煤基柴油潤滑性改進(jìn)劑-會(huì)議

1、煤基柴油潤滑性改進(jìn)劑的研制及性能研究李李久盛久盛 博士博士/ /研究員研究員中國科學(xué)院上海高等研究院中國科學(xué)院上海高等研究院主要內(nèi)容研究背景煤基柴油潤滑劑的研制及其理化指標(biāo)煤基柴油潤滑劑的應(yīng)用研究總結(jié)及展望研究背景-節(jié)能減排指標(biāo)“十一五”規(guī)劃綱要提出單位生產(chǎn)總值能耗降低20%左右，主要污染排放總量降低10%，減排二氧化硫620萬噸，化學(xué)需氧量（COD）570萬噸；這兩項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)：單位生產(chǎn)總值能耗降低19.1%，二氧化硫、化學(xué)需氧量排放總量分別下降14.29%和12.45%?！笆濉币?guī)劃綱要進(jìn)一步細(xì)化減排指標(biāo)，二氧化硫和化學(xué)需氧量指標(biāo)分別同比（2010年）降低8%，還新增要求氨氮和氮氧

2、化物分別減排10%。中國煤炭儲(chǔ)量：5.06萬億噸，石油儲(chǔ)量：1086億噸?！懊褐朴汀表?xiàng)目正是中國減輕國際原油市場掣肘的重大項(xiàng)目。中國能源儲(chǔ)備的特點(diǎn)富煤貧油原油進(jìn)口“煤制油”重大項(xiàng)目上世紀(jì)80年代，中科院山西煤炭化學(xué)研究所開始進(jìn)行鐵基、鈷基兩大類催化劑的費(fèi)-托合成油煤炭間接液化技術(shù)研究及開發(fā)。山西潞安煤基合成油示范項(xiàng)目是國家“863”高新技術(shù)項(xiàng)目和中科院知識創(chuàng)新工程重大項(xiàng)目的延續(xù)項(xiàng)目，正是以山西煤化所自主研發(fā)的“煤基液體燃料合成漿態(tài)床工業(yè)化技術(shù)”為依托。費(fèi)-托合成技術(shù)，可以利用含硫量高的貧煤制備燃料油，在凈化、轉(zhuǎn)換階段脫除了絕大部分硫、氮等雜原子化合物，這完全符合國家“十一五”和“十二五”規(guī)劃的

3、重要指標(biāo)要求。車用柴油GB19147-2009硫含量目前，國內(nèi)煉油廠生產(chǎn)的柴油很難達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)煉油廠生產(chǎn)的柴油很難達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，本應(yīng)2009年7月1日施行的國家標(biāo)準(zhǔn)，被迫推遲。而采用費(fèi)托法制備的煤基合成柴油煤基合成柴油，能夠很輕易的達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，硫含量硫含量為為0.0010.0015%。煤基合成柴油費(fèi)托法煤基合成柴油潤滑性現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓燃油泵（如旋轉(zhuǎn)分配泵）依靠柴油自身來潤滑,主要由柴油中的硫、氮、氧化合物和多環(huán)芳烴含量決定的。煤基合成柴油在凈化、轉(zhuǎn)換階段，絕大多數(shù)硫、氮化合物被脫除，潤滑性極差。煤基合成柴油的潤滑性通過高頻往復(fù)抗磨性試驗(yàn)（HFRR）檢測的磨斑直徑來表征，煤基合成柴油

4、的磨斑直徑達(dá)到750微米以上。柴油低潤滑性造成柴油車引擎損壞柴油潤滑性差，易使燃油泵運(yùn)動(dòng)部件磨損，因而縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。1991年瑞典使用低硫柴油（硫含量低于0.05），幾個(gè)星期后，柴油客車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油泵報(bào)損率成倍增加。美國和西歐也發(fā)生類似問題。柴油泵嚴(yán)重磨損問題引起重視，促使人們深入研究柴油抗磨性問題。從歐I標(biāo)準(zhǔn)開始，國際柴油標(biāo)準(zhǔn)就陸續(xù)加入了柴油潤滑性的要求，HFRR檢測磨痕直徑不高于400微米。車用柴油GB19147-2009潤滑性潞安煤基合成柴油測得的磨斑直徑為783微米。柴油潤滑性評定法試驗(yàn)方法：GB19147-2009車用柴油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，SH/T0765是檢測燃料油潤滑性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)

5、方法。試驗(yàn)儀器：PCS Instruments HFRR高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī)。該機(jī)是由微處理器控制的往復(fù)磨損測試系統(tǒng)，可對燃料油和潤滑油的磨損性能快速、可重復(fù)測試。試驗(yàn)條件：柴油溫度60，試驗(yàn)時(shí)間75 min。HFRR高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī)煤基合成柴油潤滑性改進(jìn)劑的組成要求煤基合成柴油作為一種車用燃料，對添加劑有特殊要求，如不允許加入含磷含硫有機(jī)物，因?yàn)榱缀土驎?huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理的催化劑中毒而失效，同時(shí)也會(huì)引入二次污染。 煤基合成柴油潤滑性改進(jìn)劑通常為含氧和含氮的有機(jī)化合物。有機(jī)物中的氧、氮原子能與金屬原子形成較強(qiáng)的金屬-氧/氮配位鍵，從而吸附在金屬表面上，形成牢固的潤滑保護(hù)膜，如咪唑啉類、酰胺類等。煤基合成

