CH512579A - Fuel oil additive - Google Patents

Fuel oil additive

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CH512579A
CH512579A CH1720968A CH1720968A CH512579A CH 512579 A CH512579 A CH 512579A CH 1720968 A CH1720968 A CH 1720968A CH 1720968 A CH1720968 A CH 1720968A CH 512579 A CH512579 A CH 512579A
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additive
amide
paraffinic
less
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CH1720968A
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Ray Newman Stanley
Walter Von Allmen Ronald
Mortimer Sweeney William
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Texaco Development Corp
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Abstract

Motor fuel additive is prepared by reacting (I) an oxidation product derived from a paraffinic lubricant oil with a neutralisation number of 55-80, and a saponification number of 100-200, with (II) an amide of formula R2-NH-CH2CH2CH2-NR'-CO-R (where R is the mono-unsaturated hydrocarbyl group of oleic acid, and R' and R2 are alternately hydrogen or C14-17 hydrocarbyl), the ratio I:II being 2-5:1. The additive assists in the prevention of deposits in the carburettor, particularly when exhaust gases from the crankcase zone of the motor are introduced into the air feed to the carburettor.

Description

       

  
 



  Procédé de préparation d'un sel organique
 La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un nouveau sel organique. Suivant ce procédé, on oxyde:
 une huile lubrifiante paraffinique pour obtenir un produit d'oxydation ayant un indice de neutralisation de 55 à 80 et un indice de saponification de 100 à 200 et on fait réagir ce produit d'oxydation sur un amide de formule:
EMI1.1     
 où R représente un radical hydrocarbyle à une seule non-saturation de 17 atomes de carbone, dérivant de préférence de l'acide oléique, et R' et R" représentent alternativement des atomes d'hydrogène ou des radicaux hydrocarbyle de 14 à 18 atomes de carbone.



   Le produit d'oxydation liquide utilisé pour former le sel a de préférence un indice de neutralisation de 60 à 80 et un indice de saponification de 120 à 165, une teneur en constituants non saponifiables inférieure à environ 55 %, une viscosité inférieure à 100 secondes Say   bolt    universelles à 98,90 C et un indice colorimétrique inférieur à 100, comme on peut le mesurer dans une cellule colorimétrique Lovibond de 12,7 mm. On obtient ce produit en soumettant à l'oxydation par l'air une huile lubrifiante de base paraffinique ramifiée ayant une viscosité de 140 à 180 secondes Saybolt universelles à   37,80 C,    un point d'écoulement inférieur à   - 150 C,    un indice colorimétrique inférieur à 10 et un point d'aniline de 101,1 à 107,20 C.

  Il est avantageux d'utiliser le produit d'oxydation liquide sous la forme d'une solution, de préférence une huile lubrifiante minérale légère obtenue par distillation. On facilite ainsi la manipulation et la solution véhiculaire peut constituer le milieu pour la formation du sel.



   De préférence, dans l'amide utilisé pour former le sel, -R' et R" représentent alternativement (1) un atome d'hydrogène et (2) un radical hydrocarbyle non saturé de 18 atomes de carbone dérivant de l'acide oléique.



  Par   gR'    et R" représentant alternativement un atome d'hydrogène et un certain radical hydrocarbyle , on entend que lorsque R' représente un atome d'hydrogène,
R" représente ce radical hydrocarbyle, et   réciproque-    ment. Des mélanges d'amides répondant à la formule cidessus sont disponibles dans le commerce. Par exemple le produit de réaction de la N-oléyl-propylènediamine sur l'acide oléique donnant un amide du type indiqué est disponible dans le commerce.



   Le procédé faisant l'objet de l'invention peut être mis en   oeuvre    par mélange, de préférence dans un solvant, de quantités convenables du produit d'oxydation de l'huile lubrifiante paraffinique et de l'amide ci-dessus.



  En général, le produit d'oxydation liquide et l'amide sont combinés de façon avantageuse dans des proportions de 2:1 à 5:1. Les proportions préférées sont de 18 parties en poids de produit d'oxydation pour 5 parties en poids d'amide. La formation du sel par réaction entre les radicaux acide du produit d'oxydation et le radical amine des amides est spontanée, bien que cette réaction exige en général un délai modéré. La formation du sel peut toutefois être accélérée par chauffage des réactifs. En variante, la formation du sel peut être exécutée par addition des deux constituants du produit de réaction à une essence, la réaction ayant alors lieu dans l'essence elle-même au cours du vieillissement.



