CN101200660A - 燃料油组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包含次要量如下组分的中间馏分燃料油组合物：(A)聚羧酸的季铵盐；和(B)聚亚烷基胺清净剂。(A)与(B)的浓度赋予组合物比用(Aref)代替(A)的相应组合物更好的低温性能，其中(Aref)不是季铵盐而是类似于(A)的聚羧酸的胺盐；以及其中(B)的浓度使得它会不利地影响相应组合物中(Aref)的低温性能。

Description

燃料油组合物
技术领域
本发明涉及燃料油组合物的改进，更具体地涉及含有清净剂物质且在低温下易于形成蜡的燃料油组合物。
背景技术
无论是源自石油还是植物来源，燃料油都含有在低温下趋向于以形成凝胶结构的方式沉淀为蜡的大片状晶体或球晶的组分，例如正链烷烃或正链烷酸甲酯，所述凝胶结构导致燃料失去能力流动。燃料仍然流动时的最低温度被称为倾点。
随着燃料的温度降低并接近倾点，通过管线和泵运送燃料出现困难。另外，在倾点以上的温度下，蜡晶往往会阻塞燃料管线、筛网和过滤器。这些问题是本领域公知的，并且已提出了各种添加剂用于降低燃料油的倾点，其中许多添加剂已经在商业上应用。类似地，已提出了其它添加剂，并在商业上应用以减小所形成蜡晶的尺寸并改变蜡晶的形状。较小尺寸的晶体是令人希望的，因为它们不大可能阻塞过滤器。源自柴油燃料的蜡主要是链烷烃蜡，并结晶为片状。某些添加剂抑制了这点，并导致蜡以针状结晶，所得针状晶体比片状更可能通过过滤器，或在过滤器上形成晶体多孔层。其它添加剂还可能具有保持蜡晶在燃料中悬浮，减少沉降并因此还有助于防止阻塞的作用。这些类型的添加剂往往被称为“蜡防沉降添加剂”(WASA)，且通常为极性氮物质。
已描述了许多添加剂用于提高发动机的清洁性，例如用于减少或去除火花点火式发动机的吸入系统(例如汽化器、吸入歧管、入口阀)或燃烧室表面的沉积物，或用于减少或防止压缩点火式发动机的喷射器嘴变污。
例如，英国专利申请960,493描述了将无金属清净剂以四亚乙基五胺的经聚烯烃取代的琥珀酰亚胺的形式添加到内燃机的基础燃料中。现在广泛使用这种无金属清净剂。最常用的是经聚异丁烯取代的琥珀酰亚胺，它们是经聚异丁烯取代的酰化剂，例如琥珀酸或琥珀酸酐与多胺的反应产物。上述物质和它们的制备方法是本领域技术人员公知的。它们一般可以描述为无金属聚亚烷基胺清净剂。
在现代柴油发动机技术中，趋势是通过增加喷射压力和减小喷射器嘴直径来增加功率输出和效率。在上述情况下，更可能形成喷射器沉积物，并且沉积产生更严重。这已经促使燃料制造商生产新型燃料，这些新型燃料往往按“优质”等级销售，并被宣传为对于改进发动机清洁性尤其有效。为了满足这种性能要求，这种优质燃料通常包含比非优质等级燃料明显要高含量的清净剂。
燃料油中使用高含量清净剂尽管非常有效地改善发动机的清洁性，但已经发现缺陷。具体地，已观察到高含量聚亚烷基胺清净剂在优质等级燃料中的存在可以妨碍也存在于燃料中的蜡防沉降添加剂的冷流性能。所以，尽管从发动机清洁性看该燃料可以令人满意，但是就蜡防沉降和冷滤阻塞点(CFPP)而言的低温性能可能不足。
EP-A-0 908 507描述了添加剂在改善燃料油，如沸程为110-500℃的中间馏分燃料油的冷流性能中的用途。在实施例中，它描述了含2-N′，N′-二烷基-酰氨基苯甲酸酯的N，N-二烷基铵盐和多胺化聚异丁烯琥珀酸酐清净剂(其中组分AY的成分)作为添加剂的燃料，其中所述铵盐为1摩尔邻苯二甲酸酐与2摩尔二氢化牛油脂胺反应以形成半酰胺/半胺盐(添加剂C和其中组分BX与BY的成分)的反应产物。EP-A-0 908 507描述了在这种燃料上进行的模拟过滤器阻塞点(SFPP)测试的结果。添加剂C为常规蜡防沉降添加剂的实例。
本发明基于如下发现：聚羧酸的季铵盐代替常规蜡防沉降添加剂作为蜡防沉降添加剂的使用可改善含聚亚烷基胺清净剂的燃料的低温性能。
发明内容
因此根据第一方面，本发明提供了一种包含主要量的中间馏分燃料油的燃料油组合物，该组合物包含次要量的如下组分：
(A)至少一种以聚羧酸的季铵盐形式有效作为蜡防沉降添加剂的油溶性极性氮化合物；和
(B)至少一种油溶性聚亚烷基胺清净剂，
其中(A)与(B)的浓度要使得所述燃料油组合物的一种或多种低温性能比代替(A)而包含(Aref)的另外相同的燃料油组合物的那些要好，其中(Aref)不是季铵盐，而是类似于(A)的聚羧酸的油溶性胺盐；以及
