一种油溶性聚醚硝酸酯及其制备和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种油溶性聚醚硝酸酯及其制备和应用；加入制得产物重量30～500ppm的催化剂，加入摩尔比为0：1～1：1的引发剂与环氧烷烃，先部分加入环氧烷烃，加热至30～150℃，保持压力0.5～1.5MPa，待温度上升，压力下降，再将剩余部分的环氧烷烃加入，达到所需的聚合物分子量后，老化，温度降至室温，放入冰浴中，使温度达到-10～0℃，加入与聚合物摩尔比为10：1～1：1的醋酸酐，加入与聚合物摩尔比为10：1～1：1的发烟硝酸，保持反应温度在10～40℃，得到油溶性聚醚硝酸酯；其加入0.05～0.5%到柴油中可大幅提高其十六烷值，具有优异的清净性、低温启动性和润滑特性。
【专利说明】一种油溶性聚醚硝酸酯及其制备和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油溶性聚醚硝酸酯及其制备和应用。
【背景技术】
[0002] 随着柴油消费量的提高，对柴油的质量要求也越来越高，尤其对柴油十六烷值的 要求越来越高。十六烧值（CetaneNumber，简称CN)是柴油在压燃发动机中着火性质的量 度。十六烷值的高低直接影响着柴油发动机的冷启动性能、污染物排放、耗油量和工作噪音 等。我国柴油国家标准要求，轻柴油的十六烷值不低于45,由中间基原油生产或混有催化组 分的轻柴油十六烷值允许小于40。虽然各个炼化厂采用催化裂化二次加工工艺以提高轻质 油的产量，但是此工艺的稳定性较差，这不能在短期解决市场的需求。目前在柴油中直接添 加十六烷值改进剂，其成本低、制备工艺简单，得到广泛应用。
[0003] 中国发明专利CN102041109A公开了一种柴油十六烷值添加剂及其制备方法，该 添加剂中的十六烷值改进剂采用硝酸酯组合物，是由丙三醇三硝酸酯、三缩丙三醇三硝酸 酯和4, 4-二硝基戊酸甲酯组成，用以提高燃油的稳定性，燃烧更加安全充分，减少发动机 的积炭，延长发动机的使用寿命。
[0004] 欧洲专利EP015684A1公开了一种带有硝酸酯功能基的小分子柴油添加剂，其化 学组成为乙二醇醚硝酸酯，其中乙二醇的重复单元为1?15。专利指出当使用0. 01?3% 的加入量时，可以提高柴油的十六烷值，并且可以使系统保持清洁。
[0005] 中国发明专利CN102041113A公开了一种新型柴油添加剂组分，它包含十六烷值 改进剂、清净分散剂、助燃剂、抗氧与金属钝化剂、低温流动改进剂。其中所述的十六烷值改 进剂为一种小分子烷基硝酸酯和小分子烷氧基硝酸酯的协同组合。
[0006] 中国发明专利CN101665731A公开了一种有机小分子组成的十六烷值改进剂组合 物，其成分包括20-50%烷氧基单硝酸酯、15-45%烷氧基多硝酸酯和5-65%胺类化合物，其中 胺类化合物作为稳定剂保证了此组合物的安全稳定可靠，该组合物以〇. 01-0. 18%的用量 加入到柴油中，最高可提高十六烷值9. 7,从而改进柴油的燃烧性能。
[0007] 中国发明专利CN101787092A介绍了一种柴油十六烷值改进剂一一胺基聚乙烯醇 多硝酸酯及其制备方法，具体步骤包括首先将碳个数在1000?10000的聚乙烯醇与硝酸反 应得到聚乙烯醇多硝酸酯；其次利用胺化还原技术将聚乙烯醇多硝酸酯中的部分硝基还原 为胺基，用以提高硝酸酯的稳定性。最终得到目标产品，专利指出将1%。该产品加入到柴油 中，十7K烧值可以提_ 6. 7。
