CN114292205A - 一种船用燃料油稳定性添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用燃料油稳定性添加剂，该船用燃料油稳定性添加剂为烷基酰胺酸结构。该添加剂是将叔烷基胺的二氯甲烷溶液缓慢滴加到丁二酸酐二氯甲烷溶液中,在10℃～30℃继续反应4～8h反应结束后,过滤得到滤饼用二氯甲烷洗涤2‑4次,再用丙酮重结晶,在80～85℃真空干燥后制得；本发明船用燃料油稳定性添加剂与引起燃料油沉淀的沥青质具有非常强的吸附分散作用，从而具有显著的燃料油体系稳定作用，能够使得燃料油有机物沉积率降低至0.05％以下，远优于0.1％技术指标要求。
Description
技术领域
本发明涉及燃料油添加剂领域，具体涉及一种用于船用燃料油的稳定性添加剂及其制备方法。
背景技术
船用燃料油主要由石油的裂化残渣油和直馏残渣油调和一定量的轻质油分(如柴油)制成，渣油组分特点是粘度大，含芳烃化合物、胶质、沥青质多，而轻质油组分如柴油的主要成分为含有15—18个碳的烷烃，这样在渣油与轻质柴油调和成燃料油时由于渣油中稳定沥青质胶体的芳烃化合物氛围被轻质油料中的烷烃稀释和取代，沥青质相对稳定的胶体体系随之被破坏，从而容易分离析出胶质、沥青质等出十分粘稠的有机质沉淀物，导致掺混油料无法正常使用。目前船用残渣燃料油在使用过程中由于油料体系不稳定析出沉淀经常出现喷嘴及缸内积碳导致加剧喷油设备、汽缸等紧密元件的磨损、腐蚀；在净油机和过滤器上生成过多的油渣，使净油机油泥过多、堵塞过滤器；在深油舱内时间长了也会在舱底沉积大量的油泥，导致泵送困难等诸多问题。
发明内容
鉴于渣油与轻质柴油掺混后的燃料油体系不稳定析出沉淀造成的危害，本发明的目的是开发一种能够将胶质、沥青质稳定分散在掺混燃料油中而阻止其析出的稳定性添加剂，以使船用燃料油能够正常稳定使用。
由于船用燃料油不稳定的原因是由于析出沥青质造成的，本发明设计合成了一种对沥青质具有很强吸附分散性的针对性结构的酰胺酸化合物作为燃料油的稳定性添加剂，具体通过如下技术方案予以实现：
本发明提供了一种船用燃料油稳定性添加剂，其具有烷基酰胺酸结构，化学结构式如下：
式中：R1、R2、R3为C1～C6的烷基。
本发明还提供了一种上述船用燃料油稳定性添加剂的制备方法，其中包括如下步骤：将丁二酸酐在均匀搅拌条件下慢慢加入到二氯甲烷中使丁二酸酐会逐渐溶解，再称取叔烷基胺类化合物溶于二氯甲烷中,在10～30℃下,将叔烷基胺的二氯甲烷溶液缓慢滴加到丁二酸酐二氯甲烷溶液中,滴加完毕后继续反应4～6h反应结束后,过滤得到滤饼用二氯甲烷洗涤2-4次,再用丙酮重结晶,在80～85℃真空干燥后制得；
其中叔烷基胺与丁二酸酐的反应摩尔比为1：1.0～1：1.5，反应温度为10℃～30℃。
上述制备方法技术方案中，所述的叔烷基胺与丁二酸酐的反应时间优选为5～7h。
本发明还提供了上述稳定性添加剂在抑制船用燃料油不稳定析出中的应用。
本发明船用燃料油稳定性添加剂与现有技术相比，本发明添加剂的极性端具有酰胺基与羧酸基的两个能形成氢键的基团，能够与沥青质大分子上的N、O等杂原子形成双氢键，从而比单氢键更加牢固地吸附在沥青质分子上；其次本发明添加剂的非极性端的支链烷基比直链烷基具有更强的空间位阻效应，能够更加有效地防止沥青质分子的自缔合，由于该酰胺酸的氢键作用与空间位阻效应是加强版的，使得该稳定剂只需要依靠氢键和支链烷基的空间位阻即具备对沥青质极强的吸附分散性，从而具有优良的燃料油稳定效果。
具体实施方式
下面结合实施例来详细说明本发明技术方案及实施效果。但本实施例所述内容为说明性内容，并不以任何形式限制本发明，不能据此来限定本发明的保护范围。
实施例1：船用燃料油稳定剂A的制备
将100mL二氯甲烷加入250mL三口瓶中,在均匀搅拌下向三口瓶中慢慢加入10.08g丁二酸酐,搅拌条件下丁二酸酐会逐渐溶解。再称取7.36g C8-C10的叔烷基伯胺并溶于二氯甲烷中,然后装入恒压漏斗中。在10℃下,将C8-C10的叔烷基伯胺的二氯甲烷溶液缓慢滴加到三口瓶中,滴加完毕后继续反应5.0h。反应结束后,瓶底的白色沉淀物即为酰胺酸目标产物,将其过滤后的滤饼用二氯甲烷洗涤三次,再用丙酮重结晶,在85℃真空干燥24h得到最终的酰胺酸产品，称量得酰胺酸产品12.71g，计算收率为72.8％。
