一種油溶性聚醚硝酸酯及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種油溶性聚醚硝酸酯及其制備和應(yīng)用；加入制得產(chǎn)物重量30～500ppm的催化劑，加入摩爾比為0：1～1：1的引發(fā)劑與環(huán)氧烷烴，先部分加入環(huán)氧烷烴，加熱至30～150℃，保持壓力0.5～1.5MPa，待溫度上升，壓力下降，再將剩余部分的環(huán)氧烷烴加入，達(dá)到所需的聚合物分子量后，老化，溫度降至室溫，放入冰浴中，使溫度達(dá)到-10～0℃，加入與聚合物摩爾比為10：1～1：1的醋酸酐，加入與聚合物摩爾比為10：1～1：1的發(fā)煙硝酸，保持反應(yīng)溫度在10～40℃，得到油溶性聚醚硝酸酯；其加入0.05～0.5%到柴油中可大幅提高其十六烷值，具有優(yōu)異的清凈性、低溫啟動(dòng)性和潤(rùn)滑特性。
【專利說(shuō)明】一種油溶性聚醚硝酸酯及其制備和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油溶性聚醚硝酸酯及其制備和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著柴油消費(fèi)量的提高，對(duì)柴油的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，尤其對(duì)柴油十六烷值的 要求越來(lái)越高。十六燒值（CetaneNumber，簡(jiǎn)稱CN)是柴油在壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)中著火性質(zhì)的量 度。十六烷值的高低直接影響著柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)性能、污染物排放、耗油量和工作噪音 等。我國(guó)柴油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，輕柴油的十六烷值不低于45,由中間基原油生產(chǎn)或混有催化組 分的輕柴油十六烷值允許小于40。雖然各個(gè)煉化廠采用催化裂化二次加工工藝以提高輕質(zhì) 油的產(chǎn)量，但是此工藝的穩(wěn)定性較差，這不能在短期解決市場(chǎng)的需求。目前在柴油中直接添 加十六烷值改進(jìn)劑，其成本低、制備工藝簡(jiǎn)單，得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 中國(guó)發(fā)明專利CN102041109A公開(kāi)了一種柴油十六烷值添加劑及其制備方法，該 添加劑中的十六烷值改進(jìn)劑采用硝酸酯組合物，是由丙三醇三硝酸酯、三縮丙三醇三硝酸 酯和4, 4-二硝基戊酸甲酯組成，用以提高燃油的穩(wěn)定性，燃燒更加安全充分，減少發(fā)動(dòng)機(jī) 的積炭，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
[0004] 歐洲專利EP015684A1公開(kāi)了一種帶有硝酸酯功能基的小分子柴油添加劑，其化 學(xué)組成為乙二醇醚硝酸酯，其中乙二醇的重復(fù)單元為1?15。專利指出當(dāng)使用0. 01?3% 的加入量時(shí)，可以提高柴油的十六烷值，并且可以使系統(tǒng)保持清潔。
[0005] 中國(guó)發(fā)明專利CN102041113A公開(kāi)了一種新型柴油添加劑組分，它包含十六烷值 改進(jìn)劑、清凈分散劑、助燃劑、抗氧與金屬鈍化劑、低溫流動(dòng)改進(jìn)劑。其中所述的十六烷值改 進(jìn)劑為一種小分子烷基硝酸酯和小分子烷氧基硝酸酯的協(xié)同組合。
[0006] 中國(guó)發(fā)明專利CN101665731A公開(kāi)了一種有機(jī)小分子組成的十六烷值改進(jìn)劑組合 物，其成分包括20-50%烷氧基單硝酸酯、15-45%烷氧基多硝酸酯和5-65%胺類化合物，其中 胺類化合物作為穩(wěn)定劑保證了此組合物的安全穩(wěn)定可靠，該組合物以〇. 01-0. 18%的用量 加入到柴油中，最高可提高十六烷值9. 7,從而改進(jìn)柴油的燃燒性能。
[0007] 中國(guó)發(fā)明專利CN101787092A介紹了一種柴油十六烷值改進(jìn)劑一一胺基聚乙烯醇 多硝酸酯及其制備方法，具體步驟包括首先將碳個(gè)數(shù)在1000?10000的聚乙烯醇與硝酸反 應(yīng)得到聚乙烯醇多硝酸酯；其次利用胺化還原技術(shù)將聚乙烯醇多硝酸酯中的部分硝基還原 為胺基，用以提高硝酸酯的穩(wěn)定性。最終得到目標(biāo)產(chǎn)品，專利指出將1%。該產(chǎn)品加入到柴油 中，十7K燒值可以提_ 6. 7。
