BR102018077042B1

BR102018077042B1 - Concentrado de aditivo de combustível para a gasolina, composição de combustível de gasolina, e, métodos para reduzir desgaste e atrito de motor e para melhorar o desempenho de injetor de um motor a gasolina com injeção de combustível

Info

Publication number: BR102018077042B1
Application number: BR102018077042-0A
Authority: BR
Inventors: Michel Nuckols; Charles Shanahan; Scott A Culley; Keihann Yavari; Lieven Van Hecke
Original assignee: Afton Chemical Corporation
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2023-01-03
Also published as: BE1025932A1; MX2019000113A; GB2569897A; AU2019202997B2; US10011795B1; DE102018133587A1; GB201821249D0; AU2018286578B1; BR102018077042A2; CN109971518A; EP3505603B1; AU2019202997A1; BE1025932B1; DE102018133587B4; CA3028395A1; CN109971518B; EP3505603A1; CA3028395C

Abstract

Um concentrado de aditivo de combustível para gasolina, um combustível de gasolina contendo uma mistura de aditivo, um método para reduzir desgaste em um motor e em um sistema de distribuição de combustível de um motor a gasolina e um método para melhorar o desempenho de injetor. O concentrado de aditivo inclui um solvente aromático e uma mistura que contém (i) N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamida, (ii) 2-((2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)amino)etil alcanoato e N-(2-(bis(2-hidroxietil) amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquilamida e (iii) éster(es) de ácido graxo e amida(s) derivada(s) de um produto de autocondensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino. Uma razão em peso de (i) para (ii) para (iii) no concentrado varia de cerca de 8:2:0 a cerca de 2:5:3. A mistura de aditivo de combustível é substancialmente desprovida de glicerina e permanece fluida a uma temperatura até cerca de -20ºC.

Description

PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido se refere a um pedido copendente depositado neste mesmo dia como resultado de um desenvolvimento conjunto entre Afton Chemical Corporation de Richmond, Virginia, Oleon NV da Bélgica e Oleon SAS da França.

CAMPO TÉCNICO:

[002] A divulgação é dirigida a aditivos de combustível para composições de combustível e a composições de combustível contendo os aditivos. Em particular, a divulgação se refere a uma mistura de aditivo de combustível de gasolina que tem propriedades melhoradas em relação a atrito, redução de desgaste e depósitos de injetor em composições de combustível e proporciona estabilidade melhorada a baixa temperatura a um concentrado de aditivo de combustível contendo a mistura de aditivo. Mais particularmente, a mistura de aditivo é um modificador de atrito e um limpador de injetor de combustível derivados de ácidos graxos e dietanolamina ou produtos de autocondensação de dietanolamina que são feitos por um processo que melhora a compatibilidade a baixa temperatura de concentrados de aditivo de combustível contendo a mistura de aditivo.

ANTECEDENTES E SUMÁRIO:

[003] Composições de combustível para veículos estão continuamente sendo melhoradas para intensificar várias propriedades dos combustíveis, a fim de acomodar seu uso em motores mais novos mais avançados, incluindo motores a gasolina de injeção direta. Por conseguinte, as composições de combustível incluem tipicamente aditivos que são dirigidos a certas propriedades que requerem melhoria. Por exemplo, modificadores de atrito são adicionados ao combustível para reduzir atrito e desgaste nos sistemas de distribuição de combustível e anéis de pistão de um motor. Além disso, componentes especiais podem ser adicionados ao combustível para reduzir incrustação de bico injetor, limpar injetores sujos e melhorar o desempenho de motores de combustão de injeção direta. Quando esses aditivos são adicionados ao combustível, uma porção dos aditivos é transferida para o filme fino de lubrificante na zona de anel de pistão do motor, onde ela também pode reduzir atrito e desgaste e, assim, melhorar a economia de combustível. Tais aditivos de combustível são passados para o cárter durante a operação do motor, de modo que um aditivo de combustível que também seja benéfico para o lubrificante do motor é desejável. Contudo, concentrados de aditivo de combustível contendo modificadores de atrito feitos a partir de dietanolamina e certos ácidos graxos ou seus ésteres correspondentes podem ser instáveis quando armazenados a baixas temperaturas e o desempenho de tais modificadores de atrito é muitas vezes inferior ao desejável. Além disso, certos modificadores de atrito de amina e alcanolamida à base de ácido graxo são ceras ou sólidos parciais que são difíceis de manipular a baixas temperaturas ambientes.

[004] Modificadores de atrito que são feitos a partir de ácidos e ésteres que são derivados de ácidos graxos saturados ou monoinsaturados, tal como ácido láurico, mirístico, palmítico e esteárico, são particularmente difíceis de formular em concentrados de aditivos que permanecem fluidos e homogêneos a baixas temperaturas. A instabilidade pode ser exacerbada pelos aditivos de detergentes típicos que são usados em concentrados de aditivos de combustível, tal como aditivos de Mannich de poli-isobuteno. Uma vez que concentrados de aditivos são a forma preferida para misturar componentes de aditivos de combustível no combustível, é essencial que os concentrados de aditivo de combustível sejam homogêneos e permaneçam fluidos a baixas temperaturas, de preferência até cerca de -20°C ou inferiores.

[005] Quando a concentração de aditivo modificador de atrito é razoavelmente alta no concentrado, compatibilizadores e/ou grandes quantidades de solvente podem ser adicionados à composição de aditivo para melhorar sua solubilidade a baixas temperaturas. Compatibilizadores que têm sido usados incluem álcoois de baixo peso molecular, ésteres, anidridos, succinimidas, éteres de glicol e fenóis alquilados, e misturas dos mesmos. Alternativamente, alguns produtores de aditivos incorporaram ésteres de baixo peso molecular na mistura de reação de ácidos graxos com a dietanolamina para intensificar a estabilidade a baixa temperatura do produto de reação. Infelizmente, os custos que solventes, compatibilizadores e ésteres de baixo peso molecular adicionam a concentrados de aditivos podem tornar seu uso antieconômico.

[006] Ésteres parciais de ácidos graxos e álcoois poli-hidroxi, tal como mono-oleato de glicerol (GMO) e etoxilatos de aminas graxas, tal como laurilamina dietoxilada, são também aditivos de combustível conhecidos que reduzem atrito e desgaste e podem melhorar a economia de combustível. GMO e alguns etoxilatos de aminas graxas têm pouca compatibilidade em concentrados de aditivos de combustível quando os concentrados são armazenados a baixas temperaturas. É particularmente difícil preparar concentrados de aditivos de combustível contendo tanto GMO como dietoxilatos de aminas graxas que são estáveis a baixa temperatura. Embora modificadores de atrito de GMO e etoxilado de amina possam melhorar a economia de combustível quando adicionados a um combustível, GMO e certos etoxilatos de aminas graxas podem ser instáveis em concentrados de aditivos ou podem exigir grandes quantidades de solvente e compatibilizadores para manter o concentrado de aditivo estável e fluido a baixas temperaturas. Consequentemente, modificadores de atrito de GMO, etoxilatos de aminas graxas e alcanolamida graxa não podem ser beneficamente adicionados a uma composição de combustível para melhorar a economia de combustível e a proteção contra desgaste do sistema de distribuição de combustível, a menos que eles possam ser formulados num concentrado de aditivo de combustível estável.

[007] Muitos outros modificadores de atrito foram experimentados, contudo permanece uma necessidade de um modificador de atrito que possa ser prontamente formulado em concentrados de aditivos de combustível que sejam estáveis a baixas temperaturas, isto é, temperaturas tão baixas quanto cerca de -20°C. Existe também uma necessidade de um modificador de atrito que melhore a compatibilidade a baixa temperatura de outros componentes de aditivos de combustível em concentrados de aditivos de combustível. Mais ainda, existe uma necessidade de um modificador de atrito que melhore as propriedades de atrito e desgaste de outros aditivos de combustível. Adicionalmente, existe uma necessidade de um modificador de atrito que melhore a economia de combustível e que ofereça proteção contra desgaste para sistemas de distribuição de combustível, dentre outras características.

