一种综合性能优异的柴油抗磨剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种综合性能优异的柴油抗磨剂及其制备方法 (Diesel antiwear agent with excellent comprehensive performance and preparation method thereof ) 是由 容永源 訾立钧 徐光楠 尤瑞虎 于 2021-07-13 设计创作，主要内容包括：本申请涉及石油产品添加剂技术领域,具体公开了一种综合性能优异的柴油抗磨剂及其制备方法。柴油抗磨剂包括如下重量份数的组分：A组分：油酸单甘酯35-80重量份,油酸20-60重量份,B组分：抗乳化剂0.2-1重量份,降凝剂1-5重量份,抗静电剂0.5-1.2重量份。其制备方法为：在氮气环境中,将油酸和甘油在带水剂和强酸性树脂存在下进行酯化反应；反应完成后减压抽提除去带水剂；然后过滤除去强酸性树脂；降至室温后用分子筛精制法去除其中残余的杂质；然后按相应重量分数加入抗乳化剂、降凝剂和抗静电剂,搅拌混合得到柴油抗磨剂。本申请的柴油抗磨剂具有较好的润滑性能、抗乳化性并具有酸值低的性能。(The application relates to the technical field of petroleum product additives, and particularly discloses a diesel antiwear agent with excellent comprehensive performance and a preparation method thereof. The diesel antiwear agent comprises the following components in parts by weight: the component A comprises: 35-80 parts of oleic acid monoglyceride, 20-60 parts of oleic acid and a component B: 0.2-1 part of anti-emulsifier, 1-5 parts of pour point depressant and 0.5-1.2 parts of antistatic agent. The preparation method comprises the following steps: in a nitrogen environment, oleic acid and glycerol are subjected to esterification reaction in the presence of a water-carrying agent and strong acid resin; after the reaction is finished, the water-carrying agent is removed by decompression and extraction; then filtering to remove the strong acid resin; cooling to room temperature, and removing residual impurities by a molecular sieve refining method; then adding the anti-emulsifier, the pour point depressant and the antistatic agent according to the corresponding weight percentage, and stirring and mixing to obtain the diesel anti-wear agent. The diesel antiwear agent has the advantages of good lubricating property, good emulsification resistance and low acid value.)
技术领域
本申请涉及石油产品添加剂技术领域，更具体地说，它涉及一种综合性能优异的柴油抗磨剂及其制备方法。
背景技术
随着各国对汽车尾气排放指标的不断提高和人们对空气质量要求的不断提高，各国政府和汽车行业对柴油的质量提出了更高的要求；为此国内外各大炼厂不断使用新工艺来降低柴油中的硫含量；在脱硫的过程中，由于具有较好抗磨性能的极性含氧、含氮化合物以及多环芳烃等天然润滑组分也会同时被脱除，因此柴油的低硫化也引起了低硫柴油润滑性差等一系列问题；因此添加柴油抗磨剂提高柴油的润滑性是目前最经济也最行之有效的方法。
