技术领域 本发明属于柴油抗磨剂,确切的说是用改性油脂作为改善低硫柴 油润滑性的添加剂,以防止柴油发动机因燃烧润滑性差的燃料而引起 泵的磨损。 技术背景 随着世界各国对环保问题的日益重视,为了减少柴油排气污染, 生产高质量的清洁柴油,已成为现代炼油工业的发展方向。这种柴油 一般具有含硫量低,含芳烃低,十六烷值高,馏分轻等特点。研究表 明,硫是增加柴油发动机排放物中CH、CO,特别是可吸入颗粒物 (PM)的最有害元素,所以降低柴油中硫含量对改善大气污染尤为 重要。现在美国、加拿大、西欧各国的柴油规格,都规定柴油含S量 小于0.05%,芳烃含量也较低。由于它们普遍采用了较苛刻的加氢工 艺,柴油中的极性含氧、含氮化合物的含量都很低,多环、双环芳烃 的含量也较少,因而降低了柴油的自然润滑性能,引起了一些依靠柴 油本身来进行润滑的喷油泵,如旋转泵(rotary pumps)、分配泵 (distributor pumps)出现了磨损,降低了它们的使用寿命。 向柴油中加入添加剂可缓解这一问题。使用添加剂的方法具有成 本小、生产灵活、污染少等优点,在工业上受到广泛的重视。 柴油抗磨剂多为脂肪酸酯、酰胺或盐的衍生物。EP773279公开 了用二聚酸与醇胺反应制备的羧酸酯作为柴油抗磨剂。EP798364公 开了用脂肪酸与脂肪胺反应制备的盐或酰胺作为柴油抗磨剂。 EP1209217公开了C6~C50饱和脂肪酸和二羧酸与短链油溶性伯、仲、 叔胺的反应产物作为柴油抗磨剂。WO9915607公开了二聚脂肪酸与 环氧化物的反应产物作为柴油抗磨剂。以脂肪酸为原料生产抗磨剂成 本相对较高。 CS275894、EP605857公开了用脂肪酸酯如菜籽油、向日葵油、 蓖麻油等直接作为柴油抗磨剂。这些产品虽具有原料易得、价格较便 宜等优点,但使用效果相对较差,同时由于其粘度大,在低温下容易 析出,这对其的实际应用也带来不便。 发明内容 本发明的目的在于以现有技术为基础,提供一种将改性油脂作为 低硫柴油抗磨剂的应用方法。 本发明提供的将改性油脂作为低硫柴油抗磨剂的应用方法包括: 在低硫柴油中加入10~2000ppm的改性油脂,所说改性油脂是由天 然油脂与醇或胺按照1∶0.1~5的摩尔比在50~200℃温度下反应1~20 小时得到的。 所说天然油脂可以是植物油、也可以是动物油;植物油可以是花 生油、玉米油、棉籽油、菜子油、大豆油、棕榈油、红花油、亚麻籽 油、椰子油、橡树油、杏仁油、核桃油、蓖麻油、芝麻油、橄榄油、 向日葵油等,优选花生油、棉籽油、菜子油、大豆油、蓖麻油、芝麻 油、向日葵油。植物油可以是未使用过的,也可以是回收的废植物油。 动物油可以是猪油、鸡油、鸭油、鹅油、羊油、马油、牛油、鲸鱼油、 鲨鱼油等,优选猪油、鸡油、羊油、牛油。可以是未使用过的,也可 以是回收的废动物油。 所述的醇类可以是脂肪醇、多元醇、醇胺等的一种或多种。脂肪 醇指C1~C10链烷醇,优选C2~C6醇,如乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、 己醇等,正构和异构的皆可。多元醇可以是C2~C18多元醇,如乙二 醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、各种结构的丁二醇, 戊二醇,己二醇,庚二醇,辛二醇,壬二醇,癸二醇、季戊四醇、山 梨醇、失水山梨醇等,优选C2~C4多元醇。醇胺可以是乙醇胺、二 乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺等。 所述的胺类可以是脂肪胺、多烯多胺、环烷基胺、杂环胺等的一 种或多种,脂肪胺是C1~C10脂肪胺,可以是伯胺或仲胺,优选C2~ C6脂肪胺,如乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺等,正构和异构的皆 可。多烯多胺中氮原子的个数为2~7,优选3~6;如二乙烯三胺、三 乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺等。环烷基胺可以是环戊胺、环 己胺等;杂环胺可以是吗啉、哌嗪等。 对油脂进行改性反应时,由于天然油脂都是以十八碳酸为主的混 合甘油酯,为便于计算投料比,可将其分子量视为与硬脂酸三甘油酯 相同(分子量890)。反应时,油脂与醇或胺的摩尔比为1∶0.1~5, 优选1∶0.5~3,最好为1∶1.0~2.5。 反应可以用酸催化如硫酸、对甲苯磺酸等,也可以用碱催化如氢 氧化钠、氢氧化钾、有机碱如甲基环己胺等;还可以不用催化剂。反 应时间为1~20小时,优选2~10小时。反应温度为50~200℃,优选 80~160℃。 所说低硫柴油的硫含量小于500ppm。