CN116622423B

CN116622423B - 一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂及其制备方法

Info

Publication number: CN116622423B
Application number: CN202310423383.2A
Authority: CN
Inventors: 姜会昌
Original assignee: Qingdao Weishipu Environmental Protection And Energy Saving Technology Co ltd
Current assignee: Qingdao Weishipu Environmental Protection And Energy Saving Technology Co ltd
Priority date: 2023-04-20
Filing date: 2023-04-20
Publication date: 2024-03-15
Anticipated expiration: 2043-04-20
Also published as: CN116622423A

Abstract

本发明涉及燃油清净剂技术领域，具体涉及一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，包括以下重量分数组分：清净剂主剂30％‑50％、抗氧剂1.5％‑5％、防锈剂2％‑3.5％、破乳剂1％‑2％，剩余为载体油；主剂为改性聚醚胺，改性聚醚胺的分子量为500‑3500。本申请中的清净剂主剂是通过对聚醚胺结构进行改进后得到改性聚醚胺，即以聚醚为主链结构，一端为胺基封端，另一端通过封端剂进行封端，将端基设置为亲油基团，胺基一端包裹在积碳的表面进行清除，另一端为亲油基团，改善油溶性能，能有效防止积碳聚集，还可以将积碳分散在油中排出发动机，有效防止在燃油喷嘴上发生结焦的现象，提升清净性能；与其他组分配合使用，实现集清净、抗氧、除锈、破乳等多功能于一体的复合燃油清净剂。

Description

一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及燃油清净剂技术领域，具体涉及一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂及其制备方法。

背景技术

目前汽车排放标准不断提升以及现在发动机技术的不断进步，对车用燃料清净性提出了越来越高的要求，由于柴油内含有的烃类成分碳链较长，含有不饱和烃类等成分，在燃烧过程中容易燃烧不充分，容易产生积碳，发动机供油系统中会产生沉积物，使得喷油嘴部分或完全堵塞，导致发动机工作负荷增大，增加油耗；同时由于燃烧不完全还会造成尾气烟度大，导致污染物排放量增大。因此基于上述问题，现有技术中有待进一步改进。

发明内容

针对现有技术中的技术问题，本发明的目的在于提供一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，解决了现有技术中燃油清净剂清净效果不好以及燃油油耗和排放量较高的问题，在实现优异的清净性能的同时，还具有降低油耗和排放量的多效功能。同时本发明提供了其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一方面，本发明提供了一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，包括以下重量分数组分：清净剂主剂30%-50%、抗氧剂1.5%-5%、防锈剂2%-3.5%、破乳剂1%-2%，剩余为载体油；其中，所述清净剂主剂为改性聚醚胺，所述改性聚醚胺的分子量为500-3500。

本申请中的清净剂主剂是通过对聚醚胺结构进行改进后得到改性聚醚胺，具体的，所述改性聚醚胺以聚醚为主链结构，一端为胺基封端，另一端通过封端剂进行封端，将端基设置为亲油基团，有效改善了传统聚醚胺的油溶性能，在作为燃油清净剂的使用过程中，胺基一端包裹在积碳的表面进行清除，另一端为亲油基团，改善油溶性能，即更好的溶于油中，能有效防止积碳聚集，还可以将积碳分散在油中排出发动机，有效防止在燃油喷嘴上发生结焦的现象，降低燃油喷油嘴处的流量损失，降低燃油油耗和烟气排放，进一步提升清净性能；同时在清净剂中还加入了抗氧剂、防锈剂以及破乳剂，实现集清净、抗氧、除锈、破乳等多功能于一体的复合燃料清净剂，使用性能优异。

在上述技术方案基础上，所述清净剂主剂还包括曼尼希碱，所述聚醚胺与曼尼希碱的质量比为1:5~5:1。

优选的，所述聚醚胺与曼尼希碱的质量比为3:1，与聚醚胺的质量比为3:1；在清净剂主剂内加入曼尼希碱，可以更有效改善燃油清净剂的清净性能，降低燃油喷油嘴处的流量损失，有效降低油耗，具有较优异的应用性能。聚醚胺可以有效抑制燃烧室积碳的生成，尤其是本申请中提供的改进后的聚醚胺其油溶性得到有效改善，提升了清净性能；曼尼希碱的清净性能较好，可以对燃烧室中产生的积碳具有较好的清除作用；因此将两者配合作为清净剂的主剂，可以起到抑制燃烧室产生积碳的作用，改善清净剂的整体清净性能；更优选的，通过优化聚醚胺与曼尼希碱之间的使用比例，效果更优。

