环保石油助剂及其制备方法与流程

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1.本发明属于化学石油助剂技术领域，具体涉及一种环保石油助剂及其制备方法。

背景技术：

2.石油产品大体上可分为石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。石油助剂主要指为了改进石油产品使用和保存性能而采用的化学用品。如：润滑油添加剂、燃料油添加剂等。
3.随着人民生活水平的不断提高，汽车的不断普及，汽车燃料成为一大消耗品。虽然新能源汽车日益普及，但石油燃料因其更高的转化率和能提供更强劲的动力等优势，依然占领着汽车燃料主要地位。相较于天然气来看，石油燃料更易积碳，造成发动机气缸零件磨损，减少寿命；且燃烧排放的有害污染物更多，造成环境污染。
4.中国专利cn 108753383 a公开了一种燃油助剂，以硝基甲烷和聚异丁烯胺为主要成分，以1,3-二乙基苯4-异丙基甲苯、苯并三氮唑、甲基叔丁基醚、2,6-二叔丁基对甲酚为辅，各成分互相配合，达到提高燃油效率、防固体物质形成、降低污染的效果。其主要成分之一硝基甲烷可以起到助燃剂作用，提高辛烷值，提高燃烧效率，但属于2b类致癌物；另一主要成分聚异丁烯胺为第三代燃油添加剂常用成分，起到清洁剂的作用，可以使进气阀沉淀物下降，避免因进气阀的堵塞而导致燃油浪费，但容易造成燃烧室沉积。因此，该发明提供的燃油助剂在清洁环保和发动机养护方面的问题还有待改善。

技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种环保石油助剂及其制备方法。本发明的思路主要在于：利用对环境更加友好的化学物质制备石油助剂，通过提高燃油转化效率、降低燃烧过程中颗粒物的生成，来达到提升动力、降低污染、保护发动机的目的。
6.一种环保石油助剂的制备方法，包括以下步骤：
7.k1.在氮气保护下，将脂肪族烯酸、溶剂与30-50wt％的naoh水溶液按照重量比(4-7):(5-10):(0.3-0.5)混合，以70-90℃、200-400rpm条件冷凝回流5-10min，得到皂化液；
8.k2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比(1-3)g:(10-20)ml往皂化液中投入二茂铁，再按照2-3滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为(1-1.5):(2-5)的氯硅烷化合物，滴加完毕后，保温反应2-5h，得到反应混合物；
9.k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在60-80℃、0.01-0.03mpa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；
10.k4.将上述产物a与氯硅烷化合物按照重量比(1-3):(0.5-1)混合，得到混合液b，将混合液b以2-3滴/s的速度滴加到以200-400rpm速度搅拌的30-50℃水中，混合液b与水的体积比为1:(1.5-3)，保持温度和搅拌速度不变，反应3-6h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:(1-2)向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；
11.k5.在100-200rpm搅拌条件下，按照重量比(60-80):(1-2)向水解物溶液中加入强酸，并升温至40-60℃，反应3-6h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:(1-2)向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。
12.金属化合物添加剂常被加入柴油中，在燃烧过程中，金属离子充当碳烟颗粒沉积的成核中心，最终以金属氧化物的形式随颗粒一起排出。二茂铁，因其雾化可以使颗粒在火焰的早期形成，从而降低碳烟颗粒的起燃温度，提高燃油的燃烧转化率，提升动力的同时可减少颗粒物排放。直接添加到燃油中还具有抗爆作用，提高辛烷值，但易造成发动机内金属沉积，导致气缸磨损、传感器中毒等故障，且储存过程中二茂铁易被氧化失效。有机硅化合物具有生理惰性，其低表面能的特性可以提升燃油进入内燃机气缸后的雾化分散性能，促进燃油充分燃烧，从而提高燃油燃烧效率，降低尾气烟度。
13.本发明在制备羧基改性硅油的过程中加入二茂铁，最终生成以含二茂铁结构单元的羧基硅油化合物为主的环保石油助剂。其黏度低、耐热、耐低温、耐氧化、稳定性好、润滑性好，能有效提升柴油转化率、提升动力、降低尾气排放量。
