專利名稱：改性油脂作為低硫柴油抗磨劑的應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于柴油抗磨劑，確切的說是用改性油脂作為改善低硫柴油潤滑性的添加劑，以防止柴油發(fā)動機因燃燒潤滑性差的燃料而引起泵的磨損。
背景技術：
隨著世界各國對環(huán)保問題的日益重視，為了減少柴油排氣污染，生產高質量的清潔柴油，已成為現代煉油工業(yè)的發(fā)展方向。這種柴油一般具有含硫量低，含芳烴低，十六烷值高，餾分輕等特點。研究表明，硫是增加柴油發(fā)動機排放物中CH、CO，特別是可吸入顆粒物(PM)的最有害元素，所以降低柴油中硫含量對改善大氣污染尤為重要?，F在美國、加拿大、西歐各國的柴油規(guī)格，都規(guī)定柴油含S量小于0.05％，芳烴含量也較低。由于它們普遍采用了較苛刻的加氫工藝，柴油中的極性含氧、含氮化合物的含量都很低，多環(huán)、雙環(huán)芳烴的含量也較少，因而降低了柴油的自然潤滑性能，引起了一些依靠柴油本身來進行潤滑的噴油泵，如旋轉泵(rotary pumps)、分配泵(distributor pumps)出現了磨損，降低了它們的使用壽命。
向柴油中加入添加劑可緩解這一問題。使用添加劑的方法具有成本小、生產靈活、污染少等優(yōu)點，在工業(yè)上受到廣泛的重視。
柴油抗磨劑多為脂肪酸酯、酰胺或鹽的衍生物。EP773279公開了用二聚酸與醇胺反應制備的羧酸酯作為柴油抗磨劑。EP798364公開了用脂肪酸與脂肪胺反應制備的鹽或酰胺作為柴油抗磨劑。EP1209217公開了C6～C50飽和脂肪酸和二羧酸與短鏈油溶性伯、仲、叔胺的反應產物作為柴油抗磨劑。WO9915607公開了二聚脂肪酸與環(huán)氧化物的反應產物作為柴油抗磨劑。以脂肪酸為原料生產抗磨劑成本相對較高。
CS275894、EP605857公開了用脂肪酸酯如菜籽油、向日葵油、蓖麻油等直接作為柴油抗磨劑。這些產品雖具有原料易得、價格較便宜等優(yōu)點，但使用效果相對較差，同時由于其粘度大，在低溫下容易析出，這對其的實際應用也帶來不便。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于以現有技術為基礎，提供一種將改性油脂作為低硫柴油抗磨劑的應用方法。
本發(fā)明提供的將改性油脂作為低硫柴油抗磨劑的應用方法包括在低硫柴油中加入10～2000ppm的改性油脂，所說改性油脂是由天然油脂與醇或胺按照1∶0.1～5的摩爾比在50～200℃溫度下反應1～20小時得到的。
所說天然油脂可以是植物油、也可以是動物油；植物油可以是花生油、玉米油、棉籽油、菜子油、大豆油、棕櫚油、紅花油、亞麻籽油、椰子油、橡樹油、杏仁油、核桃油、蓖麻油、芝麻油、橄欖油、向日葵油等，優(yōu)選花生油、棉籽油、菜子油、大豆油、蓖麻油、芝麻油、向日葵油。植物油可以是未使用過的，也可以是回收的廢植物油。動物油可以是豬油、雞油、鴨油、鵝油、羊油、馬油、牛油、鯨魚油、鯊魚油等，優(yōu)選豬油、雞油、羊油、牛油?？梢允俏词褂眠^的，也可以是回收的廢動物油。
所述的醇類可以是脂肪醇、多元醇、醇胺等的一種或多種。脂肪醇指C1～C10鏈烷醇，優(yōu)選C2～C6醇，如乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇等，正構和異構的皆可。多元醇可以是C2～C18多元醇，如乙二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、各種結構的丁二醇，戊二醇，己二醇，庚二醇，辛二醇，壬二醇，癸二醇、季戊四醇、山梨醇、失水山梨醇等，優(yōu)選C2～C4多元醇。醇胺可以是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺等。
所述的胺類可以是脂肪胺、多烯多胺、環(huán)烷基胺、雜環(huán)胺等的一種或多種，脂肪胺是C1～C10脂肪胺，可以是伯胺或仲胺，優(yōu)選C2～C6脂肪胺，如乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺等，正構和異構的皆可。多烯多胺中氮原子的個數為2～7，優(yōu)選3～6；如二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺等。環(huán)烷基胺可以是環(huán)戊胺、環(huán)己胺等；雜環(huán)胺可以是嗎啉、哌嗪等。
