BRPI0910079B1

BRPI0910079B1 - Use of an ADDITIVE THAT IMPROVES THE VISCOSITY INDEX (VI) IN A COMPOSITION OF AUTOMOTIVE DIESEL FUEL, AND, USING AN ADVANTAGE THAT IMPROVES VI IN A FUEL COMPONENT FOR AN AUTOMOTIVE DIESEL FUEL COMPOSITION

Info

Publication number: BRPI0910079B1
Application number: BRPI0910079-2A
Authority: BR
Inventors: Hugo Brunner Andreas; Johannes Jacobus Louis Jurgen; Schäfer Andreas
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2017-12-05
Also published as: AU2009228775B2; US20090241882A1; RU2010143572A; WO2009118302A3; UA103892C2; CN102015976A; MY156904A; RU2510986C2; CA2719258A1; WO2009118302A2; CN105062582A; JP6046344B2; AR071065A1; EP2257614A2; JP2011515550A; AU2009228775A1; EP2257614B1; BRPI0910079A2

Description

“USO DE UM ADITIVO QUE MELHORA O ÍNDICE DE VISCOSIDADE (VI), EM UMA COMPOSIÇÃO DE COMBUSTÍVEL DIESEL AUTOMOTIVO, E, USO DE UM ADITIVO QUE MELHORA VI EM UM COMPONENTE DE COMBUSTÍVEL PARA UMA COMPOSIÇÃO DE COMBUSTÍVEL DIESEL AUTOMOTIVO” A presente invenção diz respeito às composições combustíveis automotivas, sua preparação e seu uso, e aos métodos para melhorar o desempenho de motores de combustão interna, em particular motores diesel, Muitos motores de veículo são equipados com turbo-compressores, que melhoram a sua saída de força aumentando-se a quantidade de ar que entra nos cilindros de combustão, A operação do turbo-compressor é tipicamente regulada pelo sistema de controle do motor do veículo.

Embora com motores menos sofisticados foi frequentemente possível melhorar o desempenho pela otimização do conteúdo e/ou propriedades dos combustíveis introduzidos neles, as opções para melhorar o desempenho através da formulação de combustível tendem a ser mais limitadas para os motores adaptados com turbo-compressor. visto que os sistemas de controle de motor são frequentemente programados para compensar quanto a mudanças no consumo de combustível. A WO-A-2005/054411 descreve o uso de um componente que aumenta a viscosidade cm uma composição dc combustível diesel, com o propósito de melhorar o esforço de tração do veículo (VTE) e/ou desempenho de aceleração de um motor a diesel no qual a composição é introduzida. O documento exemplifica melhoras nos tempos de aceleração com a admissão toda aberta (WOT) médios, em faixas de velocidade de motor em torno dos 1300 rpm para cima, e em testes de esforço de tração do veículo em estado constante (VTE) em velocidades de motor constantes de 2000 rpm e acima, para motores tanto adaptados com turbo-compressor quanto não adaptados com turbo-compressor. Os componentes usados para aumentar a viscosidade da composição de combustível incluem componentes de combustível diesel de hidrocarboneto tais como em particular componentes de diesel derivados de Fischer-Tropsch, e óleos, que podem ser minerais ou sintéticos em origem e também podem ser derivados de Fischer-Tropsch.

De modo a ter um efeito significante sobre a viscosidade do combustível, e consequentemente sobre o desempenho do motor, tais componentes adicionais tipicamente necessitam ser usados em concentrações de pelo menos 5 % p/p, frequentemente mais altas. Algumas delas podem, entretanto, em particular em concentrações mais altas, ter um impacto negativo sobre as outras propriedades combustíveis, por exemplo propriedades de destilação ou de fluxo frio, potencial mente tornando difícil manter a composição de combustível resultante dentro de uma especificação desejada.

Aumentar a viscosidade de uma composição de combustível automotivo não é uma questão trivial. A incorporação de componentes de combustível adicionais, como proposto na WO-A-2005/054411, pode impactar na operação de refinaria e nos sistemas de fornecimento, armazenagem e distribuição de combustível. Isto pode aumentar os custos de fornecimento de combustível, e em alguns mercados pode ser extremamente difícil de se obter, se, por exemplo, o produtor tem pouco controle sobre o próprio combustível base. Além disso, os componentes que aumentam a viscosidade mais óbvios também podem ser de disponibilidade limitada.

Também cabe destacar que a WO-A-2005/054411 não faz nenhuma menção específico de melhorar o desempenho de aceleração em velocidades de motor mais baixas. Embora seja nas velocidades mais baixas que um motorista mais provavelmente notaria melhoras na resposta de aceleração.

Seria desejável ser capaz de melhorar ainda mais o desempenho de um motor de veículo, em particular um motor adaptado com turbo-compressor, pela alteração da composição e/ou propriedades do combustível introduzido nele, visto que isto pode ser esperado fornecer um caminho mais simples, flexível e eficaz em custo para a otimização do desempenho do que realizando-se mudanças estruturais ou operacionais ao próprio motor.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é fornecido o uso de um aditivo que melhora o índice de viscosidade (VI), em uma composição de combustível automotivo, com o propósito de melhorar o desempenho de aceleração de um motor de combustão interna no qual a composição de combustível é ou é intencionada a ser introduzida ou de um veículo movimentado por um tal motor. A composição de combustível é preferivelmente uma composição de combustível diesel e o motor de combustão interna é preferivelmente um motor a diesel, em particular um motor a diesel adaptado com turbo-compressor.

Por “motor a diesel” é intencionado uni motor de combustão interna de ignição por compressão, que é adaptado para funcionar com um combustível diesel. Por “motor a diesel adaptado com turbo-compressor* é intencionado um motor a diesel que é movimentado por intermédio de um turbo-compressor, tipicamente sob o controle de um sistema de controle de motor eletrônico. “Desempenho de aceleração” inclui no geral a responsividade do motor à aceleração aumentada, por exemplo a taxa na qual o mesmo acelera a partir de qualquer velocidade de motor dada. Isto inclui o nível de energia e/ou torque c/ou esforço dc tração do veículo (VTE) gerados pelo motor em qualquer velocidade dada. Assim uma melhora no desempenho de aceleração pode ser manifestada por um aumento na energia e/ou torque e/ou VTE do motor em qualquer velocidade dada. A presente invenção pode ser usada para melhorar o desempenho de aceleração cm velocidades de motor baixas. “Velocidades de motor baixas” significa velocidades no geral até 2200 rpm, em particular até 2000 rpm, por exemplo de 500 a 2200 rpm ou de 1200 ou 1400 a 2200 rpm ou de 1200 ou 1400 a 2000 rpm. Uma “velocidade de motor baixa”, em um motor adaptado com turbo-comprcssor, pode ser uma velocidade abaixo do nível no qual o sistema de controle do motor que controla a operação do turbo-compressor começa a restringir o impulso fornecido pelo turbo-compressor e/ou regular a pressão do ar de carga do motor.

Foi surpreendentemente descoberto que mesmo sob o controle do sistema de controle do motor, combustíveis contendo aditivos que melhoram VI podem dar benefícios de desempenho em motores adaptados com turbo-compressor, e que estes benefícios também podem se aplicar a velocidades de motor baixas (por exemplo nas faixas aludidas acima). Isto não é de nenhum modo prognosticãvel a partir dos dados de velocidade no geral mais altas na WO-A-2005/054411, que no caso das figuras VTE foram obtidos em velocidades fixas e no caso dos tempos de aceleração WOT foram calculados em média em relação a velocidades de motor de até 3500 rpm ou mais altas. As vantagens de desempenho fornecidas pela presente invenção, por exemplo, podem afetar o aumento de produção de um turbo-compressor, um efeito transitório observado quando da aceleração através das faixas de velocidade mais baixas, ao passo que as investigações descritas na WG-A-2005/054411 foram direcionadas mais para as condições de motor de estado constante.

Esperar-se-ia também que combustíveis de viscosidade mais alta prejudicassem o desempenho do motor, por exemplo, pelo impacto nocivo na pulverização do combustível injetado, reduzindo assim a taxa de evaporação do combustível e por sua vez causando perda de potência, e/ou aumentando-se as perdas de bombeamenio no equipamento de injeção de combustível. Ao invés foi descoberto que os benefícios de incluir um aditivo que melhora VI em um combustível automotivo pode superar quaisquer de tais efeitos potencial mente nocivos.

Investigações subsequentes levaram à hipótese de que um combustível de viscosidade mais alta pode causar aquecimento mais rápido de um turbo-compressor, que pode assim atingir a sua velocidade máxima em uma velocidade de motor mais baixa. Nos motores modernos adaptados com turbo-compressor, a velocidade do turbo-compressor acelera conforme a carga e velocidade do motor aumenta, até que uma velocidade de turbo-compressor máxima pré-determinada seja atingida. Um impulso “iniciar’ para o motor, com a velocidade do turbo-compressor aumentando mais rapidamente nas velocidades de motor mais baixas, pode por sua vez causar uma melhora discernível no desempenho de aceleração em velocidades de motor mais baixas, que o motorista experienciará como um “ganho” ou resposta de aceleração mais rápidos, Esie efeito em parte pode contribuir para o desempenho de aceleração melhorado observado quando do uso de uma composição de combustível preparada de acordo com a presente invenção.

Também foi agora descoberto que o sistema de controle do motor (EMS) em alguns casos pode reforçar este efeito. Sob aceleração em carga total, o uso de um combustível de viscosidade mais alta pode levar a um aumento na quantidade de combustível injetada, com mais energia, portanto sendo retida nos gases de exaustão que acionam o turbo-compressor. Isto por sua vez resulta cm pressão dc ar mais alta que entra no motor c, portanto, uma carga de entrada de ar aumentada. O sistema de controle do motor é provável de reagir a isto pela injeção de mais combustível, acionando assim o turbo-compressor ainda mais rápido. Esta alça de realimentação positiva é interrompida quando o turbo-compressor atinge a sua velocidade máxima e o sistema de controle do motor então aplica controle para limitar o impulso e regular a carga de pressão de ar. Acredita-se agora que estes efeitos expliquem porque os benefícios de desempenho observados usando combustíveis de viscosidade mais alta pode algumas vezes ser amplificados em velocidades de motor mais baixas.

Em velocidades de motor mais altas, a pressão de ar de carga é mais intimamente controlada pelo EMS e os benefícios de desempenho de um combustível de viscosidade mais alta seriam depois esperados serem reduzidos e/ou menos facilmente detectáveis. Entretanto, foi descoberto que os aditivos que melhoram VI podem reter seu desempenho de melhora dos efeitos em velocidades de motor mais altas (por exemplo 2000 rpm ou maior, ou 2200 ou 2500 ou ainda 3000 ou 3200 ou 3400 ou 3500 ou maior) assim como naquelas mais baixas.

Assim, a presente invenção pode ser usada para impulsionar o desempenho de um turbo-compressor, em velocidades de motor baixas, tipicamente a um grau maior do que aquele que teria sido esperado com base unicamente nas propriedades de uma composição de combustível e um aditivo que melhora VI usado nela. Entretanto o mesmo pode ser usado para manter desempenho melhorado em velocidades de motor mais altas, idealmente através da faixa de velocidade do motor inteira. A presente invenção pode envolver o uso do aditivo que melhora VI com o propósito de reduzir a velocidade do motor em que um turbo-compressor atinge a sua velocidade máxima quando da aceleração, ou do aumento da taxa na qual um turbo-compressor aumenta a sua velocidade (cm particular cm velocidades de motor baixas) ou reduzindo o tempo tomado para o turbo-compressor atingir a sua velocidade máxima. Isto pode ser usado para aumentar a pressão de ar de carga (pressão de impulso) em uma dada velocidade de motor, mais uma vez cspccialmentc cm velocidades de motor baixas.