[0008] 美國(guó)專利US20050160662A1介紹了一種可加入烴類柴油的十六烷值改進(jìn)劑組合 物，其中包括2, 2, 4-三甲基-6-乙氧基-1，2-二羥基喹啉和胡蘿卜素。專利中指出 將穩(wěn)定劑2, 2, 4-三甲基-6-乙氧基-1，2-二羥基喹啉以重量比1 :1-1:10的比例加入到 胡蘿卜素中，從而可以得到穩(wěn)定的胡蘿卜素組合物。將穩(wěn)定的胡蘿卜素組合物 加入到柴油中，可以使得十六烷值提高19. 2單位。
[0009] 目前被廣泛認(rèn)可能有效提高柴油十六烷值并商業(yè)化的是硝酸酯類化合物，但是這 些化合物均是小分子硝酸酯化合物，小分子硝酸酯化合物包含固有缺點(diǎn)，如：穩(wěn)定性差，抗 爆性差，甚至需要加入穩(wěn)定劑，這不僅增加了制備工序，而且增加了成本。
[0010] 經(jīng)過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)的檢索，目前并沒(méi)有關(guān)于采用長(zhǎng)鏈的油溶性聚醚硝酸酯作為柴油 十六烷值改進(jìn)劑的相關(guān)報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)異的清凈性、低溫啟動(dòng)性、潤(rùn)滑特性和穩(wěn)定性 的油溶性聚醚硝酸酯作為柴油十六烷值改進(jìn)劑。
[0012] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種柴油十六烷值改進(jìn)劑的制備方法，該方法的工藝 簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0013] 本發(fā)明所述的油溶性聚醚硝酸酯，其分子通式為：
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種油溶性聚醚硝酸酯，其特征在于：其分子通式為：
式中，m=0?5000, n=0?5000, m、n不同時(shí)為零，x蘭1，札為Q?C3Q的長(zhǎng)鏈烷烴，R2為氫或甲基，R3為C2?C3(l的長(zhǎng)鏈燒經(jīng)。
2. -種油溶性聚醚硝酸酯的制備方法，其特征在于：按以下工藝步驟進(jìn)行： A、 向有惰性氣體保護(hù)的干燥反應(yīng)釜中加入催化劑，催化劑的加入量為制得產(chǎn)物重量百 分比的30?500ppm，再加入引發(fā)劑和部分環(huán)氧烷烴，引發(fā)劑與環(huán)氧烷烴的摩爾比為0 :1? 1 :1，將反應(yīng)釜加熱至30?150°C，保持壓力0.5?1.5MPa，待溫度上升，壓力下降，反應(yīng)開(kāi) 始時(shí)，再將剩余部分的環(huán)氧烷烴按〇. 01?30克/分鐘的速率加入到反應(yīng)釜中，當(dāng)達(dá)到所需 的聚合物分子量后，繼續(xù)老化2-4小時(shí)，停止加熱，反應(yīng)釜溫度降至室溫； B、 將反應(yīng)釜放入冰浴中，使其溫度達(dá)到-10?0°C，向反應(yīng)釜內(nèi)加入醋酸酐，醋酸酐與 聚合物的摩爾比為10 :1?1 :1，再加入發(fā)煙硝酸，發(fā)煙硝酸與聚合物的摩爾比為10 :1?1 : 1，升溫并保持反應(yīng)溫度在10?40°C，反應(yīng)1?12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行過(guò)濾，得到 油溶性聚醚硝酸酯； 所述的催化劑為Zn/Co類雙金屬催化劑或堿金屬氫氧化物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油溶性聚醚硝酸酯的制備方法，其特征在于：在步驟A 中催化劑用量為制得產(chǎn)物重量百分比的50?300ppm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油溶性聚醚硝酸酯的制備方法，其特征在于：引發(fā)劑為 醇類引發(fā)劑，為單一醇或兩種醇按任意比例的復(fù)配。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油溶性聚醚硝酸酯的制備方法，其特征在于：環(huán)氧烷烴 為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷、C5?C3(l的環(huán)氧烷烴或兩種成分按任意比例的復(fù)配。
6. -種權(quán)利要求1所述的油溶性聚醚硝酸酯的應(yīng)用，其特征在于：該油溶性聚醚硝酸 酯用作柴油十六烷值改進(jìn)劑，添加質(zhì)量為〇. 05?0. 5%。
【文檔編號(hào)】C10L1/238GK104277215SQ201310294164
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】程亮, 張東恒, 連玉雙, 于軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司