基于专利计量的中美低温流动改进剂技术发展现状及关键技术分析

低温流动改进剂是一种广泛应用于能源行业的化学添加剂,旨在改善燃料在低温环境下的流动性能。笔者基于专利文献计量的方法,对中美两国低温流动改进剂的发展现状和关键技术进行了分析。研究发现,中美两国在低温流动改进剂领域都取得了显著的研究成果,但存在一些差异。美国在低温流动改进剂的研究方面更加注重基础理论和实验研究,而中国则更加注重应用技术和工程实践。通过对专利文献的分析,笔者总结了中美两国低温流动改进剂的关键技术,并提出了未来发展的建议。

粘度指数改进剂对基础油性能影响的探究

为了提高润滑油成品的粘度,粘度指数改进剂是一种不可或缺的添加剂。一种物质的性质往往由其结构决定,所以多级油的使用性能也总是受粘度指数改进剂的结构决定。本文主要通过检测本公司常用的两种粘度指数改进剂OCP和HSD加入基础油后的100℃高温运动粘度和低温动力粘度,对比两项的数据来探究粘度指数改进剂对基础油的性能影响。实验结果表明,对于高粘度基础油OCP的稠化性能要较好,但HSD对于低粘度基础油稠化效果好且对低温负面影响小。

聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂的结构解析

以一种聚甲基丙烯酸酯类粘度指数改进剂为例,采用凝胶渗透色谱(GPC)、热重(TG)、红外光谱(FT-IR)和热裂解气质联用(Py-GC/MS)对聚合物的分子量、热稳定性和结构进行表征.结果表明,样品的数均分子量M_(n)为9.1×10^(4) g·mol^(-1),重均分子量M w为6.9×10^(5) g·mol^(-1),分散度D为7.6;样品在364.8℃开始分解,最大分解温度为393.7℃.该粘度指数改进剂主要为苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十四酯单体共聚的线性直链分子,单体比例依次为15∶20∶44∶21.本研究结果为聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂的结构表征提供了一套完整、可行、简便的分析方法,也为制备高性能粘度指数改进剂提供了思路.

聚甲基丙烯酸酯类黏度指数改进剂的研究进展

黏温性能是润滑油的一项关键指标,在润滑油中添加黏度指数改进剂,可改善油品的黏温性能,使其低温下保持良好流动性,高温下保持适当黏度。随着国际上对节能减排的日益严苛,低黏度节能型润滑油开始引起润滑油厂商的重视,聚甲基丙烯酸酯(PMA)又重新焕发活力,引起了人们的重视。PMA类黏度指数改进剂在润滑油配方中需求逐渐增多。虽然PMA类黏度指数改进剂具有低的黏度、高的黏度指数、优异的低温性能,但是存在着热稳定性和剪切稳定性差的问题。为了改善PMA的性能,需要引入不同的烯烃单体和甲基丙烯酸烷基酯共聚。本文介绍了国内外PMA类黏度指数改进剂的研究状况,并以不同功能的烯烃单体为分类依据进行总结,分析了不同烯烃单体对PMA类黏度指数改进剂性能的影响。通过引入含极性官能团单体、烷基烯烃单体、芳基烯烃单体、植物基烯烃单体等方法,赋予PMA分散性能、剪切稳定性能、抗磨性能、减摩性能、生物降解性能。

HSD黏度指数改进剂评价和性能改进

分析了国内外两种星形氢化苯乙烯-二烯聚合物(HSD)黏度指数改进剂微观结构和使用性能差异,研究了国产HSD黏度指数改进剂的抗氧和清净性能改进方案,并进行了清净性能发动机台架评定。结果表明,两种HSD黏度指数改进剂产品单臂结构基本相同,臂数有所差异;同国外同类产品相比,国产HSD黏度指数改进剂的稠化能力和剪切稳定性能略差,但低温流动性能相对较好;屏蔽酚抗氧剂可以改善国产HSD黏度指数改进剂的抗氧性能;磺酸盐清净剂可以改善国产HSD黏度指数改进剂的清净性能;发动机台架实验结果显示,配方改进后采用国产HSD黏度指数改进剂配制的发动机油具有良好清净性能,满足欧洲汽车工业协会(ACEA)规格C系列产品要求。