14.二茂铁在酸性条件下容易被氧化生成蓝顺磁性的二茂铁鎓离子，可作为相转移催化剂，催化脂肪族烯酸与氯硅烷化合物生成羧烷基甲基氯硅烷单体，且羧基以负离子的方式与铁离子配位，形成含二茂铁结构的羧烷基甲基氯硅烷单体；同时二茂铁还能与皂化液中羧酸盐形成部分有机金属配合物。含二茂铁结构的羧烷基甲基氯硅烷单体与二甲基二氯硅烷共水解后，在强酸作用下进行聚合，生成含二茂铁结构单元的羧基硅油化合物。此过程中，二茂铁结构本身对聚合反应有催化作用，有助于提高聚合反应的速度和转化率。该含二茂铁结构单元的羧基硅油化合物由于空间位阻变大，铁离子得到保护，提高氧化稳定性，使用过程中能更有效的发挥金属离子的成核作用。该化合物雾化后分散性能更好，生成的颗粒密度低、粒度小、质轻且分散均匀，易于随气体排出，防止金属成分沉积导致气缸磨损等故障。
15.优选的，所述环保石油助剂的制备方法，包括以下步骤：
16.k1.在氮气保护下，将脂肪族烯酸、溶剂与30-50wt％的naoh水溶液按照重量比(4-7):(5-10):(0.3-0.5)混合，以70-90℃、200-400rpm条件冷凝回流5-10min，得到皂化液；
17.k2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比(1-3)g:(10-20)ml往皂化液中投入二茂铁，再按照2-3滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为(1-1.5):(2-5)的氯硅烷化合物，滴加完毕后，保温反应2-5h，得到反应混合物；
18.k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在60-80℃、0.01-0.03mpa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；
19.k4.将上述产物a与氯硅烷化合物按照重量比(1-3):(0.5-1)混合，得到混合液b，将混合液b以2-3滴/s的速度滴加到以200-400rpm速度搅拌的30-50℃水中，混合液b与水的体积比为1:(1.5-3)，保持温度和搅拌速度不变，反应3-6h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:(1-2)向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；
20.k5.在100-200rpm搅拌条件下，按照重量比(60-80):(1-2)向水解物溶液中加入强酸，得到预备液，再加入与预备液料液比为(0.5-0.7)g:(20-50)ml的金属单质，并升温至
40-60℃，反应3-6h，自然冷却至室温，过滤除去固体，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:(1-2)向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。
21.所述脂肪族烯酸为十一烯酸、二十二碳六烯酸中的任意一种。
22.所述氯硅烷化合物为一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷中的任意一种。
23.所述溶剂为甲苯、正己烷、石油醚中的任意一种。
24.所述强酸为浓硫酸、三氟甲磺酸中的任意一种；优选的，所述强酸为三氟甲磺酸。
25.所述金属单质为铈、钡、钙、锌中的至少一种。
26.优选的，所述金属单质为铈和钡的混合物。
27.进一步优选的，所述金属单质由铈和钡按照重量比(1-3):(2-4)混合而成。
28.金属单质可进一步催化该聚合反应的进行，并掺杂到二茂铁晶体结构中，形成含多元二茂金属结构单元的羧基硅油化合物，进一步提升添加环保石油助剂后柴油的转化率、提升动力、降低尾气排放量。同时，金属单质在三氟甲磺酸的作用下，生成有机磺酸盐，具有防锈、分散、增溶、促氧化等作用，有助于改善柴油的保存性能和燃烧性能。铈基化合物能减少有机碳化合物的浓度，降低点火点，提高氧化速率。钡基化合物能促进碳烟颗粒的燃烧，减少碳化合物颗粒的排放，被称之为消烟添加剂。二者同时存在时，对提升柴油性能，尤其是对减少碳烟颗粒的排放效果显著。
29.本发明的有益效果：本发明在制备羧基改性硅油的过程中加入二茂铁，催化脂肪族烯酸与氯硅烷化合物生成羧烷基甲基氯硅烷单体，并配位形成含二茂铁结构的羧烷基甲基氯硅烷单体，最终通过聚合反应生成以含二茂铁结构单元的羧基硅油化合物为主的环保石油助剂。利用硅油惰性结构保护二茂铁结构，提高稳定性、分散性，降低碳烟颗粒粒度和密度，提升柴油转化率，提升动力，降低尾气排放量，防止金属成分沉积。进一步加入金属单质促进聚合反应的发生，同时金属元素掺杂到二茂铁晶体结构中，形成含多元二茂金属结构单元的羧基硅油化合物，进一步提升添加环保石油助剂后柴油的各项性能。
具体实施方式
30.实施例所用原料如下：
31.二茂铁，cas号：102-54-5，桔黄粉末，粒度：80目筛下物≥87％，一级品，天元航材(营口)科技股份有限公司。
32.实施例1
33.一种环保石油助剂的制备方法，包括以下步骤：
34.k1.在氮气保护下，将十一烯酸、正己烷与40wt％的naoh水溶液按照重量比5:7:0.4混合，以80℃、300rpm条件冷凝回流8min，得到皂化液；
