BR112018073099B1

BR112018073099B1 - Uso de nitrato de 2-etil-hexila e um ou mais detergentes em uma composição de combustível diesel

Info

Publication number: BR112018073099B1
Application number: BR112018073099-8A
Authority: BR
Inventors: Joern Karl; Christopher William Clayton; Michael Gee; John Rimmer
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij B.V
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2022-05-03
Also published as: PH12018502470A1; EP3464521A1; WO2017203003A1; BR112018073099A2; ZA201807392B; JP2019519638A; JP7045332B2; EP3464521B1; MY188254A; CN117965212A; CN109153930A

Abstract

Trata-se do uso de nitrato de 2-etil-hexila, em combinação com um ou mais detergentes em uma composição de combustível diesel para o propósito de reduzir depósitos internos em injetor de diesel (IDIDs) em um motor de combustão de ignição por compressão.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a composições de combustível líquido que têm propriedades de limpeza e redução de depósito aprimoradas, especialmente, propriedades de redução de depósito interno em injetor de diesel (IDID), e, em particular, ao uso de nitrato de 2-etil-hexila e um ou mais detergentes em combinação em uma composição de combustível diesel para fornecer os ditos aprimoramentos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] As regulamentações governamentais e as demandas do mercado continuam a enfatizar a conservação de combustíveis fósseis no setor de transporte. O acúmulo de depósitos que resulta da combustão de combustível em um motor reduz a eficiência de combustão adicional e resulta no uso ineficaz de combustível durante a vida útil de um motor.

[003] Um problema comum nos motores a diesel é o incrustamento do injetor, particularmente, do corpo do injetor e do bocal de injetor. O incrustamento do bocal do injetor ocorre quando o bocal é bloqueado com depósitos do combustível diesel. Os depósitos também são conhecidos por ocorrer na ponta de injetor.

[004] Além desses depósitos de injetor “externos” no orifício do bocal e na ponta do injetor que resultam em fluxo reduzido e perda de potência, os depósitos podem ocorrer dentro do corpo de injetor causando mais problemas. Esses depósitos podem ser denominados depósitos internos em injetor de diesel, ou IDIDs. Os IDIDs incluem depósitos no assento de agulha e a montante no injetor, e excluem depósitos nos orifícios de bocal de injetor. Os IDIDs ocorrem no injetor nas partes móveis críticas. Os IDIDs podem impedir o movimento dessas partes afetando o tempo e a quantidade de injeção de combustível e também ter outros efeitos indesejáveis. Visto que os motores a diesel modernos operam sob condições muito precisas, esses depósitos podem ter um impacto significativo no desempenho.

[005] Os IDIDs podem causar diversos problemas, incluindo perda de potência, avarias no motor, marcha lenta irregular e economia de combustível reduzida devido à medição e combustão de combustível menores que a ideal. Inicialmente, o usuário pode experimentar problemas de partida a frio e/ou funcionamento irregular de motor. Eventualmente, esses depósitos podem resultar em uma aderência de injetor mais grave. Isso ocorre quando os depósitos impedem que partes do injetor se movam e, desse modo, o injetor para de funcionar. Quando um ou mais dentre os injetores aderem, o motor pode falhar completamente.

[006] Os aditivos de detergente são normalmente adicionados aos combustíveis diesel para reduzir, remover ou retardar o acúmulo de depósitos em motor. Os aditivos de detergentes têm, desse modo, sido comumente usados em composições de combustível para tentar reduzir os depósitos, mas ainda há a necessidade de aditivos melhores para reduzir a formação de depósitos, em particular, de depósitos “internos” em injetor de diesel ou formação de IDIDs.

[007] Qualquer aprimoramento adicional na economia de combustível (FE) também é de grande importância no setor automotivo. Também existe, portanto, uma necessidade contínua de aprimoramentos em desempenho de economia de combustível das composições de combustível usadas para abastecer um motor de combustão interna.

[008] Os nitratos orgânicos são conhecidos há algum tempo como aceleradores de ignição em combustíveis, e alguns também são conhecidos por aumentar o número de cetano de combustíveis diesel. Talvez o melhorador de ignição de combustível diesel mais comumente usado seja o nitrato de 2-etil-hexila (2-EHN), que é entendido, de modo geral, por operar encurtando-se o atraso de ignição de um combustível ao qual o mesmo é adicionado.

[009] Há algumas propostas na técnica do uso de 2-EHN em combinação com outros componentes de combustível diesel para obter benefícios específicos, muitas vezes em relação ao melhoramento das propriedades de número de cetano da formulação de combustível resultante.

[0010] O documento n° RU2010124844A é tal proposta e se refere a aditivos que contêm combustível diesel que aumentam o número de cetano. Os aditivos consistem em nitrato de ciclohexila pré-misturado ou 2-EHN e peróxidos selecionados a partir de peróxido de di-terc-butila, peróxido de dicumila e hidroperóxido de cumila. O efeito desses aditivos é o número alto de cetano do combustível diesel e o baixo teor de óxidos de nitrogênio nos gases de escape.

[0011] Portanto, sabe-se a partir da técnica anterior, que o uso de 2- EHN por si só ou em combinação com determinados outros componentes alcança um efeito de número de cetano melhorado.