实施例2：船用燃料油稳定剂B的制备
将100mL二氯甲烷加入250mL三口瓶中,在均匀搅拌下向三口瓶中慢慢加入12.06g丁二酸酐,搅拌条件下丁二酸酐会逐渐溶解。再称取8.75g C12-C14的叔烷基伯胺并溶于二氯甲烷中,然后装入恒压漏斗中。在15℃下,将C12-C14的叔烷基伯胺的二氯甲烷溶液缓慢滴加到三口瓶中,滴加完毕后继续反应6.0h。反应结束后,瓶底的白色沉淀物即为酰胺酸目标产物,将其过滤后的滤饼用二氯甲烷洗涤三次,再用丙酮重结晶,在85℃真空干燥24h得到最终的酰胺酸产品，称量得酰胺酸产品13.80g，计算收率为73.4％。
实施例3：船用燃料油稳定剂C的制备
将100mL二氯甲烷加入250mL三口瓶中,在均匀搅拌下向三口瓶中慢慢加入13.97g丁二酸酐,搅拌条件下丁二酸酐会逐渐溶解。再称取10.12g C12-C14的叔烷基伯胺并溶于二氯甲烷中,然后装入恒压漏斗中。在30℃下,将C12-C14的叔烷基伯胺的二氯甲烷溶液缓慢滴加到三口瓶中,滴加完毕后继续反应7.0h。反应结束后,瓶底的白色沉淀物即为酰胺酸目标产物,将其过滤后的滤饼用二氯甲烷洗涤三次,再用丙酮重结晶,在85℃真空干燥24h得到最终的酰胺酸产品，称量得酰胺酸产品14.42g，计算收率为71.6％。
实施例4：对实施例1～3中制备的三种船用燃料油稳定剂性能评价
(1)实验原料
本实施例中使用的船用燃料油为某炼厂提供的调配燃料油，其主要的理化参数如表1所示。
表1某炼厂调配燃料油理化性能参数
(2)实验方法
在常温下，将5g本发明实施例1-3得到的酰胺酸产品分散于5g 150#溶剂油中配制成质量分数为50％的燃料油稳定剂溶液并备用。
在锥形瓶中称取25g±1g已混合均匀的加有稳定剂的燃料油试样，用带空气冷凝器的软木塞塞紧，然后将试样放入100℃±0.5℃老化油浴的空气套管中，老化24h±15min。老化完成后去除锥形烧瓶，将空气冷凝器换成软木塞后剧烈摇动，知道所有油泥全部悬浮起来，用刮刀刮落锥形烧瓶底部和内壁难以悬浮的沉淀物。然后按照SH/T0701的第8章规定的试验步骤用热过滤法测定总潜在沉淀物。将不加稳定剂的燃料油样品也进行老化24h并以相同方法处理，以此作为空白对比样品。
(3)实验结果
船用燃料油稳定性能的评价结果如表2所示：
表2船用燃料油稳定性助剂性能评价效果
| 燃料油稳定剂 | 总沉积物(老化法)(质量分数)/％ | 标准：不大于0.1％ |
| 空白 | 0.407％ | 超标 |
| 燃料油稳定剂1<sup>#</sup> | 0.035％ | 合格 |
| 燃料油稳定剂2<sup>#</sup> | 0.023％ | 合格 |
| 燃料油稳定剂3<sup>#</sup> | 0.019％ | 合格 |
从表2中数据可以看出，加有本发明所制备的燃料油稳定性助剂的燃料油总沉积物均在0.04％以下，完全符合相关标准中不大于0.1％的指标要求。
Claims (4)
1.一种船用燃料油稳定性添加剂，其特征在于，所述的船用燃料油稳定性添加剂为烷基酰胺酸结构，化学结构式如下：
式中：R1、R2、R3为C1～C6的烷基。
2.一种权利要求1所述的船用燃料油稳定性添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将丁二酸酐在均匀搅拌条件下慢慢加入到二氯甲烷中使丁二酸酐会逐渐溶解，再称取叔烷基胺类化合物溶于二氯甲烷中,在10～20℃下,将叔烷基胺的二氯甲烷溶液缓慢滴加到丁二酸酐二氯甲烷溶液中,滴加完毕后继续反应4～6h反应结束后,过滤得到滤饼用二氯甲烷洗涤2-4次,再用丙酮重结晶,在80～85℃真空干燥后制得；
其中叔烷基胺与丁二酸酐的反应摩尔比为1：1.0～1：1.5，反应温度为10℃～30℃。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤中，叔烷基胺与丁二酸酐的反应时间为5～7h。
4.一种权利要求1所述的船用燃料油稳定性添加剂在抑制船用燃料油不稳定析出中的应用。
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