35.k2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比2g:17ml往皂化液中投入二茂铁，再按照2滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为1.2:4的二甲基二氯硅烷，滴加完毕后，保温反应3h，得到反应混合物；
36.k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在70℃、0.01mpa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；
37.k4.将上述产物a与二甲基二氯硅烷按照重量比2:1混合，得到混合液b，将混合液b以2滴/s的速度滴加到以300rpm速度搅拌的40℃水中，混合液b与水的体积比为1:2，保持温度和搅拌速度不变，反应5h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:1向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；
38.k5.在200rpm搅拌条件下，按照重量比70:1向水解物溶液中加入三氟甲磺酸，并升温至50℃，反应4h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:1向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。
39.实施例2
40.一种环保石油助剂的制备方法，包括以下步骤：
41.k1.在氮气保护下，将十一烯酸、正己烷与40wt％的naoh水溶液按照重量比5:7:0.4混合，以80℃、300rpm条件冷凝回流8min，得到皂化液；
42.k2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比2g:17ml往皂化液中投入二茂铁，再按照2滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为1.2:4的二甲基二氯硅烷，滴加完毕后，保温反应3h，得到反应混合物；
43.k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在70℃、0.01mpa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；
44.k4.将上述产物a与二甲基二氯硅烷按照重量比2:1混合，得到混合液b，将混合液b以2滴/s的速度滴加到以300rpm速度搅拌的40℃水中，混合液b与水的体积比为1:2，保持温度和搅拌速度不变，反应5h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:1向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；
45.k5.在200rpm搅拌条件下，按照重量比70:1向水解物溶液中加入三氟甲磺酸，得到预备液，再加入与预备液料液比为0.6g:30ml的金属单质，并升温至50℃，反应4h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:1向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。
46.所述金属单质为钡。
47.实施例3
48.一种环保石油助剂的制备方法，包括以下步骤：
49.k1.在氮气保护下，将十一烯酸、正己烷与40wt％的naoh水溶液按照重量比5:7:0.4混合，以80℃、300rpm条件冷凝回流8min，得到皂化液；
50.k2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比2g:17ml往皂化液中投入二茂铁，再按照2滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为1.2:4的二甲基二氯硅烷，滴加完毕后，保温反应3h，得到反应混合物；
51.k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在70℃、0.01mpa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；
52.k4.将上述产物a与二甲基二氯硅烷按照重量比2:1混合，得到混合液b，将混合液b
以2滴/s的速度滴加到以300rpm速度搅拌的40℃水中，混合液b与水的体积比为1:2，保持温度和搅拌速度不变，反应5h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:1向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；