[008] Composições de combustível para motores de injeção direta de combustível frequentemente produzem depósitos indesejáveis nos injetores, nas câmaras de combustão do motor, nos sistemas de abastecimento de combustível, nos filtros de combustível e nas válvulas de admissão. Por conseguinte, são desejadas composições melhoradas que possam impedir a acumulação de depósitos e mantenham a limpeza “como novo” durante a vida útil do veículo. Uma composição que possa limpar injetores de combustível sujos, restaure o desempenho para a condição “como novo” anterior e melhore o desempenho de potência dos motores é desejável e valiosa para reduzir emissões de escapamento aerotransportadas. Embora existam aditivos conhecidos por reduzir incrustação de bico injetor e reduzir depósitos de válvulas de admissão, seu desempenho de limpeza e manutenção do efeito de limpeza pode ser insuficiente. Além disso, sua estabilidade e interação com outros aditivos de combustível podem ser insatisfatórias. Por conseguinte, continua a existir uma necessidade de um aditivo de combustível que seja rentável, prontamente incorporado em concentrados de aditivos e melhore múltiplas características de um combustível.

[009] De acordo com a divulgação, modalidades exemplares proporcionam um concentrado de aditivo de combustível para gasolina, um combustível de gasolina contendo uma mistura de aditivo, um modo para reduzir desgaste num motor e num sistema de abastecimento de combustível de um motor a gasolina e um método para melhorar desempenho de injetor. O concentrado de aditivo inclui um solvente aromático e uma mistura que contém (i) N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamida, (ii) 2-((2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)-amino)etil alcanoato e N-(2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquil-amida e (iii) éster(es) e amida(s) de ácido graxo derivados de um produto de condensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino. Uma razão em peso de (i) para (ii) para (iii) no concentrado varia de cerca de 8:2:0 a cerca de 2:5:3. A mistura de aditivo de combustível é substancialmente desprovida de glicerina e permanece fluida a uma temperatura até cerca de -20°C.

[0010] Numa modalidade é proporcionada uma composição de combustível de gasolina para reduzir desgaste de componente de sistema de combustível e atrito do motor, e melhorar a limpeza de injetor. A composição inclui A) gasolina e B) uma mistura de aditivo de combustível que contém a) N,N-bis(2-hidroxi-etil)alquilamida, b) 2-((2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)amino)etil alcanoato e N-(2-(bis(2-hidroxietil)- amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquilamida e c) éster(es) e amida(s) de ácido graxo derivado de um produto de autocondensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino, em que os grupos alquila da(s) amida(s) e dos éster(es) contém(êm) de 8 a 18 átomos de carbono. Uma razão em peso de (a) para (b) para (c) no concentrado de aditivo de combustível varia de cerca de 8:2:0 a cerca de 2:5:3. A mistura de aditivo de combustível é substancialmente desprovida de glicerina e permanece fluida a uma temperatura até cerca de -20°C.

[0011] De acordo com outra modalidade da divulgação, é fornecido um método para reduzir desgaste e atrito do motor. O método inclui fornecer gasolina contendo uma mistura de aditivo de redução de atrito que consiste essencialmente em: a) N,N-bis(2-hidroxi-etil)alquilamida, b) 2-((2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)amino)etil alcanoato e N-(2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquilamida e c) éster(es) e amida(s) de ácido graxo derivado de um produto de autocondensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino. A mistura de aditivo é substancialmente desprovida de glicerina e uma razão em peso de (a) para (b) para (c) varia de cerca de 8:2:0 a cerca de 2:5:3. A mistura de aditivo é combinada com gasolina para fornecer uma composição de combustível e o motor é operado na composição de combustível.

[0012] Uma modalidade adicional da divulgação proporciona um método para melhorar o desempenho de injetor de um motor a gasolina injetado com combustível. O método inclui fornecer gasolina contendo uma mistura de aditivo de limpeza de injetor que consiste essencialmente em: a) N,N-bis(2-hidroxi-etil)alquilamida, b) 2-((2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)amino)etil alcanoato e N-(2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquilamida e c) éster(es) e amida(s) de ácido graxo derivado de um produto de autocondensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino. A mistura de aditivo é substancialmente desprovida de glicerina e uma razão em peso de (a) para (b) para (c) varia de cerca de 8:2:0 a cerca de 2:5:3. A mistura de aditivo é combinada com gasolina para fornecer uma composição de combustível e o motor é operado na composição de combustível.

[0013] Em algumas modalidades, a mistura de aditivo contém menos de 3% em peso de diésteres e diamidas que são derivados da reação de um segundo ácido graxo com as alcanolamidas mencionadas anteriormente e ésteres e amidas e ésteres derivados de produtos de autocondensação de DEA.

[0014] Em algumas modalidades, a mistura de aditivo contém menos de 3% em peso de N,N’-bis(2-hidroxietil)piperazina, tal como menos de 0,5% em peso de N,N’-bis(2-hidroxietil)piperazina com base num peso total da mistura de aditivo.

[0015] Em algumas modalidades, a mistura de aditivo contém de cerca de 5 a cerca de 30% em peso de éster(es) e amida(s) de ácido graxo derivados de um produto de autocondensação de DEA contendo pelo menos 3 grupos amino com base num peso total da mistura de aditivo.

[0016] Em outras modalidades, os grupos alquila da(s) amida(s) e éster(es) contém(êm) de 8 a 18 átomos de carbono. Em algumas modalidades, 45 a 55% em peso dos grupos alquila na(s) amida(s) e éster(es) são grupos dodecila.

[0017] Em algumas modalidades, um concentrado de aditivo para gasolina contém de cerca de 10 a cerca de 90% em peso da mistura de aditivo de combustível descrita acima com base num peso total do concentrado de aditivo.

[0018] Em outras modalidades, o concentrado de aditivo de combustível também contém um ou mais detergentes e um ou mais fluidos transportadores.

[0019] Em algumas modalidades, o concentrado de aditivo de combustível inclui ainda um modificador de atrito selecionado de ésteres parciais de ácido graxo e álcoois poli-hidroxi, N,N-bis(2-hidroxialquil)- alquilaminas e misturas dos mesmos, em que uma razão de peso de modificador de atrito para mistura de aditivo de combustível no concentrado varia de cerca de 10:1 a cerca de 1:10

[0020] Em algumas modalidades, uma gasolina contendo a mistura de aditivo de combustível descrita acima tem uma cicatriz de desgaste de high frequency reciprocating rig (HFRR) de não mais do que cerca de 690 μm.

[0021] Em algumas modalidades, uma gasolina contendo a mistura de aditivo de combustível descrita acima tem melhoria de limpeza de injetor de 98%.

[0022] Em outra modalidade, a composição de combustível contém de cerca de 10 a cerca de 1.500 ppm em peso, tal como de cerca de 40 a cerca de 750 ppm em peso, ou de cerca de 50 a cerca de 500 ppm em peso ou de cerca de 50 a cerca de 300 ppm em peso da mistura de aditivo de combustível.

[0023] Como estabelecido acima, a mistura de aditivo, como descrita aqui, surpreendente e bastante inesperadamente, é uma mistura de aditivo de combustível estável que permanece líquida a baixa temperatura e também proporciona uma melhoria na redução de atrito e desgaste de uma composição de combustível contendo a mistura de aditivo. Também foi surpreendente e bastante inesperado que a mistura de aditivo, como aqui descrita, fosse eficaz na limpeza de injetores de combustível sujos o suficiente para proporcionar desempenho de motor melhorado. A mistura de aditivo também proporciona redução de atrito e desgaste adequada que é pelo menos tão boa, se não melhor do que a redução de atrito e desgaste fornecida por modificadores de atrito convencionais.