其中所述燃料油组合物中(B)的浓度要使得它会不利地影响所述另外相同的燃料油组合物中(Aref)的一种或多种低温性能。
根据第二方面，本发明提供次要量的(A)在包含次要量(B)的中间馏分燃料油组合物中用于相比较代替(A)而包含(Aref)的另外相同的燃料油组合物的一种或多种低温性能，改善所述燃料油组合物的一种或多种低温性能的用途，其中(B)为至少一种油溶性聚亚烷基胺清净剂，(A)为至少一种以聚羧酸的季铵盐形式有效作为蜡防沉降添加剂的油溶性极性氮化合物，(Aref)不是季铵盐而是类似于(A)的聚羧酸的胺盐，其中所述燃料油组合物中(B)的浓度要使得它会不利地影响所述另外相同的燃料油组合物中(Aref)的一种或多种低温性能。
根据第三方面，本发明提供一种制备包含次要量的至少一种有效作为蜡防沉降添加剂的极性氮化合物和至少一种聚亚烷基胺清净剂的中间馏分燃料油组合物的方法，所述方法包括：
(i)确定如本发明第一方面所述的(B)和如本发明第一方面所述的(Aref)的浓度，在此浓度下(B)会不利地影响中间馏分燃料油中(Aref)的一种或多种低温性能；
(ii)确定如本发明第一方面所述的(A)的浓度，在此浓度下含步骤(i)中所确定浓度的(B)的中间馏分燃料油组合物的一种或多种低温性能比含(Aref)和(B)的另外相同的中间馏分燃料油组合物的那些要好；以及
(iii)混合以步骤(i)和(ii)中所确定的浓度包含(A)和(B)的中间馏分燃料油组合物。
所观察到的蜡防沉降性能和CFPP性能的损失似乎受限于无金属聚亚烷基胺清净剂和常规WASA组分的组合使用。值得注意的是，当除聚亚烷基胺清净剂外的清净剂与常规WASA组分组合使用时，可以观察不到类似的性能损失。季铵盐的加入减轻了这种性能损失，从而允许将更高含量的聚亚烷基胺清净剂与WASA物一起使用，而不会损害该经添加燃料的低温性能。
如上所述，燃料油中聚亚烷基胺清净剂和常规WASA的组合存在可以导致蜡防沉降性能和/或CFPP性能的降低。更好的低温性能指蜡防沉降性能或CFPP，或优选这两种性能。优选地，含常规WASA，但不含聚亚烷基胺清净剂的燃料油组合物的一种或多种低温性能通过本发明恢复或改善。
应注意的是，并不要求任一种低温性能必须达到不存在聚亚烷基胺清净剂情况下所预期的水平。
术语“恢复”的使用应包括如下情形：尽管该性能的精确数值可能没有重新达到，但是差异几乎不明显。
根据另一方面，本发明提供一种包含次要量的如下组分的中间馏分燃料油组合物：
(A)至少一种以邻苯二甲酸的季铵盐形式有效作为蜡防沉降添加剂的油溶性极性氮化合物；和
(B)至少一种以N-(多胺取代的)聚链烯基琥珀酸亚胺形式的聚亚烷基胺清净剂。
在本说明书中，“烃基”意指含碳和氢原子的基团，该基团经碳原子与分子的其它部分键合并可包括无损于该基团的基本烃性质的杂原子。
具体实施方式
现在将更详细地描述本发明适用于本发明各方面的特征。
(A)季铵盐
如所述，这是一种以聚羧酸的季铵盐形式有效作为蜡防沉降添加剂的油溶性氮化合物。铵阳离子的氮原子例如带有四个烃基。该盐例如为单体。
化合物中的季铵阳离子优选带有式NR13R14段，其中R13独立地表示含8-40个碳原子的烃基如烷基，R14独立地表示含至多40个碳原子的烃基如烷基。R13和R14可以为直链或支链的，和/或可以相同或不同。优选R13和R14各自表示C12-C24直链烷基。
季铵阳离子优选由式NR13R14R2表示，其中R表示具有1-4个碳原子的烷基如甲基、乙基或丙基。
适合的是，段NR13R14源自仲胺如二(十八烷)胺、二可可胺、二(氢化牛油脂)胺和甲基山嵛胺。胺可以为例如源自天然物质的混合物，优选氢化牛油脂仲胺，其烷基源自由大约4％C14、31％C16和59％C18构成的氢化牛油脂肪。
用于制备季铵盐的合适聚羧酸及其酸酐的实例包括乙二胺四乙酸，和基于环状骨架的羧酸，例如环己烷-1，2-二羧酸、环己烯-1，2-二羧酸、环戊烷-1，2-二羧酸和萘二羧酸，以及包括二烷基螺二内酯的1，4-二羧酸。通常，这些酸的环状部分具有5至13个碳原子。用于本发明的优选酸为苯二羧酸，例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。特别优选邻苯二甲酸及其酐。特别优选的季铵盐由下式表示：
Figure S2007101998208D00051