53.k5.在200rpm搅拌条件下，按照重量比70:1向水解物溶液中加入三氟甲磺酸，得到预备液，再加入与预备液料液比为0.6g:30ml的金属单质，并升温至50℃，反应4h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:1向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。
54.所述金属单质为铈。
55.实施例4
56.一种环保石油助剂的制备方法，包括以下步骤：
57.k1.在氮气保护下，将十一烯酸、正己烷与40wt％的naoh水溶液按照重量比5:7:0.4混合，以80℃、300rpm条件冷凝回流8min，得到皂化液；
58.k2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比2g:17ml往皂化液中投入二茂铁，再按照2滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为1.2:4的二甲基二氯硅烷，滴加完毕后，保温反应3h，得到反应混合物；
59.k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在70℃、0.01mpa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；
60.k4.将上述产物a与二甲基二氯硅烷按照重量比2:1混合，得到混合液b，将混合液b以2滴/s的速度滴加到以300rpm速度搅拌的40℃水中，混合液b与水的体积比为1:2，保持温度和搅拌速度不变，反应5h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:1向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；
61.k5.在200rpm搅拌条件下，按照重量比70:1向水解物溶液中加入三氟甲磺酸，得到预备液，再加入与预备液料液比为0.6g:30ml的金属单质，并升温至50℃，反应4h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:1向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。
62.所述金属单质由铈和钡按照重量比2:3混合而成。
63.对比例1
64.一种环保石油助剂的制备方法，包括以下步骤：
65.k1.在氮气保护下，将十一烯酸、正己烷与40wt％的naoh水溶液按照重量比5:7:0.4混合，以80℃、300rpm条件冷凝回流8min，得到皂化液；
66.k2.保持温度和搅拌速度不变，按照2滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为1.2:4的二甲基二氯硅烷，滴加完毕后，保温反应3h，得到反应混合物；
67.k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在70℃、0.01mpa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；
68.k4.将上述产物a与二甲基二氯硅烷按照重量比2:1混合，得到混合液b，将混合液b
以2滴/s的速度滴加到以300rpm速度搅拌的40℃水中，混合液b与水的体积比为1:2，保持温度和搅拌速度不变，反应5h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:1向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；
69.k5.在200rpm搅拌条件下，按照重量比70:1向水解物溶液中加入三氟甲磺酸，并升温至50℃，反应4h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:1向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，向滤液中添加二茂铁，二茂铁用量为：与k1步骤所得皂化液的料液比为2g：17ml，得到环保石油助剂。
70.测试例1
71.根据gb 19147-2016《车用柴油》标准车用柴油(ⅳ)技术要求，对添加各实施例环保石油助剂的0号柴油的性能进行测试。
72.各例柴油相关性能均达到车用柴油(ⅳ)技术要求：氧化性(以总不溶物计)≤2.5mg/100ml；硫含量≤50mg/kg；酸度(以koh计)≤7mg/100ml；10％蒸余物残碳(质量分数)≤0.3％；灰分(质量分数)≤0.01％；铜片腐蚀(50℃，3h)≤1级；机械杂质：无；润滑性校正痕磨直径(60℃)≤460μm；多环芳烃含量(质量分数)≤11％；运动黏度(20℃)3.0-8.0mm2/s；凝点≤0℃；冷凝点≤4℃；闪点(闭口)≥60℃；十六烷值≥49；十六烷指数≥46；馏程：50％回收温度≤300℃，90％回收温度≤355℃，95％回收温度≤365℃；密度(20℃)：810-850kg/m3；脂肪酸甲酯含量(体积分数)≤1.0％。
