环保石油助剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保石油助剂的制备方法，在制备羧基改性硅油的过程中加入二茂铁，催化脂肪族烯酸与氯硅烷化合物生成羧烷基甲基氯硅烷单体，并配位形成含二茂铁结构的羧烷基甲基氯硅烷单体，最终通过聚合反应生成以含二茂铁结构单元的羧基硅油化合物为主的环保石油助剂。利用硅油惰性结构保护二茂铁结构，提高稳定性、分散性，降低碳烟颗粒粒度和密度，提升柴油转化率，提升动力，降低尾气排放量，防止金属成分沉积。进一步加入金属单质促进聚合反应的发生，同时金属元素掺杂到二茂铁晶体结构中，形成含多元二茂金属结构单元的羧基硅油化合物，进一步提升添加环保石油助剂后柴油的各项性能。各项性能。

【技术实现步骤摘要】
环保石油助剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于化学石油助剂
，具体涉及一种环保石油助剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]石油产品大体上可分为石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。石油助剂主要指为了改进石油产品使用和保存性能而采用的化学用品。如：润滑油添加剂、燃料油添加剂等。
[0003]随着人民生活水平的不断提高，汽车的不断普及，汽车燃料成为一大消耗品。虽然新能源汽车日益普及，但石油燃料因其更高的转化率和能提供更强劲的动力等优势，依然占领着汽车燃料主要地位。相较于天然气来看，石油燃料更易积碳，造成发动机气缸零件磨损，减少寿命；且燃烧排放的有害污染物更多，造成环境污染。
[0004]中国专利CN 108753383 A公开了一种燃油助剂，以硝基甲烷和聚异丁烯胺为主要成分，以1,3
‑
二乙基苯4
‑
异丙基甲苯、苯并三氮唑、甲基叔丁基醚、2,6
‑
二叔丁基对甲酚为辅，各成分互相配合，达到提高燃油效率、防固体物质形成、降低污染的效果。其主要成分之一硝基甲烷可以起到助燃剂作用，提高辛烷值，提高燃烧效率，但属于2B类致癌物；另一主要成分聚异丁烯胺为第三代燃油添加剂常用成分，起到清洁剂的作用，可以使进气阀沉淀物下降，避免因进气阀的堵塞而导致燃油浪费，但容易造成燃烧室沉积。因此，该专利技术提供的燃油助剂在清洁环保和发动机养护方面的问题还有待改善。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种环保石油助剂及其制备方法。本专利技术的思路主要在于：利用对环境更加友好的化学物质制备石油助剂，通过提高燃油转化效率、降低燃烧过程中颗粒物的生成，来达到提升动力、降低污染、保护发动机的目的。
[0006]一种环保石油助剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]K1.在氮气保护下，将脂肪族烯酸、溶剂与30
‑
50wt％的NaOH水溶液按照重量比(4
‑
7):(5
‑
10):(0.3
‑
0.5)混合，以70
‑
90℃、200
‑
400rpm条件冷凝回流5
‑
10min，得到皂化液；
[0008]K2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比(1
‑
3)g:(10
‑
20)mL往皂化液中投入二茂铁，再按照2
‑
3滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为(1
‑
1.5):(2
‑
5)的氯硅烷化合物，滴加完毕后，保温反应2
‑
5h，得到反应混合物；
[0009]K3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在60
‑
80℃、0.01
‑
0.03MPa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物A；
[0010]K4.将上述产物A与氯硅烷化合物按照重量比(1
‑
3):(0.5
‑
1)混合，得到混合液B，将混合液B以2
‑
3滴/s的速度滴加到以200
‑
400rpm速度搅拌的30
‑
50℃水中，混合液B与水的体积比为1:(1.5
‑
3)，保持温度和搅拌速度不变，反应3
‑
6h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:(1
‑
2)向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；
[0011]K5.在100
‑
200rpm搅拌条件下，按照重量比(60
‑
80):(1
‑
2)向水解物溶液中加入强酸，并升温至40
‑
60℃，反应3
‑
6h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:(1
‑
2)向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。
[0012]金属化合物添加剂常被加入柴油中，在燃烧过程中，金属离子充当碳烟颗粒沉积的成核中心，最终以金属氧化物的形式随颗粒一起排出。二茂铁，因其雾化可以使颗粒在火焰的早期形成，从而降低碳烟颗粒的起燃温度，提高燃油的燃烧转化率，提升动力的同时可减少颗粒物排放。直接添加到燃油中还具有抗爆作用，提高辛烷值，但易造成发动机内金属沉积，导致气缸磨损、传感器中毒等故障，且储存过程中二茂铁易被氧化失效。有机硅化合物具有生理惰性，其低表面能的特性可以提升燃油进入内燃机气缸后的雾化分散性能，促进燃油充分燃烧，从而提高燃油燃烧效率，降低尾气烟度。
[0013]本专利技术在制备羧基改性硅油的过程中加入二茂铁，最终生成以含二茂铁结构单元的羧基硅油化合物为主的环保石油助剂。其黏度低、耐热、耐低温、耐氧化、稳定性好、润滑性好，能有效提升柴油转化率、提升动力、降低尾气排放量。
