一种低硫柴油抗磨剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种低硫柴油抗磨剂的制备方法，特别设及一种采用碱性离子液体为 催化剂制备脂肪酸多元醇醋作为低硫柴油抗磨剂的方法，属于化学工业技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着国家对环保问题的日益重视，炼油厂开始广泛采用加氨精制工艺生产低硫柴 油，W满足环保要求。然而，在加氨脱硫的同时会脱除柴油中含氧、含氮等极性化合物，而该 些极性化合物是柴油中的天然抗磨组分，它们的脱除会导致柴油的润滑性变差而出现各种 润滑性问题。一般认为，柴油的硫含量小于500 yg/g时就会引起发动机的磨损。当车用柴 油的标准升级到国III标准（硫含量小于350 y g/g)、特别是国IV标准（硫含量小于50 y g/ g)时，必须要加入抗磨剂才能满足润滑性的要求。
[0003] 柴油在发动机燃油系统中的润滑形式属于低温、高负荷的边界润滑，即吸附润滑， 主要依靠柴油本身在金属表面形成的物理或化学的吸附膜来完成润滑。为有效提高柴油 的润滑性，要求抗磨剂分子能迅速地吸附在金属表面，同时还要求其分子结构有助于形成 紧密的单层吸附膜，W保证润滑膜的强度。为到达较好的吸附润滑效果，一般来说，含S、N、 0等杂元素的有机化合物具有较强的极性，容易被摩擦表面吸附并形成一定强度的吸附膜， 具有较好的抗磨效果。由于S、N化合物本身就是应该被脱除的有害杂质，因此，低硫柴油用 的抗磨剂只考虑含0化合物，一般都为脂肪酸及其衍生物。例如，US 2009/0056203A1公开 了用一种用支链駿酸作为低硫柴油抗磨剂，采用的支链駿酸包括；异硬脂酸、新癸酸、异壬 酸、异戊酸等等，两种或者多种支链駿酸配合起来使用的抗磨效果更好。但是，駿酸型的抗 磨剂用于低硫柴油还存在一些问题，比如会出现燃料过滤网严重堵塞的问题，David等认为 该主要是酸性添加剂与柴油的高碱值分散剂相互作用的结果；还有就是若抗磨剂的酸性太 强，有可能会造成金属的腐蚀。
[0004] 目前，研究得最多的低硫柴油抗磨剂是脂肪酸多元醇醋，该类物质的抗磨性能较 好，且与一些其它的柴油添加剂如低温流动改进剂或酷胺类无灰分散剂配伍性也很好。国 内外现已发布的专利很多都W该类物质作为低硫柴油的抗磨剂。例如，EP A 0739970公开 了一种甘油醋的混合物作为低硫柴油的抗磨剂，此混合物中包含不同醋化度的甘油脂。EP A 0839174也将一种不饱和脂肪酸多元醇脂的混合物作为低硫柴油的抗磨剂。DE 19614722 公开了一种高度不饱和脂肪酸多元醇脂的混合物作为低硫柴油的抗磨剂，同时还可提高柴 油的低温稳定性。WO 01/19941公开了一种妥尔油脂肪酸季戊四醇脂的混合物可作为低硫 柴油抗磨剂。US 6511520公开了一种低硫柴油抗磨剂，它的主要组分为脂肪酸甘油单醋和 脂肪酸甘油双醋。国内CN 101787318A则公开了一种采用甘油单双醋混合和二聚酸复配作 为低硫柴油的抗磨剂。
[0005] 脂肪酸多元醇醋一般由不饱和脂肪酸和多元醇经部分醋化反应而合成，或由动植 物油脂和多元醇经部分醋交换反应而合成。在合成过程中，需要采用大量的无机酸、碱，如 硫酸、烧碱等作为催化剂，它们对设备的腐蚀性强，生产过程中产生大量的废水，此外还存 在生产周期长，工艺复杂等缺点。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、环境友好且抗 磨效果好的低硫柴油抗磨剂的制备方法。
[0007] 本发明的技术方案是该样实现的；一种低硫柴油抗磨剂的制备方法，包括如下步 骤：
[000引 （1)将油脂和多元醇加入到反应器中；
[0009] (2)加入碱性离子液体作为催化剂；
[0010] (3)充入氮气保护；
[0011] (4)在150~200°C的条件下揽拌0. 5~5小时；
[001引 妨冷却，静止0. 5~2小时，使反应产物分层；
[0013] (6)取经过步骤（5)分离后的上层相，即得到脂肪酸多元醇醋，作为低硫柴油抗 磨剂；取经过步骤（5)分离后的下层相，用洗漆剂洗漆，去除下层相中多余的脂肪酸多元醇 醋，将洗漆后得到的催化剂和多元醇的混合物循环使用。
[0014] 上述低硫柴油抗磨剂的制备方法，在步骤（1)中：油脂和多元醇的物质的量之比 为1:2~12。
[0015] 上述低硫柴油抗磨剂的制备方法，油脂和多元醇的物质的量之比为1:6~8。
[0016] 上述低硫柴油抗磨剂的制备方法，在步骤（2)中：所述碱性离子液体为咪挫阴离 子型碱性离子液体，其用量为油脂总重量的2~12wt%。
[0017] 上述低硫柴油抗磨剂的制备方法，咪挫阴离子型碱性离子液体的用量为油脂总重 量的8~lOwt%。
