柴油低温流动性能改进剂的研制
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摘要
随着我国国民经济的快速发展，对能源的需求也日益增长，其中对柴油的需求十分
紧迫。然而，柴油不仅在供应上不够充分，而且在使用方面还受到温度的限制（柴油在
冷滤点附近就无法正常使用），从而使柴油的供求矛盾更为明显。使用柴油低温流动性能
改进剂则不仅可以缓解上述两个问题，而且还能为炼油厂创造一定的经济效益。
本文的目的在于制备和筛选出效果较好的柴油低温流动性能改进剂。在参考文献的
基础上，为了进一步了解掌握柴油低温流动性能改进剂的研究与应用情况，首先对目前
市售的五种柴油低温流动性能改进剂的成分进行了分析与比较。通过对结果的分析发现：
这五种柴油低温流动性能改进剂的高聚物成分均为聚乙烯－醋酸乙烯酯，其区别仅在于
醋酸乙烯酯的含量不同。而五种柴油低温流动性能改进剂的溶剂为石脑油或芳香烃馏分。
通过对文献的阅读、分析、比较和总结，选用了甲基丙烯酸高级酯、马来酸双高级
酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酰胺等单体，分别选用其中的若干种进行组合，合成了
一系列二元、三元、四元、五元聚合物。
其中，单体甲基丙烯酸高级酯和马来酸双高级酯均为自制，其酯化率的高低决定着
单体的纯度。影响酯化反应的因素较多，为此采用正交试验的方法确定了它们的最佳酯
化条件。
以吐哈 0 号柴油、吐哈-10 号柴油、吐哈-20 号柴油柴油为样品，测试了上述四种共
聚物的低温改进效果。为了了解这三种柴油中正构烷烃的种类和含量，采用尿素络合法
将其提出，并用气相色谱－质谱联用仪进行了测定。实验结果表明：吐哈 0 号柴油中十
六烷的相对含量最大，十七烷和十五烷的含量比较大且数值接近，这三者的总相对百分
含量为 45%；吐哈-10 号柴油中十七烷的相对百分含量最大，十六烷与之接近，十八烷的
含量也较大，三者的总和为 48%；吐哈-20 号柴油柴油中十七烷的相对含量最大，十六烷
的含量与之相近，其次为二十二烷，三者的相对含量之和为 57%。
因此，在合成共聚物时，本着提高感受性的原则，在合成聚合单体时，十六醇和十
八醇的含量应该较大，具体比例为十二醇酯:十四醇酯:十六醇酯:十八醇酯＝1:1:2:2。
通过参考文献和试验，选用偶氮二异丁腈作为引发剂，甲苯作为溶剂，采用正交试
验，考察了单体比例、单体浓度、引发剂用量和反应温度对聚合反应的影响。
为了表征共聚物的平均分子量，测定了四种共聚物稀溶液的特性粘度，研究了特性
粘度与冷滤点降、特性粘度与凝固点降之间的关系，对它们之间的规律进行了描述。确
定了各聚合物的最佳特性粘度和最佳聚合反应条件。
通过对四种共聚物的结构分析，对它们的降凝机理进行了初步探讨。
With the development of our national economy, the demand for the energy
increased day by day, especially is the requirement of diesel fuel urgent. However,
diesel fuel is not only insufficient on supplying, but also limited by temperature in using
(Diesel oil is unable to use normally around cold filter plugging point). so it makes the
contradiction obvious between the supply and demand of diesel fuel. By using diesel
low temperature flow improvers can alleviate above- mentioned questions and create
benefits for oil plant too.
Purpose of this paper lies on preparing and sifting better diesel flow improvers
(DFI). Through reading reference and in order to master the research and appliance
condition of diesel flow improvers, the component of five kinds diesel flow improvers
on sale are analyzed and compared. The results show that the copolymers of these DFI
are all ethylene-vinyl acetate, the difference between them is only on the content of
vinyl acetate. The solvents of these five DFI are naphtha or aromatic hydrocarbon.