As velocidades de motor podem ser convenientemente medidas pela interrogação do sistema de controle do motor durante os testes de aceleração controlada, Elas podem ser alternativamente medidas usando um dinamômetro, Os testes de desempenho de aceleração são tipicamente conduzidos com a admissão toda aberta. A velocidade do turbo-cornpressor está relacionada com a pressão de entrada de ar do motor (isto é. a pressão de impulso do lurbo-comprcssor), que pode ser medido usando sensores de pressão convencionais (por exemplo posicionado na linha de entrada de um veículo movimentado pelo motor sob teste, imediatamenie a jusante do turbo-compressor), ou em alguns casos pela interrogação do sistema de controle do motor. Isto por sua vez pode permitir a determinação do ponto quando o turbo-cornpressor atinge a sua velocidade máxima, ou da taxa de aumento na velocidade do turbo-compressor. O torque do motor pode ser derivado da força exercida sobre um dinamômetro pela(s) roda(s) de um veículo que é movimentado pelo motor sob teste. O mesmo pode, usando equipamento adequadamente especializado (por exemplo o “RoaDyn” da Kistler), ser medido diretamente das rodas de um tal veículo. A potência do motor pode ser adequadamente derivado de valores de torque do motor e velocidade do motor medidos, como é conhecido na técnica. VTE pode ser medido medindo-se a força exercida, por exemplo dobre os rolos de um dinamômetro de chassi, pelas rodas de um veículo movido pelo motor. A presente invenção pode ser de uso na melhora do desempenho de aceleração de um motor de combustão interna ou de um veículo movimentado por um tal motor. O desempenho de aceleração pode ser avaliado acelerando-se o motor e monitorando-se as mudanças na velocidade, potência, torque e/ou VTE do motor, pressão de carga de ar e/ou velocidade de turbo-compressor com o tempo. Esta avaliação pode ser adequadamente realizada em uma faixa de velocidades de motor; onde uma melhora no desempenho em velocidade baixa é desejada, a avaliação por exemplo pode ser realizada em velocidades de 1200 a 2000 rpm ou de 1400 a 1900 rpm. O desempenho de aceleração também pode ser avaliado por um motorista adequadamente experiente que acelera um veículo que é movimentado pelo motor sob teste, por exemplo de 0 a 100 km/hora, em uma estrada. O veículo deve ser equipado com instrumentação apropriada tal como um velocímetro do motor, para permitir que as mudanças no desempenho de aceleração estejam relacionadas com a velocidade do motor.

No geral, uma melhora no desempenho de aceleração pode ser manifestada pelos tempos de aceleração reduzidos, e/ou por qualquer um ou mais dos efeitos descritos acima por exemplo um aumento mais rápido na velocidade do turbo-compressor, ou um aumento no torque ou potência ou VTE do motor em qualquer velocidade dada.

No contexto da presente invenção, uma “melhora” no desempenho de aceleração abrange qualquer grau de melhora, Similarmente uma redução ou aumento em um parâmetro medido - por exemplo o tempo levado para o turbo-compressor atingir a sua velocidade máxima - abrange qualquer grau de redução ou aumento, conforme possa ser o caso. A melhora, redução ou aumento - conforme o caso possa ser - pode ser quando comparado ao parâmetro relevante quando do uso da composição de combustível antes da incorporação do aditivo que melhora VI, ou quando do uso de uma composição de combustível de outro modo análoga de viscosidade mais baixa. Isto pode ser quando comparado ao parâmetro relevante medido quando o mesmo motor é conduzido em uma composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (tipicamente diesel), antes de adicionar um aditivo que melhora VI à mesma. A presente invenção, por exemplo, pode envolver ajustar as propriedades e/ou desempenho e/ou efeitos da composição de combustível, cm particular o seu efeito sobre o desempenho de aceleração de um motor de combustão interna, por meio do aditivo que melhora VI, de modo a atingir um alvo desejado.

Como descrito na WO-A-2005/054411 (ver em particular a página 3, linha 22 até a página 4, linha 17), uma melhora no desempenho de aceleração também pode abranger a mitigação, a pelo menos um grau, de uma diminuição no desempenho de aceleração devido a uma outra causa, em particular devido a um outro componente ou aditivo de combustível incluído na composição de combustível. Por via de exemplo, uma composição de combustível pode conter um ou mais componentes intencionados a reduzir a sua densidade global de modo a reduzir o nível de emissões que a mesma gera na combustão; uma redução na densidade pode resultar em perda de potência do motor, mas este efeito pode ser superado ou pelo menos mitigado pelo uso de um aditivo que melhora VI de acordo com a presente invenção.

Urna melhora no desempenho de aceleração também pode abranger a restauração, pelo menos parcialmente, do desempenho de aceleração que foi reduzida por uma outra razão tal como o uso de um combustível comendo um componente oxigenado (por exemplo, um chamado “biocombustível”), ou a formação de depósitos relacionados com a combustão no motor (tipicamente nos injetores de combustível).

Onde a presente invenção é usada para aumentar o torque do motor, tipicamente durante um período de aceleração, em uma dada velocidade do motor, o aumento pode ser de pelo menos 0,1 %, preferivelmente de pelo menos 0,2 ou 0,3 ou 0,4 ou 0,5 %, em casos de pelo menos 0,6 ou 0,7 %, comparado com aquela obtida quando do funcionamento do motor com a composição de combustível antes da incorporação do aditivo que melhora VI, e/ou quando do funcionamento do motor com uma composição de combustível de outro modo análoga (tipicamente diesel) de viscosidade mais baixa. O aumento pode ser quando comparado ao torque do motor obtido na velocidade relevante quando o mesmo motor c conduzido cm uma composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (tipicamente diesel), em particular um motor adaptado com turbo-compressor, antes da adição de um aditivo que melhora VI à mesma, Onde a presente invenção é usada para aumentar a potência do motor, tipicamente durante um período de aceleração, em uma dada velocidade de motor, o aumento mais uma vez pode ser de pelo menos 0.1 %. preferivelmente de pelo menos 0,2 ou 0,3 ou 0,4 ou 0,5 %, em casos de pelo menos 0,6 ou 0,7 %, comparado com aquele obtido quando do funcionamento do motor com a composição de combustível antes da incorporação do aditivo que melhora VI, e/ou quando do funcionamento do motor com uma composição de combustível de outro modo análoga (tipicamente diesel) de viscosidade mais baixa, O aumento pode ser quando comparado com a potência do motor obtida na velocidade relevante quando o mesmo motor está funcionando com uma composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (tipicamente diesel), em particular um motor adaptado com turbo-compressor, antes da adição de um aditivo que melhora VI à mesma, Onde a presente invenção é usada para aumentar o VTE do motor, tipicamente durante um período de aceleração, em uma dada velocidade de motor, o aumento mais uma vez pode ser de pelo menos 0.1 %. preferivelmente dc pelo menos 0,2 ou 0,3 ou 0,4 ou 0,5 %, cm casos de pelo menos 0,6 ou 0,7 %, comparado com aquele obtido quando do funcionamento do motor com a composição de combustível ames da incorporação do aditivo que melhora VI, e/ou quando do funcionamento do motor com uma composição de combustível de outro modo análoga (tipicamente diesel) de viscosidade mais baixa. O aumento pode ser quando comparado ao VTE obtido na velocidade relevante quando o mesmo motor está funcionando com uma composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (tipicamente diesel), em particular um motor adaptado com turbo-compressor, antes da adição de um aditivo que melhora VI à mesma.

Onde a presente invenção é usada para aumentar a pressão de impulso do turbo-compressor em um motor adaptado com turbo-compressor, tipicamente durante um período de aceleração (isto é, durante o aumento de produção do turbo-compressor), em uma dada velocidade de motor, o aumento pode ser de pelo menos 0,3 %, preferivelmente de pelo menos 0,4 ou 0,5 comparado com aquele obtido quando do funcionamento do motor com a composição de combustível antes da incorporação do aditivo que melhora VI, e/ou quando do funcionamento do motor com uma composição de combustível de outro modo análoga (tipicamente diesel) de viscosidade mais baixa. O aumento pode ser quando comparado à pressão de impulso do turbo-compressor na velocidade relevante quando o mesmo motor está funcionando com unia composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (tipicamente diesel), em particular um motor adaptado com turbo-compressor. antes da adição de um aditivo que melhora VI ã mesma.

Onde a presente invenção é usada para reduzir o tempo levado pelo motor para acelerar entre duas velocidades de motor dadas, a redução pode ser de pelo menos 0,1 %, preferivelmente de pelo menos 0,2 ou 0,3 ou 0,4 ou 0,5 7c, cm casos dc pelo menos 0,6 ou 0,7 ou 0,8 ou 0,9 %, comparado com aquele levado quando do funcionamento do motor com a composição de combustível ames da incorporação do aditivo que melhora VI. e/ou quando do funcionamento do motor com uma composição de combustível de outro modo análoga (tipicamente diesel) de viscosidade mais baixa. A redução pode ser como comparada com o tempo de aceleração entre as velocidades relevantes quando o mesmo motor está funcionando com uma composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo. comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (tipicamente diesel) antes da adição de um aditivo que melhora VI à mesma. Tais tempos de aceleração por exemplo podem ser medidos em uma velocidade de motor aumentada de 300 rpm ou mais, ou de 400 ou 500 ou 600 ou 700 ou 800 ou 900 ou 1000 rpm ou mais, por exemplo de 1300 a 1600 rpm, ou de 1600 a 2200 rpm, ou de 2200 a 3000 rpm, ou de 3000 a 4000 rpm. O aditivo que melhora VI é preferivelmente usado em uma temperatura mínima de 40 °C. Além disso, o aditivo que melhora VI é preferivelmente usado em uma pressão mínima de 250 bar. A composição de combustível automotivo em que o aditivo que melhora VI é usado, de acordo com a presente invenção, pode ser em particular uma composição de combustível diesel adequada para o uso em um motor a diesel. A mesma pode ser usada em, e/ou pode ser adequada e/ou adaptada e/ou intencionada para o uso em qualquer tipo de motor de ignição por compressão, por exemplo aqueles descritos abaixo. A mesma pode ser em particular adequada para o uso em um motor a diesel equipado com um turbo-compressor.

Os aditivos que melhoram o índice de viscosidade (também aludidos como melhoradores de VI) já são bem conhecidos para o uso em formulações lubrificantes, onde eles são usados para manter a viscosidade tão constante quanto possível em uma faixa de temperatura desejada aumentando-sc a viscosidade cm temperaturas mais altas. Estes são tipicamente fundamentados em moléculas poliméricas de peso molecular relativaniente alto. de cadeia longa que podem formar conglomerados e/ou micelas, Estes sistemas moleculares expandem-se cm temperaturas mais altas, assim restringindo ainda mais o se movimento em relação um ao outro e por sua vez aumentando a viscosidade do sistema.

Os melhoradores de VI conhecidos incluem polimetacrilatos (PMAs), políisobutilenos (PIBs), copolímeros dc bloco dc estireno- budleno/etileno, e certos outros copolímeros incluindo por exemplo copolímeros estrelados de poliestireno-poliisopreno (“estrela"). Estes são tipicamente incluídos em formulações de óleo lubrificante nas concentrações entre I. e 20 % p/p.

Na WO-A-Ü1/48120, certos destes tipos de aditivo são propostos para o uso em composições combustíveis, em particular composições de combustível diesel, com o propósito de melhorar a capacidade de um motor para iniciar em temperaturas elevadas. Eles não foram, entretanto, para o nosso conhecimento, propostos para o uso na melhora do desempenho de aceleração de um motor.

Foi agora descoberto que os aditivos que melhoram VI podem significantemente aumentar a viscosidade de uma composição de combustível automotivo, em particular diesel, mesmo quando usado em concentrações relativamente baixas, e por sua vez podem melhorar o desempenho de um motor no qual a composição é introduzida. Esta melhora de desempenho pode ser partícularmente perceptível em velocidades de motor baixas, como descrito em mais detalhes abaixo. Estes podem se aplicar em particular a motores adaptados com turbo-eompressoí.

