CA2900083A1 - Utilisation d'une composition pour ameliorer la pulverisation des injecteurs d'un moteur a combustion - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet l'utilisation d'une composition pour améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à combustion, ladite composition, comprenant en poids, par rapport au poids total de la dite composition, de 60 à 95% d'un mélange d'au moins une première et une seconde diamines grasses, les dites diamines étant différentes, et de 5 à 40 % d'un solvant.
Description
UTILISATION D'UNE COMPOSITION POUR AMELIORER LA PULVERISATION DES INJECTEURS
D'UN MOTEUR A COMBUSTION
La présente invention se rapporte à l'utilisation d'une composition pour améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à combustion, neuf ou encrassé, équipant en particulier un véhicule terrestre, un aéronef ou un véhicule de transport maritime et fluvial ou encore un groupe électrogène.
D'une façon générale, la formation d'un mélange de combustion consiste à
mettre en contact le combustible (essence, diesel) et le comburant (généralement l'air puisé dans l'atmosphère) sous des formes propices à l'initiation et à la propagation de la combustion, ainsi qu'à l'évacuation des produits de la réaction. Le cas idéal est donc le mélange homogène du combustible et du comburant sous forme gazeuse avec des mouvements de brassage à grande et petite échelle dans des conditions stoechiométriques. Or, le plus souvent le combustible se présente sous forme liquide.
Une fonction fondamentale des moteurs à combustion consiste ainsi à
transformer le combustible liquide en vapeur. Cette étape est réalisée par un dispositif d'injection.
Afin d'assurer une combustion correcte, le dispositif d'injection doit pour cela introduire dans la chambre de combustion d'un moteur, une quantité de combustible qui doit être orientée dans la direction qui favorise la meilleure combustion, et ce, à une certaine pression afin d'obtenir une bonne pénétration (à savoir obtenir un mélange air/combustible homogène qui puisse atteindre les endroits de la chambre les plus éloignés des injecteurs), mais aussi une bonne pulvérisation (passage de l'état liquide à
l'état de fines gouttelettes) et un bon taux d'introduction (quantité injectée par unité de temps ou, par unité d'angle de vilebrequin), tout en assurant l'étanchéité par rapport à la chambre de combustion. Le dispositif d'injection comporte pour cela un porte injecteur et un injecteur. Le porte injecteur permet de canaliser l'arrivée et le retour du combustible et de supporter un ressort de tarage. Il possède de plus un système de réglage de ce dernier. L'admission du combustible dans l'injecteur peut s'effectuer par l'intermédiaire d'une électro-vanne dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par un ordinateur qui gère l'ensemble des fonctions du moteur. L'injecteur quant à lui comporte deux pièces : une aiguille et une buse, la buse présentant un orifice calibré
permettant de pulvériser le combustible sous forme de micro gouttelettes. L'orifice peut avoir différentes configurations. Il existe en effet des injecteurs à trous, à
téton, à swirl, des injecteurs assistés en air, à impacts de jets, à vibration ou encore des injecteurs à
vapeur.
Par exemple, les injecteurs à trous présentent en général de 2 à 12 trous de faible diamètre, de l'ordre de 0,2 à 0,4 mm. Ce type d'injecteur est notamment utilisé sur
D'UN MOTEUR A COMBUSTION
La présente invention se rapporte à l'utilisation d'une composition pour améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à combustion, neuf ou encrassé, équipant en particulier un véhicule terrestre, un aéronef ou un véhicule de transport maritime et fluvial ou encore un groupe électrogène.
D'une façon générale, la formation d'un mélange de combustion consiste à
mettre en contact le combustible (essence, diesel) et le comburant (généralement l'air puisé dans l'atmosphère) sous des formes propices à l'initiation et à la propagation de la combustion, ainsi qu'à l'évacuation des produits de la réaction. Le cas idéal est donc le mélange homogène du combustible et du comburant sous forme gazeuse avec des mouvements de brassage à grande et petite échelle dans des conditions stoechiométriques. Or, le plus souvent le combustible se présente sous forme liquide.
Une fonction fondamentale des moteurs à combustion consiste ainsi à
transformer le combustible liquide en vapeur. Cette étape est réalisée par un dispositif d'injection.
Afin d'assurer une combustion correcte, le dispositif d'injection doit pour cela introduire dans la chambre de combustion d'un moteur, une quantité de combustible qui doit être orientée dans la direction qui favorise la meilleure combustion, et ce, à une certaine pression afin d'obtenir une bonne pénétration (à savoir obtenir un mélange air/combustible homogène qui puisse atteindre les endroits de la chambre les plus éloignés des injecteurs), mais aussi une bonne pulvérisation (passage de l'état liquide à
l'état de fines gouttelettes) et un bon taux d'introduction (quantité injectée par unité de temps ou, par unité d'angle de vilebrequin), tout en assurant l'étanchéité par rapport à la chambre de combustion. Le dispositif d'injection comporte pour cela un porte injecteur et un injecteur. Le porte injecteur permet de canaliser l'arrivée et le retour du combustible et de supporter un ressort de tarage. Il possède de plus un système de réglage de ce dernier. L'admission du combustible dans l'injecteur peut s'effectuer par l'intermédiaire d'une électro-vanne dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par un ordinateur qui gère l'ensemble des fonctions du moteur. L'injecteur quant à lui comporte deux pièces : une aiguille et une buse, la buse présentant un orifice calibré
permettant de pulvériser le combustible sous forme de micro gouttelettes. L'orifice peut avoir différentes configurations. Il existe en effet des injecteurs à trous, à
téton, à swirl, des injecteurs assistés en air, à impacts de jets, à vibration ou encore des injecteurs à
vapeur.
