專利名稱：乙醇汽油抗腐蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種關(guān)于用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的含醇汽油技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種含低碳醇汽油的抗腐蝕性添加劑的合成及應(yīng)用。
含有醇的燃料，主要是含有甲醇、乙醇的汽油，由于變性燃料醇的生產(chǎn)過程中不可避免地存在酸、水及微量金屬離子，因此易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的供油系統(tǒng)發(fā)生腐蝕，而且醇本身也對(duì)金屬存在一定的腐蝕及對(duì)橡膠有溶脹效應(yīng)；本發(fā)明的抗腐蝕劑可有效解決由于醇的存在而導(dǎo)致的醇汽油腐蝕性問題，加有該發(fā)明抗腐蝕劑的醇汽油可滿足發(fā)動(dòng)機(jī)醇燃料對(duì)油路系統(tǒng)的抗腐蝕性要求。
在USP4328003中，公開了一種乙醇汽油的抗腐蝕劑的組合物，該組合物由多烯多胺和含磷的烷基酸胺組成，如三乙四胺、四乙五胺、C8-C10的有機(jī)膦酸胺鹽等復(fù)配而成，該抗腐蝕劑由于磷的存在及氮含量的偏高而限制了它的使用。
在USP4426208中，公開了一種乙醇汽油抗腐蝕劑的組合物，該組合物由碳原子數(shù)為C16-C18的不飽和單脂肪羧酸，如油酸或亞油酸，經(jīng)聚合而成的聚合物和碳原子數(shù)為C2-C8的脂肪族二元羧酸化合物組成，如二葵酸等，該組合物對(duì)乙醇汽油的腐蝕性具有較好的抑制作用。
在USP4504278中，公開了一種由鄰氨基苯基乙酮酸酐(即靛紅酸酐)與含氧的C14-C16叔烷基伯胺或含氧的C18-C22叔烷基伯胺合成的乙醇汽油抗腐蝕劑，該合成方法中，采用強(qiáng)極性的二甲基甲酰胺作溶劑，在無催化劑、常壓條件下進(jìn)行。
在USP4505717中，公開了一種由鄰氨基苯基乙酮酸酐(即靛紅酸酐)與可可胺或牛脂胺等伯胺或仲胺類胺化物合成的乙醇汽油抗腐蝕劑，該合成方法中，采用強(qiáng)極性的二甲基甲酰胺作溶劑，在無催化劑、常壓條件下進(jìn)行。
在USP5024677中，公開了一種乙醇汽油抗腐蝕劑的組合物，該組合物由具有抗腐蝕性能的咪唑類化合物和含有烷基酚琥珀酰膽堿的多胺化合物組成，該組合物可有效解決乙醇汽油的腐蝕性問題，但該組合物中的氮含量較高，而且組分功效化合物的取得不容易。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的乙醇汽油抗腐蝕劑是由C4-C8環(huán)狀酸酐與叔烷基伯胺以1∶1-3摩爾比混合并在有機(jī)溶劑內(nèi)經(jīng)酰胺化反應(yīng)合成的。
本發(fā)明的制備方法為在有機(jī)溶劑內(nèi)先加入一定量的C4-C8環(huán)狀酸酐，常壓下，升溫并攪拌使之完全溶解，將溫度升至65-130℃范圍內(nèi)滴加一定量的叔烷基伯胺，在此溫度范圍內(nèi)進(jìn)行酰胺化反應(yīng)合成0.5-3小時(shí)，除去體系中的水，然后冷卻至室溫所得到的粘稠深黃色化合物即為成品；上述C4-C8環(huán)狀酸酐與叔烷基伯胺的摩爾比為1∶1-3。
本發(fā)明的C4-C8環(huán)狀脂肪族酸酐為馬來酸酐、甲基馬來酸酐或鄰苯二甲基酸酐。其中最優(yōu)選的酸酐是馬來酸酐。