對油脂進行改性反應時，由于天然油脂都是以十八碳酸為主的混合甘油酯，為便于計算投料比，可將其分子量視為與硬脂酸三甘油酯相同(分子量890)。反應時，油脂與醇或胺的摩爾比為1∶0.1～5，優(yōu)選1∶0.5～3，最好為1∶1.0～2.5。
反應可以用酸催化如硫酸、對甲苯磺酸等，也可以用堿催化如氫氧化鈉、氫氧化鉀、有機堿如甲基環(huán)己胺等；還可以不用催化劑。反應時間為1～20小時，優(yōu)選2～10小時。反應溫度為50～200℃，優(yōu)選80～160℃。
所說低硫柴油的硫含量小于500ppm。本發(fā)明提供的柴油抗磨劑在低硫柴油中的添加量一般是10～2000ppm，優(yōu)選50～1000ppm。
根據使用需要，本發(fā)明提供的添加劑還可以與其它添加劑，如流動改進劑、十六烷值改進劑、清凈分散劑、金屬減活劑、防腐劑等同時使用。
本發(fā)明提供的改性油脂的應用方法原料易得、成本低廉、生產簡便，作為柴油抗磨劑使用可顯著改善低硫柴油的潤滑性。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的說明。在這些實施例中，柴油的潤滑性按照ISO/FDIS 12156-1所述方法(美國方法為ASTM D6079-97)在高頻往復試驗機(High-Frequency Reciprocating Rig，HFRR)上測定磨痕直徑(Wear Scar Diameter，WSD)。
實例1將100g蓖麻油和17g1，2-丙二醇(蓖麻油與1，2-丙二醇的摩爾比約為1∶2)置于一裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝管及氮氣導入管的反應器中，通入氮氣5～10分鐘，并在反應過程中保持微弱的氮氣流，加熱攪拌升溫至150℃，反應5小時，冷卻即得產品。
實例2將100g花生油和25g三乙醇胺(花生油與三乙醇胺的摩爾比約為1∶1.5)置于一裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝管及氮氣導入管的反應器中，通入氮氣5～10分鐘，并在反應過程中保持微弱的氮氣流，加熱攪拌升溫至160℃，反應6小時，冷卻即得產品。
實例3將100g棉籽油和17g三乙烯四胺(棉籽油與三乙烯四胺的摩爾比約為1∶2)置于一裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝管及氮氣導入管的反應器中，通入氮氣5～10分鐘，并在反應過程中保持微弱的氮氣流，加熱攪拌升溫至150℃，反應7小時，冷卻即得產品。
實例4將100g蓖麻油和24g嗎啉(蓖麻油與嗎啉的摩爾比約為1∶2.5)置于一裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝管及氮氣導入管的反應器中，通入氮氣5～10分鐘，并在反應過程中保持微弱的氮氣流，加熱攪拌升溫至140℃，反應8小時，冷卻即得產品。
實例5將100g牛油和19g1，2-丙二醇(牛油與1，2-丙二醇的摩爾比約為1∶2.2)置于一裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝管及氮氣導入管的反應器中，通入氮氣5～10分鐘，并在反應過程中保持微弱的氮氣流，加熱攪拌升溫至150℃，反應6小時，冷卻即得產品。
實例6將100g大豆油、8.5g1，2-丙二醇和8.3g正丁醇(大豆油、1，2-丙二醇、正丁醇的摩爾比約為1∶1∶1)置于一裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝管及氮氣導入管的反應器中，通入氮氣5～10分鐘，并在反應過程中保持微弱的氮氣流，加熱攪拌升溫至140℃，反應7小時，冷卻即得產品。
實例7將100g菜籽油、12g二乙烯三胺和10g正丙胺(菜籽油、二乙烯三胺、正丙胺的摩爾比約為1∶1∶1.5)置于一裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝管及氮氣導入管的反應器中，通入氮氣5～10分鐘，并在反應過程中保持微弱的氮氣流，加熱攪拌升溫至150℃，反應6小時，冷卻即得產品。