   L'invention s'étend à l'utilisation du sel organique, résultant de la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, comme additif pour un carburant pour moteur à com  bution interne, comprenant un mélange d'hydrocarbures bouillant dans l'intervalle d'ébullition des essences.



   Cet additif atténue ou supprime les dépôts dans le carburateur des moteurs à combustion interne. En outre, un carburant contenant cet additif et employé dans un moteur où les dépôts se sont déjà accumulés de façon sensible, se révèle d'un pouvoir détergent inattendu pour l'élimination de ces dépôts dans un carburateur.



   En général, on obtient des carburants détergents efficaces par addition de 0,001 à 0,05 % en poids du sel organique à l'essence. La concentration préférée du sel dans l'essence est d'environ 0,005 à   0,01 %    en poids.



   Le pouvoir détergent dans le carburateur que manifestent les carburants a été déterminé au cours d'un essai sur moteur spécialement mis au point, qui est l'essai de détergence du carburateur sur moteur Chevrolet V-8.



  L'essai est exécuté sur un moteur Chevrolet V-8 muni d'un carburateur à quadruple corps, monté au banc d'essai. Les deux corps secondaires du carburateur sont scellés et chacun des corps primaires est modifié de façon qu'un carburant contenant de l'additif puisse être introduit dans   l'un    des corps et un carburant de base dans l'autre. Les corps primaires sont modifiés et contiennent des manchons en aluminium disposés à proximité du papillon pour que les dépôts formés à cet endroit puissent être pesés facilement.



   Au cours de l'essai visant à déterminer l'efficacité d'un additif pour l'élimination des dépôts formés au préalable, on fait fonctionner le moteur pendant un certain temps, habituellement de 24 à 48 heures, en admettant le carburant de base dans les deux corps et en introduisant les vapeurs d'huile du carter dans l'admission d'air du carburateur. On détermine alors le poids du dépôt sur les deux manchons amovibles. On fait fonctionner le moteur ensuite pendant encore 24 heures en admettant le carburant de base dans un corps et le carburant contenant l'additif dans l'autre, sans laisser pénétrer les vapeurs du carter dans le carburateur.



  On retire alors les manchons du carburateur et on les pèse pour déterminer les différences de propriétés entre le carburant contenant l'additif et le carburant de base.



  Après avoir nettoyé les manchons d'aluminium, on les insère à nouveau dans le carburateur et on répète l'opération en inversant les alimentations de carburant dans les corps du carburateur pour réduire au minimum les effets de différences de répartition du carburant et de construction des corps. On calcule le poids moyen des dépôts dans les deux essais et on en déduit l'efficacité en pour-cent du carburant de base et du carburant contenant l'additif pour l'élimination des dépôts.



   Les exemples suivants illustrent le procédé selon l'invention, ainsi que l'utilisation des sels organiques obtenus. Dans ces exemples, le produit d'oxydation liquide est utilisé à l'état de solution dans une huile lubrifiante minérale légère de distillation ayant une viscosité d'environ 100 secondes Saybolt universelles à 37,80C.



  Le mélange comprend 100 parties en volume d'huile lubrifiante minérale légère de distillation et 1,15 partie en volume du produit d'oxydation liquide. L'huile minérale n'est pas un détergent pour l'élimination des dépôts dans le carburateur.



   Exemple   1   
 On mélange intimement 4,90 g du mélange des amides résultant de la réaction de la N-oléyl-propylènediamine sur l'acide oléique dans un rapport de 1 à 1 et répondant à la formule:
EMI2.1     
 où R' et R" représentent alternativement un atome d'hydrogène et le radical oléyle et 19,61 g d'un produit d'oxydation liquide ayant un indice de neutralisation de 60 à 80 et un indice de saponification de 130 à 155, ce produit d'oxydation étant dissous dans   1,739kg    d'une huile lubrifiante minérale de distillation, et on introduit le mélange dans une étuve maintenue à 48,90 C pour une durée de 1 semaine de manière à obtenir le sel issu de la réaction de l'amide sur le produit d'oxydation dissous dans l'huile lubrifiante.



   Le carburant de base dans cet exemple est un supercarburant typique ayant un indice d'octane recherche d'environ 100,5 qui contient 0,79 ml/litre de plomb tétraéthyle. Le carburant comprend environ 31   %    d'hydrocarbures aromatiques, 9,5 % d'hydrocarbures oléfiniques et 59,5 % d'hydrocarbures paraffiniques et bout de 35 à 203,30 C. On ajoute le sel au carburant de base en une concentration de 64,3   g/m3.   



