[發明專利]一種改善低硫柴油潤滑性的改進劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710893816.5
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN109576021B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 李秀崢;李瀾鵬;曹長海;王宜迪;雒亞東
• 申請（專利權）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大連石油化工研究院
• 主分類號: C10L1/19
• 分類號: C10L1/19;C10L1/16;C10L1/182;C10L10/08
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本發明涉及一種改善低硫柴油潤滑性的改進劑及其制備方法，是將不飽和二元羧酸酯、阻聚劑在150?180℃混合，逐步加入桐油生物柴油，加完后在200?240℃繼續反應一定時間，反應后經減壓蒸餾得到改進劑產品。本發明制備的改進劑能夠提高低硫柴油的潤滑性，產品凝點和酸值較低，并且與低硫柴油的調和比例低，調和后可使低硫柴油滿足國V潤滑性標準和凝點要求。

技術領域

本發明屬于油品添加劑領域，具體涉及一種改善低硫柴油潤滑性的改進劑及其制備方法。

背景技術

隨著柴油機的廣泛使用，柴油的消耗量正逐年增長。然而柴油的大量消耗也必然會導致車輛排放有害物質的進一步加劇。由于排放對生態環境、人類健康和經濟發展有著嚴重影響，各國政府相繼制定了嚴格的排放法規，限制柴油車輛的有害排放。隨著我國柴油國Ⅳ和國Ⅴ標準的實施，柴油的硫含量將降到10ppm以下，脫硫柴油已在國內煉廠實施。目前國內采取加氫處理和加氫裂化等降硫技術，使燃油硫含量大大減少，導致柴油中極性化合物的含量過低，從而大大降低了柴油的潤滑性，出現大量柴油泵的磨損損壞現象，降低了柴油泵的使用壽命。柴油潤滑性問題最早出現于北歐，上世紀九十年代初，瑞典生產的第一類低硫柴油硫含量小于10ppm，芳烴小于5%，第二類硫含量小于50ppm，芳烴小于20%，加之這種柴油的餾分基本上為煤油餾分（95%餾程不大于285℃），因而降低了柴油的自然潤滑性。當這種柴油在市場上銷售時，開始大約有70輛輕負荷柴油車出現了噴油泵磨損問題。美國在推廣使用低硫柴油時，也報道存在大量的潤滑問題，尤其是冬用低濁點柴油，當硫含量低于100ppm時，由于油品潤滑性差，粘度低，在這兩個因素雙重作用下，已出現噴油泵磨損問題。因此，改善低硫柴油的潤滑性是解決低硫柴油大范圍推廣的關鍵問題之一。

現有技術通常是向低硫柴油中添加潤滑性改進劑，其能吸附在金屬表面，在金屬表面上形成一層保護膜，減少金屬之間的摩擦力，有效提高低硫柴油的潤滑性。目前，市場上的潤滑性改進劑主要有不飽和脂肪酸類及其不飽和脂肪酸酯、酰胺類的衍生物，其中酸型改進劑約占市場的70%左右，酯型和酰胺型改進劑約占市場的30%左右。

從現有研究結果來看，酸型改進劑易與柴油中高堿值分散劑發生中和反應，生成羧酸的鈣鹽與鎂鹽，形成沉淀，造成濾網堵塞，從而造成發動機啟動困難等問題。而且酸型改進劑可能會與胺類添加劑發生反應，從而減弱潤滑性能。對于某些酸度偏高的柴油，酸型改進劑的添加可能會進一步增大柴油的酸度，而酯型改進劑酸值較低，可應用于高酸值柴油潤滑性的改進。酯型改進劑含有氧原子及雙鍵，極性較強，一元羧酸酯的極性不夠強，如生物柴油，需要較高添加量才能提高低硫柴油的潤滑性。

CN105001924A公開了一種低凝點柴油抗磨劑及其制備方法，其工藝為以不飽和脂肪酸、多元醇為原料，經催化酯化反應制備不飽和脂肪酸酯抗磨劑。CN105085259A公開了一種季戊四醇不飽和脂肪酸酯的制備方法，以季戊四醇、脂肪酸型柴油抗磨劑和二氧化鈰為原料，產品可用于柴油抗磨劑。但該類脂肪酸多元醇酯型抗磨劑存在遇水易乳化的問題，難以在中國市場上大規模推廣應用，且通常產品凝點較高，難以達到Q/SHCG 57-2014標準中規定的酯型抗磨劑凝點≯-16℃的使用標準。

最新研究結果表明，向低硫柴油中添加生物柴油能夠極大地改善潤滑性，能夠顯著提高生物柴油的附加值。但通常生物柴油只有在較高添加量時才能達到潤滑效果，通常添加量應大于0.8%（體積分數），才能使低硫柴油磨斑直徑降至460μm以下（生物柴油對低硫柴油潤滑性的增進作用[J]，《石油煉制與化工》，2005, 36(7):25-28），因此以其作為添加劑的經濟性較差。另外，生物柴油中含有大量的飽和脂肪酸甲酯，凝點通常在-5℃以上，不能滿足低硫柴油抗磨劑的使用要求，無法適用于寒冷地域。因此，必須通過分子修飾手段提高生物柴油的潤滑性，降低其在低硫柴油中的調和比例和產品凝點。