CN116103066A - 一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用 - Google Patents

一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及柴油降凝剂技术领域，尤其是涉及一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用。本发明的柴油降凝剂组合物由以下重量百分比的组分组成：聚甲基丙烯酸十四酯‑3‑苯甲酰基丙烯酸乙酯‑丙烯酰胺40‑55％，EVA15‑25％，月桂酸单甘油酯15‑25％，三异丙醇胺15‑25％。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，从而提高柴油的低温流动性。

Description

一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用
技术领域
本发明属于柴油降凝剂技术领域，涉及一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用。
背景技术
柴油是轻质石油产品，广泛用于工业运输过程和农业生产中，具有安全耐用、储存安全等特点。柴油在较低温度下会凝固，这是由于柴油中含有一定量的蜡(即正构烷烃)，随着温度的降低，蜡会逐渐析出，并形成蜡晶，当温度进一步降低时，蜡晶会变大，并形成三维网状结构，阻塞柴油机大滤网，从而导致发动机熄火。为了解决柴油低温流动性问题，选择向柴油中加入低温流动性改进剂(即降凝剂)，这是目前最灵活，且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甲基丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯-马来酸酐类、乙烯-醋酸乙烯酯类(EVA)、聚α-烯烃类以及富马酸酯类共聚物等，这些降凝剂的加入能改变蜡的结晶状态和蜡晶大小，有效提高柴油的低温流动性能，但也存在一定的缺点，例如添加量多、分散性差以及普适性差等。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用。本发明的柴油降凝剂组合物中的表面活性剂和分散剂能使柴油降凝剂更好的分散溶解在柴油中，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：
本发明的第一个目的是提供一种柴油降凝剂组合物，由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0004122539180000011
Figure BDA0004122539180000021
上述组分质量百分比之和为100％。
本发明中的三异丙醇胺(作为表面活性剂)、月桂酸单甘油酯(作为分散剂)的加入，进一步提升了降凝剂的降凝效果；甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺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。
在本发明的一个实施方式中，柴油降凝剂组合物由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0004122539180000022
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0004122539180000023
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0004122539180000024
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0004122539180000025
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0004122539180000031
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0004122539180000032
在本发明的一个实施方式中，所述聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺由甲基丙烯酸十四酯、3-苯甲酰基丙烯酸乙酯和丙烯酰胺在以过氧化苯甲酰为催化剂的甲苯溶液中进行聚合反应得到。
在本发明的一个实施方式中，甲基丙烯酸十四酯、3-苯甲酰基丙烯酸乙酯和丙烯酰胺的摩尔比为9：1：1。
在本发明的一个实施方式中，聚合反应过程中，温度为110℃，时间为8h。
本发明的第二个目的是提供一种柴油降凝剂组合物的制备方法，包括以下步骤：
将聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺混匀，即得到目的产物。
在本发明的一个实施方式中，通过搅拌后超声分散进行混匀。
在本发明的一个实施方式中，搅拌温度为25-40℃，超声时间为15-20min。
本发明的第三个目的是提供一种柴油降凝剂组合物在降低柴油冷凝点和冷滤点中的应用，将柴油降凝剂组合物与柴油在30-45℃下混匀。
在本发明的一个实施方式中，通过搅拌后超声分散30min进行混匀。
在本发明的一个实施方式中，所述柴油为市售0#柴油。
在本发明的一个实施方式中，柴油降凝剂组合物与柴油的质量比为1：100-1000。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明中的聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺中的长链烷基主要发生共晶作用，极性基团提供结晶位点并对蜡晶起到了分散作用，改变蜡晶的结晶方式，抑制了大蜡晶和三维网状结构的生成，从而改善了柴油的低温流动性；EVA也是一种效果较好且广泛应用的降凝剂，表面活性剂三异丙醇胺和分散剂月桂酸单甘油酯对降凝剂和蜡晶都有较好的分散作用，使降凝剂聚合物更好的溶解在柴油中，起到协同作用，进一步增强降凝剂的降凝效果。
(2)本发明的一种柴油降凝剂组合物制备时只需将各组分进行超声分散即可，其制备工艺简单、操作方便、效果明显。
(3)本发明的一种柴油降凝剂组合物加入市售0#柴油中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10-14℃、冷滤点降低4-8℃。
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。
下述实施例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：
10-320降凝剂购自上海海联润滑材料科技有限公司；EVA购自泰坦科技；月桂酸单甘油酯购自泰坦科技；三异丙醇胺购自泰坦科技；0#柴油则是购自上海松江加油站公司；
聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺则按照以下方法制备得到：将甲基丙烯酸十四酯、3-苯甲酰基丙烯酸乙酯和丙烯酰胺(摩尔比9：1：1)混匀，然后以甲苯为溶剂，过氧化苯甲酰为催化剂，110℃下聚合反应8小时得到。
其他若无特别说明，所用试剂均为市售试剂，所用检测手段及方法均为本领域常规检测手段及方法。
实施例1
本实施例提供一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用。
一种柴油降凝剂组合物，将聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺在25℃下搅拌后超声分散20min得到柴油降凝剂组合物；
其中，各原料组成及质量百分比如下：
Figure BDA0004122539180000041
Figure BDA0004122539180000051
将上述制备得到的柴油降凝剂组合物加入到市售0#柴油(质量比为1：200)中，并在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，与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低10℃和6℃。
实施例2
本实施例提供一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用。
一种柴油降凝剂组合物，将聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺在40℃下搅拌后超声分散15min得到柴油降凝剂组合物；
其中，各原料组成及质量百分比如下：
Figure BDA0004122539180000052
将上述制备得到的柴油降凝剂组合物加入到市售0#柴油(质量比为1：200)中，并在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，与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低12℃和5℃。
实施例3
本实施例提供一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用。
一种柴油降凝剂组合物，将聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺在30℃下搅拌后超声分散15min得到柴油降凝剂组合物；
其中，各原料组成及质量百分比如下：
Figure BDA0004122539180000053
将上述制备得到的柴油降凝剂组合物加入到市售0#柴油(质量比为1：200)中，并在45℃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，与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低15℃和9℃。
实施例4
本实施例提供一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用。