Par exemple, les injecteurs à trous présentent en général de 2 à 12 trous de faible diamètre, de l'ordre de 0,2 à 0,4 mm. Ce type d'injecteur est notamment utilisé sur
2 les moteurs à injection directe avec des pressions de tarage importantes (200 à 400 bars). Des orifices de diamètre inférieurs à 0,1 mm existent actuellement sur des injecteurs reliés à une rampe commune et dont la pression est de l'ordre de 2000 bars.
Il est en outre souhaitable de traiter le carburant pour optimiser la pulvérisation indépendamment du type d'injecteurs utilisés.
De plus, l'utilisation de carburants altérés (déphasage, présence de boue, concentration en eau élevée), ainsi que l'usure des injecteurs entraînent un problème de combustion (mauvaise pulvérisation des injecteurs). Ceci est particulièrement le cas pour les injecteurs à trous. Il a été calculé qu'un dépôt de quelques microns de suies, de l'ordre de 5 microns, sur un injecteur réduit son débit d'environ 25%. Or, sur un véhicule automobile diesel, un tel dépôt de suies sur un injecteur peut entraîner l'encrassement du turbo, le colmatage du catalyseur et du filtre à particules, l'encrassement de la vanne EGR (recyclage des gaz d'échappement) avec excès de recyclage et manque d'air, et le colmatage du collecteur et des soupapes d'admission, conduisant à l'asphyxie du moteur.
Par conséquent, il existe un besoin dans l'état de la technique de fournir une composition permettant d'éviter l'encrassement du dispositif d'injection.
On connaît dans l'état de la technique, le document EP 2 305 780 qui décrit une composition émulsionnante destinée à homogénéiser et ré-émulsionner un carburant à
base d'huile minérale, d'huile végétale et d'eau. Cette composition comprend en particulier, en poids, par rapport à son poids total : de 5 à 40% de N-oléyle-propylène diamine, de 50 à 95% de NN'N'-polyoxyéthylène N-suif propylène diamine, et de 5 à 40% d'un solvant. Il est indiqué dans ce document que la composition permet de ré-émulsionner les différents composants du carburant (huile minérale, eau, huile végétale...) et d'améliorer ainsi la peptisation et la rhéologie (la viscosité
du carburant sera en effet constante), entrainant également une amélioration de la combustion (combustion homogène).
Ce document ne se réfère donc pas à une composition apte à éviter l'encrassement d'un dispositif d'injection d'un moteur à combustion.
La présente invention a pour but de proposer une nouvelle composition qui évite au moins en partie les inconvénients précités.
La présente invention a pour objet l'utilisation d'une composition pour améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à combustion, ladite composition, comprenant en poids, par rapport au poids total de ladite composition, de 60 à
95% d'un mélange d'au moins une première et une seconde diamines grasses, lesdites diamines étant différentes, et de 5 à 40% d'un solvant.
Il est en outre souhaitable de traiter le carburant pour optimiser la pulvérisation indépendamment du type d'injecteurs utilisés.
De plus, l'utilisation de carburants altérés (déphasage, présence de boue, concentration en eau élevée), ainsi que l'usure des injecteurs entraînent un problème de combustion (mauvaise pulvérisation des injecteurs). Ceci est particulièrement le cas pour les injecteurs à trous. Il a été calculé qu'un dépôt de quelques microns de suies, de l'ordre de 5 microns, sur un injecteur réduit son débit d'environ 25%. Or, sur un véhicule automobile diesel, un tel dépôt de suies sur un injecteur peut entraîner l'encrassement du turbo, le colmatage du catalyseur et du filtre à particules, l'encrassement de la vanne EGR (recyclage des gaz d'échappement) avec excès de recyclage et manque d'air, et le colmatage du collecteur et des soupapes d'admission, conduisant à l'asphyxie du moteur.
Par conséquent, il existe un besoin dans l'état de la technique de fournir une composition permettant d'éviter l'encrassement du dispositif d'injection.
On connaît dans l'état de la technique, le document EP 2 305 780 qui décrit une composition émulsionnante destinée à homogénéiser et ré-émulsionner un carburant à
base d'huile minérale, d'huile végétale et d'eau. Cette composition comprend en particulier, en poids, par rapport à son poids total : de 5 à 40% de N-oléyle-propylène diamine, de 50 à 95% de NN'N'-polyoxyéthylène N-suif propylène diamine, et de 5 à 40% d'un solvant. Il est indiqué dans ce document que la composition permet de ré-émulsionner les différents composants du carburant (huile minérale, eau, huile végétale...) et d'améliorer ainsi la peptisation et la rhéologie (la viscosité
du carburant sera en effet constante), entrainant également une amélioration de la combustion (combustion homogène).
Ce document ne se réfère donc pas à une composition apte à éviter l'encrassement d'un dispositif d'injection d'un moteur à combustion.
La présente invention a pour but de proposer une nouvelle composition qui évite au moins en partie les inconvénients précités.
La présente invention a pour objet l'utilisation d'une composition pour améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à combustion, ladite composition, comprenant en poids, par rapport au poids total de ladite composition, de 60 à
95% d'un mélange d'au moins une première et une seconde diamines grasses, lesdites diamines étant différentes, et de 5 à 40% d'un solvant.
3 La société Demanderesse a découvert que l'utilisation d'une composition telle que décrite ci-dessus permettait non seulement de rétablir la pulvérisation des injecteurs neufs ou encrassés, mais également d'éliminer les dépôts dans les chambres de combustion d'une machine (comme un groupe électrogène) ou d'un véhicule à
combustion comme un véhicule terrestre, un aéronef ou un véhicule de transport maritime et fluvial.
