柴油抗磨剂清洁化合成技术研究

【摘要】：随着环保法规的日趋严格,石油产品的清洁性越来越受到重视。柴油发动机的使用范围不断扩大,降低柴油的硫含量可减少柴油发动机污染物CH、CO的排放,同时可吸入颗粒物(PM)的排放也可降低,对环保日趋严格的今天尤为重要,已成为清洁柴油的发展方向。炼油过程中伴随着以脱硫为目的苛刻加氢工艺进行,柴油中的极性含氮、含氧化合物及多环芳烃等天然存在的润滑物质含量也随之脱除降低,导致柴油润滑性衰减。添加柴油润滑添加剂(即抗磨剂)是弥补加氢柴油润滑性不足简单而行之有效的方法。直接加入柴油中的抗磨剂其不同的化学组成、使用性能会直接影响柴油的组成、发动机的使用和污染物排放。随着国Ⅳ、国Ⅴ柴油的推广,抗磨剂用量增加范围扩大,抗磨剂的清洁性对柴油清洁性影响日益变大。本文结合绿色化工的基本理念和清洁抗磨剂结构组成,从原料、催化剂、生产工艺等方面入手,研究了一种清洁柴油抗磨剂的合成方法。本论文阐述了柴油抗磨剂清洁化合成的背景及意义,综述了抗磨剂国内外研究现状,并就清洁原料和工艺方法合成抗磨剂进行了研究。确定脂肪酸酯型抗磨剂为目标产品,选择一元不饱和脂肪酸油酸和甘油为酯化反应原料在釜式反应器反应,选择对甲苯磺酸为反应催化剂,二甲苯为携水剂。解决了柴油抗磨剂含有硫、氮、氯、硼和金属等不清洁物质的问题,满足柴油抗磨剂技术要求的各项指标,润滑效果优异。通过单因素试验和曲面响应法确定了反应的最佳酸醇摩尔比1.51、催化剂用量(0.58%以油酸计)、携水剂(2%)、反应温度142.8℃、反应时间4.2h、反应压力0.01MPa,反应结束后对产物进行水洗干燥,测定产率98%以上,对合成产物进行表征满足了柴油抗磨润滑性的要求、对柴油其他性质无影响的同时做到了最大清洁性,对柴油清洁化发展意义重大。 【关键词】：柴油 润滑性 抗磨剂 清洁性 合成
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE624.81
【目录】：

• 摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 第一章 绪论8-23
• 1.1 抗磨的提出8-12
• 1.1.1 柴油和柴油机8-9
• 1.1.2 柴油机的磨损和危害9-10
• 1.1.3 抗磨的必要性10
• 1.1.4 柴油低硫化10-12
• 1.2 柴油抗磨性研究12-17
• 1.2.1 影响柴油润滑性的物质13-14
• 1.2.2 柴油不同组分对润滑性的影响14-15
• 1.2.3 基本润滑机理15-16
• 1.2.4 改善柴油抗磨性途径16-17
• 1.3 柴油抗磨性评定方法17-18
• 1.3.1 四球试验法17
• 1.3.2 高频往复试验法17
• 1.3.3 球环擦伤法17-18
• 1.3.4 台架试验法18
• 1.4 柴油抗磨性添加剂研究进展18-21
• 1.4.1 醇和醚18
• 1.4.2 酰胺类化合物18-19
• 1.4.3 羧酸类化合物19-20
• 1.4.4 酯类化合物20-21
• 1.5 课题内容、研究意义及技术路线21-23
• 1.5.1 课题来源21
• 1.5.2 研究内容21
• 1.5.3 研究意义21-22
• 1.5.4 研究技术路线及创新点22-23
• 第二章 实验部分23-34
• 2.1 试验原料23-28
• 2.1.1 柴油23-24
• 2.1.2 酯化原料选择24-26
• 2.1.3 催化剂26-28
• 2.1.4 携水剂和压力28
• 2.2 合成过程28-31
• 2.2.1 合成工艺流程28-29
• 2.2.2 反应装置29-31
• 2.2.3 合成过程31
• 2.3 评价和分析31-34
• 2.3.1 抗磨性评价31-32
• 2.3.2 酸值测定32-33
• 2.3.3 酯化率计算33
• 2.3.4 柴油性能评定方法33-34
• 第三章 分析与讨论34-54
• 3.1 酸的筛选34-35
• 3.2 醇的选择及条件优化35-45
• 3.2.1 酸/醇摩尔比35-36
• 3.2.2 反应温度36
• 3.2.3 反应时间36-37
• 3.2.4 催化剂用量37
• 3.2.5 响应面法求最佳反应条件37-45
• 3.3 红外光谱表征45-46
• 3.4 抗磨剂理化指标46-47
• 3.5 抗磨剂应用试验47-48
• 3.6 抗磨剂添加量考察48
• 3.7 抗磨剂稳定性考察48-49
• 3.8 抗磨剂对柴油其他性能影响49-50
• 3.8.1 十六烷值49-50
• 3.8.2 氧化安定性50
• 3.8.3 低温流动性50
• 3.9 工业化应用50-54
• 3.9.1 第一次工业小试51-52
• 3.9.2 第二次工业小试52-54
• 第四章 结论54-56
• 4.1 结论54-55
• 4.2 建议与不足55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士学位期间发表论文60-61

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