其中R13和R14各自独立地表示源自氢化牛油脂肪的烷基，该化合物可例如通过N，N-二甲基-N，N-二氢化牛油脂氯化铵(1摩尔)与二氢化牛油脂胺(1摩尔)、邻苯二甲酸酐(1摩尔)和甲醇钠(1摩尔)反应制得。
(Aref)胺盐
如所述，这是一种与如上关于(A)季铵盐所述相同的聚羧酸的油溶性胺盐。它是有效作为蜡防沉降添加剂的极性氮化合物，但不是季铵盐。它可以为伯胺盐、仲胺盐或叔胺盐。
这种盐可带有如上述式NR13R14段，但区别在于不是季铵盐。它们例如描述在美国专利4,211,534中。
作为具体实例，可提到通过邻苯二甲酸酐(1摩尔)与二氢化牛油脂胺(2摩尔)反应以得到2-N′，N′-二烷基酰氨基苯甲酸的N，N-二烷基铵盐；烷基酚甲醛缩合物(APFC)与二可可-和二氢化牛油脂胺混合物反应；以及乙二胺四乙酸与二氢化牛油脂胺反应而形成的酰胺-胺盐。
在本发明实施中，(Aref)类似于(A)之处在于二者都源自相同的聚羧酸并且(Aref)的氮原子带有的相同烃基也是(A)的氮原子所带有的。
应清楚的是(Aref)不是本发明的组分，但用于参考以界定本发明范围。
(B)聚亚烷基胺清净剂
聚亚烷基胺例如源自大于250个物质单元的聚亚烷基，而所述物质单元本身优选源自C2-C10链烯烃，更优选丁烯和/或异丁烯。它们通过使氨、胺、多胺、烷基胺或链烷醇胺连接到和/或连接在这些聚合物之间而制得。多种方法可用于实现这一点，例如如本领域已知的借助氯化、加氢甲酰化、环氧化和臭氧分解的路线。本领域还已知的典型实例为聚异丁烯单胺(“PIBA”)和聚异丁烯-乙二胺(“PIB-EDA”)。其它实例描述于EP 244616和WO 98/28346中。烃基单元与胺单元之比可以为1∶1-2.5∶1，优选1.2∶1-1.5∶1。大量具有至少10个碳原子的烃基取代基且通过羧酸酰化剂如酐或酯与氨基化合物反应制得的酰化含氮化合物也是本领域技术人员已知的。在这种组合物中，酰化剂通过亚氨基、酰氨基、脒基或酰氧基铵键连接到氨基化合物。至少10个碳原子的烃基取代基可在源自羧酸酰化剂的分子的部分中或在源自氨基化合物的部分中，或在二者中找到。然而，优选它在酰化剂部分中找到。酰化剂可在从甲酸和它的酰化衍生物到具有高达50、75、100或200个碳原子的高分子量烃基取代基的酰化剂的范围中变化。氨基化合物可在从氨本身至具有高达约30个碳原子的烃基取代基的胺的范围中变化。
聚亚烷基胺通常当作是无金属的。
优选类别的清净剂可以是通过将具有至少10个碳原子的烃基取代基的酰化剂与特征在于存在至少一个-NH-基团的氮化合物反应得到的那些。通常，酰化剂是一元羧酸或聚羧酸(或其反应性等同物)，例如被取代的琥珀酸或丙酸；氨基化合物是多胺或多胺混合物，最通常的是亚乙基多胺的混合物。胺还可以是经羟烷基取代的多胺。在上述酰化剂中的烃基取代基优选具有平均至少30或50，且至多约200个碳原子。
含有至少10个碳原子的烃基取代基的例子是正癸基、正十二烷基、四丙烯基、正十八烷基、油基、氯十八烷基和triicontanyl。一般而言，烃基取代基由具有2到10个碳原子的单烯烃和二烯烃的均聚物或共聚体(例如共聚物，例如三元聚合物)制成，上述单烯烃和二烯烃例如为乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、丁二烯、异戊二烯、1-己烯、1-辛烯等。通常，这些烯烃是1-单烯烃。该取代基还可以由上述均聚物或共聚体的卤代(例如氯代或溴代)类似物衍生得到。
烃基取代基主要是饱和的。烃基取代基在性质上还主要是脂族的，即，对于取代基中的每10个碳原子，它们含有不超过1个的具有6个或更少碳原子的非脂族部分(环烷基、环烯基或芳基)。然而，通常上述取代基对于每50个碳原子包含不超过1个的上述非脂族基团，并且在许多情况下，它们根本不含这种非脂族基团，即，典型的取代基是纯脂族的。通常，这些纯脂族取代基是烷基或烯基。
这些取代基的优选来源是由具有35至75重量％的丁烯和30至60重量％的异丁烯的C4精炼料流在例如三氯化铝或三氟化硼的路易斯酸催化剂存在下聚合得到的聚(异丁烯)。这些聚丁烯主要包含结构为-C(CH3)2CH2-的单体重复单元。
该烃基取代基经常规途径，例如通过如EP-B-0451380中所述的马来酸酐与例如聚烯烃的不饱和取代基前体之间的反应，连接到琥珀酸部分或其衍生物上。
