BR112018001643B1 - Composição de combustível compreendendo aditivo de amônio quaternário, métodos para sua preparação e para melhorar o desempenho de um motor e uso de aditivo - Google Patents

Composição de combustível compreendendo aditivo de amônio quaternário, métodos para sua preparação e para melhorar o desempenho de um motor e uso de aditivo Download PDF

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Abstract

Sais de amônio quaternário de fórmula: em que cada um dentre R1 e R2 é selecionado independentemente a partir de um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído que tem menos do que 8 átomos de carbono, sendo que R juntamente com N formam um heterociclo alifático ou aromático que tem menos do que 12 átomos de carbono e R5 é hidrogênio ou um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído. O uso desses compostos como combustível ou aditivos lubrificantes, especialmente como aditivos de combustível diesel.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a compostos de amônio quaternário inovadores, a uma composição que compreende tais compostos e a métodos e usos relacionados aos mesmos.
[0002] Em particular, a presente invenção refere-se ao uso de compostos de amônio quaternário como combustível ou aditivos lubrificantes, especialmente como aditivos de combustível e, preferivelmente, como aditivos de combustível diesel.
[0003] É comum incluir compostos de detergentes que contêm nitrogênio em composições de óleo de lubrificação e óleo de combustível a fim de melhorar o desempenho de motores que utilizam tais composições. A inclusão de aditivos detergentes evita a incrustação nas peças móveis do motor. Sem tais aditivos a incrustação faria com que o desempenho do motor diminuísse e eventualmente cessasse.
[0004] Muitos tipos diferentes de sais de amônio quaternário para utilização como aditivos detergentes em composições de combustível e óleo de lubrificação são conhecidos na técnica. Os exemplos de tais compostos são descritos nos Documentos de Patente nos US4171959 e US7951211. Uma classe comumente usada de aditivos de amônio quaternário é preparada pela reação de uma amina terciária com um epóxido e um ácido. Esses compostos tipicamente incluem um átomo de nitrogênio quaternizado que inclui, pelo menos, um grupo hidrofóbico. O grupo hidrofóbico é geralmente uma cadeia hidrocarbila que tem pelo menos 8 átomos de carbono. Os aditivos de sal de amônio quaternário mais comumente usados são baseados em compostos que têm um hidrocarbila substantivo com um peso molecular de pelo menos 200 e tipicamente pelo menos 500. De fato, muitos desses compostos incluem um substituinte poli-isobutenila que tem um peso molecular médio de 1.000 e algumas vezes maior.
[0005] Os presentes inventores constataram, surpreendentemente, que bom controle da deposição pode ser alcançado ao utilizar aditivos de sal de amônio quaternário preparados a partir de aminas cíclicas de baixo peso molecular.
[0006] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um sal de amônio quaternário de fórmula:
Figure img0001
em que cada um dentre R1 e R2 é selecionada independentemente a partir de um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído que tem menos do que 8 átomos de carbono, R juntamente com N formam um heterociclo alifático ou aromático que tem menos do que 12 átomos de carbono e R5 é hidrogênio ou um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído.
[0007] Os sais de amônio quaternário da presente invenção incluem cátions de fórmula R==N+R1R2, em que cada um dentre R1 e R2 é independentemente um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído que tem menos do que 8 átomos de carbono e, R juntamente com N formam um heterociclo que tem menos do que 12 átomos de carbono.
[0008] Para evitar dúvidas, a estrutura R==N+R1R2 é utilizada para indicar que o grupo R forma duas ligações com N, não que forma ligação dupla.
[0009] Neste relatório descritivo, salvo indicação em contrário, referências a grupos alquila substituídos opcionalmente podem incluir grupos alquila substituídos por arila e referências a grupos arila opcionalmente substituídos podem incluir grupos arila substituídos por alquila ou alquenila.
[0010] R1 e R2 podem ser iguais ou diferentes. Em algumas modalidades, são iguais. Em algumas modalidades, são diferentes.
[0011] De preferência, R1 é um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído que tem de 1 a 7 átomos de carbono, preferivelmente de 1 a 5 átomos de carbono, mais preferivelmente de 1 a 4 átomos de carbono.
[0012] R1 pode ser opcionalmente substituído por um ou mais grupos selecionados a partir de halogênios (especialmente cloro e flúor), hidróxi, alcóxi, cetonas, acila, ciano, mercapto, alquilmercapto, dialquilamino, nitro, nitroso e, sulfóxido. Os grupos alquila desses substituintes podem ser substituídos adicionalmente.
[0013] De preferência, R1 é um grupo alquila ou alquenila opcionalmente substituído. De preferência, R1 é um grupo alquila substituído opcionalmente. De preferência, R1 é um grupo alquila ou alquenila opcionalmente substituído que tem de 1 a 7 átomos de carbono, preferivelmente de 1 a 6 átomos de carbono, mais preferivelmente de 1 a 5 átomos de carbono, adequadamente de 1 a 4 átomos de carbono, preferivelmente de 1 a 3 átomos de carbono, mais preferivelmente de 1 a 2 átomos de carbono.
[0014] De preferência, R1 é um grupo alquila ou alquenila opcionalmente substituído, preferivelmente que tem de 1 a 6, preferivelmente de 1 a 4 átomos de carbono. De preferência, R1 é um grupo alquila. O mesmo pode ser um grupo alquila substituído, por exemplo, um grupo alquila substituído por hidróxi. De preferência, R1 é um grupo alquila ou um grupo hidróxi alquila não substituído. Mais preferivelmente, R1 é um grupo alquila não substituído. A cadeia alquila pode ser cadeia linear ou ramificada. De preferência, R1 é selecionado a partir de metila, etila, propila e butila, incluindo isômeros das mesmas. Mais preferivelmente R1 é metil.
[0015] Em algumas modalidades, R1, R e N, juntos, formam um anel aromático e o sal de amônio quaternário pode ter a estrutura:
Figure img0002
[0016] Em tais modalidades, o número total de átomos de carbono em grupos R e R1 é menor do que 19. Um exemplo de tal composto é um sal de metil piridínio.
[0017] De preferência, R2 é um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído, preferivelmente que tem de 1 a 6, preferivelmente de 1 a 4 átomos de carbono. De preferência, R2 é um grupo alquila substituído opcionalmente. Em algumas modalidades preferidas, R2 é um grupo alquila substituído por hidróxi. Mais preferivelmente R2 é um grupo 2-hidroxialquila. Adequadamente, o R2 é selecionado a partir de 2-hidroxietila, 2-hidroxipropila 3-propoxi-2-hidroxi propila e 2-hidroxibutila. Em uma modalidade especialmente preferida, R2 é 2-hidroxibutila. Em uma modalidade preferida, R2 é 3-propoxi-2- hidroxipropila.
[0018] Em algumas modalidades preferidas, R2 é um grupo alquila não substituído. O grupo alquila pode ser de cadeia linear ou ramificada. De preferência, R2 é selecionado a partir de metila, etila, propila e butila, incluindo isômeros das mesmas. Em uma modalidade preferida, R2 é metila.
[0019] O grupo R juntamente com N formam um heterociclo que tem menos do que 12 átomos de carbono.
[0020] R juntamente com N podem formar um grupo heterocíclico alifático ou um grupo heterocíclico aromático. Assim, os mesmos formam um anel heterocíclico. Pode haver um ou mais heteroátomos adicionais no anel. Adequadamente, o anel pode incluir um ou mais átomos adicionais selecionados de N, O e S.
[0021] O grupo heterocíclico formado por R e N pode ser substituído ou não substituído; isto é, pode haver um ou mais substituintes ligados aos átomos que formam o anel. Os substituintes adequados incluem halogênios (especialmente cloro e flúor); hidróxi, alcóxi, cetonas, acila, ciano, mercapto, alquilmercapto, alquila, alquenila, arila, dialquilamino, alquilamino, nitro, nitroso e sulfóxi. Os grupos alquila, alquenila e arila desses substituintes podem ser substituídos adicionalmente.
[0022] O grupo heterocíclico pode ser substituído por um grupo cíclico adicional, isto é, pode ser parte de um grupo heterocíclico bicíclico.
[0023] Em algumas modalidades preferidas, o grupo heterocíclico formado por N e R não é substituído.
[0024] De preferência, o grupo formado por R e N é um grupo heterocíclico que tem de 3 a 12 átomos no anel. Os átomos no anel incluem átomos de carbono e outros átomos. De preferência, o anel heterocíclico inclui 3 a 10 átomos, preferivelmente 4 a 8, mais preferivelmente 5 a 7 átomos.
[0025] Em algumas modalidades preferidas, o grupo heterocíclico contém apenas átomos de carbono e nitrogênio dentro do anel.
[0026] O grupo heterocíclico formado por R e N pode ser alifático ou aromático.
[0027] Em algumas modalidades preferidas, R e N, juntos, formam um heterociclo alifático ou aromático que tem 5 a 7 átomos no anel.
[0028] Os grupos heterocíclicos alifáticos adequados incluem aqueles baseados em pirrolidina, piperidina, morfolina e piperazina.
[0029] Os grupos heterocíclicos alifáticos adequados incluem heterociclos insaturados que não são aromáticos. Isto é, podem conter uma ou mais ligações duplas, por exemplo, os baseados em di-hidropirrol.
[0030] Os grupos heterocíclicos aromáticos adequados que incluem aqueles baseados em pirrol, piridina, imidazol, pirimidina, isoxazol, quinolona, oxazol e pirazol.
[0031] Em modalidades especialmente preferidas, R e N, juntos, formam uma fração de imidazol ou uma fração de pirrolidina.
[0032] Adequadamente, R contém 3 a 11 átomos de carbono (e heteroátomos opcionais com o anel), preferivelmente 3 a 10 átomos de carbono, preferivelmente 3 a 9 átomos de carbono, adequadamente 3 a 8 átomos de carbono, preferivelmente 3 a 7 átomos de carbono, mais preferivelmente 3 a 6 átomos de carbono, por exemplo, 3 a 5 ou 3 a 4 átomos de carbono.
[0033] De preferência, R contém menos do que 8 átomos de carbono.
[0034] O ânion dos sais de amônio quaternário da presente invenção é o grupo carboxilato de fórmula R5COO-. Esse é, adequadamente, o resíduo de um ácido de fórmula R5COOH. R5 pode compreender um ou mais grupos ácidos ou éster adicionais. O mesmo pode ser um monoácido, um diácido ou um poliácido. O mesmo pode ser um monoéster de um diácido ou um éster parcial de um poliácido. Assim, R5 pode ser -R’H, -R’COO-, -R’COOH, - R’COOR’’, R’(COOR’’)n, em que cada R’ é independentemente um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído, cada R’’ pode independentemente ser H ou um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído e n é pelo menos 1.
[0035] R5 pode ser hidrogênio ou um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído.
[0036] Conforme é utilizado no presente documento, o termo "substituinte hidrocarbila" ou "grupo hidrocarbila" é utilizado em seu sentido comum, que é bem conhecido por pessoas versadas na técnica. Especificamente, o termo se refere a um grupo que tem um átomo de carbono diretamente acoplado ao restante da molécula e que tem caráter de hidrocarboneto predominante. Os exemplos de grupos hidrocarbila incluem: (i) grupos hidrocarboneto, isto é, substituintes alifáticos (que podem ser saturados ou insaturados, lineares ou ramificados, por exemplo, alquila ou alquenila), alicíclicos (por exemplo, cicloalquila, cicloalquenila) e, substituintes aromáticos substituídos por aromático, alifático e alicíclico, bem como substituintes cíclicos em que o anel é completado através de outra porção da molécula (por exemplo, dois substituintes juntos formam um anel); (ii) grupos hidrocarboneto substituídos, isto é, substituintes que contêm grupos que não são de hidrocarboneto que, no contexto dessa invenção, não altera a natureza predominantemente hidrocarbonada do substituinte (por exemplo, halogênios (especialmente cloro e flúor), hidróxi, alcóxi, cetonas, acila, ciano, mercapto, alquilmercapto, amino, alquilamino, nitro, nitroso e, sulfóxi); (iii) hetero substituintes, isto é, substituintes que, embora tenham um caráter de hidrocarboneto predominante, no contexto dessa invenção, contêm além de carbono em um anel ou cadeia de outra forma composta de átomos de carbono. Os heteroátomos incluem enxofre, oxigênio, nitrogênio e, englobam substituintes como piridila, furila, tienila e imidazolila. Em geral, não mais do que dois, preferivelmente não mais do que um, substituinte que não é hidrocarboneto estará presente para cada dez átomos de carbono no grupo hidrocarbila; tipicamente, não haverá substituintes que não são hidrocarboneto no grupo hidrocarbila.
[0037] R5 é preferivelmente selecionado a partir de hidrogênio e um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído.
[0038] Em algumas modalidades, R5 é um resíduo de fenol opcionalmente substituído. Por exemplo, R5 pode ser um grupo 2-hidroxifenila.
[0039] Em uma modalidade, R5 é COOR0 onde R0 é um grupo alquila C1 a C4. Em uma modalidade, R5 é um grupo 2-(metilcarboxi)-fenila.
[0040] Assim, o ânion R5COO- do sal de amônio quaternário pode ser o resíduo de um éster de ácido salicílico, ácido oxálico ou ácido ftálico.
[0041] R5 pode ser hidrogênio e o ânion é um resíduo de ácido fórmico. Em algumas modalidades, R5 é um grupo alquila ou alquenila de baixo peso molecular que tem de 1 a 8, preferivelmente de 1 a 6, preferivelmente de 1 a 4, por exemplo, 1 ou 2 átomos de carbono. O grupo alquila ou alquenila pode ser de cadeia linear ou ramificada.
[0042] Os presentes inventores ficaram muito surpresos ao constatar que as modalidades da presente invenção na qual R5 tem menos do que 8 átomos de carbono, por exemplo, menos do que 5 átomos de carbono, forneceram excelente controle de depósito em motores a diesel modernos, já que a sabedoria convencional levaria uma pessoa de habilidade na técnica a acreditar que um aditivo de controle de depósito precisa incluir um grupo hidrocarbila de cadeia longa.
[0043] O ânion R5COO- pode ser o resíduo de um monoácido, um diácido ou um poliácido. O mesmo pode ser o resíduo de um monoéster de um diácido ou um éster parcial de um poliácido.
[0044] Em algumas modalidades, R5 é um grupo alquila ou alquenila opcionalmente substituído C6 a C50, preferivelmente um grupo alquila ou alquenila C6 a C40, mais preferivelmente um grupo alquila ou alquenila de C8 a C36, preferivelmente um grupo alquila ou alquenila C8 a C30, adequadamente um grupo alquila ou alquenila C10 a C24, por exemplo, um grupo alquila ou alquenila C10 a C20. O grupo alquila ou alquenila pode ser de cadeia linear ou ramificada.
[0045] Em algumas modalidades, R5COO- pode ser o resíduo de um diácido ou um monoéster de um diácido, por exemplo, o resíduo de um ácido ftálico opcionalmente substituído ou derivado de ácido succínico opcionalmente substituído. Algumas espécies preferidas são ácidos ftálico ou derivados de ácido succínico substituídos por hidrocarbila em que o substituinte hidrocarbila tem um peso molecular de 100 a 5.000, preferivelmente de 300 a 4.000, adequadamente de 450 a 2.500, por exemplo, de 500 a 2.000 ou de 600 a 1.500.
[0046] Em algumas modalidades, R5COO- pode ser o resíduo de um poliácido ou um éster parcial de um poliácido, por exemplo, o resíduo de um derivado de ácido piromelítico opcionalmente substituído. Algumas espécies preferidas são derivadas de ácido piromelítico substituídos por hidrocarbila em que o substituinte hidrocarbila tem um peso molecular de 100 a 5.000, preferivelmente de 300 a 4.000, adequadamente de 450 a 2.500, por exemplo, de 500 a 2.000 ou de 600 a 1.500.
[0047] Em algumas modalidades, R5 é CHR11CHR12COOR13 em que cada um dos R11, R12 e R13 é hidrogênio ou um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído. De preferência, um de R11 e R12 é hidrogênio e o outro é um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído. Em uma modalidade, o grupo hidrocarbila opcionalmente substituído é preferivelmente um grupo poli- isobutenila, preferivelmente que tem um peso molecular de 100 a 5.000, preferivelmente de 300 a 4.000, adequadamente de 450 a 2.500, por exemplo, de 500 a 2.000 ou de 600 a 1.500.