實例8本實例為實例1～7制得的添加劑在柴油中的使用效果。選用大港0#調和油。其理化性能見表1，加劑前后柴油的HFRR法(ISO12156-1)磨痕直徑WSD1.4見表2，當磨痕直徑小于460um時(60℃)，則柴油的潤滑性合格。
通過表2可以看出，本發(fā)明提供的柴油抗磨劑對低硫柴油能很好改善其潤滑性。
表1 柴油的理化性能密度(20℃)/g·cm-30.8576粘度(40℃)/mm2·s-12.548S含量/mg.kg-1238N含量/mg·kg-1120堿性氮/mg.kg-110鏈烷烴/m％ 38.5總環(huán)烷烴/m％ 18.4總單環(huán)芳烴/m％ 29.6總雙環(huán)芳烴/m％ 11.9三環(huán)芳烴/m％ 1.6
續(xù)表1初餾點/℃ 18820％餾點/℃ 23050％餾點/℃ 25290％餾點/℃ 343干點/℃ 353表2多效添加劑對柴油潤滑性的改善油 樣 加劑量/mg.kg-1WSD1.4/um空白柴油 / 531空白柴油+蓖麻油 300 398空白柴油+大豆油 300 436空白柴油+實例1 300 249空白柴油+實例2 400 320空白柴油+實例3 400 318空白柴油+實例4 500 267空白柴油+實例5 400 316空白柴油+實例6 300 330空白柴油+實例7 400 320
權利要求
1.一種將改性油脂作為低硫柴油抗磨劑的應用方法，包括在低硫柴油中加入10～2000ppm的改性油脂，所說改性油脂是由天然油脂與醇或胺按照1∶0.1～5的摩爾比在50～200℃溫度下反應1～20小時得到的。
2.按照權利要求1所述的應用方法，其特征在于，所說的天然油脂是植物油或動物油，其中植物油選自花生油、玉米油、棉籽油、菜子油、大豆油、棕櫚油、紅花油、亞麻籽油、椰子油、橡樹油、杏仁油、核桃油、蓖麻油、芝麻油、橄欖油和向日葵油；動物油選自豬油、雞油、鴨油、鵝油、羊油、馬油、牛油、鯨魚油和鯊魚油。
3.按照權利要求1或2所述的應用方法，其特征在于，所說的植物油選自花生油、棉籽油、菜子油、大豆油、蓖麻油、芝麻油和向日葵油，所說的動物油選自豬油、雞油、羊油、牛油。
4.按照權利要求1所述的應用方法，其特征在于，所說的醇選自C1～C10脂肪醇、C2～C18多元醇以及醇胺中的一種或多種。
5.按照權利要求1或4所述的應用方法，其特征在于，所說的脂肪醇選自C2～C6鏈烷醇；所說的多元醇選自乙二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、季戊四醇、山梨醇和失水山梨醇；所說的醇胺選自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和甲基二乙醇胺。
6.按照權利要求1所述的應用方法，其特征在于，所說的胺選自C1～C10脂肪胺、氮原子個數為2～7的多烯多胺、C5～C6環(huán)烷基胺以及雜環(huán)胺中的一種或多種。
7.按照權利要求1或6所述的應用方法，其特征在于，所說的脂肪胺選自C2～C6脂肪胺；多烯多胺選自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺；環(huán)烷基胺選自環(huán)戊胺、環(huán)己胺；雜環(huán)胺選自嗎啉和哌嗪。
8.按照權利要求1所述的應用方法，其特征在于，所說的改性油脂是由天然油脂與醇或胺按照1∶0.5～3的摩爾比，在80～160℃下反應2～10小時得到的。
9.按照權利要求1或8所述的應用方法，其特征在于，天然油脂與醇或胺反應的摩爾比為1∶1.0～2.5。
10.按照權利要求1所述的應用方法，其特征在于，所說的改性油脂在低硫柴油中的添加量為50～1000ppm。
全文摘要
一種將改性油脂作為低硫柴油抗磨劑的應用方法，包括在低硫柴油中加入10～2000ppm的改性油脂，所說改性油脂是由天然油脂與醇或胺按照1∶0.1～5的摩爾比在50～200℃溫度下反應1～20小時得到的。其中天然油脂可以是植物油、也可以是動物油。所說的醇選自C
文檔編號C10M159/00GK1524935SQ0310539
公開日2004年9月1日 申請日期2003年2月28日 優(yōu)先權日2003年2月28日
發(fā)明者藺建民, 朱同榮, 黃燕民, 閭邱祁鳴, 李航, 鳴 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院