Par exemple, lorsque la composition est utilisée pour nettoyer le moteur d'un véhicule automobile, celle-ci permet non seulement de nettoyer les catalyseurs, mais également de faciliter la régénération des filtres à particules, de décalaminer les turbos et d'augmenter ainsi le rendement du moteur et ce, sans qu'il soit nécessaire de le démonter.
Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, la Demanderesse suggère que les différents avantages de la présente composition semblent être dus à la structure chimique des différents composés de la composition .
En outre, il apparaît à la lecture du document EP 2 305 780 que la composition décrite dans ce document présente une action sur la rhéologie du carburant et améliore l'état de surface. Cependant, un homme du métier ne pouvait pas imaginer, à
partir de cet enseignement que cette composition aurait également un effet sur la pulvérisation des injecteurs. Pour cela, il aura fallu que la composition décrite dans ce document ait une action sur la diminution du diamètre des gouttelettes du carburant et/ou une action sur leur fractionnement. Ces effets ne sont ni décrits, ni suggérés par le document EP2 305 780.
Il apparaît donc, de manière inattendue et tout à fait surprenante que cette composition permet d'améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à
combustion.
Pour obtenir les effets susmentionnés, la composition selon l'invention peut être versée directement dans le réservoir de la machine ou du véhicule à
combustion, de façon à obtenir une concentration en amines grasses comprise entre 0,5 et 20 mg/L, de préférence entre 0,8 et 15 mg/L et de manière encore plus préférée entre 3 et 12 mg/L.
Ce dosage convient pour améliorer la pulvérisation des injecteurs de la machine ou du véhicule à combustion. Après consommation de cette quantité de carburant, le plein du réservoir avec la composition peut être ré-effectué.
La présente invention peut également concerner un procédé pour améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à combustion comprenant le mélange à un carburant ou un comburant liquide d'une composition, telle que décrite dans la présente demande. La composition comprend généralement en poids, par rapport au
combustion comme un véhicule terrestre, un aéronef ou un véhicule de transport maritime et fluvial.
Par exemple, lorsque la composition est utilisée pour nettoyer le moteur d'un véhicule automobile, celle-ci permet non seulement de nettoyer les catalyseurs, mais également de faciliter la régénération des filtres à particules, de décalaminer les turbos et d'augmenter ainsi le rendement du moteur et ce, sans qu'il soit nécessaire de le démonter.
Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, la Demanderesse suggère que les différents avantages de la présente composition semblent être dus à la structure chimique des différents composés de la composition .
En outre, il apparaît à la lecture du document EP 2 305 780 que la composition décrite dans ce document présente une action sur la rhéologie du carburant et améliore l'état de surface. Cependant, un homme du métier ne pouvait pas imaginer, à
partir de cet enseignement que cette composition aurait également un effet sur la pulvérisation des injecteurs. Pour cela, il aura fallu que la composition décrite dans ce document ait une action sur la diminution du diamètre des gouttelettes du carburant et/ou une action sur leur fractionnement. Ces effets ne sont ni décrits, ni suggérés par le document EP2 305 780.
Il apparaît donc, de manière inattendue et tout à fait surprenante que cette composition permet d'améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à
combustion.
Pour obtenir les effets susmentionnés, la composition selon l'invention peut être versée directement dans le réservoir de la machine ou du véhicule à
combustion, de façon à obtenir une concentration en amines grasses comprise entre 0,5 et 20 mg/L, de préférence entre 0,8 et 15 mg/L et de manière encore plus préférée entre 3 et 12 mg/L.
Ce dosage convient pour améliorer la pulvérisation des injecteurs de la machine ou du véhicule à combustion. Après consommation de cette quantité de carburant, le plein du réservoir avec la composition peut être ré-effectué.
La présente invention peut également concerner un procédé pour améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à combustion comprenant le mélange à un carburant ou un comburant liquide d'une composition, telle que décrite dans la présente demande. La composition comprend généralement en poids, par rapport au
4 poids total de ladite composition, de 60 à 95% d'un mélange d'au moins une première et une seconde diamines grasses, lesdites diamines étant différentes, et de 5 à
40% d'un solvant. Le procédé selon l'invention comprend également toute les caractéristiques de décrites dans la présente demande pour la composition utilisée pour améliorer la pulvérisation des injecteurs.
Dans la présente invention à moins qu'il n'en soit spécifié autrement, l'indication d'un intervalle de valeurs de X à Y ou entre X et Y s'entend comme incluant les valeurs X et Y.
De préférence, lesdites première et seconde diamines convenant pour la présente invention sont choisies parmi une diamine comprenant au moins un radical d'acide gras saturé ou insaturé comprenant de 4 à 20, de préférence de 8 à 18 atomes de carbone, telle qu'un radical décyle, stéaryle, oléyle, ricinoléyle, linoléyle, lauryle, myristyle, capryle et palmityle ou un mélange de chaînes alkyles en 04-020, de préférence en 08-018, comme des chaînes coprah, suif, ou coco (radical alkylé
dérivé
d'acide gras de coprah, de suif ou de coco).
Préférentiellement, la première diamine répond à la formule I suivante :
R26 s R2i1 ,N" z) Formule I
dans laquelle :
m est un entier entre 1 et 8, R26, R27, R28 et R29 sont indépendamment les uns des autres : de l'hydrogène, un radical alkyl linéaire ou ramifié en Cl-04, ou un radical alkyl linéaire ou ramifié en 04-030, de préférence en C8-C20, à la condition qu'au moins un parmi R26, R27, R28 et R29 est un radical alkyl linéaire ou ramifié en 04-030, de préférence en 08-020.