[0048] Em uma modalidade, o grupo hidrocarbila (R11 ou R12) é um grupo alquila ou alquenila que tem 6 a 30 átomos de carbono, preferivelmente 10 a 26 átomos de carbono, mais preferivelmente 12 a 24 átomos de carbono, adequadamente 16 a 20 átomos de carbono, por exemplo, 18 átomos de carbono.
[0049] Em uma modalidade, o grupo hidrocarbila (R11 ou R12) é um grupo alquila ou alquenila que tem 6 a 50 átomos de carbono, preferivelmente 12 a 40 átomos de carbono, mais preferivelmente 18 a 36 átomos de carbono, adequadamente 24 a 36 átomos de carbono, por exemplo, 30 átomos de carbono.
[0050] A pessoa com habilidade na técnica apreciará que fontes comerciais de ácidos que incluem cadeias de hidrocarbila geralmente contêm misturas de homólogos, nas quais quantidades pequenas de cadeias de alquila que têm mais ou menos átomos de carbono também estão presentes.
[0051] Em algumas modalidades, R13 é hidrogênio. Em algumas modalidades, R13 é um grupo alquila substituído opcionalmente, preferivelmente que tem 1 a 20 átomos de carbono. Adequadamente, R13 é um grupo alquila não substituído, preferivelmente que tem 1 a 12 átomos de carbono. Em uma modalidade, R13 é um grupo 2-etil hexila. Em outra modalidade, R13 é metila.
[0052] Em uma modalidade especialmente preferida, R5 é metila. Em outra modalidade especialmente preferida, R5 é um grupo alquenila C17.
[0053] Os compostos de amônio quaternário da presente invenção podem ser preparados por qualquer método adequado. Tais métodos são conhecidos para a pessoa versada na técnica.
[0054] Adequadamente, os sais de amônio quaternário da presente invenção são preparados pela reação de uma amina terciária de fórmula R==NR1 com um agente de quaternização. Para evitar dúvidas, a estrutura “R==NR1” é utilizada para indicar que o grupo forma duas ligações com N, não que forma ligação dupla.
[0055] Os sais de amônio quaternário da presente invenção podem ser preparados por meio da reação de uma amina terciária com um agente de quaternização selecionado a partir de sulfatos de dialquila, haletos de benzila, carbonatos substituídos por hidrocarbila, haletos de alquila, sulfonatos de alquila, sultonas, fosfatos substituídos por hidrocarbila, boratos substituído por hidrocarbila, nitritos alquila, nitratos alquila, hidróxidos, N-óxidos ou misturas dos mesmos, seguida de uma reação de troca de ânion.
[0056] No entanto, nas modalidades preferidas, o sal de amônio quaternário da presente invenção é preparado por meio da reação de uma amina terciária cíclica de fórmula R==NR1 com um agente de quaternização selecionado a partir de: (i) um éster de fórmula R5COOR2; (ii) um composto de carbonato de fórmula R4OCOOR2 e, então, um ácido carboxílico de fórmula R5COOH; e (iii) um epóxido que tem menos do que 8 átomos de carbono e um ácido carboxílico de fórmula R5COOH; em que R, R1, R2, R5 são conforme definidos no presente documento e R4 é um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído.
[0057] A presente invenção pode, assim, fornecer um método para preparar um sal de amônio quaternário do primeiro aspecto, sendo que o método que compreende reagir uma amina terciária cíclica de fórmula R==NR1 com um agente de quaternização selecionado a partir de: (i) um éster de fórmula R5COOR2; (ii) um composto de carbonato de fórmula R4OCOOR2 e, então, um ácido carboxílico de fórmula R5COOH; e (iii) um epóxido que tem menos do que 8 átomos de carbono e um ácido carboxílico de fórmula R5COOH; em que R, R1, R2, R5 são conforme definidos no presente documento e R4 é um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído.
[0058] O composto de fórmula R==NR1 é uma amina terciária cíclica. Por isso, é feita referência a um grupo amina na qual o átomo de nitrogênio é parte de um anel heterocíclico e é preferivelmente ligado adicionalmente a outro grupo.
[0059] Adequadamente, o composto de fórmula R==NR1 é uma amina terciária cíclica que tem menos do que 18 átomos de carbono. De preferência, a mesma tem menos do que 16 átomos de carbono, adequadamente menos do que 14 átomos de carbono, preferivelmente menos do que 12 átomos de carbono, por exemplo, menos do que 10 átomos de carbono, menos do que 8 átomos de carbono ou menos do que 6 átomos de carbono.
[0060] Adequadamente, o composto de fórmula R==NR1 é uma amina heterocíclica N-substituída. De preferência, é uma amina heterocíclica N-alquila que tem 5 a 7 átomos no anel heterocíclico.
[0061] Em algumas modalidades preferidas, a amina terciária é uma amina cíclica N-metila que inclui uma fração de anel heterocíclico, pode incluir um ou mais heteroátomos adicionais tais como O, N ou S e pode ser alifático ou não aromático.
[0062] Existem muitos compostos diferentes desse tipo e esses serão conhecidos à pessoa versada na técnica.
[0063] Algumas aminas adequadas de fórmula R==NR1 para utilização no presente documento são baseadas em heterociclos de N-alquila, por exemplo, heterociclos de N-metila, selecionados a partir de pirrolidina, piperidina, morfolina, piperazina, pirrol, imidazol e di-hidropirrol. Esses compostos têm as seguintes estruturas:
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[0064] Outras aminas adequadas incluem aquelas baseadas na descrita acima, na qual o anel heterocíclico inclui um ou mais substituintes adicionais de alquila, alquenila ou arila, desde que o número total de átomos de carbono na amina terciária seja menor do que 19. Por exemplo, compostos que incluem um, dois ou três grupos metila ligados aos átomos de carbono dentro do anel heterocíclico estão dentro do escopo da invenção.
[0065] Algumas aminas adequadas de fórmula R==NR1 para utilização no presente documento são baseadas em heterociclos nos quais R1, R e N, juntos, formam um anel aromático, por exemplo, os baseados em piperidina, pirimidina, isoxazol e oxazol.
Figure img0005
[0066] Outras aminas adequadas incluem aquelas baseadas na descrita acima, na qual o anel heterocíclico inclui um ou mais substituintes adicionais de alquila, alquenila ou arila, desde que o número total de átomos de carbono na amina terciária seja menor do que 19.
[0067] Os exemplos de aminas adequadas de fórmula R==NR1 para utilização na preparação dos sais de amônio quaternário incluem uma 1-metil tetrametilpiperazina, 1-metil-1H-pirrol, 1,2-dimetil-1H-pirrol, 1,3-dimetil-1H-pirrol, 1,2,3-trimetil-1H-pirrol, 1,2,4-trimetil-1H-pirrol, trimetil-1H-pirrol, 1,2,3,4-tetrametil-1H-pirrol, metil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,5-dimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,4-dimetil-2,3-di- hidro-1H-pirrol, 1,3-dimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,2-dimetil-2,3-di-hidro-1H- pirrol, 1,4,5-trimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,3,5-trimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,2,5-trimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,3,4-trimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,2,4- trimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,2,3-trimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,3,4,5- tetrametil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,2,4,5-tetrametil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,2,3,5- tetrametil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1,2,3,4-tetrametil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 5-etil-1- metil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 4-etil-1-metil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 3-etil-1-metil-2,3- di-hidro-1H-pirrol, 2-etil-1-metil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, hidro-1H-pirrol, hidro-1H-pirrol, hidro-1H-pirrol, hidro-1H-pirrol, 3-etil-1,4-dimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 3-etil-1,2-dimetil-2,3-di- hidro-1H-pirrol, 2-etil-1,5-dimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 2-etil-1,4-dimetil-2,3-di- hidro-1H-pirrol, 2-etil-1,3-dimetil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1-metil-5-propil-2,3-di- hidro-1H-pirrol, 1-metil-4-propil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 1-metil-3-propil-2,3-di- hidro-1H-pirrol, 1-metil-2-propil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 5-isopropil-1-metil-2,3-di- hidro-1H-pirrol, 4-isopropil-1-metil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, 3-isopropil-1-metil-2,3- di-hidro-1H-pirrol, 2-isopropil-1-metil-2,3-di-hidro-1H-pirrol, piridina, 1-metil piridina, 2-metil piridina, 3-metil piridina, 2,3-dimetil piridina, 2,4-dimetilpiridina, 2,5-dimetilpiridina, 2,6-dimetilpiridina, 3,4-dimetilpiridina, 3,5-dimetilpiridina, 2- etil piridina, 3-etil piridina e 4-etil piridina, uma pirimidina, 2-metilpirimidina, 4- metilpirimidina, 5-metilpirimidina, 2,4-dimetilpirimidina, 2,5-dimetilpirimidina, 4,5- dimetilpirimidina, 4,6-dimetilpirimidina, 2-etilpirimidina, 4-etilpirimidina, 5- etilpirimidina, isoxazol, 3-metilisoxazol, 4-metilisoxazol, 5-metilisoxazol, 3,4- dimetilisoxazol, 3,5-dimetilisoxazol, 4,5-dimetilisoxazol, 3,4,5-trimetilisoxazol, 3- etilisoxazol, 4-etilisoxazol, 5-etilisoxazol, 3-etil-4-metilisoxazol, 3-etil-5- metilisoxazol, 4-etil-3-metilisoxazol, 4-etil-5-metilisoxazol, 5-etil-3-metilisoxazol, 5-etil-4-metilisoxazol, 3-propilisoxazol, 4-propilisoxazol, 5-propilisoxazol, 3- isopropilisoxazol, 4-isopropilisoxazol, 5-isopropilisoxazol, 1-metilimidazol, 1,2- dimetil-1H-imidazol, 1,4-dimetil-1H-imidazol, 1,5-dimetil-1H-imidazol, 1,2,4- trimetil-1H-imidazol, 1,2,5-trimetil-1H-imidazol, 1,4,5-trimetil-1H-imidazol, 2-etil- 1-metil-1H-imidazol, 4-etil-1-metil-1H-imidazol, 5-etil-1-metil-1H-imidazol, 1-etil- 1H-imidazol, 1-etil-2-metil-1H-imidazol, 1-etil-4-metil-1H-imidazol, 1-etil-5-metil- 1H-imidazol, 1-metil-1H-pirazol, 1,3-dimetil-1H-pirazol, 1,4-dimetil-1H-pirazol, 1,5-dimetil-1H-pirazol, 1,3,4-trimetil-1H-pirazol, 1,3,5-trimetil-1H-pirazol, 1,4,5- trimetil-1H-pirazol.
[0068] Outros compostos adequados para utilização no presente documento são similares àqueles listados acima nos quais um ou mais dos substituintes metila é substituído por um grupo alquila diferente, por exemplo, um substituinte etila ou propila.
[0069] Os compostos de amina terciária que incluem grupos de amina primária ou secundária estão dentro do escopo da invenção desde que esses grupos não impeçam a quaternização da espécie da amina terciária.
[0070] Os compostos de amina terciária de fórmula R==NR1 preferivelmente não incluem quaisquer grupos de amina primária ou secundária livres. O composto de amina terciária de fórmula R==NR1 pode conter mais do que um grupo de amina terciária.
[0071] Alguns compostos preferidos de fórmula R==NR1 incluem 1-metil pirrolidina, 1-metilimidazol, 1,2-dimetil-1H-imidazol, piridina e misturas e isômeros dos mesmos. 8-hidroxiquinolina poderia ser usada também.
[0072] Os compostos especialmente preferidos de amina terciária de fórmula R==NR1 incluem metil pirrolidina e metil imidazol.
[0073] Outros compostos adequados seriam conhecidos à pessoa versada na técnica.
[0074] Em uma modalidade, o agente de quaternização é (i) um éster de fórmula R5COOR2.
[0075] Em tais modalidades, R2 é um grupo alquila C1 a C7 e R5 é o resíduo de um ácido carboxílico selecionado a partir de um ácido carboxílico aromático substituído, um ácido a-hidroxicarboxílico e um ácido policarboxílico.
[0076] Os agentes de quaternização de éster preferidos são compostos de fórmula (X):
Figure img0006
nos quais R5 e R2 são conforme definidos anteriormente no presente documento. O composto de fórmula (X) é adequadamente um éster de um ácido carboxílico com capacidade para reagir com uma amina terciária para formar um sal de amônio quaternário.
[0077] Os agentes de quaternização adequados incluem ésteres de ácidos carboxílicos que têm um pKa de 3,5 ou menor.
[0078] O composto de fórmula (X) é preferivelmente um éster de um ácido carboxílico selecionado a partir de um ácido carboxílico aromático substituído, um ácido a-hidroxicarboxílico e um ácido policarboxílico.
[0079] Em algumas modalidades preferidas, o composto de fórmula (X) é um éster de um ácido carboxílico aromático substituído e, assim, R5 é um grupo arila substituído.
[0080] Os compostos especialmente preferidos de fórmula (X) são ésteres de alquila inferior de ácido salicílico tais como salicilato de metila, salicilato de etila, salicilato n e i-propila e, salicilato de butila, preferivelmente salicilato de metila.
[0081] Em algumas modalidades, o composto de fórmula (X) é um éster de um ácido a-hidroxicarboxílico. Em tais modalidades, o composto tem a estrutura:
Figure img0007
em que Rx e Ry são iguais ou diferentes e, cada um, é selecionado a partir de hidrogênio, alquila, alquenila ou arila. Os compostos desse tipo adequados para utilização no presente documento são descritos no Documento EP 1254889.
[0082] Um composto preferido desse tipo é metil 2-hidroxi-isobutirato.
[0083] Em algumas modalidades, o composto de fórmula (X) é um éster de um ácido policarboxílico. Nessa definição pretende-se incluir ácidos dicarboxílicos e ácidos carboxílicos que têm mais do que duas frações ácidas.
[0084] Um composto especialmente preferido de fórmula (X) é oxalato de dimetila.
[0085] O agente de quaternização de éster pode ser selecionado a partir de um éster de um ácido carboxílico selecionado a partir de um ou mais de ácido oxálico, ácido ftálico, ácido tartárico, ácido salicílico, ácido maleico, ácido malônico, ácido cítrico, ácido nitrobenzoico, ácido aminobenzoico e 2, 4, 6- ácido tri-hidroxibenzoico.
[0086] Os agentes de quaternização de éster preferidos incluem oxalato de dimetila, 2-nitrobenzoato de metila, dimetilftalato, dimetiltartrato e salicilato de metila.
[0087] Em algumas modalidades, os sais de amônio quaternário são preparados por meio da reação de uma amina terciária de fórmula R==NR1 com (ii) um carbonato de fórmula R4OCOOR2 e, então, com um ácido carboxílico de fórmula R5COOH. R2 é conforme definido acima. R4 é preferivelmente um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído que tem até 30 átomos de carbono. De preferência, R4 é um grupo alquila substituído opcionalmente. De preferência, R4 é um grupo alquila que tem até 24 átomos de carbono, preferivelmente até 20 átomos de carbono, adequadamente até 16 átomos de carbono, preferivelmente até 12 átomos de carbono, adequadamente até 8, por exemplo, até 6 ou até 4 átomos de carbono.
[0088] De preferência, R4 é um grupo alquila não substituído. Em uma modalidade, R4 pode ser igual ou diferentes de R2. De preferência, R4 é o mesmo que R2. Os carbonatos preferidos são carbonato de dietila e carbonato de dimetila. O carbonato de dimetila é especialmente preferido. Uma vez que a amina terciária tenha sido reagida com um grupo de quaternização de carbonato, o sal resultante é então reagido com um ácido carboxílico de fórmula R5COOH para fornecer um composto do primeiro aspecto.
[0089] O ácido carboxílico de fórmula R5COOH pode ser uma molécula simples bem pequena. Em algumas modalidades, pode ser um composto de ácido graxo simples. No entanto pode ser também uma molécula mais complexa que inclui grupos de ácidos funcionais adicionais.
[0090] Os exemplos de pequenos ácidos simples adequados incluem ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico e ácido butírico.
[0091] Os exemplos de ácidos graxos adequados incluem ácido caprílico, ácido cáprico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico, ácido beênico, ácido lignocérico, ácido cerótico, ácido miristoleico, ácido palmitoleico, ácido sapiênico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido vacênico, ácido linoleico, ácido linoelaídico, ácido araquidônico, ácido eicosapentaenoico, ácido erúcico, ácido undecilênico e ácido docosa- hexenoico.
