CN110606818B - 季铵燃料添加剂 - Google Patents

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Abstract

本公开提供燃料添加剂，其包括季铵盐，所述季铵盐通过使羧酸烷基酯与由烃基取代的酰化剂与选择的胺形成的化合物反应来形成。本文还提供包括所述新颖燃料添加剂的燃料组合物和燃烧包括本文的所述燃料添加剂的燃料的方法。本文的独特的季铵盐为有益的，因为它们可通过简单的烷基化方法制备，并且对于在所述燃料中的去垢力活性，通过实现可获得空间位阻相对较小的季氮在低处理速率下提供改善的去垢力。

Description

季铵燃料添加剂
技术领域
本公开涉及包括烃基可溶季铵盐的燃料添加剂组合物和在燃料组合物中的盐作为燃料清洁剂的使用方法。
背景技术
用于车辆的燃料组合物不断得到改善，以增强燃料的各种性能，以适应它们在更新、更先进的发动机中的使用。通常，燃料成组合物的改善集中在关于改善燃料添加剂和在燃料中使用的其它组分。举例来说，可将摩擦改进剂添加到燃料以降低发动机的燃料递送系统的摩擦和磨损。可包括其它添加剂以降低燃料的腐蚀可能性或改善导电特性。还可将其它添加剂与燃料共混以改善燃料经济性。发动机和燃料输送系统沉积物代表现代内燃机的另一个问题，并且因此其它燃料添加剂通常包括各种沉积物控制添加剂以控制和/或缓解发动机沉积物问题。因此，燃料组合物通常包括复杂的添加剂混合物。
然而，当试图平衡这类复杂的添加剂种类时仍然存在挑战。举例来说，一些常规燃料添加剂可有益于一种特性，但是同时不利于燃料的另一种特性。其它燃料添加剂通常需要不合理高的处理速率以实现其期望效果，这往往会对在燃料组合物中的其它添加剂的可用量产生不期望的限制。
最近已开发季铵化合物，如烷氧基化盐，作为燃料的清洁剂。在一些情况下，季铵化合物从与多胺反应的酰化剂获得，然后其通过季铵化剂烷基化或季铵化。虽然与现有清洁剂相比提供改善的去垢力，然而这些季铵化合物和其烷基化方法仍具有若干缺点。举例来说，在一些情况下，环氧乙烷和环氧丙烯用于制备这类清洁剂。然而，由于这类氧化物处置困难，其通常是不期望的。季铵化合物也可通过使用碳酸二烷基酯烷基化形成。然而，碳酸根阴离子可易于沉淀并且从某些类型的燃料或燃料添加剂包脱落。其它季铵盐需要卤代羧酸作为季铵试剂。这些盐可包括在某些应用中可能不太优选的残留卤素。在又其它情况下，从季铵化制造方法去除不期望的灰分生成组分为复杂的。
虽然提供了去垢力的改善，但是现有的季铵化合物仍然具有局限性，因为在某些应用中可需要相对较高的处理速率以实现足够的去垢力效果。通常，在季铵盐中的侧链季氮衍生自二胺，如二甲基氨基丙胺，其从在二甲胺和丙烯腈之间的迈克尔反应通过随后的氢化获得的常见叔二胺。此二胺为形成季铵盐的通常可获得的并且方便的胺。然而，当在季铵化反应中使用这类叔胺源时，通常阻碍其作为清洁剂的烷基化和/或活性的可用性。结果，从这类叔胺获得的季铵盐在相对低的处理速率下可不足够有效地改善喷射器性能。
发明内容
在一个方面，提供燃料添加剂，其包括季铵盐，所述季铵盐通过羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和胺反应而获得的酰胺或酰亚胺化合物反应来形成，其中胺具有式I的结构
Figure BDA0002095296520000021
其中A为具有2到10个碳单元并且包括独立地被选自以下组成的组的二价部分置换的其一个或多个碳单元的烃基连接基团：-O-、-N(R')-、-C(O)-、-C(O)O-、-C(O)NR'；R1和R2独立地为含有1到8个碳原子的烷基；并且R'独立地为氢或选自C1-6脂肪族、苯基或烷基苯基的基团。
