一种合成型长寿命天然气发动机油及其制备方法技术

本申请公开了一种合成型长寿命天然气发动机油及其制备方法，其中天然气发动机油包括天然气合成油、烷基萘基础油和其他添加剂。本发明专利技术所述合成型长寿命天然气发动机油具有以下有效效益：组分合理，黏温性能好，高温油膜保持性更好；沉积物控制性能好，油品酸值变化和黏度变化小，清净性能好；换油周期长，高温时具有良好的抗氧化硝化能力，能抑制油泥的产生，控制活塞和气阀沉积物；合理的灰分控制，有效防止气门、阀系磨损，保护发动机等部件，能满足不同燃料及不同灰分产品的需求，在顶环槽碳、台碳、活塞、环和缸套擦伤等方面有优异的表现。

【技术实现步骤摘要】
一种合成型长寿命天然气发动机油及其制备方法
本申请属于发动机润滑领域，具体涉及一种合成型长寿命天然气发动机油及其制备方法。
技术介绍
天然气以其资源丰富、排放污染低、价格低廉等优点，日益受到重视，被认为是一种非常具有发展前景的燃料。天然气主要成分为甲烷，是一种气态燃料，能够与空气充分混合，因此其燃烧后基本没有微粒排放，燃烧后的CO生成量也很少；与其它化石类燃料相比，天然气在开采、生产、储藏、运输、使用等全生命周期内产生的污染物排放量更少，因此又被称为“清洁燃料”。但天然气燃料在燃烧室中以气体形式存在，没有类似汽柴油的液体润滑性能，干摩擦剧烈会导致机件磨损；没有液态燃料通过蒸发使进入燃烧室的空气冷却的作用，所以燃烧室的温度会更高，机油易氧化硝化而变质，滑润能力差。因此天然气发动机油面临着换油周期短，油品极易氧化、硝化，发动机气门、阀系磨损加剧等问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请提出了一种合成型长寿命天然气发动机油及其制备方法；其中，一种合成型长寿命天然气发动机油，包括如下重量份数的原料：天然气合成油50～75份、烷基萘基础油15～30份、清净剂3.0～5.0份、分散剂2.0～4.0份、抗氧剂0.5～1.5份、极压抗磨剂0.5～1.5份、防锈剂0.3～1.0份、腐蚀抑制剂0.1～0.5份、黏度指数改进剂5.0～9.0份、降凝剂0.1～0.3份、破乳剂0.01～0.05份、消泡剂0.01～0.05份。天然气合成油，即GastoLiquid，是一种以天然气为原料合成的基础油，合成工艺的工艺基础是费托合成。费托合成是1925年由德国化学家弗朗兹·费歇尔和汉斯·托罗普施所开发的以合成气(一氧化碳和氢气)为原料在催化剂和适当的反应调价下合成液态饱和烃和碳氢化合物的工艺过程，反应过程可概括如下：(2n+1)H2+nCO→CnH(2n+2)+nH2O天然气合成油是先将天然气分子部分氧化成一氧化碳和氢气，再通过费托合成法合成有液态饱和长链烷烃。天然气是气态的低分子烃和非烃气体，主要成分是甲烷，同时也含有少量的乙烷、丙烷、氮和丁烷组成。与石油相比，天然气具有组成纯净、几乎不含硫、磷及其化合物、储量多、资源广等优势，费托合成的主要产物是碳氢化合物，副产物为碳氧化合物和水，反应相对彻底，易于提纯。由上述工艺合成的天然气合成油具有无硫、无磷、无芳烃，饱和程度高，黏度指数高，黏温特性好，氧化安定性、低温性能优异，挥发性低、抗乳化、抗泡性能好等优势。烷基萘具有极其出色的抗氧化性能，水解安定性，极好的添加剂溶解性和分散性能。有研究表明，烷基萘基础油中富有电子的萘环可以吸收氧，从而中断氧化链的传递，阻止烃的继续氧化，防止氧化的发生。表1中列出了不同类型基础油抗氧化性能比较。由表中的数据可以看出后，烷基萘类基础油与其他基础油相比，具有极其突出的抗氧化性能。富电子的萘环结构同时较强的极性，对极性添加剂具有良好的溶解性和分散性，表2是不同类型基础油的苯胺点的比较，苯胺点高，极性弱，苯胺点低极性强。同时，与酯类基础油不同，烷基萘的分子结构没有易水解的基团，水解安定性较好。表1、不同类型基础油抗氧化性能比较项目低粘度烷基萘高粘度烷基萘PAOs己二酸酯多元醇酯100℃运动黏度,mm2/s4.712.45.85.34.3旋转氧弹实验(150℃,621kPa,水,铜)/min1951801770-差式扫描热分析(180℃,3.45MPa)/min60+60+2.55.060+氧化腐蚀试验后总酸值(以氢氧化钾计)/(mg·g-1)0.0920.089-7.11.3表2、不同类型基础油苯胺点比较项目低粘度烷基萘高粘度烷基萘PAOs合成酯烷基苯Ⅰ类基础油100℃运动黏度,mm2/s4.712.45.55.24.24.0苯胺点，℃32901192077.8100烷基萘基础油的富电子的萘环结构，与天然气合成油的饱和烷烃结构形成缔结作用，两者相互协同，形成以下结构，既能发挥天然气合成油高度饱和的耐氧化特性，又能兼具烷基萘的强极性和抗水性。