低硫柴油添加剂的制备方法与流程

文档序号:11935768阅读:506来源:国知局

本发明涉及生物化工和柴油技术领域,具体地说,是一种低硫柴油添加剂的制备方法。



背景技术:

上世纪90年代,发达国家不断颁布法律保护大气环境,要求降低燃油中的硫、氮含量。随后,喷油泵故障大量出现,尤其在美国加州和北欧地区十分频繁。这一现象多出现在使用低硫柴油的汽车上。故障原因被查出是因为燃油缺乏润滑性。

新环保法的出台及国Ⅳ、国Ⅴ清洁柴油的推广和应用,对柴油中硫含量受到了严格控制,柴油的润滑性问题逐渐暴露出来。柴油加氢精制过程可以减少柴油中硫含量,但也将柴油中具有润滑功能的组分脱除,大大降低了柴油的润滑性能,导致柴油发动机机械磨损严重,造成严重事故和经济损失。

低硫柴油在低温流动性方面也存在不足,迫切需要开发具有相关的促进剂,改善低硫柴油的低温流动性问题,目前技术可行、广泛采用在其中加入既具有润滑性又能改善柴油低温流动性的添加剂。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足,解决国Ⅳ国Ⅴ低硫柴油应用存在润滑性和低温流动性不佳的问题,满足市场对低硫柴油添加剂的需求,提供一种低硫柴油添加剂的制备方法。

本发明提供一种低硫柴油添加剂的制备方法,包括如下步骤:

步骤一,以油脂和醇为原料,加入DAW15催化剂,在一定搅拌速度下反应,反应结束后,冷却,水洗,取上层液体,干燥,得到低硫柴油添加剂组分A;

添加剂组分B是煤油和/或乙醇;

步骤二,将组分A与组分B按照一定比例调和,制得低硫柴油添加剂;

所述油脂为植物油脂或废弃油脂;所述醇为C1~C6的一元醇和多元醇的一种或几种。

本发明所述的低硫柴油添加剂的制备方法,其中,所述油脂和醇的摩尔比优选为25:1-1:25。

本发明所述的低硫柴油添加剂的制备方法,其中,优选的是,所述DAW15催化剂制备方法如下:

(1)将NaOH和Na2CO3溶于去离子水中配成1L溶液Ⅰ,其中NaOH和Na2CO3的用量分别以OH-、CO32-计,OH-与CO32-的摩尔比为4:1~1:4;

再将摩尔比Mg2+:Al3+:Zn2+:Ca2+:Ni2+=5~8:1~4:0.5~2:0.5~3:0.5~2的Mg(NO3)26H2O,Al(NO3)39H2O,Zn(NO3)26H2O,Ca(NO3)24H2O和Ni(NO3)26H2O溶于去离子水中配成溶液Ⅱ;

(2)把溶液Ⅱ滴加到溶液Ⅰ中100~1000rpm搅拌,调整滴加速度,保证溶液的pH在8~10,溶液Ⅱ在1~4h时间滴加完,保持25~100℃温度继续搅拌1~4h后,将浆液放入烘箱中50~100℃下晶化5~50h,抽滤浆液并用去离子水洗涤1~5次;

(3)将所述固体沉淀与氧化锆混合搅拌,搅拌1~10h后,再加入去离子水,挤条成型,在300~1000℃下焙烧1~12h后得DAW15催化剂;其中,所述氧化锆的用量使得Mg2+:ZrO2摩尔比为1:10~10:1,所述去离子水的用量为固体沉淀与氧化锆总质量的5~30%。

本发明所述的低硫柴油添加剂的制备方法,其中,所述DAW15催化剂的加入量占油脂质量分数优选为1-10%。

本发明所述的低硫柴油添加剂的制备方法,其中,步骤一中所述组分B中煤油与乙醇质量比优选1:9-9:1。

本发明所述的低硫柴油添加剂的制备方法,其中,步骤二中所述组分A与组分B按照一定比例调和优选是按照19:1-1:19的比例进行调和。

本发明所述的低硫柴油添加剂的制备方法,其中,步骤一中所述反应的温度优选为25-300℃,反应的时间优选为1-24hr。

本发明所述的低硫柴油添加剂的制备方法,其中,步骤一中所述搅拌速度优选为100-1000r/min。

本发明所述的低硫柴油添加剂的制备方法,其中,步骤一中所述水洗优选需要水洗1-10次。

本发明的有益效果:本发明制备的添加剂可有效提高低硫柴油的润滑性能,同对低硫柴油的低温流动性能也有明显的改善。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例,下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件。

实施例1

将OH-:CO32-摩尔比为2:1的NaOH和Na2CO3溶于去离子水中配成1L溶液Ⅰ;再将Mg:Al:Zn:Ca:Ni摩尔比为6:1:1:1:1的Mg(NO3)26H2O,Al(NO3)39H2O,Zn(NO3)26H2O,Ca(NO3)24H2O和Ni(NO3)26H2O溶于去离子水中配成1L溶液Ⅱ。把溶液Ⅱ滴加到溶液Ⅰ中200rpm搅拌,调整滴加速度,保证溶液的pH在8,溶液Ⅱ在1h时间滴加完,保持60℃温度继续搅拌1h后,将浆液放入烘箱中65℃下晶化12h,抽滤浆液并用去离子水洗涤3次,得到固体沉淀。再加入Mg2+:ZrO2摩尔比2:1氧化锆,搅拌2h后,再加入占固体沉淀和氧化锆总量10%的去离子水,挤条成型,在800℃下焙烧6h后得催化剂。