   Dans l'essai de détergence du carburateur sur moteur
Chevrolet V-8, le carburant de base élimine   24 %    des dépôts dans la région du papillon du carburateur. Le carburant contenant l'additif élimine 55 % des dépôts dans les mêmes conditions. Ainsi, le carburant contenant l'additif est environ deux fois aussi efficace que le super-carburant, c'est-à-dire que son efficacité est supérieure d'environ   100 0/,    à celle de ce super-carburant pour l'élimination des dépôts du carburateur.



   Exemple 2
 On ajoute 6,49 g du mélange des amides décrit dans l'exemple 1 et 29,15 g du produit d'oxydation liquide décrit dans l'exemple 1 (en solution dans une huile à raison de 1,15 partie en volume pour 100 parties en volume d'une huile de distillation légère) à 567,8 litres d'essence de base comprenant 33,5   %    d'hydrocarbures aromatiques,   8,0 %    d'hydrocarbures oléfiniques et   58,5 %    d'hydrocarbures saturés et ayant un indice d'octane recherche de 99,2 et un titre en plomb tétraéthyle de   0,79 ml/litre.    On laisse vieillir le mélange pendant 2 semaines et demie pour permettre la formation du sel. La concentration du sel issu de la réaction est d'environ 0,008 % en poids dans le carburant contenant l'additif.

 

   Dans l'essai de détergence du carburateur sur moteur
Chevrolet V-8, le carburant de base élimine 34 % des dépôts dans la région du papillon du carburateur. Le carburant contenant l'additif élimine 64 % des dépôts au même endroit. Ainsi, le carburant contenant l'additif qui est le sel formé in situ est environ deux fois aussi efficace que le super-carburant de base, c'est-à-dire que son efficacité l'emporte d'environ   100%    sur celle du carburant de base pour l'élimination des dépôts du carburateur. 



  
 



  Process for preparing an organic salt
 The present invention relates to a process for preparing a new organic salt. According to this process, one oxidizes:
 a paraffinic lubricating oil to obtain an oxidation product having a neutralization number of 55 to 80 and a saponification number of 100 to 200 and this oxidation product is reacted with an amide of formula:
EMI1.1
 where R represents a hydrocarbyl radical with a single unsaturation of 17 carbon atoms, preferably derived from oleic acid, and R 'and R "alternately represent hydrogen atoms or hydrocarbyl radicals of 14 to 18 carbon atoms. carbon.



   The liquid oxidation product used to form the salt preferably has a neutralization number of 60 to 80 and a saponification number of 120 to 165, a content of non-saponifiable constituents of less than about 55%, a viscosity of less than 100 seconds Say bolt universal at 98.90 C and a color index of less than 100, as can be measured in a 12.7 mm Lovibond color cell. This product is obtained by subjecting to air oxidation a branched paraffinic base lubricating oil having a viscosity of 140 to 180 Universal Saybolt seconds at 37.80 C, a pour point less than - 150 C, an index colorimetric less than 10 and an aniline point of 101.1 to 107.20 C.

  It is advantageous to use the liquid oxidation product in the form of a solution, preferably a light mineral lubricating oil obtained by distillation. The handling is thus facilitated and the vehicle solution can constitute the medium for the formation of the salt.



   Preferably, in the amide used to form the salt, -R 'and R "alternately represent (1) a hydrogen atom and (2) an unsaturated hydrocarbyl radical of 18 carbon atoms derived from oleic acid.



  By gR 'and R "alternately representing a hydrogen atom and a certain hydrocarbyl radical, it is meant that when R' represents a hydrogen atom,
R "represents that hydrocarbyl radical, and vice versa. Mixtures of amides of the above formula are commercially available. For example, the reaction product of N-oleyl-propylenediamine with oleic acid yielding an amide of oleic acid. type indicated is commercially available.



   The process forming the subject of the invention can be carried out by mixing, preferably in a solvent, suitable quantities of the oxidation product of the paraffinic lubricating oil and of the above amide.



  In general, the liquid oxidation product and the amide are advantageously combined in proportions of 2: 1 to 5: 1. The preferred proportions are 18 parts by weight of oxidation product per 5 parts by weight of amide. The formation of the salt by reaction between the acid groups of the oxidation product and the amine group of the amides is spontaneous, although this reaction generally requires a moderate delay. The formation of the salt can however be accelerated by heating the reagents. Alternatively, the formation of the salt can be accomplished by adding the two constituents of the reaction product to a gasoline, the reaction then taking place in the gasoline itself during aging.