[0024] Modalidades e vantagens adicionais da divulgação serão estabelecidas em parte na descrição detalhada que se segue e/ou podem ser aprendidas pela prática da divulgação. Será entendido que tanto a descrição geral anterior quanto a descrição detalhada a seguir são apenas exemplares e explicativas e não são restritivas da divulgação conforme reivindicada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES EXEMPLARES

[0025] A mistura de aditivo de combustível da presente divulgação pode ser usada em uma quantidade mínima em uma quantidade maior de combustível e pode ser adicionada ao combustível diretamente ou adicionada como um componente de um concentrado de aditivo ao combustível.

[0026] Conforme usado no presente documento, o termo “grupo hidrocarbila” ou “hidrocarbila” é usado no seu sentido usual, o qual é bem conhecido daqueles versados na técnica. Especificamente, ele se refere a um grupo tendo um átomo de carbono diretamente fixado ao restante de uma molécula e tendo um caráter predominantemente de hidrocarboneto. Exemplos de grupos hidrocarbila incluem: (1) substituintes de hidrocarbonetos, isto é, substituintes alifáticos (por exemplo, alquila ou alquenila), alicíclicos (por exemplo, cicloalquila, cicloalquenila) e substituintes aromáticos substituídos por aromáticos, alifáticos e alicíclicos, bem como substituintes cíclicos em que o anel é completado através de outra porção da molécula (por exemplo, dois substituintes juntos formam um radical alicíclico); (2) substituintes de hidrocarbonetos substituídos, isto é, substituintes contendo grupos não hidrocarbonetos que, no contexto da descrição aqui, não alteram o substituinte predominantemente de hidrocarboneto (por exemplo, halo (especialmente cloro e flúor), hidróxi, alcóxi, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso, amino, alquilamino e sulfóxi); (3) hétero substituintes, isto é, substituintes que, embora tendo um caráter predominantemente de hidrocarboneto, no contexto desta descrição, contêm outro diferente de carbono em um anel ou uma cadeia de outro modo composta por átomos de carbono. Heteroátomos podem incluir enxofre, oxigênio, nitrogênio e englobam substituintes tais como piridila, furila, tienila e imidazolila. Em geral, não mais que dois, ou como um exemplo adicional, não mais que um substituinte não hidrocarboneto estará presente para cada dez átomos de carbono no grupo hidrocarbila; em algumas modalidades não haverá substituinte não hidrocarboneto no grupo hidrocarbila.

[0027] Como aqui usado, o termo “quantidade maior” é entendido como significando uma quantidade maior ou igual a 50% em peso em relação ao peso total da composição. Mais ainda, como aqui usado, o termo “quantidade menor” é entendido como significando uma quantidade menor ou igual a 50% em peso em relação ao peso total da composição.

[0028] Uma mistura de aditivo de combustível adequada pode conter produtos de reação de um ácido graxo, éster de ácido graxo ou misturas dos mesmos e dialcanolamina ou produtos de autocondensação de uma dialcanolamina, em que o grupo alquila tem de 2 a 4 átomos de carbono. A mistura de aditivo de combustível é substancialmente desprovida de glicerina. As N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamidas têm tipicamente grupos hidroxialquila de cadeia curta (C2-C4) e um grupo alquila de cadeia longa (C8-C24). Um composto adequado deste tipo é derivado de óleo de coco contendo ácido láurico como um componente maior e dietanolamina (DEA). Um componente dos produtos usados como um agente redutor de atrito e de limpeza de injetor efetivo em combustível pode ter a seguinte estrutura (I):

em que R é um grupo hidrocarbila tendo de 8 a 24 átomos de carbono, tal como de cerca de 10 a 20 átomos de carbono ou de 12 a 18 átomos de carbono, em que R é linear ou ramificado e pode ser saturado ou insaturado. Uma N,N-bis(2-hidroxialquil)alquilamida adequada é N,N-bis(2- hidroxietil)do-decilamida que é geralmente derivada de ácido graxo de coco, de modo que o substituinte R1 varie geralmente de C8 a C18, com grupos C12 e C14 predominando e sendo na maioria de cadeia reta.

[0029] O produto de reação contém adequadamente como um componente maior ou componente menor uma mistura de N,N-bis(2- hidroxietil)alquilamidas. Uma pequena quantidade de ésteres pode estar presente após a reação de um ácido graxo, éster de ácido graxo ou misturas dos mesmos e dietanolamina.

[0030] O produto de reação também contém como um componente uma mistura de amidas e ésteres derivados da reação de ácido graxo com um produto de autocondensação de dietanolamina. Um dos componentes que está presente numa quantidade de até cerca de 45% em peso de tais produtos é N- (2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquilamida que tem a estrutura seguinte (II):

em que R tem o mesmo significado descrito acima. A formação do produto II pode surgir da condensação de duas dietanolaminas. O grupo amina de uma dietanolamina pode combinar com o grupo hidroxila de uma segunda dietanolamina para eliminar água e criar uma nova ligação carbono nitrogênio resultando na formação de N,N,N’-tris(2- hidroxietil)etilenodiamina, também chamada de dímero DEA. Tris(2- hidroxietil)etilenodiamina subsequentemente condensa com um ácido graxo para formar o produto II. Alternativamente, o produto de reação II pode surgir da condensação de DEA com um dos grupos hidroxila do produto I e da eliminação de água. Também incluídas dentro de produtos usados como agentes eficazes de redução de atrito e desgaste e de limpeza de injetor estão amidas que surgem da autocondensação de três ou mais dietanolaminas, também designadas por trímeros DEA. Ésteres também podem ser formados pela reação de um ácido graxo, éster de ácido graxo ou misturas dos mesmos e os produtos de autocondensação de trímeros DEA. Embora os produtos usados como agentes eficazes de redução de atrito e desgaste de limpeza de injetor contendo dois ou mais nitrogênios possam resultar de duas vias ligeiramente diferentes, para fins de clareza, estes produtos serão referidos como surgindo de dímeros, trímeros e oligômeros DEA.

[0031] Por conseguinte, a mistura de aditivo de combustível inclui pelo menos uma amida de ácido graxo de DEA e pelo menos um éster de ácido graxo e/ou amida de um produto de autocondensação de DEA, em que DEA é um composto de fórmula (III)

[0032] e em que os produtos de autocondensação de DEA contêm dois ou mais grupos amino e podem ser selecionados do dímero DEA, N,N,N'-tris(2-hidroxietil)etilenodiamina de fórmula (IV)

os trímeros DEA, tetraquis(2-hidroxietil)dietilenotriaminas de formulas (V) e (VI)

e outros produtos de autocondensação DEA, também chamados de oligômeros DEA da fórmula

em que x é um inteiro variando de 1 a 6.

[0033] A amida de ácido graxo de DEA pode ser derivada de um ácido graxo ou uma mistura de ácidos graxos contendo de 8 a 18 átomos de carbono. Numa modalidade, a amida de ácido graxo de DEA é N,N-bis(2- hidroxietil)dodecanamida de fórmula (VIII)

[0034] A(s) amida(s) e o(s) éster(es) de ácido graxo derivados dos produtos de autocondensação de DEA pode(m) ser também ter grupos alquila derivados de um ácido graxo ou uma mistura de ácidos graxos contendo de 8 a 18 átomos de carbono. Numa modalidade, o éster de ácido graxo derivado do produto de condensação DEA é 2-((2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)amino)etil dodecanoato de fórmula (IX):

e a amida de ácido graxo derivada do produto de condensação DEA é N-(2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)dodecanamida de formula (X):

[0035] O éster e/ou a amida de ácido graxo do produto de autocondensação de DEA também pode incluir amida(s) e éster(es) dos produtos de autocondensação de fórmulas (V), (VI) e (VII).

