技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油加工領(lǐng)域，具體涉及一種柴油抗磨劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

清潔柴油的生產(chǎn)使柴油具有硫含量低、芳烴含量低、十六烷值高、餾分輕等顯著特點。由于清潔柴油的生產(chǎn)過程中普遍采用了較為苛刻的加氫工藝，導(dǎo)致清潔柴油中的極性化合物含量降低，多環(huán)、雙環(huán)芳烴的含量相應(yīng)減少，因而降低了柴油的自然潤滑性能，引起噴油泵出現(xiàn)磨損，降低其使用壽命。

在柴油中加入抗磨劑，又稱柴油潤滑性改進劑，以下表述簡稱：柴油抗磨劑。是簡便有效改善柴油潤滑性能的方法之一，也是目前國際廣泛采用的有效措施。目前世界各大石油公司和專業(yè)公司都在進行開發(fā)、生產(chǎn)適應(yīng)商品化柴油需要的潤滑性改進劑。

目前，我國柴油主要由直餾柴油、全餾分加氫柴油、柴油加氫柴油、以及少量的中壓加氫柴油所構(gòu)成。柴油中保留了一些極性潤滑組分，但其硫含量約在0.2%左右，不能適應(yīng)社會可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種柴油抗磨劑。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述柴油抗磨劑的制備方法。

技術(shù)方案：為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體是這樣來實現(xiàn)的：一種柴油抗磨劑，包括以下重量份數(shù)的組分：60~100份的油酸，20~60份的C2-C6多元醇，10~20份的氧化石墨烯。

一種優(yōu)選方案，由以下重量份數(shù)的組分組成：80份的油酸、30份的丙三醇和10份的氧化石墨烯。

其中，所述油酸為大豆油酸、棕櫚油酸、棉籽油酸、亞油酸、亞麻酸、妥爾油酸、硬脂酸中的一種或多種混合。

其中，所述C2-C6多元醇為乙二醇，丙二醇，丙三醇，異丙醇或季戊四醇。

其中，所述氧化石墨烯由甲基環(huán)己烷代替。

一種柴油抗磨劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將油酸進行脫水，直至油酸含水率小于5%；

（2）對油酸進行蒸餾，溫度控制在120~160℃，反應(yīng)時間4~10小時；

（3）將加熱后的油酸冷卻至室溫，并在-5~-15℃下進行冷凍，持續(xù)3~12小時，至固體油酸中的飽和酸質(zhì)量比低于2.5%，形成油酸固體；

（4）將冷凍后的固體油酸加熱至160℃溶解，再次脫水，直至含水率小于1%；

（5）向油酸中加入多元醇及氧化石墨烯，加熱至250℃，持續(xù)4~6小時進行酯化反應(yīng)；

（6）步驟（5）反應(yīng)完畢后自然冷卻至室溫，并再次進行冷凍，控制溫度-15℃，4~8小時即得。

其中，所述步驟（3）中對油酸進行冷凍時，先冷凍至-5℃，持續(xù)1~4小時，繼續(xù)冷凍至-10℃，持續(xù)1~4小時，最后冷凍至-15℃，持續(xù)1~4小時。

本發(fā)明中的一個關(guān)鍵點是采用氧化石墨烯作為催化劑，由于氧化石墨烯分子同時具有羧酸基及羥基，因此作為催化劑使用時效果極為優(yōu)秀，而且氧化石墨烯分子為對稱結(jié)構(gòu)，在整個反應(yīng)過程中很穩(wěn)定，中間體存在時間短暫、氧化還原效率高；而甲基環(huán)己烷作為催化劑替換氧化石墨烯時，其結(jié)構(gòu)比氧化石墨烯更對稱、在反應(yīng)過程中更加穩(wěn)定，但是由于其氧化還原作用均在其甲基上完成，因此催化效率比采用氧化石墨烯時要低，時間要長。

本發(fā)明中另一個關(guān)鍵是兩次冷凍處理，第一次冷凍處理是預(yù)處理油酸，為了確保飽和酸的質(zhì)量比控制在2.5%以下，防止后續(xù)生成較多的飽和脂肪酸酯，采用逐次降溫，效果更好；第二次冷凍處理是在酯化反應(yīng)完成后，目的是脫除反應(yīng)生成的單苷酯及皂化物，但是由于單苷酯與皂化物的凝固點與不飽和脂肪酯的凝固點相去較大，因此采用一次性降溫即可達到分離目的。