73.测试例2
74.参照hj845-2017《在用柴油车排气污染物测量方法及技术要求(遥感检测法)》进行移动式遥感检测，测试使用添加了各实施例环保石油助剂的0号柴油的汽车，其排气管排放的气态污染物(no)和颗粒物(以不透光度和黑度计)，添加量为：环保石油助剂与0号柴油的重量比为1:1000。以未添加环保石油助剂的0号柴油做对照组。测试结果见表1。
75.测试车辆为：m类四轮载客车。
76.测试环境条件为：风速4.2m/s；温度25℃；相对湿度60％；大气压80kpa。
77.表1.排气污染物测试结果
78.[0079][0080]
测试例3
[0081]
按照gb/t 19233-2020《轻型汽车燃料消耗量试验方法》测试并计算添加各实施例环保石油助剂的0号柴油的汽车的燃料消耗量，添加量为：环保石油助剂与0号柴油的重量比为1:1000。具体操作方法参照gb 18352.8-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》进行。测试车辆为：与测试例2相同的m类四轮载客车。以未添加环保石油助剂的0号柴油做对照组。测试结果见表2。
[0082]
表2.燃料消耗量测试结果
[0083] co2排放量(g/km)燃料消耗量(l/100km)实施例112326.5实施例212646.2实施例312756.0实施例412855.7对照组10307.6对比例111067.2
[0084]
燃料消耗量少表明柴油动力有所提升，同时，co2的排放量增加或no排放量降低也证明柴油燃烧得更加充分、柴油转化率提高，为汽车了提供更充足的动能。燃料消耗量是根据碳氢化合物(hc)、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)的排放量来计算的，燃料消耗量降低的同时co2排放量增加，相应的hc和co排放量降低，减少空气污染。不透光度和林格曼黑度主要表征汽车尾气中颗粒物质的多少，颗粒物质主要来自柴油未燃烧或未完全燃烧形成的液态颗粒和固态颗粒(碳烟)。不透光度小可说明尾气中总的颗粒物少、颗粒度小，其中林格曼黑度级别低又可证明其中碳烟颗粒少。
[0085]
与未添加环保石油助剂的对照组相比，对比例1的燃料消耗量有所降低，co2排放量升高，no排放量降低，不透光度下降，对比例1的环保石油助剂由有机硅化合物与二茂铁混合而成，二茂铁降低碳烟颗粒的起燃温度，有机硅化合物提升燃油的雾化分散性能，可减少颗粒物排放，促进燃油充分燃烧，提高燃油的转化率。与对比例1相比，实施例1的燃料消耗量显著降低，co2排放量升高，no排放量降低，表明添加了该环保石油助剂的柴油燃烧更加充分。不透光度下降，林格曼黑度降低，说明烟气中颗粒物含量减少、颗粒度更小。实施例2和实施例3在实施例1的基础上在聚合反应中添加金属单质，所得含环保石油助剂的柴油
性能进一步提升，实施例2中生成钡基化合物能促进碳烟颗粒的燃烧，减少碳化合物颗粒的排放，不透光度进一步下降；实施例3中生成铈基化合物能减少有机碳化合物的浓度，降低点火点，提高氧化速率，减少no、co、hc的含量，提高co2排放量，提升柴油转化速率。实施例4将二者同时使用时，协同提高了柴油转化速率、提升动能，降低烟气含量，减少有害成分排放。

技术特征：

1.一种环保石油助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：k1.在氮气保护下，将脂肪族烯酸、溶剂与naoh水溶液加热搅拌冷凝回流，得到皂化液；k2.保持温度和搅拌速度不变，往皂化液中投入二茂铁，再向其中滴加氯硅烷化合物，滴加完毕后，保温反应2-5h，得到反应混合物；k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；k4.将上述产物a与氯硅烷化合物混合，得到混合液b，将混合液b滴加到搅拌中的温水中，保持温度和搅拌速度不变，反应3-6h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，将反应液水洗至中性，得到水解物溶液；k5.在搅拌条件下，按向水解物溶液中加入强酸，并升温至40-60℃，反应3-6h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，将聚合液水洗至中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，过滤除去固体，得到环保石油助剂。2.如权利要求1所述环保石油助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：k1.