本發(fā)明的叔烷基伯胺為一種不含氧的C7-C27的叔烷基伯胺。符合本發(fā)明不含氧的胺化物主要是由烴取代基組成的叔烷基伯胺，符合該叔烷基伯胺化合物的取代基可以是直鏈、支鏈或環(huán)形取代基，該胺化物的總碳原子數(shù)在7-27之間，總碳原子數(shù)最好是12-22的叔烷基伯胺化合物或它們的混合物。最優(yōu)選的不含氧胺化物是總碳原子數(shù)為18-22的叔烷基伯胺混合物。
本發(fā)明的有機(jī)溶劑是弱極性的、具有低粘度的工業(yè)級(jí)自油或低粘度的基礎(chǔ)油。符合本發(fā)明的溶劑是非極性或弱極性的烴基或芳烴溶劑，如還有鄰二甲苯。最優(yōu)選的溶劑是低粘度的加氫礦物基基礎(chǔ)油。
本發(fā)明主要有以下特點(diǎn)1、本發(fā)明適用于含有甲醇或乙醇的汽油，最好是含有變性燃料乙醇的汽油。
2、醇與汽油的體積比為5---20％，最好是乙醇占有的體積比為10％。
3、乙醇汽油中加入抗腐蝕劑，該抗腐蝕劑由酸酐與不含氧的
C7-C27的叔烷基伯胺合成，最好是馬來酸酐與不含氧的C16-C22叔烷基伯胺的反應(yīng)產(chǎn)物。
4、該方法合成的抗腐蝕劑是添加到含低碳醇燃料中的添加劑，含低碳醇燃料包括含有甲醇、乙醇、異丙醇或叔丁醇的烴類燃料，如含有甲醇的汽油、含有乙醇的汽油、含有異丙醇的汽油或含有叔丁醇的汽油。
本發(fā)明還具有工藝簡單、成本低、化學(xué)性能穩(wěn)定、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。注本發(fā)明中所指的乙醇均是指含有變性劑的乙醇，即變性燃料乙醇。
用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的乙醇汽油中必須加入抗腐蝕劑和經(jīng)過嚴(yán)格的混合工藝才能使用，用于調(diào)合乙醇汽油的變性燃料乙醇需有嚴(yán)格的純度和質(zhì)量要求，下表列出了符合國內(nèi)乙醇汽油調(diào)配的變性燃料乙醇質(zhì)量指標(biāo)。

乙醇汽油中一般含有體積比為5-20％的變性燃料乙醇，通常是含有體積比為10％的乙醇。對(duì)于乙醇汽油的抗腐蝕劑而言，加入量一般為5-100ppm(抗腐蝕劑與變性燃料乙醇的質(zhì)量比)，最好是10-50ppm。
本發(fā)明抗腐蝕劑的制備屬于酰胺化反應(yīng)，使用非極性的工業(yè)用白油或加氫基礎(chǔ)油作溶劑，在常壓一定溫度下向溶有酸酐的溶液中滴加不含氧的C7-C27叔烷基伯胺，反應(yīng)1-2小時(shí)后，除去體系中的水，最后得到目的產(chǎn)物。本發(fā)明抗腐蝕劑的制備方法可簡述如下用量筒量取加氫基礎(chǔ)油400ml倒入1000ml的四口燒瓶中，然后加入98g馬來酸酐，升溫并攪拌使之完全溶解，然后將溫度升至90℃，向燒瓶中滴加胺化物，將380g的胺化物在40min左右滴加完畢，并維持反應(yīng)1小時(shí)以上，最后蒸餾除去體系內(nèi)的水，將反應(yīng)物冷卻至室溫，移出反應(yīng)產(chǎn)物并測其總堿值。
本發(fā)明抗腐蝕劑對(duì)乙醇汽油的防腐蝕性能實(shí)驗(yàn)方法如下本方法適用于測定含變性燃料乙醇汽油對(duì)銅片的腐蝕性程度。把一塊已經(jīng)磨光好的銅片完全浸入一定量的試樣中，并按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(GB/T5096)要求加熱到指定的溫度，保持一定時(shí)間，試驗(yàn)結(jié)束后取出銅片，被腐蝕面積占銅片總表面積的百分?jǐn)?shù)，即為腐蝕百分?jǐn)?shù)。用100#砂布把銅片六個(gè)面上的庇去掉。具體操作步驟是，把一張砂紙放在平坦的表面上，用洗滌溶劑濕潤砂紙，以旋轉(zhuǎn)動(dòng)作將銅片對(duì)著砂紙磨擦，用無灰濾紙或鑷子夾持，以防止銅片與手指接觸。磨好后，用無灰濾紙擦去銅片上的金屬屑后，把銅片浸沒在洗滌劑中，銅片從洗滌劑中取出后晾干就可使用，或貯存在洗滌劑中備用。用量筒量取試樣100ml，放入100ml高型燒杯中，同時(shí)將干凈的磁攪拌放入燒杯中。