目前的柴油抗磨剂，主要为脂肪酸型和脂肪酸酯型。脂肪酸型柴油抗磨剂主要成分为不饱和长链脂肪酸，由于其酸值较大，不仅容易造成柴油酸度超标，而且易腐蚀生产设施和车辆燃油系统。若柴油使用清净分散剂之类含碱性组分的添加剂，脂肪酸类易与柴油清净分散剂发生反应，生成沉积物，增加了燃料喷射系统被堵塞的可能性；而脂肪酸酯型柴油抗磨剂，主要成分为油酸单甘油酯，虽然其抗磨效果好，酸性很低，但生产成本高，而且其分子中含有多个羟基，亲水性极强，抗水性差，其添加到柴油中易使微量水分乳化，造成柴油浑浊现象，甚至将柴油罐底微量杂质悬浮在柴油中，因而制约了脂肪酸酯型抗磨剂的实际应用。
发明内容
为了保证柴油的润滑性能,并提高柴油的抗乳化性且具有酸值低的性能，本申请提供一种综合性能优异的柴油抗磨剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种综合性能优异的柴油抗磨剂，采用如下的技术方案：一种综合性能优异的柴油抗磨剂，包括如下重量份数的组分：A组分：油酸单甘酯35-80重量份，油酸20-60重量份，B组分：抗乳化剂0.2-1重量份，降凝剂1-5重量份，抗静电剂0.5-1.2重量份。
通过采用上述技术方案，本申请对柴油抗磨剂的各组分及配比进行合理的选择与设计，且各原料之间协同发挥作用，在保持优良抗磨性能前提下，使得柴油抗磨剂的酸值明显降低，从而减少了脂肪酸型柴油抗磨剂使柴油酸度增加的缺点，减少腐蚀性；相比单纯的脂肪酸型抗磨剂或单纯的脂肪酸酯型抗磨剂，本申请柴油抗磨剂具有更好的抗磨效果并克服了脂肪酸酯型抗磨剂的抗水性差的缺点，以平衡抗水性能与抗磨性能；通过适量的降凝剂，可降低抗磨剂凝固点，改善抗磨剂的低温流动性，方便冬季低温下使用操作，同时该类降凝剂为聚酯类，本身具有一定的抗磨性能，适量使用，不会降低抗磨剂的整体抗磨效果。
优选的，包括如下重量份数的组分：A组分：油酸单甘酯45-65重量份，油酸25-40重量份，B组分：抗乳化剂0.4-0.7重量份，降凝剂2-4重量份，抗静电剂0.7-1重量份。
优选的，包括如下重量份数的组分：A组分：油酸单甘酯60重量份，油酸35重量份，B组分：抗乳化剂0.6重量份，降凝剂3.6重量份，抗静电剂0.8重量份。
通过采用上述技术方案，控制甘油与油酸的加入量，使制得的柴油抗磨剂具有更优异的润滑性和更低的酸值，从而进一步的提高柴油的性能。
优选的，所述抗乳化剂为环氧乙丙烷嵌段醚，型号为T1002。
通过采用上述技术方案，T1002抗乳化剂进一步降低了水分乳化的可能性，保证了柴油的品质。
优选的，所述降凝剂为聚乙烯醋酸乙烯酯，型号为T1804。
通过采用上述技术方案，T1804降凝剂降低了抗磨剂的凝固点，改善了低温流动性，方便冬季低温时添加剂使用操作。
优选的，所述抗静电剂为聚砜和聚胺类无灰抗静电剂，型号为T1502。
通过采用上述技术方案，T1502抗静电剂与油酸单甘酯和油酸起到协同作用，可以提高柴油的导电性。
优选的，所述A组分的制备方法为：A1，在氮气环境中，将油酸和甘油以摩尔比为1:(0.55～0.8)在带水剂和强酸性树脂存在下、在130℃～145℃下进行酯化反应4～6h；A2，酯化反应完成后降温至59℃～61℃，减压条件下抽提除去带水剂；A3，将A2中的产物进行过滤除去强酸性树脂得到A组分。
通过采用上述技术方案，将过量的油酸和甘油进行酯化反应，生成A组分的油酸单甘酯与油酸混合物，减少了油酸单甘酯与油酸分离步骤，降低了生产成本，使生产效率更高。
优选的，所述带水剂为HB-二甲苯型号。
优选的，所述强酸性树脂为NKC-9型号。
通过采用上述技术方案，NKC-9强酸性树脂做催化剂，反应完直接过滤出来即可，方便快捷，提高了生产效率。
优选的，所述强酸性树脂占油酸质量的3％-6％。
第二方面，本申请提供一种综合性能优异的柴油抗磨剂的制备方法，采用如下的技术方案：
一种综合性能优异的柴油抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：S1，在氮气环境中，将油酸和甘油以摩尔比为1:(0.55～0.8)在带水剂和强酸性树脂存在下、在130℃～145℃下进行酯化反应4～6h；S2，酯化反应完成后降温至59℃～61℃，减压条件下抽提除去带水剂；S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂后得到包括油酸单甘酯和油酸的A组分；S4，将S3中的产物降温至20-31℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；S5，向S4得到的产物中按组分的重量分数加入抗乳化剂、降凝剂和抗静电剂，经过充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
通过采用上述技术方案，柴油抗磨剂的制备方法简单，原料易得，将过量的油酸和甘油进行酯化反应，生成A组分的油酸单甘酯和油酸混合物，无需分离操作步骤，降低了生产成本，而且使制得的柴油抗磨剂具有较优异的润滑性能、较低的酸值以及优良的抗乳化性，克服了单一脂肪酸型或酯型抗磨剂的缺点。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请对柴油抗磨剂的各组分及配比进行合理的选择与设计，且各原料之间协同发挥作用，在保持良好抗磨效果的同时，使得柴油抗磨剂的酸值明显降低，从而减少了脂肪酸型柴油抗磨剂使柴油酸度增加较大的缺点，减少腐蚀性；
