[发明专利]一种甲醇柴油微乳化分散剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种甲醇柴油微乳化分散剂及其制备方法和应用；该制备方法包括以下步骤：a)将季戊四醇和油酸加入反应容器中，然后同时向反应容器和分水器中加入带水剂，再将催化剂加入反应容器中，进行反应，至分水器不再有水分出来，得到甲醇柴油微乳化分散剂；所述催化剂为固体超强酸SO₄^2‑‑PO₄^3‑/ZrO₂‑Al₂O₃。与现有技术相比，本发明提供的制备方法采用固体超强酸催化剂催化制备酯类分散剂，制备的酯类分散剂主要为季戊四醇单油酸酯及双油酸酯的混合物；季戊四醇单油酸酯、双油酸酯由于具有多羟基、长碳链的结构，是典型的亲水、亲油“双亲”分子，与脂肪酸甲酯、乙酯相比，其结构更适宜作为甲醇柴油微乳化燃料的分散剂。

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，更具体地说，是涉及一种甲醇柴油微乳化分散剂及其制备方法和应用。

背景技术

着社会经济发展，当今对车用清洁燃料的需求量越来越大，为了降低碳排放，更好地保护环境，以掺醇燃料替代车用全化石燃料，成为重要的选择之一。目前乙醇汽油、甲醇汽油等掺醇汽油燃料在国内外已进行推广应用。掺醇燃料中甲醇与乙醇相比，成本更低、来源更广，因此更加受到关注。甲醇柴油微乳化燃料外观澄清透明、混合均一稳定，具有制备过程简单、使用环境友好等优点，有望作为柴油的理想替代燃料。但是目前应用的甲醇柴油微乳化燃料分散剂存在成本高、分散性能有待进一步提高等问题，其中特别突出的问题是甲醇柴油微乳化分散剂的制备方法需要进一步改进。

目前，酯类物质是常用的甲醇柴油微乳化燃料分散剂，例如脂肪酸甲酯、乙酯或生物柴油作为典型的酯类分散剂具有原料来源广泛、绿色清洁等优点。酯类分散剂存在的主要问题是制备方法存在污染或成本高问题。制备酯类分散剂所使用的催化剂主要有质子酸催化剂，例如浓硫酸、对甲苯磺酸等，还有离子液体、分子筛、金属盐等催化剂。但这些催化剂的缺点很明显，质子酸催化剂腐蚀设备严重、副产物多，且污染环境、难以回收利用；离子液体、分子筛催化剂的稳定性及重复使用活性较差，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种甲醇柴油微乳化分散剂及其制备方法和应用，本发明提供的制备方法采用固体超强酸催化剂催化制备酯类分散剂，制备的酯类分散剂主要为季戊四醇单油酸酯及双油酸酯的混合物；季戊四醇单油酸酯、双油酸酯由于具有多羟基、长碳链的结构，是典型的亲水、亲油“双亲”分子，与脂肪酸甲酯、乙酯相比，其结构更适宜作为甲醇柴油微乳化燃料的分散剂；将本发明提供的制备方法制备的季戊四醇单油酸酯及双油酸酯的混合物与C6～C8脂肪醇复配，具有良好的甲醇柴油微乳化燃料分散效果，相比传统使用的分散剂具有显著优势。

本发明提供了一种甲醇柴油微乳化分散剂的制备方法，包括以下步骤：

a)将季戊四醇和油酸加入反应容器中，然后同时向反应容器和分水器中加入带水剂，再将催化剂加入反应容器中，进行反应，至分水器不再有水分出来，得到甲醇柴油微乳化分散剂；

所述催化剂为固体超强酸SO₄^2--PO₄^3-/ZrO₂-Al₂O₃。

优选的，步骤a)中所述季戊四醇和油酸的物质的量之比为1：(1～2)。

优选的，步骤a)中所述带水剂为甲苯。

优选的，步骤a)中反应容器中加入的带水剂的用量为季戊四醇和油酸总质量的6％～15％；分水器中加入的带水剂至支管处。

优选的，步骤a)中所述催化剂的用量为季戊四醇和油酸总质量的1％～5％。

优选的，步骤a)中所述反应的过程具体为：

在185℃～225℃、惰性气体保护条件下搅拌反应3h～7h。