拌均匀，之后超声分散25-35min。
本发明中，甲基丙烯酸喹啉酯提供了长链和极性基团，提供了大量的结晶位点，吸附在蜡晶表面的极性基团延迟了蜡晶的析出和蜡晶的堆积，使蜡晶分布均匀，进而降低柴油的凝点和冷滤点。
组合物中，甲基丙烯酸喹啉酯的添加量需要适量才能发挥出显著的效果，其余组分的比例只能在限定值内，否则不能充分发挥降凝作用。随着甲基丙烯酸喹啉酯的添加量增加，降凝效果呈现先增后减或平缓的趋势，这说明若添加量不足，蜡晶析出后得不到有效的分散，不但起不到改性效果，反而使起到反效果；当添加量过大时，过量的降凝剂分子不再参与蜡晶的共晶作用吸附，对降凝效果无明显改善。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明组合物中，甲基丙烯酸喹啉酯中的烷基长链可以发生共晶作用来有效改善柴油的低温流动性能，同时还提供其相应的极性基团，增强了降凝剂与蜡晶的接触程度，使降凝剂可以更好地吸附在蜡晶表面，并使蜡晶均匀分布，从而降低柴油的冷凝点和冷滤点，可使其冷凝点降低10-18℃、冷滤点降低5-10℃；
2)本发明中，单异丙醇胺和聚乙二醇分别作为表面活性剂和分散剂，环己烷是良好的降凝剂溶剂，使降凝剂组合物能够均匀高效地分散在柴油中。其中，聚乙二醇是非离子型的水溶性聚合物，能与单异丙醇胺较好地配伍，从而提升降凝剂在柴油中的分散性，提高降凝效果。
3)应用时，只需在超声波处理器上进行超声分散即可，制备工艺简单，操作方便，效果明显。
具体实施方式
下面结合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 BDA0003314164510000031
甲基丙烯酸喹啉酯按照以下方法制备得到：由8-羟基喹啉和甲基丙烯酰氯在摩尔比10:1、反应温度为105℃、甲苯作为溶剂、过氧化苯甲酰作为催化剂的条件下反应8小时得到；
柴油购自加油站；
其余如无特别说明的原料或处理技术，均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。
实施例1：
一种含喹啉柴油降凝剂组合物，由甲基丙烯酸喹啉酯、单异丙醇胺和环己烷混合而成，按质量百分比计算，原料组成及含量如下：
甲基丙烯酸喹啉酯 40％，
单异丙醇胺 50％，
环己烷 10％。
上述柴油降凝剂组合物在柴油降凝中应用时，柴油降凝剂组合物与柴油的比例，按质量比计算，选为1:200，将柴油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，本实施例中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10℃和6℃。
实施例2：
一种含喹啉柴油降凝剂组合物，由甲基丙烯酸喹啉酯、单异丙醇胺、环己烷和聚乙二醇混合而成，按质量百分比计算，原料组成及含量如下：
Figure BDA0003314164510000041
上述柴油降凝剂组合物在柴油降凝中应用时，柴油降凝剂组合物与柴油的比例，按质量比计算，选为1:200，将柴油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，本实施例中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11℃和5℃。
实施例3：
一种含喹啉柴油降凝剂组合物，由甲基丙烯酸喹啉酯、单异丙醇胺、环己烷和聚乙二醇混合而成，按质量百分比计算，原料组成及含量如下：
Figure BDA0003314164510000042
上述柴油降凝剂组合物在柴油降凝中应用时，柴油降凝剂组合物与柴油的比例，按质量比计算，选为1:200，将柴油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，本实施例中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10℃。
实施例4：
一种含喹啉柴油降凝剂组合物，由甲基丙烯酸喹啉酯、单异丙醇胺和环己烷混合而成，按质量百分比计算，原料组成及含量如下：
甲基丙烯酸喹啉酯 60％，
单异丙醇胺 30％，
环己烷 10％。
上述柴油降凝剂组合物在柴油降凝中应用时，柴油降凝剂组合物与柴油的比例，按质量比计算，选为1:200，将柴油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，本实施例中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18℃和8℃。
实施例5：
一种含喹啉柴油降凝剂组合物，由甲基丙烯酸喹啉酯、单异丙醇胺、环己烷和聚乙二醇混合而成，按质量百分比计算，原料组成及含量如下：
Figure BDA0003314164510000051