在上述技术方案基础上，所述抗氧剂为羟胺、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯、N-苯基-α-萘胺、硫磷伯仲烷基锌盐、2,6-二叔丁基对甲酚、N,N二环己胺中的一种或多种。

优选的，本申请中选择胺类抗氧剂，在使用过程中可以有效抑制烃类的氧化反应，并且还可以钝化金属对柴油的催化氧化作用，提高其抗结焦能力，同时也可以进一步提升清净剂对柴油的清净性能。

在上述技术方案基础上，所述防锈剂为山梨酸醇脂肪酸酯、油酸三乙醇胺酯、季戊四醇羊毛酯、十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐、十二烯基丁二酸、苯三唑脂肪胺盐、中的一种或多种。

在上述技术方案基础上，所述破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚、聚环氧乙烷-环氧丙烷醚、二甲基硅油中的一种或多种。

在上述技术方案基础上，所述载体油为壬基酚聚氧丙烯醚、季戊四醇四肉豆蔻酸酯、季戊四醇四月桂酸酯中的一种或多种。

优选的，本申请中采用聚醚类载体油，聚醚的芳烃质量分数最低，粘度指数最高，闪点也符合要求，使得清净剂与柴油之间具有较好的相容性；配合本申请中清净剂主剂采用聚醚胺，聚醚载体油与清净剂主剂混合后清净效果最佳，对沉积物的去除率高，高达90%及以上，分解后残留率较低，满足燃油喷油嘴清净性能以及燃烧室抑制积碳的性能要求。

另一方面，本申请还提供了一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，制备改性聚醚胺，包括以下步骤：

S1，采用醇胺化合物作为起始化合物，与羰基化合物在进行缩合反应，然后脱水后得到亚胺类化合物，反应过程中需要加入吸水剂；

反应过程中，醇胺化合物中的胺基与羰基化合物中的羰基进行缩合反应，脱出水分子后形成碳氮双键，由于反应系统中的水会影响胺基与羰基的缩合反应，因此在反应系统中加入无水硫酸钠或分子筛等吸收反应过程中产生的水分，促进缩合反应的正向进行。

S2，在步骤S1中得到的亚胺化合物中加入环氧化合物，在碱性环境下进行开环聚合反应，得到聚醚化合物；

S3，将步骤2中的聚醚化合物进行脱水反应，同时加入含有亲油基团的封端剂进行反应，最终得到一端为胺基，一端为亲油基团的改性聚醚胺；

步骤二，将步骤一中得到的改性聚醚胺作为清净剂主剂，按照上述质量组分，将抗氧剂、防锈剂、破乳剂以及载体油进行混合依次加入至拌合装置中，充分搅拌后进行静置即可得到最终的燃油清净剂。

在上述技术方案基础上，所述步骤一中的醇胺化合物为乙醇胺、N-甲基一乙醇胺、N-乙基一乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、异丙醇胺中的一种或多种；所述羰基化合物为丙酮、丁酮、戊酮、乙醛、丙醛、戊醛中的一种或多种；所述环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种或多种。

在上述技术方案基础上，所述步骤一中封端剂为苯胺、乙酰胺、本甲酰胺、特戊酰胺、氨基苯酚、氨基萘、氨基萘酚、三苯甲基醚、NaHSO₃中的一种或多种。

优选的，所述羰基化合物为酮类化合物或醛类化合物的一种或多种，所述环氧化合物为环氧烷烃；反应过程中，首先通过酮类或醛类化合物中的羰基与醇胺化合物中的胺基进行反应，得到亚胺类化合物，同时由于亚胺类化合物不稳定容易发生水解，在缩聚反应过程中需要加入吸水剂，保证聚合反应的正向进行；然后再对亚胺化合物进行还原、脱水等反应得到聚醚胺；反应过程中实现了胺基的保护和脱保护，可以有效避免胺基与环氧化合物之间的亲核反应，同时本申请改性聚醚胺的制备过程中加入了封端剂，使得最终得到的改性聚醚胺一端具有胺基，另一端引入亲油基团，在作为燃油清净剂的使用过程中，胺基一端包裹在积碳的表面进行清除，另一端为亲油基团，改善油溶性能，即更好的溶于油中，能有效防止积碳聚集，同时还可以将积碳分散在油中排出发动机，进一步提升清净性能。