用于制备该经取代的琥珀酰化剂的一种过程包括：首先将聚烯烃氯化，直到平均每个聚烯烃分子上具有至少一个氯基。氯化包括使聚烯烃与氯气进行接触，直到经氯化的聚烯烃上结合所需量的氯。氯化一般在75℃至125℃的温度下实施。如果希望，在该氯化过程中可以使用稀释剂。用于此目的的合适稀释剂包括多-和全-氯化和/或氟化的烷烃和苯。
上述过程的第二步是使氯化的聚烯烃与马来酸类反应物在通常100℃至200℃范围内的温度下反应。氯化聚烯烃与马来酸类反应物的摩尔比通常为1∶1。然而，可以使用化学计量过量的马来酸类反应物，例如摩尔比为1∶2。如果在氯化步骤中平均每分子聚烯烃上引入一个以上的氯基，那么一摩尔以上的马来酸类反应物可以与每分子氯化聚烯烃反应。通常希望的是提供过量的马来酸类反应物，例如过量5％至50％，例如25重量％。未反应的过量马来酸类反应物可以通常在真空下从反应产物中除去。
另一用于制备经取代的琥珀酸酰化剂的过程采用美国专利3,912,764和英国专利1,440,219中描述的方法。根据该方法，通过在直接烷基化过程中将聚烯烃和马来酸类反应物一起加热，使它们首先发生反应。当直接烷基化步骤完成后，将氯引入反应混合物中，以促进剩余的未反应马来酸类反应物反应。根据上述专利说明书，对于每摩尔聚烯烃，0.3至2或更多摩尔的马来酸酐用在反应中。直接烷基化步骤在180℃至250℃的温度下进行。在引入氯的阶段，采用的温度为160℃至225℃。
在不存在氯的情况下，将烃基取代基连接到琥珀酸部分可替换地可以通过热驱动的“烯”反应来实现。使用这种如酰化剂的物质得到具有特殊优点的产物，例如具有优异清净性能和润滑性能的无氯产物。在这种产物中，反应物优选由具有至少30％，优选50％或更多，例如75％以末端双键(例如亚乙烯基)形式的残余不饱和基的聚烯烃形成。
合适的聚亚烷基胺是包含通过亚烷基桥连接的氨基氮的那些，其中氨基氮可以是伯氮、仲氮和/或叔氮。该多胺可以是直链，其中所有氨基是伯基或仲基，或可以包含环状或支化区域或这二者，在这种情况下还可以存在叔氨基。亚烷基优选亚乙基或亚丙基，最优选亚乙基。上述物质可以由例如乙二胺的低级亚烷基二胺聚合，或通过二氯乙烷与氨反应制得，得到多胺混合物。
聚亚烷基多胺(1)的具体例子是乙二胺、四(亚乙基)五胺、三(三亚甲基)四胺和1，2-丙二胺。经羟烷基取代的多胺的具体例子包括N-(2-羟乙基)乙二胺、N，N’-二(2-羟乙基)乙二胺和N-(3-羟丁基)四亚甲基二胺。经杂环取代的多胺(2)的具体例子是N-2-氨基乙基哌嗪、N-2-和N-3-氨基丙基吗啉、N-3-(二甲基氨基)丙基哌嗪、2-庚基-3-(2-氨基丙基)咪唑啉、1，4-二(2-氨基乙基)哌嗪、1-(2-羟乙基)哌嗪和2-十七烷基-1-(2-羟乙基)-咪唑啉。芳族多胺(3)的具体例子是同分异构的苯二胺和同分异构的萘二胺。
许多专利说明书描述了合适的聚亚烷基胺清净剂，包括美国专利3172892、3219666、3272746、3310492、3341542、3444170、3455831、3455832、3576743、3630904、3632511、3804763和4234435，且包括EP0336664和EP0263703。典型且优选的这类清净剂通过将经聚(异丁烯)取代的琥珀酸酐酰化剂(例如酸酐、酸、酯)与每个亚乙基多胺具有3至10个氨基氮原子和1至6个亚乙基的亚乙基多胺混合物反应制得，其中聚(异丁烯)取代基具有50至200个碳原子。
聚亚烷基胺可以按每分子该组分的平均氮原子数来定义，该平均氮原子数可以优选在每分子4至8.5，更优选6.8至8，尤其6.8至7.5个氮原子的范围内。
由含有每分子具有7和8个、任选9个氮原子的多胺(所谓的“重”多胺)的胺混合物制得的物质也合适。
优选地，多胺混合物包含基于多胺总重量至少45重量％，优选50重量％每分子具有7个氮原子的多胺。除了多胺混合物以外，还可以使用单种物质，例如四亚乙基五胺(TEPA)和三亚乙基四胺(TETA)。
优选的聚亚烷基胺清净剂是经聚(异丁烯)取代的琥珀酸酐酰化剂与上述亚乙基多胺的混合物反应制得的那些，其中聚异丁烯具有400-2500，优选700-400，例如950的Mn。一般地，它们可描述为聚链烯基琥珀酰亚胺(例如聚丁烯基琥珀酰亚胺，优选聚异丁烯基琥珀酰亚胺)或N-(多胺取代)聚链烯基琥珀酰亚胺。
燃料油
燃料油为中间馏分燃料油形式的石油基燃料油，一般在110-500℃，例如150-400℃的范围内沸腾。
本发明适用于所有类型的中间馏分燃料油，包括宽沸程馏分，即根据ASTM D-86测得具有50℃或更高的90％-20％沸腾温度差的那些。
