柴油组合物以及提高生物柴油氧化安定性的方法技术

本发明专利技术提供了一种柴油组合物，该组合物含有基础柴油和添加剂，其中，所述基础柴油还含有生物柴油，所述添加剂为分子中含有至少一个酚羟基并具有含氮饱和杂环的酰胺。本发明专利技术还提供了一种提高生物柴油氧化安定性的方法。本发明专利技术提供的柴油组合物，无论以纯生物柴油作为基础柴油还是以含有生物柴油的调合燃料作为基础柴油，该柴油组合物均具有良好的氧化安定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种。
技术介绍
随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快,柴油的需求量会愈来愈大,而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，生物柴油以其优越的环保性能和可再生性受到了各国的重视。生物柴油(BD100)又称脂肪酸甲酯(Fatty Acid Methyl Ester)是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料 林木果实、工程微藻等油料水生植物的油脂以及动物油脂、废餐饮油等作原料，与醇类(甲醇、乙醇)经酯交换反应获得，是一 种洁净的生物燃料。生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势，对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。而我国目前是一个石油净进口国，石油储量又很有限，大量进口石油对我国的能源安全造成威胁；因此，生物柴油的研究和生产对我国有着重要的现实意义。但是，由于原料和加工工艺的原因，有些生物柴油的氧化安定性很差，对生物柴油的使用和贮存都造成很大的困难。氧化安定性差的生物柴油易生成如下老化产物1)不溶性聚合物(如胶质和油泥)，这会造成发动机滤网堵塞和喷射泵结焦，并导致排烟增大、启动困难；2)可溶性聚合物，其可在发动机中形成树脂状物质，可能会导致熄火和启动困难；3)老化酸，这会造成发动机金属部件腐蚀；4)过氧化物，这会造成橡胶部件的老化变脆而导致燃料泄漏等。欧洲生物柴油标准EN14214 :2003、澳大利亚生物柴油标准(Draft 2003)、新西兰生物柴油标准NZS 7500 2005,巴西生物柴油标准ANP255 (2003)、印度生物柴油标准IS15607 :2005、南非生物柴油标准SANS 1935 :2004以及我国柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)国家标准GB/T 20828-2007都规定生物柴油的氧化安定性为110°C下的诱导期不低于6小时，测定方法为EN14112 :2003。众所周知，石油柴油(即通常意义的柴油，此处为了与生物柴油相区分，特引入石油柴油的概念)中的烯烃、双烯烃以及硫化物、氮化物等非烃化合物在氧的作用下，生成一系列的氧化中间产物，并经缩合作用产生不溶性的沉淀。这些在石油柴油储存过程中生成的不溶性颗粒会影响到燃料的使用性能，造成过滤系统堵塞，引起燃油系统部件故障，影响喷油雾化，导致不完全燃烧，甚至在发动机中形成过多积炭，使喷嘴堵塞。而生物柴油由于氧化安定性比石油柴油差，与石油柴油调合后会加重上述问题。最为明显的表现是含生物柴油的调合燃料的稳定性比石油柴油要差。上述问题可通过加入添加剂解决或缓解。一种方式是向纯生物柴油中加入抗氧剂以减缓其氧化，从而缓解老化产物的危害；另一种方式是向石油柴油或含生物柴油的调合燃料中加入稳定剂以改善调合燃料的稳定性。稳定剂可终止、减弱、或干扰各种氧化反应，以抑制油品变质，改善其安定性。CN1847368A公开了一种提高生物柴油的氧化稳定性的方法，该方法包括将双酚类抗氧剂如4，4'-亚甲基二 、2，2'-亚甲基二 以10-20000ppm(w/w)的量加入到待稳定的生物柴油中。CN1847369A公开了一种提高生物柴油的氧化稳定性的方法，该方法包括将熔点小于或等于40°C的主抗氧化剂以10-20000ppm(w/w)的量加入到待稳定的生物柴油中，其中所述主抗氧化剂含有烷基酚。