[0012] Na indústria, até o momento não se tem conhecimento de que o 2-EHN tenha qualquer efeito na limpeza de motor ou na formação de depósitos, em particular, na formação de depósito interno em injetor de diesel (IDID).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] Constatou-se surpreendentemente que através do uso de 2- EHN em combinação com um detergente, um efeito sinérgico de maior limpeza do motor e redução de depósitos em injetor do motor, em particular, depósitos internos em injetor diesel ou IDIDs, podem ser obtidos. Tal aumento em limpeza acima do que pode ser alcançado apenas pelo uso do detergente por si só é totalmente surpreendente e inesperado.

[0014] O uso combinado de 2-EHN e detergente reduz os depósitos em injetor, em particular, depósitos internos em injetor diesel ou IDIDs, aumenta a limpeza de motor e resulta indiretamente em um aprimoramento nas propriedades de economia de combustível de uma composição de combustível. Esse também permite o uso de uma quantidade reduzida de aditivo de detergente dispendioso.

[0015] Consequentemente, em um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido o uso de nitrato de 2-etil-hexila e um ou mais detergentes em uma composição de combustível diesel com o propósito de evitar ou reduzir depósitos “internos” em injetor de diesel ou IDIDs em um motor de ignição por compressão e/ou para o propósito de aprimorar a economia de combustível.

[0016] Em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para aprimorar a limpeza e/ou o desempenho de economia de combustível de um motor de combustão interna, alimentando-se o motor de combustão interna com uma composição de combustível diesel que compreende nitrato de 2-etil-hexila e um ou mais detergentes em combinação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] O termo “economia de combustível”, conforme usado no presente documento, se refere à eficiência otimizada de um motor que consome combustível, ou seja, a mesma potência pode ser obtida a partir do motor que consome menos combustível (e, portanto, que emite menos dióxido de carbono).

[0018] De acordo com a presente invenção, é fornecido o uso de nitrato de 2-etil-hexila e um ou mais detergentes em uma composição de combustível diesel, entre outros, com o propósito de aprimorar a limpeza e, como resultado, a economia de combustível. No contexto desse aspecto da invenção, o termo “aprimorar” abrange qualquer grau de aprimoramento. Constatou-se através da classificação de limpeza (avaliada através de redução de depósito) que o aprimoramento entre 250 e 300% é constatado. O aprimoramento pode ser da ordem de 10% ou mais, preferencialmente, 20% ou mais, mais preferencialmente, 50% ou mais, e, especialmente, 100% ou mais da limpeza de uma formulação de combustível análoga, conforme medida por um aumento na pontuação de classificação, por exemplo, de acordo com o método de teste CEC F-110-16 (emissão 1), antes de adicionar tanto nitrato de 2-etil-hexila quanto um detergente à mesma, de acordo com a presente invenção.

[0019] De acordo com a presente invenção, a limpeza e a redução do depósito podem ser determinadas de qualquer modo conhecido na técnica. Em relação à presente invenção, essa é, no entanto, preferencialmente avaliada através do método de teste CEC F-110-16 (emissão 1).

[0020] De acordo com a presente invenção, a economia de combustível de uma composição de combustível também pode ser determinada de qualquer maneira conhecida, por exemplo, com o uso do procedimento de teste padrão de acordo com a DIRETIVA EEC 90/C81/01, com o uso do New European Drive Cycle (NEDC) para um veículo em um dinamômetro de chassis ou um motor de bancada. Isso fornece o chamado número de consumo de combustível “medido” obtido em condições de funcionamento do motor. Em algumas modalidades, os métodos/usos englobam a adição de 2-EHN e um ou mais detergentes a uma composição de combustível, de modo a ajustar o desempenho da economia de combustível ou alcançar ou atingir um valor de economia de combustível alvo desejado. No contexto da invenção, “alcançar” um valor de economia de combustível alvo também pode abranger exceder esse número. Desse modo, o número de economia de combustível alvo pode ser um valor de economia de combustível mínimo.

[0021] Os aditivos de detergente são adicionados aos combustíveis diesel em níveis destinados a reduzir, remover ou retardar o acúmulo de depósitos em motor. Pelas constatações da presente invenção, essa ação normal é sinergicamente aumentada ou melhorada pelo uso de 2-EHN. A concentração (matéria ativa) de um ou mais detergentes na composição do combustível diesel está convencionalmente na faixa de 5 a 1.500 ppm-p, adequadamente, de 10 a 750 ppm-p, mais adequadamente, de 10 a 600 ppm-p. Em uma modalidade da presente invenção, a concentração (matéria ativa) de um ou mais detergentes na composição de combustível diesel está na faixa de 10 a 500 ppm-p. É uma vantagem da presente invenção que, em virtude do efeito sinérgico do uso de 2-EHN em conjunto com o detergente, a quantidade de aditivo de detergente dispendioso pode, então, ser reduzida.

[0022] O 2-EHN está, preferencialmente, presente na composição de combustível a um nível na faixa de 10 a 1.500 ppm-p, mais preferencialmente, de 50 a 1.000 ppm-p, ainda mais preferencialmente, 100 a 800 ppm-p e, especialmente, de 200 a 700 ppm-p. Os níveis de 2-EHN indicados no presente documento se referem a 2-EHN, que é adicionado ao combustível-base acima de qualquer 2-EHN, o qual pode já estar presente no combustível-base. O 2-EHN pode já estar presente no combustível-base, por exemplo, a fim de o combustível-base cumprir as especificações de combustível diesel padrão, como EN590 ou ASTM D975. Até 1.500 ppm-p ou mais de 2-EHN podem já estar presentes no combustível-base, em peso do combustível-base total.

