專利名稱：汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺及其制備方法，是一種減少和防 止汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)沉積物形成的汽柴油清凈分散劑及其制備方 法。
背景技術(shù)：
汽車運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)與燃燒室產(chǎn)生大量的沉積物會(huì)嚴(yán)重影響燃料 的正常噴射、霧化、混合燃燒，使汽車不能正常運(yùn)行；與此同時(shí)，尾氣中的烴類、 C0、 NOx有害物質(zhì)的排放急劇增加，對(duì)大氣環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的破壞。汽車燃油系統(tǒng)沉積 物的形成主要有兩方面的原因 一是由于汽油本身存在膠質(zhì)、雜質(zhì)、以及在生產(chǎn)、 運(yùn)輸、貯存過(guò)程中所攜帶的銹渣等，導(dǎo)致在汽車油箱、進(jìn)油管等部位形成類似油泥 的沉積物；二是由于噴嘴、進(jìn)氣閥處工作溫度較高，汽油中存在的烯烴(尤其是二 烯烴)等不穩(wěn)定組分極易發(fā)生氧化和縮合反應(yīng)，形成膠質(zhì)和樹(shù)脂狀積垢，這些積垢 又吸附周圍環(huán)境的顆粒物質(zhì)，最終以積炭的形式沉積在噴嘴、進(jìn)氣閥、燃燒室的部 位。防止積炭的有效方法是在燃油(汽柴油)中加入清凈分散劑，而其中的主要原 料就是具有清凈分散功能的聚異丁烯胺。聚異丁烯胺是一種優(yōu)良的汽柴油清凈分散劑。它能高效地控制汽柴油機(jī)低溫和 高溫機(jī)件表面沉積物的生成，經(jīng)濟(jì)、快速地改善汽柴油質(zhì)量，降低汽車的排放污染。聚異丁烯胺作為一種表面活性物質(zhì)，具有清凈、分散、破乳和防銹等多種功能。 它可以把汽柴油中氧化形成的潛在沉積物分散或增溶于汽柴油中。阻止它們沉積在 汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部位上，如噴嘴、進(jìn)氣閥、燃燒室等，而對(duì)于在這些部位已經(jīng) 形成的沉積物，汽柴油中的清凈分散劑可以將它們從金屬表面剝離下來(lái)，分散、增 溶于汽柴油中，使這些部位的作用恢復(fù)到或達(dá)到新車機(jī)械參數(shù)狀態(tài)，從而恢復(fù)汽車 原設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)聚異丁烯胺的合成研究較多，專利US4832702提出了活性聚異丁烯在催化劑存在280個(gè)大氣壓的條件下進(jìn)行羧基化反應(yīng)，生成聚異丁烯醇，再于120個(gè)大氣壓 下氨解生成聚異丁烯胺，該方法工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品收率高，但是壓力高設(shè)備投資較大。專利US5346965、 US5508356、 5583168和W098/12284提出了采用氯化烴法生 成聚異丁烯胺。首先，將氯化聚烯烴與至少過(guò)量lmol的胺在IOO'C下反應(yīng)，其次， 過(guò)濾除去未反應(yīng)的胺，然后中和反應(yīng)混合物，最后使用簡(jiǎn)單過(guò)濾法或離心分離法將 聚烯烴胺從固體中分離出來(lái)。US6165237描述里一種無(wú)氯油品添加劑的合成方法氰甲?；?，將氨基進(jìn) 行氰甲酰基化反應(yīng)或者與雙烯酮反應(yīng)，使得氰烷基的a碳原子與胺上的氮原子相連 接。此專利采用了無(wú)氯合成工藝，同時(shí)省去了氫甲?；椒ㄉa(chǎn)聚異丁烯胺過(guò)程 中需要中和的步驟。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種在一般溫度、壓力下生產(chǎn)汽油和柴油清凈 分散劑專用的聚異丁烯胺及其制備方法。技術(shù)方案本發(fā)明的汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺為一種兩親高分 子，親油鏈段是聚異丁烯，親水鏈段是胺基，其結(jié)構(gòu)式為-<formula>formula see original document page 6</formula>R為胺基，可以是(l)——NH2<formula>formula see original document page 6</formula>(4)①<formula>formula see original document page 6</formula>②<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 6</formula>①②<formula>formula see original document page 6</formula>Ri，R2可以是<formula>formula see original document page 6</formula>汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺的制備方法為首先加入a烯鍵含量 >85%的高活性聚異丁烯，然后加入功能性溶劑，在50。C 8(TC下逐步滴加過(guò)氧乙 酸1 3小時(shí)，保溫反應(yīng)4 8小時(shí)，得到環(huán)氧值》60 ragKOH/g的環(huán)氧聚異丁烯；或者 在混酸催化劑或固體酸催化下，于50" 80'C逐滴加入雙氧水1 3小時(shí)，保溫反應(yīng) 4 8小時(shí)得到環(huán)氧值》60mgKOH/g的環(huán)氧聚異丁烯；然后在Raney鎳催化下于120 'C 150。