6、柴油不僅要求抗磨效果好，而且還不能對柴油其它指標(biāo)和使用性能有不良影響。煤基合成柴油潤滑劑的研制-性質(zhì)外 觀 棕色液體 密度20,g/cm3 0.89-0.96 GB/T 1884 閃 點(diǎn)， 不低于65 GB/T 261凝 點(diǎn), 不大于2 GB/T 510組成：主要原料來自于豆油，綠色環(huán)保。是酰胺、酯類化合物的有機(jī)表面活性物質(zhì)的復(fù)配物，含有長鏈的烷基，易在泵心金屬表面吸附，形成一層牢固的保護(hù)潤滑膜，具有優(yōu)良的抗磨特性。加劑量低，通常加入200250ppm潤滑改進(jìn)劑，煤基合成柴油可以達(dá)到歐或歐柴油標(biāo)準(zhǔn)的抗磨要求。油溶性很好，用少量煤基合成柴油將抗磨劑稀釋，或直接把潤滑劑加入柴油中，混合均勻即可。煤

7、基合成柴油潤滑性改進(jìn)劑特性燃燒特性：燃燒特性： 本品為可燃品，溶于煤基合成柴油中隨柴油燃燒干凈，對燃燒性能無影響。毒性物質(zhì)：毒性物質(zhì)： 不含特別毒性物質(zhì)，毒性較低。 皮膚接觸：盡快用水沖洗，再用洗滌劑清洗即可。 蒸氣吸入：含有少量刺激性溶劑，盡量避免蒸氣吸入。生物降解特性：生物降解特性： 本品不溶于水，但在水中和土壤中經(jīng)過2個(gè)月可以分解成無害物質(zhì)。反應(yīng)特性：反應(yīng)特性： 純品正常狀態(tài)下保持穩(wěn)定，遇過熱可能顏色加深，但不影響抗磨效果。溶于柴油中保持穩(wěn)定，具有抗氧防銹特性。HFRR性能試驗(yàn)樣品樣品磨斑直徑（微米）磨斑直徑（微米）煤基合成柴油783煤基合成柴油+k1（250 ppm）375煤基合成柴油

8、+k2（250 ppm）362煤基合成柴油+k3（250 ppm）380煤基合成柴油+k4（250 ppm）349煤基合成柴油+k5（250 ppm）344煤基合成柴油+k6（250 ppm）375略微調(diào)整煤基合成柴油潤滑性改進(jìn)劑的合成工藝，得到k1k6六個(gè)批次的潤滑性改進(jìn)劑，在煤基合成柴油中加入250 ppm，HFRR方法測得磨斑直徑與空白柴油相比，降低400微米左右，遠(yuǎn)低于2009年國標(biāo)要求。HFRR測試數(shù)據(jù)表與柴油的相容性將柴油潤滑性改進(jìn)劑與煤基合成柴油在常溫下混合，添加劑很易與柴油混合均勻。油樣存放48小時(shí)，無沉淀物析出，油樣清澈透明。室溫放置3個(gè)月，油樣無變化，抗磨效果和其他指標(biāo)均不

9、變。證明柴油潤滑性改進(jìn)劑易溶于煤基合成柴油，對柴油儲(chǔ)存沒有影響?？顾栽囼?yàn)將3 ml蒸餾水與30 ml加劑煤基合成柴油振蕩混合30秒鐘，靜置沉降12小時(shí)，油層清澈透明，油水界面無乳化現(xiàn)象。證明加劑柴油不受水的影響。本劑含有微量的高效破乳劑，可以明顯改善抗水性能。與其它柴油添加劑的相容性項(xiàng)目項(xiàng)目性能變化性能變化低溫流動(dòng)性改進(jìn)劑無影響十六烷值改進(jìn)劑無影響柴油清凈劑有增進(jìn)作用防銹防腐劑有增進(jìn)作用抗靜電劑有增進(jìn)作用金屬鈍化劑無影響抗氧劑無影響工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)添加劑：煤基合成柴油潤滑性改進(jìn)劑，加劑量250PPM。柴油：煤基合成柴油。煤基合成柴油，加劑前后主要性質(zhì)，見下一頁介紹。工業(yè)應(yīng)用證明：煤基合成柴油潤滑

10、性改進(jìn)劑，加劑量250PPM，滿足2009年國標(biāo)車用柴油生產(chǎn)要求。工業(yè)應(yīng)用結(jié)果分析項(xiàng)目加劑前加劑后2009年國標(biāo)密度(20),g/cm30.75530.75540.7900.840氧化總不溶物,mg/100ml0.40.412.5銅片腐蝕（50/3h）,級 1b1b1凝固點(diǎn),-30-30-20冷濾點(diǎn),-20-20-14閃點(diǎn)（閉口）,50.550.750十六烷值 68.268.249餾程， 50% 90% 95% 218.2258.4274.9217.6258.0 275.1300355 365 硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%0.0010.0030.035WSD, m783395460 總