[0036] Em algumas modalidades, a quantidade de amida(s) de ácido graxo derivada(s) de DEA de fórmula (III) pode variar de cerca de 20 a cerca de 80% em peso com base em um peso total da mistura de aditivo, tal como de cerca de 30 a cerca de 75% em peso e adequadamente de cerca de 40 a cerca de 60% em peso com base em um peso total da mistura de aditivo.

[0037] Em uma modalidade, a mistura de aditivo inclui de cerca de 20 a cerca de 30% em peso em peso de N,N-bis(2-hidroxietil)dodecanamida em relação ao peso total da mistura de aditivo.

[0038] Em algumas modalidades, a quantidade total de éster(es) e/ou amida(s) de ácido graxo derivada(s) de DEA de fórmulas (IV), (V), (VI) e (VII) na mistura de aditivo pode variar de cerca de 20 a cerca de 80% em peso do peso total da mistura de aditivo, preferivelmente de cerca de 30 a cerca de 60% em peso em relação ao peso total da mistura de aditivo.

[0039] Em algumas modalidades, a quantidade de éster(es) de ácido graxo e amida(s) de ácido graxo de tris(2-hidroxietil)etilenodiamina de fórmula (IV) pode variar de cerca de 15 a cerca de 60% em peso com base em um peso total da mistura de aditivo, tal como de cerca de 20 a cerca de 55% em do peso total da mistura de aditivo e adequadamente de cerca de 30 a cerca de 45% em peso da mistura de aditivo.

[0040] Em algumas modalidades, a quantidade de éster(es) de ácido graxo e amida(s) de ácido graxo derivadas dos produtos de autocondensação de DEA que não de tris(2-hidroxietil)-etilenodiamina de fórmula (IV) pode variar de cerca de 5% em peso a cerca de 30% em peso do peso total da mistura de aditivo, tal como de cerca de 10 a cerca de 25% em do peso total da mistura de aditivo e adequadamente de cerca de 15 a cerca de 20% em peso da mistura de aditivo.

[0041] Em outras modalidades, a mistura de aditivo contém menos de 3% em peso de N,N’-bis(2-hidroxietil)piperazina (BHEP), tal como menos de 2% em peso de BHEP, ou menos de 0,5% em peso de BHEP e adequadamente menos de 0,2% em peso de BHEP com base em um peso total da mistura de aditivo.

[0042] Em algumas modalidades, a mistura de aditivo inclui 40 a cerca de 60% em peso de N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamida com base em um peso total da mistura de aditivo, de cerca de 30 a cerca de 45% em peso de 2- ((2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)amino)etil alcanoato e N-(2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquilamida com base em um peso total da mistura de aditivo e de cerca de 10 a cerca de 25% em peso de éster(es) e amida(s) de ácido graxo derivados dos produtos de autocondensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino com base num peso total da mistura.

[0043] Em uma modalidade, a mistura de aditivo inclui de cerca de 25 a cerca de 40% em peso de N,N-bis(2-hidroxietil)dodecanamida com base em um peso total da mistura de aditivo, de cerca de 15 a cerca de 25% em peso de 2-((2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)amino)etil dodecanoato e N-(2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)dodecanamida com base em um peso total da mistura de aditivo e de cerca de 2,5 a cerca de 8% em peso de éster(es) e amida(s) de ácido graxo C12 derivados do produto de autocondensação de DEA que não de tris(2-hidroxietil)etilenodiamina de fórmula (III) com base num peso total da mistura de aditivo.

[0044] A mistura de aditivo aqui descrita pode ser feita reagindo ácido(s) graxo(s) com DEA, em que a reação é conduzida na presença de um excesso molar de DEA em relação ao(s) ácido(s) graxo(s) e a uma pressão de cerca de 20 a cerca de 500 mBar, por exemplo, de cerca de 100 a cerca de 300 mBar a uma temperatura variando de cerca de 120° a cerca de 160°C, adequadamente de cerca de 130° a cerca de 150° C. A razão molar de DEA para ácido(s) graxo(s) pode variar de cerca de 1,2:1 a cerca de 5:1, adequadamente de cerca de 1,5:1 a cerca de 4:1 equivalentes de DEA por equivalentes de ácido. A fim de reagir o(s) ácido(s) graxo(s) e DEA, todos os reagentes são colocados diretamente num reator e reagidos em uma etapa. Não é necessário catalisador alcalino para realizar a reação, no entanto, pode ser utilizado um catalisador ácido se desejado.

[0045] A reação pode ser conduzida durante um período de tempo que varia de cerca de 6 horas e cerca de 30 horas, tal como de cerca de 10 horas e cerca de 26 horas. Quando a reação é conduzida a uma pressão acima de cerca de 50 mBar, a pressão é, então, reduzida para cerca de 10 a cerca de 50 mBar uma vez obtido um valor de ácido de cerca de 50 mg KOH/g. A redução na pressão permite que água seja removida da mistura de reação e desloca o equilíbrio da reação em direção à formação de éster(es)/amida(s).

[0046] Em algumas modalidades, o(s) ácido(s) graxo(s) é ácido láurico e/ou ácido mirístico. Ácido láurico é um ácido graxo de cadeia de 12 carbonos e ácido mirístico é um ácido graxo de cadeia de 14 carbonos. Ácido(s) graxo(s) particularmente útil(eis) é/são ácidos graxos resultantes de óleo de coco. Como um exemplo, ácidos graxos podem resultar da hidrólise do óleo de coco. Uma vez hidrolisado, este óleo é particularmente rico em ácido láurico.

[0047] Uma vez completada a reação, o excesso de DEA é removido do produto de reação. A reação é considerada completa quando o valor de ácido da mistura de reação é inferior a 5 mg KOH/g, por exemplo, abaixo de 3 mg KOH/g e, adequadamente, abaixo de 2 mg KOH/g. Qualquer excesso de ácido(s) graxo(s) remanescente no produto de reação e na DEA pode ser removido por destilação do produto de reação. O produto de reação, como feito, pode conter menos que cerca de 0,5% em peso de BHEP, adequadamente menos que cerca de 0,2% em peso de BHEP com base em um peso total do produto de reação e é substancialmente desprovido de glicerina.

[0048] A concentração da mistura de aditivo anterior na gasolina é geralmente de pelo menos 5 ppm em peso, tal como de cerca de 5 a cerca de 1.500 ppm em peso, tipicamente de cerca de 40 a cerca de 750 ppm em peso e desejavelmente de cerca de 50 a cerca de 500 ppm em peso com base em um peso total de uma composição de gasolina contendo a mistura de aditivo.

[0049] Um ou mais compostos opcionais adicionais podem estar presentes nas composições de aditivo de combustível das modalidades divulgadas. Por exemplo, os aditivos de combustível podem conter quantidades convencionais de melhoradores de octanas, inibidores de corrosão, melhoradores de fluxo a frio (aditivo CFPP), depressores de ponto de fluidez, solventes, desemulsificantes, aditivos de lubricidade, modificadores de atrito adicionais, estabilizadores de amina, melhoradores de combustão, dispersantes, detergentes, antioxidantes, estabilizadores de calor, melhoradores de condutividade, desativadores de metal, fluido transportador, corantes marcadores, aceleradores de ignição de nitrato orgânico, compostos de tricarbonila de manganês ciclomático e semelhantes. Em alguns aspectos, as composições de aditivo aqui descritas podem conter cerca de 50 por cento em peso ou mais, ou em outros aspectos, cerca de 75 por cento em peso ou mais, com base no peso total da composição de aditivo, de um ou mais dos aditivos acima. Similarmente, os combustíveis podem conter quantidades adequadas de componentes de mistura de combustível convencionais, tal como metanol, etanol, éteres dialquílicos, 2-etilhexanol e semelhantes.

[0050] Numa modalidade, um concentrado de aditivo de combustível pode conter os produtos de reação acima descritos de um ácido graxo, éster de ácido graxo ou misturas dos mesmos e dietanolamina ou produtos de autocondensação de dietanolamina em combinação com um fluido transportador e outros ingredientes selecionados de um ou mais detergentes selecionados de detergentes de base Mannich, polialquilaminas, polialquilpoliaminas, polialquenil succinimidas e detergentes de sal de amônio quaternário.