在氮气保护下，将脂肪族烯酸、溶剂与30-50wt％的naoh水溶液按照重量比(4-7):(5-10):(0.3-0.5)混合，以70-90℃、200-400rpm条件冷凝回流5-10min，得到皂化液；k2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比(1-3)g:(10-20)ml往皂化液中投入二茂铁，再按照2-3滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为(1-1.5):(2-5)的氯硅烷化合物，滴加完毕后，保温反应2-5h，得到反应混合物；k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在60-80℃、0.01-0.03mpa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；k4.将上述产物a与氯硅烷化合物按照重量比(1-3):(0.5-1)混合，得到混合液b，将混合液b以2-3滴/s的速度滴加到以200-400rpm速度搅拌的30-50℃水中，混合液b与水的体积比为1:(1.5-3)，保持温度和搅拌速度不变，反应3-6h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:(1-2)向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；k5.在100-200rpm搅拌条件下，按照重量比(60-80):(1-2)向水解物溶液中加入强酸，并升温至40-60℃，反应3-6h，自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:(1-2)向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。3.如权利要求2所述环保石油助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：k1.在氮气保护下，将脂肪族烯酸、溶剂与30-50wt％的naoh水溶液按照重量比(4-7):(5-10):(0.3-0.5)混合，以70-90℃、200-400rpm条件冷凝回流5-10min，得到皂化液；k2.保持温度和搅拌速度不变，按照料液比(1-3)g:(10-20)ml往皂化液中投入二茂铁，再按照2-3滴/s的速度向其中滴加与皂化液重量比为(1-1.5):(2-5)的氯硅烷化合物，滴加完毕后，保温反应2-5h，得到反应混合物；k3.将反应混合物自然冷却至室温，静置分层，除去水层，再在60-80℃、0.01-0.03mpa减压蒸馏，除去溶剂，得到产物a；k4.将上述产物a与氯硅烷化合物按照重量比(1-3):(0.5-1)混合，得到混合液b，将混合液b以2-3滴/s的速度滴加到以200-400rpm速度搅拌的30-50℃水中，混合液b与水的体积
比为1:(1.5-3)，保持温度和搅拌速度不变，反应3-6h，然后自然冷却至室温，静置分层，除去水层，得到反应液，按照体积比1:(1-2)向反应液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至反应液为中性，得到水解物溶液；k5.在100-200rpm搅拌条件下，按照重量比(60-80):(1-2)向水解物溶液中加入强酸，得到预备液，再加入与预备液料液比为(0.5-0.7)g:(20-50)ml的金属单质，并升温至40-60℃，反应3-6h，自然冷却至室温，过滤除去固体，静置分层，除去水层，得到聚合液，按照体积比1:(1-2)向聚合液中加水，摇匀后静置分层，除去水层，重复上述过程至聚合液为中性，加少量无水硫酸钠干燥除水，再过滤除去固体物质，得到环保石油助剂。4.如权利要求1-3任一项所述环保石油助剂的制备方法，其特征在于，所述脂肪族烯酸为十一烯酸、二十二碳六烯酸中的任意一种。5.如权利要求1-3任一项所述环保石油助剂的制备方法，其特征在于，所述氯硅烷化合物为一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷中的任意一种。6.如权利要求1-3任一项所述环保石油助剂的制备方法，其特征在于，所述强酸为浓硫酸、三氟甲磺酸中的任意一种。7.如权利要求1-3任一项所述环保石油助剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲苯、正己烷、石油醚中的任意一种。8.如权利要求3所述环保石油助剂的制备方法，其特征在于，所述金属单质为铈、钡、钙、锌中的至少一种。9.一种环保石油助剂，由如权利要求1-8任一项所述方法制备而成。

技术总结

本发明公开了一种环保石油助剂的制备方法，在制备羧基改性硅油的过程中加入二茂铁，催化脂肪族烯酸与氯硅烷化合物生成羧烷基甲基氯硅烷单体，并配位形成含二茂铁结构的羧烷基甲基氯硅烷单体，最终通过聚合反应生成以含二茂铁结构单元的羧基硅油化合物为主的环保石油助剂。利用硅油惰性结构保护二茂铁结构，提高稳定性、分散性，降低碳烟颗粒粒度和密度，提升柴油转化率，提升动力，降低尾气排放量，防止金属成分沉积。进一步加入金属单质促进聚合反应的发生，同时金属元素掺杂到二茂铁晶体结构中，形成含多元二茂金属结构单元的羧基硅油化合物，进一步提升添加环保石油助剂后柴油的各项性能。各项性能。