Assim, a presente invenção pode fornecer um modo eficaz de melhorar o desempenho de um motor de combustão interna por meio do combustível introduzido no mesmo. Ao contrário das composições de combustível diesel divulgadas na WÜ-A-2005/054411. entretanto, a presente invenção possibilita a otimização de um combustível usando concentrações relativamente baixas de componentes adicionais (isto é, concentrações da ordem daquelas usadas para aditivos de combustível ao invés de para componentes de combustível tais como aqueles usados para aumentar a viscosidade na WO-A-2005/054411). Isto por sua vez pode reduzir o custo e complexidade do processo de preparação de combustível. Por exemplo, isto pode permitir que uma composição de combustível seja alterada, de modo a melhorar o desempenho subsequente do motor, pela incorporação de aditivos a jusante da refinaria, ao invés de pela alteração do conteúdo do combustível base no seu ponto de preparação. A mistura de componentes do combustível base pode não ser praticável em todos os locais, ao passo que a introdução de aditivos de combustível, em concentrações rclativamente baixas, pode ser mais facilmente obtida em depósitos de combustível ou em outros pontos de enchimento tais como caminhões tanque, pontos de enchimento de barcaça ou trem, distribuidores, tanques de clientes e veículos. Além disso, um aditivo que deva ser usado em uma concentração relativamente baixa pode ser natural mente transportada, armazenada e introduzida em uma composição de combustível de modo mais eficaz em custo do que pode um componente de combustível que necessita ser usado em concentrações da ordem de dezenas de porcentagens em peso. O uso de concentrações relalivamente baixa de aditivos que melhoram VI também podem ajudar a reduzir quaisquer efeitos colaterais indesejáveis - por exemplo impactar nas propriedades de destilação ou de fluxo frio - causados pela sua incorporação em uma composição de combustível.

Os aditivos que melhoram VI tendem a ser sínteticamente preparados, e estão, portanto, tipicamente disponíveis com lima constituição e qualidade bem definidas, ao contrário, por exemplo, dos componentes de combustível que aumentam a viscosidade derivados dc mineral (correntes de refinaria), a constituição dos quais pode variar de lote para lote. Os aditivos que melhoram VI também são amplamente disponíveis, para o uso em lubrificantes, que podem mais uma vez tomá-los um aditivo atraente para o novo uso proposto pela presente invenção. Eles também são frequentemente menos caros, em particular em vista das concentrações mais baixas necessárias, do que os outros componentes que aumentam a viscosidade tais como óleos com base em mineral.

Uma outra vantagem da presente invenção é que os aditivos que melhoram VI são planejados específicamente para aumentar a viscosidade em temperaturas mais altas. Visto que os aumentos na potência do motor devido ao uso de combustíveis de viscosidade mais alta são ligados às condições no sistema de injeção de combustível, que no geral opera em temperaturas altas, acredita-se que os aditivos que melhoram VI sejam capazes de fornecer maior benefícios de desempenho do que os outros componentes que aumentam a viscosidade mais convencionais. O aditivo que melhora VI usado em uma composição de combustível de acordo com a presente invenção pode ser polimérico por natureza. O mesmo, por exemplo, pode ser selecionado de: a) copolímeros com base em estireno, em particular copolímeros de bloco, por exemplo aqueles disponíveis como aditivos Kraton™ D ou Kraton™ G (da Kraton) ou como aditivos SV™ (da Infineum, Multisol ou outros). Os exemplos particulares incluem copolímeros de monômeros estirênícos e de etileno/butileno, por exemplo copolímeros de poliestireno-poliisopreno e copolímeros de poliestireno-polibutadieno. Tais copolímeros podem ser copolímeros de bloco, como por exemplo SV™ 150 (um copolímero de di-bloco de poliestireno-poliisopreno) ou os aditivos Kraton™ (copolímeros de tri-bloco de estireno-butadieno-esdreno ou copolímeros de bloco de esdreno-eiilene-bulileno). Estes podem ser copolímeros diminuídos, por exemplo copolímeros de estireno-butadieno. Estes podem ser copolímeros estrelados, como por exemplo SAT™ 260 (um copolímero estrela de estireno-poliisopreno); b) outros copolímeros de bloco com base em etileno, butileno, butadieno, isopreno ou outros monômeros de olefina, por exemplo copolímeros de etileno-propileno; c) poliisobutilenos (PIBs); d) polimetacrilatos (PMAs); e) poli alfa olcfinas (PAOs); c f) misturas destes.

Um aditivo que melhora VI pode incluir um ou mais compostos de origem inorgânica, por exemplo zeóliios.

Outros exemplos de melhoradores de índice de viscosidade adequados são divulgados nas Patentes Japonesas N— 954077, 1031507, 1468752, 1764494 e 1751082. Ainda outros exemplos incluem os melhoradores de VI do tipo dispersão que compreendem monômeros polares copolimerizados contendo átomos de nitrogênio e oxigênio; os melhoradores de VI do tipo alquila aromático; e certos depressores do ponto de derramamento conhecidos para o uso como melhoradores de VI.

Dos acima, os aditivos do tipo (a) e (b), ou misturas destes, podem ser preferidos, em particular aditivos do tipo (a). Os aditivos que melhoram VI que contêm, ou idealmente consistem essencialmente de copolímeros de bloco, podem ser preferidos, visto que no geral estes podem levar a menos efeitos colaterais tais como aumentos no depósito e/ou formação de espuma. O aditivo que melhora VI, por exemplo, pode compreender um copolímero de bloco que contém um ou mais blocos monoméricos de olefina, tipicamente selecionados de monômeros de etileno, propileno, butileno, butadieno, isopreno e estireno, A viscosidade cincmática a 40 °C (VK 40, como medido pelo ASTM D-445 ou EN ISO 3104) do aditivo que melhora VI é adequadamente 40 mm2/s ou maior, preferivelmente 100 mnr/s ou maior, mais preferivelmente 1000 rnnr/s ou maior, A sua densidade a 15 °C (ASTM D-4052 ou EN ISO 3675) é adequada mente de 600 kg/nri ou maior, preferivelmente de 800 kg/ori ou maior. O seu teor de enxofre (ASTM D-2622 ou EN ISO 20846) é adequadamente 1000 mg/kg ou mais baixo, preferivelmente 350 mg/kg ou mais baixo, mais preferivelmente 10 mg/kg ou mais baixo. O aditivo que melhora VI pode ser pré-dissolvido em um solvente adequado, por exemplo um óleo tal como um óleo mineral ou mistura de hidrocarboneto derivado de Fiseher-Tropsch; uni componente de combustível, (que mais uma vez pode ser mineral ou derivado de Fiseher-Tropsch) compatível com a composição de combustível na qual o aditivo deva ser usado (por exemplo, um componente de combustível de destilado intermediário tal como um gasóleo ou querosene, quando intencionado para o uso em uma composição de combustível diesel); uma poli alfa olefma; um chamado bioeombustível tal como um éster alquílico de ácido graxo (FARE), um produto da síntese de biomassa para líquido derivado de Fiseher-Tropsch, um óleo vegetal hidrogenado, um óleo residual ou de alga ou um álcool tal como etanol; um solvente aromático: qualquer outro solvente de hidrocarboneto ou orgânico; ou uma mistura destes. Os solventes preferidos para o uso neste contexto são componentes de combustível diesel com base em óleo mineral e solventes, e componentes derivados de Fiseher-Tropsch tais como os componentes *‘XtL” aludidos abaixo. Os solventes de bioeombustível também podem ser preferidos em certos casos. A concentração do aditivo que melhora VI 11a composição de combustível pode ser até de 1 % p/p, adequadamente até 0,5 % p/p, em casos até 0,4 ou 0,3 ou 0,25 % p/p. Este pode ser de 0,001 ck p/p ou maior, preferivelmente de 4,81 % p/p ou maior, adequadamente dc 0,02 ou 0,03 ou 0,04 ou 0,05 % p/p ou maior, em casos 0,1 ou 0,2 % p/p ou maior. As concentrações adequadas por exemplo podem ser de 0,001 a 1 % p/p, ou de 0,001 a 0,5 % p/p, ou de 0,05 a 0,5 °/c p/p, ou de 0,05 a 0,25 % p/p, por exemplo de 0,05 a 0,25 % p/p ou de 0,1 a 0,2 % p/p. Foi surpreendentemente descoberto que concentrações mais altas de aditivos que melhoram VI (por exemplo, mais altas do que 0,5 % p/p) nem sempre levam ao desempenho melhorado do motor, e que em casos pode haver uma concentração ideal para qualquer aditivo dado, por exemplo entre 0,05 e 0,5 % p/p ou entre 0,05 e 0,25 % p/p ou entre 0,1 e 0,2 % p/p, O resto da composição tipicamente consistirá de um ou mais combustíveis base automotivos, por exemplo como descrito em mais detalhes abaixo, opcionalmente juntos com um ou mais aditivos de combustível.

As concentrações acima são para o próprio aditivo que melhora VI, e não levam em conta nenhum solvente(s) com que seu ingrediente ativo é pré-diluído, Estes são fundamentados na massa da composição de combustível global. Onde uma combinação de dois ou mais aditivos que melhoram VI é usada na composição, as mesmas faixas de concentração podem se aplicar para a combinação global, mais uma vez menos qualquer pré-solvente(s) presente(s). A concentração do aditivo que melhora VI dependerá da viscosidade desejada da composição de combustível global, da viscosidade da composição antes da incorporação do aditivo, da viscosidade do próprio aditivo e da viscosidade de qualquer solvente no qual o aditivo é usado. As proporções relativas do aditivo que melhora VI, componente(s) de combustível e quaisquer outros componentes ou aditivos presentes, em uma composição de combustível automotivo preparada de acordo com a presente invenção, também podem depender de outras propriedades desejadas tais como densidade, desempenho de emissões e número de cetano. em particular densidade.

Foi surpreendentemente descoberto que, pelo menos nas concentrações relativamente baixas propostas para o uso na presente invenção, um aditivo que melhora VI pode aumentar a viscosidade dc uma composição de combustível, em particular uma composição de combustível diesel, em uma quantidade maior do que aquela que a teoria prognosticaria com base nas viscosidades dos componentes individuais.

De acordo com uma tal teoria, a viscosidade de uma mistura de dois ou mais líquidos tendo viscosidades diferentes pode ser calculada usando um procedimento de três etapas (ver Hirshfelder eí al, “Molecular Theory of Gases and Liquids’', Primeira Edição, Wiley (ISBN 0-471-40065- 3) e Maples (2000), “Petroleum Refinery Process Economics”, Segunda Edição, Pcnnwell Books (ISBN 0-87814-779-9)). A primeira etapa requer o cálculo do índice de mistura da viscosidade (VBI) para cada componente da mistura, usando a seguinte equação (conhecida como uma equação de Refutas): VBI = 14,534 x ln [ln (v + 0,8)) + 10,975 (1), onde v é a viscosidade do componente relevante em centistokes (mnr/s), e é medida na mesma temperatura para cada componente. A etapa seguinte é para calcular o VBI para a mistura global, usando a seguinte equação: VBImistura = I Wa X VBf,V| + (wB X VBlfc) + ... + (wx X VBIxJ (2) onde a mistura contém os componentes A, B...X e cada wéa fração em peso (isto é. % ρ/ρ + 100) do componente relevante na mistura.

Uma vez que o índice de mistura da viscosidade da mistura foi calculado usando a equação (2), a etapa final é para determinar a viscosidade da mistura usando o inverso da equação (1): V = eAeA ((VBImiaora - 10,975) + 14,534) - 0,8 (3).

