专利名称：一种柴油添加剂及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料添加剂，特别涉及一种提高柴油十六烷值和降低柴油污染排放的柴油添加剂及其应用。
背景技术：
随着环保法规的日趋严格，对柴油的质量指标要求不断提高，尤其是柴油的十六烷值，十六烷值的高低直接影响柴油的污染排放和燃油经济性。但随着原油的不断开采，原油性能变差，重质原油和含硫原油加工量不断增加，通过现有的加工工艺，柴油的十六烷值很难达到指标要求，因此开发研制经济有效的柴油十六烷值添加剂，非常必要。
十六烷值添加剂可以降低柴油开始着火时的温度，扩大前缘阶段的反应范围，改善着火性能。我国研究开发的十六烷值添加剂主要有齐鲁石化和西安近代化学研究所上世纪80～90年代研究报道的硝酸异辛酯(2-EHN)，国内各炼厂也只是在需要提高柴油十六烷值时添加2-EHN单一组分。关于柴油添加剂方面的国外专利主要有US4632674、US4943303和US5454842，其中US4632674公开的添加剂主要成分是含氮的杂环化合物，US4943303公开的添加剂主要是一些含硫的羰基化合物和一些烷基硝酸酯，US5454842专利中公开的添加剂是含有硝酸处理的长链脂肪酸酯、长链脂肪酸酯和菜籽油等的混合物，以上这些国外专利都是以提高柴油十六烷值为主，但添加效果不明显。关于柴油添加剂方面的中国专利也有不少，主要涉及到节油、降污、改善润滑、减少磨损和减少柴油机尾气烟度排放等方面。CN1335375A涉及一种含有小于10％硝酸异辛酯的添加剂，主要用于改善润滑、减少磨损和减少柴油机尾气烟度排放。CN 1123828A提出的复配剂中有提高柴油十六烷值的主剂成分硝酸异辛酯、过渡金属环烷酸盐、醋酸酯、胺类和碱土金属磺酸盐，但使用该复配剂后柴油的十六烷值也仅提高3个单位。
2003年5月中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布车用柴油中华人民共和国国家标准GB/T 19147-2003。新标准与现行标准GB252-2000的最大差别是将10号、5号、0号、-10号柴油十六烷值由45提高到49。从目前国内炼厂加工的原油品种和加工手段来看，使柴油的十六烷值达到标准要求，面临较大困难。
发明内容
本发明是针对现有技术中柴油添加剂功能单一的缺点，提供一种柴油多功能添加剂，该添加剂可在提高柴油十六烷值的同时，有效降低柴油污染排放和改善燃油燃烧性能。
另外本发明还提供了一种所述柴油添加剂的应用。
本发明提供的柴油添加剂，由下述组分组成a)硝酸酯类70～80重量％；b)清净剂 0～10重量％；c)分散剂 5～15重量％；d)稀土金属环烷酸盐0～5重量％。
其中所述组分a)为C4～C15的烷基硝酸酯，优选C6～C10的烷基硝酸酯，最好是硝酸戊酯或硝酸异辛酯。该烷基硝酸酯的主要作用是在柴油燃烧过程中提供自由基，提高链引发的速率，继而提高柴油的十六烷值。
所述组分b)在添加剂中所占重量百分含量优选为5～10重量％。组分b)为石油磺酸盐或合成磺酸盐，优选高碱性石油磺酸钙或者高碱性合成磺酸镁。其中高碱性石油磺酸钙指含钙量为7～10重量％的石油磺酸钙，高碱性合成磺酸镁指碱值为300～400mgKOH/g的合成磺酸镁。高碱性石油磺酸盐清净剂有很好的中和性能，可解决发动机轴承的腐蚀问题。
所述组分c)为有机胺类无灰分散剂，最好为丁二酰亚胺或苄胺。该组分低温分散性能好。
所述组分d)为环烷酸铈或者环烷酸镧。
本发明添加剂制备过程是将组分b)、组分c)和组分d)按其重量比加入到组分a)中，稍加搅拌即可均匀混合。各组分之间，各组分和主剂之间均不起化学反应，化学、物理性质稳定，储存方便。
本发明添加剂的应用是将0.1～0.2重量％的添加剂添加到柴油中，放置片刻或稍加搅拌即可，所述百分含量以柴油总重量计。
本发明添加剂适用柴油为直馏柴油、合成柴油、生物柴油、二次加工柴油或者经调合后的成品柴油，其中二次加工柴油包括加氢精制柴油、催化裂化柴油或焦化柴油。