[0051] Fluidos transportadores adequados podem ser selecionados de qualquer fluido transportador adequado que seja compatível com a gasolina e seja capaz de dissolver ou dispersar os componentes do concentrado de aditivo. Tipicamente, o fluido transportador é um poliéter de hidrocarbila ou um fluido de hidrocarboneto, por exemplo, um estoque de base de óleo lubrificante de petróleo ou sintético incluindo óleo mineral, óleos sintéticos, tal como poliésteres ou poliéteres ou outros polióis, ou estoque de base hidrocraqueado ou hidroisomerizado. Alternativamente, o fluido transportador pode ser um destilado fervendo na faixa de gasolina. A quantidade de fluido transportador contida no concentrado de aditivo pode variar de 10 a 80% em peso, ou de 20 a 75% em peso ou de 30 a 60% em peso com base em um peso total da concentrado de aditivo. Verificou-se que tais concentrados de aditivo contendo os componentes inventivos, detergente e fluido transportador permaneceram como fluidos transparentes mesmo a temperaturas tão baixas quanto -20°C.

[0052] A mistura de aditivo da presente divulgação, incluindo os produtos de reação de um ácido graxo, éster de ácido graxo ou misturas dos mesmos e dietanolamina ou produtos de autocondensação de dietanolamina descritos acima, e aditivos opcionais usados na formulação de combustíveis desta invenção, pode ser misturada ao combustível de base individualmente ou em várias subcombinações. Em algumas modalidades, a mistura de aditivo do presente pedido pode ser misturada no combustível simultaneamente usando um concentrado de aditivo, uma vez que isto tira vantagem da compatibilidade mútua e conveniência proporcionada pela combinação de ingredientes quando na forma de um concentrado de aditivo. Além disso, o uso de um concentrado pode reduzir o tempo de mistura e diminuir a possibilidade de erros de mistura. Consequentemente, um concentrado de aditivo de combustível pode conter de cerca de 5 a cerca de 50% em peso da mistura de aditivo de combustível derivada de DEA e ácido(s) graxo(s) descrito(s) acima.

[0053] Os combustíveis do presente pedido podem ser aplicáveis à operação de motores a gasolina e diesel. Os motores incluem tanto motores estacionários (por exemplo, motores usados em instalações de geração de energia elétrica, em estações de bombeamento, etc.) e motores ambulatórios (por exemplo, motores usados como motores principais em automóveis, caminhões, equipamentos de nivelamento de estradas, veículos militares etc.).

EXEMPLOS

[0054] Os exemplos seguintes são ilustrativos de modalidades exemplares da divulgação. Nestes exemplos, bem como em outras partes deste pedido, todas as partes e percentagens são em peso, a menos que indicado em contrário. Pretende-se que estes exemplos estejam sendo apresentados apenas para fins de ilustração e não se destinam a limitar o escopo da invenção aqui divulgada.

Exemplo Comparativo 1

[0055] O Exemplo comparativo 1 foi preparado aquecendo 2,7 mols de mistura de ácido graxo C8-C18 de óleo de coco contendo 45 a 56% em peso de ácido láurico e de 15 a 23% em peso de ácido mirístico tendo um valor de ácido de 264 a 277 mg KOH/g e um número de iodo calculado de 6 a 15 e 1,0 mol de dietanolamina (DEA) a 150°C com agitação numa pequena quantidade de xileno por aproximadamente três horas e removendo a água que é formada azeotropicamente. O produto de reação continha como um componente maior de diésteres e triésteres de ácido graxo C8-C18 de N,N- bis(2-hidroxietil)alquilamidas. Numa segunda etapa, 1,6 mols de dietanolamina foram adicionados à mistura do éster de N,N-bis(2- hidroxietil)alquilamida que foi obtido na primeira etapa e a mistura foi aquecida até 150°C com agitação por aproximadamente duas horas após o que o solvente foi destilado para dar um óleo viscoso marrom. O progresso da reação foi monitorado removendo alíquotas e medindo a razão amida:éster por espectroscopia de infravermelho. A Espectroscopia de Infravermelho de Transmissão do material mostrou uma razão de 2,9:1 de absorbância de amida a 1622 cm-1 para absorbância de éster a 1740 cm-1. O Exemplo comparativo 1 é descrito adicionalmente na tabela 1.

Exemplo Comparativo 2

[0056] O Exemplo comparativo 2 foi preparado numa única etapa misturando 1,0 mol de DEA com 1,1 mols do mesmo ácido graxo de coco que foi usado no exemplo comparativo 1. Uma pequena quantidade de xileno foi adicionada e a mistura foi aquecida até 150°C com agitação e a água foi removida azeotropicamente. O uso de um ligeiro excesso de ácido graxo assegura que haja uma quantidade mínima de dietanolamina não reagida no final da reação. O progresso da reação foi monitorado removendo alíquotas e medindo a razão amida:éster por espectroscopia de infravermelho. A Espectroscopia de Infravermelho de Transmissão do material mostrou uma razão de 2,3:1 de absorbância de amida a 1.622 cm-1 para absorbância de éster a 1.740 cm-1. O Exemplo comparativo 2 é descrito adicionalmente na tabela 1.

Exemplo Comparativo 3

[0057] O Exemplo Comparativo 3 foi preparado da mesma maneira que o Exemplo Comparativo 2, mas usou ácido isoesteárico tendo um valor ácido de 180 a 205 mg KOH/g e um número de iodo calculado de 4em vez de ácido graxo de coco e empregou uma razão molar de ácido isoestárico para dietanolamina de 1,4:1. A Espectroscopia do material mostrou uma razão de 1,1:1de absorbância de amida a 1.622 cm-1 para absorbância de éster a 1.740 cm-1. O Exemplo comparativo 3 é descrito adicionalmente na tabela 1.

Exemplo Comparativo 4

[0058] O Exemplo Comparativo 4 foi preparado pelo método da US 6.524.353 B2, que divulga uma composição de aditivo de combustível consistindo no produto de reação de (a) dietanolamina; (b) óleo de coco; e (c) caprilato de metila; em que a razão molar de a:b:c: é de 1,0:0,7:0,3.

Mistura de Aditivo Inventiva

[0059] Quatro moles de mistura de ácido graxo C8-C18 de óleo de coco contendo 45 a 56% em peso de ácido láurico e de 15 a 23% em peso de ácido mirístico tendo um valor de ácido de 264 a 277 mg KOH/g e um número de iodo calculado de 6 a 15 foram reagidos com 8 mols de dietanolamina (DEA). A mistura de reação foi aquecida até 150°C com agitação e a pressão foi reduzida para 200 mBar por cerca de 10 horas. Uma vez que o valor do ácido atingiu 50 mg KOH/g, a pressão foi reduzida para 20 mBar até o valor de ácido se tornar menor que 2 mg KOH/g. A mistura de produto de reação foi, então, destilada para remover o excesso de DEA e opcionalmente ácido(s) graxo(s). A Espectroscopia do material mostrou uma razão de 8,9:1 de absorbância de amida a 1.622 cm-1 para absorbância de éster a 1.740 cm-1. A mistura de Aditivo Inventiva é descrita adicionalmente na Tabela 1. TABELA 1 Propriedades Físicas e Químicas de Aditivos de Combustível de Alcanolamida