Entretanto, foi descoberto que uma mistura de 99 % p/p de um combustível diesel isento de enxofre tendo um VK 40 de 2,75 mnf/s com 1 % p/p do aditivo que melhora VI SV® 261 (que tem um VK 40 de 16300 mnr/s) tem uma medida global VK 40 de 3,19 mnr/s. Em outras palavras, a incorporação do melhorador de VI aumenta o VK 40 do combustível diesel em 0,44 mnr/s. Usando as fórmulas acima, entretanto, o VK 40 teórico de uma tal mistura seria de 2,84 mnr/s, isto é. um aumento de apenas 0,09 mnr/s em relação ao VK 40 do combustível diesel sozinho. Assim, com base puramente na teoria, os aditivos que melhoram VI não seriam esperados aumentar significantemente a viscosidade de uma composição de combustível nas concentrações ao nível de aditivo. (SV™ 261 é uma mistura de 15 % p/p de copolímeros de bloco (por exemplo, SV,M 260, também da Infineum) com 85 % p/p de óleo mineral).

Devido à inclusão do aditivo que melhora VI, uma composição de combustível preparada de acordo com a presente invenção (em particular uma composição de combustível diesel) adequadamente terá um VK 40 de 2,7 ou 2,8 mtrr/s ou maior, preferivelmente de 2,9 ou 3,0 ou 3,1 ou 3,2 ou 3,3 ou 3,4 mnr/s ou maior, em casos 3,5 ou 3.6 ou 3,7 ou 3.8 ou 3,9 ou mesmo 4 mnr/s ou maior. O seu VK 40 pode ser de até 4,5 ou 4,4 ou 4,3 mnr/s. Em certos casos, por exemplo os combustíveis diesel árticos, a VK 40 da composição pode ser tão baixa quanto 1,5 mnr/s, embora seja preferivelmente de 1,7 ou 2,0 mnr/s ou maior. Referências neste relatório descritivo à viscosidade são, a menos que de outro modo especificado, intencionadas a significar viscosidade cinemática, A composição preferivelmente tem uma densidade relativamente alta, por exemplo para uma composição de combustível diesel de 830 kg/nri ou maior a 15 °C (ASTM D-4052 ou EN ISO 3675), preferivelmente de 832 kg/m3 ou maior, tal como de 832 a 860 kg/m3.

Adequadamente a sua densidade não será mais alta do que 845 kg/m3 a 15°C. que é o limite superior da especificação para combustível diesel EN 590 corrente.

Uma composição dc combustível preparada de acordo com a presente invenção pode ser por exemplo uma gasolina automotiva ou composição de combustível diesel, em particular a última.

Uma composição de combustível de gasolina preparada de acordo com a presente invenção no geral pode scr qualquer tipo dc composição de combustível de gasolina adequado para o uso em um motor de ignição por centelha (petróleo). A mesma pode conter, além do aditivo que melhora VI, outros componentes de combustível de gasolina padrão. A mesma, por exemplo, pode incluir uma proporção maior de um combustível base de gasolina, que tipicamente terá uma faixa de ebulição (ASTM D-86 ou EN ISO 3405) de 20 a 210 °C. Uma ‘"proporção maior"’ neste contexto significa tipicamente 85 % p/p ou maior com base na composição de combustível global, mais adequadamente 90 ou 95 % p/p ou maior, o mais preferivelmente 98 ou 99 ou 99,5 % p/p ou maior.

Uma composição de combustível diesel preparada de acordo com a presente invenção no geral pode ser qualquer tipo de composição de combustível diesel adequada para o uso em um motor de ignição por compressão (diesel). Esta pode conter, além do aditivo que melhora VI, outros componentes de combustível diesel padrão. Esta, por exemplo, pode incluir uma proporção maior de um combustível base de diesel, por exemplo do tipo descrito abaixo. Mais uma vez uma “proporção maior” tipicamente significa 85 % p/p ou maior com base na composição global, mais adequadamente 90 ou 95 % p/p ou maior, o mais preferivelmente 98 ou 99 ou 99,5 % p/p ou maior.

Assim, além do aditivo que melhora VI, uma composição de combustível diesel preparada de acordo com a presente invenção pode compreendei’ um ou mais componentes dc combustível diesel do tipo convencional. Tais componentes tipicamente compreenderão óleo(s) combustível(is) destilado intermediário de hidrocarboneto líquido, por exemplo gasóleos derivados de petróleo. No geral tais componentes combustíveis podem ser orgânicos ou sinteticamente derivados, e são adequadamente obtidos pela destilação de uma faixa desejada de frações de um óleo bruto. Estes tipicamente terão pontos de ebulição dentro cia faixa do diesel usual de 150 a 410 °C ou 170 a 370 °C, dependendo do grau e uso.

Tipicamente a composição de combustível incluirá um ou mais produtos craqueados, obtidos pela cisão de hidrocarbonetos pesados.

Um gasóleo derivado de petróleo por exemplo pode ser obtido pelo refino e opcionalmente (hidro)processamento de uma fonte de petróleo bruto. Esta pode ser uma corrente de gasóleo simples obtida a partir de um tal processo de refinaria ou uma mistura de várias frações de gasóleo obtidas no processo de refinaria por intermédio de vias de processamento diferentes. Os exemplos de tais frações de gasóleo são gasóleo de caminho direto, gasóleo a vácuo, gasóleo como obtido em um processo de craqueamento térmico, óleos de ciclo leve e pesado como obtido em uma unidade de craqueamento catalítico fluido e gasóleo como obtido a partir de uma unidade de hidrocraqueador. Opcionalmente um gasóleo derivado de petróleo pode compreende alguma fração de querosene derivada de petróleo.

Tais gasóleos podem ser processados em uma unidade de hidrodessulfurização (HDS) de modo a reduzir o seu conteúdo de enxofre para um nível adequado para a inclusão em uma composição de combustível diesel, Um combustível base diesel pode ser ou compreende um componente de combustível diesel derivado de Fischer-Tropsch, tipicamente um gasóleo derivado de Fischer-Tropsch, No contexto da presente invenção, o termo “derivado de Fischer-Tropsch” significa que um material é, ou deriva dc, um produto dc síntese dc um processo dc condensação dc Fischcr-Tropsch. O termo “não derivado de Fischer-Tropsch” pode ser interpretado consequentemente. Um combustível ou componente de combustível derivado de Fischer-Tropsch, portanto será uma corrente dc hidroearboncto em que uma porção substancial, exceto quanto ao hidrogênio adicionado, é derivado direta ou indiretamente de um processo de condensação de Fischer-Tropsch. A reação de Fischer-Tropsch converte monóxido de carbono e hidrogênio em cadeias mais longas, usualmcntc hidrocarbonetos parafínicos: n(CO + 2.H2) = (-CH2-)„ + 11H2O + calor, na presença de um catalisador apropriado e tipicamente em temperaturas elevadas (por exemplo, de 125 a 300 °C, preferivelmente de 175 a 250 °C) e/ou pressões (por exemplo, de 0,5 a 10 MPa, preferivelmente de 1,2 a 5 MPa). As razões de hidrogênio: monóxido de carbono outras que nao 2:1 podem ser utilizadas se desejado. O monóxido de carbono e 0 hidrogênio podem eles mesmos ser derivados de fontes orgânicas, inorgânicas, naturais ou sintéticas, tipicamente de gâs natural ou de metano organicamente derivado.

Um componente de combustível diesel derivado de Fischer-Tropsch de uso na presente invenção pode ser obtido diretamente do refino ou da reação de Fischer-Tropsch, ou indiretamente por exemplo pelo fracionamento ou hidrotratamento do produto de refino ou síntese para dar um produto fracionado ou hidrotratado, O hidrotratamento pode envolver hidrocraquear para ajustar a faixa de ebulição (ver por exemplo, a GB-B-2077289 e EP-A-0147873) e/ou a hidroisomerisação que pode melhorar as propriedades de fluxo frio aumentando-se a proporção de parafinas ramificadas. A EP-A-0583836 descreve um processo de hidrotratamento de duas etapas em que um produto de síntese de Fischer-Tropsch é primeiramente submetido à hidroconversão sob condições tais que o mesmo substancial mente não passa por nenhuma isomerização ou hidrocraqueamento (isto hidrogcna os componentes olcfínicos c contendo oxigênio), c depois pelo menos parte do produto resultante é hidroconvertido sob condições tais que o hidrocraqueamento e a isomerização ocorram para produzir um combustível de hidrocarboneto substancialmente parafínico. A(s) fração(ões) desejada(s), tipicamente fraçao(Ões) de gasóleo, pode(m) ser subsequentemente isoladas por exemplo pela destilação.

Outros tratamentos pós-síntese, tais como polimerização. alquilação, destilação, craqucamento-descarboxilação, isomerização e hidrorreforma, podem ser utilizados para modificar as propriedades de produtos de condensação de Fischer-Tropsch. como descrito por exemplo na US-A-4125566 e US-A-4478955.

Os catalisadores típicos para a síntese de Fischer-Tropsch de hidrocarbonctos parafínicos compreendem, como o componente cataliticamente ativo, um metal do Grupo VIII da tabela periódica dos elementos, em particular rutênio, ferro, cobalto ou níquel. Tais catalisadores adequados são descritos por exemplo na EP-A-0583836.

Um exemplo de um processo com base em Fischer-Tropsch é a tecnologia “Gas-to-liquids" ou “GtL" da Shell™ (antigamente conhecida como a SMDS (Shell Middle Distillate Synthesis) e descrita no “The Shell Middle Distillate Synthesis Process". van der Burgt et ai, documento liberado no 5lh Synfuels Worldwide Symposium, Washington DC, Novembro de 1985, e na publicação de Novembro de 1989 do mesmo título da Shell International Petroleum Company Ltd, Londres, UK). No último caso, as características preferidas do processo de hídroconversão podem ser como aí divulgadas. Este processo produz produtos da faixa de destilado intermediário pela conversão de um gãs natural em unia cera de hidrocarboneto pesado de cadeia longa (parafina) que podem ser depois hidroconvertidos e fracionados.

Para o uso na presente invenção, um componente de combustível derivado de Fischer-Tropsch é preferivelmente qualquer componente adequado derivado dc uma síntese dc gãs para líquido (a seguir um componente de GtL), ou um componente derivado de uma síntese de Fischer-Tropsch análoga, por exemplo convertendo gás, biomassa ou carvão para líquido (a seguir um componente de XtL). Um componente derivado de Fischer-Tropsch é preferivelmente um componente de GtL. Este pode ser um componente de BtL (biomassa para líquido). No geral um componente de XtL adequado pode ser uni componente de combustível de destilado intermediário, por exemplo selecionados de querosene, diesel e frações de gasóleo como conhecido na técnica; tais componentes podem ser genericamente classificados como combustíveis de processo sintético ou óleos de processo sintético. Preferivelmente um componente XtL para o uso como um componente de combustível diesel é um gasóleo.

Os componentes de combustível diesel contidos em uma composição preparada de acordo com a presente invenção tipicamente terão uma densidade de 750 a 900 kg/nr\ preferivelmente de 800 a 860 kg/m\ a 15 C (ASTM D-4052 ou EN ISO 3675) e/ou um VK 40 de 1,5 a 6,0 rnnr/s (ASTM D-445 ou EN ISO 3104).

Em urna composição de combustível diesel preparada de acordo com a presente invenção, o combustível base pode por si só compreender urna mistura de dois ou mais componentes de combustível diesel dos tipos descritos acima. A mesma pode ser ou conter um chamado componente de combustível “biodiesel” tal como um 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) ou um outro oxigenado tal como um ácido, cetona ou éster. Tais componentes não precisam ser necessariamente bio-derivados.