[0092] Os ácidos complexos adequados incluem ácido ftálico opcionalmente substituído e derivados de ácido succínico.
[0093] Nas modalidades nas quais o ácido inclui mais do que um grupo de ácido funcional, os grupos adicionais podem estar presentes como o ácido livre ou o éster. Onde há mais do que um grupo de ácido livre há adequadamente um número equivalente de cátions.
[0094] Em algumas modalidades preferidas, o agente de quaternização é (iii) a combinação de um epóxido e um ácido carboxílico de fórmula R5COOH.
[0095] Adequadamente, os sais de amônio quaternário da presente invenção são preparados pela reação de uma amina terciária de fórmula R==NR1 com um epóxido e R2 é o resíduo do epóxido.
[0096] A presente invenção adequadamente fornece um composto de amônio quaternário que é o produto da reação de: (i) uma amina terciária cíclica que tem menos do que 19 átomos de carbono; (ii) um epóxido que tem menos do que 8 átomos de carbono; e (iii) um ácido carboxílico de fórmula R5COOH; em que R5 é hidrogênio ou um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído.
[0097] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um método para preparar um sal de amônio quaternário, sendo que o método que compreende reagir (a) uma amina terciária cíclica que tem menos do que 19 átomos de carbono com (b) um epóxido que tem menos do que 8 átomos de carbono na presença de (c) um ácido carboxílico de fórmula R5COOH; em que R5 é hidrogênio ou um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído.
[0098] As características preferidas do segundo aspecto da invenção são conforme definidas em relação ao primeiro aspecto. As características preferidas adicionais da invenção serão agora descritas, as quais se aplicam ao primeiro e segundo aspectos.
[0099] O componente (a) é uma amina terciária cíclica que tem menos do que 19 átomos de carbono.
[0100] Adequadamente, a amina terciária cíclica (a) tem a fórmula R==NR1 em que R1 é um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído que tem menos do que 8 carbonos e R juntamente com N formam um heterociclo alifático ou aromático que tem menos do que 12 átomos de carbono. R1 e o heterociclo formado por R e N são preferivelmente como descritos em relação ao primeiro aspecto.
[0101] Os compostos especialmente preferidos de amina terciária para utilização como o componente (a) incluem metil pirrolidina e metil imidazol.
[0102] Qualquer composto de epóxido adequado que tem menos do que 8 átomos de carbono pode ser usado como o componente (b). Os compostos de epóxidos adequados são os de fórmula:
Figure img0008
em que cada um dentre R6, R7, R8, R9 é selecionada independentemente a partir de hidrogênio ou um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído.
[0103] Pelo menos uma de R6, R7, R8 e R9 é hidrogênio. De preferência, pelo menos duas de R6, R7, R8 e R9 são hidrogênio. Mais preferivelmente três de R6, R7, R8e R9 são hidrogênio. R6, R7, R8e R9 podem ser todos hidrogênios.
[0104] Na estrutura acima e as definições que seguem R6 e R7 são intercambiáveis e, assim, quando esses grupos são diferentes ou o enantiômero ou o diastereômero pode ser usado como o componente (b).
[0105] Na estrutura acima e as definições que seguem R8 e R9 são intercambiáveis e, assim, quando esses grupos são diferentes ou o enantiômero ou o diastereômero pode ser usado como o componente (b).
[0106] De preferência, R6 é hidrogênio ou um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído. Mais preferivelmente R6 é hidrogênio.
[0107] De preferência, R7 é hidrogênio ou um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído. Mais preferivelmente R7 é hidrogênio.
[0108] De preferência, R8 é hidrogênio ou um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído. Mais preferivelmente R8 é hidrogênio.
[0109] De preferência, R9 é hidrogênio ou um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído. De preferência, R9 é um grupo alquila que tem 1 a 5 átomos de carbono. Em algumas modalidades, R9 pode incluir um átomo de oxigênio na cadeia de carbono, isto é, R9 pode incluir um grupo funcional de éter.
[0110] Os compostos de epóxidos preferidos para utilização como componente (b) incluem óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de pentileno, óxido de hexileno e óxido de heptileno. Esses podem ser fornecidos conforme apropriado em qualquer forma isomérica ou como uma mistura de isômeros. Os compostos de glicidil éter, por exemplo, isopropil glicidil éter, também são úteis.
[0111] Em algumas modalidades especialmente preferidas, o componente (b) é selecionado a partir de 1,2-epóxi butano e isopropil glicidil éter.
[0112] O componente (c) usado para preparar os sais de amônio quaternário da presente invenção é um ácido carboxílico de fórmula R5COOH.
[0113] O componente (c) inclui um grupo funcional de ácido carboxílico. Pode ser uma molécula simples muito pequena. Em algumas modalidades, o componente (c) pode ser um composto de ácido graxo simples. No entanto, o componente (c) pode também ser uma molécula mais complexa que inclui grupos de ácidos funcionais adicionais.
[0114] Para evitar dúvidas, o componente (c) é um ácido que ativa o agente de alquilação (b) e forma o contraíon aniônico do sal de amônio quaternário.
[0115] Exemplos de pequenos ácidos simples adequados para utilização como componente (c) incluem ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico e ácido butírico.
[0116] Os ácidos graxos adequados para utilização como o componente (c) incluem ácido caprílico, ácido cáprico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico, ácido beênico, ácido lignocérico, ácido cerótico, ácido miristoleico, ácido palmitoleico, ácido sapiênico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido vacênico, ácido linoleico, ácido linoelaídico, ácido araquidônico, ácido eicosapentaenoico, ácido erúcico, ácido undecilênico e ácido docosa-hexenoico.
[0117] Os ácidos complexos adequados para utilização como o componente (c) podem ser um ácido ftálico opcionalmente substituído e derivados de ácido succínico.
[0118] Nas modalidades nas quais componente (c) inclui mais do que um grupo de ácido funcional, os grupos adicionais podem estar presentes como o ácido livre ou o éster. Onde há mais do que um grupo de ácido livre há adequadamente um número equivalente de cátions.
[0119] Por exemplo, para o caso de componentes diácidos (a), (b) e (c) são preferivelmente reagidos em uma razão molar de 2 ± 0,5 : 2 ± 0,5 : 1; preferivelmente 2 ± 0,2 : 2 ± 0,2 : 1, mais preferivelmente 2 ± 0,1 : 2 ± 0,1 : 1.
[0120] Constatou-se que compostos de amônio quaternário da presente invenção são eficazes como aditivos de controle de depósito para utilização em aditivos de combustível ou de lubrificação.
[0121] Assim, a presente invenção fornece o uso de um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto como um aditivo para composições de combustível ou óleo de lubrificação.
[0122] A presente invenção pode fornecer o uso de um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto como um aditivo de controle de depósito para composições de combustível ou óleo de lubrificação.
[0123] A presente invenção pode fornecer o uso de um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto como um aditivo de controle de depósito para composições de óleo de lubrificação.
[0124] A presente invenção pode fornecer o uso de um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto como um aditivo de controle de depósito para composições de combustíveis.
[0125] A presente invenção pode fornecer o uso de um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto como um aditivo de controle de depósito para composições de gasolina ou de combustível diesel.
[0126] A presente invenção pode fornecer o uso de um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto como um aditivo de controle de depósito para composições de combustível gasolina.
[0127] A presente invenção pode fornecer o uso de um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto como um aditivo de controle de depósito para composições de combustível diesel.
[0128] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é fornecida uma composição aditiva que compreende um sal de amônio quaternário do primeiro aspecto e um diluente ou veículo.
[0129] A composição aditiva do terceiro aspecto pode ser uma composição aditiva para óleo de lubrificação.
[0130] A composição aditiva do terceiro aspecto pode ser uma composição aditiva para gasolina.
[0131] De preferência, a composição aditiva do terceiro aspecto é uma composição aditiva para combustível diesel.
[0132] O composto de amônio quaternário está adequadamente presente na composição aditiva em uma quantidade de 1 a 99 % em peso, por exemplo, de 1 a 75 % em peso.
[0133] A composição aditiva pode compreender uma mistura de dois ou mais compostos de amônio quaternário da presente invenção. Em tais modalidades, as quantidades acima adequadamente se referem à quantidade total de todos os tais compostos presentes na composição.
[0134] A composição aditiva pode incluir um ou mais aditivos adicionais. Esses podem ser selecionados a partir de antioxidantes, dispersantes, detergentes, compostos de desativação de metal, agentes antissedimentação de cera, melhoradores de fluxo frio, melhoradores de cetano, agente redutor da turbidez, estabilizadores, desemulsificantes, antiespumantes, inibidores de corrosão, melhoradores de lubrificação, corantes, marcadores, melhoradores de combustão, desativadores de metal, máscaras de odor, redutores de arrasto e melhoradores de condutividade.
[0135] Em algumas modalidades preferidas, a composição aditiva inclui um ou mais detergentes que contêm nitrogênio adicionais.
[0136] A presente invenção pode fornecer uma composição de combustível ou óleo de lubrificação que compreende um sal de amônio quaternário do primeiro aspecto.
[0137] De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, é fornecida uma composição lubrificante que compreende um óleo de viscosidade lubrificante e, como um aditivo, um sal de amônio quaternário do primeiro aspecto.
[0138] As características preferidas do composto de amônio quaternário são conforme definidas em relação aos primeiro e segundo aspectos.
[0139] A composição aditiva do terceiro aspecto fornece adequadamente, após a diluição, uma composição lubrificante do quarto aspecto.
[0140] De acordo com um quinto aspecto da presente invenção, é fornecida uma composição de combustível que compreende, como um aditivo, um sal de amônio quaternário do primeiro aspecto.
[0141] As características preferidas do composto de amônio quaternário são conforme definidas em relação ao primeiro e segundo aspectos.
[0142] A composição aditiva do terceiro aspecto fornece adequadamente, após a diluição, uma composição de combustível do quinto aspecto.
[0143] A presente invenção pode fornecer adicionalmente um método para preparar uma composição de combustível, sendo que o método que compreende preparar um sal de amônio quaternário de acordo com o método do segundo aspecto e, misturar o sal de amônio quaternário no combustível.
[0144] Os aditivos da invenção podem ser adicionados ao combustível diesel em qualquer local conveniente na cadeia de abastecimento. Por exemplo, os aditivos podem ser adicionados ao combustível na refinaria, em um terminal de distribuição ou após o combustível ter deixado o terminal de distribuição. Se o aditivo é adicionado ao combustível após o mesmo ter deixado o terminal de distribuição, isso é chamado de uma aplicação de pós- venda. As aplicações de pós-venda incluem tais circunstâncias como adicionar o aditivo ao combustível no petroleiro de entrega, diretamente a um tanque de armazenamento a granel do cliente, ou diretamente ao tanque do veículo do consumidor final. As aplicações de pós-venda podem incluir abastecer o combustível aditivo em pequenas garrafas adequadas para adicionamento direto aos tanques de armazenamento de combustível ou tanques de veículos.
[0145] A composição da presente invenção pode ser uma composição da gasolina ou uma composição de combustível diesel. De preferência, é uma composição de combustível diesel.
[0146] Por combustível diesel, inclui-se qualquer combustível adequado para utilização em um motor a diesel seja para uso rodoviário ou não rodoviário. Isso inclui, porém sem limitação, combustíveis descritos como diesel, diesel marinho, óleo de combustível pesado, óleo de combustível industrial, etc.
[0147] A composição de combustível diesel da presente invenção pode compreender um óleo de combustível à base de petróleo, especialmente um óleo combustível destilado médio. Tais óleos combustíveis destilados geralmente fervem dentro da faixa de 110 °C a 500 °C, por exemplo, 150 °C a 400 °C. O combustível diesel pode compreender destilado atmosférico ou destilado sob vácuo, óleo de gás bipartido, ou uma mesclagem em qualquer proporção de destilação direta e correntes de refinaria tais como destilados termicamente e/ou por craqueamento catalítico e destilados por hidrocraqueamento.
[0148] A composição de combustível diesel da presente invenção pode compreender combustíveis do tipo Fischer-Tropsch não renováveis, tais como os descritos como combustíveis GTL (gás-para-líquido), combustíveis CTL (carvão-para-líquido) e combustíveis OTL (areias-de-petróleo-para-líquido).
[0149] A composição de combustível diesel da presente invenção pode compreender um combustível renovável tais como uma composição de biocombustível ou composição de biodiesel.
[0150] A composição de combustível diesel pode compreender biodiesel da primeira geração. O biodiesel da primeira geração contém ésteres de, por exemplo, óleos vegetais, gorduras animais e gorduras de cozimento usadas. Essa forma de biodiesel pode ser obtida através da transesterificação de óleos, por exemplo, óleo de colza, óleo de soja, óleo de cártamo, óleo de palma, óleo de milho, óleo de amendoim, óleo de semente de algodão, sebo, óleo de coco, óleo de noz fecal (Jatropha), óleo de semente de girassol, óleos de cozinha usados, óleos vegetais hidrogenados ou qualquer mistura dos mesmos, com um álcool, usualmente um monoálcool, geralmente na presença de um catalisador.
[0151] A composição de combustível diesel pode compreender biodiesel de segunda geração. O biodiesel de segunda geração é derivado a partir de recursos renováveis tais como óleos vegetais e gorduras animais e processados, geralmente na refinaria, geralmente que utiliza hidroprocessamento tais como o processo H-Bio desenvolvido pela Petrobrás. O biodiesel de segunda geração pode ser similar em termos de propriedades e qualidade a uma corrente de óleo de combustível com base em petróleo, por exemplo, diesel renovável produzido a partir de óleos vegetais, gorduras animais etc. e comercializado por ConocoPhillips como Diesel Renovável e por Neste como NExBTL.
[0152] A composição de combustível diesel da presente invenção pode compreender biodiesel de terceira geração. O biodiesel de terceira geração utiliza gaseificação e tecnologia de Fischer-Tropsch que inclui os descritos como combustíveis BTL (biomassa-para-líquido). O biodiesel de terceira geração não difere amplamente de alguns biodieseis de segunda geração, mas visa explorar toda a planta (biomassa) e aumenta assim a base de matéria- prima.
[0153] A composição de combustível diesel pode conter mesclagens de qualquer ou todas das composições de combustível diesel acima.
[0154] Em algumas modalidades, a composição de combustível diesel da presente invenção pode ser um combustível diesel mesclado que compreende biodiesel. Em tais mesclagens o biodiesel pode estar presente em uma quantidade de, por exemplo, até 0,5%, até 1%, até 2%, até 3%, até 4%, até 5%, até 10%, até 20%, até 30%, até 40%, até 50%, até 60%, até 70%, até 80%, até 90%, até 95% ou até 99%.
[0155] Em algumas modalidades, a composição de combustível pode compreender biodiesel puro.
[0156] Em algumas modalidades, a composição de combustível pode compreender um combustível GLT puro.
[0157] Em algumas modalidades, a composição de combustível diesel pode compreender um combustível secundário, por exemplo, etanol. De preferência, no entanto, a composição de combustível diesel não contém etanol.
[0158] A composição de combustível diesel da presente invenção pode conter a teor de enxofre relativamente alto, por exemplo, maior do que 0,05% em peso, tais como 0,1% ou 0,2%.
[0159] No entanto, nas modalidades preferidas, o combustível diesel tem um teor de enxofre de no máximo 0,05% em peso, mais preferivelmente de no máximo 0,035% em peso, especialmente de no máximo 0,015%. Os combustíveis com níveis menores ainda de enxofre também são adequados, tais como combustíveis com menos do que 50 ppm de enxofre em peso, preferivelmente menos do que 20 ppm, por exemplo, 10 ppm ou menor.
[0160] Adequadamente, o aditivo de sal de amônio quaternário está presente na composição de combustível diesel em uma quantidade de pelo menos 0,1 ppm, preferivelmente pelo menos 1 ppm, mais preferivelmente pelo menos 5 ppm, adequadamente pelo menos 10 ppm, por exemplo, pelo menos 20 ppm ou pelo menos 25 ppm.
[0161] Adequadamente, o aditivo de sal de amônio quaternário está presente na composição de combustível diesel em uma quantidade de menos do que 10.000 ppm, preferivelmente menos do que 1.000 ppm, preferivelmente menos do que 500 ppm, preferivelmente menos do que 250 ppm, adequadamente menos do que 200 ppm, por exemplo, menos do que 150 ppm ou menos do que 100 ppm.
