[发明专利]一种柴油十六烷值改进剂的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于燃油技术领域，具体涉及一种柴油十六烷值改进剂的合成方法。

背景技术                             

社会经济的发展，对能源燃料如柴油的需求越来越高，而对柴油质量的要求也日益提升。柴油十六烷值表征柴油的燃烧性和抗爆性，是评价柴油质量的一项重要指标。目前，世界各国普遍要求柴油十六烷值平均在50左右。在我国，采用催化裂化二次加工工艺生产的柴油的十六烷值很低，通常与直馏柴油调配使用。但是，由于直馏柴油的产量有限，再加上新开发的原油较重，使得我国市售柴油十六烷值普遍达不到超过50的要求。因此提高柴油十六烷值是迫切需要解决的问题。

目前世界各务原油重质化的趋势越来越严重，导致石油产品的性质发生变化，直馏柴油的产量减少，十六烷值不断下降。并且，世界各国的炼油厂普遍采用催化裂化二次加工工艺，以提高轻质油的产量，重油催化裂化技术的开发推广，使得二次加工柴油馏分质量下降，表现为十六烷值低，安定性变差。因此提高柴油十六烷值是迫切需要解决的问题。目前提高柴油十六烷值的方法包括：用直馏柴油和二次加工柴油进行调合、溶剂萃取法，加氢精制或降低催化裂化的反应深度，应用柴油十六烷值改进剂等，但耗次巨大，经济上不合算，而生产十六烷值改进剂成本低，工艺简单，并能有效的提高十六烷值。

十六烷值改进剂的研究从20世纪30年代初期开始，到目前已提出了很多物质可以作为十六烷值改进剂。十六烷值改进剂的物质可以作十六烷值改进剂。十六烷值改进剂的物质按化学组成大致分为10大类，脂肪族烃类：这类化合物有乙炔，丙炔、二乙烯乙炔、丁二烯等。它们比硝酸酯及过氧化物效果差，必须大量添加。醛、酮、醚、酯类，这类化合物有糠醛、丙酮、乙醚、醋酸乙酯、硝化甘油、甲醇等，效果比脂肪族烃稍好。金属化合物类：这类有硝酸钡、油酸铜、二氧化锰、氯酸钾、五氧化钾等，效果比脂肪族烃类差。烷基硝酸酯：亚硝酸硝基甲基尿烷等。其效果一般介于脂肪族烃和烷基硝酸酯之间，这是由于热的不稳定性及亚硝基的共同作用，多硫化物：典型的化合物是二乙基四硫化物，一般多硫化物的效果与肟相同。这可能是化合物中硫的部分氧化物以同样的机理反应的原因。氧化生成物：臭氧是这类物质的代表，但是效果比较差。过氧化物：丙酮过氧化物是最优秀的代表，其效果比烷基硝酸酯还要好些。其它如卤素、硫等。目前使用较多的是烷基硝酸酯。

美国等许多国家对柴油十六烷值改进剂进行了多年的研究，取得一定的成果，不少产品已经商品化。此外，许多国外学者也从实验和理论上对十六烷值改进剂的作用机理进行了较深入的研究，取得了相应的成果。

到目前为止，曾经提出过许多化合物作为十六烷值改进剂，其中常见的有醛、酮、醚、酯、金属化合物、烷基硝酸酯、过氧化物等。据美国、欧洲、日本等国专利介绍的十六烷值改进剂的基本类型有硝酸的有机化合物，过氧化物，硝酸偶氮类化合物，含两个硫的烃类化合物，线性结构的草酸盐乙二醇类等。Ethyl公司曾对烷基硝酸酯作过大量的研究工作，在发动机上作了大量的燃烧试验和冷车起动试验，充分肯定了硝酸戊酯的使用效果。并在此基础上推出了DⅡ-2十六烷值改进剂（硝酸戊酯混合物），这种添加剂油溶性很好，可直接往柴油罐里添加，且由于在水中溶解度小，即使燃料系统中含有水时也保证不出问题，近年来埃索公司又推出了DⅡ-3十六烷值改进剂（硝酸辛酯混合物），该剂与DⅡ-2的使用性能相当，但价格便宜，且不影响柴油闪点，因而使用较多。此外，美国的埃克森公司和英国的Associated Octel公司均有十六烷值改进剂产品问世，商品名称分别是ECA-8487和IC-0801，这两种产品也是烷基硝酸酯，同时，50%2-硝基-2-甲基丙基硝酸酯和50%5，6-环戊基-2-降冰片烯硝酸酯混合物的Drop Wt.Rating为127kg/cm。文献报道采用2-甲氧基乙醇和2-乙基已酸醇的混合醇直接用混酸硝化的方法来制备上述提到的混合硝酸酯。50%2-乙氧基乙基硝酸酯和50%的硝酸异辛酯混合物对柴油CN改进效果具有明显的协同效应，在其提高幅度的情况下，混合酯的用量要比单独使用硝酸异辛酯的用量小，且混合酯的成本较低。