[发明专利]煤基合成柴油润滑性改进剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及煤基合成柴油领域，尤其是涉及一种煤基合成柴油润滑性改进剂及其制备方法和应用。

背景技术

根据煤基合成油的技术特点，作为其主导产品的煤基合成柴油的十六烷值高达70，可作为高质量车用柴油使用，其含硫量（质量分数）低于0.0001%，多环芳烃含量（质量分数）低于0.1%，符合国家车用柴油标准。我国2009年的《车用柴油》标准GB19147-2009规定，柴油硫含量（质量分数）应不大于0.035%。

然而通过加氢裂化、加氢精制脱除硫化物等污染物来制备的煤基合成柴油自身的润滑性不足。柴油发动机的燃油喷射系统依靠柴油自身来润滑，而柴油的润滑性主要由柴油中的硫、氮、氧化合物及多环芳烃的含量决定，随着这些化合物含量大幅下降，柴油润滑性下降。直接使用这样的精制、低润滑性柴油，容易导致发动机燃油喷射泵的过早磨损。例如1991年瑞典环保型I类、II类车用柴油投放市场后，不久就发现柴油发动机的报损率成倍增加。为此发动机制造商对车用柴油的润滑性提出要求，I、II、III和IV类柴油均规定了润滑性实验（高频往复试验HFRR）中的磨痕直径不大于400μm，我国的2003年的推荐标准和2009年的强制标准规定HFRR磨痕直径不大于460μm。一般普通未经精制的柴油磨痕直径为420～600μm，加氢裂解精制的柴油的磨痕直径为500～710μm，而煤基合成柴油的磨痕直径在700μm以上。因此，柴油润滑性问题成为煤基合成柴油作为车用柴油走向市场面临的主要问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种煤基合成柴油润滑性改进剂及其制备方法和应用。

一种煤基合成柴油润滑性改进剂，包括由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、酰胺类化合物及醇胺类化合物，其中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物为具有以下结构式（I）的化合物中至少两种的混合物，所述酰胺类化合物具有结构式（II），所述醇胺类化合物具有结构式（III）：

R1-COO-R2（I），其中R1为C1～C18的烃基，R2为C2～C18的羟基取代的烷基；

（II），其中R3、R4、R5分别为C1～C5的烷基；

R6-NH-R7-OH（III），其中R6、R7为H、烃基或由一个羟基取代的烷基，且R6、R7中至少有一个是由一个羟基取代的烷基。

在其中一个实施例中，所述R2含有1～5个羟基。

在其中一个实施例中，所述R6、R7为C1～C4的烃基或由一个羟基取代的C1～C4的烷基。

在其中一个实施例中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、所述酰胺类化合物及所述醇胺类化合物的重量比为50～80:10～40:5～10。

一种煤基合成柴油润滑性改进剂的制备方法，包括如下步骤：

将由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物和酰胺类化合物分别加入反应釜中，搅拌混合均匀，同时开始缓慢升温，其中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物为具有以下结构式（I）的化合物中至少两种的混合物，所述酰胺类化合物具有结构式（II）：

R1-COO-R2（I），其中R1为C1～C18的烃基，R2为C2～C18的羟基取代的烷基，

（II），其中R3、R4、R5分别为C1～C5的烷基；

当反应温度升至40℃时，将醇胺类化合物缓慢加入反应釜中，且控制所述醇胺类化合物在8～10分钟内加完，继续缓慢升温，其中，所述醇胺类化合物具有结构式（III）：

R6-NH-R7-OH（III），其中R6、R7为H、烃基或由一个羟基取代的烷基，且R6、R7中至少有一个是由一个羟基取代的烷基；

当反应温度升至55℃时，开始记录反应时间，同时将反应温度控制在58～65℃，反应30～45分钟；

反应结束后，停止加热，冷却至室温后，立即过滤即得到所述煤基合成柴油润滑性改进剂。

在其中一个实施例中，所述R2含有1～5个羟基。

在其中一个实施例中，所述R6、R7为C1～C4的烃基或由一个羟基取代的C1～C4的烷基。

在其中一个实施例中，所述由多种羟基取代的羧酸酯组成的混合物、所述酰胺类化合物及所述醇胺类化合物的重量比为50～80:10～40:5～10。

上述任一实施例所述的煤基合成柴油润滑性改进剂在煤基合成柴油润滑领域的应用，所述煤基合成柴油润滑性改进剂的添加量为250～450ppm。