新型柴油低温流动改进剂及其合成工艺

摘要

一种新型柴油低温流动改进剂及其合成工艺,是用低分子量聚异丁烯与不饱合单体丙烯酸酯在常压、加热温度不高于100℃的条件下再次共聚生成聚异丁烯一丙烯酸酯,做为柴油低温流动改进剂,本发明不仅能降低柴油的凝固点,还能有效地降低柴油的冷滤点,从而改善柴油的低温流动性能。本发明以工业废品低分子量聚异丁烯为主要原料,大大降低了产品成本,而且工艺条件极为温和,无“三废”污染。

说明书

本发明涉及一种石油添加剂，特别是柴油低温流动改进剂及其合成工艺。

国内外炼油厂在生产柴油时常常加入一种添加剂—柴油低温流动改进剂，改善柴油的低温流动性能，提高柴油的产量。目前，国外炼油厂常用的柴油低温流动改进剂为聚乙烯—醋酸乙烯酯，这种改进剂能有效降低柴油的凝固点及冷滤点，改善柴油低温流动性能。但其缺陷在于：合成此种改进剂的主要原料之一乙烯为气体，故其合成条件极为苛刻，高温105～250℃，高压60～300大气压，产品成本极高，价格昂贵。国内炼油厂目前多采用T801等作为低温流动改进剂，这些添加剂价格较低，但只能降低柴油凝固点，并不能降低冷滤点，而柴油低温流动性能的最主要标志为冷滤点，故此类添加剂并不能改善柴油的低温流动性能。

本发明的目的是提供一种新型的柴油低温流动改进剂，其不仅能降低柴油的凝固点，还能有效地降低柴油的冷滤点，从而改善柴油的低温流动性能。并且工艺条件极为温和，生产成本低。

本发明的技术解决方案是：新型柴油低温流动改进剂为聚异丁烯—丙烯酸酯，其分子量为1000～3000。本发明合成工艺：

(1)配料：

聚异丁烯与丙烯酸酯的重量比为1.0～4.0∶1，

溶剂为聚异丁烯和丙烯酸酯总重的5～20％，

引发剂为聚异丁烯和丙烯酸酯总重的0.05～4％，

其中聚异丁烯分子量为150～2500，丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯丙烯酸丁酯中的一种或任意配比的几种。溶剂为苯、甲苯、二甲苯中的一种或任意配比的几种。引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基中的一种或任意配比的几种。

(2)工艺步骤：

(1)引发剂溶于溶剂中，得A液，

(2)聚异丁烯溶于溶剂中，得B液，B液装入反应容器中搅拌，加热，温度为75～100℃恒温，

(3)B液中依次缓慢加入A液和丙烯酸酯，搅拌，常压反应2～3小时，

(4)聚异丁烯和丙烯酸酯共聚得到做为新型柴油低温流动改进剂的聚异丁烯—丙烯酸酯，其反应式为

理论上讲，聚合反应要求单体中含有不饱和键如双键、叁键等，通常认为本反应不能进行，其原因为：虽然不饱和单体丙烯酸酯含有双键，而聚异丁烯却不含不饱和键，本反应机理为：聚异丁烯两端为单体异丁烯聚合时引入的引发剂基团，在溶液中受热及新的引发剂作用下，此分子两端的引发剂基团脱离母体，形成一大二小三个自由基，丙烯酸酯在引发剂作用下聚合，然后再与聚异丁烯的自由基结合，形成一个共价键，此反应进行下去即生成聚异丁烯—丙烯酸酯。

柴油在浊点开始折出石蜡，随着温度的降低，蜡结晶迅速长大到200μm大小，且形成板状菱形结晶。这些结晶相互联结，以至形成三维网状结构，把油包住，使其失去流动性。柴油中只要有0.5～2％石蜡析出，就可造成柴油凝固，加改进剂柴油，在浊点附近流动改进剂会作为核剂与石蜡共同析出，使石蜡结晶细化，它还能附在蜡结晶表面上，靠其侧链极性基团抑制石蜡结晶长大，作为蜡结晶生长抑制剂，从而使柴油保持良好的低温流动性能。目前常用的聚乙烯—醋酸乙烯酯低温流动改进剂，其对聚合物支链度的要求相当高，当支链度小于6CH₃/100CH₂时，产品改善冷滤点效果较好。聚异丁烯—丙烯酸酯低温流动改进剂，其支链度远远大于该比值，从理论上讲不能改善柴油冷滤点。但经过实验发现，本发明基本上可以消除支链度对产品性能的影响，而能使其有效地降低柴油的冷滤点，改善柴油在低温下的流动性能。

本发明以工业废品低分子量聚异丁烯为主要原料，不仅大大降低了产品成本，而且合成工艺条件极为温和，且无“三废”污染问题，本发明不仅能降低柴油的凝固点，还能有效地降低柴油的冷滤点，从而改善柴油的低温流动性能。用本发明的新型柴油低温流动改进剂，对其性能进行测试，按照GB/T510-94测基准0^#柴油及加本品、加T801柴油的凝固点，按照SH/T0248-94测基准0^#柴油及加本品、加T801柴油的冷滤点，数据见附表。附表  本发明及T801加入0^#半成品柴油中性能测试数据

 凝固点℃ 冷滤点℃基准柴油    0    +4加0.1‰本发明的柴油    -4    +1加0.1‰ T801的柴油    -2    +4

从附表中可以看出，加入本品0.1‰，可使0^#柴油的凝固点及冷滤点分别降低3～4℃，而加0.1‰ T801仅能使柴油凝固点降低2℃，冷滤点无降低，可见本品改善柴油低温流动性能的效果要比T801好得多。

本发明的实施例：

实施例1：

(1)将0.5克引发剂过氧化苯甲酰溶于5克苯溶剂中得A液，

(2)将250克聚异丁烯溶于20克甲苯中，得B液，

(3)将B液倒入1000毫升三口瓶中，装好加热搅拌装置、温度计、回流管，并加热搅拌，至75℃恒温搅拌，

(4)依次缓慢加入A液和250克丙烯酸甲酯，加完后继续搅拌，反应2小时，聚异丁烯和丙烯酸酯共聚，即得到聚异丁烯—丙烯酸酯，分子量为1000～3000。本反应产物可做为柴油低温流动改进剂。

实施例2：

(1)将100克过氧化二苯甲酰溶于500克二甲苯中，得A液，

(2)将6千克聚异丁烯溶于500克甲苯中，得B液，

(3)将B液倒入20升容器中，装好加热搅拌器、温度计、回流管，并加热搅拌，至85℃恒温搅拌，

(4)依次缓慢加入A液和4千克丙烯酸丁酯，加完后继续搅拌，反应2小时，即得聚异丁烯—丙烯酸酯。

实施例3：

(1)将4.5千克过氧化二苯甲酰和3.0千克过氧化二月桂酰溶于30千克二甲苯中，得A液，

(2)将700千克聚异丁烯溶于60千克甲苯于1吨反应釜中，加热搅拌，至95℃恒温，

(3)依次缓慢加入A液和200千克丙烯酸乙酯和100千克丙烯酸丁酯，加完后继续反应2小时，即得聚异丁烯—丙烯酸酯。