De acordo com a presente invenção, um aditivo que melhora VI pode ser usado para aumentar a viscosidade de uma composição de combustível. Assim, em uma composição preparada de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, o(s) combustívcl(is) base podc(m) ter uma viscosidade relativamente baixa, e pode-(m) ser depois ‘Tnelhorado(s)” pela incorporação do aditivo que melhora VI. Um componente de combustível base que talvez não seja intrinsecamente benéfico para o desempenho do motor pode ser fabricado deste modo para desempenho de impulso. Ao invés ou além disso, qualquer efeito nocivo que o componente podería ler sido esperado ler no desempenho do motor pode ser neutralizado, pelo menos parcialmente, pelo aditivo que melhora VI. .No caso de uma composição de combustível diesel, por exemplo o(s) combustível(is) base pode(rn) ser ou incluir componentes de viscosidade relativamente baixa tal como componentes de querosene derivado de Fischer-Tropsch ou mineral, componentes de nafta derivados de Fiseher-Tropsch ou mineral, os chamados gasóleos derivados dc Fischer-Tropsch “GtL de inverno”, componentes de diesel de óleo mineral de viscosidade baixa ou componentes de biodiesel, Tais combustíveis base por exemplo podem ter um VK 40 (ASTM D-445 ou EN ISO 3104) abaixo do máximo permitido pela especificação de combustível diesel européia EN 590, por exemplo abaixo de 4,5 mnf/s, ou abaixo 3,5 ou 3,2 ou 3 mnr/s. Em casos estes podem ter um VK 40 abaixo do mínimo permitido pela EN 590, por exemplo abaixo de 2 mnr/s ou mesmo abaixo de 1,5 mnf/s. O aditivo que melhora VI pode ser pré-diluído em um ou mais de tais componentes de combustível, antes de incorporar as mesmas na composição de combustível automotivo final.

Assim, o primeiro aspecto da presente invenção pode abranger o uso de um aditivo que melhora VI em um componente de combustível tal como um combustível base, com o propósito de melhorar o desempenho de aceleração de um motor de combustão interna no qual o componente de combustível, ou uma composição de combustível automotivo contendo o componente, é ou é intencionada a ser introduzida ou de um veículo movimentado por um tal motor. O mesmo pode abranger o uso dc um aditivo que melhora VI em um componente de combustível com o propósito de reduzir um efeito nocivo, causado pelo componente, no desempenho de aceleração dc um motor de combustão interna no qual o componente de combustível, ou uma composição de combustível automotivo contendo o componente, é ou é intencionada a ser introduzida ou de um veículo movimentado por um tal motor.

Por “efeito nocivo” sobre o desempenho dc aceleração é tipicamente intencionado unia redução na aceleração.

Uma composição de combustível diesel automotiva preparada de acordo com a presente invenção adequadamente cumprirá com a(s) especificação(ões) padrão corrente(s) aplicãvel(is) lal(is) como por exemplo a EN 590 (para a Europa) ou ASTM D-975 (para os USA). Por via de exemplo, a composição de combustível global pode ter uma densidade de 820 a 845 kg/m3 a 15 °C (ASTM D-4052 ou 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 51 ou maior; um VK 40 (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 menos; e/ou um teor de hidroearbonetos aromático policíclico (PAH) (IP 39I(mod)) de menos do que 11 % p/p. As especificações relevantes, entretanto, podem diferir de país para país e de ano para ano, e pode depender do uso intencionado da composição de combustível.

Uma composição de combustível diesel preparada de acordo com a presente invenção pode conter componentes de combustível com propriedades fora destas faixas, visto que a propriedades de uma mistura global pode diferir, frequentemente de modo significante, daqueles de seus constituintes individuais.

Uma composição de combustível diesel preparada de acordo com a presente invenção adequadamente contem não mais do que 5000 ppmw (partes por milhão em peso) de enxofre, tipicamente de 2000 a 5000 ppmw, ou de 1000 a 2000 ppmw, ou altematívamente até 1000 ppmw. A composição, por exemplo, pode ser um combustível de enxofre baixo ou ultrabaixo, ou um combustível isento de enxofre, por exemplo contendo no máximo 500 ppmw, preferivelmente não mais do que 350 ppmw, o mais preferivelmente não rnaís do que 100 ou 50 ou ainda 10 ppmw de enxofre.

Uma composição de combustível automotivo preparada de acordo com a presente invenção, ou um combustível base usado em uma tal composição, pode ser adítívada (contendo aditivo) ou não aditivada (isenta de aditivo). Se aditivada, por exemplo, na refinaria, a mesma conterá quantidades menores de um ou mais aditivos selecionados por exemplo de agentes antiestãticos, rcdutores de arrasto de oleoduto, melhoradorcs de fluxo (por exemplo, copolímeros de etileno/acetato de vinila ou copolímeros de acrilato/anidrido maléico), aditivos de lubricidade, antioxidantes e agentes anti-sedimentação de cera. Assim, a composição pode conter uma proporção menor (preferivelmente 1 % p/p ou menos, mais preferivelmente 0,5 % p/p (5000 ppmw) ou menos e o mais preferivelmente 0,2 % p/p (2000 ppmw) ou menos), de um ou mais aditivos de combustível, além do aditivo que melhora VI. A composição pode por exemplo conter um detergente. Os aditivos de combustível diesel contendo detergente são conhecidos e comercialmente disponíveis. Tais aditivos podem ser adicionados aos combustíveis diesel em níveis intencionados para reduzir, remover ou diminuir a formação de depósitos no motor.

Os exemplos de detergentes adequados para o uso em aditivos de combustível para o presente propósito incluem succinimidas substituídas com poliolefma ou succinamidas de poliaminas, por exemplo poliisobutileno succinimidas ou poliisobutileno amina succinamidas, aminas alifáticas, bases ou aminas dc Mannich c poliolcfinas (por exemplo, poliisobutileno) anídridos maléicos. Os aditivos dispersantes de succinimida são descritos por exemplo na GB-A-960493, EP-A-0147240, EP-A-0482253, EP-A-0613938, EP-A-0557516 e WO-A-98/42808. Particularmente preferidos são succinimidas substituídas por poliolefínas tais como poliisobutileno succinimidas.

Uma mistura de aditivo de combustível utilizável em uma composição de combustível preparada de acordo com a presente invenção pode conter outros componentes além do detergente. Os exemplos são realçadores de lubricidade; dehazers, por exemplo, polímeros de íormaldeído fenol alcoxilado; agentes anti-espumantes (por exemplo, políssüoxanos modificado com poliéter); melhoradores de ignição (melhoradores de cetano) (por exemplo, nitrato de 2-etilexila (EHN), nitrato de cicloexila, peróxido de di-terc-butila c aqueles divulgados na US-A-4208190 na coluna 2, linha 27 até a coluna 3, linha 21); agentes antiferrugem (por exemplo, um semi-éster de propano-l,2-dial do ácido tetrapropenil succínico, ou ésteres de álcool poliídrico de um derivado do ácido succínico, o derivado do ácido succínico tendo em pelo menos um de seus átomos de carbono alfa um grupo de hidrocarboneto alifático não substituído ou substituído contendo de 20 a 500 átomos de carbono, por exemplo, o diéster de pentaeritritol de ácido succínico substituído com poHisobutileno); inibidores de corrosão; reodoríferos; aditivos anti-desgaste; antioxidantes (por exemplo, fenólicos tais como 2,6-di-terc-butil fenol, ou fenilenodiaminas tais como Ν,Ν’-di-sec-butil-p-fenilenodiamina); desativadores de metal; melhoradores de combustão; aditivos dissipadores de estática; melhoradores de fluxo frio; e agentes anti-sedimentação de cera.

Uma tal mistura de aditivo de combustível pode conter um realçador de lubricidade, especialmente quando a composição de combustível tem um teor de enxofre baixo (por exemplo, 500 ppmw ou menos). Na composição de combustível adilivada, o realçador de lubricidade está eonvcnicntemcntc presente a uma concentração dc menos do que 1000 ppmw, preferivelmente entre 50 e 1000 ppmw, mais preferivelmente entre 70 e 1000 ppmw. Os realçadores de lubricidade comereialmenie disponíveis adequados incluem aditivos com base em éster e ácido. Outros realçadores de lubricidade são descritos na literatura de patente, em particular em conexão com seu uso em combustíveis diesel com baixo teor de enxofre, por exemplo: - no documento por Danping Wei e H.A. Spikes, “The Lubricity of Diesel Fuels”, Wcar, III (1986) 217-235; - WO-A-95/33805 - melhoradores do fluxo frio para realçar a lubricidade de combustíveis com enxofre baixo; - WO-A-94/17160 - certos ésteres de um ácido carboxílico e um álcool em que o ácido tem de 2 a 50 átomos de carbono e o álcool tem 1 ou mais átomos dc carbono, particularmente monooleato de glicerol e adipato de di-isodecila, como aditivos de combustível para a redução de desgaste em um sistema de injeção de motor a diesel; - US-A-5490864 - certos diéster-diálcoois ditíofosfóncos como aditivos de lubricidade anti-desgaste para combustíveis diesel de enxofre baixo; e - WO-A-98/01516 - certos compostos de alquila aromáticos tendo pelo menos um grupo carboxila ligado aos seus núcleos aromáticos, para conferir efeitos de lubricidade anti-desgaste particularmente em combustíveis diesel de enxofre baixo.

Também pode ser preferido para a composição de combustível conter um agente anti-espumante, mais preferivelmente em combinação com um agente antiferrugem e/ou um inibidor de corrosão e/ou um aditivo realçador de lubricidade. A menos que de outro modo estabelecido, a concentração (matéria ativa) de cada um de tal componente aditivo na composição de combustível aditivada é preferivelmente até 10000 ppmw, mais preferivelmente na faixa dc 0,1 a 1000 ppmw. vantajosamente dc 0,1 a 300 ppmw, tal como de 0,1 a 150 ppmw. A concentração (matéria ativa) de qualquer dehazer na composição dc combustível preferivelmente estará na faixa de 0.1 a 20 ppmw, mais preferivelmente de 1 a 15 ppmw, ainda mais preferivelmente de 1 a 10 ppmw, vantajosameme de 1 a 5 ppmw. A concentração (matéria ativa) de qualquer melhorado de ignição presente preferivelmente será de 2600 ppmw ou menos, mais preferivelmente 2000 ppmw ou menos, convenientemente de 300 a 1500 ppmw. A concentração (matéria ativa) de qualquer detergente na composição de combustível preferivelmente estará na faixa de 5 a 1500 ppmw, mais preferivelmente de 10 a 750 ppmw, o mais preferivelmente de 20 a 500 ppmw, Se desejado, um ou mais componentes de aditivo, tal como aqueles listados acima, podem ser co-misturados - preferivelmente junto com diluente(s) adequado(s) - em um concentrado de aditivo, e o concentrado de aditivo pode ser depois dispersado em uma base de combustível ou composição de combustível O aditivo que melhora VI, de acordo com a presente invenção, pode ser incorporado em uma tal formulação de aditivo, No caso de uma composição de combustível diesel, por exemplo, a mistura de aditivo de combustível tipicamente conterá um detergente, opcionalmente junto com outros componentes como descrito acima, e um diluenie compatível com o combustível diesel, que pode ser um óleo mineral, um solvente tal como aqueles vendidos pela Shell Companies sob a marea “SHELLSOL”, um solvente polar tal como um éster e, em particular, um álcool, por exemplo, hexanol, 2-etilhexanol, decanol, isotridecanol e misturas de álcool tais como aquelas vendidas pela Shell Companies sob a marca “LINEVOL*", especial mente o álcool LINEVOL 79 que é uma mistura de alcoóis primários C7-9, ou uma mistura de álcool C12-14 que são comercial mente disponíveis, O conteúdo total dos aditivos na composição de combustível pode estar adequadamente entre 0 e 10000 ppmw e preferivelmente abaixo de 5000 ppmw.

Neste relatório descritivo, as quantidades (concentrações, % v/v, ppmw, % p/p) de componentes sao de matéria ativa, isto é, exclusivas de materiais de solventes volãteis/diluente.

Os tipos diferentes e/ou concentrações de aditivos podem ser apropriados para o uso em composições de combustível de gasolina, que por exemplo pode conter copolímerus de poliisobutileno/aminu e/ou poliisobutileno/amídaconio aditivos de detergente.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é fornecido o uso de um aditivo que melhora o índice de viscosidade (VI) em uma composição de combustível automotivo, com o propósito de aumentar a viscosidade da composição.