On the ground of summarizing reference documents, some monomers such as
methyl acrylic acid long chain carbon ester, Maleic long chain diester, , vinyl acetate,
styrene, acylamide are selected to synthesize a series of DFI separately.
Among them, methyl acrylic acid long chain carbon ester and Maleic long chain
diester are made by oneself. The level of theirs esterification rate could determine the
monomer's purity. There are many factors influencing the esterification reaction, so the
orthogonal method is adopted to confirm the best reaction condition.
Regarding TuHa 0#, TuHa -10# and TuHa -20# diesel fuel as samples, the four
above-mentioned copolymer's low-temperature improvement ability were tested. In
order to understanding three diesel oil' paraffin series construction and content,
adopting the urea complex method to draw the paraffin and determine them by using
gaseous phase chromatogram- mass spectrum. The experimental result show that:
among the alkane content of 0# diesel, hexadecane is the most heavy, the content of
heptadecane and pentadecane is greater and close, total relative century of these three
content is 45%; among the alkane content of -10# diesel, the heptadecane is heaviest ,
hexadecane is close to the content of heptadecane, the content of octadecane is
relatively large too, The total of the three is 48%; among the alkane content of -10#
diesel, the relative content of heptadecane is largest, the content of hecadecane is similar
to it, Secondly is docosane, the sum of relative content of the three is 57%.
So, when synthesizing the copolymers, the content of hexadeanol and octadecyl
alcohol ester should be relatively larger in order to improving sensitivity. The concrete
proportion of long chain carbon alcohol ester is 12:14:16:18=1:1:2:2.
Through the references documents, 2-2’-Azo-bis-iso-butyronitrile is Selected to be
the initiator, the toluene is regarded as the solvent, investigated the influence of
monomer's proportion, monomer's consistency, initiator' consumption and reaction
temperature on the average molecular weight of the copolymer.
In order to signify the average molecular weight of the copolymer, characteristic
viscidity of four kinds of copolymer' rare solution is determined, the relationships
between characteristic viscidity and cold filter plugging point, the relationships between
characteristic viscidity and solidifying point were studied. the law between them was
also described.
The four DFI' action mechanism were discussed through analyzing structure of
copolymer.
紧迫。然而，柴油不仅在供应上不够充分，而且在使用方面还受到温度的限制（柴油在
冷滤点附近就无法正常使用），从而使柴油的供求矛盾更为明显。使用柴油低温流动性能
改进剂则不仅可以缓解上述两个问题，而且还能为炼油厂创造一定的经济效益。
本文的目的在于制备和筛选出效果较好的柴油低温流动性能改进剂。在参考文献的
基础上，为了进一步了解掌握柴油低温流动性能改进剂的研究与应用情况，首先对目前
市售的五种柴油低温流动性能改进剂的成分进行了分析与比较。通过对结果的分析发现：
这五种柴油低温流动性能改进剂的高聚物成分均为聚乙烯－醋酸乙烯酯，其区别仅在于
醋酸乙烯酯的含量不同。而五种柴油低温流动性能改进剂的溶剂为石脑油或芳香烃馏分。
通过对文献的阅读、分析、比较和总结，选用了甲基丙烯酸高级酯、马来酸双高级
酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酰胺等单体，分别选用其中的若干种进行组合，合成了
一系列二元、三元、四元、五元聚合物。
其中，单体甲基丙烯酸高级酯和马来酸双高级酯均为自制，其酯化率的高低决定着
单体的纯度。影响酯化反应的因素较多，为此采用正交试验的方法确定了它们的最佳酯
化条件。
以吐哈 0 号柴油、吐哈-10 号柴油、吐哈-20 号柴油柴油为样品，测试了上述四种共
聚物的低温改进效果。为了了解这三种柴油中正构烷烃的种类和含量，采用尿素络合法
将其提出，并用气相色谱－质谱联用仪进行了测定。实验结果表明：吐哈 0 号柴油中十
六烷的相对含量最大，十七烷和十五烷的含量比较大且数值接近，这三者的总相对百分
含量为 45%；吐哈-10 号柴油中十七烷的相对百分含量最大，十六烷与之接近，十八烷的
含量也较大，三者的总和为 48%；吐哈-20 号柴油柴油中十七烷的相对含量最大，十六烷
的含量与之相近，其次为二十二烷，三者的相对含量之和为 57%。
因此，在合成共聚物时，本着提高感受性的原则，在合成聚合单体时，十六醇和十
八醇的含量应该较大，具体比例为十二醇酯:十四醇酯:十六醇酯:十八醇酯＝1:1:2:2。
通过参考文献和试验，选用偶氮二异丁腈作为引发剂，甲苯作为溶剂，采用正交试
验，考察了单体比例、单体浓度、引发剂用量和反应温度对聚合反应的影响。
为了表征共聚物的平均分子量，测定了四种共聚物稀溶液的特性粘度，研究了特性
粘度与冷滤点降、特性粘度与凝固点降之间的关系，对它们之间的规律进行了描述。确
定了各聚合物的最佳特性粘度和最佳聚合反应条件。
通过对四种共聚物的结构分析，对它们的降凝机理进行了初步探讨。
