[发明专利]用于航空生物燃料的润滑减磨添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及航空生物燃料添加剂，特别涉及具有润滑和减摩功效的航空生物燃料添加剂。

背景技术

目前，全球航空运输业每年消耗15～17亿桶的航空煤油，这些航空煤油全部来源于化石能源—石油。尽管航空煤油所产生的二氧化碳仅占人类所有排放量的3％，但航空煤油燃烧后产生的氮氧化物、碳氧化合物及其它物质直接排放到高空中，使得吸收紫外线的臭氧层变厚，产生温室效应的能力及危害远远大于其他行业，空中交通产生的污染已成为导致全球气候变暖不容忽视的因素。为减少二氧化碳温室气体的排放，国际航协和欧盟分别提出了“碳减排”计划，从而给全球航空产业带来严峻的成本挑战。

要实现能源的可持续供应及减排目标，在现有的燃油体系下是很难达到的，需要依靠替代技术，而航空生物燃料是其中最有潜力的低碳燃料。以动植物油脂和农林废弃物等生物质为原料，利用油脂加氢或生物质气化-费托合成制备航空生物燃料技术具有原料来源广泛、环境友好及可再生的特点。产品以链烷烃为主，不含硫、氮、氧等化合物及芳烃、烯烃，具有密度小、热值高、燃烧性能好等优点，可以直接替代石油基航煤，无需航空公司和机场开发新的燃料运输系统。研究表明，在生命周期内，航空生物燃料比石油基航煤的温室气体排放量减少了50～90％。因此开发航空生物燃料技术不仅可以减少对石油的依赖，而且对降低航空公司运行成本和风险及温室气体排放具有重要意义。

一直以来，航空公司所用燃料油主要以直馏的石油基航煤为主，其在加工过程中的微量天然非烃化物，如含氧、氮等杂原子化合物和多环芳烃等组份保留了下来，这些微量组分都是较好的边界摩擦改进剂，因此赋予直馏石油基航煤良好的抗磨润滑性和材料相容性。而对于深度加氢精制馏分和加氢裂化馏分，由于脱除了原油中天然自带的杂原子化合物，产品的润滑性变差，通常是添加10～20μg/g的润滑改性剂，使产品的边界润滑性满足要求。目前专利和文献报道的润滑剂或抗磨剂主要用在低硫柴油及润滑油方面，如CN1524935A、CN1019021B、US6783561B2、US6887283B1、US5882364、US4920691、US3273981、WO2001019941、WO9618706、EP798364、WO2002100987等专利公开的羧酸类、酯类或酰胺类润滑剂主要用于车用低硫柴油馏份中，主要是改善高压油泵和喷油器的润滑性能，加量一般在100～300μg/g之间；专利CN1566292A、CN1123325A、CN1804013A、CN1791664A、CN1160753A、CN101812354A、CN102311854、US4410483、US4492642、US2618437、US4701274等公开的含硫、硼、磷的抗磨剂主要用于车用润滑油中，主要用来改善轴承、齿轮、链条等运动部件之间的润滑与防护，降低磨损，延长使用寿命。这些添加剂组份主要以含钾、钠、铁的金属盐为主，如果加入到航空生物燃料中，会造成金属含量超标(航空生物燃料要求20种金属的含量均小于0.1μg/g)，导致产品质量不合格。同时航空生物燃料为链烷烃组份，组成上与基础油有很大区别，因此说这类润滑剂不适合航空生物燃料。现有技术中关于航空燃料油的润滑减磨剂报道较少，在《润滑油》2001,16(5)P62～P64中介绍了环烷酸型抗磨剂的制备过程。这种抗磨剂的主要组份为环烷酸，主要用于含一定量加氢煤油馏分的石油基航空燃料中，只能少量添加，且对提高航空燃料油的抗磨性能有限。

由于航空生物燃料是以生物质为原料，通过化学转化合成出的链烷烃，不含硫、氮、氧等润滑性较好的极性化合物。与石油基航空燃料相比，航空生物燃料或含航空生物燃料的混合航煤的润滑性更差，现有的低硫柴油润滑剂和环烷酸型抗磨剂不能满足要求，目前在航空生物燃料或含航空生物燃料的馏分油中应用润滑减磨剂也未见报道。因此，如何开发出新型的适用于航空生物燃料的高效润滑减磨剂，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于航空生物燃料的润滑减磨添加剂，使其可以改善航空生物燃料在使用过程中润滑性差，容易造成发动机油料泵及相关流量控制元件磨损的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于航空生物燃料的润滑减磨添加剂，包括润滑剂、减磨剂及有机溶剂，润滑剂与减磨剂的质量配比为1～5:1(即，润滑剂(质量)：减磨剂(质量)＝1～5:1)，有机溶剂与润滑剂和减磨剂所形成的混合物的质量配比为0～0.5:1(即，有机溶剂(质量)：润滑剂和减磨剂所形成的混合物(质量)＝0～0.5:1)；所述的润滑剂为羧酸类酯化物或酰胺类化合物；所述的减磨剂为硼酸类酯化物、磷酸类酯化物或有机钼化物。