[0060] Nos exemplos seguintes nas tabelas 2 e 3, foi realizado um teste de desgaste em um combustível de gasolina E-10. Todos os testes continham gasolina E10 e a quantidade de aditivo listada na tabela. Os Pacotes de Gasolina 1, 2 e 3 foram três pacotes convencionais de aditivo de gasolina que continham detergentes Mannich, fluidos transportadores, inibidores de corrosão, desemulsionantes e similares, mais solvente e uma quantidade menor de 2-etilhexanol. Os testes de desgaste foram conduzidos usando um método high frequency reciprocating rig (HFRR) ASTM D 6079 que foi modificado para permitir teste da gasolina a uma temperatura de 25°C. A média de dois testes foi usada para determinar os resultados médios de diâmetro de cicatriz de desgaste que são relatados nas tabelas. TABELA 2 HFRR de Concentrados de Aditivo de Combustível

[0061] Exemplos 1, 2 e 7 na tabela 2 fornecem os dados de HFRR para o combustível de base e o combustível de base mais os dois concentrados de Pacote de Gasolina respectivamente. Os resultados de HFRR para o combustível de base mais concentrados com o modificador de atrito inventivo (Exemplos N.° 3 e 8) foram melhores que os aditivos de combustível comparativos (Exemplo N.° 4, 5, 6 e 9, 10, 11). O Aditivo Inventivo deu a cicatriz de desgaste mais baixa em ambos os concentrados de aditivos. Exemplos N.° 4, 5 e 6 que continham o Pacote 1 e os Exemplos Comparativos 1, 2 e 3 respectivamente tinham cicatrizes de desgaste HFRR acima de 700 microns enquanto o Exemplo N.° 3 que continha o Aditivo Inventivo tinha uma cicatriz de desgaste de 685 mícrons. Quando o Pacote de Gasolina 2 foi usado, o Exemplo N.° 8 contendo o aditivo inventivo tinha uma cicatriz de desgaste logo acima de 600 mícrons enquanto os Exemplos Comparativos N.° 9, 10 e 11 tinham cicatrizes de desgaste maiores que 670 mícrons. Por conseguinte, foi surpreendente e bastante inesperado que o aditivo Inventivo proporcionasse cicatrizes de desgaste de HFRR mais baixas que os exemplos contendo os modificadores de atrito comparativos. As cicatrizes de desgaste mais baixas do concentrado de aditivo contendo Aditivo Inventivo de acordo com a divulgação não poderiam ser preditas a partir dos dados dos Exemplos N.° 4 a 6 e 9 a 11. TABELA 3 HFRR de Aditivo Inventivo com outros FMs

[0062] A Tabela 3 fornece os dados de HFRR para concentrados de aditivos contendo o Aditivo Inventivo (Exemplo N.° 3); o Aditivo Inventivo com mono-oleato de glicerol (GMO) (Exemplos N.° 6 e 7); e o Aditivo Inventivo com dietoxilato de amina graxa (Exemplos N.° 8 e 9). Os dados de HFRR para um concentrado de aditivo contendo o Aditivo Inventivo e tanto GMO quanto dietoxilato de amina graxa são mostrados no Exemplo N.° 11. A Tabela 3 também fornece os dados de HFRR para o Exemplo Comparativo 4, GMO e laurilamina dietoxilada. O Aditivo Inventivo tinha uma cicatriz de desgaste de HFRR mais baixa (575 mícrons) que qualquer do Exemplo Comparativo 4 (580), GMO (600) ou lauril amina dietoxilada (668) quando testado a taxa de tratamento igual. Foi surpreendente que a combinação do Aditivo Inventivo e GMO deu uma cicatriz de desgaste mais baixa (566) que qualquer componente sozinho. A combinação do Aditivo Inventivo com lauril amina dietoxilada deu uma cicatriz de desgaste mais baixa (635) que lauril amina dietoxilada. Além disso, quando uma pequena quantidade do Aditivo Inventivo foi adicionada ao concentrado de aditivo contendo tanto GMO quanto lauril amina dietoxilada (Ex. N.° 11), a cicatriz de desgaste resultante foi melhor que GMO sozinho e as aminas dietoxiladas graxas sozinhas.

[0063] Na tabela a seguir, testes de atrito foram conduzidos em óleo de motor de carro de passageiros SAE 0W-20 contendo todos os componentes de óleo de motor padrão, mas sem modificadores de atrito. A taxa de tratamento dos aditivos de modificador de atrito foi de 0,25% em peso no lubrificante. Os testes de atrito foram conduzidos usando um high frequency reciprocating rig (HFRR) sob uma carga de 4 N com uma distância de curso de 1 milímetro a 20 Hz e uma temperatura de 130°C. Os resultados de atrito são apresentados na tabela 4. TABELA 4 Coeficiente HFRR de Fricções para concentrados de Aditivo de Combustível em óleo de motor

[0064] A Tabela 4 fornece atrito HFRR para os aditivos Inventivos e comparativos (Ex. N.° 2 a 6) em um óleo de motor formulado sem modificadores de atrito. Neste caso, o Aditivo Inventivo (Ex. N.° 6) forneceu uma redução significativa no atrito em comparação com o óleo de linha de base (Ex. N.° 1). O Aditivo Inventivo (Ex. N.° 6) e os aditivos de combustível comparativos (Ex. N.° 2 a 5) deram coeficientes de atrito semelhantes e todos foram melhores que o aditivo de combustível comparativo 3 (Ex. N.° 4).

[0065] Uma característica importante dos aditivos de combustível da presente divulgação é sua estabilidade em concentrados de aditivo de combustível a baixas temperaturas. Por conseguinte, a fim de fornecer aditivo suficiente para um combustível para melhorar o desgaste do sistema de distribuição de combustível, bem como aumentar a economia de combustível de um motor, o concentrado de aditivo contendo os aditivos de combustível inventivos anteriores deve ser estável e permanecer estável a baixas temperaturas por um período prolongado. Também seria muito vantajoso se os aditivos de combustível da presente divulgação pudessem melhorar a estabilidade de concentrados de aditivo de combustível contendo etoxilatos de aminas graxas ou ésteres parciais de ácidos graxos ou ambos a baixas temperaturas. Por “estável” e “estabilidade” queremos dizer que o concentrado de aditivo permanece um fluido transparente que é substancialmente livre de sedimento ou precipitado e completamente livre de matéria suspensa, floculante e separação de fase a temperaturas tão baixas quanto cerca de -20°C por um período de tempo. As amostras que são transparentes e brilhantes (CB) ou têm um traço de sedimento (sedimento leve) são consideradas aceitáveis.

[0066] Nos exemplos seguintes, a estabilidade de armazenamento a baixa temperatura de concentrados de aditivo de combustível de gasolina contendo o Aditivo Inventivo foi comparada com concentrados de aditivo contendo os aditivos dos Exemplos Comparativos 1 a 4. A Tabela 5 também contém dados de estabilidade sobre concentrados de aditivo de combustível contendo GMO e lauril amina dietoxilada. Cada um dos concentrados de aditivo na tabela a seguir continha 28,9% em peso de um detergente Mannich comumente usado, 19,9% em peso de um solvente aromático, 1,1% em peso de um álcool ramificado C8, fluidos transportadores, inibidores de corrosão, desemulsionantes e similares. A taxa de tratamento total dos componentes que não os aditivos inventivos e o solvente adicional foram de 67,3% em peso. Aproximadamente 10 gramas de cada concentrado de aditivo foram colocados num frasco de vidro e armazenados a -20°C por 28 dias. Os frascos foram inspecionados visualmente após 14 e 28 dias e classificados. Os resultados são mostrados na tabela abaixo. A quantidade de aditivo e solvente adicional (razão em peso de 95:5 de aromáticos:álcool ramificado C8) em cada um dos exemplos é dada na tabela abaixo. Todas as quantidades são dadas em porcentagem em peso. TABELA 5 Dados de compatibilidade