2、相比于单纯的脂肪酸酯型抗磨剂，本申请柴油抗磨剂在保持良好抗磨效果的同时，克服了脂肪酸酯型抗磨剂的抗水性差的缺点；
3、本申请主要组分采用普通的油酸与甘油反应，原料易得，反应条件缓和，并且减少了反应产物分离操作步骤，相比酯类抗磨剂，生产成本大大降低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的内容进行进一步的说明。
本发明所涉及的原料和组分的规格和来源信息如表1所示。
表1原料和组分的规格和来源信息
实施例
实施例1
S1，称取0.35kg的甘油加入到酯化反应釜中，然后称取0.03kg的强酸性树脂加入到甘油中，并加入二甲苯带水剂0.27kg和0.55kg的油酸，在氮气环境中开启搅拌，并将上述混合物加热至140℃，进行酯化反应6h；
S2，酯化反应完成后降温至60℃，减压条件下抽提除去二甲苯带水剂；
S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂；
S4，将S3中的产物降温至25℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；
S5，向S4得到的产物中加入0.002kg抗乳化剂、0.03kg降凝剂和0.005kg抗静电剂，经过15min充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
实施例2
S1，称取0.35kg的甘油加入到酯化反应釜中，然后称取0.04kg的强酸性树脂加入到甘油中，并加入二甲苯带水剂0.3kg和0.75kg的油酸，在氮气环境中开启搅拌，并将上述混合物加热至140℃，进行酯化反应5.5h；
S2，酯化反应完成后降温至60℃，减压条件下抽提除去二甲苯带水剂；
S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂；
S4，将S3中的产物降温至25℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；
S5，向S4得到的产物中加入0.006kg抗乳化剂、0.03kg降凝剂和0.008kg抗静电剂，经过15min充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
实施例3
S1，称取0.35kg的甘油加入到酯化反应釜中，然后称取0.04kg的强酸性树脂加入到甘油中，并加入二甲苯带水剂0.4kg和0.95kg的油酸，在氮气环境中开启搅拌，并将上述混合物加热至140℃，进行酯化反应5h；
S2，酯化反应完成后降温至60℃，减压条件下抽提除去二甲苯带水剂；
S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂；
S4，将S3中的产物降温至25℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；
S5，向S4得到的产物中加入0.01kg抗乳化剂、0.04kg降凝剂和0.012kg抗静电剂，经过15min充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
实施例4
S1，称取0.8kg的甘油加入到酯化反应釜中，然后称取0.05kg的强酸性树脂加入到甘油中，并加入二甲苯带水剂0.54kg和1kg的油酸，在氮气环境中开启搅拌，并将上述混合物加热至140℃，进行酯化反应4h；
S2，酯化反应完成后降温至60℃，减压条件下抽提除去二甲苯带水剂；
S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂；
S4，将S3中的产物降温至25℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；
S5，向S4得到的产物中加入0.004kg抗乳化剂、0.04kg降凝剂和0.005kg抗静电剂，经过15min充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
实施例5
S1，称取0.8kg的甘油加入到酯化反应釜中，然后称取0.036kg的强酸性树脂加入到甘油中，并加入二甲苯带水剂0.6kg和1.2kg的油酸，在氮气环境中开启搅拌，并将上述混合物加热至140℃，进行酯化反应5h；
S2，酯化反应完成后降温至60℃，减压条件下抽提除去二甲苯带水剂；
S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂；
S4，将S3中的产物降温至25℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；
S5，向S4得到的产物中加入0.006kg抗乳化剂、0.04kg降凝剂和0.008kg抗静电剂，经过15min充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
