[发明专利]一种低硫柴油抗磨剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低硫柴油抗磨剂的制备方法，特别涉及一种采用碱性离子液体为催化剂制备脂肪酸多元醇酯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

随着国家对环保问题的日益重视，炼油厂开始广泛采用加氢精制工艺生产低硫柴油，以满足环保要求。然而，在加氢脱硫的同时会脱除柴油中含氧、含氮等极性化合物，而这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500μg/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350μg/g)、特别是国Ⅳ标准(硫含量小于50μg/g)时，必须要加入抗磨剂才能满足润滑性的要求。

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，以保证润滑膜的强度。为到达较好的吸附润滑效果，一般来说，含S、N、O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O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羧酸作为低硫柴油抗磨剂，采用的支链羧酸包括：异硬脂酸、新癸酸、异壬酸、异戊酸等等，两种或者多种支链羧酸配合起来使用的抗磨效果更好。但是，羧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等认为这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。

目前，研究得最多的低硫柴油抗磨剂是脂肪酸多元醇酯，这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酰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以这类物质作为低硫柴油的抗磨剂。例如，EP A 0739970公开了一种甘油酯的混合物作为低硫柴油的抗磨剂，此混合物中包含不同酯化度的甘油脂。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酯和脂肪酸甘油双酯。国内CN 101787318A则公开了一种采用甘油单双酯混合和二聚酸复配作为低硫柴油的抗磨剂。

脂肪酸多元醇酯一般由不饱和脂肪酸和多元醇经部分酯化反应而合成，或由动植物油脂和多元醇经部分酯交换反应而合成。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

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。

本发明的技术方案是这样实现的：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，去除下层相中多余的脂肪酸多元醇酯，将洗涤后得到的催化剂和多元醇的混合物循环使用。

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。

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。

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唑阴离子型碱性离子液体，其用量为油脂总重量的2～12wt％。

上述低硫柴油抗磨剂的制备方法，咪唑阴离子型碱性离子液体的用量为油脂总重量的8～10wt％。

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℃，反应时间为2.5～3.5小时。