[0014]二茂铁在酸性条件下容易被氧化生成蓝色顺磁性的二茂铁鎓离子，可作为相转移催化剂，催化脂肪族烯酸与氯硅烷化合物生成羧烷基甲基氯硅烷单体，且羧基以负离子的方式与铁离子配位，形成含二茂铁结构的羧烷基甲基氯硅烷单体；同时二茂铁还能与皂化液中羧酸盐形成部分有机金属配合物。含二茂铁结构的羧烷基甲基氯硅烷单体与二甲基二氯硅烷共水解后，在强酸作用下进行聚合，生成含二茂铁结构单元的羧基硅油化合物。此过程中，二茂铁结构本身对聚合反应有催化作用，有助于提高聚合反应的速度和转化率。该含二茂铁结构单元的羧基硅油化合物由于空间位阻变大，铁离子得到保护，提高氧化稳定性，使用过程中能更有效的发挥金属离子的成核作用。该化合物雾化后分散性能更好，生成的颗粒密度低、粒度小、质轻且分散均匀，易于随气体排出，防止金属成分沉积导致气缸磨损等故障。
[0015]优选的，所述环保石油助剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016]K1.在氮气保护下，将脂肪族烯酸、溶剂与30
‑
50wt％的NaOH水溶液按照重量比(4
‑
7):(5
‑
10):(0.3
‑
0.5)混合，以70
‑
90℃、200
‑
400rpm条件冷凝回流5
‑
10min，得到皂化液；
[0017]K2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比(1
‑
3)g:(10
‑
20)mL往皂化液中投入二茂铁，再按照2
‑
3滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为(1
‑
1.5):(2
‑
5)的氯硅烷化合物，滴加完毕后，保温反应2
‑
5h，得到反应混合物；
[0018]K3.将反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保石油助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：K1.在氮气保护下，将脂肪族烯酸、溶剂与NaOH水溶液加热搅拌冷凝回流，得到皂化液；K2.保持温度和搅拌速度不变，往皂化液中投入二茂铁，再向其中滴加氯硅烷化合物，滴加完毕后，保温反应2
‑
5h，得到反应混合物；K3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再减压蒸馏，除去溶剂，得到产物A；K4.将上述产物A与氯硅烷化合物混合，得到混合液B，将混合液B滴加到搅拌中的温水中，保持温度和搅拌速度不变，反应3
‑
6h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，将反应液水洗至中性，得到水解物溶液；K5.在搅拌条件下，按向水解物溶液中加入强酸，并升温至40
‑
60℃，反应3
‑
6h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，将聚合液水洗至中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，过滤除去固体，得到环保石油助剂。2.如权利要求1所述环保石油助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：K1.在氮气保护下，将脂肪族烯酸、溶剂与30
‑
50wt％的NaOH水溶液按照重量比(4
‑
7):(5
‑
10):(0.3
‑
0.5)混合，以70
‑
90℃、200
‑
400rpm条件冷凝回流5
‑
10min，得到皂化液；K2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比(1
‑
3)g:(10
‑
20)mL往皂化液中投入二茂铁，再按照2
‑
3滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为(1
‑
1.5):(2
‑
5)的氯硅烷化合物，滴加完毕后，保温反应2
‑
5h，得到反应混合物；K3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在60
‑
80℃、0.01
‑
0.03MPa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物A；K4.将上述产物A与氯硅烷化合物按照重量比(1
‑
3):(0.5
‑
1)混合，得到混合液B，将混合液B以2
‑
3滴/s的速度滴加到以200
‑
400rpm速度搅拌的30
‑
50℃水中，混合液B与水的体积比为1:(1.5
‑
3)，保持温度和搅拌速度不变，反应3
‑
6h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:(1
‑
2)向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；K5.在100
‑
200rpm搅拌条件下，按照重量比(60
‑
80):(1
‑
2)向水解物溶液中加入强酸，并升温至40
‑
60℃，反应3
‑
6h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:(1
‑
2)向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。3.如权利要求2所述环保石油助剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：许国烽，
申请(专利权)人：湖北省中垚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：