[0162] A composição de combustível diesel do quinto aspecto da presente invenção pode compreender uma mistura de dois ou mais sais de amônio quaternário do primeiro aspecto. Em tais modalidades, as quantidades acima se referem às quantidades totais de todos os tais aditivos presentes na composição.
[0163] A composição de combustível diesel da presente invenção pode incluir um ou mais aditivos adicionais tais como os que são comumente encontrados em combustíveis diesel. Esses incluem, por exemplo, antioxidantes, dispersantes, detergentes, compostos de desativação de metal, agentes antissedimentação de cera, melhoradores de fluxo frio, melhoradores de cetano, agente redutor da turbidez, estabilizadores, desemulsificantes, antiespumantes, inibidores de corrosão, melhoradores de lubrificação, corantes, marcadores, melhoradores de combustão, desativadores de metal, máscaras de odor, redutores de arrasto e melhoradores de condutividade. Os exemplos de quantidades adequadas de cada um desses tipos de aditivos serão conhecidos à pessoa versada na técnica.
[0164] Em algumas modalidades preferidas, a composição de combustível diesel da presente invenção compreende um ou mais detergentes adicionais. Os detergentes que contêm nitrogênio são preferidos.
[0165] Os um ou mais detergentes adicionais podem ser selecionados a partir de: (iv) um aditivo de sal de amônio quaternário adicional que não é um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto; (v) ) o produto de uma reação de Mannich entre um aldeído, uma amina e um fenol opcionalmente substituído; (vi) ) o produto da reação de um agente acilante derivado de ácido carboxílico e uma amina; (vii) o produto da reação de um agente acilante derivado de ácido carboxílico e hidrazina; (viii) um sal formado pela reação de um ácido carboxílico com di-n- butilamina ou tri-n-butilamina; (ix) o produto da reação de um ácido dicarboxílico substituído por hidrocarbila ou anidrido e um composto de amina ou sal de amina cujo produto compreende pelo menos um grupo amino triazol; e (x) i) um aditivo de detergente poliaromático substituído.
[0166] Em algumas modalidades, a composição de combustível diesel compreende um aditivo de sal de amônio quaternário adicional que não é um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto.
[0167] O aditivo de sal de amônio quaternário adicional é adequadamente o produto da reação de uma espécie que contém nitrogênio que tem pelo menos um grupo de amina terciária e um agente de quaternização.
[0168] As espécies que contêm nitrogênio podem ser selecionadas a partir de: (x) o produto da reação de um agente de acilação substituído por hidrocarbila e um composto que compreende pelo menos um grupo de amina terciária e uma amina primária, amina secundária ou grupo de álcool; (y) um produto da reação de Mannich que compreende um grupo de amina terciária; e (z) uma amina substituída com polialquileno que tem pelo menos um grupo de amina terciária.
[0169] Os exemplos de sal de amônio quaternário e métodos para preparar o mesmo são descritos nas seguintes patentes, que são incorporadas ao presente documento a título de referência, US2008/0307698, US2008/0052985, US2008/0113890 e US2013/031827.
[0170] O componente (x) pode ser tratado como o produto da reação de um agente de acilação substituído por hidrocarbila e um composto que tem um átomo de oxigênio ou de nitrogênio com capacidade para condensar com o dito agente de acilação e que tem adicionalmente um grupo amino terciário. As características preferidas desses compostos são como descritas acima em relação ao componente da amina terciária (a) usado para preparar os aditivos de sal de amônio quaternário da presente invenção.
[0171] A preparação de alguns aditivos de sal de amônio quaternário adequados, nos quais a espécie que contém nitrogênio inclui o componente (x), é descrita nos Documentos de Patente nos WO 2006/135881 e WO2011/095819.
[0172] O componente (y) é um produto da reação de Mannich que tem uma amina terciária. A preparação de sais de amônio quaternário formados a partir de espécie que contém nitrogênio que inclui o componente (y) é descrita no Documento de Patente no US 2008/0052985. As características preferidas desses compostos são como descritas acima em relação ao componente da amina terciária (a) usado para preparar os aditivos de sal de amônio quaternário da presente invenção.
[0173] A preparação de aditivos de sal de amônio quaternário nos quais a espécie que contém nitrogênio inclui o componente (z) é descrita, por exemplo, no Documento de Patente no US 2008/0113890. As características preferidas desses compostos são como descritas acima em relação ao componente da amina terciária (a) usados para preparar os aditivos de sal de amônio quaternário da presente invenção.
[0174] Para formar os aditivos de sal de amônio quaternário adicionais (I), a espécie que contém nitrogênio que tem um grupo de amina terciária é reagida com um agente de quaternização.
[0175] O agente de quaternização pode adequadamente ser selecionado a partir de ésteres e não ésteres.
[0176] Em algumas modalidades preferidas, os agentes de quaternização utilizados para formar os aditivos de sal de amônio quaternário da presente invenção são ésteres.
[0177] Os agentes de quaternização de éster preferidos são compostos de fórmula (III):
Figure img0009
na qual R é um grupo alquila, alquenila, arila ou alquilarila opcionalmente substituído e R1 é um grupo alquila, arila ou alquilarila C1 a C22. O composto de fórmula (III) é adequadamente um éster de um ácido carboxílico com capacidade para reagir com uma amina terciária para formar um sal de amônio quaternário.
[0178] Os agentes de quaternização adequados incluem ésteres de ácidos carboxílicos que têm um pKa de 3,5 ou menor.
[0179] O composto de fórmula (III) é preferivelmente um éster de um ácido carboxílico selecionado a partir de um ácido carboxílico aromático substituído, um ácido a-hidroxicarboxílico e um ácido policarboxílico.
[0180] Em algumas modalidades preferidas, o composto de fórmula (III) é um éster de um ácido carboxílico aromático substituído e, portanto, R é um grupo arila substituído.
[0181] Os compostos especialmente preferidos de fórmula (III) são ésteres de alquila inferior de ácido salicílico tais como salicilato de metila, salicilato de etila, salicilato de n e i-propila e, salicilato de butila, preferivelmente salicilato de metila.
[0182] Em algumas modalidades, o composto de fórmula (III) é um éster de um ácido a-hidroxicarboxílico. Em tais modalidades, o composto tem a estrutura:
Figure img0010
em que R7 e R8 são iguais ou diferentes e, cada um, é selecionado a partir de hidrogênio, alquila, alquenila, aralquila ou arila. Os compostos desse tipo adequados para utilização no presente documento são descritos no Documento EP 1254889.
[0183] Um composto preferido desse tipo é 2-hidroxi-isobutirato de metila.
[0184] Em algumas modalidades, o composto de fórmula (III) é um éster de um ácido policarboxílico. Nessa definição pretende-se incluir ácidos dicarboxílicos e ácidos carboxílicos que têm mais do que duas frações ácidas.
[0185] Um composto especialmente preferido de fórmula (III) é oxalato de dimetila.
[0186] O agente de quaternização de éster pode ser selecionado a partir de um éster de um ácido carboxílico selecionado a partir de um ou mais de ácido oxálico, ácido ftálico, ácido tartárico, ácido salicílico, ácido maleico, ácido malônico, ácido cítrico, ácido nitrobenzoico, ácido aminobenzoico e 2, 4, 6- ácido tri-hidroxibenzoico.
[0187] Os agentes de quaternização de éster preferidos incluem oxalato de dimetila, 2-nitrobenzoato de metila, ftalato de dimetila, tartarato de dimetila e salicilato de metila.
[0188] Os agentes de quaternização que não são de éster adequados incluem sulfatos de dialquila, haletos de benzila, carbonatos substituídos por hidrocarbila, epóxidos substituídos por hidrocarbila em combinação com um ácido, haletos de alquila, sulfonatos de alquila, sultonas, fosfatos substituídos por hidrocarbila, boratos substituídos por hidrocarbila, nitritos alquila, nitratos alquila, hidróxidos, N-óxidos ou misturas dos mesmos.
[0189] Em algumas modalidades, o sal de amônio quaternário pode ser preparado a partir de, por exemplo, um haleto de alquila ou de benzila (especialmente um cloreto) e, então, submetido a uma reação de troca iônica para fornecer um ânion diferente como parte do sal de amônio quaternário. Tal método pode ser adequado para preparar hidróxidos, alcóxidos, nitritos ou nitratos de amônio quaternário.
[0190] Os agentes de quaternização não éster preferidos incluem sulfatos de dialquila, haletos de benzila, carbonatos substituídos por hidrocarbila, epóxidos substituídos por hidrocarbila em combinação com um ácido, haletos de alquila, sulfonatos de alquila, sultonas, fosfatos substituídos por hidrocarbila, boratos substituídos por hidrocarbila, N-óxidos ou misturas dos mesmos.
[0191] Os sulfatos de dialquila adequados para utilização no presente documento como o agente de quaternização incluem aqueles que incluem grupos alquila que têm de 1 a 10 átomos de carbono na cadeia alquila. Um composto preferido é sulfato de dimetila.
[0192] Os haletos de benzila adequados incluem cloretos, brometos e iodetos. Um composto preferido é brometo de benzila.
[0193] Os carbonatos substituídos por hidrocarbila adequados podem incluir dois grupos hidrocarbila, que podem ser iguais ou diferentes. Os compostos preferidos desse tipo incluem carbonato de dietila e carbonato de dimetila.
[0194] Os epóxidos substituídos por hidrocarbila adequados têm a fórmula:
Figure img0011
em que cada um dentre R1, R2, R3 e R4 é independentemente hidrogênio ou um grupo hidrocarbila que tem 1 a 50 átomos de carbono. Os exemplos de epóxidos adequados incluem óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de estireno e óxido de estilbeno. Os epóxidos de hidrocarbila são usados como os agentes de quaternização em combinação com um ácido. Em tais modalidades, o ácido não é um ácido do tipo definido em relação ao componente (c) usado para preparar os sais de amônio quaternário da presente invenção.
[0195] Nas modalidades nas quais o agente de acilação substituído por hidrocarbila tem mais do que um grupo acila, nenhum ácido separado precisa ser adicionado. No entanto, em outras modalidades, um ácido tal como ácido acético pode ser usado.
[0196] Os agentes de quaternização de epóxido especialmente preferidas são óxido de propileno e óxido de estireno.
[0197] As sultonas adequadas incluem propano sultona e butano sultona.
[0198] Os fosfatos substituídos por hidrocarbila adequados incluem fosfatos de dialquila, fosfatos de trialquila e ditiofosfatos de O,O-dialquila.
[0199] Os grupos boratos substituídos por hidrocarbila adequados incluem boratos de alquila que têm de 1 a 12 átomos de carbono.
[0200] Os nitritos de alquila e nitratos de alquila preferidos têm de 1 a 12 átomos de carbono.
[0201] De preferência, o agente de quaternização que não é éster é selecionado a partir de sulfatos de dialquila, haletos de benzila, carbonatos substituídos por hidrocarbila, epóxidos substituídos por hidrocarbila em combinação com um ácido e, misturas dos mesmos.
[0202] Os agentes de quaternização que não são éster especialmente preferidos para utilização no presente documento são epóxidos substituídos por hidrocarbila em combinação com um ácido. Esses podem incluir modalidades nas quais um ácido separado é fornecido ou modalidades nas quais o ácido é fornecido pelo composto de amina terciária, isto é, é quaternizado. De preferência, o ácido é fornecido pela molécula de amina terciária, isto é, é quaternizado.
[0203] Os agentes de quaternização preferidos para utilização no presente documento incluem oxalato de dimetila, 2-nitrobenzoato de metila, salicilato de metila e óxido de estireno ou óxido de propileno opcionalmente em combinação com um ácido adicional.
[0204] Um sal de amônio quaternário adicional especialmente preferido para utilização no presente documento é formado por meio da reação de salicilato de metila ou oxalato de dimetila com o produto da reação de um anidrido succínico substituído por poli-isobutileno que tem um peso molecular PIB de 700 a 1.300 e dimetilaminopropilamina.
[0205] Outros sais de amônio quaternário adicionais adequados incluem terpolímeros quaternizados, por exemplo, como descrito no Documento de Patente no US2011/0258917; copolímeros quaternizados, por exemplo, como descrito no Documento de Patente no US2011/0315107; e os compostos de nitrogênio quaternizado livres de ácido revelados no Documento de Patente no US2012/0010112.
[0206] Outros compostos de amônio quaternário adicionais adequados para utilização na presente invenção incluem os compostos de amônio quaternário descritos no pedido copendente do requerente WO2013/017889.
[0207] Em algumas modalidades, a composição de combustível diesel compreende o produto de uma reação de Mannich entre um aldeído, uma amina e um fenol opcionalmente substituído. Esse produto da reação de Mannich adequadamente não é um sal de amônio quaternário.
[0208] De preferência, o componente aldeído usado para preparar o aditivo de Mannich é um aldeído alifático. De preferência, o aldeído tem de 1 a 10 átomos de carbono. Mais preferivelmente o aldeído é formaldeído.
[0209] A amina usada para preparar o aditivo de Mannich é preferivelmente uma poliamina. Essa pode ser selecionada a partir de qualquer composto incluindo dois ou mais grupos amina. De preferência, a poliamina é um polialquileno poliamina, preferivelmente um polietileno poliamina. Mais preferivelmente, a poliamina compreende tetraetilenopentamina ou etilenodiamina.
[0210] O componente fenol opcionalmente substituído usado para preparar o aditivo de Mannich pode ser substituído por 0 a 4 grupos no anel aromático (além do fenol OH). Por exemplo, pode ser um cresol substituído por hidrocarbila. Mais preferivelmente o componente fenol é um fenol monossubstituído. De preferência, é um fenol substituído por hidrocarbila. Os substituintes hidrocarbila preferidos são substituintes alquila que têm de 4 a 28 átomos de carbono, especialmente de 10 a 14 átomos de carbono. Outros substituintes hidrocarbila preferidos são substituintes polialquenila tal como substituintes poli-isobutenila que têm um peso molecular médio de 400 a 2.500, por exemplo, de 500 a 1.500.
[0211] Em algumas modalidades, a composição de combustível diesel compreende o produto da reação de um agente acilante derivado de ácido carboxílico e uma amina.
[0212] Esses podem também ser chamados, no presente documento em geral, de compostos que contêm nitrogênio acilado.
[0213] Os compostos que contêm nitrogênio acilado adequados podem ser produzidos por meio da reação de um agente de acilação de ácido carboxílico com uma amina e são conhecidos por pessoas versadas na técnica.
[0214] Os compostos que contêm nitrogênio acilado preferidos são substituídos por hidrocarbila. O substituinte hidrocarbila pode estar ou na porção derivada de agente de acilação de ácido carboxílico da molécula ou na porção derivada de amina da molécula, ou em ambos. De preferência, no entanto, está na porção do agente de acilação. Uma classe de compostos que contêm nitrogênio acilado preferida adequada para utilização na presente invenção são aqueles formados pela reação de um agente de acilação que tem um substituinte hidrocarbila de pelo menos 8 átomos de carbono e um composto que compreende pelo menos um grupo de amina primária ou secundária.
[0215] O agente de acilação pode ser um ácido monocarboxílico ou policarboxílico (ou equivalente reativo dos mesmos), por exemplo, um ácido succínico, ftálico ou propiônico substituído ou anidrido.
[0216] O termo “hidrocarbila” é anteriormente definido no presente documento. O substituinte hidrocarbila em tais agentes de acilação, preferivelmente, compreende pelo menos 10, mais preferivelmente pelo menos 12, por exemplo, pelo menos 30 ou pelo menos 40 átomos de carbono. O mesmo pode compreender até cerca de 200 átomos de carbono. De preferência, o substituinte hidrocarbila do agente de acilação tem um número do peso molecular médio (Mn) de entre 170 a 2.800, por exemplo, de 250 a 1.500, preferivelmente de 500 a 1.500 e mais preferivelmente 500 a 1.100. Um Mn de 700 a 1.300 é especialmente preferido. Em uma modalidade particularmente preferida, o substituinte hidrocarbila tem um número de peso molecular médio de 700 a 1.000, preferivelmente 700 a 850, por exemplo, 750.
[0217] Os substituintes à base de hidrocarbila preferidos são poli- isobutenos. Tais compostos são conhecidos à pessoa versada na técnica.
[0218] Os agentes de acilação substituídos por hidrocarbila são anidridos poli-isobutenil succínicos. Esses compostos são geralmente chamados de “PIBSAs” e são conhecidos à pessoa versada na técnica.
[0219] Os poli-isobutenos convencionais e os chamados poli-isobutenos “de alta reatividade” são adequados para utilização na invenção.