[0067] Como mostrado na Tabela 5, os concentrados de aditivo de combustível que continham o Aditivo Inventivo (Ex. N.° 1, 9 e 15) permaneceram transparentes e brilhantes (CB) após quatro semanas a uma temperatura de -20°C, ao passo que os concentrados de aditivo contendo os Exemplos Comparativos 1 e 2 (Ex. N°. 2, 3, 10, 11, 16 e 17) tinham sedimento pesado após quatro semanas a -20°C. O Exemplo Comparativo 3, que é o aditivo de combustível feito de um ácido graxo ramificado usando o processo não inventivo, forneceu concentrado de aditivo de combustível estável que permaneceu líquido a baixa temperatura (Ex. N.° 4, 12 e 18). No entanto, os concentrados de aditivo de combustível contendo o Exemplo Comparativo 3 e altos níveis de GMO ou laurilamina dietoxilada tornaram-se nebulosos dentro de uma semana e instáveis após duas semanas (Ex. N.° 21, 23 e 25). Assim, o Aditivo Inventivo melhora significativamente a estabilidade de concentrados de aditivo de combustível que de outro modo seriam instáveis (Ex. N.° 7, 19 e 27) e permite que os aditivos de combustível sejam usados em concentrados que são estáveis a -20°C (Ex. N.° 9, 20 e 24). O Exemplo Comparativo 4 é uma mistura de alcanolamidas feitas de óleo de coco e caprilato de metila usando o método divulgado na Patente US 6.524.353 B2. O uso de caprilato de metila na mistura de reação melhora o desempenho a baixa temperatura do produto de aditivo de combustível quando ele é misturado em concentrados a 50% com solvente aromático. No entanto, os concentrados de aditivo de combustível que foram feitos do Exemplo Comparativo 4 (Ex. N.° 5e 26) não eram estáveis a -20°C quando eles foram formulados com os concentrados totalmente formulados.

[0068] Por conseguinte, com base nos testes de estabilidade anteriores, os concentrados de aditivo de combustível que são feitos com o Aditivo Inventivo tiveram estabilidade satisfatória a baixa temperatura e o Aditivo Inventivo pode ser usado para melhorar a estabilidade de armazenamento a baixa temperatura de uma composição de aditivo de combustível que contenha um etoxilado de amina graxa ou GMO ou ambos.

[0069] Nos exemplos seguintes, a estabilidade de armazenamento a baixa temperatura de concentrados de aditivo de combustível de gasolina contendo o Aditivo Inventivo foi comparada com concentrados de aditivo contendo misturas de N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamidas (I) também chamadas de Coco-DEA e os ésteres e as amidas de ácido graxo de coco derivados dos produtos de autocondensação de duas dietanolaminas; 2-((2- (bis(2-hidroxietil)amino)etil)amino)etil alcanoato e N-(2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquil-amida (também chamada de Coco-dímero DEA). O Coco-DEA foi feito de ácido graxo de coco e purificado para remover quaisquer produtos derivados de dímeros, trímeros e oligômeros mais altos de DEA. Do mesmo modo, Coco-dímero DEA foi feito de ácido graxo de coco e purificado para remover quaisquer Coco-DEA e produtos derivados de trímeros e oligômeros mais altos de DEA. Cada um dos concentrados de aditivo na tabela a seguir continha os mesmos componentes de aditivo usados na Tabela 5. As taxas de tratamento de misturas de Coco-DEA e Coco-dímero DEA, assim como a taxa de tratamento do aditivo inventivo foram de 20% em peso. Aproximadamente 10 gramas de cada concentrado de aditivo foram colocados num frasco de vidro e armazenados a -20°C por 28 dias. Os frascos foram inspecionados visualmente após 7 e 28 dias e classificados. Os resultados são mostrados na tabela abaixo. TABELA 6 Dados de Compatibilidade Relativa

[0070] Os dados mostram o efeito benéfico que o Coco-dímero DEA tem na compatibilidade a baixa temperatura dos concentrados de aditivo. Acima de 15% de adição, o concentrado de aditivo é transparente e brilhante no dia 7, ao passo que Coco-DEA puro já está mostrando sedimento pesado (15% de taxa de tratamento estão mostrando sedimento leve). Em 28 dias, a adição de Coco-dímero DEA a 25% mostra sedimento leve, onde taxa de tratamento mais baixa mostra sedimento pesado ou mesmo solidificação a 0% e 5%. Apenas o aditivo inventivo ainda é transparente e brilhante em 28 dias. Em todos os casos, o aditivo inventivo funciona melhor que o Coco-dímero DEA. Sem desejar estar vinculado pela teoria, pode ser que, embora o aditivo inventivo contenha Coco-DEA, ele também contém ésteres/amidas de trímeros e outros oligômeros de DEA que intensificam as propriedades em temperatura fria.

[0071] Adicionalmente, o Aditivo Inventivo foi avaliado quanto à eficácia na redução de consumo de combustível em motores a gasolina. Os testes foram conduzidos usando o US Federal Test Procedure FTP-75 em dinamômetros de chassi sob condições controladas de temperatura e umidade, embora usando o cronograma de acionamento da fase transiente (“Saco 2”) em triplicata. TABELA 7 Teste de Dinamômetro de Chassi: Aumento da Economia de Combustível

[0072] Como mostrado na tabela anterior, o Aditivo Inventivo numa composição de aditivo de combustível a 228 e 342 ppm proporcionou aumentos significativos de economia de combustível em comparação com a composição de combustível de base que era desprovida do Aditivo Inventivo. Consequentemente, além da redução de atrito e desgaste e da estabilidade a baixa temperatura, o Aditivo Inventivo também fornece melhorias de economia de combustível em combustíveis de gasolina.

[0073] Um teste de motor medindo depósitos de injetor de combustível (referido como “teste DIG”) foi realizado seguindo um procedimento divulgado em SAE INT. J. FUELS LUBR. 10(3):2017 “A General Method for Fouling Injectors in Gasoline Direct Injection Vehicles and the Effects of Deposits on Vehicle Performance.” Um valor matemático de Long Term Fuel Trim (LTFT) foi usado para calibrar a eficácia de aditivos para limpar os injetores em um motor a gasolina passando uma fase de sujeira até o LTFT ser de 9 a 10% mais alto que no início do teste (aproximadamente 6.000 milhas) seguido de uma fase de limpeza (aproximadamente 2.000 milhas). Quanto mais baixa a % de LTFT em 8.000milhas, mais eficaz o aditivo é na limpeza de injetores sujos. Para o teste DIG, foi usado um Kia Optima 2012 (motor L-4, 2.4L) equipado com um sistema de gerenciamento de combustível de Injeção Direta. O aditivo inventivo foi usado a 67 ppm numa formulação que não continha detergente. Os resultados são mostrados na tabela a seguir. TABELA 8

Teste DIG: Limpeza de Depósito de Injetor

[0074] O exemplo inventivo mostrou uma limpeza significativa de injetores sujos para um motor DIG a uma taxa de tratamento relativamente baixa.

[0075] Os dados de ponto de fluidez na tabela 1 mostram que o aditivo inventivo tinha um ponto de fluidez mais baixo que ambos o exemplo comparativo 1 (3°C) e do exemplo comparativo 2 (-2°C). O ponto de fluidez do aditivo inventivo é de -9°C quando são utilizados ácidos graxos derivados de óleo de coco. Quando ácido láurico puro é usado para fazer a mistura de aditivo aqui descrita, um ponto de fluidez de -15°C é observado e o ponto de fluidez desce para -34°C quando se utiliza ácido caprílico puro. É bem conhecido para os versados na técnica que cadeias de ácidos graxos mais curtas resultam em melhores propriedades de fluxo a frio. Óleo de coco possui alguns ácidos palmítico e esteárico, o que aumenta o ponto de fluidez, ao passo que ácido caprílico (C8) tem uma cadeia de hidrocarbonetos mais curta do que o ácido láurico (C12). Foi surpreendente e inesperado que o ponto de fluidez do aditivo inventivo fosse inferior aos exemplos comparáveis 1 e 2, quando todos os três aditivos utilizam o mesmo ácido graxo para fazer o aditivo.

