一種低硫柴油抗磨劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種低硫柴油抗磨劑的制備方法，特別設(shè)及一種采用堿性離子液體為 催化劑制備脂肪酸多元醇醋作為低硫柴油抗磨劑的方法，屬于化學(xué)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保問題的日益重視，煉油廠開始廣泛采用加氨精制工藝生產(chǎn)低硫柴 油，W滿足環(huán)保要求。然而，在加氨脫硫的同時(shí)會(huì)脫除柴油中含氧、含氮等極性化合物，而該 些極性化合物是柴油中的天然抗磨組分，它們的脫除會(huì)導(dǎo)致柴油的潤(rùn)滑性變差而出現(xiàn)各種 潤(rùn)滑性問題。一般認(rèn)為，柴油的硫含量小于500 yg/g時(shí)就會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。當(dāng)車用柴 油的標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)到國(guó)III標(biāo)準(zhǔn)（硫含量小于350 y g/g)、特別是國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)（硫含量小于50 y g/ g)時(shí)，必須要加入抗磨劑才能滿足潤(rùn)滑性的要求。
[0003] 柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)中的潤(rùn)滑形式屬于低溫、高負(fù)荷的邊界潤(rùn)滑，即吸附潤(rùn)滑， 主要依靠柴油本身在金屬表面形成的物理或化學(xué)的吸附膜來完成潤(rùn)滑。為有效提高柴油 的潤(rùn)滑性，要求抗磨劑分子能迅速地吸附在金屬表面，同時(shí)還要求其分子結(jié)構(gòu)有助于形成 緊密的單層吸附膜，W保證潤(rùn)滑膜的強(qiáng)度。為到達(dá)較好的吸附潤(rùn)滑效果，一般來說，含S、N、 0等雜元素的有機(jī)化合物具有較強(qiáng)的極性，容易被摩擦表面吸附并形成一定強(qiáng)度的吸附膜， 具有較好的抗磨效果。由于S、N化合物本身就是應(yīng)該被脫除的有害雜質(zhì)，因此，低硫柴油用 的抗磨劑只考慮含0化合物，一般都為脂肪酸及其衍生物。例如，US 2009/0056203A1公開 了用一種用支鏈駿酸作為低硫柴油抗磨劑，采用的支鏈駿酸包括；異硬脂酸、新癸酸、異壬 酸、異戊酸等等，兩種或者多種支鏈駿酸配合起來使用的抗磨效果更好。但是，駿酸型的抗 磨劑用于低硫柴油還存在一些問題，比如會(huì)出現(xiàn)燃料過濾網(wǎng)嚴(yán)重堵塞的問題，David等認(rèn)為 該主要是酸性添加劑與柴油的高堿值分散劑相互作用的結(jié)果；還有就是若抗磨劑的酸性太 強(qiáng)，有可能會(huì)造成金屬的腐蝕。
[0004] 目前，研究得最多的低硫柴油抗磨劑是脂肪酸多元醇醋，該類物質(zhì)的抗磨性能較 好，且與一些其它的柴油添加劑如低溫流動(dòng)改進(jìn)劑或酷胺類無灰分散劑配伍性也很好。國(guó) 內(nèi)外現(xiàn)已發(fā)布的專利很多都W該類物質(zhì)作為低硫柴油的抗磨劑。例如，EP A 0739970公開 了一種甘油醋的混合物作為低硫柴油的抗磨劑，此混合物中包含不同醋化度的甘油脂。EP A 0839174也將一種不飽和脂肪酸多元醇脂的混合物作為低硫柴油的抗磨劑。DE 19614722 公開了一種高度不飽和脂肪酸多元醇脂的混合物作為低硫柴油的抗磨劑，同時(shí)還可提高柴 油的低溫穩(wěn)定性。WO 01/19941公開了一種妥爾油脂肪酸季戊四醇脂的混合物可作為低硫 柴油抗磨劑。US 6511520公開了一種低硫柴油抗磨劑，它的主要組分為脂肪酸甘油單醋和 脂肪酸甘油雙醋。國(guó)內(nèi)CN 101787318A則公開了一種采用甘油單雙醋混合和二聚酸復(fù)配作 為低硫柴油的抗磨劑。
[0005] 脂肪酸多元醇醋一般由不飽和脂肪酸和多元醇經(jīng)部分醋化反應(yīng)而合成，或由動(dòng)植 物油脂和多元醇經(jīng)部分醋交換反應(yīng)而合成。在合成過程中，需要采用大量的無機(jī)酸、堿，如 硫酸、燒堿等作為催化劑，它們對(duì)設(shè)備的腐蝕性強(qiáng)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水，此外還存 在生產(chǎn)周期長(zhǎng)，工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境友好且抗 磨效果好的低硫柴油抗磨劑的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是該樣實(shí)現(xiàn)的；一種低硫柴油抗磨劑的制備方法，包括如下步 驟：
[000引 （1)將油脂和多元醇加入到反應(yīng)器中；
[0009] (2)加入堿性離子液體作為催化劑；
[0010] (3)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)；
[0011] (4)在150~200°C的條件下攬拌0. 5~5小時(shí)；
[001引 妨冷卻，靜止0. 5~2小時(shí)，使反應(yīng)產(chǎn)物分層；
[0013] (6)取經(jīng)過步驟（5)分離后的上層相，即得到脂肪酸多元醇醋，作為低硫柴油抗 磨劑；取經(jīng)過步驟（5)分離后的下層相，用洗漆劑洗漆，去除下層相中多余的脂肪酸多元醇 醋，將洗漆后得到的催化劑和多元醇的混合物循環(huán)使用。