一种柴油降凝剂组合物，将聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺在40℃下搅拌后超声分散18min得到柴油降凝剂组合物；
其中，各原料组成及质量百分比如下：
Figure BDA0004122539180000061
将上述制备得到的柴油降凝剂组合物加入到市售0#柴油(质量比为1：1000)中，并在30℃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，与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低13℃和7℃。
实施例5
本实施例提供一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用。
一种柴油降凝剂组合物，将聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺在40℃下搅拌后超声分散15min得到柴油降凝剂组合物；
其中，各原料组成及质量百分比如下：
Figure BDA0004122539180000062
将上述制备得到的柴油降凝剂组合物加入到市售0#柴油(质量比为1：100)中，并在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，与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低11℃和6℃。
实施例6
本实施例提供一种柴油降凝剂组合物及其制备与应用。
一种柴油降凝剂组合物，将聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺在40℃下搅拌后超声分散15min得到柴油降凝剂组合物；
其中，各原料组成及质量百分比如下：
Figure BDA0004122539180000071
将上述制备得到的柴油降凝剂组合物加入到市售0#柴油(质量比为1：200)中，并在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，与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低12℃和4℃。
对比例1
将实施例1中所使用的聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺不与EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺混合，直接按质量比1：200加入到市售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，经测试，与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低6℃和3℃。
通过将本对比例和对比例1进行对比，可以看出聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺混合而组成的柴油降凝剂组合物，即通过提高降凝剂在柴油中的溶解性和分散性并通过降凝剂之间的协同作用，提高了降凝剂的降凝效果，有效改善了柴油的低温流动性。
对比例2
将市售的聚甲基丙烯酸酯类降凝剂10-320加入到市售0#柴油(质量比为1：200)中，并在40℃的温度下混合搅拌均匀后，超声分散25min，即得含有聚甲基丙烯酸酯类降凝剂10-320的柴油，与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低6℃和2℃。
通过将本对比例和实施例2进行对比，可以看出聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺混合而组成的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3
除不加EVA外，其他均与实施例1相同。
与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低5℃和3℃。
通过将本对比例和实施例1进行对比，可以看出EVA与聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺混合而组成的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4
除不加月桂酸单甘油酯外，其他均与实施例1相同。
与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低6℃和4℃。
通过将本对比例和实施例1进行对比，可以看出月桂酸单甘油酯与聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA和三异丙醇胺混合而组成的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5
除不加三异丙醇胺外，其他均与实施例1相同。
与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低4℃和4℃。
通过将本对比例和实施例1进行对比，可以看出三异丙醇胺与聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA和月桂酸单甘油酯混合而组成的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6
除将三异丙醇胺改为等质量的聚丙二醇外，其他均与实施例1相同。
与市售0#柴油相比，其冷凝点和冷滤点分别降低5℃和3℃。
通过将本对比例和实施例1进行对比，可以看出聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺，EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺混合而组成的柴油降凝剂组合物对柴油的感受性更强，降凝效果更佳。
综上所述，本发明的一种柴油降凝剂组合物，该组合物甲基丙烯酸十四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；3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺提供其相应的极性基团，增强了降凝剂的分散性，与蜡晶更好的接触，使降凝剂可以更好的吸附在蜡晶表面，并使蜡晶均匀分布，从而降低柴油的凝点和冷滤点；EVA聚合物也是一种应用广泛且效果较好的降凝剂聚合物，其中月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺组分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，同时起到协同作用，因此进一步增强降凝效果。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10-18℃、5-10℃，本发明的柴油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解释，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 FDA0004122539170000011
上述组分质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种柴油降凝剂组合物，其特征在于，其由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0004122539170000012
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0004122539170000013
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0004122539170000014
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0004122539170000015
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0004122539170000021
或由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0004122539170000022
3.根据权利要求1所述的一种柴油降凝剂组合物，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺由甲基丙烯酸十四酯、3-苯甲酰基丙烯酸乙酯和丙烯酰胺在以过氧化苯甲酰为催化剂的甲苯溶液中进行聚合反应得到。
4.根据权利要求3所述的一种柴油降凝剂组合物，其特征在于，甲基丙烯酸十四酯、3-苯甲酰基丙烯酸乙酯和丙烯酰胺的摩尔比为9：1：1。
5.根据权利要求3所述的一种柴油降凝剂组合物，其特征在于，聚合反应过程中，温度为110℃，时间为8h。
6.一种如权利要求1-5任一所述的柴油降凝剂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚甲基丙烯酸十四酯-3-苯甲酰基丙烯酸乙酯-丙烯酰胺、EVA、月桂酸单甘油酯和三异丙醇胺混匀，即得到目的产物。
7.根据权利要求6所述的一种柴油降凝剂组合物的制备方法，其特征在于，通过搅拌后超声分散进行混匀。
8.根据权利要求7所述的一种柴油降凝剂组合物的制备方法，其特征在于，搅拌温度为25-40℃，超声时间为15-20min。
9.一种如权利要求1-5任一所述的柴油降凝剂组合物在改善柴油性能中的应用，其特征在于，将柴油降凝剂组合物与柴油在30-45℃下混匀。
10.根据权利要求9所述的一种柴油降凝剂组合物在降低柴油冷凝点和冷滤点中的应用，其特征在于，柴油降凝剂组合物与柴油的质量比为1：100-1000。
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