前述段落的燃料添加剂可单独地或以其任何组合与一个或多个任选的特征组合。这些任选的特征包括：其中羧酸烷基酯为草酸烷基酯、水杨酸烷基酯，或其组合；和/或其中在羧酸烷基酯中的烷基为C1到C6烷基；和/或其中A为-(CH2)r-[X-(CH2)r']p-其中r、r'和p中的每个独立地为1、2、3或4，并且X为氧或NR"，其中R"为氢或烃基；和/或其中X为氧；和/或其中胺选自3-(2-(二甲氨基)乙氧基)丙胺、N,N-二甲基二亚丙基三胺，和其混合物；和/或其中被烃基取代的酰化剂选自烃基取代的二羧酸或酸酐其衍生物、脂肪酸，或其混合物；和/或其中烃基取代基的数均分子量为约200到约2500，如通过使用聚苯乙烯作为校准参考的GPC测量。
在另一个方面，本公开提供包含大量的燃料和少量的季铵盐的燃料组合物，在一个方面，所述季铵盐通过羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和上文式I的胺反应而获得酰胺或酰亚胺化合物反应来形成。在另一个方面，燃料组合物包括形成的式II的结构的季铵盐
Figure BDA0002095296520000031
其中A为具有2到10个碳单元并且包括独立地被选自以下组成的组的二价部分置换的其一个或多个碳单元的烃基连接基团：-O-、-N(R')-、-C(O)-、-C(O)O-，或-C(O)NR'；R1、R2和R3独立地为含有1到8个碳原子的烷基；并且R'独立地为氢或选自C1-6脂肪族、苯基或烷基苯基的基团；并且R4和R5独立地为氢、酰基或烃基取代的酰基，其中如果R4和R5中的一个为氢，那么R4和R5中的另一个为酰基或烃基取代的酰基，并且如果R4和R5包括羰基部分，那么R4和R5中的一个包括酰基并且R4和R5中的另一个包括烃基被取代的酰基，并且R4和R5与其附接到的N原子一起组合以形成环部分；并且M-为羧酸根。
前述段落的燃料添加剂可单独地或以其任何组合与一个或多个任选的特征组合。这些任选的特征包括：其中燃料组合物包括约1到约100ppm的季铵盐；和/或其中羧酸酯为草酸酯、水杨酸酯，或其组合；和/或其中A为-(CH2)r-[X-(CH2)r']p-其中r、r'和p中的每个独立地为1、2、3或4，并且X为氧或NR"，其中R"为氢或烃基；和/或其中X为氧；和/或其中A包括衍生自3-(2-(二甲氨基)乙氧基)丙胺、N,N-二甲基二亚丙基三胺，和其混合物的部分；和/或其中R4和R5与其附接到的N原子一起组合以形成烃基取代的丁二酰亚胺；和/或其中烃基取代基的数均分子量为约200到约2500，如通过使用聚苯乙烯作为校准参考的GPC测量；和/或其中R4或R5的烃基取代基的数均分子量为约200到约2500，如通过使用聚苯乙烯作为校准参考的GPC测量。
在又另一方面，本公开提供操作燃料喷射发动机以提供改善的发动机性能的方法，改善的发动机性能如但不限于减少在内燃机或用于内燃机的燃料系统中喷射器沉积物，清理结垢的喷射器，或分开喷射器。本文的方法包括在发动机中燃烧燃料组合物，所述燃料组合物包括大量的燃料和约1到约100ppm的季铵盐，所述季铵盐通过羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和胺反应而获得的酰胺或酰亚胺化合物反应来形成，其中胺具有结构
Figure BDA0002095296520000041
其中A为具有2到10个碳单元并且包括独立地被选自以下组成的组的二价部分置换的其一个或多个碳单元的烃基连接基团：-O-、-N(R')-、-C(O)-、-C(O)O-或-C(O)NR'；R1和R2独立地为含有1到8个碳原子的烷基；并且R'独立地为氢或选自C1-6脂肪族、苯基或烷基苯基的基团。本公开还提供用于提供改善的发动机性能的上文所描述的季铵盐的用途，改善的发动机性能如但不限于减少在内燃机或用于内燃机的燃料系统中喷射器沉积物，清理结垢的喷射器，或分开喷射器。