燃料油可以包括常压馏分或真空馏分、裂化瓦斯油或以任意比例混和的直馏和热裂化和/或催化裂化的馏分。最常见的石油馏分燃料是煤油、喷气式发动机燃料、柴油燃料、取暖用油和重质燃料油。取暖用油可以是直馏常压馏分，或者也可以包含真空瓦斯油或裂化瓦斯油或二者。燃料还可以包含主要量或次要量的来自费-托工艺的组分。费-托燃料，也被称为FT燃料，包括被描述为气至液燃料、煤和/或生物转化燃料的那些。为制备这种燃料，首先生成合成气(CO+H2)，再将其经费-托工艺转化成正链烷烃和烯烃。然后，可以通过例如催化裂化/重整或异构化、加氢裂化和加氢异构化的工艺对正链烷烃进行改性，以生成例如异链烷烃、环烷烃和芳族化合物之类的各种烃。所得FT燃料可以直接使用，或与其它燃料组分和燃料类型，例如本说明书所提及的那些组合使用。上述的低温流动问题在柴油燃料和取暖用油中最常遇到。本发明也适用于包含源自植物油的脂肪酸甲酯，例如菜油籽甲酯的燃料油，上述脂肪酸甲酯单独使用，或与石油馏分油混和使用。
燃料油优选低硫含量的燃料油。通常，燃料油的硫含量小于500重量ppm(每百万分之份)。优选地，燃料的硫含量小于100ppm，例如小于50ppm。具有甚至更低硫含量，例如小于20ppm或小于10ppm的燃料油也合适。
用量(treat rates)
燃料油中存在的各组分的量取决于所用物质的性质、燃料油的性质和所需的低温性能。如以上所讨论的，本发明基于观察到当蜡防沉降添加剂存在于包含相对高含量多胺清净剂的优质柴油燃料中时，蜡防沉降添加剂的低温行为受到负面影响。
通常，该燃料油组合物中(B)至少一种聚亚烷基胺清净剂的量基于燃料油的重量过量50重量ppm，例如过量75重量ppm或100重量ppm。一些优质柴油燃料可以包含至多500重量ppm的聚亚烷基胺清净剂。这可以相当于更常规非优质柴油燃料的约10-75ppm的用量。
(A)至少一种以季铵化合物形式有效作为蜡防沉降添加剂的极性氮化合物的量基于燃料油的重量一般在10-500重量ppm，优选20-250重量ppm，更优选20-150重量ppm的范围内。作为选择，可优选10-200，更优选10-100。
其它添加剂
在本领域中经常将有效作为蜡防沉降添加剂的极性氮化合物与其它额外的冷流改性添加剂组合使用。合适的物质是本领域技术人员所公知的，例如包括乙烯-不饱和酯共聚物，例如乙烯：乙酸乙烯酯共聚物和类似聚合物。本发明考虑添加上述其它冷流改进添加剂，它们的用量也是本领域技术人员公知的。在本发明所有方面的实施方式中，燃料油还包含乙烯-不饱和酯的共聚物。
本发明实施例
现在将在并非意在限制其权利要求范围的实施例中描述本发明。组分：
使用如下组分：
WASA(Aref)：以2-N′，N′-二烷基酰氨基苯甲酸的N，N-二烷基铵盐形式有效作为蜡防沉降添加剂的单体极性氮化合物，其通过邻苯二甲酸酐(1摩尔)与二(氢化牛油脂)胺(2摩尔)反应而制得。
WASA(A)：以2-(N′，N′-二氢化牛油脂酰氨基)苯甲酸的N，N-二甲基二-二氢化牛油脂铵盐的形式有效作为蜡防沉降添加剂的单体极性氮化合物，其通过N，N-二甲基-N，N-二氢化氯化铵(1摩尔)与二氢化牛油脂胺(1摩尔)、邻苯二甲酸酐(1摩尔)和甲醇钠(1摩尔)反应制得。氯化钠(副产物)通过用水洗涤并除去水溶液而分离出。
清净剂(B)：通过其中聚异丁烯基团的分子量为约1000的聚异丁烯取代的琥珀酸酐与主要是每分子具有至少7个氮原子的物质的聚-亚乙基胺混合物反应而制得的琥珀酰亚胺清净剂。
燃料：所用的燃料为中间馏分柴油燃料，Fuel X：
Fuel X的特征在于：
D86蒸馏            IBP            199℃
                   20％           231℃
                   90％           319℃
                   FBP            352℃
                   浊点           -6℃
                   CFPP           -13℃
测试
将添加剂(A)、(Aref)和(B)以下面指定的比例混入Fuel X中以得到中间馏分燃料油组合物。组合物还包含常用于柴油燃料中的添加剂如乙烯不饱和酯共聚物(EVE)、富马酸二烷基酯乙酸乙烯酯共聚物(FVA)、聚乙二醇酯(PEGE)和烷基酚甲醛缩合物(APFC)。这种添加剂在下面将以上述简写表示。