No contexto da presente invenção, um “aumento” na viscosidade abrange qualquer grau de aumento, O aumento pode ser quando comparado à viscosidade da composição de combustível antes da incorporação do aditivo que melhora VI. O mesmo pode ser quando comparado à viscosidade de uma composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna, em particular um motor a diesel, antes da adição de um aditivo que melhora VI à mesma. A presente invenção pode, por exemplo, envolver ajustar a viscosidade da composição de combustível, usando o aditivo que melhora VI, de modo a obter uma viscosidade alvo desejada.

Adequadamente, o aditivo que melhora VI será usado para aumentar a VK 40 da composição de combustível em pelo menos 0,05 mnr/s, preferivelmente em pelo menos 0,1 ou 0,2 ou 0,3 ou 0,4 mnr/s, em casos em pelo menos 0,5 ou 0,6 ou 0,7 ou 0,8 ou 0.9 ou mesmo I ou 1,5 ou 2 mnr/s.

Adequada mente, o aditivo que melhora VI, c a concentração na qual o mesmo é usado na composição de combustível, será tal como para causar uma redução na densidade da composição a 15 °C de 5 kg/nV ou menos, preferivelmente de 2 kg/m3 ou menos. Preferivelmente será tal como para não causar nenhuma redução na densidade. Em casos a mesma pode ser tal como para causar um aumento na densidade. As reduções na densidade podem ser quando comparado com a densidade da composição de combustível antes da incorporação do aditivo que melhora VI. Elas podem ser quando comparado como a densidade de uma composição dc combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (em particular diesel), antes da adição de um aditivo que melhora VI à mesma. As densidades podem ser medidas usando o método do teste padrão ASTM D-4052 ou EN ISO 3675.

Adequadamente, o aditivo que melhora VI, e a concentração na qual o mesmo é usado na composição de combustível, será tal como para causar um aumento no ponto de tamponamento de filtro frio (CFPP) da composição de 10 °C ou menos, preferivelmente de 5 ou 2 ou 1 °C ou menos. Preferivelmente será tal como para não causar nenhum aumento no CFPP. Em casos a mesma pode ser tal como para causar uma diminuição no CFPP, Aumentos no CFPP podem ser quando comparados ao CFPP da composição de combustível antes da incorporação do aditivo que melhora VI. Eles podem ser quando comparados ao CFPP de uma composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (em particular diesel), antes da adição de um aditivo que melhora VI à mesma, CFPPs podem ser medidos usando o método de teste padrão EN 116.

Adequadamente, o aditivo que melhora VI, e a concentração na qual o mesmo é usado na composição de combustível, será tal como para causar um aumento no ponto de turvação da composição de 10 °C ou menos, preferivelmente 5 ou 2 ou 1 ÜC ou menos. Preferivelmente será tal como para não causar nenhum aumento no ponto de turvamento. Em casos o mesmo pode ser tal como para causar uma diminuição no ponto de turvamento. Aumentos no ponto de turvamento podem ser quando comparado com aquele da composição de combustível antes da incorporação do aditivo que melhora VI. Eles podem ser quando comparados ao ponto de turvamento de uma composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (em particular diesel), antes da adição de um aditivo que melhora VI à mesma. Os pontos de turvamento podem ser medidos usando o método de teste padrão EN 23015.

Adequadamente, o aditivo que melhora VI, e a concentração na qual o mesmo é usado na composição de combustível, será tal como para causar um aumento no ponto de ebulição T95 da composição de 5 °C ou menos, preferivelmente 2 ou 1 °C ou menos. Preferivelmente será tal como para não causar nenhum aumento no ponto de ebulição T95. Aumentos no ponto de ebulição T95 podem ser quando comparados com aquele da composição de combustível antes da incorporação do aditivo que melhora VI. Eles podem ser quando comparados ao ponto de ebulição T95 de uma composição de combustível de outro modo análoga que é intencionada (por exemplo, comercializada) para o uso em um motor de combustão interna (em particular diesel), antes da adição de um aditivo que melhora VI à mesma. Os pontos de ebulição T95 podem ser medidos usando o método de teste padrão ASTM D-86 ou EN ISO 3405.

Como descrito acima em conexão com o primeiro aspecto da presente invenção, um aditivo que melhora VI foi descoberto ser capaz de aumentar a viscosidade de uma composição de combustível automotivo, em particular urna composição de combustível diesel, em uma quantidade maior do que a teoria lería prognosticado. Assim, de acordo com o segundo aspecto da presente invenção, o aditivo que melhora VI pode ser usado na composição de combustível em uma concentração mais baixa do que aquela que a teoria prognosticaria ter sido necessária de modo a obter uma viscosidade alvo desejada. Ao invés ou além disso, o mesmo pode ser usado com o propósito de se obter uma viscosidade mais alta do que aquela que a teoria prognosticaria ter sido obtenível usando a mesma concentração do aditivo que melhora VI.

Assim, um terceiro aspecto da presente invenção fornece um método para aumentar a viscosidade de uma composição de combustível automotivo de modo a obter uma viscosidade alvo mínima X, método este que envolve adicionar à composição uma concentração c de um aditivo que melhora VI, em que c é mais baixo do que a concentração mínima c’ do aditivo que melhora VI que a teoria prognosticaria como sendo necessária para ser adicionada à composição de modo a obter uma viscosidade para a composição de X ou maior, A composição de combustível é preferivelmente uma composição de combustível diesel. A concentração do aditivo que melhora VI teórica mínima, c\ e a sua relação com a viscosidade da composição resultante, são adequada mente calculadas usando as fórmulas dadas acima em conexão com o primeiro aspecto da presente invenção, com base nas viscosidades dos constituintes individuais da composição (isto é, tipicamente o aditivo que melhora VI e o(s) conibustível(is) base que constitui (em) o resto da composição).

Um quarto aspecto da presente invenção fornece o uso de um aditivo que melhora VI, em uma concentração c, em uma composição de combustível automotivo, com o propósito de aumentar a viscosidade da composição em uma quantidade que é maior do que aquela que a teoria prognosticaria ter sido obtenível usando o aditivo que melhora VI na concentração c. Mais uma ve/ as fórmulas dadas acima podem ser usadas para calcular o aumento da v iscosidade teoricamente obtenível. A viscosidade da composição por exemplo, usando a presente invenção, pode ser aumentada em 150 % ou mais, ou em casos 200 ou 300 ou 400 ou 450 % ou mais, da quantidade pela qual a teoria prognosticaria a sua viscosidade aumentar usando o mesmo aditivo que melhora VI na concentração c.

A viscosidade máxima de uma composição de combustível automotivo pode frequentemente ser limitada pelas especificações legais e/ou comerciais relevantes - a especificação de combustível diesel européia EN 590. por exemplo, estipula uma VK 40 máxima de 4,5 mnr/s, enquanto que um combustível diesel Classe 1 sueco deve ter uma VK 40 de não mais do que 4,0 mm2/s. Os combustíveis diesel automotivos comerciais típicos são coiTentemente fabricados em grande parte com viscosidades mais baixas do que estas, entretanto, tal como em torno de 2 a 3 mm2/s. Assim, a presente invenção pode envolver a manipulação de uma composição de combustível automotivo de outro modo na especificação padrão, usando um aditivo que melhora VI, para aumentar a sua viscosidade de modo a melhorar o desempenho de aceleração de um motor no qual a mesma é, ou é intencionada a ser, introduzida.

No contexto da presente invenção, o “uso” de um aditivo que melhora VI em uma composição de combustível significa incorporar o aditivo que melhora VI na composição, tipicamente como uma mistura (isto é, uma mistura física) com um ou mais componentes de combustível (tipicamente combustíveis com base em diesel) e opcional mente com um ou mais aditivos de combustível. O aditivo que melhora VI é convenientemente incorporado antes que a composição seja introduzida em um motor que deva estar funcionando com a composição. Ao invés ou além disso o uso pode envolver funcionar um motor com a composição de combustível contendo o aditivo que melhora VI, tipicamente pela introdução da composição dentro de uma câmara de combustão do motor, “Uso” dc um aditivo que melhora VI, de acordo com a presente invenção, também pode abranger fornecer um tal aditivo junto com instruções para o seu uso em uma composição de combustível automotivo para se obter um ou mais dos propósitos descritos acima. em. particular para melhorar o desempenho de aceleração de um motor de combustão interna (tipicamente diesel) em que a composição é, ou é intencionada a ser, introduzida. O aditivo que melhora VI pode ser por si só fornecido como um componente de uma formulação que é adequada para e/ou intencionada para o uso como um aditivo de combustível, em particular um aditivo de combustível diesel, caso este em que o aditivo que melhora VI pode ser incluído em uma tal formulação com o propósito de influenciar seus efeitos sobre a viscosidade de uma composição de combustível automotivo, e/ou seus efeitos sobre o desempenho de aceleração de um motor no qual uma composição de combustível é, ou é intencionada a ser, introduzida.

Assim, o aditivo que melhora VI pode ser incorporado em uma formulação ou embalagem de aditivo junto com um ou mais outros aditivos de combustível. 0 mesmo, por exemplo, pode ser combinado, em uma formulação de aditivo, com um ou mais aditivos de combustível selecionados de detergentes, aditivos anti-corrosão, ésteres, poli alfa olefinas, ácidos orgânicos de cadeia longa, componentes contendo amina ou centros ativos de amida, e misturas destes. Em particular, o mesmo pode ser combinado com um ou mais dos chamados de aditivos de desempenho, que tipicamente incluirão pelo menos um detergente. O aditivo que melhora VI pode ser dosado diretamente em um componente ou composição de combustível, por exemplo na refinaria. O mesmo pode ser pré-diluído em um componente de combustível adequado que subsequentemente forma parte da composição de combustível automotivo global.

Dc acordo com a presente invenção, dois ou mais aditivos que melhoram VI podem ser usados em uma composição de combustível automotivo para o(s) propósito(s) descrito(s) acima.

De acordo com uni quinto aspecto da presente invenção, c fornecido um processo para a preparação de uma composição de combustível automotivo, processo este que envolve misturar um combustível automotivo base com um aditivo que melhora VI. A mistura pode ser realizada para um ou mais dos propósitos descritos acima cm conexão com o primeiro ao quarto aspectos da presente invenção, em particular com respeito à viscosidade da composição de combustível resultante e/ou seu efeito sobre o desempenho de aceleração de um motor de combustão interna no qual o mesmo é, ou é intencionada a ser, introduzido, A composição pode ser em particular uma composição de combustível diesel. O aditivo que melhora VI, por exemplo, pode ser misturado com outros componentes da composição, em particular ao combustível base, na refinaria. Alternativamente, o mesmo pode ser adicionado a uma composição de combustível automotivo a jusante da refinaria. O mesmo pode ser adicionado como parte de um pacote de aditivo que contém um ou mais outros aditivos de combustível.

Um sexto aspecto da presente invenção fornece um método para operar um motor de combustão interna, e/ou um veículo que é movimentado por um tal motor, método este que envolve introduzir em uma câmara de combustão do motor uma composição de combustível preparada de acordo com qualquer um do primeiro ao quinto aspectos da presente invenção. Mais urna vez a composição de combustível é preferivelmente introduzida para um ou mais dos propósitos descritos em conexão com o primeiro ao quarto aspectos da presente invenção. Assim, o motor é preferivelmente operado com a composição de combustível com o propósito de melhorar o seu desempenho de aceleração.

Mais uma vez o motor pode ser em particular um motor a diesel, O mesmo pode ser um motor adaptado com turbo-compressor, em particular um motor a diesel adaptado com turbo-compressor. O motor a diesel pode scr do tipo de injeção direta, por exemplo do tipo de bomba rotativa, bomba em linha, bomba unitária, injetor de unidade eletrônica ou de grade comum, ou do tipo de injeção indireta. O mesmo pode ser um motor a diesel de trabalho pesado ou um leve, O mesmo pode ser em particular um motor de injeção direta de unidade eletrônica (EUDI).