实施例6
S1，称取0.8kg的甘油加入到酯化反应釜中，然后称取0.08kg的强酸性树脂加入到甘油中，并加入二甲苯带水剂0.66kg和1.4kg的油酸，在氮气环境中开启搅拌，并将上述混合物加热至140℃，进行酯化反应4.5h；
S2，酯化反应完成后降温至60℃，减压条件下抽提除去二甲苯带水剂；
S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂；
S4，将S3中的产物降温至25℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；
S5，向S4得到的产物中加入0.009kgkg抗乳化剂、0.11kg降凝剂和0.012kg抗静电剂，经过15min充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
实施例7
S1，称取0.6kg的甘油加入到酯化反应釜中，然后称取0.031kg的强酸性树脂加入到甘油中，并加入二甲苯带水剂0.42kg和0.95kg的油酸，在氮气环境中开启搅拌，并将上述混合物加热至140℃，进行酯化反应5h；
S2，酯化反应完成后降温至60℃，减压条件下抽提除去二甲苯带水剂；
S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂；
S4，将S3中的产物降温至25℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；
S5，向S4得到的产物中加入0.006kg抗乳化剂、0.04kg降凝剂和0.01kg抗静电剂，经过15min充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
对比例
对比例1
S1，称取0.2kg的甘油加入到酯化反应釜中，然后称取0.025kg的强酸性树脂加入到甘油中，并加入二甲苯带水剂0.18kg和0.4kg的油酸，在氮气环境中开启搅拌，并将上述混合物加热至140℃，进行酯化反应7h；
S2，酯化反应完成后降温至60℃，减压条件下抽提除去二甲苯带水剂；
S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂；
S4，将S3中的产物降温至25℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；
S5，向S4得到的产物中加入0.001kg抗乳化剂、0.03kg降凝剂、0.003kg抗静电剂，经过15min充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
对比例2
S1，称取0.7kg的甘油加入到酯化反应釜中，然后称取0.075kg的强酸性树脂加入到甘油中，并加入二甲苯带水剂0.66kg和1.5kg的油酸，在氮气环境中开启搅拌，并将上述混合物加热至140℃，进行酯化反应7.5h；
S2，酯化反应完成后降温至60℃，减压条件下抽提除去二甲苯带水剂；
S3，将S2中的产物进行过滤除去强酸性树脂；
S4，将S3中的产物降温至25℃，用分子筛精制法去除其中残余的水分及杂质；
S5，向S4得到的产物中加入0.013kg抗乳化剂、0.08kg降凝剂和0.015kg抗静电剂，经过15min充分搅拌混合得到柴油抗磨剂。
对比例3
进口脂肪酸酯型柴油抗磨剂R655，润英联公司，市场上容易购买得到。
对比例4
国产脂肪酸型柴油抗磨剂TX-10，东营天喜化工有限公司,市场上广泛使用的产品，容易购买得到。
性能检测试验
检测方法/试验方法
1.采用电位滴定法按照GB/T7304规定的方法，对实施例和对比例中柴油抗磨剂的酸值进行测试。
2.采用气相色谱法对实施例和对比例中柴油抗磨剂的甘油含量进行测试。
3.采用中石化最新版企业标准<Q/SHCG57-2017柴油抗磨剂技术要求》对实施例和对比例中柴油抗磨剂抗乳化性(水层体积/ml)进行评定。
4.将实施例和对比例中柴油抗磨剂分别以200ug/g加入到基础柴油(北京燕山石化的加氢裂化柴油，WSD在610-680μm)中，采用SH/T0765规定的方法测试添加柴油抗磨剂的柴油的润滑性。
表2柴油抗磨剂的性能测试结果
结合实施例1-7和对比例1-4并结合表2可以看出，实施例1-7制得的柴油抗磨剂的酸值明显低于对比例4的脂肪酸型柴油抗磨剂，从而减少了脂肪酸型柴油抗磨剂使柴油酸度增加的缺点，减少腐蚀性；实施例1-7制得的柴油抗磨剂，其抗水性能明显优于对比例3的脂肪酸酯型抗磨剂，而且其润滑性测试磨斑直径较低，表明抗磨效果良好。通过调节催化剂用量、反应时间、反应温度等反应条件，使柴油抗磨剂各组分之间的协同作用可以平衡抗水性能与抗磨性能；相比于脂肪酸酯型抗磨剂，本申请的柴油抗磨剂反应时间短，并减去产物分离步骤，从而使生产成本更低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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