有益效果：本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

1、酸值低，對柴油酸度和堿性物質(zhì)無任何危害風(fēng)險；

2、加入柴油使用時較酸型劑使用效果更好，加入量更小，極具經(jīng)濟性；

3、產(chǎn)品中親水基團的改變，保證了產(chǎn)品在使用過程中對柴油質(zhì)量指標(biāo)的保障性能得到了提高；

4、無任何污染，環(huán)保效果好，同時改進了油品質(zhì)量，對柴油發(fā)動機的作用性能明顯提高，從而極大程度地降低了化石原料的消耗。

具體實施方式

實施例1：

取重量份數(shù)70份的油酸（大豆油酸），30份的乙二醇，12份的氧化石墨烯待用，將油酸進行脫水，直至油酸含水率小于5%，對油酸進行蒸餾，溫度控制在120~160℃，反應(yīng)時間4~10小時，將加熱后的油酸冷卻至室溫，并在-5~-15℃下進行冷凍，持續(xù)3~12小時，至固體油酸中的飽和酸質(zhì)量比低于2.5%，形成油酸固體，將冷凍后的固體油酸加熱至160℃溶解，再次脫水，直至含水率小于1%，向油酸中加入C2-C6多元醇及氧化石墨烯，加熱至250℃，持續(xù)4~6小時進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)完畢后自然冷卻至室溫，并再次進行冷凍，控制溫度-15℃，4~8小時即得。

實施例2：

取重量份數(shù)60份的油酸（棕櫚油酸），20份的丙二醇，10份的氧化石墨將待用，將油酸進行脫水，直至油酸含水率小于5%，對油酸進行蒸餾，溫度控制在120~160℃，反應(yīng)時間4~10小時，將加熱后的油酸冷卻至室溫，并在-5~-15℃下進行冷凍，持續(xù)3~12小時，至固體油酸中的飽和酸質(zhì)量比低于2.5%，形成油酸固體，將冷凍后的固體油酸加熱至160℃溶解，再次脫水，直至含水率小于1%，向油酸中加入C2-C6多元醇及氧化石墨烯，加熱至250℃，持續(xù)4~6小時進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)完畢后自然冷卻至室溫，并再次進行冷凍，控制溫度-15℃，4~8小時即得。

實施例3：

取重量份數(shù)100份的油酸（棉籽油酸），60份的丙三醇，20份的氧化石墨烯待用，將油酸進行脫水，直至油酸含水率小于5%，對油酸進行蒸餾，溫度控制在120~160℃，反應(yīng)時間4~10小時，將加熱后的油酸冷卻至室溫，并在-5~-15℃下進行冷凍，持續(xù)3~12小時，至固體油酸中的飽和酸質(zhì)量比低于2.5%，形成油酸固體，將冷凍后的固體油酸加熱至160℃溶解，再次脫水，直至含水率小于1%，向油酸中加入C2-C6多元醇及氧化石墨烯，加熱至250℃，持續(xù)4~6小時進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)完畢后自然冷卻至室溫，并再次進行冷凍，控制溫度-15℃，4~8小時即得。

實施例4：

取重量份數(shù)80份的油酸（亞油酸、亞麻酸混合物），50份的異丙醇，16份的甲基環(huán)己烷待用，將油酸進行脫水，直至油酸含水率小于5%，對油酸進行蒸餾，溫度控制在120~160℃，反應(yīng)時間4~10小時，將加熱后的油酸冷卻至室溫，并在-5~-15℃下進行冷凍，持續(xù)3~12小時，至固體油酸中的飽和酸質(zhì)量比低于2.5%，形成油酸固體，將冷凍后的固體油酸加熱至160℃溶解，再次脫水，直至含水率小于1%，向油酸中加入C2-C6多元醇及氧化石墨烯，加熱至250℃，持續(xù)4~6小時進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)完畢后自然冷卻至室溫，并再次進行冷凍，控制溫度-15℃，4~8小時即得。

實施例5：

取重量份數(shù)90份的油酸（棕櫚油酸、妥爾油酸、硬脂酸混合），55份的季戊四醇，18份的氧化石墨烯待用，將油酸進行脫水，直至油酸含水率小于5%，對油酸進行蒸餾，溫度控制在120~160℃，反應(yīng)時間4~10小時，將加熱后的油酸冷卻至室溫，并在-5~-15℃下進行冷凍，持續(xù)3~12小時，至固體油酸中的飽和酸質(zhì)量比低于2.5%，形成油酸固體，將冷凍后的固體油酸加熱至160℃溶解，再次脫水，直至含水率小于1%，向油酸中加入C2-C6多元醇及氧化石墨烯，加熱至250℃，持續(xù)4~6小時進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)完畢后自然冷卻至室溫，并再次進行冷凍，控制溫度-15℃，4~8小時即得。