把溫度計(jì)，銅線插入橡皮塞，銅片掛在銅線上，不要使銅片亂搖動(dòng)；用塞子把燒杯塞緊，溫度計(jì)水銀球應(yīng)在液體中部為宜，銅片至少應(yīng)距液面10mm，但不要接觸燒杯底，以防磁攪拌子轉(zhuǎn)動(dòng)。銅線另一端固定在鐵架臺(tái)上。完畢后，在室溫20℃下放置15分鐘。然后從燒杯中取出20ml液體，再加入10ml蒸餾水，攪拌均勻。在50℃左右，不停攪拌下保持3小時(shí)，就可檢查腐蝕性。如果想檢查延長時(shí)間的腐蝕性，可根據(jù)需要任意選取加熱時(shí)間。如10h，24h等。取下塞子，用鑷子取下銅片，用洗濟(jì)洗去溶液，在無灰濾紙上晾干后，可以用肉眼或放大鏡確定抗腐蝕百分?jǐn)?shù)，必要時(shí)也可借助放大或照像系統(tǒng)。腐蝕數(shù)據(jù)以百分?jǐn)?shù)表示，保留到小數(shù)點(diǎn)后一位(百分?jǐn)?shù)越大表示抗腐蝕性能越好)。
按上述的測試方法，取5片符合標(biāo)準(zhǔn)的相同尺寸銅片，一片放于石油醚中作對(duì)比，其中兩片放于未加抗腐蝕劑的變性燃料乙醇和乙醇汽油中，另兩片放于加有抗腐蝕劑的變性燃料乙醇和乙醇汽油中，經(jīng)過一段時(shí)間的腐蝕性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示

實(shí)施例2取0.25摩爾的鄰苯二甲酸酐和0.5摩爾的C18---C22叔烷基伯胺，首先將鄰苯二甲酸酐完全溶解于加氫基礎(chǔ)油中，待體系溫度升至80℃時(shí)，開始滴加叔烷基伯胺，確保在50±5分鐘內(nèi)滴加完畢，最后維持反應(yīng)40分鐘，然后通過蒸餾法或真空蒸餾法將余在體系中的水除掉，最后冷卻至室溫的粘稠紅色化合物即為目的產(chǎn)品。
按上述的測試方法，取5片符合標(biāo)準(zhǔn)的相同尺寸銅片，一片放于石油醚中作對(duì)比，其中兩片放于未加抗腐蝕劑的變性燃料乙醇和乙醇汽油中，另兩片放于加有抗腐蝕劑的變性燃料乙醇和乙醇汽油中，經(jīng)過一段時(shí)間的腐蝕性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示

實(shí)施例3取0.25摩爾的馬來酸酐和0.5摩爾的C15---C18叔烷基伯胺，首先將馬來酸酐完全溶解于加氫基礎(chǔ)油中，待體系溫度升至80℃時(shí)，開始滴加叔烷基伯胺，確保在50±5分鐘內(nèi)滴加完畢，最后維持反應(yīng)40分鐘，然后通過蒸餾法或真空蒸餾法將余在體系中的水除掉，最后冷卻至室溫的粘稠深黃色化合物即為目的產(chǎn)品。
按上述的測試方法，取5片符合標(biāo)準(zhǔn)的相同尺寸銅片，一片放于石油醚中作對(duì)比，其中兩片放于未加抗腐蝕劑的變性燃料乙醇和乙醇汽油中，另兩片放于加有抗腐蝕劑的變性燃料乙醇和乙醇汽油中，經(jīng)過一段時(shí)間的腐蝕性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示

實(shí)施例4取0.25摩爾的鄰苯二甲酸酐和0.5摩爾的C15---C18叔烷基伯胺，首先將鄰苯二甲酸酐完全溶解于加氫基礎(chǔ)油中，待體系溫度升至80℃時(shí)，開始滴加叔烷基伯胺，確保在50±5分鐘內(nèi)滴加完畢，最后維持反應(yīng)40分鐘，然后通過蒸餾法或真空蒸餾法將余在體系中的水除掉，最后冷卻至室溫的粘稠紅色化合物即為目的產(chǎn)品。