以下所有添加剂比例表示为基于燃料质量的活性成分(即不是溶剂或载体的成分)的质量ppm。
组合物的低温性能如下测量：
Aral简单沉降测试(Aral Short Sediment Test)
Aral简单沉降测试(ASST)测量燃料油的蜡物质的沉降倾向并因此测定蜡防沉降添加剂的有效性。该测试由German oil company Aral开发并为整个欧洲所广泛接受。ASST量度为“ΔCP”，Δ浊点，其按如下测量：测量基础燃料油的浊点(CP)。将待研究的蜡防沉降添加剂加入基础燃料中，并将样品在所测CP以下7℃的温度下储存16小时，所述温度对于德国冬季柴油燃料通常为-13℃。记录目测到的已沉降的蜡的量。然后取出底部20％的燃料，测量该样品的CP并与基础燃料比较。ΔCP为[基础燃料的CP]减[经添加燃料的CP]的差；因此ΔCP越大，蜡的沉降程度越大。小的ΔCP值，优选接近零，表明良好的蜡分散性。
冷滤阻塞点(“CFPP”)
CFPP是用于评估燃料油样品在降低温度下流过过滤器能力的标准工业测试。该测试按“Jn.of the Institute of Petroleum”，第52卷，No.510(1996)，第173-285页中详细描述的过程进行，并且要设计成与机车柴油中的中间馏分燃料油的冷流相关。简单地说，在保持约-34℃的浴中冷却待测油样品(40cm3)，以得到约1℃/min的平均冷却速率。定期地(从浊点以上开始每1℃时)，利用如下测试设备测试该油在规定时间内流过细筛的能力，该测试设备是吸液管，并且位于待测油表面以下的倒置漏斗连接到该移液管的下端。具有由12mm直径所界定面积的350目网筛铺在漏斗口。通过在吸液管上端施加真空，开始定期测试，从而将油吸上穿过网筛进入吸液管内指示是20cm3油的标记处。每次成功通过后，油立即返回CFPP管。温度每降低1度即重复该测试，直到油在60秒内不能注满吸液管，不能注满发生的温度报告为CFPP温度。
结果
对基于Fuel X的燃料油组合物进行的测试的结果列在下表1中。
在第一组测试中，分别使用EVE浓度为220、290和365ppm的三组燃料油组合物。这三组中每一组都包括具有相应清净剂(B)，浓度分别为0、50和100ppm的油，并且这些油中每一种都包括含100ppm的参比WASA(Aref)，或本发明WASA(A)的油。因此，测试十八种基于Fuel X的油。
表1
  EVE(ppm)   清净剂(B)(ppm)   WASA(Aref)  WASA(A)
  220220220   050100   0.15.84.5  0.40.60.9
  290290290   050100   0.164.4  0.10.51.1
  365365365   050100   0.54.43.8  0.40.81.2
右手列显示的结果为ΔCP。较小的值如接近0表示好的性能，而较大的值，例如4-6℃表示差的性能。它们表明当存在清净剂(B)时，参比WASA(Aref)的蜡防沉降性能几乎完全损失。相反，当使用本发明WASA(A)时，它的蜡防沉降性能在清净剂(B)的存在下基本上保持。
对基于Fuel X的燃料油组合物进行的第二组测试的结果列在下表2中。所有基于Fuel X的组合物包含富马酸二(十二烷基)酯：乙酸乙烯酯共聚物(25ppm)和APFC(25ppm)，这二者都是已知的冷流改进添加剂。
使用EVE浓度分别为220、290和365ppm的三组燃料油组合物。
这三组中每一组包括具有0或100ppm清净剂(B)，0或20ppm聚乙二醇酯(“PEGE”)冷流改性剂的油。每组油包含50ppm参比WASA(Aref)，或本发明WASA(A)。因此，测试24种基于Fuel X的油。
表2
  EVE(ppm)  PEGE(ppm)   清净剂(B)(ppm)   WASA(Aref)  WASA(A)
  220220220220  002020   01000100   -19.5-18.5-25.25-18  -19-20-18.5-20
  290290290290   002020   01000100   -24-18-25.75-19.5   -19.7-24-22-27