[0220] Os PIBSAs especialmente preferidos são os que têm um peso molecular (Mn) de PIB de 300 a 2.800, preferivelmente de 450 a 2.300, mais preferivelmente de 500 a 1.300.
[0221] Para preparar esses aditivos, o agente acilante derivado de ácido carboxílico é reagido com uma amina. Adequadamente, o mesmo é reagido com uma amina primária ou secundária. Os exemplos de aminas adequadas são conhecidos à pessoa versada na técnica e incluem polialquileno poliaminas, poliaminas substituídas por heterocíclicos e poliaminas aromáticas.
[0222] As aminas preferidas são polietileno poliaminas que incluem etilenodiamina, dietilenotriamina, trietilenotetramina, tetraetilenopentamina, pentaetileno-hexamina, hexaetileno-heptamina e, misturas e isômeros dos mesmos.
[0223] Nas modalidades preferidas, o produto da reação do agente de acilação derivado de ácido carboxílico e uma amina inclui pelo menos um grupo de amina primária ou secundária.
[0224] Um composto que contém nitrogênio acilado para utilização no presente documento é preparado por meio da reação de um agente de acilação derivado de ácido succínico substituído por poli(isobuteno) (por exemplo, anidrido, ácido, éster, etc.) em que o substituinte poli(isobuteno) tem um número de peso molecular médio (Mn) de entre 170 a 2.800 com uma mistura de etileno poliaminas que tem de 2 até cerca de 9 átomos de amino nitrogênio, preferivelmente cerca de 2 até cerca de 8 átomos de nitrogênio, por etileno poliamina e cerca de 1 até cerca de 8 grupos etileno. Esses compostos de nitrogênio acilados são adequadamente formados pela reação de uma razão molar de agente de acilação: composto de amino de 10:1 a 1:10, preferivelmente de 5:1 a 1:5, mais preferivelmente de 2:1 a 1:2 e com a maior preferência de 2:1 a 1:1. Nas modalidades especialmente preferidas, os compostos de nitrogênio acilados são formados pela reação de agente de acilação com composto de amino em uma razão molar de a partir de 1,8:1 a 1:1,2, preferivelmente de 1,6:1 a 1:1,2, mais preferivelmente de 1,4:1 a 1:1,1 e com a maior preferência de 1,2:1 a 1:1. Os compostos de amino acilado desse tipo e sua preparação são bem conhecidos por pessoas versadas na técnica e são descritos, por exemplo, nos Documentos EP0565285 e US5925151.
[0225] Em algumas modalidades preferidas, a composição compreende um detergente do tipo formado pela reação de um agente de acilação derivado de ácido succínico substituído por poli-isobuteno e um polietileno poliamina. Os compostos adequados são, por exemplo, descritos no Documento de Patente no WO2009/040583.
[0226] Em algumas modalidades, a composição de combustível diesel compreende o produto da reação de um agente acilante derivado de ácido carboxílico e hidrazina.
[0227] Adequadamente, o aditivo compreende o produto da reação entre um ácido succínico substituído por hidrocarbila ou anidrido e hidrazina.
[0228] De preferência, o grupo hidrocarbila do ácido succínico substituído por hidrocarbila ou anidrido compreende um grupo C8-C36, preferivelmente um grupo C8-C18. Alternativamente, o grupo hidrocarbila pode ser um grupo poli-isobutileno com um número de peso molecular médio entre 200 e 2.500, preferivelmente entre 800 e 1.200.
[0229] A hidrazina tem a fórmula NH2-NH2. A hidrazina pode ser hidratada ou não hidratada. A hidrazina mono-hidratada é preferida.
[0230] A reação entre o ácido succínico substituído por hidrocarbila ou anidrido e hidrazina produz uma variedade de produtos, tal como é revelado no Documento de Patente no US 2008/0060259.
[0231] Em algumas modalidades, a composição de combustível diesel compreende um sal formado pela reação de um ácido carboxílico com di-n- butilamina ou tri-n-butilamina. Os compostos exemplificativos desse tipo são descritos no Documento de Patente no US 2008/0060608.
[0232] Tais aditivos podem adequadamente ser o sal di-n-butilamina ou tri-n-butilamina de ácido graxo da fórmula [R'(COOH)X]y', onde cada R' é independentemente um grupo de hidrocarboneto que contém entre 2 e 45 átomos de carbono e, x é um número inteiro entre 1 e 4.
[0233] Em uma modalidade preferida, o ácido carboxílico compreende ácido graxo de talóleo (TOFA).
[0234] As características adicionais preferidas de aditivos desse tipo são descritas no Documento EP1900795.
[0235] Em algumas modalidades, a composição de combustível diesel compreende o produto da reação de um ácido dicarboxílico substituído por hidrocarbila ou anidrido e um composto de amina ou sal de amina cujo produto compreende pelo menos um grupo amino triazol.
[0236] Os aditivos desse tipo são adequadamente o produto da reação de um ácido dicarboxílico substituído por hidrocarbila ou anidrido e um composto de amina que tem a fórmula:
Figure img0012
em que R é selecionado a partir do grupo que consiste em um grupo hidrogênio e um grupo hidrocarbila que contêm de cerca de 1 até cerca de 15 átomos de carbono e, R1 é selecionado a partir do grupo que consiste em um grupo hidrogênio e um grupo hidrocarbila que contêm de cerca de 1 até cerca de 20 átomos de carbono.
[0237] O aditivo adequadamente compreende o produto da reação de um composto de amina que tem a fórmula:
Figure img0013
e um composto hidrocarbila carbonila da fórmula:
Figure img0014
em que R2 é um grupo hidrocarbila que tem um número de peso molecular médio que varia na faixa de cerca de 100 até cerca de 5.000, preferivelmente de 200 a 3.000.
[0238] Sem estar vinculado pela teoria, acredita-se que o produto da reação do composto amina e hidrocarbila carbonila é um aminotriazol, tal como um composto de bis-aminotriazol de fórmula:
Figure img0015
incluindo tautômeros que têm um número de peso molecular médio que varia na faixa de cerca de 200 até cerca de 3.000, que contêm de cerca de 40 até cerca de 80 átomos de carbono. O anel de cinco membros do triazol é considerado aromático.
[0239] As características preferidas adicionais dos compostos aditivos desse tipo são conforme definidas no Documento de Patente no US2009/0282731.
[0240] Em algumas modalidades, a composição de combustível diesel compreende um aditivo de detergente poliaromático substituído.
[0241] Um composto preferido desse tipo é o produto da reação de um naftol etoxilado e paraformaldeído que é então reagido com um agente de acilação substituído por hidrocarbila.
[0242] As características adicionais preferidas desses detergentes são descritas no Documento EP1884556.
[0243] Em algumas modalidades, a composição de combustível pode ser uma composição da gasolina de combustível.
[0244] Adequadamente, o aditivo de sal de amônio quaternário está presente na composição da gasolina de combustível em uma quantidade de pelo menos 0,1 ppm, preferivelmente pelo menos 1 ppm, mais preferivelmente pelo menos 5 ppm, adequadamente pelo menos 10 ppm, por exemplo, pelo menos 20 ppm ou pelo menos 25 ppm.
[0245] Adequadamente, o aditivo de sal de amônio quaternário está presente na composição da gasolina de combustível em uma quantidade de menos do que 10.000 ppm, preferivelmente menos do que 1.000 ppm, preferivelmente menos do que 500 ppm, preferivelmente menos do que 250 ppm, adequadamente menos do que 200 ppm, por exemplo, menos do que 150 ppm, ou menos do que 100 ppm.
[0246] A composição da gasolina de combustível do quinto aspecto da presente invenção pode compreender uma mistura de dois ou mais sais de amônio quaternário do primeiro aspecto. Em tais modalidades, as quantidades acima se referem às quantidades totais de todos os tais aditivos presentes na composição.
[0247] Em tais modalidades, a composição pode compreender um ou mais detergentes de gasolina selecionados a partir de: (p) aminas de polioxialquileno ou polieteraminas substituídas por hidrocarbila; (q) compostos de nitrogênio acilados que são o produto da reação de um agente acilante derivado de ácido carboxílico e uma amina; (r) aminas substituídas por hidrocarbila em que o substituinte hidrocarbila é substancialmente alifático e contém pelo menos 8 átomos de carbono; (s) aditivos de base de Mannich que compreendem condensados que contêm nitrogênio de um fenol, aldeído e amina primária ou secundária; (t) ésteres aromáticos de um polialquilfenoxialcanol; (u) um aditivo de sal de amônio quaternário adicional que não é um composto de amônio quaternário do primeiro aspecto; e (v) hidrocarbilaminas terciárias que têm um máximo de 30 átomos de carbono.
[0248] As aminas de polioxialquileno ou polieteraminas substituídas por hidrocarbila adequadas (p) são descritas nos Documentos de Patente nos US 6217624 e US 4288612. Outras polieteraminas adequadas são as ensinadas nos Documentos de Patente nos US 5089029 e US 5112364.
[0249] A composição da gasolina da presente invenção pode compreender como uns compostos aditivos de nitrogênio acilado (q) que são o produto da reação de um agente acilante derivado de ácido carboxílico e uma amina. Tais compostos são preferivelmente conforme definido anteriormente no presente documento em relação ao componente (iii) dos aditivos que podem ser adicionados às composições de combustível diesel da invenção.
[0250] As aminas substituídas por hidrocarbila (r) adequadas para utilização nas composições de combustível gasolina da presente invenção são bem conhecidas por pessoas versadas na técnica e são descritas em várias patentes. Dentre essas, estão os Documentos de Patente nos U.S. 3.275.554; 3.438.757; 3.454.555; 3.565.804; 3.755.433 e 3.822.209. Essas patentes descrevem aminas hidrocarbila adequadas para utilização na presente invenção, incluindo seu método de preparação.
[0251] Os aditivos de Mannich (s) compreendem condensados que contêm nitrogênio de um fenol, aldeído e amina primária ou secundária e, são adequadamente conforme definidos em relação ao componente (ii) dos aditivos adequados para utilização nas composições de combustível diesel.
[0252] As composições de gasolina da presente invenção podem compreender adicionalmente como aditivos (t) ésteres aromáticos de um polialquilfenoxialcanol.
[0253] O componente de éster aromático que pode ser empregado na composição aditiva é um éster aromático de um polialquilfenoxialcanol e tem a seguinte fórmula geral:
Figure img0016
ou um sal (ou sais) solúvel em combustível dos mesmos em que R é hidróxi, nitro ou -(CH2)x-NR5R6, em que R5 e R6 são independentemente hidrogênio ou alquila inferior que tem de 1 a 6 átomos de carbono e x é 0 ou 1; R1 é hidrogênio, hidróxi, nitro ou -NR7R8 em que R7 e R8 são independentemente hidrogênio ou alquila inferior que tem de 1 a 6 átomos de carbono; R2 e R3 são independentemente hidrogênio ou alquila inferior que tem de 1 a 6 átomos de carbono; e R4 é um grupo polialquila que tem um peso molecular médio na faixa de cerca de 450 a 5.000.
[0254] As características preferidas desses ésteres aromáticos compostos são como descritas no Documento de Patente no WO2011141731.
[0255] Os aditivos de sal de amônio quaternário adicionais (u) são adequadamente conforme definidos em relação ao componente (i) dos aditivos adequados para utilização nas composições de combustível diesel.
[0256] As aminas terciárias hidrocarbila (v) adequadas para utilização nas composições de combustível gasolina da presente invenção são aminas terciárias da fórmula R1R2R3N em que R1, R2 e R3 são iguais ou diferentes resíduos de hidrocarbila C1-C20 e o número total de átomos de carbono é não mais do que 30. Os exemplos adequados são N,N dimetil n dodecilamina, 3-(N, N-dimetilamino) propanol e N, N-di(2-hidroxietil)-oleilamina. As características preferidas dessas hidrocarbilaminas terciárias são como descritas no Documento de Patente no US2014/0123547.
[0257] A composição da gasolina pode compreender adicionalmente um óleo veículo.
[0258] O óleo veículo pode ter qualquer peso molecular adequado. Um peso molecular preferido está na faixa de 500 a 5.000.
[0259] Em uma modalidade, o óleo veículo pode compreender um óleo de viscosidade lubrificante, incluindo óleos naturais ou sintéticos de viscosidade lubrificante, óleo derivado a partir de óleos de hidrocraqueamento, hidrogenação, hidroacabamento, não refinado, refinado e refinado novamente, ou misturas dos mesmos.
[0260] Os óleos naturais incluem óleos animais, óleos vegetais, óleos minerais ou misturas dos mesmos. Os óleos sintéticos podem incluir óleos de hidrocarbonetos, tais como os produzidos pelas reações de Fischer-Tropsch e, tipicamente, podem ser hidrocarbonetos ou ceras Fischer-Tropsch hidroisomerizadas.
[0261] Em outra modalidade, o óleo veículo pode compreender um óleo veículo de poliéter. Em uma modalidade preferida, o óleo veículo de poliéter é um polialquileno glicol mono tratado, especialmente um polipropileno glicol mono tratado. Os óleos veículos desse tipo serão conhecidos à pessoa versada na técnica.
[0262] As composições de combustível gasolina da invenção podem conter um ou mais aditivos adicionais convencionalmente adicionados à gasolina, por exemplo, outros detergentes, dispersantes, antioxidantes, agentes anticongelantes, desativadores de metal, aditivos de lubrificação, modificadores de fricção, agentes redutores da turbidez, inibidores de corrosão, corantes, marcadores, melhoradores de octano, aditivos de recessão antiassentamento de válvula, estabilizadores, desemulsificantes, antiespumantes, máscaras de odor, melhoradores de condutividade e melhoradores de combustão.
[0263] Os sais de amônio quaternário da presente invenção são úteis como aditivos de controle de depósito para composições de combustível e óleo de lubrificação. Constatou-se que a inclusão desses aditivos em composições de combustível reduz depósitos dentro dos motores nos quais o combustível é queimado. Isso pode ser alcançado por meio do impedimento ou da redução da formação de depósitos, isto é, manter o motor limpo, ou pode ser pela remoção de depósitos existentes, isto é, limpar um motor com incrustações.
[0264] Constatou-se que os compostos de amônio quaternário da presente invenção são particularmente eficazes em motores a diesel, especialmente em motores a diesel modernos que têm um sistema de combustível de alta pressão.
[0265] Devido à demanda dos consumidores e à legislação, os motores a diesel nos últimos anos tornaram-se muito mais eficientes em termos de energia, apresentam melhor desempenho e reduziram as emissões.
[0266] Essas melhorias no desempenho e nas emissões foram provocadas por melhorias no processo de combustão. Para atingir a atomização de combustível necessária para essa combustão melhorada, desenvolveu-se equipamento de injeção de combustível que utiliza pressões de injeção mais altas e diâmetros reduzidos do orifício do bocal do injetor de combustível. A pressão do combustível no bocal de injeção agora é comum em excesso de 1,5 x 108 Pa (1.500 bar). Para atingir essas pressões, o trabalho que deve ser feito no combustível também aumenta a temperatura do combustível. Essas altas pressões e temperaturas podem causar degradação do combustível. Além do mais, o tempo, a quantidade e o controle da injeção de combustível tornaram-se cada vez mais precisos. Essa medição precisa de combustível deve ser mantida para alcançar um desempenho ideal.
[0267] Os motores a diesel com sistemas de combustível de alta pressão podem incluir, porém sem limitação, motores a diesel pesados e motores a diesel de carro de passageiros menor. Os motores a diesel de alta capacidade podem incluir motores muito potentes, como o MTU série 4000 diesel com 20 cilindros, variantes projetadas principalmente para navios e geração de energia com potência de até 4.300 kW ou motores como o Renault dXi 7 com 6 cilindros e uma potência em torno de 240 kW. Um motor diesel de carro de passageiro típico é o Peugeot DW10 com 4 cilindros e potência de saída de 100 kW ou menos, dependendo da variante.
[0268] Em motores a diesel preferidos relacionados a esta invenção, uma característica comum é um sistema de combustível de alta pressão. Normalmente, são utilizadas pressões superiores a 1,35 x 108 Pa (1.350 bar), mas muitas vezes podem existir pressões de até 2 x 108 Pa (2.000 bar) ou mais.