[0023] A composição contém um ou mais detergentes. Em uma modalidade da presente invenção, a composição contém apenas um detergente.

[0024] Os exemplos de detergentes adequados para o uso para o presente propósito incluem succinimidas substituídas por poliolefina ou succinamidas de poliaminas, por exemplo, succinimidas de poli-isobutileno ou succinimidas de poli-isobutileno e amina, aminas alifáticas, bases de Mannich ou anidretos maleicos de aminas e poliolefina (por exemplo, poli- isobutileno). Os aditivos dispersantes de succinimida são descritos, por exemplo, nos documentos n° GB-A-960493, EP-A-0147240, EP-A-0482253, EP-A-0613938, EP-A-0557516 e WO-A-98/42808. São particularmente preferidas succinimidas substituídas por poliolefinas, tais como poli- isobutileno, succinimidas e, especialmente, PIBSI-TEPA (succinimidas de poli-isobutileno geradas com o uso de misturas técnicas de poliamina que contêm uma proporção alta de tetraetilenopentamina).

[0025] Outros detergentes adequados para o uso em aditivos de combustível diesel para o presente propósito incluem sais de amônia quaternária, tais como aqueles descritos nos documentos n° U.S.2012/0102826, U.S.2012/0010112, WO2011/149799, WO2011/149799, WO2011/110860 e WO2006/135881.

[0026] A mistura de aditivo de combustível diesel pode conter outros componentes além do detergente e do 2-EHN. Os exemplos são intensificador de lubricidade; aditivos redutores da turbidez, por exemplo, polímeros de formaldeído fenol alcoxilados; agentes antiespumante (por exemplo, polissiloxanos modificados por poliéter); melhoradores de ignição adicional (melhoradores de cetano), tais como nitrato de ciclo-hexila, peróxido de di-terc-butila e aqueles revelados no documento n° US-A- 4208190 na coluna 2, linha 27 a coluna 3, linha 21); agentes antiferrugem (por exemplo, um semiéster de ácido tetrapropenil succínico de propano-1,2- diol, ou ésteres de álcool poli-hídrico de um derivado de ácido succínico, em que o derivado de ácido succínico tem em pelo menos um de seus átomos de alfa-carbono um grupo hidrocarboneto alifático não substituído ou substituído que contém de 20 a 500 átomos de carbono, por exemplo, o diéster de pentaeritritol de ácido succínico substituído por poli-isobutileno); inibidores de corrosão; reodorantes; aditivos antidesgaste; antioxidantes (por exemplo, fenólicos, tais como 2,6-di-terc-butilfenol ou fenilenodiaminas, como N,N’- di-sec-butil-p-fenilenodiamina); desativadores de metal; melhoradores de combustão; aditivos dissipadores de estática; melhoradores de fluxo frio; e agentes antiassentamento de cera.

[0027] Salvo caso declarado o contrário, a concentração (matéria ativa) de cada tal componente aditivo opcional na composição de combustível diesel aditivado é, preferencialmente, de até 10.000 ppm-p, mais preferencialmente, está na faixa de 0,1 a 1.000 ppm-p, vantajosamente, de 0,1 a 300 ppm-p, tal como de 0,1 a 150 ppm-p.

[0028] Doravante no presente documento, outros aditivos são discutidos em maiores detalhes.

[0029] A mistura de aditivo de combustível diesel pode conter um intensificador de lubricidade, especialmente, quando a composição de combustível diesel tem um baixo (por exemplo, 500 ppm-p ou menos) teor de enxofre. Na composição de combustível diesel aditivado, um intensificador de lubricidade está convenientemente presente em uma concentração menor que 1.000 ppm-p, preferencialmente, entre 50 e 1.000 ppm-p, mais preferencialmente, entre 70 e 1.000 ppm-p. Os intensificadores de lubricidade comercialmente disponíveis adequados incluem aditivos à base de éster e ácido. Os intensificadores de lubricidade são descritos na literatura de patente, em particular, em conexão aos seus usos em combustíveis diesel de baixo teor de enxofre, por exemplo, em:

[0030] - o artigo de Danping Wei e HA Spikes, “The Lubricity of Diesel Fuels”, Wear, III (1986) 217 a 235;

[0031] - documento n° WO-A-95/33805 - melhoradores de fluxo frio para intensificar a lubricidade de combustíveis de baixo teor de enxofre;

[0032] - documento n° US-A-5490864 - determinados dialcóois de diéster ditiofosfórico como aditivos de lubricidade antidesgaste para combustíveis diesel de enxofre; e

[0033] - documento n° WO-A-98/01516 - determinados compostos aromáticos de alquila que têm pelo menos um grupo de carboxila afixado aos seus núcleos aromáticos, para conferir efeitos de lubricidade antidesgaste, particularmente, em combustíveis diesel de baixo teor de enxofre.