De manière avantageuse, seulement un groupe parmi R26, R27, R28 et R29 porte le radical alkyl linéaire ou ramifié 04-030, de préférence linéaire en 08-020.
En particulier, trois groupes parmi R26, R27, R28 et R29 est de l'hydrogène.
Selon une caractéristique de l'invention, le radical alkyl linéaire ou ramifié
en 04-C3o est choisi parmi : un radical décyle, stéaryle, oléyle, ricinoléyle, linoléyle, lauryle, myristyle, capryle et palmityle ou radical alkylé dérivé d'acide gras de coprah, de suif ou de coco (mélange de chaînes alkyles en 04-020, de préférence en 08-018).
De manière préférée, la première diamine est choisie parmi N-octyle ¨ 1,3 propylène diamine, N-décyl ¨ 1,3 propylène diamine, N-dodécyl ¨ 1,3 propylène diamine, N-tétradécyle ¨ 1,3 propylène diamine, N-octodécyle¨ 1,3 propylène diamine, N-oléyl ¨ 1,3 propylène diamine, et N-alkyl 1,3 propylène diamine dont le radical alkyl est dérivé d'un acide gras de coprah, de suif ou de coco, ou un de leurs mélanges.
En particulier, la diamine N-oléyle ¨ 1,3 propylène diamine est préférée (m=3,
40% d'un solvant. Le procédé selon l'invention comprend également toute les caractéristiques de décrites dans la présente demande pour la composition utilisée pour améliorer la pulvérisation des injecteurs.
Dans la présente invention à moins qu'il n'en soit spécifié autrement, l'indication d'un intervalle de valeurs de X à Y ou entre X et Y s'entend comme incluant les valeurs X et Y.
De préférence, lesdites première et seconde diamines convenant pour la présente invention sont choisies parmi une diamine comprenant au moins un radical d'acide gras saturé ou insaturé comprenant de 4 à 20, de préférence de 8 à 18 atomes de carbone, telle qu'un radical décyle, stéaryle, oléyle, ricinoléyle, linoléyle, lauryle, myristyle, capryle et palmityle ou un mélange de chaînes alkyles en 04-020, de préférence en 08-018, comme des chaînes coprah, suif, ou coco (radical alkylé
dérivé
d'acide gras de coprah, de suif ou de coco).
Préférentiellement, la première diamine répond à la formule I suivante :
R26 s R2i1 ,N" z) Formule I
dans laquelle :
m est un entier entre 1 et 8, R26, R27, R28 et R29 sont indépendamment les uns des autres : de l'hydrogène, un radical alkyl linéaire ou ramifié en Cl-04, ou un radical alkyl linéaire ou ramifié en 04-030, de préférence en C8-C20, à la condition qu'au moins un parmi R26, R27, R28 et R29 est un radical alkyl linéaire ou ramifié en 04-030, de préférence en 08-020.
De manière avantageuse, seulement un groupe parmi R26, R27, R28 et R29 porte le radical alkyl linéaire ou ramifié 04-030, de préférence linéaire en 08-020.
En particulier, trois groupes parmi R26, R27, R28 et R29 est de l'hydrogène.
Selon une caractéristique de l'invention, le radical alkyl linéaire ou ramifié
en 04-C3o est choisi parmi : un radical décyle, stéaryle, oléyle, ricinoléyle, linoléyle, lauryle, myristyle, capryle et palmityle ou radical alkylé dérivé d'acide gras de coprah, de suif ou de coco (mélange de chaînes alkyles en 04-020, de préférence en 08-018).
De manière préférée, la première diamine est choisie parmi N-octyle ¨ 1,3 propylène diamine, N-décyl ¨ 1,3 propylène diamine, N-dodécyl ¨ 1,3 propylène diamine, N-tétradécyle ¨ 1,3 propylène diamine, N-octodécyle¨ 1,3 propylène diamine, N-oléyl ¨ 1,3 propylène diamine, et N-alkyl 1,3 propylène diamine dont le radical alkyl est dérivé d'un acide gras de coprah, de suif ou de coco, ou un de leurs mélanges.
En particulier, la diamine N-oléyle ¨ 1,3 propylène diamine est préférée (m=3,
5 R26, R27, R28= H et R29= un radical oléyle).
Le composé N-oléyle-1,3-propylène diamine correspond au numéro CAS
N 7173-62-8. En particulier, les produits commercialisés sous la marque de la société CECA et Duomeen 0 de la société Akzo-Nobel peuvent convenir pour la présente invention.
La première diamine est présente dans la composition à une teneur en poids, par rapport au poids total de la composition de 5 à 35%, de préférence de 8 à
22% et de manière encore plus préférée de 12 à 17%.
Avantageusement, la seconde diamine est une alkyl diamine polyéthoxylée.
Une alkyl diamine polyéthoxylée convenant pour la présente invention est de préférence un composé de formule II ci-dessous:
H(OC H2C1-12)A
/(CH2C H20)xH
N C H2C H2CH2N \
/
R (0H20H20)zH
Formule II
dans laquelle :
la somme de x, y et z est de 2 à 25, et R est un radical alkyl en C3-C22.
De préférence, le radical alkyl présente un poids moléculaire entre 220 et 515 g/mol.
De manière avantageuse, l'alkyl diamine polyéthoxylée est au moins un composé
choisi parmi : N, N', N'-tris(2-hydroxyéthyl)-N-suif-1,3 propylène diamine ;
N, N', N'-polyoxyéthylène (25)-N-suif-1,3 propylène diamine ; N, N', N'-polyoxyéthylène (20)-N-suif-1,3 propylène diamine ; N, N', N'-polyoxyéthylène (15)-N-suif-1,3 propylène diamine ; N, N', N'-polyoxyéthylène (10)-N-suif-1,3 propylène diamine et N, N', N'-polyoxyéthylène (7)-N-suif-1,3 propylène diamine ou un de leurs mélanges.