实施例2

将OH-:CO32-摩尔比为2.4:1的NaOH和Na2CO3溶于去离子水中配成1L溶液Ⅰ;再将Mg:Al:Zn:Ca:Ni摩尔比为6:2:1:1:1的Mg(NO3)26H2O,Al(NO3)39H2O,Zn(NO3)26H2O,Ca(NO3)24H2O和Ni(NO3)26H2O溶于去离子水中配成1L溶液Ⅱ。把溶液Ⅱ滴加到溶液Ⅰ中500rpm搅拌,调整滴加速度,保证溶液的pH在9,溶液Ⅱ在2h时间滴加完,保持65℃温度继续搅拌2h后,将浆液放入烘箱中70℃下晶化24h,抽滤浆液并用去离子水洗涤5次,得到固体沉淀。再加入Mg2+:ZrO2摩尔比3:1氧化锆,搅拌2h后,再加入占固体沉淀和氧化锆总量8%的去离子水,挤条成型,在820℃下焙烧4h后得催化剂。

实施例3

将OH-:CO32-摩尔比为1:2的NaOH和Na2CO3溶于去离子水中配成1L溶液Ⅰ;再将Mg:Al:Zn:Ca:Ni摩尔比为3:2:2:2:2的Mg(NO3)26H2O,Al(NO3)39H2O,Zn(NO3)26H2O,Ca(NO3)24H2O和Ni(NO3)26H2O溶于去离子水中配成1L溶液Ⅱ。把溶液Ⅱ滴加到溶液Ⅰ中700rpm搅拌,调整滴加速度,保证溶液的pH在10,溶液Ⅱ在4h时间滴加完,保持75℃温度继续搅拌2h后,将浆液放入烘箱中65℃下晶化48h,抽滤浆液并用去离子水洗涤5次,得到固体沉淀。再加入Mg2+:ZrO2摩尔比3:2氧化锆,搅拌2h后,再加入占固体沉淀和氧化锆总量12%的去离子水,挤条成型,在850℃下焙烧2h后得催化剂。

实施例4

将废弃油脂与甲醇以1:2质量比注入圆底烧瓶,加入占废弃油脂质量分数为5%的实施例2所得DAW15催化剂,加热至238℃,在搅拌速度300r/min下反应,6hr后结束反应;冷却后水洗5次,取上层液体,用无水硫酸钠干燥,制得本发明组分A1。

实施例5

将废弃油脂与异丙醇以1:3质量比注入圆底烧瓶,加入占废弃油脂质量分数为5%的实施例1所得DAW15催化剂,加热至236℃,在搅拌速度300r/min下反应,6hr后结束反应;冷却后水洗5次,取上层液体,用无水硫酸钠干燥,制得本发明组分A2。

实施例6

将废弃油脂与丁二醇以1:5质量比注入圆底烧瓶,加入占废弃油脂质量分数为5%的实施例3所得DAW15催化剂,加热至240℃,在搅拌速度300r/min下反应,6hr后结束反应;冷却后水洗5次,取上层液体,用无水硫酸钠干燥,制得本发明组分A3。

实施例7

将废弃油脂、甲醇、异丙醇、丁二醇以1:2:1:1质量比注入圆底烧瓶,加入占废弃油脂质量分数为5%的实施例2所得DAW15催化剂,加热至240℃,在搅拌速度300r/min下反应,6hr后结束反应;冷却后水洗5次,取上层液体,用无水硫酸钠干燥,制得本发明组分A4。

实施例8

将组分A1与煤油进行混合,煤油占总质量的33%,室温下,在搅拌速度500r/min下2hr后,得到低硫柴油添加剂P1。

实施例9

将组分A2与乙醇进行调和,乙醇在总质量的33%,室温下,在搅拌速度500r/min下2hr后,得到低硫柴油添加剂P2。

实施例10

将组分A3与组分B进行2:1调和,其中煤油和乙醇质量比1:2,室温下,在搅拌速度500r/min下2hr后,得到低硫柴油添加剂P3。

实施例11

将组分A4与组分B进行2:1调和,其中煤油和乙醇质量比1:2,室温下,在搅拌速度500r/min下2hr后,得到低硫柴油添加剂P4

实施例12

本实例采用高频往复磨损试验机(HFRR)标准实验评价添加剂的润滑性能,根据Q/SH0199-2008要求柴油润滑剂添加后低硫柴油磨班直径(WSD)不大于460μm。实验如下:将所得到的A1、A2、A3、A4低硫柴油添加剂与硫含量小于5ppm低硫柴油进行调和,添加剂添加量5-30%。

表1结果可以看出,该添加剂能够有效改善低硫柴油的润滑性能,并且随着添加量的增加,其润滑性也明显增加。

实施例13

将所得到的P1、P2、P3、P4进行性能测试,本实例采用低温流动性检测柴油浊点(CPT)标准实验ASTM D2500,倾点(PPT)标准实验ASTM D2500。

表1低硫柴油添加剂对柴油低温流动性的改善

通过表1可以看出,该添加剂不仅能够增强低硫柴油的润滑性能,也能改善低硫柴油低温流动性能,并且随着添加量的增加,柴油低温流动性也有明显改善。

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