下述以乙醇胺和丁酮为例，合成过程如下：

其中，R基为由封端剂引入的亲油基团。

同时，本申请中还提供了一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂在柴油中的应用，所述清净剂与柴油之间的剂油比为1:1000~1:5000。

本申请中的清净剂应用在柴油中，通过其中和、分散稀释以及增溶等作用在柴油机燃烧室中起到清理积碳以及改善大量积碳生成的作用，改善清净性能以及分散性能；有效改善柴油在燃烧过程中酸性物质的腐蚀或沉积，通过对积碳和柴油存储过程中产生的胶质进行吸附和清理，将积碳从喷油嘴上洗涤下来，达到较好的清净效果。

优选的，清净剂与柴油之间的剂油比设置为1:2500；将本申请中的柴油清净剂加入至柴油中，降低燃油结焦量，防止柴油对柴油机喷嘴结焦发生阻塞的影响，降低油耗量；同时在上述使用比例下，可以改善柴油在燃烧过程中容易产生积碳的问题，清净效果较好，燃油燃烧室内燃烧更加充分，降低油耗，减少污染物的排放。

本发明提供的技术方案产生的有益效果在于：

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。需要理解的是，如无特别说明，本发明中的各种原料均可以通过市售得到。

实施例1

本实施例提供了一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，包括以下重量分数组分：清净剂主剂40%、抗氧剂2%、防锈剂1.8%、破乳剂1.5%，剩余为载体油；其中，所述清净剂主剂为改性聚醚胺，所述改性聚醚胺的分子量为3000。

本实施例中清净剂主剂还包括曼尼希碱，且聚醚胺与曼尼希碱的质量比为3:1。

本实施例提供了一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，制备改性聚醚胺，包括以下步骤：

实施例2

本实施例提供了一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，包括以下重量分数组分：清净剂主剂30%、抗氧剂1.5%、防锈剂2%、破乳剂1%，剩余为载体油；其中，所述清净剂主剂为改性聚醚胺，所述改性聚醚胺的分子量为700。

本实施例中清净剂主剂还包括曼尼希碱，且聚醚胺与曼尼希碱的质量比为2:1。

实施例3

本实施例提供了一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，包括以下重量分数组分：清净剂主剂50%、抗氧剂5%、防锈剂3.5%、破乳剂2%，剩余为载体油；其中，所述清净剂主剂为改性聚醚胺，所述改性聚醚胺的分子量为3200。

本实施例中清净剂主剂还包括曼尼希碱，且聚醚胺与曼尼希碱的质量比为5:1。

实施例4

本实施例提供了一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，包括以下重量分数组分：清净剂主剂35%、抗氧剂1.8%、防锈剂2.6%、破乳剂1.3%，剩余为载体油；其中，所述清净剂主剂为改性聚醚胺，所述改性聚醚胺的分子量为1000。

本实施例中清净剂主剂还包括曼尼希碱，且聚醚胺与曼尼希碱的质量比为4:1。

实施例5

本实施例提供了一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，包括以下重量分数组分：清净剂主剂46%、抗氧剂4%、防锈剂3%、破乳剂1.7%，剩余为载体油；其中，所述清净剂主剂为改性聚醚胺，所述改性聚醚胺的分子量为2500。