[0269] Dois exemplos não limitantes de tais sistemas de combustível de alta pressão são: o sistema de injeção de trilho comum, no qual o combustível é comprimido utilizando uma bomba de alta pressão que o fornece às válvulas de injeção de combustível através de um trilho comum; e o sistema de injeção da unidade que integra a bomba de alta pressão e a válvula de injeção de combustível em uma montagem, alcançando as maiores pressões de injeção superiores a 2 x 108 Pa (2.000 bar). Em ambos os sistemas, na pressurização do combustível, o combustível fica quente, muitas vezes a temperaturas em torno de 100 °C ou acima.
[0270] Em sistemas de trilho comuns, o combustível é armazenado a alta pressão no trilho de acumulador central ou acumuladores separados antes de serem entregues aos injetores. Muitas vezes, parte do combustível aquecido é retornado para o lado de baixa pressão do sistema de combustível ou retornado ao tanque de combustível. Nos sistemas de injeção unitária, o combustível é comprimido dentro do injetor para gerar altas pressões de injeção. Isso, por sua vez, aumenta a temperatura do combustível.
[0271] Em ambos os sistemas, o combustível está presente no corpo do injetor antes da injeção, onde é aquecido ainda mais devido ao calor da câmara de combustão. A temperatura do combustível na ponta do injetor pode ser tão alta quanto 250 a 350 °C.
[0272] Assim, o combustível é estressado a pressões de 1,35 x 108 Pa (1.350 bar) para mais de 2 x 108 Pa (2.000 bar) e temperaturas de cerca de 100 °C a 350 °C antes da injeção, às vezes sendo recirculadas de volta no sistema de combustível, aumentando assim o tempo para o qual o combustível experimenta essas condições.
[0273] Um problema comum com os motores diesel é a incrustação do injetor, particularmente o corpo do injetor e o bocal do injetor. A incrustação também pode ocorrer no filtro de combustível. A incrustação do bocal do injetor ocorre quando o bocal fica bloqueado com depósitos do combustível diesel. A incrustação de filtros de combustível pode estar relacionada à recirculação de combustível de volta ao tanque de combustível. Os depósitos aumentam com a degradação do combustível. Os depósitos podem assumir a forma de resíduos carbonosos do tipo coque, lacas ou resíduos pegajosos ou semelhantes a gomas. Os combustíveis diesel tornam-se cada vez mais instáveis quanto mais eles são aquecidos, particularmente se aquecidos sob pressão. Assim, os motores a diesel com sistemas de combustível de alta pressão podem causar uma maior degradação do combustível. Nos últimos anos, a necessidade de reduzir as emissões levou ao redesenho contínuo de sistemas de injeção para ajudar a atingir alvos mais baixos. Isso levou a injeções cada vez mais complexas e menor tolerância aos depósitos.
[0274] O problema da incrustação de injetores pode ocorrer quando se utiliza qualquer tipo de combustível diesel. No entanto, alguns combustíveis podem ser particularmente propensos a causar incrustações ou a incrustação pode ocorrer mais rapidamente quando esses combustíveis são utilizados. Por exemplo, os combustíveis que contêm biodiesel e aqueles que contêm espécies metálicas podem levar a um aumento dos depósitos.
[0275] Quando os injetores ficam bloqueados ou parcialmente bloqueados, a entrega de combustível é menos eficiente e há uma mistura fraca do combustível com o ar. Ao longo do tempo, isso leva a uma perda de potência do motor, a um aumento das emissões de gases de escape e a uma economia de combustível fraca.
[0276] Os depósitos são conhecidos por ocorrer nos canais de pulverização do injetor, levando a um fluxo reduzido e perda de energia. À medida que o tamanho do orifício do bocal do injetor é reduzido, o impacto relativo da acumulação de depósito torna-se mais significativo. Os depósitos também são conhecidos por ocorrerem na ponta do injetor. Aqui, eles afetam o padrão de pulverização do combustível e causam uma combustão menos eficaz e as maiores emissões associadas e o aumento do consumo de combustível.
[0277] Além desses depósitos de injetores "externos" no orifício do bocal e na ponta do injetor, que levam a um fluxo reduzido e perda de energia, podem ocorrer depósitos dentro do corpo do injetor, causando problemas adicionais. Esses depósitos podem ser chamados de depósitos internos de injetor diesel (ou IDIDs). IDIDs ocorrem dentro do injetor nas peças móveis críticas. Eles podem dificultar o movimento dessas partes que afetam o tempo e a quantidade de injeção de combustível. Uma vez que os motores diesel modernos operam em condições muito precisas, esses depósitos podem ter um impacto significativo no desempenho.
[0278] Os IDIDs causam uma série de problemas, incluindo perda de energia e economia de combustível reduzida devido à medição e combustão de combustível que não são ideais. Inicialmente, o usuário pode experimentar problemas de partida a frio e/ou funcionamento abruto do motor. Esses depósitos podem levar à aderência mais séria dos injetores. Isso ocorre quando os depósitos impedem que partes do injetor se movam e, assim, o injetor deixa de funcionar. Quando vários ou todos os injetores se aderem, o motor pode falhar completamente.
[0279] É sabido que adicionar detergentes que contêm nitrogênio ao combustível diesel reduz o coqueamento. Os detergentes que contêm nitrogênio típicos incluem os formados pela reação de um derivado de ácido succínico substituído por poli-isobutileno com uma polialquileno poliamina. No entanto, os motores mais novos, incluindo os bocais de injetores mais finos, são mais sensíveis e os combustíveis diesel atuais podem não ser adequados para uso com os novos motores que incorporam esses orifícios de bocal menores.
[0280] Conforme mencionado acima, o problema da incrustação de injetor pode ser mais provável de ocorrer quando se utilizam composições de combustível que compreendem espécies metálicas. Várias espécies metálicas podem estar presentes em composições de combustível. Isso pode ser devido à contaminação do combustível durante a fabricação, armazenamento, transporte ou uso, ou devido à contaminação de aditivos de combustível. As espécies metálicas também podem ser adicionadas aos combustíveis deliberadamente. Por exemplo, os metais de transição são por vezes adicionados como catalisadores de combustível, por exemplo, para melhorar o desempenho de filtros de partículas diesel.
[0281] Os presentes inventores acreditam que os problemas de aderência ao injetor ocorrem quando as espécies metálicas ou amônia, particularmente as espécies de sódio, reagem com as espécies de ácido carboxílico no combustível.
[0282] A contaminação por sódio do combustível diesel e a formação resultante de sais de carboxilato é considerada uma das principais causas de aderência do injetor.
[0283] Nas modalidades preferidas, as composições de combustível diesel utilizadas na presente invenção compreendem sódio e/ou cálcio. De preferência, compreendem sódio. O sódio e/ou cálcio está tipicamente presente em uma quantidade total de 0,01 a 50 ppm, preferivelmente de 0,05 a 5 ppm preferivelmente 0,1 a 2 ppm, tal como 0,1 a 1 ppm.
[0284] Outras espécies que contêm metal também podem estar presentes como contaminantes, por exemplo, através da corrosão de superfícies metálicas e óxidas metálicas por espécies ácidas presentes no combustível ou a partir de óleo lubrificante. Em uso, combustíveis tais como combustíveis diesel habitualmente entram em contato com superfícies metálicas, por exemplo, em sistemas de abastecimento de veículos, tanques de combustível, meios de transporte de combustível, etc. Normalmente, a contaminação que contém metal pode compreender metais de transição, como zinco, ferro e cobre; metais do grupo I ou do grupo II e outros metais, como o chumbo.
[0285] A presença de espécies que contêm metal pode dar origem a depósitos de filtro de combustível e/ou depósitos de injetores externos, incluindo depósitos nas pontas do injetor e/ou depósitos no bocal.
[0286] Além da contaminação que contém metal que pode estar presente em combustíveis para motores diesel, existem circunstâncias em que as espécies que contêm metais podem ser adicionadas deliberadamente ao combustível. Por exemplo, como é conhecido na técnica, as espécies de catalisadores de combustível que contêm metal podem ser adicionadas para auxiliar na regeneração de armadilhas de partículas. A presença de tais catalisadores também pode dar origem a depósitos de injetores quando os combustíveis são usados em motores diesel com sistemas de combustível de alta pressão.
[0287] A contaminação que contém metal, dependendo da sua fonte, pode estar na forma de partículas insolúveis, ou compostos ou complexos solúveis. Os catalisadores de combustível que contêm o metal são frequentemente compostos solúveis ou complexos ou espécies coloidais.
[0288] Em algumas modalidades, o combustível diesel pode compreender espécies que contêm metal que compreendem um catalisador de combustível. De preferência, o catalisador de combustível inclui um ou mais metais selecionados de metais de ferro, cério, platina, manganês, grupo I e grupo II, por exemplo, cálcio e estrôncio. Mais preferencialmente, o catalisador de combustível inclui um metal selecionado de ferro e cério.
[0289] Em algumas modalidades, o combustível diesel pode compreender espécies que contêm metal que compreendem zinco. O zinco pode estar presente em uma quantidade de 0,01 a 50 ppm, preferivelmente de 0,05 a 5 ppm, mais preferivelmente 0,1 a 1,5 ppm.
[0290] Tipicamente, a quantidade total de todas as espécies que contêm metal no combustível diesel, expressa em termos do peso total de metal na espécie, é entre 0,1 e 50 ppm em peso, por exemplo, entre 0,1 e 20 ppm, preferivelmente entre 0,1 e 10 ppm em peso, com base no peso do combustível diesel.
[0291] É vantajoso fornecer uma composição de combustível diesel que evite ou reduza a ocorrência de depósitos em um motor a diesel. Tais depósitos podem incluir depósitos de injetor "externos", tais como depósitos em e ao redor do orifício do bocal e na ponta do injetor e depósitos de injetor "internos" ou IDIDs. Tais composições de combustível podem ser consideradas como realizadoras de uma função de "manter limpo", isto é, eles impedem ou inibem a incrustação. Também é desejável fornecer uma composição de combustível diesel que ajude a limpar os depósitos desses tipos. Essa composição de combustível que, quando queimada em um motor a diesel, remove os depósitos, resultando assim na "limpeza" de um motor já incrustado.
[0292] Tal como acontece com as propriedades "manter limpo", a "limpeza" de um motor incrustado pode proporcionar vantagens significativas. Por exemplo, uma limpeza superior pode levar a um aumento da potência e/ou ao aumento da economia de combustível. Além disso, a remoção de depósitos de um motor, em particular de injetores, pode levar a um aumento no intervalo de tempo antes da necessidade de manutenção ou substituição do injetor, reduzindo assim os custos de manutenção.
[0293] Embora, pelas razões acima mencionadas, depósitos em injetores seja um problema particular encontrado em motores a diesel modernos com sistemas de combustíveis de alta pressão, é desejável fornecer uma composição de combustível diesel que também forneça detergência efetiva em motores a diesel tradicionais mais antigos, de modo que um único combustível fornecido nas bombas pode ser usado em motores de todos os tipos.
[0294] Também é desejável que as composições de combustível reduzam a incrustação de filtros de combustível para veículos. É útil fornecer composições que impeçam ou inibam a ocorrência de depósitos de filtro de combustível, isto é, proporcionam uma função "manter limpo". É útil fornecer composições que removem depósitos existentes de depósitos de filtro de combustível, isto é, fornecem uma função de "limpeza". As composições com capacidade para fornecer ambas as funções são especialmente úteis.
[0295] De acordo com um sexto aspecto da presente invenção é fornecido um método para melhorar o desempenho de um motor, sendo que o método que compreende realizar a combustão no dito motor de uma composição de combustível que compreende como um aditivo um sal de amônio quaternário de fórmula:
[0296] em que cada um dentre R1 e R2 é selecionado independentemente a partir de um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído que tem menos do que 8 átomos de carbono, R juntamente com N formam um grupo alifático ou aromático que tem menos do que 12 átomos de carbono e R5 é hidrogênio ou um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído.
[0297] As características preferidas do sexto aspecto da presente invenção são conforme definidas em relação ao primeiro, segundo, terceiro e quinto aspectos.
[0298] No método do quinto aspecto, o motor pode ser um motor à gasolina e a composição de combustível pode ser um combustível gasolina.
[0299] De preferência, no método do quarto aspecto o motor é um motor a diesel e a composição de combustível é uma composição de combustível diesel.
[0300] O método do quarto aspecto da presente invenção é particularmente eficaz para melhorar o desempenho de um motor a diesel moderno com um sistema de combustível de alta pressão.
[0301] Tais motores a diesel podem ser caracterizados de várias maneiras.
[0302] Esses motores geralmente estão equipados com equipamentos de injeção de combustível que atinjam ou excedam a legislação de emissões "Euro 5" ou legislação equivalente nos EUA ou em outros países.
[0303] Tais motores são tipicamente equipados com injetores de combustível com uma pluralidade de aberturas, sendo que cada abertura tem uma entrada e uma saída.
[0304] Tais motores podem ser caracterizados por aberturas que são afuniladas de modo que o diâmetro de entrada dos orifícios de pulverização seja maior que o diâmetro da saída.
[0305] Tais motores modernos podem ser caracterizados por aberturas com um diâmetro de saída inferior a 500 μm, de preferência inferior a 200 μm, mais preferencialmente inferior a 150 μm, de preferência inferior a 100 μm, com a maior preferência inferior a 80 μm ou menos.
[0306] Tais motores a diesel modernos podem ser caracterizados por aberturas onde uma borda interna da entrada é arredondada.
[0307] Tais motores a diesel modernos podem ser caracterizados pelo fato de o injetor ter mais de uma abertura, adequadamente mais de 2 aberturas, de preferência mais de 4 aberturas, por exemplo, 6 ou mais aberturas.
[0308] Tais motores diesel modernos podem ser caracterizados por uma temperatura de ponta operacional superior a 250 °C.
[0309] Esses motores a diesel modernos podem ser caracterizados por um sistema de injeção de combustível que fornece uma pressão de combustível de mais de 1,35 x 108 Pa (1.350 bar), de preferência mais de 1,5 x 108 Pa (1.500 bar), mais preferencialmente mais de 2,0 x 108 Pa (2.000 bar). De preferência, o motor a diesel possui um sistema de injeção de combustível que compreende um sistema comum de injeção de trilho.
[0310] O método da presente invenção melhora, de preferência, o desempenho de um motor com uma ou mais das características descritas acima.
[0311] O método da presente invenção melhora o desempenho de um motor. Essa melhoria no desempenho é adequadamente alcançada pela redução de depósitos no motor.
[0312] A presente invenção pode, portanto, proporcionar um método para combater depósitos em um motor que compreende a combustão no dito motor de uma composição de combustível do quarto aspecto.
[0313] O sexto aspecto da presente invenção refere-se de preferência a um método de combate de depósitos em um motor, de preferência um motor a diesel. O combate a depósitos pode envolver a redução ou a prevenção da formação de depósitos em um motor em comparação com o funcionamento do motor usando combustível não aditivado. Tal método pode ser considerado como tendo alcançado o desempenho de "manter limpo".
[0314] O combate a depósitos pode envolver a remoção de depósitos existentes em um motor. Isso pode ser considerado como tendo realizado o desempenho da "limpeza".
[0315] Em modalidades especialmente preferidas, o método do sexto aspecto da presente invenção pode ser usado para fornecer “manter limpo” e o desempenho de "limpar".
[0316] Conforme explicado acima, os depósitos podem ocorrer em diferentes locais dentro de um motor a diesel, por exemplo, um motor a diesel moderno.
[0317] A presente invenção é particularmente útil na prevenção ou redução ou remoção de depósitos internos em injetores de motores que operam a altas pressões e temperaturas nas quais o combustível pode ser recirculado e que compreendem uma pluralidade de aberturas finas através das quais o combustível é entregue ao motor. A presente invenção encontra utilidade em motores para veículos pesados e veículos de passageiros. Os veículos de passageiros que incorporam um motor de injeção direta de alta velocidade (ou HSDI) podem, por exemplo, se beneficiar da presente invenção.
[0318] A presente invenção também pode proporcionar um desempenho melhorado em motores a diesel modernos com um sistema de combustível de alta pressão que controla depósitos do injetor externo, por exemplo, aqueles que ocorrem no bocal do injetor e/ou na ponta do injetor. A capacidade de fornecer controle de depósitos de injetores internos e depósitos de injetor externo é uma vantagem útil da presente invenção.
[0319] Adequadamente, a presente invenção pode reduzir ou evitar a formação de depósitos externos do injetor. A mesma pode, portanto, fornecer o desempenho de "manter limpo" em relação aos depósitos externos do injetor.
[0320] Adequadamente, a presente invenção pode reduzir ou remover depósitos existentes externos do injetor. A mesma pode, portanto, fornecer o desempenho de "limpar" em relação aos depósitos externos do injetor.