[0034] Além do 2-EHN, a composição de combustível incluída no presente documento pode compreender um ou mais outros intensificadores de número de cetano. Os intensificadores de número de cetano são conhecidos e são comercialmente disponibilizados, e também podem ser conhecidos (no contexto de combustíveis diesel) como “melhoradores (de número) de cetano”, “melhoradores de combustão” e “melhoradores de ignição”, etc. conforme anteriormente descrito.

[0035] Os intensificadores de cetano são frequentemente adicionados aos combustíveis diesel, em níveis aditivos (tipicamente, 10 a 2.000 ppm em p/p).

[0036] Os mesmos funcionam para reduzir o retardo de ignição, ou seja, o período entre o momento de injeção do combustível e o início de combustão (ignição).

[0037] O número de cetano (CN) de um combustível é definido por referência às propriedades de ignição de misturas padrão de n-hexadecano (cetano, CN = 100) e 2,2,4,4,6,8,8-hepta-metilnonano (CN = 15). Um combustível com alto CN tem um período de ignição curto. Tipicamente, as moléculas com altos números de octano, que conferem resistência à ignição espontânea em motores de ignição por centelha com gasolina, têm números de cetano baixos. A adição de pequenas quantidades de intensificadores de cetano para um combustível diesel pode, portanto, resultar em propriedades de combustível aprimoradas com base no menor retardo de ignição.

[0038] Os intensificadores de número de cetano incluem, porém, sem limitação, determinados nitratos orgânicos diferentes de 2-EHN (por exemplo, nitrato de isopropila, nitrato de ciclo-hexila e nitrato de metoxietila) e perácidos e perésteres orgânicos.

[0039] Também pode ser preferível que a composição do combustível diesel contenha um agente antiespumante, mais preferencialmente, em combinação com um agente antiferrugem e/ou um inibidor de corrosão e/ou um aditivo de intensificação de lubricidade.

[0040] A concentração (matéria ativa) de qualquer aditivo redutor da turbidez na composição de combustível diesel estará, preferencialmente, na faixa de 0,1 a 20 ppm-p, mais preferencialmente, de 1 a 15 ppm-p, ainda mais preferencialmente, de 1 a 10 ppm-p e, especialmente, de 1 a 5 ppm-p. Alternativamente, pode-se usar níveis mais altos de um composto de aditivo redutor da turbidez.

[0041] A concentração (matéria ativa) de qualquer melhorador de ignição adicional presente será, preferencialmente, 2.600 ppm-p ou menos, mais preferencialmente, 2.000 ppm-p ou menos, ainda mais preferencialmente, 300 a 1.500 ppm-p.

[0042] Uma mistura convencional de aditivo de combustível para uma composição de combustível diesel conterá tipicamente um diluente compatível com combustível diesel. Tal diluente pode ser um óleo mineral, um solvente, tal como aqueles vendidos por empresas Shell sob o nome comercial “SHELLSOL”, um solvente polar, tal como um éster e, em particular, um álcool, por exemplo, hexanol, 2-etil-hexanol, decanol, isotridecanol e misturas de álcool, tais como aqueles vendidos por empresas Shell sob o nome comercial “LINEVOL”, especialmente, álcool LINEVOL 79 que é uma mistura de C7-9 álcoois primários ou uma mistura de C12-14 que é comercialmente disponibilizada. Uma mistura aditiva de combustível para obter o uso da presente invenção pode conter o um ou mais detergentes, o 2- EHN e o diluente, conforme descrito acima. Uma mistura aditiva de combustível para obter o uso da presente invenção pode alternativamente conter um ou mais detergentes e diluentes, conforme descrito acima sem o 2- EHN. Nesse caso, o 2-EHN já está presente no combustível-base ou é adicionado ao combustível-base separadamente. Em outra modalidade, o 2- EHN pode estar presente tanto em uma mistura aditiva de combustível quanto no combustível-base.

[0043] No uso, o 2-EHN e o um ou mais detergentes podem, desse modo, ser pré-dissolvidos em um solvente adequado, por exemplo, um óleo tal como um óleo mineral ou uma mistura de hidrocarbonetos derivados de Fischer-Tropsch; um componente de combustível (que pode, novamente, ser mineral ou derivado de Fischer-Tropsch) compatível com a composição do combustível diesel em que o aditivo será usado (por exemplo, um componente de combustível destilado intermediário, tal como gasóleo ou querosene); uma polialfaolefina; um chamado biocombustível tal como éster de alquila de ácido graxo (FAAE), um produto de síntese de biomassa para líquido derivado de Fischer-Tropsch, um óleo vegetal hidrogenado, um óleo de resíduos ou algas ou um álcool tal como etanol; um solvente aromático; qualquer outro hidrocarboneto ou solvente orgânico; ou uma mistura dos mesmos. Os solventes preferidos para o uso nesse contexto são componentes e solventes de combustível diesel à base de óleo mineral, que incluem nafta aromática pesada, e componentes derivados de Fischer-Tropsch, tais como os componentes “XtL” denominados abaixo. Os solventes para biocombustíveis também podem ser preferidos em determinados casos. Tipicamente, o 2-EHN e um ou mais detergentes serão parte de um pacote (de desempenho) de aditivos que contém adicionalmente outros aditivos, tais como agentes antiespumantes, inibidores de corrosão, agentes redutores da turbidez, etc. Alternativamente, o 2-EHN e um ou mais detergentes podem ser misturados diretamente com o combustível-base.