本实施例中清净剂主剂还包括曼尼希碱，且聚醚胺与曼尼希碱的质量比1:1。

上述实施例2至5中燃油清净剂的制备方法与实施例1中相同，不再一一赘述。

对比例1

本对比例与实施例1不同的是，将上述实施例1中的改性聚醚胺替换为市售的分子量相同的聚醚胺，其他组分相同。

对比例2

本对比例中与实施例1不同的是，将上述实施例1中的清净剂主剂替换为曼尼希碱，即不包含改性聚醚胺，其他组分相同。

实验结果及性能分析

1、清净效果模拟检测

上述实施例1-5，以及对比例1-2中得到的清净剂，将其加入至柴油中，然后在柴油中加入打磨掉氧化层的钢片，模拟发动机燃烧室中的温度和空气流量，在相同的时间下，将钢片取出，检测钢片上沉积物的重量，具体沉积物的重量可通过增重重量来体现；测试结果如下表所示：

通过上述检测结果可以看出，实施例相较于对比例中的沉积物增量均较少，说明本申请中的燃油清净剂的抑制积碳产生以及清理积碳沉积物的效果较好；尤其实施例1中在钢片上的沉积物增重是相对较少的，说明其效果最优。

2、根据上述检测结果，对较优实施例即实施例1进行不同剂油比下的结焦量进行测试，具体结果如下：

3、耗油量和排放量测试

将上述清净剂应用在柴油中，进行台架试验，实验测试结果如下表所示；具体的，根据SH/T0764—2005进行了柴油车添加清净剂前后的台架检验。

根据上述多组实验结果可以看出，加入本申请中的清净剂后，柴油车的节油效果明显，有效降低了油耗量；同时在减排方面，二氧化碳和颗粒物的排放量下降明显，碳氢化合物、CO以及NOx排放量均有下降，虽然相较于颗粒物的减排量下降率少一些，但相较于传统清净剂的效果均有明显提升，说明了本申请中的清净剂不仅具有较好的清净效果，还可以实现减少油耗，降低排放的效果，尤其是在降低颗粒物的排放量方面具有更加有益的技术效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，其特征在于，包括以下重量分数组分：清净剂主剂30%-50%、抗氧剂1.5%-5%、防锈剂2%-3.5%、破乳剂1%-2%，剩余为载体油；其中，所述清净剂主剂为改性聚醚胺和曼尼希碱，所述改性聚醚胺的分子量为500-3500，所述改性聚醚胺与曼尼希碱的质量比为1:5~5:1，所述载体油为壬基酚聚氧丙烯醚；

其中，所述改性聚醚胺的制备方法，包括以下步骤：

S2，在步骤S1中得到的亚胺化合物中加入环氧化合物，在碱性环境下进行开环聚合反应，得到聚醚胺化合物；

S3，将步骤2中的聚醚胺化合物进行脱水反应，同时加入含有亲油基团的封端剂进行反应，最终得到一端为胺基，一端为亲油基团的改性聚醚胺；

所述醇胺化合物为乙醇胺、N-甲基一乙醇胺、N-乙基一乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、异丙醇胺中的一种或多种；所述羰基化合物为丙酮、丁酮、戊酮、乙醛、丙醛、戊醛中的一种或多种；封端剂为苯胺、氨基苯酚、氨基萘、氨基萘酚、三苯甲基醚中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，其特征在于，所述抗氧剂为羟胺、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯、N-苯基-α-萘胺、2,6-二叔丁基对甲酚、N,N二环己胺中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，其特征在于，所述防锈剂为山梨酸醇脂肪酸酯、油酸三乙醇胺酯、季戊四醇羊毛酯、十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐、十二烯基丁二酸、苯三唑脂肪胺盐中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂，其特征在于，所述破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚、聚环氧乙烷-环氧丙烷醚中的一种或多种。

5.一种根据权利要求1至4任一项所述的降低油耗与排放的多效燃油清净剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，制备改性聚醚胺，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种降低油耗与排放的多效燃油清净剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的醇胺化合物为乙醇胺、N-甲基一乙醇胺、N-乙基一乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、异丙醇胺中的一种或多种；所述羰基化合物为丙酮、丁酮、戊酮、乙醛、丙醛、戊醛中的一种或多种；所述环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种或多种。

7.一种根据权利要求1至4任一项所述的降低油耗与排放的多效燃油清净剂在柴油中的应用，其特征在于，所述清净剂与柴油之间的剂油体积比为1:1000~1:5000。