De manière encore plus avantageuse, l'alkyl diamine polyéthoxylée est au moins un composé choisi parmi : N, N', N'-polyoxyéthylène (25)-N-suif-1,3 propylène diamine ;
N, N', N'-polyoxyéthylène (12)-N-suif-1,3 propylène diamine, N, N', N'-polyoxyéthylène (10)-N-suif-1,3 propylène diamine N, N', N'-polyoxyéthylène (7)-N-suif-1,3 propylène
Le composé N-oléyle-1,3-propylène diamine correspond au numéro CAS
N 7173-62-8. En particulier, les produits commercialisés sous la marque de la société CECA et Duomeen 0 de la société Akzo-Nobel peuvent convenir pour la présente invention.
La première diamine est présente dans la composition à une teneur en poids, par rapport au poids total de la composition de 5 à 35%, de préférence de 8 à
22% et de manière encore plus préférée de 12 à 17%.
Avantageusement, la seconde diamine est une alkyl diamine polyéthoxylée.
Une alkyl diamine polyéthoxylée convenant pour la présente invention est de préférence un composé de formule II ci-dessous:
H(OC H2C1-12)A
/(CH2C H20)xH
N C H2C H2CH2N \
/
R (0H20H20)zH
Formule II
dans laquelle :
la somme de x, y et z est de 2 à 25, et R est un radical alkyl en C3-C22.
De préférence, le radical alkyl présente un poids moléculaire entre 220 et 515 g/mol.
De manière avantageuse, l'alkyl diamine polyéthoxylée est au moins un composé
choisi parmi : N, N', N'-tris(2-hydroxyéthyl)-N-suif-1,3 propylène diamine ;
N, N', N'-polyoxyéthylène (25)-N-suif-1,3 propylène diamine ; N, N', N'-polyoxyéthylène (20)-N-suif-1,3 propylène diamine ; N, N', N'-polyoxyéthylène (15)-N-suif-1,3 propylène diamine ; N, N', N'-polyoxyéthylène (10)-N-suif-1,3 propylène diamine et N, N', N'-polyoxyéthylène (7)-N-suif-1,3 propylène diamine ou un de leurs mélanges.
De manière encore plus avantageuse, l'alkyl diamine polyéthoxylée est au moins un composé choisi parmi : N, N', N'-polyoxyéthylène (25)-N-suif-1,3 propylène diamine ;
N, N', N'-polyoxyéthylène (12)-N-suif-1,3 propylène diamine, N, N', N'-polyoxyéthylène (10)-N-suif-1,3 propylène diamine N, N', N'-polyoxyéthylène (7)-N-suif-1,3 propylène
6 diamine et N, N', N'-polyoxyéthylène (3)-N-suif-1,3 propylène diamine ou un de leurs mélanges.
En particulier, le composé à 7 moles d'oxyde d'éthylène (N, N', N'-polyoxyéthylène (7)-N-suif-1,3 propylène diamine) est préféré. Il est liquide à l'air ambiant (25 C) et comprend environ 3% de 014, 30% de 016, 40% de 015, 26% de 018 et 1% de 020. Il est connu en tant qu'agent mouillant, dispersant et émulsifiant.
Le produit Dl NORAMOX S7 de la société CECA ARKEMA GROUP convient en particulier pour la présente composition.
La seconde diamine est présente dans la composition à une teneur en poids, par rapport au poids total de la composition de 40 à 90%, de préférence de 55 à
85% et de manière encore plus préférée de 60 à 78%.
Le solvant convenant pour la présente invention est choisi parmi l'isopropylbenzène, l'essence, du mazout, et le kérosène, ou un de leurs mélanges, de préférence le solvant est choisi parmi l'isopropylbenzène et/ou l'essence. De préférence, le solvant convenant pour la présente invention est l'isopropylbenzène (N CAS
8).
Le solvant est présent dans la composition à une teneur en poids, par rapport au poids total de la composition de 5 à 40%, en particulier de 5 à 30%, de préférence de 7 à 25% et de manière encore plus préférée de 12 à 19%.
Préférentiellement, la composition comprend en poids, par rapport au poids total de ladite composition :
a) de 5 à 35%, de préférence de 8% à 22% de N-oléy1-1,3-propylène diamine, b) de 40 à 90%, de préférence de 55 à 85% de NN'N'-polyoxyéthylène N-suif propylène diamine, c) de 5 à 30%, de préférence de 7 à 25 % d'un solvant.
Le présent demandeur a en effet trouvé que ces deux sélections, c'est-à-dire la sélection des amines à utiliser parmi toutes les amines existantes d'une part et la sélection des concentrations bien spécifiques d'autre part, permettent d'obtenir une composition qui permet l'amélioration de la pulvérisation des injecteurs et le nettoyage de ces derniers d'un moteur et en particulier d'un moteur diesel.
La composition de l'invention peut être préparée selon le procédé décrit ci-dessous Ce procédé comprend les étapes suivantes :
i) réchauffer la première diamine et la seconde diamine, de manière à
obtenir un premier mélange liquide,
En particulier, le composé à 7 moles d'oxyde d'éthylène (N, N', N'-polyoxyéthylène (7)-N-suif-1,3 propylène diamine) est préféré. Il est liquide à l'air ambiant (25 C) et comprend environ 3% de 014, 30% de 016, 40% de 015, 26% de 018 et 1% de 020. Il est connu en tant qu'agent mouillant, dispersant et émulsifiant.