其中n为10～25。本专利技术以天然气合成油和烷基萘基础油作为基础油组合，具有出色的热氧稳定性能，能够为天然气发动机油提供超长使用寿命；还具有出色的清洁性能、抗磨防锈性能，能够全方面的保护发动机摩擦副；还具有出色的添加剂感受性能，可以提高体系稳定性能；极佳的油膜稳定性能和抗磨特性，能够提供更好的燃油经济性。优选地，所述清净剂为磺酸盐清净剂或水杨酸盐清净剂。清净剂中的金属盐是钠、钙、镁、锌、钡等，本申请中清净剂的加入能清洗发动机内的积碳、油泥，具有很强的吸附作用，对金属件上的漆膜、积碳等起到洗涤作用，使其分散到油中。优选地，所述分散剂为无灰分散剂，所述无灰分散剂为丁二酰亚胺。本申请中分散剂的加入用于维持因高温氧化的不溶性物质的悬浮，并溶解已沉积在金属件上油泥、积炭等，其以胶束分散在油中，能溶解含羟基、羰基的含氧化合物、含硝基化合物和水分等，起到增溶的作用。优选地，所述抗氧剂为高分子苯酚、烷基化二苯胺中的一种或多种，所述高分子苯酚的分子量为900～1100，所述烷基化二苯胺中的烷基C原子数为C4～C8。本申请中抗氧剂的加入可以提高油品的抗氧化能力，减少油泥、漆膜等有害沉积，抑制黏度增长，延长油品使用寿命。优选地，所述极压抗磨剂为硫磷类抗磨剂，所述硫磷类抗磨剂包括二烷基硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌、硫代氨基甲酸钼中的一种或多种。本申请中抗磨剂的加入可以降低设备磨损，提高低油膜覆盖下油品的抗极压和抗磨能力，减少活塞、气缸、凸轮、挺杆等的设备摩擦损伤。优选地，所述防锈剂为无机磺酸盐、有机胺或含氮杂环化合物；所述腐蚀抑制剂为苯并三氮唑及其衍生物。本申请中的防锈剂在金属表面形成致密保护膜，防止发动机部件锈蚀；本申请腐蚀抑制剂可以保护设备内的有色金属，包括铜、铝及其合金，减少化学或电化学金属腐蚀，保护发动机关键部件。优选地，所述黏度指数改进剂为乙烯丙烯共聚物或苯乙烯与双烯共聚物；所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯类聚合物。本申请中的黏度指数改进剂能增加油品黏度，提高油品黏温特性，低温启动性好，降低磨损，节省燃油，使油品能够适用于更宽的温度范围；本申请中的降凝剂能够改善油品的低温流动性能，提高冷启动性，减少启动磨损，减少燃油损耗。优选地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成型长寿命天然气发动机油，其特征在于，包括如下重量份数的原料：天然气合成油50～75份、烷基萘基础油15～30份、清净剂3.0～5.0份、分散剂2.0～4.0份、抗氧剂0.5～1.5份、极压抗磨剂0.5～1.5份、防锈剂0.3～1.0份、腐蚀抑制剂0.1～0.5份、黏度指数改进剂5.0～9.0份、降凝剂0.1～0.3份、破乳剂0.01～0.05份、消泡剂0.01～0.05份。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成型长寿命天然气发动机油，其特征在于，包括如下重量份数的原料：天然气合成油50～75份、烷基萘基础油15～30份、清净剂3.0～5.0份、分散剂2.0～4.0份、抗氧剂0.5～1.5份、极压抗磨剂0.5～1.5份、防锈剂0.3～1.0份、腐蚀抑制剂0.1～0.5份、黏度指数改进剂5.0～9.0份、降凝剂0.1～0.3份、破乳剂0.01～0.05份、消泡剂0.01～0.05份。


2.根据权利要求1所述的一种合成型长寿命天然气发动机油，其特征在于：所述清净剂为磺酸盐清净剂或水杨酸盐清净剂。


3.根据权利要求1所述的一种合成型长寿命天然气发动机油，其特征在于：所述分散剂为无灰分散剂，所述无灰分散剂为丁二酰亚胺。


4.根据权利要求1所述的一种合成型长寿命天然气发动机油，其特征在于：所述抗氧剂为高分子苯酚、烷基化二苯胺中的一种或多种，所述高分子苯酚的分子量为900～1100，所述烷基化二苯胺中的烷基C原子数为C4～C8。


5.根据权利要求1所述的一种合成型长寿命天然气发动机油，其特征在于：所述极压抗磨剂为硫磷类抗磨剂，所述硫磷类抗磨剂包括二烷基硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌、硫代氨基甲酸钼中的一种或多种。


6.根据权利要求1所述的一种合成型长寿命天然气发动机油...

【专利技术属性】
技术研发人员：战红豆，王述申，
申请(专利权)人：烟台德高石油有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37