按上述的測試方法，取5片符合標(biāo)準(zhǔn)的相同尺寸銅片，一片放于石油醚中作對(duì)比，其中兩片放于未加抗腐蝕劑的變性燃料乙醇和乙醇汽油中，另兩片放于加有抗腐蝕劑的變性燃料乙醇和乙醇汽油中，經(jīng)過一段時(shí)間的腐蝕性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示

權(quán)利要求
1.一種用于含醇汽油中的乙醇汽油抗腐蝕劑，其特征是C4-C8環(huán)狀酸酐與叔烷基伯胺以1∶1-3摩爾比混合并在有機(jī)溶劑內(nèi)經(jīng)酰胺化反應(yīng)合成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙醇汽油抗腐蝕劑，其特征是C4-C8環(huán)狀脂肪族酸酐為馬來酸酐、甲基馬來酸酐或鄰苯二甲基酸酐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙醇汽油抗腐蝕劑，其特征是叔烷基伯胺為一種不含氧的C7-C27的叔烷基伯胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙醇汽油抗腐蝕劑，其特征是有機(jī)溶劑是弱極性的、具有低粘度的工業(yè)級(jí)白油或低粘度的基礎(chǔ)油。
5.一種用于含醇汽油中的乙醇汽油抗腐蝕劑的制備方法，其特征是在有機(jī)溶劑內(nèi)先加入一定量的C4-C8環(huán)狀酸酐，常壓下，升溫并攪拌使之完全溶解，將溫度升至65-130℃范圍內(nèi)滴加一定量的叔烷基伯胺，在此溫度范圍內(nèi)進(jìn)行酰胺化反應(yīng)合成0.5-3小時(shí)，除去體系中的水，然后冷卻至室溫所得到的粘稠深黃色化合物即為成品；上述C4-C8環(huán)狀酸酐與叔烷基伯胺的摩爾比為1∶1-3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征是C4-C8環(huán)狀脂肪族酸酐為馬來酸酐、甲基馬來酸酐或鄰苯二甲基酸酐。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征是叔烷基伯胺為一種不含氧的C7-C27的叔烷基伯胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征是有機(jī)溶劑是弱極性的、具有低粘度的工業(yè)級(jí)白油或低粘度的基礎(chǔ)油。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征是酰胺化反應(yīng)溫度為80-95℃范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的制備方法，其特征是該叔烷基伯胺化合物的取代基可以是直鏈、支鏈或環(huán)形取代基，該胺化物的總碳原子數(shù)在12--22之間的叔烷基伯胺化合物或混合物。
全文摘要
一種用于含醇汽油中的乙醇汽油抗腐蝕劑及其制備方法,其特點(diǎn)是在有機(jī)溶劑內(nèi)先加入一定量的C
文檔編號(hào)C10L1/22GK1358827SQ0113349
公開日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2001年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者崔君利 申請(qǐng)人:崔君利