  365365365365   002020   01000100   -26.3-19.5-26.5-22.5   -27-28-25.3-26
两相邻右手列显示的结果为以℃表示的CFPP。它们表明在不存在清净剂(B)下，含参比WASA(Aref)的油的CFPP比含本发明WASA(A)的油的CFPP要好或与其相当。然而，它们还表明在清净剂(B)的存在下，CFPP优点丧失，并且在替代(Aref)而包含(A)中存在另一CFPP优点。

Claims (13)

1.一种包含次要量如下组分的中间馏分燃料油组合物：
(A)至少一种以聚羧酸的季铵盐形式有效作为蜡防沉降添加剂的油溶性极性氮化合物；和
(B)至少一种油溶性聚亚烷基胺清净剂，
其中(A)与(B)的浓度要使得所述燃料油组合物的一种或多种低温性能比代替(A)而包含(Aref)的另外相同的燃料油组合物的那些要好，其中(Aref)不是季铵盐而是类似于(A)的聚羧酸的油溶性胺盐；以及
其中所述燃料油组合物中(B)的浓度要使得它会不利地影响所述另外相同的燃料油组合物中(Aref)的一种或多种低温性能。
2.根据权利要求1的燃料油组合物，其中所述燃料油组合物的一种或多种低温性能与代替(A)而包含(Aref)且不含(B)的其它相同燃料油组合物相同或更好。
3.根据权利要求1或2的燃料油组合物，其中所述极性氮化合物中或每种极性氮化合物中的季铵阳离子带有式NR13R14段，其中R13表示含8-40个碳原子的烃基如烷基，R14表示含至多40个碳原子的烃基如烷基，条件是R13和R14可以为直链或支链的，和/或可以相同或不同。
4.根据权利要求3的燃料油组合物，其中所述季铵阳离子由式NR13R14R2表示，其中R表示甲基、乙基或丙基。
5.根据权利要求3或4的燃料油组合物，其中R13和非必要地R14表示源自氢化牛油脂肪的烷基。
6.根据权利要求1-5中任一项的燃料油组合物，其中所述聚羧酸为邻苯二甲酸。
7.根据权利要求1-6中任一项的燃料油组合物，其中(A)由下式表示：
Figure S2007101998208C00011
其中R13和R14各自表示源自氢化牛油脂肪的烷基，(Aref)为可通过1摩尔比例的邻苯二甲酸酐与2摩尔比例的二氢化牛油脂胺反应而得到的酰胺-胺盐。
8.根据权利要求1-7中任一项的燃料油组合物，其中所述至少一种聚亚烷基胺清净剂为聚(异丁烯)-取代的琥珀酸酐与多胺的反应产物。
9.根据权利要求8的燃料油组合物，其中所述聚(异丁烯)取代基的数均分子量为400-2500，优选700-1400。
10.次要量的(A)在包含次要量(B)的中间馏分燃料油组合物中用于相比较代替(A)而包含(Aref)的另外相同的燃料油组合物的一种或多种低温性能，改善所述燃料油组合物的一种或多种低温性能的用途，其中(B)为至少一种油溶性聚亚烷基胺清净剂，(A)为至少一种以聚羧酸的季铵盐形式有效作为蜡防沉降添加剂的油溶性极性氮化合物，(Aref)不是季铵盐而是类似于(A)的聚羧酸的胺盐，其中所述燃料油组合物中(B)的浓度要使得它会不利地影响所述另外相同的燃料油组合物中(Aref)的一种或多种低温性能。
11.权利要求10的用途，其中所述改善的低温性能为ΔCP或CFPP或二者。
12.一种制备包含次要量至少一种有效作为蜡防沉降添加剂的极性氮化合物和至少一种聚亚烷基胺清净剂的中间馏分燃料油组合物的方法，所述方法包括：
(i)确定权利要求1中定义的(B)和权利要求1中定义的(Aref)的浓度，在此浓度下(B)会不利地影响中间馏分燃料油组合物中(Aref)的一种或多种低温性能；
(ii)确定权利要求1中定义的(A)的浓度，在此浓度下含步骤(i)中确定浓度的(B)的中间馏分燃料油组合物的一种或多种低温性能比含(Aref)和(B)的另外相同的中间馏分燃料油组合物的那些要好；以及
(iii)混合以步骤(i)和(ii)中所确定的浓度包含(A)和(B)的中间馏分燃料油组合物。
13.一种包含次要量如下组分的中间馏分燃料油组合物：
(A)至少一种以邻苯二甲酸的季铵盐形式有效作为蜡防沉降添加剂的油溶性极性氮化合物；和
(B)至少一种N-(多胺取代的)聚链烯基琥珀酰亚胺形式的聚亚烷基胺清净剂。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109153931A (zh) * 2016-05-23 2019-01-04 国际壳牌研究有限公司 蜡抗沉降添加剂在汽车燃料组合物中的用途