[0321] Adequadamente, a presente invenção pode reduzir ou evitar a formação de depósitos internos do injetor a diesel. A mesma pode, portanto, fornecer o desempenho de "manter limpo" em relação aos depósitos internos do injetor a diesel.
[0322] Adequadamente, a presente invenção pode reduzir ou remover depósitos existentes internos do injetor a diesel. A mesma pode, portanto, fornecer o desempenho de "limpar" em relação aos depósitos internos do injetor a diesel.
[0323] A presente invenção pode também combater depósitos nos filtros de combustível para veículos. Isso pode incluir reduzir ou impedir a formação de depósitos (desempenho "manter limpo") ou a redução ou remoção de depósitos existentes (desempenho de "limpeza").
[0324] As composições de combustível diesel da presente invenção podem fornecer também desempenho melhorado quando usadas com motores a diesel tradicionais. De preferência, o desempenho melhorado é alcançado ao utilizar as composições de combustível diesel nos motores a diesel modernos com sistemas de combustível de alta pressão e ao usar as composições em motores a diesel tradicionais. Isso é importante porque permite que um único combustível seja fornecido que possa ser usado em novos motores e veículos antigos.
[0325] A remoção ou redução de IDIDs de acordo com a presente invenção levará a uma melhoria no desempenho do motor.
[0326] O melhoramento no desempenho do sistema de motores a diesel pode ser medido por várias maneiras. Métodos adequados dependerão do tipo de motor e se o desempenho "manter limpo" e/ou "limpar” é medido.
[0327] Um melhoramento no desempenho "manter limpo" pode ser medida por comparação com um combustível de base. O desempenho da "limpeza" pode ser observado por uma melhoria no desempenho de um motor já incrustado.
[0328] A eficácia dos aditivos de combustível é frequentemente avaliada utilizando um teste de motor controlado.
[0329] Na Europa, o Conselho Europeu de Coordenação para o desenvolvimento de testes de desempenho para combustíveis, lubrificantes e outros fluidos de transporte (o órgão da indústria conhecido como CEC), desenvolveu um teste para aditivos para motores diesel modernos, como os motores HSDI. O teste CEC F-98-08 é usado para avaliar se o combustível para motores a diesel é adequado para uso em motores que atendam aos novos regulamentos de emissão da União Europeia, conhecidos como regulamentos "Euro 5". O teste é baseado em um motor Peugeot DW10 usando injetores Euro 5, e é comumente chamado de teste DW10. Esse teste mede a perda de energia no motor devido a depósitos nos injetores e é descrito adicionalmente no exemplo 6.
[0330] De preferência, a utilização da composição de combustível da presente invenção conduz a depósitos reduzidos no teste DW10. Para o desempenho "manter limpo", é preferencial que seja observada uma redução na ocorrência de depósitos.
[0331] Para o desempenho "limpeza”, a remoção de depósitos é preferencialmente observada. O teste DW10 é usado para medir a perda de energia em motores diesel modernos com um sistema de combustível de alta pressão.
[0332] Adequadamente, a utilização de uma composição de combustível da presente invenção pode proporcionar um desempenho "manter limpo" em motores a diesel modernos, ou seja, a formação de depósitos nos injetores desses motores pode ser inibida ou impedida. De preferência, esta performance é tal que uma perda de potência inferior a 5%, de preferência inferior a 2%, é observada após 32 horas, conforme medida pelo teste DW10.
[0333] Em algumas modalidades, a presente invenção pode fornecer um ganho de potência. Adequadamente, ao queimar uma composição de combustível de acordo com a presente invenção, observa-se um ganho de potência no teste DW10 em comparação com a combustão de um combustível de base não aditivado e com injetores limpos. Adequadamente, um ganho de potência de pelo menos 0,5%, de preferência pelo menos 1% é alcançado dentro de 4 horas, de preferência dentro de 2 horas. Os detalhes dos métodos usados para medir o ganho de potência são dados no exemplo 8.
[0334] Adequadamente, a utilização de uma composição de combustível da presente invenção pode proporcionar um desempenho de "limpeza" nos motores a diesel modernos, que os depósitos nos injetores de um motor já incrustado podem ser removidos. De preferência, esse desempenho é tal que a potência de um motor incrustado pode ser retornada para dentro de 1% do nível alcançado ao usar injetores limpos em 16 horas, de preferência 12 horas, mais preferencialmente 8 horas, conforme medido no teste DW10.
[0335] De preferência, pode-se obter uma "limpeza" rápida em que a energia é retornada para dentro de 1% do nível observado usando injetores limpos dentro de 4 horas, de preferência dentro de 2 horas.
[0336] Em algumas modalidades preferidas, a limpeza também pode fornecer um aumento de energia. Assim, um motor com incrustações pode ser tratado para remover os depósitos existentes e fornecer um ganho de energia adicional.
[0337] Os injetores limpos podem incluir novos injetores ou injetores que foram removidos e fisicamente limpos, por exemplo, em um banho de ultrassom.
[0338] De acordo com um sétimo aspecto da presente invenção existe o uso de um aditivo em uma composição de combustível para melhorar o desempenho de um motor ao realizar a combustão da dita composição de combustível em que o aditivo é um sal de amônio quaternário de fórmula: em que cada um dentre R1 e R2 é selecionada independentemente a partir de um grupo alquila, alquenila ou arila opcionalmente substituído que tem menos do que 8 átomos de carbono, R juntamente com N formam um grupo alifático ou aromático que tem menos do que 12 átomos de carbono e R5 é hidrogênio ou um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído.
[0339] As características preferidas do sétimo aspecto da presente invenção são conforme definidas em relação ao primeiro, segundo, terceiro e quinto aspectos e, especialmente conforme definidas em relação ao sexto aspecto.
[0340] A invenção será agora descrita adicionalmente com referência aos seguintes exemplos não limitantes. Nos exemplos que se seguem, os valores dados em partes por milhão (ppm) para taxas de tratamento indicam a quantidade de agente ativo, não a quantidade de uma formulação adicionada e que contém um agente ativo. Todas as partes por milhão são em peso.
EXEMPLO 1
[0341] O aditivo A19, o succinato de bis (1,1-dimetilpirrolidin-1-io) octadecenila foi preparado da seguinte forma:
[0342] Uma amostra de ácido octadenil succínico foi preparada por hidrólise de uma solução de xileno de uma amostra comercial do anidrido correspondente antes da remoção de substâncias voláteis por evaporação rotativa deixando um sólido cor de creme. O valor do ácido foi determinado, por análise húmida, como sendo 5,27 mMol/g (cálc. 5,32).
[0343] N-metil pirrolidina (2.865 g, 33,7 mMol), carbonato de dimetila (12.298 g, 136,6 mMol) e metanol (10 cm3) foram carregados para um tubo e aquecidos, com agitação, durante uma hora a 130 °C, sob pressão autógena. A formação de um sal de carbonato de metila foi confirmada por FTIR (absorbância característica a 1.651 cm-1).
[0344] A solução de 1,1-dimetilpirrolidina-1-io carbonato de metila foi transferida para um frasco de fundo redondo. O ácido octadecenil succínico (6,282 g, 33,1 mMol de acidez) foi adicionado. Ao agitar e aquecer (banho de óleo, 45 °C), os sólidos dissolvidos, com a evolução do gás. Após 60 minutos, a evolução do gás cessou. A solução foi levada à secura em um evaporador rotativo 200 Pa ((2 mBar), 90 °C), formando sólidos de cera laranja-castanhos que foram dissolvidos, com aquecimento, em uma massa igual de 2-etil hexanol. Os balanceamentos de massa e os espectros de FTIR estavam de acordo com a formação substancialmente completa de um sal de carboxilato (absorbâncias a cerca de 1.575 e 1.378 cm-1)
EXEMPLO 2
[0345] O aditivo A21, o succinato de bis (N, N'-dimetil imidazólio) octadecenila foi preparado como se segue:
[0346] O N-metil imidazol (2,544 g, 31 mMol), o carbonato de dimetila (10,96 g, 122 mMol) e metanol (12,5 cm3) foram carregados para um tubo e aquecidos, com agitação, sob pressão autógena, a 160 °C por três horas. A formação de um sal de carbonato de metila foi confirmada por FTIR (absorbância a 1.645 cm-1).
[0347] O Material do tubo foi transferido para um frasco de fundo redondo e reagido com um único equivalente (base de valor de ácido, 0,5 equivalentes molares) de ácido octadecenil succínico, conforme estabelecido acima. O material foi removido até a secura no evaporador rotativo 600 Pa ((6 mBar), 90 °C). O equilíbrio de massa foi consistente com a formação do produto desejado com um bom rendimento. O material foi dissolvido, com aquecimento forte, em uma massa igual de 2-etil hexanol. O espectro FTIR foi consistente com a formulação como o sal de carboxilato proposto, com absorbâncias características a 1.569 e 1.379 cm-1.
EXEMPLO 3
[0348] Os aditivos A16, A17 e A18 foram preparados como uma solução a 50% p/p em 2-etil hexanol como a seguir:
[0349] O ácido succínico suspenso em 2-etil-hexano-1-ol foi colocado em um tubo de ebulição. Um ou dois equivalentes de amina terciária cíclica e um ou dois equivalentes de epóxido foram adicionados e a reação foi aquecida a 95 °C durante 6 horas. O produto foi confirmado por meio de espectro FTIR.
[0350] Os compostos adicionais que utilizam os seguintes ácidos, aminas e epóxidos:
Figure img0017
Figure img0018
[0351] O ácido C30 + alfa olefínico succínico é o produto da reação de um alceno terminal constituído principalmente por moléculas com pelo menos 30 átomos de carbono e anidrido maleico. O alceno está disponível comercialmente da Chevron Phillips Chemical Company sob a marca comercial AlphaPlus® C30+.
EXEMPLO 4
[0352] As composições de combustível diesel foram preparadas compreendendo os aditivos listados na Tabela 1, adicionados a alíquotas, todos extraídos de um lote comum de combustível de base RF06. TABELA 1
Figure img0019
[0353] O aditivo C é um aditivo comparativo de detergente de succinimida de baixo peso molecular, que foi preparado da seguinte forma:
[0354] O poli-isobutileno de anidrido succínico com um Mn de 360 (442 g) foi carregado para um reator seguido do solvente Shellsol150 (442 g). Adicionou-se 1 equivalente de tetraetileno pentamina (243 g) e a mistura foi agitada a 175 °C durante 3 horas enquanto se separava a destilação de água em um condensador do tipo dean-stark. O produto foi então descarregado do reator.
[0355] A Tabela 2 abaixo mostra a especificação do combustível de base RF06. TABELA 2
Figure img0020
EXEMPLO 5
[0356] Cada uma das composições de combustível preparadas no exemplo 4 foi testada usando o equipamento de Teste de Oxidação Térmica de Combustível (JFTOT). Nesse teste, fluem 800 ml de combustível sobre um tubo de alumínio aquecido a 260 °C a uma pressão de aproximadamente 3,72 x 106 Pa (540 psi). A duração do teste é de 2,5 horas. No final do teste, o tubo de alumínio é removido e a espessura do depósito é comparado com o combustível comparativo.
[0357] Os resultados são mostrados na tabela 2.
Figure img0021
EXEMPLO 6
[0358] O desempenho das composições de combustível da presente invenção em motores a diesel modernos que têm um sistema de combustível de alta pressão pode ser testado de acordo com o método CECF-98-08 DW 10.
[0359] O motor da incrustação do injetor testado é o PSA DW10BTED4. Em resumo, as características do motor são: Projeto: Quatro cilindros em linha, eixo de comando de válvulas na cabeça do cilindro, turboalimentado com EGR Capacidade: 1.998 cm3 Câmara de combustão: Quatro válvulas, copo de filtro no pistão, injeção direta guiada por parede Potência: 100 kW a 4.000 rpm Torque: 320 Nm a 2.000 rpm Sistema de Injeção: Trilho comum com injeções de 6 furos controladas eletronicamente por piezo. Pressão Máxima: 1,6 x 108 Pa (1.600 bar). Projeto de propriedade da SIEMENS VDO Controle de emissões: Em conformidade com os valores-limite Euro IV quando combinados com o sistema de pós-tratamento de gases de escape (DPF)
[0360] Esse motor foi escolhido como um projeto representativo do moderno motor a diesel de alta velocidade de injeção direta europeu, capaz de se adequar aos requisitos de emissões europeias presentes e futuras. O sistema de injeção de trilho comum usa um projeto de bocal altamente eficiente com bordas de entrada arredondadas e orifícios de pulverização cônicos para um fluxo hidráulico ótimo. Esse tipo de bocal, quando combinado com alta pressão de combustível, permitiu avanços na eficiência da combustão, redução do ruído e redução do consumo de combustível, mas são sensíveis a influências que podem perturbar o fluxo de combustível, como a formação de depósitos nos orifícios de pulverização. A presença desses depósitos provoca uma perda significativa de potência do motor e o aumento das emissões brutas.
[0361] O teste é executado com um futuro projeto de injetor, representativo da tecnologia de injetores Euro V prevista.
[0362] Considera-se necessário estabelecer uma linha de base confiável da condição do injetor antes de iniciar os testes de incrustação, de modo que é especificado um cronograma de rodagem de dezesseis horas para os injetores de teste, usando combustível de referência que não causa incrustação.
[0363] Detalhes completos do método de teste CEC F-98-08 podem ser obtidos da CEC. O ciclo de coqueamento é resumido abaixo. 1. Um ciclo de aquecimento (12 minutos) de acordo com o seguinte regime:
Figure img0022
Figure img0023
2. 8 horas de operação do motor que consiste em 8 repetições do seguinte ciclo
Figure img0024
* para a faixa esperada, consultar o método CEC CEC-F-98-08 3. Arrefecer até ocioso em 60 segundos e ocioso por 10 segundos 4. 4 horas de período de imersão
[0364] O método de teste padrão da CEC F-98-08 consiste em 32 horas de operação do motor correspondente a 4 repetições dos passos 1 a 3 acima e 3 repetições do passo 4. Isto é, 56 horas de tempo de teste total, excluindo aquecimentos e arrefecimentos.
EXEMPLO 7
[0365] A eficácia das composições de combustível da presente invenção em tipos de motores mais antigos pode ser avaliada utilizando um teste padrão da indústria - método de teste CEC n° CEC F-23-A-01.
[0366] Esse teste mede o coqueamento do bocal do injetor com um motor Peugeot XUD9 A/L e fornece um meio de discriminação entre os combustíveis da propensão de coqueamento do bocal do injetor diferente. O coqueamento do bocal é o resultado de depósitos de carbono que se forma entre a agulha do injetor e o assento da agulha. A deposição do depósito de carbono deve-se à exposição da agulha do injetor e do assento aos gases de combustão, causando potencialmente variações indesejáveis no desempenho do motor.
[0367] O motor Peugeot XUD9 A/L é um motor a diesel de injeção indireta de 4 cilindros de 1,9 litro de volume varrido, obtido da Peugeot Citroen Motors especificamente para o método CEC PF023.
[0368] O motor de teste está equipado com injetores limpos, utilizando agulhas de injetor não niveladas. O fluxo de ar em várias posições de elevação de agulha foi medido em um equipamento de fluxo antes do teste. O motor é operado por um período de 10 horas em condições cíclicas.
Figure img0025
[0369] A propensão do combustível promover a formação de depósitos nos injetores de combustível é determinada medindo o fluxo de ar do bocal do injetor novamente no final do teste e comparando esses valores com aqueles antes do teste. Os resultados são expressos em termos de redução percentual do fluxo de ar em várias posições de elevação da agulha para todos os bocais. O valor médio da redução do fluxo de ar com a agulha elevada em 0,1 mm de todos os quatro bocais é considerado o nível de coqueamento do injetor para um determinado combustível.
EXEMPLO 8
[0370] Na Europa, o Conselho Europeu de Coordenação para o desenvolvimento de testes de desempenho para combustíveis de transporte, lubrificantes e outros fluidos (o órgão da indústria conhecido como CEC), desenvolveu um novo teste para aditivos para motores diesel modernos, como os motores HSDI. O teste CEC F-110-xx 1 é utilizada para avaliar se o combustível diesel é adequado para utilização em motores que atendem aos novos regulamentos de emissão da União Européia, conhecidos como regulamentos "Euro 5". O teste é baseado em um motor Peugeot DW10 usando injetores Euro 5, e é comumente chamado de teste DW10C. Esse teste mede os efeitos dos depósitos nos injetores específicos dos IDIDs em relação à aderência do injetor.