[0044] O teor total dos aditivos adicionais na composição de combustível diesel pode estar adequadamente entre 0 e 10.000 ppm-p e, preferencialmente, abaixo de 5.000 ppm-p.

[0045] No acima, as quantidades (concentrações, % em volume, ppm- p, % em peso) de componentes são de matéria ativa, isto é, exclusivas de solventes voláteis/materiais diluentes.

[0046] A composição de combustível líquido da presente invenção pode ser produzida misturando-se por adição a nafta e o hidrocarboneto oxigenado com um combustível-base diesel adequado para o uso em um motor de combustão interna.

[0047] O restante da composição consistirá tipicamente em um ou mais combustíveis-base automotivos, opcionalmente, em conjunto com um ou mais outros aditivos de combustível, por exemplo, conforme descrito acima.

[0048] O motor em que a composição de combustível diesel da invenção é usada pode ser qualquer motor apropriado. Desse modo, quando o combustível for uma composição de diesel ou combustível biodiesel, o motor é um motor de ignição a diesel ou por compressão. De modo semelhante, qualquer tipo de motor a diesel pode ser usado, tal como motor a diesel turboalimentado, contanto que o mesmo motor ou equivalente seja usado para medir a economia de combustível com e sem os componentes que aumentam a economia de combustível. De modo geral, os melhoradores da economia de combustível da invenção são adequados para o uso em uma ampla faixa de condições de funcionamento do motor.

[0049] Uma composição de combustível diesel preparada de acordo com a presente invenção pode, de modo geral, ser qualquer tipo de composição de combustível diesel adequada para o uso em um motor de ignição por compressão (diesel); e o próprio pode compreender uma mistura de componentes de combustível diesel.

[0050] Desse modo, além do 2-EHN e de um ou mais detergentes, uma composição de combustível diesel preparada de acordo com a presente invenção pode compreender um ou mais componentes de combustível diesel do tipo convencional. Pode, por exemplo, incluir uma proporção maior de um combustível-base diesel, por exemplo, do tipo descrito acima. Nesse contexto, uma “proporção principal” significa pelo menos 50% em p/p e, tipicamente, pelo menos 85% em p/p com base na composição geral. Mais adequadamente, pelo menos 90% em p/p ou pelo menos 95% em p/p. Em alguns casos, pelo menos 98% em p/p ou pelo menos 99% em p/p da composição de combustível consiste no combustível-base diesel. Consequentemente, em algumas modalidades, o próprio combustível-base pode compreender uma mistura de dois ou mais componentes de combustível diesel dos tipos descritos acima.

[0051] Componentes de combustível diesel típicos compreendem óleos de combustíveis destilados médios de hidrocarbonetos líquidos, por exemplo, gasóleos derivados de petróleo. Tais componentes de combustível- base podem ser orgânica ou sinteticamente derivados, e são adequadamente obtidos por destilação de uma faixa desejada de frações de um óleo bruto. Os mesmos combustíveis terão, tipicamente, pontos de ebulição na faixa de diesel habitual de 150 a 410 °C ou 170 a 370 °C, dependendo do grau e do uso. Os mesmos terão, tipicamente, densidades de 0,75 a 0,9 g/cm3, tal como de 0,8 a 0,86 g/cm3, a 15 °C (IP 365) e números de cetano medidos (ASTM D613) de 35 a 80, mais preferencialmente, de 40 a 75. Os seus pontos de ebulição iniciais estarão adequadamente na faixa de 150 a 230 °C e seus pontos de ebulição finais na faixa de 290 a 400 °C. Sua viscosidade cinemática a 40 °C (ASTM D445) pode, adequadamente, ser a partir de 1,5 a 4,5 m2/s (1,5 a 4,5 centistokes). Tais combustíveis são, de modo geral, adequados para o uso em motores de combustão interna de ignição por compressão (diesel), do tipo por injeção indireta ou direta.

[0052] Uma composição de combustível diesel automotivo que resulta da realização da presente invenção também estar adequadamente sob nessas especificações gerais. Consequentemente, a mesma estará de acordo, de modo geral, com a especificação padrão atual aplicável (ou especificações padrão atuais aplicáveis), tal como, por exemplo, o documento n° EN 590 (para a Europa) ou ASTM D975 (para os EUA). A título de exemplo, a composição de combustível pode ter uma densidade de 0,82 a 0,845 g/cm3 a 15 °C; um ponto de ebulição T95 (ASTM D86) de 360 °C ou menos; um número de cetano (ASTM D613) de 45 ou maior; uma viscosidade cinemática (ASTM D445) de 2 a 4,5 mm2/s a 40 °C; um teor de enxofre (ASTM D2622) de 50 mg/kg ou menos; e/ou um teor de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) (IP391 (mod)) menor que 11% em p/p. As especificações relevantes podem, no entanto, diferir de país para país e de ano para ano e podem depender do uso destinado da composição de combustível. Em particular, o seu número de cetano medido será, preferencialmente, de 40 a 70, a 75 ou a 80, mais preferencialmente, de 50 a 65, ou pelo menos maior que 50, maior que 55, maior que 60 ou maior que 65.