上述柴油降凝剂组合物在柴油降凝中应用时，柴油降凝剂组合物与柴油的比例，按质量比计算，选为1:200，将柴油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，本实施例中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12℃和6℃。
实施例6：
一种含喹啉柴油降凝剂组合物，由甲基丙烯酸喹啉酯、单异丙醇胺、环己烷和聚乙二醇混合而成，按质量百分比计算，原料组成及含量如下：
Figure BDA0003314164510000052
上述柴油降凝剂组合物在柴油降凝中应用时，柴油降凝剂组合物与柴油的比例，按质量比计算，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，本实施例中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12℃和5℃。
对比例1：
选择市售的聚甲基丙烯酸酯类降凝剂10-320，将其应用在柴油降凝中，降凝剂与柴油的比例，按质量比计算，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的柴油。
经测试，本对比例中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7℃和2℃。
可以看出，本发明中的含喹啉柴油降凝剂组合物对柴油的感受性更强，降凝效果更佳。
对比例2：
与实施例1相比，省去了单异丙醇胺。
经测试，本对比例中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5℃和3℃。
可以看出，单异丙醇胺的引入，有利于增强本发明中含喹啉柴油降凝剂组合物对柴油的感受性，使降凝效果更佳。
对比例3：
与实施例1相比，省去了环己烷。
经测试，本对比例中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6℃和4℃。
可以看出，环己烷的引入，有利于增强本发明中含喹啉柴油降凝剂组合物对柴油的感受性，使降凝效果更佳。
实施例7：
一种含喹啉柴油降凝剂组合物，包括以下组分及重量份含量：
Figure BDA0003314164510000061
其中，甲基丙烯酸喹啉酯由8-羟基喹啉与甲基丙烯酰氯反应而成。8-羟基喹啉与甲基丙烯酰氯的摩尔比为(8-12):1。甲基丙烯酸喹啉酯的制备方法为：将8-羟基喹啉与甲基丙烯酰氯加入至溶剂中，并加入催化剂，反应后得到甲基丙烯酸喹啉酯。溶剂为甲苯，催化剂为过氧化苯甲酰。反应温度为100-110℃，反应时间为7-9h。
含喹啉柴油降凝剂组合物的制备方法为：将各组分混合后搅拌均匀，之后进行超声分散，即得到组合物。搅拌的温度为25-40℃，超声分散的时间为10-20min。
应用时，将组合物加入至柴油中，在30-45℃下搅拌均匀，之后超声分散25-35min。组合物与柴油的质量比为1:(100-1000)。
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)

1.一种含喹啉柴油降凝剂组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量份含量：
Figure FDA0003314164500000011
2.根据权利要求1所述的一种含喹啉柴油降凝剂组合物，其特征在于，所述的甲基丙烯酸喹啉酯由8-羟基喹啉与甲基丙烯酰氯反应而成。
3.根据权利要求2所述的一种含喹啉柴油降凝剂组合物，其特征在于，所述的8-羟基喹啉与甲基丙烯酰氯的摩尔比为(8-12):1。
4.根据权利要求2所述的一种含喹啉柴油降凝剂组合物，其特征在于，所述的甲基丙烯酸喹啉酯的制备方法为：将8-羟基喹啉与甲基丙烯酰氯加入至溶剂中，并加入催化剂，反应后得到所述的甲基丙烯酸喹啉酯。
5.根据权利要求4所述的一种含喹啉柴油降凝剂组合物，其特征在于，所述的溶剂为甲苯，所述的催化剂为过氧化苯甲酰。
6.根据权利要求4所述的一种含喹啉柴油降凝剂组合物，其特征在于，反应温度为100-110℃，反应时间为7-9h。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的含喹啉柴油降凝剂组合物的制备方法，其特征在于，该方法为：将各组分混合后搅拌均匀，之后进行超声分散，即得到所述的组合物。
8.根据权利要求7所述的一种含喹啉柴油降凝剂组合物的制备方法，其特征在于，搅拌的温度为25-40℃，超声分散的时间为10-20min。
9.一种如权利要求1至6任一项所述的含喹啉柴油降凝剂组合物的应用，其特征在于，将所述的组合物加入至柴油中，所述的组合物与柴油的质量比为1:(100-1000)。
10.根据权利要求9所述的一种含喹啉柴油降凝剂组合物的应用，其特征在于，将所述的组合物加入至柴油中，在30-45℃下搅拌均匀，之后超声分散25-35min。
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