[0371] Nesse teste, os termopares são posicionados no motor para permitir a medição da temperatura de escape de cada cilindro. Isso, em conjunto com outros parâmetros medidos, permite que a aderência do injetor seja testada.
[0372] O motor do teste de incrustação do injetor é o PSA DW10CTED4/E5. Em resumo, as características do motor são: Projeto: Quatro cilindros em linha, eixo de comando de válvulas na cabeça do cilindro, turboalimentado com EGR Capacidade: 1.997 cm3 Câmara de combustão: Quatro válvulas, copo de filtro no pistão, injeção direta guiada por parede Potência: 120 kW a 3.750 rpm Torque: 340 Nm a 2.000 rpm Sistema de Injeção: Trilho comum com injeções de 6 furos controladas eletronicamente por piezo. Pressão Máxima: 1,6 x 108 Pa (1.600 bar). Projeto de propriedade da Delphi Controle de emissões: Em conformidade com os valores-limite Euro V quando combinado com o sistema de pós-tratamento de gases de escape (DPF)
[0373] Esse motor foi escolhido como um projeto representativo do moderno motor a diesel de alta velocidade de injeção direta europeu, capaz de se adequar aos requisitos de emissões europeias presentes e futuras. O sistema de injeção de trilho comum usa um projeto de bocal altamente eficiente com bordas de entrada arredondadas e orifícios de pulverização cônicos para um fluxo hidráulico ideal. Esse tipo de bocal, quando combinado com alta pressão de combustível, permitiu avanços na eficiência da combustão, redução do ruído e menor consumo de combustível, mas são sensíveis a influências que podem causar a aderência do injetor.
[0374] O teste é executado com o projeto atual do injetor de acordo com a tecnologia do injetor Euro V.
[0375] Detalhes completos do método de teste CEC F-110-xx podem ser obtidos da CEC. O ciclo de teste está resumido abaixo. 1. Estágios de aquecimento:
Figure img0026
2. Jornada Principal
Figure img0027
Figure img0028
[0376] O procedimento de teste consiste em sequências alternadas de períodos de imersão seguidos de partidas a frio que precedem os ciclos de operação principal do funcionamento do motor. Existem 5 operações principais e 6 partidas a frio.
[0377] Se o motor não conseguir iniciar ou parar durante a operação do motor e não pode ser reiniciado, o teste é interrompido.
[0378] Durante o teste, os parâmetros da ECU são registrados juntamente com as temperaturas de escape para avaliar qualquer indicação de aderência do injetor. Esses parâmetros contribuem para uma classificação geral de demérito na conclusão do teste. 1 O procedimento de teste ainda está em formato de rascunho e o número final da questão da CEC ainda não está disponível.

Claims (17)

1. Composição de combustível, caracterizada pelo fato de que compreende como um aditivo um ou mais compostos de amônio quaternário de fórmula
Figure img0029
em que R1 é um grupo alquil com menos de 8 átomos de carbono e R2 é um grupo 2-hidroxialquil com menos de 8 átomos de carbono, em que R juntamente com N forma um heterociclo selecionado de pirrolidina, piperidina, morfolina, piperazina, di-hidropirrol, pirrol, piridina, imidazol, pirimidina, isoxazol, quinolona, oxazol e pirazol; e em que R5 é CHR11CHR12COOR13, em que cada um de R11, R12 e R13 é hidrogênio ou um grupo hidrocarbil.
2. Composição de combustível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o heterociclo é selecionado de pirrolidina, morfolina, piperazina, imidazol e di-hidropirrol.
3. Composição de combustível, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de queum de R11 e R12 é hidrogênio e o outro é um grupo poli-isobutenil com um peso molecular de 500 a 2.000.
4. Composição de combustível, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o combustível é combustível diesel.
5. Composição de combustível, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais detergentes adicionais selecionados a partir de: (i) um aditivo de sal de amônio quaternário adicional que não é um composto de amônio quaternário, conforme definido na reivindicação 1; (ii) o produto de uma reação de Mannich entre um aldeído, uma amina e um fenol opcionalmente substituído; (iii) o produto da reação de um agente acilante derivado de ácido carboxílico e uma amina; (iv) o produto da reação de um agente acilante derivado de ácido carboxílico e hidrazina; (v) um sal formado pela reação de um ácido carboxílico com di-n- butilamina ou tri-n-butilamina; (vi) o produto da reação de um ácido dicarboxílico substituído por hidrocarbila ou anidrido e um composto de amina ou sal de amina cujo produto compreende pelo menos um grupo amino triazol; e (vii) um aditivo de detergente poliaromático substituído.
6. Composição de combustível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o combustível é combustível gasolina.
7. Composição de combustível, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais detergentes de gasolina selecionados a partir de: (p) aminas de polioxialquileno ou polieteraminas substituídas por hidrocarbila; (q) compostos de nitrogênio acilados que são o produto da reação de um agente acilante derivado de ácido carboxílico e uma amina; (r) aminas substituídas por hidrocarbila em que o substituinte hidrocarbila é substancialmente alifático e contém pelo menos 8 átomos de carbono; (s) aditivos de base de Mannich que compreendem condensados que contêm nitrogênio de um fenol, aldeído e amina primária ou secundária; (t) ésteres aromáticos de um polialquilfenoxialcanol; (u) um aditivo de sal de amônio quaternário adicional que não é um composto de amônio quaternário, conforme definido na reivindicação 1; e (v) hidrocarbilaminas terciárias que têm um máximo de 30 átomos de carbono.
8. Método para preparar uma composição de combustível conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, o método caracterizado pelo fato de que compreende preparar um sal de amônio quaternário pela reação de (a) uma amina terciária cíclica tendo menos que 19 átomos de carbono, que é uma amina heterocíclica N-alquila selecionado de pirrolidina, piperidina, morfolina, piperazina, di-hidropirrol, pirrol, piridina, imidazol, pirimidina, isoxazol, quinolona, oxazol e pirazol, com (b) um epóxido tendo menos de 8 átomos de carbono selecionados de óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de pentileno, óxido de hexileno, óxido de heptileno e compostos de éter glicidílico, na presença de (c) um ácido carboxílico de fórmula R5COOH; em que R5 é CHR11CHR12COOR13 em que cada um de R11, R12 e R13 é hidrogênio ou um grupo hidrocarbil, e misturando o sal de amônio quaternário ao combustível.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o epóxido é selecionado de 1,2-epóxibutano e éter isopropil glicidílico.
10. Método, de acordo com as reivindicações 8 ou 9, o método caracterizado pelo fato de que compreende adicionar o aditivo de sal de amônio quaternário ao combustível após o combustível ter deixado o terminal de distribuição.
11. Método para melhorar o desempenho de um motor, o método caracterizado pelo fato de que compreende realizar a combustão, no dito motor, de uma composição de combustível conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o motor é um motor à gasolina e o combustível é um combustível gasolina.
13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o motor é um motor a diesel que tem um sistema de injeção de combustível que compreende um sistema de injeção de combustível de alta pressão (HPFI) com pressões de combustível maiores do que 1,35 x 108 Pa (1.350 bar).
14. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 13, caracterizado pelo fato de que o melhoramento no desempenho é alcançado combatendo -se os depósitos no motor.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que combate depósitos internos do injetor a diesel e/ou que combate depósitos externos do injetor a diesel, incluindo depósitos do bocal do injetor e depósitos na ponta do injetor.
16. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 13, caracterizado pelo fato de que o melhoramento no desempenho é um ganho de potência em comparação a quando realiza a combustão de um combustível de base não aditivado e com injetores limpos.
17. Uso de um aditivo em uma composição de combustível para melhorar o desempenho de um motor que realiza a combustão da dita composição de combustível, caracterizado pelo fato de que o aditivo é um composto de amônio quaternário, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201705095D0 (en) 2017-03-30 2017-05-17 Innospec Ltd Composition and methods and uses relating thereto
BR112019020321B1 (pt) 2017-03-30 2023-10-03 Innospec Limited Composição de combustível diesel, método para combater depósitos em um motor a diesel moderno e uso de um composto de éster como um aditivo detergente em uma composição de combustível diesel
GB201705138D0 (en) 2017-03-30 2017-05-17 Innospec Ltd Method and use
BR112019020222B1 (pt) 2017-03-30 2024-03-12 Innospec Limited Método para combater depósitos em um motor a diesel moderno que tem um sistema de combustível de alta pressão e uso de um composto éster como aditivo detergente em uma composição de combustível diesel
WO2018178674A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Innospec Limited Method and use
GB201705091D0 (en) * 2017-03-30 2017-05-17 Innospec Ltd Compositions and methods and uses relating thereto
GB201705088D0 (en) 2017-03-30 2017-05-17 Innospec Ltd Composition, method and use
GB201705124D0 (en) 2017-03-30 2017-05-17 Innospec Ltd Composition, method and use
GB201705089D0 (en) 2017-03-30 2017-05-17 Innospec Ltd Composition, method and use
GB201805238D0 (en) * 2018-03-29 2018-05-16 Innospec Ltd Composition, method and use
US10308888B1 (en) * 2018-06-15 2019-06-04 Afton Chemical Corporation Quaternary ammonium fuel additives
GB201815257D0 (en) 2018-09-19 2018-10-31 Innospec Ltd Compositions and methods and uses relating thereto
US11008526B2 (en) 2019-07-23 2021-05-18 Croda Inc. Demulsifier for quaternary ammonium salt containing fuels
CN114341322B (zh) * 2019-08-14 2022-12-16 胜牌许可和知识产权有限公司 含有无灰tbn分子的润滑剂组合物
US12012564B2 (en) * 2021-08-25 2024-06-18 Afton Chemical Corporation Mannich-based quaternary ammonium salt fuel additives
US11999917B2 (en) 2021-08-25 2024-06-04 Afton Chemical Corporation Mannich-based quaternary ammonium salt fuel additives
GB202118104D0 (en) * 2021-12-14 2022-01-26 Innospec Ltd Methods and uses relating to fuel compositions
GB202118103D0 (en) * 2021-12-14 2022-01-26 Innospec Ltd Fuel compositions
GB202118107D0 (en) * 2021-12-14 2022-01-26 Innospec Ltd Fuel compositions
GB202204084D0 (en) 2022-03-23 2022-05-04 Innospec Ltd Compositions, methods and uses
GB2618101A (en) * 2022-04-26 2023-11-01 Innospec Ltd Use and method
GB202212275D0 (en) * 2022-08-23 2022-10-05 Innospec Fuel Specialties Llc Improvements in fuel
WO2024023490A1 (en) 2022-07-26 2024-02-01 Innospec Fuel Specialties Llc Improvements in fuels
US11884890B1 (en) 2023-02-07 2024-01-30 Afton Chemical Corporation Gasoline additive composition for improved engine performance
GB202302845D0 (en) * 2023-02-27 2023-04-12 Innospec Ltd Composition, method and use

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL137371C (pt) 1963-08-02
NL145565B (nl) 1965-01-28 1975-04-15 Shell Int Research Werkwijze ter bereiding van een smeermiddelcompositie.
US3574576A (en) 1965-08-23 1971-04-13 Chevron Res Distillate fuel compositions having a hydrocarbon substituted alkylene polyamine
US3822209A (en) 1966-02-01 1974-07-02 Ethyl Corp Lubricant additives
US3755433A (en) 1971-12-16 1973-08-28 Texaco Inc Ashless lubricating oil dispersant
US4288612A (en) 1976-06-21 1981-09-08 Chevron Research Company Deposit control additives
US4171959A (en) 1977-12-14 1979-10-23 Texaco Inc. Fuel composition containing quaternary ammonium salts of succinimides
EP0281994A1 (en) * 1987-03-09 1988-09-14 Nippon Chemi-Con Corporation An electrolyte for electrolytic capacitor
US4892944A (en) 1987-05-13 1990-01-09 Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. Process for producing quaternary salts
DE3826608A1 (de) 1988-08-05 1990-02-08 Basf Ag Polyetheramine oder polyetheraminderivate enthaltende kraftstoffe fuer ottomotoren
JPH0662965B2 (ja) 1990-02-02 1994-08-17 花王株式会社 燃料油添加剤及び燃料油添加剤組成物
GB9208034D0 (en) 1992-04-10 1992-05-27 Bp Chem Int Ltd Fuel composition
US5925151A (en) 1996-09-19 1999-07-20 Texaco Inc Detergent additive compositions for diesel fuels
US6217624B1 (en) 1999-02-18 2001-04-17 Chevron Chemical Company Llc Fuel compositions containing hydrocarbyl-substituted polyoxyalkylene amines
US6784317B2 (en) 2001-05-02 2004-08-31 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc Production of quaternary ammonium salt of hydroxycarboxylic acid and quarternary ammonium salt of inorganic acid
DE102004060076A1 (de) * 2004-12-14 2006-07-06 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Onium-Salzen mit Alkyl- oder Arylsulfonat-Anionen oder Alkyl- oder Arylcarboxylat-Anionen mit geringem Halogenid-Gehalt
EP3406692A1 (en) 2005-06-16 2018-11-28 The Lubrizol Corporation Fuel composition comprising a quaternary ammonium salt detergent
KR101370200B1 (ko) * 2005-12-23 2014-03-05 바스프 에스이 용융 이온액 기재 용액계, 그의 제조 및 재생 탄수화물의제조를 위한 용도
RU2427612C2 (ru) * 2006-03-31 2011-08-27 Ниппон Ойл Корпорейшн Композиция дизельного топлива
EP1884556A3 (en) 2006-08-04 2011-09-14 Infineum International Limited Diesel fuel compositions containing metallic species and detergent additives
ATE524537T1 (de) 2006-08-04 2011-09-15 Infineum Int Ltd Verfahren und anwendung zum vermeiden von ablagerungen in einem kraftstoffinjektor
US7906470B2 (en) 2006-09-01 2011-03-15 The Lubrizol Corporation Quaternary ammonium salt of a Mannich compound
EP1900795A1 (en) 2006-09-07 2008-03-19 Infineum International Limited Method and use for the prevention of fuel injector deposits
US20080060608A1 (en) 2006-09-07 2008-03-13 Angela Priscilla Breakspear Method and use for the prevention of fuel injector deposits
US20080113890A1 (en) 2006-11-09 2008-05-15 The Lubrizol Corporation Quaternary Ammonium Salt of a Polyalkene-Substituted Amine Compound
US8053546B2 (en) 2007-06-11 2011-11-08 Basf Se Catalyst for curing epoxides
MY149833A (en) * 2007-09-27 2013-10-31 Innospec Ltd Fuel compositions
MY147854A (en) 2007-09-27 2013-01-31 Innospec Ltd Fuel compositions
US8623105B2 (en) 2008-05-13 2014-01-07 Afton Chemical Corporation Fuel additives to maintain optimum injector performance
CN102449101A (zh) * 2009-03-31 2012-05-09 纳幕尔杜邦公司 溴化锂/水吸收循环系统中的离子化合物
GB201001920D0 (en) 2010-02-05 2010-03-24 Innospec Ltd Fuel compostions
US8790426B2 (en) 2010-04-27 2014-07-29 Basf Se Quaternized terpolymer
GB201007756D0 (en) 2010-05-10 2010-06-23 Innospec Ltd Composition, method and use
US8911516B2 (en) 2010-06-25 2014-12-16 Basf Se Quaternized copolymer
US20120010112A1 (en) 2010-07-06 2012-01-12 Basf Se Acid-free quaternized nitrogen compounds and use thereof as additives in fuels and lubricants
GB201113388D0 (en) 2011-08-03 2011-09-21 Innospec Ltd Fuel compositions
US9062266B2 (en) * 2012-02-10 2015-06-23 Basf Se Imidazolium salts as additives for fuels
KR20150079782A (ko) * 2012-10-23 2015-07-08 바스프 에스이 히드로카르빌 에폭시드의 4차화 암모늄 염 및 연료 및 윤활제 내의 첨가제로서의 이의 용도
US9388354B2 (en) 2012-11-06 2016-07-12 Basf Se Tertiary amines for reducing injector nozzle fouling and modifying friction in direct injection spark ignition engines
GB201313423D0 (en) * 2013-07-26 2013-09-11 Innospec Ltd Compositions and methods
EP2940010A1 (en) * 2014-04-29 2015-11-04 Basf Se Ionic liquids based on oxalic acid mono amides

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