Le produit Dl NORAMOX S7 de la société CECA ARKEMA GROUP convient en particulier pour la présente composition.
La seconde diamine est présente dans la composition à une teneur en poids, par rapport au poids total de la composition de 40 à 90%, de préférence de 55 à
85% et de manière encore plus préférée de 60 à 78%.
Le solvant convenant pour la présente invention est choisi parmi l'isopropylbenzène, l'essence, du mazout, et le kérosène, ou un de leurs mélanges, de préférence le solvant est choisi parmi l'isopropylbenzène et/ou l'essence. De préférence, le solvant convenant pour la présente invention est l'isopropylbenzène (N CAS
8).
Le solvant est présent dans la composition à une teneur en poids, par rapport au poids total de la composition de 5 à 40%, en particulier de 5 à 30%, de préférence de 7 à 25% et de manière encore plus préférée de 12 à 19%.
Préférentiellement, la composition comprend en poids, par rapport au poids total de ladite composition :
a) de 5 à 35%, de préférence de 8% à 22% de N-oléy1-1,3-propylène diamine, b) de 40 à 90%, de préférence de 55 à 85% de NN'N'-polyoxyéthylène N-suif propylène diamine, c) de 5 à 30%, de préférence de 7 à 25 % d'un solvant.
Le présent demandeur a en effet trouvé que ces deux sélections, c'est-à-dire la sélection des amines à utiliser parmi toutes les amines existantes d'une part et la sélection des concentrations bien spécifiques d'autre part, permettent d'obtenir une composition qui permet l'amélioration de la pulvérisation des injecteurs et le nettoyage de ces derniers d'un moteur et en particulier d'un moteur diesel.
La composition de l'invention peut être préparée selon le procédé décrit ci-dessous Ce procédé comprend les étapes suivantes :
i) réchauffer la première diamine et la seconde diamine, de manière à
obtenir un premier mélange liquide,
7 ii) rajouter à ce premier mélange et sous agitation, le solvant, de manière à
obtenir une composition liquide.
De préférence, l'étape de réchauffage i) s'effectue à une température entre 30 C
et 50 C, de préférence entre 35 C et 45 C, et de manière encore plus préférée à 40 C.
Préférentiellement, l'agitation se fait entre 20 tr/min et 50 tr/min pendant le réchauffage i).
Selon une caractéristique de l'invention, le réchauffage et l'agitation s'effectuent au moins pendant 5 jours.
Avantageusement, le solvant est l'isopropylbenzène, de sorte que la composition issue de l'étape ii) soit encore liquide à des températures situées entre 0 C
et 20 C.
Maintenant, des exemples de produits selon l'invention purement illustratifs et non limitatifs de la portée de l'invention vont être décrits. Ces essais ont été effectués afin de démontrer la stabilité du carburant selon la présente invention dans le temps, ainsi que son efficacité.
Exemple 1 : Composition de la composition selon l'invention Pour les essais qui suivent, la composition comprend, en poids, par rapport au poids total de la composition :
a) 14,76% de N-oley1-1,3-propylène diamine (Dl NORAM 0), b) 69,53 % de NN'N'-polyoxyéthylène N-suif propylène diamine (Dl NORAMOeS7), c) 15,71% d'isopropylbenzène.
Pour la suite de la description, cette composition sera appelée COMP I.
Exemple 2 : Analyse de combustion sur un tracteur d'avion Un premier test a été effectué sur un tracteur d'avion diesel, type TPX 806 présentant les caractéristiques suivantes :
- moteurs Cummins : réf. : 6CTA8.3 - injecteurs Bosch réf. Cummins: 3802095 - pompe à combustible Bosch - capacité de réservoir : 325 litres - Consommation horaire : 301itres/ heure Le taux de différents gaz rejetés rejeté a été mesuré avant et après traitement, à
savoir après ajout de 2 litres de COMP 1 dans le réservoir plein du tracteur.
Les résultats suivants sont obtenus :
obtenir une composition liquide.
De préférence, l'étape de réchauffage i) s'effectue à une température entre 30 C
et 50 C, de préférence entre 35 C et 45 C, et de manière encore plus préférée à 40 C.
Préférentiellement, l'agitation se fait entre 20 tr/min et 50 tr/min pendant le réchauffage i).
Selon une caractéristique de l'invention, le réchauffage et l'agitation s'effectuent au moins pendant 5 jours.
Avantageusement, le solvant est l'isopropylbenzène, de sorte que la composition issue de l'étape ii) soit encore liquide à des températures situées entre 0 C
et 20 C.
Maintenant, des exemples de produits selon l'invention purement illustratifs et non limitatifs de la portée de l'invention vont être décrits. Ces essais ont été effectués afin de démontrer la stabilité du carburant selon la présente invention dans le temps, ainsi que son efficacité.
Exemple 1 : Composition de la composition selon l'invention Pour les essais qui suivent, la composition comprend, en poids, par rapport au poids total de la composition :
a) 14,76% de N-oley1-1,3-propylène diamine (Dl NORAM 0), b) 69,53 % de NN'N'-polyoxyéthylène N-suif propylène diamine (Dl NORAMOeS7), c) 15,71% d'isopropylbenzène.
Pour la suite de la description, cette composition sera appelée COMP I.
Exemple 2 : Analyse de combustion sur un tracteur d'avion Un premier test a été effectué sur un tracteur d'avion diesel, type TPX 806 présentant les caractéristiques suivantes :
- moteurs Cummins : réf. : 6CTA8.3 - injecteurs Bosch réf. Cummins: 3802095 - pompe à combustible Bosch - capacité de réservoir : 325 litres - Consommation horaire : 301itres/ heure Le taux de différents gaz rejetés rejeté a été mesuré avant et après traitement, à
savoir après ajout de 2 litres de COMP 1 dans le réservoir plein du tracteur.