   The invention extends to the use of the organic salt, resulting from the implementation of the above process, as an additive for a fuel for an internal combustion engine, comprising a mixture of hydrocarbons boiling in the range d. 'essences boiling.



   This additive attenuates or removes deposits in the carburetor of internal combustion engines. In addition, a fuel containing this additive and used in an engine where deposits have already substantially accumulated, proves to be of unexpected detergency for the removal of these deposits in a carburetor.



   In general, effective detergent fuels are obtained by adding 0.001 to 0.05% by weight of the organic salt to gasoline. The preferred concentration of salt in gasoline is about 0.005-0.01% by weight.



   The detergency in the carburetor that fuels exhibit was determined during a specially developed engine test, which is the Chevrolet V-8 Carburetor Detergency Test.



  The test was carried out on a Chevrolet V-8 engine fitted with a quadruple-barrel carburetor, mounted on the test bench. The two secondary bodies of the carburetor are sealed and each of the primary bodies is modified so that fuel containing additive can be introduced into one of the bodies and base fuel into the other. The primary bodies are modified and contain aluminum sleeves arranged near the butterfly so that the deposits formed there can be easily weighed.



   In the test to determine the effectiveness of an additive in removing previously formed deposits, the engine is operated for a period of time, usually 24 to 48 hours, admitting the base fuel into the two bodies and introducing the oil vapors from the crankcase into the air intake of the carburetor. The weight of the deposit on the two removable sleeves is then determined. The engine is then operated for a further 24 hours admitting the base fuel in one body and the fuel containing the additive in the other, without allowing crankcase vapors to enter the carburetor.



  The sleeves are then removed from the carburetor and weighed to determine the differences in properties between the fuel containing the additive and the base fuel.



  After cleaning the aluminum sleeves, they are reinserted into the carburetor and the operation is repeated reversing the fuel supplies to the carburetor bodies to minimize the effects of differences in fuel distribution and construction of the carburetor. body. The average weight of the deposits in the two tests is calculated and the percent efficiency of the base fuel and the fuel containing the additive for deposit removal is deduced therefrom.



   The following examples illustrate the process according to the invention, as well as the use of the organic salts obtained. In these examples, the liquid oxidation product is used as a solution in a light mineral lubricating distillation oil having a viscosity of about 100 universal Saybolt seconds at 37.80C.



  The mixture comprises 100 parts by volume of light mineral lubricating distillation oil and 1.15 parts by volume of the liquid oxidation product. Mineral oil is not a detergent for removing deposits from the carburetor.



   Example 1
 4.90 g of the mixture of amides resulting from the reaction of N-oleyl-propylenediamine with oleic acid are intimately mixed in a ratio of 1 to 1 and corresponding to the formula:
EMI2.1
 where R 'and R "alternately represent a hydrogen atom and the oleyl radical and 19.61 g of a liquid oxidation product having a neutralization number of 60 to 80 and a saponification number of 130 to 155, this oxidation product being dissolved in 1.739 kg of a mineral lubricating distillation oil, and the mixture is introduced into an oven maintained at 48.90 C for a period of 1 week so as to obtain the salt resulting from the reaction of amide on the oxidation product dissolved in lubricating oil.



   The base fuel in this example is a typical premium gasoline having a research octane number of about 100.5 which contains 0.79 ml / liter of tetraethyl lead. The fuel consists of approximately 31% aromatic hydrocarbons, 9.5% olefinic hydrocarbons and 59.5% paraffinic hydrocarbons and boils at 35 to 203.30 C. The salt is added to the base fuel at a concentration of 64.3 g / m3.



   In the engine carburetor detergency test
Chevrolet V-8 Base Fuel removes 24% of deposits in the throttle area of the carburetor. The fuel containing the additive removes 55% of deposits under the same conditions. Thus, the fuel containing the additive is about twice as efficient as the super fuel, i.e. its efficiency is about 100 0 / higher than that of this super fuel for disposal. carburetor deposits.



   Example 2
 6.49 g of the mixture of amides described in Example 1 and 29.15 g of the liquid oxidation product described in Example 1 (in solution in an oil at a rate of 1.15 part by volume per 100 parts by volume of a light distillation oil) to 567.8 liters of base gasoline comprising 33.5% aromatic hydrocarbons, 8.0% olefinic hydrocarbons and 58.5% saturated hydrocarbons and having a research octane number of 99.2 and a tetraethyl lead titer of 0.79 ml / liter. The mixture is allowed to age for 2 and a half weeks to allow the formation of salt. The concentration of the salt resulting from the reaction is about 0.008% by weight in the fuel containing the additive.