[0053] Um gasóleo derivado do petróleo, por exemplo, obtido a partir da refinação e, opcionalmente, do (hidro) processamento de uma fonte de petróleo bruto, pode ser incorporado em uma composição de combustível diesel. Esse pode ser uma única corrente de gasóleo obtida a partir de tal processo de refinaria ou uma mescla de diversas frações de gasóleo obtidas no processo de refinaria por meio de diferentes vias de processamento. Os exemplos de tais frações de gasóleo são gasóleo de destilação direta, gasóleo a vácuo, gasóleo conforme obtido e um processo de craqueamento térmico, óleos de ciclo leve e pesado, conforme obtidos em uma unidade de craqueamento catalítico de fluido, e gasóleo conforme obtido a partir de uma unidade de hidrocraqueamento. Opcionalmente, um gasóleo derivado de petróleo pode compreender alguma fração de querosene derivada de petróleo. Tais gasóleos podem ser processados em uma unidade de hidrodessulfurização (HDS) de modo a reduzir seus teores de enxofre até um nível adequado para inclusão em uma composição de combustível diesel. Isso também tende a reduzir o teor de outras espécies polares, tais como espécies que contém oxigênio ou nitrogênio. Em alguns casos, a composição de combustível incluirá um ou mais produtos craqueados obtidos pela divisão de hidrocarbonetos pesados.

[0054] Em algumas modalidades da presente invenção, o combustível-base pode ser ou conter outro chamado componente de combustível “biodiesel”, tal como óleo vegetal, óleo vegetal hidrogenado ou derivado de óleo vegetal (por exemplo, um éster de ácido graxo, em particular, um éster metílico de ácido graxo, FAME), ou outro oxigenado, tal como um ácido, cetona ou éster. Esses componentes não precisam necessariamente ser bio-derivados. Quando a composição do combustível contiver um componente de biodiesel, o componente de biodiesel pode estar presente em quantidades de até 100%, como entre 1% e 99% em p/p, entre 2% e 80% em p/p, entre 2% e 50% em p/p, entre 3% e 40% em p/p, entre 4% e 30% em p/p ou entre 5% e 20% em p/p. Em uma modalidade, o componente de biodiesel pode ser FAME.

[0055] O combustível-base diesel pode compreender ou consistir em um componente de combustível diesel derivado de Fischer-Tropsch, tipicamente, um gasóleo derivado de Fischer-Tropsch. Conforme usado no presente documento, o termo “derivado de Fischer-Tropsch” significa que um material é, ou é obtido a partir de, um produto de síntese de um processo de condensação de Fischer-Tropsch. Um combustível ou componente de combustível derivado de Fischer-Tropsch será, portanto, uma corrente de hidrocarboneto em que uma porção substancial, exceto pelo hidrogênio adicionado, é derivada direta ou indiretamente de um processo de condensação de Fischer-Tropsch.

[0056] Os combustíveis de Fischer-Tropsch podem ser derivados pela conversão de gás, biomassa ou carvão em líquido (XtL), especificamente, pela conversão de gás em líquido (GtL), ou de conversão de biomassa em líquido (BtL). Qualquer forma de componente de combustível derivado de Fischer-Tropsch pode ser usada como combustível-base, de acordo com a invenção.

[0057] O combustível-base possui, adequadamente, um baixo teor de enxofre, por exemplo, de no máximo, 2.000 mg/kg (2.000 partes por milhão em peso / ppm-p). Mais adequadamente, terá um teor de enxofre baixo ou ultrabaixo, por exemplo, no máximo, 500 mg/kg (500 ppm-p), tal como não mais que 350 mg/kg (350 ppm-p), e ainda mais apropriadamente não mais que 100 ou 50 ou 10 ou mesmo 5 mg/kg (5 ppm-p) de enxofre. O mesmo pode ser um chamado combustível com "zero enxofre"; embora em alguns casos possa ser desejado que o combustível-base não seja um combustível livre de enxofre (“zero enxofre”). Idealmente, uma composição de combustível que resulta da realização da presente invenção também terá um teor de enxofre dentro desses limites.

[0058] Uma composição de combustível diesel automotiva preparada de acordo com a presente invenção estará adequadamente de acordo com a especificação padrão atual aplicável (ou especificações padrão atuais aplicáveis), como, por exemplo, EN 590 (para Europa) ou ASTM D-975 (para EUA). A título de exemplo, a composição de combustível geral pode ter uma densidade de 820 a 845 kg/m3 a 15 °C (ASTM D-4052 ou a EN ISO 3675); um ponto de ebulição T95 (ASTM D-86 ou EN ISO 3405) de 360 °C ou menos; um número de cetano medido (ASTM D-613) de 40 ou maior; um Vk40 (ASTM D-445 ou EN ISO 3104) de 2 a 4,5 mm2/s; um teor de enxofre (ASTM D-2622 ou EN ISO 20846) de 50 mg/kg ou maior; e/ou um teor de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) (IP 391 (mod)) menor que 8% em p/p. As especificações relevantes podem, no entanto, diferir de país para país e de ano para ano e podem depender do uso destinado da composição de combustível.

[0059] Deve-se observar, no entanto, que uma composição de combustível diesel preparada de acordo com a presente invenção pode conter componentes de combustível com propriedades fora dessas faixas, uma vez que as propriedades de uma mescla geral podem diferir, muitas vezes significativamente, daquelas dos seus constituintes individuais.