[0076] Nota-se que, como utilizado neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um”, “uma” e “o,a” incluem referentes plurais a menos que expressamente e inequivocamente limitados a um referente. Assim, por exemplo, a referência a “um antioxidante” inclui dois ou mais antioxidantes diferentes. Como usado aqui, o termo “incluir” e suas variantes gramaticais se destinam a ser não limitativos, de modo que a recitação de itens em uma lista não seja à exclusão de outros itens semelhantes que possam ser substituídos ou adicionados aos itens listados.

[0077] Para as finalidades deste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, a menos que de outro modo indicado, todos os números expressando quantidades, percentagens ou proporções e outros valores numéricos usados no relatório descritivo e nas reivindicações serão entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo “cerca de”. Consequentemente, a menos que indicado em contrário, os parâmetros numéricos estabelecidos no relatório descritivo a seguir e nas reivindicações anexas são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas que se buscam obter pela presente divulgação. No mínimo, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina de equivalentes ao escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deve pelo menos ser interpretado à luz do número de dígitos significativos relatados e aplicando técnicas comuns de arredondamento.

[0078] Embora modalidades particulares tenham sido descritas, alternativas, modificações, variações, melhorias e equivalentes substanciais que são ou possam ser presentemente imprevisíveis podem surgir para requerentes ou outros versados na técnica. Consequentemente, as reivindicações apensas como depositadas e como elas podem ser emendadas pretendem abranger todas essas alternativas, modificações, variações, melhorias e equivalentes substanciais.

Claims

1. Concentrado de aditivo de combustível para a gasolina, caracterizado pelo fato de que compreende um solvente aromático e de 5 a 50% em peso, com base em um peso total do concentrado de aditivo, de uma mistura consistindo em (i) N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamida, (ii) 2-((2-(bis(2- hidroxietil)amino)etil)-amino)etil alcanoato e N-(2-(bis(2-hidroxietil)- amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquil-amida e (iii) de éster(es) de ácido graxo e amida(s) derivada(s) de um produto de autocondensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino, em que uma razão em peso de (i) para (ii) para (iii) varia de 8:2:0 a 2:5:3 e em que a mistura de aditivo de combustível é substancialmente desprovida de glicerina e permanece fluida a uma temperatura até -20°C.

2. Concentrado de aditivo de combustível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura compreende menos de 3% em peso de N,N'- bis(2-hidroxietil)piperazina com base em um peso total da mistura de aditivo ou em que a mistura compreende menos de 0,5% em peso de N,N'-bis(2-hidroxietil)piperazina com base em um peso total da mistura de aditivo ou em que a mistura compreende 5 a 30% em peso de éster(es) de ácido graxo e amida(s) derivada(s) de um produto de autocondensação de DEA contendo pelo menos 3 grupos amino com base no peso total da mistura de aditivo, ou em que os grupos alquila da(s) amida(s) e éster(es) contêm de 8 a 18 átomos de carbono.

3. Concentrado de aditivo de combustível, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que 45% em peso a 55% em peso dos grupos alquila na(s) amida(s) e no(s) éster(es) são grupos dodecila.

4. Concentrado de aditivo de combustível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um ou mais detergentes e um ou mais fluidos transportadores, ou compreendendo ainda um modificador de atrito selecionado do grupo consistindo em ésteres parciais de ácido graxo e álcoois poli-hídricos, N,N-bis(hidroxil alquil)alquilamina e misturas dos mesmos, em que uma razão em peso do modificador de atrito para a mistura no concentrado varia de 10:1 a 1:10.

5. Composição de combustível de gasolina para reduzir desgaste de componente de sistema de combustível e atrito do motor, e melhorar a limpeza de injetor, caracterizada pelo fato de que compreende: A) gasolina e B) uma mistura de aditivo de combustível contendo a) N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamida, b) 2-((2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)amino)etil alcanoato e N- (2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquilamida, e c) éster(es) de ácido graxo e amida(s) derivadas de um produto de autocondensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino, em que os grupos alquila da(s) amida(s) e do(s) éster(es) conêm de 8 a 18 átomos de carbono e em que a razão em peso de (a) para (b) para (c) na mistura de aditivo de combustível varia de 8:2:0 a 2:5:3 e em que a mistura de aditivo de combustível é substancialmente desprovida de glicerina e permanece fluida a uma temperatura até -20°C.

6. Composição de combustível de gasolina, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a mistura de aditivo de combustível compreende menos de 0,5% em peso de N,N'-bis(2- hidroxietil)piperazina com base em um peso total da mistura de aditivo, ou em que a mistura de aditivo de combustível compreende de 5 a 30% em peso de éster(es) de ácido graxo e amida(s) derivada(s) de um produto de autocondensação da DEA contendo pelo menos 3 grupos amino com base em um peso total da mistura de aditivo.

7. Composição de combustível de gasolina, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a composição de combustível de gasolina compreende de 10 a 1.500 ppm em peso da mistura de aditivo de combustível com base em um peso total da composição de combustível.

8. Método para reduzir desgaste e atrito de motor, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer gasolina contendo uma mistura de aditivo redutora de desgaste consistindo essencialmente em: a) N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamida, b) 2-((2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)amino)etil alcanoati e N- (2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquilamida, e c) éster(es) de ácido graxo e amida(s) derivada(s) de um produto de autocondensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino, em que a mistura de aditivo é substancialmente desprovida de glicerina e uma razão em peso de (a) para (b) para (c) varia de 8:2:0 a 2:5:3; combinar a mistura de aditivo com gasolina para fornecer uma composição de combustível; e operar o motor na composição de combustível.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a gasolina contém de 10 a 1.500 ppm em peso de um concentrado de aditivo de combustível compreendendo a mistura de aditivo com base num peso total da gasolina e do concentrado de aditivo de combustível.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o concentrado de aditivo compreende de 10 a 90% em peso da mistura de aditivo com base num peso total do concentrado de aditivo, ou em que o concentrado de aditivo de combustível permanece fluido a uma temperatura até -20°C.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a quantidade de éster(es) de ácido graxo e amida(s) derivada(s) de um produto de autocondensação de DEA contendo pelo menos 3 grupos amino na mistura de aditivo varia de 5 a 30% em peso do peso total da mistura de aditivo e/ou em que os grupos alquila da(s) amida(s) e do(s) éster(es) contêm de 8 a 18 átomos de carbono.

12. Método para melhorar o desempenho de injetor de um motor a gasolina com injeção de combustível, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer gasolina contendo uma mistura de aditivo de limpeza de injetor consistindo essencialmente em: a) N,N-bis(2-hidroxietil)alquilamida, b) 2-((2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)amino)etil alcanoato e N- (2-(bis(2-hidroxietil)amino)etil)-N-(2-hidroxietil)alquilamida, e c) éster(es) de ácido graxo e amida(s) derivada(s) de um produto de autocondensação de dietanolamina (DEA) contendo pelo menos 3 grupos amino, em que a mistura de aditivo é substancialmente desprovida de glicerina e uma razão em peso de (a) para (b) para (c) varia de 8:2:0 a 2:5:3; combinar a mistura de aditivo com gasolina para fornecer uma composição de combustível; e operar o motor na composição de combustível.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a gasolina contém de 10 a 1.500 ppm em peso de um concentrado de aditivo de combustível compreendendo a mistura de aditivo com base num peso total da gasolina e do concentrado de aditivo de combustível.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o concentrado de aditivo compreende de 10 a 90% em peso da mistura de aditivo com base num peso total do concentrado de aditivo, ou em que o concentrado de aditivo de combustível permanece fluido a uma temperatura até -20°C.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a quantidade de éster(es) de ácido graxo e amida(s) derivada(s) de um produto de autocondensação de DEA contendo pelo menos 3 grupos amino na mistura de aditivo varia de 5 a 30% em peso do peso total da mistura de aditivo e/ou em que os grupos alquila da(s) amida(s) e do(s) éster(es) contêm de 8 a 18 átomos de carbono.