Les résultats suivants sont obtenus :
8 PCT/FR2014/050218 = C1',1 Ifiz) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 5193h 2,71 3,25 3,94 5648 h 1,72 2,24 2,97 Variation (%) -36,5 -31,1 -24,6 = 02(%) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 5193h 17,02 16,33 15,44 5648h 18,48 17,84 17,01 Variation (%) +8,58 +9,25 +10,01 = NOx* (ppm) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 5193 h 902,00 727,00 626,00 5648h 305,00 166,00 170,00 Variation (%) -66,19 -77,17 -77,84 = HC** (en ppm) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 5193 h 5,00 6,00 6,00 5648 h 6,00 6,00 6,00 Variation (%) +20,00 0,00 0,00 = CO (%) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 5193 h 0,014 0,029 0,019 5648 h 0,008 0,014 0,014 Variation (%) -42,86 -41,72 -26,32 *NOx : oxyde d'azote ** HO: hydrocarbures imbrûlés Selon l'invention, les oxydes d'azote NOx sont des émissions regroupant le monoxyde d'azote NO, le dioxyde d'azote NO2, le monoxyde de diazote (protoxyde d'azote) N20, le pentaoxyde de diazote N205, le tétraoxyde de diazote N204, et le trioxyde de diazote N203 ou un de leurs mélanges.
Après le traitement et 275 heures d'utilisation, l'essai après traitement avec la COMP 1 selon l'invention met en évidence des baisses de valeurs de CO2 et de NOx très importantes. La valeur de NOx est de 3,5 fois inférieure à la valeur de la première mesure avant traitement. Le moteur du tracteur d'avion a de plus retrouvé une meilleure combustion par une pulvérisation des injecteurs plus efficaces (baisse du CO2 et
Après le traitement et 275 heures d'utilisation, l'essai après traitement avec la COMP 1 selon l'invention met en évidence des baisses de valeurs de CO2 et de NOx très importantes. La valeur de NOx est de 3,5 fois inférieure à la valeur de la première mesure avant traitement. Le moteur du tracteur d'avion a de plus retrouvé une meilleure combustion par une pulvérisation des injecteurs plus efficaces (baisse du CO2 et
9 augmentation de 102 rejeté). La poursuite du traitement permettra un décrassage complet du moteur.
Exemple 3 : Analyse de combustion d'un moteur d'un groupe électrogène.
Un second test a été effectué sur un groupe électrogène diesel, de type GPU
849 comprenant les caractéristiques suivantes :
- moteur John Deer (réf. : 6068TF250) - injecteurs John Deer, (réf.: RE48786) - Pompe injection Stanadyne (réf. : RE69792) - Capacité du réservoir : 265 litres - Consommation : 18,5 litres/heure.
Le taux de différents gaz rejetés a été mesuré avant et après traitement, à
savoir après ajout de 2 litres de COMP 1 dans le réservoir plein du groupe électrogène.
Les résultats suivants sont obtenus :
=
Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294 h 2,32 6,17 6,66 8894 h 1,04 3,61 4,54 Variation (%) -55,2 -41,5 -31,8 = _____________________________________________________________________ Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294 h 17,72 12,33 11,70 8894 h 19,29 15,83 14,62 Variation (%) +8,86 +28,39 +24,96 = NOx (ppm) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294 h 166,00 557,00 806,00 8894 h 172,00 240,00 559,00 Variation (%) +3,61 -56,91 -30,65 = HC (hydrocarbures imbrûlés en ppm) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294 h 3,00 2,00 3,00 8894 h 4,00 2,00 3,00 = CO (%) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294h 0,02 0,008 0,005 8894h 0,010 0,012 0,006 *NOx : oxyde d'azote ** HO: hydrocarbures imbrûlés Avant traitement, le moteur du groupe électrogène présente une très mauvaise combustion, les valeurs de CO2 et NO x sont en effet très élevées à mi-charge et en pleine charge. Après traitement (+ 600 heures de fonctionnement) avec la COMP
1, la 5 pulvérisation des injecteurs du groupe électrogène est améliorée.
En conclusion, les exemples 2 à 3 ci-dessus montrent que la composition selon la présente invention permet d'améliorer la pulvérisation des injecteurs.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation
Exemple 3 : Analyse de combustion d'un moteur d'un groupe électrogène.
Un second test a été effectué sur un groupe électrogène diesel, de type GPU
849 comprenant les caractéristiques suivantes :
- moteur John Deer (réf. : 6068TF250) - injecteurs John Deer, (réf.: RE48786) - Pompe injection Stanadyne (réf. : RE69792) - Capacité du réservoir : 265 litres - Consommation : 18,5 litres/heure.
Le taux de différents gaz rejetés a été mesuré avant et après traitement, à
savoir après ajout de 2 litres de COMP 1 dans le réservoir plein du groupe électrogène.
