[发明专利]一种油溶性聚醚硝酸酯及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种油溶性聚醚硝酸酯及其制备和应用。

背景技术

随着柴油消费量的提高，对柴油的质量要求也越来越高，尤其对柴油十六烷值的要求越来越高。十六烷值(Cetane Number，简称CN)是柴油在压燃发动机中着火性质的量度。十六烷值的高低直接影响着柴油发动机的冷启动性能、污染物排放、耗油量和工作噪音等。我国柴油国家标准要求，轻柴油的十六烷值不低于45，由中间基原油生产或混有催化组分的轻柴油十六烷值允许小于40。虽然各个炼化厂采用催化裂化二次加工工艺以提高轻质油的产量，但是此工艺的稳定性较差，这不能在短期解决市场的需求。目前在柴油中直接添加十六烷值改进剂，其成本低、制备工艺简单，得到广泛应用。

中国发明专利CN102041109A公开了一种柴油十六烷值添加剂及其制备方法，该添加剂中的十六烷值改进剂采用硝酸酯组合物，是由丙三醇三硝酸酯、三缩丙三醇三硝酸酯和4,4-二硝基戊酸甲酯组成，用以提高燃油的稳定性，燃烧更加安全充分，减少发动机的积炭，延长发动机的使用寿命。

欧洲专利EP015684A1公开了一种带有硝酸酯功能基的小分子柴油添加剂，其化学组成为乙二醇醚硝酸酯，其中乙二醇的重复单元为1～15。专利指出当使用0.01～3%的加入量时，可以提高柴油的十六烷值，并且可以使系统保持清洁。

中国发明专利CN102041113A公开了一种新型柴油添加剂组分，它包含十六烷值改进剂、清净分散剂、助燃剂、抗氧与金属钝化剂、低温流动改进剂。其中所述的十六烷值改进剂为一种小分子烷基硝酸酯和小分子烷氧基硝酸酯的协同组合。

中国发明专利CN101665731A公开了一种有机小分子组成的十六烷值改进剂组合物，其成分包括20-50%烷氧基单硝酸酯、15-45%烷氧基多硝酸酯和5-65%胺类化合物，其中胺类化合物作为稳定剂保证了此组合物的安全稳定可靠，该组合物以0.01-0.18%的用量加入到柴油中，最高可提高十六烷值9.7，从而改进柴油的燃烧性能。

中国发明专利CN101787092A介绍了一种柴油十六烷值改进剂――胺基聚乙烯醇多硝酸酯及其制备方法，具体步骤包括首先将碳个数在1000～10000的聚乙烯醇与硝酸反应得到聚乙烯醇多硝酸酯；其次利用胺化还原技术将聚乙烯醇多硝酸酯中的部分硝基还原为胺基，用以提高硝酸酯的稳定性。最终得到目标产品，专利指出将1‰该产品加入到柴油中，十六烷值可以提高6.7。

美国专利US20050160662A1介绍了一种可加入烃类柴油的十六烷值改进剂组合物，其中包括2,2,4-三甲基-6-乙氧基-1,2-二羟基喹啉和β-胡萝卜素。专利中指出将稳定剂2,2,4-三甲基-6-乙氧基-1,2-二羟基喹啉以重量比1：1-1:10的比例加入到β-胡萝卜素中，从而可以得到稳定的β-胡萝卜素组合物。将稳定的β-胡萝卜素组合物加入到柴油中，可以使得十六烷值提高19.2单位。

目前被广泛认可能有效提高柴油十六烷值并商业化的是硝酸酯类化合物，但是这些化合物均是小分子硝酸酯化合物，小分子硝酸酯化合物包含固有缺点，如：稳定性差，抗爆性差，甚至需要加入稳定剂，这不仅增加了制备工序，而且增加了成本。

经过相关文献的检索，目前并没有关于采用长链的油溶性聚醚硝酸酯作为柴油十六烷值改进剂的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异的清净性、低温启动性、润滑特性和稳定性的油溶性聚醚硝酸酯作为柴油十六烷值改进剂。

本发明的另一目的在于提供一种柴油十六烷值改进剂的制备方法，该方法的工艺简单、生产周期短、可实现工业化生产。

本发明所述的油溶性聚醚硝酸酯，其分子通式为：

式中，m=0～5000,n=0～5000，m、n不同时为零，x≧1，R₁为C₁～C₃₀的长链烷烃，R₂为氢或甲基，R₃为C₂～C₃₀的长链烷烃。

本发明提供一种油溶性聚醚硝酸酯的制备方法，按以下工艺步骤进行：