CN112424318A (zh) * 2018-07-02 2021-02-26 因诺斯佩克有限公司 改进中间馏分燃料的低温性能的组合物、用途和方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2230226B1 (en) * 2009-03-18 2017-01-18 Infineum International Limited Additives for fuel oils
GB201003973D0 (en) * 2010-03-10 2010-04-21 Innospec Ltd Fuel compositions
WO2012128788A1 (en) 2011-03-24 2012-09-27 Elevance Renewable Sciences, Inc. Functionalized monomers and polymers
US9315748B2 (en) 2011-04-07 2016-04-19 Elevance Renewable Sciences, Inc. Cold flow additives
US9574149B2 (en) * 2011-11-11 2017-02-21 Afton Chemical Corporation Fuel additive for improved performance of direct fuel injected engines
EP2604674A1 (de) * 2011-12-12 2013-06-19 Basf Se Verwendung quaternisierter Alkylamine als Additive in Kraft- und Schmierstoffen
US9012385B2 (en) 2012-02-29 2015-04-21 Elevance Renewable Sciences, Inc. Terpene derived compounds
US20150057204A1 (en) 2013-03-12 2015-02-26 Elevance Renewable Sciences, Inc. Maleanized Ester Derivatives
US20140274832A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Elevance Renewable Sciences, Inc. Maleinized ester derivatives

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5348561A (en) * 1990-03-01 1994-09-20 Exxon Chemical Patents Inc. Fuel oil compositions
US6391070B2 (en) * 2000-04-20 2002-05-21 Baker Hughes Incorporated Anti-static additive compositions for hydrocarbon fuels
US20050183325A1 (en) * 2004-02-24 2005-08-25 Sutkowski Andrew C. Conductivity improving additive for fuel oil compositions

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109153931A (zh) * 2016-05-23 2019-01-04 国际壳牌研究有限公司 蜡抗沉降添加剂在汽车燃料组合物中的用途
US11359155B2 (en) 2016-05-23 2022-06-14 Shell Usa, Inc. Use of a wax anti-settling additive in automotive fuel compositions
CN112424318A (zh) * 2018-07-02 2021-02-26 因诺斯佩克有限公司 改进中间馏分燃料的低温性能的组合物、用途和方法

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