With the development of our national economy, the demand for the energy
increased day by day, especially is the requirement of diesel fuel urgent. However,
diesel fuel is not only insufficient on supplying, but also limited by temperature in using
(Diesel oil is unable to use normally around cold filter plugging point). so it makes the
contradiction obvious between the supply and demand of diesel fuel. By using diesel
low temperature flow improvers can alleviate above- mentioned questions and create
benefits for oil plant too.
Purpose of this paper lies on preparing and sifting better diesel flow improvers
(DFI). Through reading reference and in order to master the research and appliance
condition of diesel flow improvers, the component of five kinds diesel flow improvers
on sale are analyzed and compared. The results show that the copolymers of these DFI
are all ethylene-vinyl acetate, the difference between them is only on the content of
vinyl acetate. The solvents of these five DFI are naphtha or aromatic hydrocarbon.
On the ground of summarizing reference documents, some monomers such as
methyl acrylic acid long chain carbon ester, Maleic long chain diester, , vinyl acetate,
styrene, acylamide are selected to synthesize a series of DFI separately.
Among them, methyl acrylic acid long chain carbon ester and Maleic long chain
diester are made by oneself. The level of theirs esterification rate could determine the
monomer's purity. There are many factors influencing the esterification reaction, so the
orthogonal method is adopted to confirm the best reaction condition.
Regarding TuHa 0#, TuHa -10# and TuHa -20# diesel fuel as samples, the four
above-mentioned copolymer's low-temperature improvement ability were tested. In
order to understanding three diesel oil' paraffin series construction and content,
adopting the urea complex method to draw the paraffin and determine them by using
gaseous phase chromatogram- mass spectrum. The experimental result show that:
among the alkane content of 0# diesel, hexadecane is the most heavy, the content of
heptadecane and pentadecane is greater and close, total relative century of these three
content is 45%; among the alkane content of -10# diesel, the heptadecane is heaviest ,
hexadecane is close to the content of heptadecane, the content of octadecane is
relatively large too, The total of the three is 48%; among the alkane content of -10#
diesel, the relative content of heptadecane is largest, the content of hecadecane is similar
to it, Secondly is docosane, the sum of relative content of the three is 57%.
So, when synthesizing the copolymers, the content of hexadeanol and octadecyl
alcohol ester should be relatively larger in order to improving sensitivity. The concrete
proportion of long chain carbon alcohol ester is 12:14:16:18=1:1:2:2.
Through the references documents, 2-2’-Azo-bis-iso-butyronitrile is Selected to be
the initiator, the toluene is regarded as the solvent, investigated the influence of
monomer's proportion, monomer's consistency, initiator' consumption and reaction
temperature on the average molecular weight of the copolymer.
In order to signify the average molecular weight of the copolymer, characteristic
viscidity of four kinds of copolymer' rare solution is determined, the relationships
between characteristic viscidity and cold filter plugging point, the relationships between
characteristic viscidity and solidifying point were studied. the law between them was
also described.
The four DFI' action mechanism were discussed through analyzing structure of
copolymer.
引文
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