油酸甘油酯摩擦改进剂与金属摩擦界面的作用机制研究

为探究油酸甘油酯(GMO)在润滑油中作为摩擦改进剂的减摩作用机理,采用球-盘往复式摩擦磨损试验机考察了含有GMO聚α烯烃(PAO6)润滑油的摩擦磨损行为,利用扫描电子显微镜、激光扫描显微镜以及拉曼光谱等,分析了磨痕的表面形貌及成分.结果表明,特定条件下摩擦表面会生成由GMO参与反应的碳基薄膜,从而使得摩擦系数与磨损率大幅降低,摩擦状态逐渐平稳.同时,对基体表面GMO分子的吸附过程进行了分子模拟.结果显示,GMO分子中存在多个活性位点,C=C和C=O处的原子化学活性较高.在摩擦过程中,酯基与摩擦表面形成化学吸附,为脱氢反应提供1个稳态环境,脱氢后的碳链富集于基体表面,从而形成碳基薄膜.

柴油中硝酸酯型十六烷值改进剂检测方法的研究

依据《GB 19147—2016车用柴油》附录B国家标准,分别采用红外光谱法、化学发光法、醌型化合物指示法对柴油中硝酸酯型十六烷值改进剂含量进行了检测,分别介绍了三种检测方法的原理、方法、优缺点和检测注意事项,为不同条件的实验室测定柴油中硝酸酯型十六烷值改进剂含量提供了参考。

氢化苯乙烯-二烯烃共聚物类黏度指数改进剂研究概述

对国内外氢化苯乙烯-二烯烃共聚物类黏度指数改进剂的开发历程、市场概况、发展现状等进行了较为系统的总结,并对氢化苯乙烯-二烯烃共聚物类黏度指数改进剂的基本分类、性能特点及制备方法进行了简要的归纳,最后指出了氢化苯乙烯-二烯烃共聚物类黏度指数改进剂未来的发展方向和趋势。

H89-2原油流动性改进剂的研究

应用流动性改进剂（化学添加剂）可改善原油的低温流动性能。本文以烯烃、脂肪酸烯基酯和烯基酰胺或烯基磺酸盐为主要原料，在含有自由基引发剂的溶液中，在温度５５～８５℃，压力５～９ＭＰａ，聚合３～８ｈ合成了能降低原油凝点的流动性改进剂Ｈ８９－２（三元共聚物）。综合评定了Ｈ８９－２改善青海原油低温流动性能的效果，在原油中加入１５×１０－５Ｈ８９－２，可使凝点从３１．５℃降至１２℃；表观粘度（２０℃）从５１５８．９ｍＰａｓ降至７９．２ｍＰａｓ；屈服值从７３．６Ｐａ降至０Ｐａ。探讨了Ｈ８９－２的降凝作用机理。因为Ｈ８９－２既含有适度的烷烃碳链，又含有两种极性不同的极性基因，所以对原油的适应性较强。

国产mPAO150基础油在黏度指数改进剂方面的应用研究

为推进黏度指数改进剂的国产化替代,进一步拓展mPAO基础油的应用领域,文章考察了国产mPAO150基础油作为黏度指数改进剂在0W-20汽油机油、75W-90 GL-5重负荷车辆齿轮油、L-HS 46低温液压油等高端润滑油的应用可行性。试验结果表明:采用国产mPAO150基础油调制的0W-20汽油机油、75W-90 GL-5重负荷车辆齿轮油、L-HS 46低温液压油理化性能均满足指标要求,与OCP、PMA、HSD等常用的进口黏度指数改进剂相比,剪切安定性、抗结焦性能具有突出优势,可替代进口黏度指数改进剂。

柴油流动改进剂作用机理的探究

考察了柴油对流动改进剂的感受性与柴油中正构烷烃含量、正构烷烃分布等因素的关系。研究结果表明,柴油流动改进剂的作用与正构烷烃含量有最佳匹配点。柴油中正构烷烃的分布与流动改进剂的熔点匹配时,改进剂的效果最好。对几种柴油流动改进剂、蜡、蜡与改进剂的混合物的X射线衍射图进行了分析,发现改进剂聚合物在2θ为10°～30°之间的锐线峰越少,峰形越有序,曲线越光滑,降滤效果越好。蜡和流动改进剂混合物的XRD图显示混合物的非晶结构可能发生了变化,由此推断出流动改进剂对正构烷烃的结晶过程的影响是降低柴油冷滤点的主要原因。

柴油十六烷值改进剂的研究进展

就柴油十六烷值改进剂的种类、作用机理及其研制的重要意义做了综述,介绍了部分十六烷值改进剂的性能特点。指出了十六烷值改进剂应具备的性能和发展方向,并提出了发展建议。