US2007/113467A1公开了一种具有改进的氧化稳定性的燃料组合物，该组合物含有生物柴油和至少一种抗氧剂，所述抗氧剂选自没食子酸丙酯、1，2，3-三羟基苯、2，6- 二叔丁基对甲基苯酚、丁基化羟基茴香醚、硫代二丙酸月桂酯、生育酚、喹啉衍生物组成的组中的一种。CN101619246A公开了一种具有改进的氧化稳定性的燃料组合物，该组合物含有生物柴油和至少一种抗氧剂，所述抗氧剂为分子中含有一个酚羟基的酯和/或分子中含有 酚羟基的酰胺。该类酚酰胺含有长链脂肪胺或者多烯多胺。CN1240787A公开了含有屏蔽酚的低碳酰胺化合物及其制备方法。该类化合物的结构中，酰胺部分含有长链脂肪胺或者多烯多胺。CN101058774A公开了一种烃基取代的琥珀酸酰化剂与聚亚烷基胺的反应产物作为生物柴油抗氧剂的应用，当这种反应产物与2，5- 二叔丁基氢醌复合使用时出现协同效应。但2，5- 二叔丁基氢醌的价格比较高，作为生物柴油抗氧剂用成本高。US2009094887A1公开的是曼尼西碱(胺型化合物的一类，是烷基酚和甲醛以及多胺化合物的反应产物)与酚型抗氧剂复合作为生物柴油的添加剂。W02009108851公开了酚型抗氧剂和胺型以及多元酸型金属螯合剂以及溶剂的复合配方在生物柴油中作为抗氧剂的应用。以上使用传统的抗氧剂来提高生物柴油氧化安定性的方法虽然有一定效果，但对于纯生物柴油基础柴油的氧化安定性提高效果不明显，对于生物柴油和其它柴油的调合燃料的氧化安定性的改善效果也不太好。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术的以纯生物柴油为基础柴油的柴油组合物和以生物柴油与其它柴油的调合燃料为基础柴油的柴油组合物的氧化安定性较差的缺点，提供一种氧化安定性的柴油组合物以及提供一种提高生物柴油氧化安定性的方法。本专利技术提供了一种柴油组合物，该组合物含有基础柴油和添加剂，所述基础柴油含有生物柴油，其中，所述添加剂分子中含有至少一个酚羟基并具有含氮饱和杂环的酰胺。本专利技术还提供了一种提高生物柴油氧化安定性的方法，该方法包括，在含有生物柴油的基础柴油中，加入添加剂，所述添加剂含有分子中含有至少一个酚羟基并具有含氮饱和杂环的酰胺。本专利技术由于在常规的酚型抗氧剂中引入含氮饱和杂环，使添加剂的抗氧化效果显著增加，不管是以纯生物柴油作为基础柴油还是以含有生物柴油的调合燃料作为基础柴油，该柴油组合物均具有较好的氧化安定性。例如，添加了本专利技术制备实施例3获得的添加剂的柴油组合物(基础柴油为酸化油生物柴油)的氧化安定性由原料的I. 2h提高到12.3h，提高幅度高达9. 25倍，比单独使用常规抗氧剂的性能增强2到3倍。添加了本专利技术制备实施例3获得的添加剂的含有生物柴油的调合燃料(酸化生物柴油与石油柴油以体积比20 80调合后的调合柴油燃料)的氧化安定性由原料的6. 5h提高到37. 2h，提高幅度高达4. 72倍。因此，该具有含氮饱和杂环的酚型抗氧剂作为生物柴油抗氧剂使用，可大大降低抗氧剂的用量，尤其是减少成本较高的酚型抗氧剂和毒性较大的芳胺抗氧剂的用量。具体实施例方式根据本专利技术提供的柴油组合物，尽管只要所述柴油组合物中含有分子中含有至少一个酚羟基并具有含氮饱和杂环的酰胺作为部分或全部的添加剂即可实现本专利技术的目的，但优选情况下，相对于I千克基础柴油，所述分子中含有至少一个酚羟基并具有含氮饱和杂环的酰胺的含量为20-20000毫克，优选为200-2000毫克。根据本专利技术提供的柴油组合物，所述分子中含有至少一个酚羟基并具有含氮饱和杂环的酰胺可以是各种满足上述条件的酰胺化合物，其中优选一个所述酰胺分子中含有I个或2个酚羟基；所述含氮饱和杂环可以为四到十六元环，优选为五到七元环，更优选为六元环；成环氮原子数可以为3-5，优选为2 ;优选地，所述分子中含有至少一个酚羟基并具有含氮饱和杂环的酰胺为结构式(A)所示的酰胺化合物权利要求1.一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油组合物，该柴油组合物含有基础柴油和添加剂，所述基础柴油含有生物柴油，其特征在于，所述添加剂含有分子中含有至少一个酚羟基并具有含氮饱和杂环的酰胺。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金胜，蔺建民，张建荣，李率，张永光，黄燕民，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：