本发明提供的柴油抗磨剂 在低硫柴油中的添加量一般是10~2000ppm,优选50~1000ppm。 根据使用需要,本发明提供的添加剂还可以与其它添加剂,如流 动改进剂、十六烷值改进剂、清净分散剂、金属减活剂、防腐剂等同 时使用。 本发明提供的改性油脂的应用方法原料易得、成本低廉、生产简 便,作为柴油抗磨剂使用可显著改善低硫柴油的润滑性。 具体实施方式 下面通过实施例对本发明作进一步的说明。在这些实施例中,柴 油的润滑性按照ISO/FDIS 12156-1所述方法(美国方法为ASTM D 6079-97)在高频往复试验机(High-Frequency Reciprocating Rig,HFRR) 上测定磨痕直径(Wear Scar Diameter,WSD)。 实例1 将100g蓖麻油和17g1,2-丙二醇(蓖麻油与1,2-丙二醇的摩尔 比约为1∶2)置于一装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气 导入管的反应器中,通入氮气5~10分钟,并在反应过程中保持微弱 的氮气流,加热搅拌升温至150℃,反应5小时,冷却即得产品。 实例2 将100g花生油和25g三乙醇胺(花生油与三乙醇胺的摩尔比约 为1∶1.5)置于一装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气导入 管的反应器中,通入氮气5~10分钟,并在反应过程中保持微弱的氮 气流,加热搅拌升温至160℃,反应6小时,冷却即得产品。 实例3 将100g棉籽油和17g三乙烯四胺(棉籽油与三乙烯四胺的摩尔 比约为1∶2)置于一装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气 导入管的反应器中,通入氮气5~10分钟,并在反应过程中保持微弱 的氮气流,加热搅拌升温至150℃,反应7小时,冷却即得产品。 实例4 将100g蓖麻油和24g吗啉(蓖麻油与吗啉的摩尔比约为1∶2.5) 置于一装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气导入管的反应器 中,通入氮气5~10分钟,并在反应过程中保持微弱的氮气流,加热 搅拌升温至140℃,反应8小时,冷却即得产品。 实例5 将100g牛油和19g1,2-丙二醇(牛油与1,2-丙二醇的摩尔比约 为1∶2.2)置于一装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气导入 管的反应器中,通入氮气5~10分钟,并在反应过程中保持微弱的氮 气流,加热搅拌升温至150℃,反应6小时,冷却即得产品。 实例6 将100g大豆油、8.5g1,2-丙二醇和8.3g正丁醇(大豆油、1,2- 丙二醇、正丁醇的摩尔比约为1∶1∶1)置于一装有电动搅拌器、温 度计、回流冷凝管及氮气导入管的反应器中,通入氮气5~10分钟, 并在反应过程中保持微弱的氮气流,加热搅拌升温至140℃,反应7 小时,冷却即得产品。 实例7 将100g菜籽油、12g二乙烯三胺和10g正丙胺(菜籽油、二乙烯 三胺、正丙胺的摩尔比约为1∶1∶1.5)置于一装有电动搅拌器、温 度计、回流冷凝管及氮气导入管的反应器中,通入氮气5~10分钟, 并在反应过程中保持微弱的氮气流,加热搅拌升温至150℃,反应6 小时,冷却即得产品。 实例8 本实例为实例1~7制得的添加剂在柴油中的使用效果。选用大港 0#调和油。其理化性能见表1,加剂前后柴油的HFRR法(ISO12156- 1)磨痕直径WSD1.4见表2,当磨痕直径小于460um时(60℃),则柴 油的润滑性合格。 通过表2可以看出,本发明提供的柴油抗磨剂对低硫柴油能很好 改善其润滑性。 表1 柴油的理化性能 密度(20℃)/g·cm-3 0.8576 粘度(40℃)/mm2·s-1 2.548 S含量/mg.kg-1 238 N含量/mg·kg-1 120 碱性氮/mg.kg-1 10 链烷烃/m% 38.5 总环烷烃/m% 18.4 总单环芳烃/m% 29.6 总双环芳烃/m% 11.9 三环芳烃/m% 1.6 续表1 初馏点/℃ 188 20%馏点/℃ 230 50%馏点/℃ 252 90%馏点/℃ 343 干点/℃ 353 表2多效添加剂对柴油润滑性的改善 油 样 加剂量/mg.kg-1 WSD1.4/um 空白柴油 / 531 空白柴油+蓖麻油 300 398 空白柴油+大豆油 300 436 空白柴油+实例1 300 249 空白柴油+实例2 400 320 空白柴油+实例3 400 318 空白柴油+实例4 500 267 空白柴油+实例5 400 316 空白柴油+实例6 300 330 空白柴油+实例7 400 320