[发明专利]一种柴油润滑性改进剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油润滑性改进剂及其制备方法。

背景技术

随着世界各国对环境保护的重视，为了降低柴油机车尾气排放，生产低硫、低多环芳烃、高十六烷值的清洁柴油已经成为炼油行业的发展方向。欧盟、美国等国家要求柴油硫质量分数降低到50mg/kg以下，对多环芳烃含量做出限制，对柴油的十六烷值要求更高；我国对于车用柴油的标准要求也越来越严格，国内外炼油厂都引用新的技术如加氢精制、加氢裂化进一步降低柴油中的硫及多环芳烃含量，来生产符合标准的清洁柴油。硫含量高的柴油中含有天然极性化合物也多，这些极性物质是柴油有效抗磨润滑组分，在脱硫的同时，柴油中具有润滑性能的组分如氮、柴油中的极性物质如多环芳烃、含氧和含氮等化合物也脱除了，使得柴油的润滑性能较差，柴油机喷油系统磨损严重，缩短了发动机使用寿命。

向柴油中加入润滑性改进剂能够使得柴油润滑性能得到提高，以解决柴油发动机磨损问题，使用润滑性改进剂具有方法简便、效果明显、污染小等优点，在工业上得到广泛应用。目前使用的柴油润润滑性改进剂主要有醇、醚、脂肪酸及其酯、盐类或具有清净作用的胺类化合物。这些化合物是一种油性剂，极性基是羧酸及其酯，它们吸附在金属表面，减少金属的直接接触，起到边界润滑、减缓磨损的作用。其中效果最好的是酸类和酯类抗磨剂，而酸类抗磨剂与金属表面易起作用，造成金属的腐蚀。酯类抗磨剂有很好的润滑性能，对于柴油其他性能和喷油系统没有影响，是将来柴油润滑性改进剂的主要发展趋势。当今使用的酯类润滑性改进剂基本都是脂肪酸酯类柴油抗磨剂，随着石油化工行业的发展，酯类润滑性改进剂会从脂肪酸类向其他酸类扩展以合成出效果更好的柴油润滑性改进剂。

发明内容：

本发明的目的是提供一种柴油润滑性改进剂的制备方法，该润滑性改进剂能有效地提高柴油的润滑性能，加入该润滑性改进剂的柴油理化指标满足车用柴油GB19147-2013指标要求。

本发明提供的柴油润滑性改进剂可以通过以下方法制备。

将平均分子量为400～480的环烷酸与C6～C12的一元醇或C2～C4的二元醇以摩尔数为1：1.2～2.5的比例混合，在催化剂和携水剂的存在下160℃～190℃进行反应2～4小时得到反应产物，用70～90℃水洗后减压蒸馏除去多余溶剂得到环烷酸酯，将环烷酸酯与平均分子量400～480的环烷酸按一定质量比例混合得到本发明产品。

具体制备工艺步骤如下：

（1）将平均分子量400～480的环烷酸、醇、催化剂对甲苯磺酸和携水剂甲苯依次加入到1000ml三口烧瓶中，环烷酸与C6～C12的一元醇以摩尔数为1：1.2～2.0的比例混合，催化剂用量为反应物料总质量的1.5～2.5％,携水剂用量为反应物料总质量的18～25％，控制反应温度为160℃～190℃，反应至分水器不再有水分出停止反应，保持温度2～4h反应结束，将产物用70～90℃水反复洗涤，减压蒸馏除去多余溶剂得到环烷酸酯；将环烷酸与环烷酸酯以10～30%:90～70%的比例混合，50～80℃下加热搅拌1～2h后得到本发明产品。

（2）将平均分子量400～480的环烷酸、醇、催化剂对甲苯磺酸和携水剂甲苯依次加入到1000ml三口烧瓶中，环烷酸与C2～C4的二元醇以摩尔数为1：1.5～2.5的比例混合，催化剂用量为反应物料总质量的1.5～2.5％,携水剂用量为反应物料总质量的18～25％，控制反应温度为160℃～190℃，反应至分水器不在有水分出停止反应，保持温度2～4h反应结束，将产物用70～90℃水反复洗涤，减压蒸馏得到环烷酸酯类；将环烷酸与环烷酸酯以10～30%:90～70%的比例混合，50～80℃下加热搅拌1～2h后得到本发明产品。

本过程所用的催化剂有较高的催化活性、较好的选择性，原料易得，催化剂适宜用量为反应物料总质量的1.5～2.5％，最佳加入量为反应物料总质量的1.8～2.2％。携水剂用量为反应物料总质量的18～25％，最佳用量为19～23％。

本发明所用的一元醇，碳链上的碳原子数为C6～C12，二元醇碳链上的碳原子数为C2～C4。

本发明酯化反应适宜反应温度为160℃～190℃，反应物系始终保持在沸腾状态，至反应分出的水达到化学计量值终止。

本发明所具有的优点为：

本发明制得柴油润滑性改进剂润滑效果明显、酸值低，对柴油的其它理化指标没有影响。

本发明可以根据改变醇的类别来改变环烷酸酯的粘度。

本发明可以根据改变环烷酸的质量百分比例来改变柴油润滑性改进剂的酸值。