[0060] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido o uso de 2-EHN e um ou mais detergentes para aprimorar o desempenho de redução ou limpeza de depósito de uma composição de combustível e/ou aprimorar o desempenho de economia de combustível de uma composição de combustível. No contexto da presente invenção, o “uso” de 2-EHN e de um ou mais detergentes em uma composição de combustível significa incorporar o 2-EHN e/ou um ou mais detergentes na composição, tipicamente, como uma mescla (isto é, uma mistura física) com um ou mais componentes de combustível (tipicamente, combustíveis-base diesel) e, opcionalmente, com um ou mais aditivos de combustível adicionais, sendo diferentes de 2-EHN e detergente (ou detergentes).

[0061] O 2-EHN e os um ou mais detergentes são, de preferência, incorporados na composição de combustível antes da composição ser introduzida em um motor que deve ser executado na composição. Consequentemente, o 2-EHN e o um ou mais detergentes podem ser dosados diretamente em (por exemplo, mesclados com) um ou mais componentes da composição de combustível ou o combustível-base na refinaria. Por exemplo, os mesmos podem ser pré-diluídos em um componente de combustível adequado, quem subsequentemente, forma parte da composição de combustível automotivo geral. Alternativamente, os mesmos podem ser adicionados a uma composição de combustível diesel a jusante da refinaria. Por exemplo, os mesmos podem ser adicionados como parte de um pacote aditivos que contém um ou mais outros aditivos de combustível. Isso pode ser particularmente vantajoso devido ao fato de em algumas circunstâncias poder ser inconveniente ou indesejável modificar a composição de combustível na refinaria. Por exemplo, a mescla de componentes básicos de combustível pode não ser viável em todos os locais, enquanto a introdução de aditivos de combustível, em concentrações relativamente baixas, pode ser mais prontamente alcançada em depósitos de combustível ou em outros pontos de preenchimento, tais como pontos de preenchimento, distribuidores, tanques de clientes e veículos.

[0062] Consequentemente, o "uso" da invenção também pode abranger o fornecimento de 2-EHN e/ou um ou mais detergentes em conjunto com instruções para seu uso em uma composição de combustível diesel para alcançar um dos benefícios da presente invenção. O 2-EHN e/ou um ou mais detergentes podem, portanto, ser fornecidos como um componente de uma formulação que é adequada para e/ou destinada a ser usada como um aditivo de combustível, em particular, um aditivo de combustível diesel. A título de exemplo, o 2-EHN e/ou um ou mais detergentes podem ser incorporados em uma formulação ou pacote aditivo em conjunto com um ou mais outros aditivos de combustível. Conforme descrito acima, um ou mais aditivos de combustível podem ser selecionados a partir de qualquer aditivo útil, tais como aditivos anticorrosivos, agentes redutores da turbidez, agentes antiespumantes, ésteres, poli-alfa olefinas, ácidos orgânicos de cadeia longa, componentes que contêm centros de amina ou amida ativa, e misturas dos mesmos, conforme é conhecido por aquele versado na técnica.

[0063] De acordo com outro aspecto da invenção, fornece-se um processo para a preparação de uma composição de combustível automotivo, em que o processo envolve mesclar um combustível-base diesel (ou mistura de combustível-base) com 2-EHN e um ou mais detergentes. A mescla pode ser realizada para um ou mais dentre os propósitos descritos no presente documento.

[0064] Em alguns casos, o 2-EHN e/ou um ou mais detergentes podem não ser adequados para a pré-mistura com outros aditivos de combustível e podem, portanto, ser dosados diretamente na composição de combustível a partir de um estoque concentrado (100%) ou pré-diluído.

[0065] Embora a quantidade de 2-EHN e de um ou mais detergentes para o uso, de acordo com a invenção, possa variar dependendo do tipo de combustível e/ou das condições de trabalho de motor a serem usados, um benefício adicional da invenção é que sob algumas condições de motor a quantidade, particularmente do um ou mais detergentes necessários para observar o benefício da invenção, pode ser surpreendentemente baixa e menor que a concentração normal de aditivo de detergente exigida para fornecer o mesmo efeito de redução de limpeza/depósito. Isso, por sua vez, pode reduzir o custo e a complexidade do processo de preparação de combustível.

[0066] Além disso, um aditivo que deve ser usado em uma concentração relativamente baixa pode naturalmente ser transportado, armazenado e introduzido em uma composição de combustível mais econômica que um componente de combustível que precisa ser usado em concentrações da ordem de dezenas em peso.

[0067] Outro aspecto da invenção fornece um método para operar um motor de combustão interna e/ou um veículo movido por um tal motor, que compreende introduzir em uma câmara de combustão do motor uma composição de combustível preparada de acordo com a invenção. A composição combustível é vantajosamente introduzida para um ou mais dentre os propósitos descritos em relação a essa invenção. Desse modo, o motor é preferencialmente operado com a composição de combustível com o propósito de aprimorar a limpeza e redução de depósito e/ou economia de combustível, durante o uso do motor e, por exemplo, benefícios associados, tais como emissões de motor reduzidas, etc. O motor é, em particular, um motor a diesel e pode ser um motor a diesel turbo-carregado. O motor a diesel pode ser do tipo de injeção direta, por exemplo, da bomba rotatória, da bomba em linha, da bomba unitária, da unidade eletrônica de injeção ou do tipo de trilho comum, ou do tipo de injeção indireta. O mesmo pode ser um motor a diesel pesado ou leve. Por exemplo, pode ser um mecanismo de injeção direta de unidade eletrônica (EUDI).