Les résultats suivants sont obtenus :
=
Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294 h 2,32 6,17 6,66 8894 h 1,04 3,61 4,54 Variation (%) -55,2 -41,5 -31,8 = _____________________________________________________________________ Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294 h 17,72 12,33 11,70 8894 h 19,29 15,83 14,62 Variation (%) +8,86 +28,39 +24,96 = NOx (ppm) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294 h 166,00 557,00 806,00 8894 h 172,00 240,00 559,00 Variation (%) +3,61 -56,91 -30,65 = HC (hydrocarbures imbrûlés en ppm) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294 h 3,00 2,00 3,00 8894 h 4,00 2,00 3,00 = CO (%) Kilométrage/charge Ralenti Mi-charge Pleine-charge 8294h 0,02 0,008 0,005 8894h 0,010 0,012 0,006 *NOx : oxyde d'azote ** HO: hydrocarbures imbrûlés Avant traitement, le moteur du groupe électrogène présente une très mauvaise combustion, les valeurs de CO2 et NO x sont en effet très élevées à mi-charge et en pleine charge. Après traitement (+ 600 heures de fonctionnement) avec la COMP
1, la 5 pulvérisation des injecteurs du groupe électrogène est améliorée.
En conclusion, les exemples 2 à 3 ci-dessus montrent que la composition selon la présente invention permet d'améliorer la pulvérisation des injecteurs.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation
10 particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
Claims (11)
1. Utilisation d'une composition pour améliorer la pulvérisation des injecteurs d'un moteur thermique à combustion, ladite composition, comprenant en poids, par rapport au poids total de ladite composition, de 60 à 95% d'un mélange d'au moins une première et une seconde diamines grasses, lesdites diamines étant différentes, et de 5 à
40 % d'un solvant.
40 % d'un solvant.
2. Utilisation d'une composition selon la revendication 1, dans laquelle lesdites première et seconde diamines sont choisies parmi une diamine comprenant au moins un radical d'acide gras saturé ou insaturé comprenant de 4 à 20 atomes de carbone ou un radical alkyle dérivé d'acide gras oléique,de coprah, de suif ou de coco.
3. Utilisation d'une composition selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle la première diamine répond à la formule I suivante :
dans laquelle :
m est un entier entre 1 et 8, R26, R27, R28 et h<-29 sont indépendamment les uns des autres : de l'hydrogène, un radical alkyl linéaire ou ramifié en C1-C4, ou un radical alkyl linéaire ou ramifié en C4-C30, de préférence en C8-C20, à la condition qu'au moins un parmi R26, R27, R28 et R28 est un radical alkyl linéaire ou ramifié en C4-C30, de préférence en C8-C20.
dans laquelle :
m est un entier entre 1 et 8, R26, R27, R28 et h<-29 sont indépendamment les uns des autres : de l'hydrogène, un radical alkyl linéaire ou ramifié en C1-C4, ou un radical alkyl linéaire ou ramifié en C4-C30, de préférence en C8-C20, à la condition qu'au moins un parmi R26, R27, R28 et R28 est un radical alkyl linéaire ou ramifié en C4-C30, de préférence en C8-C20.
4. Utilisation d'une composition selon la revendication 3, dans laquelle ledit radical alkyl linéaire ou ramifié en C4-C30 est choisi parmi un radical :
décyle, stéaryle, oléyle, ricinoléyle, linoléyle, lauryle, myristyle, capryle et palmityle ou un radical alkyle dérivé d'acide gras de coprah, de suif ou de coco.
décyle, stéaryle, oléyle, ricinoléyle, linoléyle, lauryle, myristyle, capryle et palmityle ou un radical alkyle dérivé d'acide gras de coprah, de suif ou de coco.
5. Utilisation d'une composition selon la revendication 3, dans laquelle la première diamine est N-oléyl ¨ 1,3 propylène diamine.
6. Utilisation d'une composition selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la seconde diamine est une alkyl diamine polyéthoxylée.
7. Utilisation d'une composition selon la revendication 6, dans laquelle l'alkyl diamine polyéthoxylée est un composé de formule II suivante :
dans laquelle la somme de x, y et z est de 2 à 25, et R est un radical alkyl en C3-C22.
dans laquelle la somme de x, y et z est de 2 à 25, et R est un radical alkyl en C3-C22.
8. Utilisation d'une composition selon la revendication 7, dans laquelle l'alkyl diamine polyéthoxylée est au moins un composé choisi parmi : N, N', N'-tris(2-hydroxyéthyl)-N-suif-1,3 propylène diamine, et N, N', N'-polyoxyéthylène-N-suif-1,3 propylène diamine, et de préférence l'alkyl diamine polyéthoxylée est N, N', N'-polyoxyéthylène-N-suif-1,3 propylène diamine.
9. Utilisation d'une composition selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle la composition comprend en poids, par rapport au poids total de l'émulsion :
a) au moins 5 % à 35 % de N-oléyl-1,3-propylène diamine, b) au moins 40 % à 90 % de NN'N'-polyoxyéthylène N-suif propylène diamine, c) au moins 5 % à 40 % d'un solvant.
a) au moins 5 % à 35 % de N-oléyl-1,3-propylène diamine, b) au moins 40 % à 90 % de NN'N'-polyoxyéthylène N-suif propylène diamine, c) au moins 5 % à 40 % d'un solvant.
10. Utilisation d'une composition selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle le solvant est choisi parmi l'isopropylbenzène, l'essence, du mazout, et le kérosène, ou un de leurs mélanges.
11. Utilisation d'une composition selon l'une des revendications 1 à
10, de façon à
obtenir une concentration en amines grasses dans le carburant traité comprise entre 0,5 et 20 mg/L, de préférence de 0,8 à 15 mg/L et de manière encore plus préférée de 3 à 12 mg/L.
10, de façon à
obtenir une concentration en amines grasses dans le carburant traité comprise entre 0,5 et 20 mg/L, de préférence de 0,8 à 15 mg/L et de manière encore plus préférée de 3 à 12 mg/L.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1350981A FR3001734B1 (fr) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Utilisation d'une composition nettoyante pour ameliorer la pulverisation des injecteurs d'un moteur a combustion |
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