Por toda a descrição c reivindicações deste relatório descritivo, as palavras 'compreendem'' e “contêm” e variações das palavras, por exemplo “compreendendo” e “compreende”, significam “incluindo, mas não limitado a”, e não excluem outras porções, aditivos, componentes, números inteiros ou etapas.

Por toda a descrição e reivindicações deste relatório descritivo, o singular abrange o plural a menos que o contexto de outro modo requeira. Em particular, onde o artigo indefinido é usado, o relatório descritivo deve ser entendido como considerando a pluralidade assim como a singularidade, a menos que o contexto requeira de outro modo.

As características preferidas de cada aspecto da presente invenção podem ser como descritas em conexão com qualquer um dos outros aspectos.

Outras características da presente invenção tomar-se-ão evidentes a partir dos seguintes exemplos. Falando no geral, a presente invenção estende-se a qualquer um dos novos, ou qualquer combinação nova, das características divulgadas neste relatório descritivo (incluindo qualquer uma das reivindicações e desenhos anexos). Assim traços, números inteiros, características, compostos, porções químicas ou grupos descritos em conjunção com um aspecto particular, forma de realização ou exemplo da presente invenção devem ser entendidos como sendo aplicáveis a qualquer outro aspecto, forma de realização ou exemplo aqui descritos a menos que incompatíveis com os mesmos.

Além disso, a menos que de outro modo estabelecido, qualquer traço aqui divulgado pode ser substituído por um traço alternativo que sirva para o mesmo propósito ou um similar.

Os seguintes exemplos ilustram as propriedades das composições combustíveis automotivas preparadas de acordo com a presente invenção, c avaliam os efeitos de tais composições sobre o desempenho de um motor a diesel adaptado com turbo-compressor.

Para os exemplos de 1 a 5, três aditivos que melhoram os índices de viscosidade diferentes foram incorporados em composições de combustível diesel. Os aditivos, e suas propriedades, são mostrados na Tabela 1 abaixo. Os valores de densidade e viscosidade são tirados das folhas de dados do fabricante.

Tabela I * Os dados para o aditivo Kratoir são estimativas, visto que este material é um sólido sob as condições de teste relevantes, SV,M 206 é uma pré-diluição, na poli alfa olefina PA06, de 15 % p/p de copolímeros de bloco sólidos (SV™ 200) com base nos monômeros de estireno e isopreno. SV™ 261 é uma pré-diluição a 15 % p/p de polímeros similares (SV™ 260) em um óleo mineral altamente refinado. Ambos os aditivos são amplamente usados em lubrificantes.

Kraton™ G 1650 E é um copolímero de bloco de estireno-etileno-butíleno. O mesmo é um sólido a 40 °C e é correntemente usado em géis, por exemplo em cosméticos e velas.

Todos os três aditivos são de modo amplo comercialmente disponíveis.

Os aditivos foram incorporados em combustíveis diesel de teste padrão, comercial mente disponíveis (da Shell) e seus efeitos sobre as propriedades das misturas resultantes foram avaliados. Os três combustíveis de teste usados, Fl a F3, tiveram as propriedades mostradas na Tabela 2 abaixo. Todos foram combustíveis derivados de petróleo, isentos de enxofre.

Tabela 2 Antes da adição dos melhoradores de Ví, iodos os três combustíveis foram misturados com 10 % v/v de um gasóleo derivado de Fischer-Tropsch (da Shell Bintulu) e 5 % v/v de um éster metílico de ácido graxo comercial mente disponível (da ADM) de acordo com a DIN ΕΝ 14214. As suas propriedades resultantes são mostradas na Tabela 3 abaixo.

Tabela 3 Exemplo 1 - Impacto dos Aditivos Que Melhoram VI sobre a Viscosidade Primeiramente, a capacidade dos aditivos para aumentar as viscosidades de composições de combustível diesel foi testada. Cada um dos aditivos foi adicionado, em uma faixa de concentrações, à mistura de combustível FL Os resultados, como viscosidades cinemáticas a 40 °C, medidos usando o método de teste padrão EN ISO 3104, são mostrados na Tabela 4 abaixo.

Tabela 4 Pode ser observado que todos os três aditivos são capazes de causar um aumento significante na viscosidade de combustível, mesmo em concentrações relativamente baixas. Por comparação, o óleo base lubrificante HNR 40D (um óleo base naftênico, da Shell Harburg refinery, que foi usado no passado para aumentar a viscosidade e densidade de combustíveis diesel de corrida, e que tem um VK 40 de 8,007 mnr/s e uma densidade a 15 °C de 879 kg/m3) foi descoberto causar um aumento na VK 40 de apenas 0,14 mnr/s quando incorporado na mistura F1 a uma concentração de 6 f* P/P- Os dois aditivos SV,M foram também testados nas misturas de combustível F2 e F3. Os efeitos dos aditivos que melhoram VI sobre a VK 40 (EN ISO 3104) são mostrados nas Tabelas 5 e 6 abaixo, para as misturas F2 e F3 respectivamente.

Deve ser mencionado que porque os aditivos SV™ contêm polímeros que melhoram VI pré-diluídos, a concentração do ingrediente ativo nas misturas contendo estes aditivos é na prática significantemente mais baixa. Por exemplo, uma composição de combustível contendo 0,5 % p/p de aditivo SVIN1 de fato contém apenas 0,075 % p/p do copolímero ativo, e uma composição contendo 1,0 % p/p do aditivo SVlvt contém apenas 0,150 % p/p do copolímero ativo.

Tabela 5 Mais uma vez os dois aditivos que melhoram VI podem ser observados causar aumentos significuntes na viscosidade, mesmo em concentrações de ingrediente ativo muito baixas.

Exemplo 2. - Efeito dos Aditivos Que Melhoram VI sobre a Densidade Visto que uma redução na densidade dc combustível é falando no geral considerada como nociva para o desempenho do motor, também é importante estabelecer que um aditivo usado em uma composição de combustível díesel não reduz a densidade global a um grau indesejável. Além disso, um aditivo idealmente não deve aumentar a densidade a um grau que levaria a composição de combustível global para fora das especificações relevantes.

Misturas foram preparadas contendo a mistura dc combustível diesel Fl e os três aditivos aludidos no Exemplo 1. As densidades destas misturas foram depois medidas a 15 °C usando o método de teste padrão EN ISO 3675. Os resultados são mostrados na Tabela 7 abaixo.

Tabela 7 Os efeitos dos dois aditivos SV™ sobre a densidade foram também investigados para as misturas de combustível diesel F2 e F3; os resultados são mostrados nas Tabelas 8 e 9 respectivamente.

Tabela 8 Pode ser observado a partir das Tabelas 7 a 9 que os dois aditivos SV™ têm um efeito mais ou menos neutro sobre a densidade de combustível, nas taxas de tratamento de 2 % p/p ou abaixo, enquanto que o aditivo Kraton™ dá um aumento leve na densidade a uma concentração de 1 % p/p.

Exemplo 3 - Efeito dos Aditivos que Melhoram VI sobre as Propriedades de Fluxo Frio O impacto dos dois aditivos SV1M que melhoram VI sobre as propriedades de fluxo frio do combustível foi investigado em vários testes.

As amostras de combustível foram preparadas contendo a mistura de combustível diesel F1 e os aditivos SV™ aludidos no Exemplo 1. Os pontos de tamponamento de filtro frio (CFPPs) destas misturas foram depois medidas usando o método de teste padrão ΕΝ 116. Os resultados são mostrados na Tabela 10 abaixo.

Tabela 10 Ambos os aditivos foram descobertos ter apenas um impacto de menor a moderado sobre CFPPs dos três combustíveis de teste.

Em testes adicionais, nenhum aditivo foi descoberto ter um impacto signifícante sobre os pontos de turvamento (EN 23015) dos combustíveis de teste nas concentrações de 2 % p/p.

Resultados similares são esperados para o aditivo que melhora VI Kraton™.

Exemplo 4 - Efeito dos aditivos que melhoram VI sobre as Propriedades de Destilação As propriedades de destilação de uma composição dc combustível diesel frequentemente necessitam obedecer às especificações legais e/ou do consumidor. Por exemplo, de acordo com a especificação de combustível diesel européia EN 590, um combustível automotivo diesel deve ter uma T95 (a temperatura na qual 95 % p/p do combustível é destilado) de não mais do que 360 °C. Também pode ser indesejável incluir concentrações mais altas de componentes de combustível de alta ebulição visto que tais componentes podem mais facilmente acumular em óleos de motor, causando níveis de óleo aumentados e problemas de transbordamento possíveis. Assim, embora qualquer componente que aumente a viscosidade seja provável de ter uma faixa de ebulição mais alta do que a composição de combustível à qual o mesmo é adicionado, é desejável para o componente ter tão pouco quanto possível um impacto sobre o ponto de ebulição T95 da composição global.

Neste experimento, os pontos de ebulição T95 de várias misturas de combustível diesel/aditivo foram medidas usando o método de teste padrão EN ISO 3405. Os aditivos usados foram aqueles mostrados na Tabela 1 acima, e foram incorporados na mistura F1 em uma faixa de concentrações abaixo de 4 % p/p. Os resultados são mostrados na Tabela 11 abaixo.

Tabela 11 Os dois aditivos SV™ foram também testados nas misturas de combustível F2 e F3. Os resultados são mostrados na Tabela 12 abaixo.

Tabela 12 Pode ser observado que nas concentrações propostas de acordo com a presente invenção, nenhum dos três aditivos tem um efeito indevidamente nocivo no ponto de ebulição T95 da composição de combustível global. Embora outros componentes que aumentam a viscosidade, por exemplo óleos base minerais tais como HNR 40D, causariam uma taxa mais baixa de mudança do ponto de ebulição com concentração, tais componentes necessitariam ser incluídos em grande parte eni níveis mais altos de modo a obter um aumento trabalhável na viscosidade (por exemplo, em torno de 10 % p/p de modo a obter um aumento de 0,2 ninr/s na VK 40, comparado apenas com cerca de 0,2 % p/p de Kraton1M G 1650 E para causar o mesmo efeito), e como um resultado o impacto sobre as propriedades de destilação de um aditivo que melhora VI pode na prática ser mais baixa do que aquela de um componente que aumenta a viscosidade mais convencional, A 0,2 % p/p, por exemplo, o aditivo Kraton™ causa um aumento no ponto de ebulição T95 de menos do que 1 °C na mistura de combustível de teste F1. Os aditivos SV™, em taxas de tratamento similares, causam aumentos da ordem de 3 °C, o aumento mais alto sendo devido aos óleos minerais de ebulição relativamente alta usados como diluentes nestes aditivos.

Assim, a melhora no VI não parece causar nenhum efeito colateral indevidamente nocivo em composições de combustível diesel, nas concentrações propostas de acordo com a presente invenção. Ao mesmo tempo, como observado no Exemplo l, o seu impacto sobre a viscosidade é muito melhor do que aquele de outros componentes que aumentam a viscosidade conhecidos.

Exemplo 5 - Efeito dos Aditivos Que Melhoram VI sobre o Desempenho do Motor (I) Uma composição de combustível diesel de acordo com a presente invenção, contendo um aditivo que melhora VI, foi usado em um veículo dc teste movimentado com diesel dc modo a avaliar os seus efeitos sobre o desempenho de aceleração do motor do veículo. O combustível base usado como uma comparação, F4, foi uni combustível diesel de grau de inverno de grau principal derivado dc petróleo comercialmente disponível (da Shell, Harburg refmery). O mesmo não conteve nenhum éster metílico de ácido graxos, nenhum detergente e nenhum componente de combustível derivado de Fischer-Tropschs. O mesmo obedeceu a especificação de combustível diesel européia EN 590, c conteve menos do que 10 mg/kg de enxofre. A composição de combustível de acordo com a presente invenção, Fl, foi uma mistura de F4 com 1 % p/p de Kraton™ G 1650 E, como usado nos Exemplos de 1 a 4.