本发明添加剂中，高碱性石油磺酸盐清净剂和低温分散性能较好的胺类复配使用时，不仅具有很好的解决发动机轴承腐蚀问题的中和性能，还能促进柴油的分散性能，与现有技术中使用单一的硝酸异辛酯相比，在同样添加量下，使用本发明所述的添加剂可使柴油的十六烷值提高3～7个单位，比现有技术中使用单一的硝酸异辛酯多提高2～3个单位，且柴油燃烧后有害气体排放量和颗粒物减少量也比现有技术大，本发明添加剂可使柴油燃烧后有害气体排放量减少30～80％，颗粒物减少40％左右。
具体实施例方式为进一步说明本发明，下面给出本发明的实施例。但实施例并不限制本实施例1硝酸十二酯80重量％，丁二酰亚胺15重量％，环烷酸铈5重量％。复配方法是将丁二酰亚胺和环烷酸铈直接加入到硝酸异辛酯中，无需加热，稍加搅拌即可均匀混合，制得添加剂a。
实施例2硝酸戊酯80重量％，高碱性合成磺酸镁(碱值为325mgKOH/g)10重量％，苄胺10重量％，制备方法同实施例1，制得添加剂b。
实施例3硝酸十六酯75重量％，高碱性石油磺酸钙(含钙量为9重量％)7重量％，苄胺13重量％，环烷酸镧5重量％，制备方法同实施例1，制得添加剂c。
实施例4将实施例1～3的添加剂和对比添加剂2-EHN按0.15％(重量)分别添加到柴油I中(空白柴油十六烷值为43.7)。效果如表2所示。柴油I的理化性能如表1所示。
实施例5组成为硝酸异辛酯70重量％，高碱性合成磺酸镁(碱值为350mgKOH/g)10重量％，丁二酰亚胺15重量％，环烷酸铈5重量％，制备方法同实施例1，制得添加剂d。
实施例6将实施例5制得的添加剂d和对比添加剂2-EHN按0.2％(重量)添加到柴油II中(空白柴油十六烷值为39.8)，效果如表3所示。柴油II的理化性能如表1所示。
表1 柴油的理化性能
表2 实施例4获得结果的对比
注CN为柴油十六烷值，2-EHN为硝酸异辛酯，HC为碳氢化合物，CO为一氧化碳。
表3 实施例6获得结果的对比
注CN为柴油十六烷值，2-EHN为硝酸异辛酯，HC为碳氢化合物，CO为一氧化碳。
权利要求
1.一种柴油添加剂，其特征在于由下述组分组成a)硝酸酯类 70～80重量％b)清净剂 0～10重量％c)分散剂 5～15重量％d)稀土金属环烷酸盐 0～5重量％其中所述组分a)为C4～C15的烷基硝酸酯，组分b)为石油磺酸盐或合成磺酸盐，组分c)为有机胺类无灰分散剂，组分d)为环烷酸铈或者环烷酸镧。
2.根据权利要求1所述的柴油添加剂，其特征在于所述组分a)为C6～C10的烷基硝酸酯。
3.根据权利要求2所述的柴油添加剂，其特征在于所述组分a)为硝酸戊酯或硝酸异辛酯。
4.根据权利要求1所述的柴油添加剂，其特征在于所述组分b)占柴油添加剂总重量的5～10重量％。
5.根据权利要求1所述的柴油添加剂，其特征在于所述组分b)为含钙量7～10重量％的石油磺酸钙。
6.根据权利要求1所述的柴油添加剂，其特征在于所述组分b)是碱值为300～400mgKOH/g的合成磺酸镁。
7.根据权利要求1所述的柴油添加剂，其特征在于所述组分c)为丁二酰亚胺或苄胺。
8.权利要求1所述添加剂的应用，其特征在于将0.1～0.2重量％的添加剂添加到柴油中，放置片刻或稍加搅拌即可，所述百分含量以柴油总重量计。
全文摘要
本发明公开了一种柴油添加剂及其应用，本发明添加剂由70～80重量％的硝酸酯类、0～10重量％的清净剂、5～15重量％的分散剂和0～5重量％的稀土金属环烷酸盐组成。本发明添加剂可解决现有技术中柴油添加剂功能单一的问题，使用该添加剂可在提高柴油十六烷值的同时，有效降低柴油污染排放和改善燃油的燃烧性能。
文档编号C10L1/10GK1766066SQ20051004855
公开日2006年5月3日 申请日期2005年11月16日 优先权日2005年11月16日
发明者陈卫红, 王秀珍, 张凡, 李朝恒, 裴旭东, 程国良 申请人:中国石油化工集团公司, 中国石化集团洛阳石油化工工程公司