[0008] 美国专利US20050160662A1介绍了一种可加入烃类柴油的十六烷值改进剂组合 物，其中包括2, 2, 4-三甲基-6-乙氧基-1，2-二羟基喹啉和胡萝卜素。专利中指出 将稳定剂2, 2, 4-三甲基-6-乙氧基-1，2-二羟基喹啉以重量比1 :1-1:10的比例加入到 胡萝卜素中，从而可以得到稳定的胡萝卜素组合物。将稳定的胡萝卜素组合物 加入到柴油中，可以使得十六烷值提高19. 2单位。
[0009] 目前被广泛认可能有效提高柴油十六烷值并商业化的是硝酸酯类化合物，但是这 些化合物均是小分子硝酸酯化合物，小分子硝酸酯化合物包含固有缺点，如：稳定性差，抗 爆性差，甚至需要加入稳定剂，这不仅增加了制备工序，而且增加了成本。
[0010] 经过相关文献的检索，目前并没有关于采用长链的油溶性聚醚硝酸酯作为柴油 十六烷值改进剂的相关报道。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于提供一种具有优异的清净性、低温启动性、润滑特性和稳定性 的油溶性聚醚硝酸酯作为柴油十六烷值改进剂。
[0012] 本发明的另一目的在于提供一种柴油十六烷值改进剂的制备方法，该方法的工艺 简单、生产周期短、可实现工业化生产。
[0013] 本发明所述的油溶性聚醚硝酸酯，其分子通式为：
[0014]
【权利要求】
1. 一种油溶性聚醚硝酸酯，其特征在于：其分子通式为：
式中，m=0?5000, n=0?5000, m、n不同时为零，x兰1，札为Q?C3Q的长链烷烃，R2为氢或甲基，R3为C2?C3(l的长链烧经。
2. -种油溶性聚醚硝酸酯的制备方法，其特征在于：按以下工艺步骤进行： A、 向有惰性气体保护的干燥反应釜中加入催化剂，催化剂的加入量为制得产物重量百 分比的30?500ppm，再加入引发剂和部分环氧烷烃，引发剂与环氧烷烃的摩尔比为0 :1? 1 :1，将反应釜加热至30?150°C，保持压力0.5?1.5MPa，待温度上升，压力下降，反应开 始时，再将剩余部分的环氧烷烃按〇. 01?30克/分钟的速率加入到反应釜中，当达到所需 的聚合物分子量后，继续老化2-4小时，停止加热，反应釜温度降至室温； B、 将反应釜放入冰浴中，使其温度达到-10?0°C，向反应釜内加入醋酸酐，醋酸酐与 聚合物的摩尔比为10 :1?1 :1，再加入发烟硝酸，发烟硝酸与聚合物的摩尔比为10 :1?1 : 1，升温并保持反应温度在10?40°C，反应1?12小时，反应结束对反应物进行过滤，得到 油溶性聚醚硝酸酯； 所述的催化剂为Zn/Co类双金属催化剂或碱金属氢氧化物。
3. 根据权利要求2所述的一种油溶性聚醚硝酸酯的制备方法，其特征在于：在步骤A 中催化剂用量为制得产物重量百分比的50?300ppm。
4. 根据权利要求2所述的一种油溶性聚醚硝酸酯的制备方法，其特征在于：引发剂为 醇类引发剂，为单一醇或两种醇按任意比例的复配。
5. 根据权利要求2所述的一种油溶性聚醚硝酸酯的制备方法，其特征在于：环氧烷烃 为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、C5?C3(l的环氧烷烃或两种成分按任意比例的复配。
6. -种权利要求1所述的油溶性聚醚硝酸酯的应用，其特征在于：该油溶性聚醚硝酸 酯用作柴油十六烷值改进剂，添加质量为〇. 05?0. 5%。
【文档编号】C10L1/238GK104277215SQ201310294164
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】程亮, 张东恒, 连玉双, 于军 申请人:中国石油天然气股份有限公司