As propriedades do combustível base F4 são mostradas na Tabela 13 abaixo, que também mostra a VK 40 e a densidade da mistura F4/Kraton™ (Fl).

Tabela 13 A Tabela 13 mostra que a inclusão do aditivo que melhora VL na concentração de 1 % p/p usada, causa um aumento na VK 40 de mais de 1,9 centístokes (mnr/s) Os seguintes experimentos investigaram o efeito da viscosidade de combustível aumentada sobre o desempenho de aceleração de um motor a diesel adaptado com turbo-compressor em uma faixa de velocidades de motor, demonstrando assim como a presente invenção seria usada para melhorar o desempenho de aceleração, em particular em velocidades de motor baixas. O veículo de teste usado foi um Volkswagen™ Passai™ 2.0 Tdi, registrado em 2006, equipado com um sistema de injetor unitário Bosch™, O mesmo teve uma classificação dc potência dc 125 kW a 4200 rpm e uma taxa de compressão de 18,5. O desempenho deste veículo foi medido em uni dinamômetro de chassi em um único dia sem um intervalo. As pressões de ar do turbo-compressor foram medidas usando um sensor de pressão a jusante do turbo-compressor, enquanto as velocidades de motor foram registradas a partir do dinamômetro de chassi. A potência em velocidade constante foi medida a 1500, 2500 e 3500 rpm. Para cada teste, acelerações a toda força foram repetidas sete vezes em quatro marchas, e as medições de potência em velocidade constante foram calculadas em média em 5 segundos. A ordem do teste de combustível foi: F4 - FI - F4 - F1 - F4 - P1 - F4 - Fl - F4.

As Tabelas 14 a 16 abaixo mostram as medições de potência do motor, torque e pressão de impulso tomadas a 1500, 2500 e 3500 rpm respectivamente» Todos os dados de potência são corrigidos levando em conta as condições ambientes. Todas as variáveis foram calculadas em média em medições de 5 segundos. A Tabela 17 resume as diferenças médias na potência, torque e pressão de impulso, do motor entre os dois combustíveis de teste, nas três velocidades de motor testadas.

Tabela 17 Estes resultados demonstram um benefício de potência evidente de 0,79 % a 1500 rpm, para a composição de combustível de acordo com a presente invenção. Esta diferença não é mais evidente, entretanto, nas velocidades de motor mais altas. A Tabela 18 abaixo mostra a variação da potência de motor com velocidade de motor durante a aceleração na quarta marcha, para ambos os combustíveis de teste.

Tabela 18 Estes dados mostram que a presença do melhorador de VI, no combustível FI de acordo com a presente invenção, libera um benefício de potência máxima de I % em torno de 1900 rpm. Em velocidades de motor muito baixas (abaixo de cerca de 1400 rpm) não há neste caso nenhum benefício de potência aparente, nem é qualquer benefício observado acima de ccrca de 3500 rpm. Entretanto, acrcdita-se que a natureza c concentração do melhorador de VI possa ser adaptada de modo a prolongar o benefício de potência através de uma faixa mais ampla de velocidades de motor. Por exemplo, os melhoradures de VI planejados para o uso em pressões mais altas (tal como até 3000 bar) podem ser usados para fornecer realce de desempenho mesmo sob as condições de alta pressão experienciadas em velocidades de motor mais alias, como por exemplo demonstrado no Exemplo 6 abaixo, particularmente quando presente cm ou cm torno da sua concentração ótima.

Este experimento, portanto, confirma que um aditivo que melhora VI pode ser incluído em uma composição de combustível automotivo, de acordo com a presente invenção, de modo a melhorar o desempenho de aceleração de um motor que funciona com a composição de combustível, em particular em velocidades de motor mais baixas, Para o veículo usado nestes testes, por exemplo, aumentos na potência do motor, torque e pressão de impulso do motor são evidentes em velocidades de motor entre cerca de 1400 e 1900 rpm quando do uso de urna composição de combustível de acordo com a presente invenção, quando comparado a uma composição de combustível de outro modo idêntica sem um aditivo que melhora VI.

Exemplo ó - Efeito dos aditivos que melhoram VI sobre o Desempenho do Motor (II) O Exemplo 5 foi repetido, mas usando quatro combustíveis de teste contendo, de acordo com a presente invenção, concentrações variáveis do aditivo que melhora VI Kraion™ G 1657 (da Kraton). Acredila-se que este aditivo seja melhor adaptado para usar sob condições dc alta pressão.

As constituições, densidades (DIN EN ISO 3675) e viscosidades (DIN EN ISO 3104) dos combustíveis de teste, F5 a F8, são mostradas na Tabela 19 abaixo. O combustível dicsel base usado foi um combustível dtesel base padrão comercial mente disponível contendo menos do que 10 ppmw de enxofre, da Shell, que não conteve nenhum aditivo de detergente, ésteres metílicos de ácido graxo ou componentes de combustível deri vado de Fischer-Tropsch. O veículo de teste foi o mesmo como usado no Exemplo 5. Os lestes de esforço de tração do veículo (VTE) foram conduzidos em três velocidades de motor diferentes, e repetidos duas vezes para cada um dos combustíveis de teste, em cada um dos dois dias de teste. Estes testes foram realizados sob condições de admissão toda aberta. Os tempos de aceleração também foram medidos, entre 1200 e 4500 rpm na quarta marcha e sob condições de carga de estrada.

Os resultados de VTE são mostrados nas Tabelas 20 e 21 abaixo, para os dias de teste I e 2 respectivamente, e as medições dos tempos de aceleração na Tabela 22. A Tabela 23 resume as diferenças nos resultados de teste entre os quatro combustíveis de teste.

Estes dados confirmam um benefício de potência em todas as três das faixas de velocidade de motor testadas, para as composições de combustível contendo o aditivo que melhora VI, Os tempos de aceleração também são reduzidos para as composições adilivadas de acordo com a presente invenção.

Pode ser observado que os benefícios de desempenho dependem da concentração de aditivo. Entretanto, uma concentração de aditivo mais alta não necessariamente resulta em desempenho melhorado, em particular em velocidades de motor mais altas; é assim possível que para qualquer aditivo que melhora VI dado, uma concentração ideal possa ser utilizável para maximizar o seu efeito sobre o desempenho do motor.

No presente experimento, por exemplo, combustíveis F6 (0,2 % p/p de aditivo) e F7 (0,4 % p/p de aditivo) mostram desempenho especialmente bom sob todas as condições de teste, enquanto que o F8 (0,8 % p/p de aditivo) da um benefício de desempenho menor do que o F6 e F7, exceto na faixa de velocidade de motor baixa. Assim, para este aditivo que melhora VI particular, uma taxa de tratamento adequada para obter uma melhora de desempenho por toda uma faixa de velocidades de motor seria entre 0,15 e 0,5 % p/p, enquanto que se o benefício de desempenho em velocidades de motor baixas é o critério alvo, uma concentração de aditivo mais alta pode ser apropriada.

Experimentos adicionais usando formulações de combustível preparadas de acordo com a presente invenção têm indicado que um aditivo que melhora VI pode causar um benefício de desempenho maior, para qualquer aumento dado na viscosidade do combustível, do que seria obtido pelo uso de um ou mais componentes que aumentam a viscosidade convencionais (por exemplo um componente de combustível de viscosidade alta) para obter o mesmo aumento de viscosidade.

Isto pode ser porque os aditivos que melhoram VI podem liberai um aumento de viscosidade mais alto sob as condições de injeção. Isto é explicado ainda no Exemplo 7.

Exemplo 7 - Alimento de Viscosidade sob as Condições de Injeção A capacidade dos aditivos que melhoram VI para aumentar a viscosidade, sob as condições de injeção, foi testada medindo-se as viscosidades do combustível sob a pressão e temperatura altas que podem ser esperadas durante a injeção de combustível. As composições de combustível usadas para estes testes são dados na Tabela 24, onde o diesel é da Shell e não contém éster metílico de ácido graxo, o solvente aromático PLUTOsol ™ é da Octet Deutsehland GmbH, o óleo base naftênico HNR40D é como descrito acima, o GTL é um gasóleo derivado de Fischer-Tropsch da Shell Bintuiu, e o ‘SV200’ é como descrito acima.

Os combustíveis foram misturados em um tal modo que as suas densidades foram similares, como pode ser observado a partir da Tabela 25. A partir desta Tabela, pode ser observado que o aumento na viscosidade nas condições padrão (40 °C e 1 bar) foi maior com o combustível FIO quando comparado ao combustível F9. do que com o combustível F11 quando comparado ao combustível F9. Em outras palavras, o aumento de viscosidade causado pela adição de 0,2 % % m do aditivo que melhora VI foi mais baixa do que o causado pela reformulação do combustível com componentes mais convencionais. A 80 °C c 1000 bar, que pode representar parte das condições de carga, o aumento da viscosidade de F10 e F11, quando comparados com F9, foi quase igual. A 150 °C e 2000 bar, que é mais representativo das condições de carga completa, o aumento da viscosidade de F11 quando comparado ao F9 foi muito maior do que o de F10 quando comparado com F9. Isto demonstra que a viscosidade de diesel nas condições de injeção de carga completa pode ser aumentada pelos aditivos que melhoram VI em uma quantidade muito mais alta do que pode ser esperado do aumento da viscosidade nas condições das medições padrão, É assim esperado que os aditivos que melhoram VI dêem um benefício de desempenho maior para o mesmo aumento da viscosidade padrão do que daria reformulando o combustível com componentes mais convencionais.

Os combustíveis mencionados acima foram testados de acordo com o mesmo procedimento de teste como no Exemplo 5 em um Toyota Avensis 2,0 D-Cat. Os resultados são mostrados na Tabela 26. Nas duas velocidades de motor mais baixas, o combustível com o melhorador de VI (Fll) deu benefícios maiores do que o combustível formulado para viscosidade mais alta com componentes mais convencionais. Embora o aumento da viscosidade nas condições normais usando o melhorador de VI fosse de apenas 0.41 mnr/s, ao passo que o aumento da viscosidade nas condições normais com FIO fosse de 0,99 innr/s, a melhora na aceleração com PI 1 foi de 75 % da melhora na aceleração com FIO, demonstrando que a melhora de desempenho pelo uso de aditivos que melhoram VI é maior do que pode ser esperado do aumento na viscosidade em condições padrão.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Uso de um aditivo que melhora o índice de viscosidade (VI), em uma composição de combustível diesel automotivo, caracterizado pelo fato de ser com o propósito de melhorar o desempenho de aceleração de um motor de combustão interna no qual a composição de combustível diesel é ou é intencionada a ser introduzida ou de um veículo movimentado por um tal motor, em que o aditivo que melhora o índice de viscosidade (VI) compreende um copolímero de bloco que contém um ou mais blocos monoméricos de estíreno.

2. Uso de um aditivo que melhora VI em um componente de combustível para uma composição de combustível diesel automotivo, caracterizado pelo fato de ser com o propósito de (i) melhorar o desempenho de aceleração de um motor de combustão interna no qual uma composição de combustível diesel automotivo contendo o componente é ou é intencionada a ser introduzida ou de um veículo movimentado por um tal motor, em que o aditivo que melhora VI compreende um copolímero de bloco que contém um ou mais blocos monoméricos de estireno.

3. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o aditivo que melhora VI é pré-dissolvido em um solvente ou componente de combustível,

4. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a concentração do aditivo que melhora VI na composição de combustível diesel é de 0,001 a 0,5 % p/p.

5. Uso, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a concentração do aditivo que melhora VI na composição de combustível diesel é de 0,05 a 0,25 % p/p.