[001引上述低硫柴油抗磨剂的制备方法，在步骤（4)中；反应温度为170~180°C，反应 时间为2. 5~3. 5小时。
[0019] 上述低硫柴油抗磨剂的制备方法，所述碱性离子液体为具有已内酷胺类、胆碱类、 咪挫类或化晚类阳离子的咪挫阴离子型碱性离子液体；所述洗漆剂为石油離或甲苯。
[0020] 上述低硫柴油抗磨剂的制备方法，所述咪挫阴离子型碱性离子液体为如下式 (I )、式（II)、式（III)或者式（IV)所示中的一种或多种：
【主权项】
1. 一种低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将油脂和多元醇加入到反应器中； (2) 加入碱性离子液体作为催化剂； (3) 充入氮气保护； (4) 在150~200°C的条件下搅拌0· 5~5小时； (5) 冷却，静止0. 5~2小时，使反应产物分层； (6) 取经过步骤（5)分离后的上层相，即得到脂肪酸多元醇酯，作为低硫柴油抗磨剂； 取经过步骤（5)分离后的下层相，用洗涤剂洗涤下层相，将洗涤后得到的催化剂和多元醇 的混合物循环使用。
2. 根据权利要求1所述的低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，在步骤（1)中：油 脂和多元醇的物质的量之比为1:2~12。
3. 根据权利要求2所述的低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，油脂和多元醇的 物质的量之比为1:6~8。
4. 根据权利要求1所述的低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，在步骤⑵中：所 述碱性尚子液体为咪挫阴尚子型碱性尚子液体，其用量为油脂总重量的2~12wt%。
5. 根据权利要求4所述的低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，咪唑阴离子型碱 性离子液体的用量为油脂总重量的8~10wt%。
6. 根据权利要求1所述的低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，在步骤⑷中：反 应温度为170~180°C，反应时间为2. 5~3. 5小时。
7. 根据权利要求1-6任一所述的低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述碱性 离子液体为具有已内酰胺类、胆碱类、咪唑类或吡啶类阳离子的咪唑阴离子型碱性离子液 体；所述洗涤剂为石油醚或甲苯。
8. 根据权利要求7所述的低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述咪唑阴离子 型碱性离子液体为如下式（I )、式（II )、式（III)或者式（IV )所示中的一种或多种：
9. 根据权利要求1-6任一所述的低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述油脂 为棕榈油、棕榈仁油和樟树籽油中的任意一种或多种。
10. 根据权利要求1-6任一所述的低硫柴油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述多元 醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇中的任意一种或多种。
【专利摘要】本发明公开一种低硫柴油抗磨剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将油脂和多元醇加入到反应器中；(2)加入碱性离子液体作为催化剂；(3)充入氮气保护；(4)在150～200℃的条件下搅拌0.5～5小时；(5)冷却，静止0.5～2小时，使反应产物分层；(6)取经过步骤(5)分离后的上层相，即得到脂肪酸多元醇酯，作为低硫柴油抗磨剂；取经过步骤(5)分离后的下层相，用洗涤剂洗涤下层相，将洗涤后得到的催化剂和多元醇的混合物循环使用。本发明所得的低硫柴油抗磨剂制备工艺简单、环境友好且抗磨效果好。
【IPC分类】C07C69-33, C07C67-03, C07C69-30, C10M129-74, C07C69-28, C10N30-06
【公开号】CN104629868
【申请号】CN201510053510
【发明人】罗辉, 范维玉, 李阳, 王晓波, 孔祥军, 孙华东, 南国枝, 徐振, 梁明, 钱成多
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月2日