C通氫氣進(jìn)行加氫反應(yīng)3 8小時(shí)，再在相同催化劑作用下20(TC 26(TC通氨氣或胺類物質(zhì)進(jìn)行胺解，得到目的產(chǎn)品；或者加入酸、酚或醇類物質(zhì)作催化劑于11or i6o'c下直接與氨氣或胺類物質(zhì)進(jìn)行胺解，得到目的產(chǎn)品。所述的混酸催化劑的組成為濃度98%貼04、濃度859&H3P04、濃度》99WHAc， 比例為1 10: 1 10: 8 80。所述的固體酸催化劑的組成為硫酸負(fù)載到二氧化鋯。環(huán)氧聚異丁烯直接胺解的催化劑酸、酚或醇類物質(zhì)有 一元羧酸、二元羧酸、 烷基酚、 一元醇，二元醇。功能性溶劑為150 500SN、聚醚、油溶性聚醚酯、芳烴溶劑油，脫芳烴溶劑油 中的一種。有益效果本發(fā)明制備的汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺產(chǎn)品與載體油、攜帶油、破乳劑、抗氧劑、溶劑油，阻聚劑、防銹劑等按一定比例制備出汽油和柴油的清凈分散劑，按4 00ppm的比例加入到汽柴油中，可明顯減少汽柴油結(jié)焦 量。試驗(yàn)結(jié)果表明加劑量400PPM(含載體油等)時(shí)，減焦量在90%以上；臺(tái)架試驗(yàn) 表明，進(jìn)氣閥沉積物平均值7mg/每閥(標(biāo)準(zhǔn)值〈70mg)，燃燒室沉積物總量4600mg， 增加量為23. 8% (標(biāo)準(zhǔn)值〈40%)。
具體實(shí)施方式
將制備的聚異丁烯胺與載體油、攜帶油、破乳劑、抗氧劑、溶劑油，阻聚劑、 防銹劑等按一定比例制備出汽油和柴油的清凈分散劑，按4 00 ppm的比例加入到汽 柴油中，在加入專用助劑環(huán)戊二烯，即可減少和防止汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和燃油 系統(tǒng)沉積物的形成。實(shí)施例1:首先將高活性聚異丁烯700g加入反應(yīng)釜中，然后加入功能性溶劑 D-140約300g到反應(yīng)釜中，此溶劑一方面作為溶劑，另一方面可作為清凈分散劑主 體，在l 3h內(nèi)于50 80'C下逐步滴加過(guò)氧乙酸35g，保溫反應(yīng)4 8h,得到環(huán)氧值 65mgK0H/g的環(huán)氧聚異丁烯，然后，刮膜蒸發(fā)脫除水分，加入乙醇胺486g，在110 150。C下反應(yīng)4 6h，最后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫除游離的乙醇胺，壓濾，得到胺值41mgK0H/g 的目的產(chǎn)品。實(shí)施例2:首先將高活性聚異丁烯700g加入反應(yīng)釜中，然后加入功能性溶劑 D-14&約3GGggJ^^^中，此溶劑一方面作M劑，另一方藍(lán)可作為清凈分散劑主體，再加入硫酸1.3kg，磷酸3.9kg，醋酸50g，在l 3h內(nèi)于50 8(TC下逐步滴 加雙氧水30g，保溫反應(yīng)4 8h，得到環(huán)氧值63ragKOH/g的環(huán)氧聚異丁烯，然后，刮膜 蒸發(fā)脫除水分，加入乙二胺486g和異丙醇250g，在110 150。C下反應(yīng)4 6h，最 后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫除游離的乙二胺和異丙醇，壓濾，得到胺值65mgKOH/g的目的產(chǎn)品。實(shí)施例3:首先將高活性聚異丁烯700g加入反應(yīng)釜中，然后加入功能性溶劑 D"140約300g到反應(yīng)釜中，此溶劑一方面作為溶劑，另一方面可作為清凈分散劑主 體，再加入硫酸1.3kg，磷酸3.9kg，醋酸50g，在1 3h內(nèi)于50 80'C下逐步滴 加雙氧水30g,保溫反應(yīng)4 8h，得到環(huán)氧值63mgK0H/g的環(huán)氧聚異丁烯，然后，刮膜 蒸發(fā)脫除水分，加入Raney Ni 20g，通氫氣至反應(yīng)釜達(dá)到30atm，保持反應(yīng)雀溫度 110 130°C下反應(yīng)2 3h,將多余氫氣釋放，再將反應(yīng)釜升溫至210-260°C下反應(yīng) 4 6h，最后閃蒸脫除多余的氨氣，壓濾，得到胺值23mgKOH/g的目的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺，其特征是該聚異丁烯胺為一種兩親高分子，親油鏈段是聚異丁烯，親水鏈段是胺基，其結(jié)構(gòu)式為id="icf0001" file="S200810023889XC00011.gif" wi="39" he="19" top= "68" left = "33" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>R為胺基，可以是(1)——NH2id="icf0002" file="S200810023889XC00012.gif" wi="84" he="8" top= "100" left = "58" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>id="icf0003" file="S200810023889XC00013.gif" wi="75" he="8" top= "117" left = "58" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>0≤n≤6id="icf0004" file="S200810023889XC00014.gif" wi="26" he="12" top= "134" left = "59" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>R1，R2可以是id="icf0005" file="S200810023889XC00015.gif" wi="30" he="7" top= "156" left = "59" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>0≤x≤5id="icf0006" file="S200810023889XC00016.gif" wi="28" he="7" top= "166" left = "59" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>0≤y≤5id="icf0007" file="S200810023889XC00017.gif" wi="95" he="29" top= "175" left = "59" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>0≤t≤6id="icf0008" file="S200810023889XC00018.gif" wi="47" he="14" top= "213" left = "59" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>R1，R2可以是id="icf0009" file="S200810023889XC00019.gif" wi="32" he="7" top= "239" left = "60" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>0≤x≤5id="icf0010" file="S200810023889XC000110.gif" wi="30" he="7" top= "249" left = "60" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>0≤y≤5。
2. —種如權(quán)利要求1所述的汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺的制備 方法，其特征在于首先加入a烯鍵含量^85免的高活性聚異丁烯，然后加入功能性溶劑，在50。C 80。C下逐步滴加過(guò)氧乙酸i 3小時(shí)，保溫反應(yīng)4 8小時(shí),得到環(huán)氧 值》60mgK0H/g的環(huán)氧聚異丁烯；或者在混酸催化劑或固體酸催化下，于50。C 80 'C逐滴加入雙氧水1 3小時(shí)，保溫反應(yīng)4 8小時(shí)得到環(huán)氧值》60mgK0H/g的環(huán)氧聚 異丁烯；然后在Raney鎳催化下于120^C 15(TC通氫氣進(jìn)行加氫反應(yīng)3 8小時(shí)， 再在相同催化劑作用下200'C 260'C通氨氣或胺類物質(zhì)進(jìn)行胺解，得到目的產(chǎn)品； 或者加入酸、酚或醇類物質(zhì)作催化劑于110。C 16(TC下直接與氨氣或胺類物質(zhì)進(jìn)行 胺解，得到目的產(chǎn)品。
3. 權(quán)利要求2所述的汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺的制備方法，其 特征在于所述的混酸催化劑的組成為濃度98免H2S04、濃度8596H3P04 、濃度》99免HAc， 比例為1 10: 1 10: 8 80。
4. 權(quán)利要求2所述的汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺的制備方法，其 特征在于所述的固體酸催化劑的組成為硫酸負(fù)載到二氧化鋯。
5. 權(quán)利要求2所述的汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺的制備方法，其 特征在于環(huán)氧聚異丁烯直接胺解的催化劑酸、酚或醇類物質(zhì)有 一元羧酸、二元 羧酸、烷基酚、 一元醇，二元醇。
6. 權(quán)利要求2所述的汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺的制備方法，其 特征在于功能性溶劑為150 500SN、聚醚、油溶性聚醚酯、芳烴溶劑油，脫芳烴 溶劑油中的一種。
全文摘要
汽油和柴油清凈分散劑專用的聚異丁烯胺及其制備方法，是一種減少和防止汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)沉積物形成的汽柴油清凈分散劑及其制備方法。首先將高活性聚異丁烯加入反應(yīng)釜中，再加入功能性溶劑，然后用過(guò)氧乙酸或混酸或固體酸催化下60～80℃用雙氧水滴加進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，得到環(huán)氧聚異丁烯，再于120～150℃下用Raney鎳作為催化劑加氫獲得聚異丁烯醇，繼續(xù)在Raney鎳催化下胺解得到聚異丁烯胺；同時(shí)亦可用環(huán)氧聚異丁烯為原料，用氨氣、單乙醇胺、二乙胺，乙二胺和多烯多胺等在110～160℃之間進(jìn)行胺解得到聚異丁烯胺產(chǎn)品，以制備的聚異丁烯胺加入載體油、攜帶油、溶劑油，阻聚劑等制備出汽油和柴油的清凈分散劑。
文檔編號(hào)C08F8/00GK101260329SQ200810023889
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者張?jiān)诿? 楊道保, 利 邵, 陳志明 申請(qǐng)人:東南大學(xué)