[0068] Quando for relevante para uma avaliação específica, os níveis de emissão podem ser medidos com o uso de procedimentos de teste padrão, tais como R49, ESC, OICA ou ETC Europeu (para motores pesados) ou ciclos de teste ECE+EUDC ou MVEG (para motores leves). Idealmente, o desempenho de emissões é medido em um motor a diesel construído de acordo com os limites de emissões padrão Euro II (1996) ou com os limites padrão Euro III (2000), IV (2005) ou até mesmo V (2008).

[0069] Ao longo da descrição e das reivindicações desse relatório descritivo, o singular abrange o plural, salvo caso o contexto exija o contrário. Em particular, quando o artigo indefinido for usado, deve-se entender que a especificação contempla a pluralidade tanto a pluralidade quanto a singularidade, salvo caso o contexto exija o contrário.

[0070] Dessa forma, recursos, números inteiros, características, compostos, porções químicas ou grupos químicos descritos em combinação com um aspecto, uma modalidade ou um exemplo particular da invenção devem ser entendidos como aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo descrito no presente documento, salvo caso seja incompatível com o mesmo. Desse modo, os recursos dos “usos” da invenção são diretamente aplicáveis aos “métodos” da invenção. Além disso, salvo caso declarado o contrário, qualquer recurso revelado no presente documento pode ser substituído por um recurso alternativo que serve o mesmo propósito ou propósito semelhante.

[0071] A invenção será agora adicionalmente ilustrada pelos exemplos não limitativos a seguir.

EXEMPLOS EXEMPLO 1

[0072] Um pacote aditivo que contém detergente e 2-EHN em quantidades suficientes para atingir um nível de 160 ppm-p de detergente na formulação de combustível final e um nível de 600 ppm-p de 2-EHN na formulação de combustível final foi mesclada em um combustível-base diesel com baixo teor de enxofre em conformidade com EN590. O pacote aditivo continha alguns outros componentes menores além desses. O pró-incrustante na forma de succinimida de PIB de baixo peso molecular foi misturado com o combustível-base diesel a um nível de 10 ppm-p em peso da composição final. A especificação do combustível-base é mostrada na Tabela 1 abaixo. TABELA 1

EXEMPLO 2

[0073] Um pacote aditivo que contém detergente, mas nenhum 2- EHN foi mesclado no mesmo combustível-base diesel de baixo enxofre padrão usado no Exemplo 1 acima. O tipo e o nível de detergente e dos componentes aditivos menores usados no Exemplo 2 foram os mesmos que os usados no Exemplo 1. O pró-incrustante na forma de succinimida de PIB de baixo peso molecular foi incluído nas formulações de combustível diesel a um nível de 10 ppm-p em peso da composição final.

[0074] As mesclas de combustível a serem testadas foram submetidas ao método de teste CEC F-110-16 (emissão 1). Para evitar dúvidas, o sódio e ácido dodecenilsuccínico (DDSA) mencionados na CEC F-110-16 (emissão 1) não foram mesclados em qualquer um dos combustíveis no Exemplo 1 ou Exemplo 2. Conforme observado acima, em vez disso, foi usado pró- incrustantes na forma de succinimida de PIB de baixo peso molecular, a um nível de 10 ppm-p em peso da composição final.

[0075] Os resultados da mescla de combustível contém detergente e 2-EHN em combinação (Exemplo 1), mais do combustível-base por si só e do mesmo combustível com apenas o mesmo nível de detergente adicionado (Exemplo 2), são determinados na Tabela 2.TABELA 2

DISCUSSÃO

[0076] Os resultados mostrados na Tabela 2 demonstram uma redução significativa nos depósitos pelo uso de 2-EHN em combinação com um pacote de detergente em comparação ao combustível de referência que contém o mesmo pacote de detergente por si só (sem 2-EHN).

Claims

1. Uso de nitrato de 2-etil-hexila e um ou mais detergentes em uma composição de combustível diesel para o propósito de reduzir depósitos internos em injetor de diesel em um motor de combustão de ignição por compressão, caracterizado pelo fato de que a redução em depósitos internos no injetor de diesel é medida de acordo com o método de teste CEC F-110-16, em que a concentração de matéria ativa daquele(s) um ou mais detergentes na composição de combustível diesel é de 10 a 750 ppm-p, com base no peso da composição de combustível diesel total, e em que o nitrato de 2-etil-hexila está presente na composição de combustível em um nível na faixa de 50 a 1.000 ppm-p, com base no peso da composição de combustível diesel total.

2. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é para o propósito adicional de aprimorar a economia de combustível de um motor de combustão de ignição por compressão.

3. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o detergente é uma succinimida de poli- isobutileno de poli(etilenoaminas).

4. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a composição de combustível diesel compreende adicionalmente um ou mais aditivos de combustível diferentes de um detergente e de 2-EHN.