柴油低温流动性改进剂的研制及性能评价Ⅰ.低温流动性改进剂对柴油的感受性

在分析胜利石化总厂 0 #柴油和齐鲁石化 0 #柴油的烃族组成、蜡碳分布的基础上 ,进行分子设计 ,研制出一种柴油低温流动性改进剂。它主要由具有一定粘度的三元共聚物组成。实验结果表明 ,这种柴油低温流动性改进剂能十分有效地提高胜利石化总厂 0 #柴油的低温使用性能 ,而胜利石化 0 #柴油对目前国内外其它低温流动性改进剂的感受性较差。

AA-MA型柴油低温流动性能改进剂的研制

用丙烯酸高碳醇酯和马来酸酐的共聚物经高碳数脂肪酸的胺化合成了AA MA型柴油低温流动改进剂 ,分析了该降凝剂的结构和降凝机理 ,结果表明它对大港油田炼制的 5# 和 0 # 柴油有良好的降凝效果。

柴油低温流动改进剂的研究进展

本文综述了柴油低温流动改进剂的评价方法、作用机理。

影响柴油低温流动改进剂作用的因素

考察了柴油对流动改进剂的感受性与柴油正构烷烃含量、正构烷烃分布等因素的关系。流动改进剂的作用与正构烷烃含量有最佳匹配点。柴油中正构烷烃的平均碳数越少 ,冷滤点越低。柴油中正构烷烃的分布与流动改进剂的熔点匹配时 ,改进剂的效果最好。

高含蜡柴油低温流动改进剂的研究

针对高含蜡柴油油品的降冷滤点 (CFPP)难、对一般低温流动改进剂感受性差等特点 ,在分析油品正构烷烃含量及其分布的基础上 ,从分子结构与性能之间的关系进行分子设计 ,研制出一种蜡晶成核型和另一种具有三元交替共聚结构的蜡晶抑制型的低温流动改进剂。实验结果表明 ,蜡晶成核型剂对轻质油品能够起到辅助降冷滤点作用 ,蜡晶抑制型剂能够十分有效地提高几种高含蜡 0 # 柴油的低温使用性能 。

十六烷值改进剂对乙醇-柴油发动机放热率与排放的影响

研究了十六烷值改进剂对轻型高速柴油机燃用乙醇柴油燃料时放热率与排放特性的影响.在含 1500乙醇的柴油中加入不同量(0、0. 200和 0. 400)的十六烷值改进剂,并在一台高速柴油机上分别对这些燃料进行了试验研究.结果表明:柴油机燃用乙醇 柴油后,动力性有一定程度降低,但是热效率得到较大幅度改善,烟度和氮氧化物排放有很大程度的降低;在乙醇 柴油中加入适量的十六烷值改进剂,柴油机的动力性有所恢复,烟度和氮氧化物进一步降低,中低负荷下CO和HC排放得到很大改善.乙醇柴油燃料的着火延迟增加,燃烧持续期缩短,大负荷下最大放热率增加;加入一定量的十六烷值改进剂,中高负荷下的燃烧特性可以恢复到柴油机的水平,但是在低负荷下与纯柴油仍然有一定的差别.

柴油十六烷值改进剂(Ⅰ)——硝酸异辛酯的合成

以硝酸和异辛醇为原料，硫酸为催化剂，氯仿为萃取剂，合成了柴油十六烷值改进剂———硝酸异辛酯。在实验条件下确定了最佳的合成条件：结果表明，硫酸与硝酸的摩尔比为２：１左右，硝酸与异辛醇的摩尔比为１．３：１左右，反应温度为４０～５０℃。在该条件下制得的硝酸异辛酯收率和纯度都比较高，并利用密度、折光率和红外光谱对产品进行物性和结构表征。此方法工艺简单，条件温和，安全可靠，耗能低，为工业化生产提供理论依据。

柴油低温流动性改进剂的研制及性能评价Ⅱ柴油低温流动性改进剂组分之间的协同效应

研究评价了本课题组合成的低温流动性改进剂蜡晶分散剂M分别与乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物、聚甲基丙烯酸高级酯之间的协同效应。结果表明 :M组分与乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物复配使用时表现出了良好的协同效应 ,M和乙烯 -醋酸乙烯酯聚合物以及聚甲基丙烯酸高级酯组成的三元复配体系的协同效应更强 ,M具有助降冷滤作用。研究结果还表明 ,协同作用取决于M组分的分子结构 ,其中烃基链的长短具有重要影响。