[0014] 上述低硫柴油抗磨劑的制備方法，在步驟（1)中：油脂和多元醇的物質(zhì)的量之比 為1:2~12。
[0015] 上述低硫柴油抗磨劑的制備方法，油脂和多元醇的物質(zhì)的量之比為1:6~8。
[0016] 上述低硫柴油抗磨劑的制備方法，在步驟（2)中：所述堿性離子液體為咪挫陰離 子型堿性離子液體，其用量為油脂總重量的2~12wt%。
[0017] 上述低硫柴油抗磨劑的制備方法，咪挫陰離子型堿性離子液體的用量為油脂總重 量的8~lOwt%。
[001引上述低硫柴油抗磨劑的制備方法，在步驟（4)中；反應(yīng)溫度為170~180°C，反應(yīng) 時(shí)間為2. 5~3. 5小時(shí)。
[0019] 上述低硫柴油抗磨劑的制備方法，所述堿性離子液體為具有已內(nèi)酷胺類、膽堿類、 咪挫類或化晚類陽離子的咪挫陰離子型堿性離子液體；所述洗漆劑為石油離或甲苯。
[0020] 上述低硫柴油抗磨劑的制備方法，所述咪挫陰離子型堿性離子液體為如下式 (I )、式（II)、式（III)或者式（IV)所示中的一種或多種：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 將油脂和多元醇加入到反應(yīng)器中； (2) 加入堿性離子液體作為催化劑； (3) 充入氮?dú)獗Ｗo(hù)； (4) 在150~200°C的條件下攪拌0· 5~5小時(shí)； (5) 冷卻，靜止0. 5~2小時(shí)，使反應(yīng)產(chǎn)物分層； (6) 取經(jīng)過步驟（5)分離后的上層相，即得到脂肪酸多元醇酯，作為低硫柴油抗磨劑； 取經(jīng)過步驟（5)分離后的下層相，用洗滌劑洗滌下層相，將洗滌后得到的催化劑和多元醇 的混合物循環(huán)使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，在步驟（1)中：油 脂和多元醇的物質(zhì)的量之比為1:2~12。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，油脂和多元醇的 物質(zhì)的量之比為1:6~8。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，在步驟⑵中：所 述堿性尚子液體為咪挫陰尚子型堿性尚子液體，其用量為油脂總重量的2~12wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，咪唑陰離子型堿 性離子液體的用量為油脂總重量的8~10wt%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，在步驟⑷中：反 應(yīng)溫度為170~180°C，反應(yīng)時(shí)間為2. 5~3. 5小時(shí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，所述堿性 離子液體為具有已內(nèi)酰胺類、膽堿類、咪唑類或吡啶類陽離子的咪唑陰離子型堿性離子液 體；所述洗滌劑為石油醚或甲苯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，所述咪唑陰離子 型堿性離子液體為如下式（I )、式（II )、式（III)或者式（IV )所示中的一種或多種：
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，所述油脂 為棕櫚油、棕櫚仁油和樟樹籽油中的任意一種或多種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的低硫柴油抗磨劑的制備方法，其特征在于，所述多元 醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷和季戊四醇中的任意一種或多種。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種低硫柴油抗磨劑的制備方法，包括如下步驟：(1)將油脂和多元醇加入到反應(yīng)器中；(2)加入堿性離子液體作為催化劑；(3)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)；(4)在150～200℃的條件下攪拌0.5～5小時(shí)；(5)冷卻，靜止0.5～2小時(shí)，使反應(yīng)產(chǎn)物分層；(6)取經(jīng)過步驟(5)分離后的上層相，即得到脂肪酸多元醇酯，作為低硫柴油抗磨劑；取經(jīng)過步驟(5)分離后的下層相，用洗滌劑洗滌下層相，將洗滌后得到的催化劑和多元醇的混合物循環(huán)使用。本發(fā)明所得的低硫柴油抗磨劑制備工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境友好且抗磨效果好。
【IPC分類】C07C69-33, C07C67-03, C07C69-30, C10M129-74, C07C69-28, C10N30-06
【公開號(hào)】CN104629868
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510053510
【發(fā)明人】羅輝, 范維玉, 李陽, 王曉波, 孔祥軍, 孫華東, 南國(guó)枝, 徐振, 梁明, 錢成多
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日