 

   In the engine carburetor detergency test
Chevrolet V-8 Base Fuel removes 34% of deposits in the throttle area of the carburetor. The fuel containing the additive removes 64% of deposits in one place. Thus, the fuel containing the additive which is the salt formed in situ is about twice as efficient as the base super-fuel, that is to say its efficiency outweighs by about 100% that of the basic fuel for removing deposits from the carburetor.


    

Claims (1)

REVENDICATIONS I. Procédé de préparation d'un sel organique, caractérisé en ce qu'on oxyde une huile lubrifiante paraffi nique pour obtenir un produit d'oxydation ayant un indice de neutralisation de 55 à 80 et un indice de saponification de 100 à 200, et qu'on fait réagir ledit produit d'oxydation sur un amide de for mule EMI3.1 où R représente un radical hydrocarbyle à une seule non-saturation de 17 atomes de carbone et R' et R" représentent alternativement un atome d'hydrogène et un radical hydrocarbyle de 14 à 18 atomes de carbone, le rapport du produit d'oxydation à l'amide étant de 2:1 à S : 1. I. Process for preparing an organic salt, characterized in that a paraffinic lubricating oil is oxidized to obtain an oxidation product having a neutralization number of 55 to 80 and a saponification number of 100 to 200, and that said oxidation product is reacted with an amide of the formula EMI3.1 where R represents a hydrocarbyl radical with a single unsaturation of 17 carbon atoms and R 'and R "alternately represent a hydrogen atom and a hydrocarbyl radical of 14 to 18 carbon atoms, the ratio of the oxidation product to the amide being from 2: 1 to S: 1. II. Utilisation du sel organique préparé par le procédé selon la revendication I comme additif pour un carburant pour moteur à combustion interne, comprenant un mélange d'hydrocarbures bouillant dans l'intervalle d'ébullition des essences. II. Use of the organic salt prepared by the process according to claim I as an additive for an internal combustion engine fuel, comprising a mixture of hydrocarbons boiling in the gasoline boiling range. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que le produit d'oxydation de l'huile paraffinique a un indice de neutralisation de 60 à 80, un indice de saponification de 120 à 165, une viscosité de 98,90C inférieure à 100 secondes Saybolt universelles et un indice colorimétrique inférieur à 100, tel qu'on peut le mesurer dans une cellule colorimétrique Lovibond de 12,7 mm. SUB-CLAIMS 1. Method according to claim I, characterized in that the paraffinic oil oxidation product has a neutralization number of 60 to 80, a saponification number of 120 to 165, a viscosity of 98.90C less than 100 Universal Saybolt seconds and a color index of less than 100, as measured in a 12.7mm Lovibond color cell. 2. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que le produit d'oxydation est obtenu par oxydation au moyen d'air d'une huile lubrifiante de base paraffinique raffinée ayant une viscosité de 90 à 350 secondes Saybolt universelles à 37,80 C et un point d'écoulement inférieur à - 12,20 C. 2. Method according to claim I, characterized in that the oxidation product is obtained by oxidation by means of air of a lubricating oil base paraffinic refined having a viscosity of 90 to 350 seconds Saybolt universal at 37.80 C and a pour point less than - 12.20 C. 3. Procédé suivant la revendication I, caractérisé revendication 2, caractérisé en ce que l'huile lubrifiante paraffinique a une viscosité de 140 à 180 secondes Saybolt universelles à 37,80 C et un point d'écoulement inférieur à - 150 C. 3. A method according to claim I, characterized in claim 2, characterized in that the paraffinic lubricating oil has a viscosity of 140 to 180 Universal Saybolt seconds at 37.80 C and a pour point of less than - 150 C. 4. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que R' et R" dans la formule de l'amide représentent alternativement un atome d'hydrogène et un radical hydrocarbyle de 18 atomes de carbone à une non-saturation. 4. Method according to claim I, characterized in that R 'and R "in the formula of the amide alternately represent a hydrogen atom and a hydrocarbyl radical of 18 carbon atoms at an unsaturation. 5. Utilisation suivant la revendication II, caractérisée en ce que le carburant contient environ 0,001 à 0,05 e7c en poids de l'additif. 5. Use according to claim II, characterized in that the fuel contains approximately 0.001 to 0.05 e7c by weight of the additive.
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