在前述段落中描述的方法或用途可单独地或以其任何组合与一个或多个任选的特征组合。这些任选的特征包括：其中改善的发动机性能为，当根据CEC F-23-01(XUD-9)测试测量时，平均流动损失为约45％或更少；和/或其中形成的季铵盐具有结构
Figure BDA0002095296520000042
其中A包括2到6个碳单元，其中其一个碳单元独立地被-O-或-NH-置换；和/或其中R1、R2和R3独立地为含有1到8个碳原子的烷基；和/或其中R4和R5独立地为氢、酰基，或烃基取代的酰基；和/或其中如果R4或R5中的一个为氢，那么R4或R5中的另一个为酰基或烃基取代的酰基，并且如果R4和R5均包括羰基部分，那么R4和R5中的一个包括酰基，并且R4和R5中的另一个包括烃基被取代的酰基，并且R4和R5与其附接到的N原子一起组合以形成环部分；和/或其中M-为甲酸根；和/或其中羧酸酯为草酸酯、水杨酸酯，或其组合；和/或其中烃基取代基的数均分子量为约200到约2500，如通过使用聚苯乙烯作为校准参考的GPC测量；和/或其中A为-(CH2)r-[X-(CH2)r']p-，其中r、r'和p中的每个独立地为1、2、3或4，并且X为氧或R"，其中R"为氢或烃基；和/或其中X为氧。
具体实施方式
本公开提供燃料添加剂，其包括季铵盐，所述季铵盐通过使羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂与选择的胺反应而形成的酰胺或酰亚胺化合物反应来形成。本文还提供包括新颖燃料添加剂的燃料组合物和燃烧包括本文的燃料添加剂的燃料的方法。本文的独特的季铵盐为有益的，因为它们可通过简单的烷基化方法制备，并且对于在燃料中的清洁剂活性，通过实现可获得空间位阻相对较小的季氮在低处理速率下提供改善的去垢力。
在本公开的一个方面，包括季铵盐的例示性燃料添加剂可通过在羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和胺反应而获得的酰胺或酰亚胺化合物之间的反应来形成。在此方面的一种方法中，胺具有式I的结构
Figure BDA0002095296520000051
其中A为具有2到10个碳单元并且包括独立地被选自以下组成的组的二价部分置换的其一个或多个碳单元的烃基连接基团：-O-、-N(R')-、-C(O)-、-C(O)O-和-C(O)NR'。R1和R2独立地为含有1到8个碳原子的烷基，并且R'独立地为氢或选自C1-6脂肪族、苯基或烷基苯基的基团。在此方面的另一种方法中，形成的季铵盐可为下文论述的式II。
在本公开的另一个方面，提供燃料组合物其包括大量的燃料和少量的季铵盐，所述季铵盐通过羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和胺反应而获得的酰胺或酰亚胺化合物反应来形成，所述胺可为上文式I的胺。在此方面的一种方法中，形成的季铵盐具有式II的结构
Figure BDA0002095296520000061
其中A为具有2到10个碳单元并且包括独立地被选自以下组成的组的二价部分置换的其一个或多个碳单元的烃基连接基团：-O-、-N(R')-、-C(O)-、-C(O)O-和-C(O)NR'。R1、R2和R3独立地为含有1到8个碳原子的烷基；并且R'独立地为氢或选自C1-6脂肪族、苯基或烷基苯基的基团。R4和R5独立地为氢、酰基，或烃基取代的酰基。如果R4或R5中的一个为氢，那么R4和R5中的另一个为酰基或烃基取代的酰基。如果R4和R5均包括羰基部分，那么R4和R5中的一个包括酰基并且R4和R5中的另一个包括烃基被取代的酰基，并且R4和R5与其附接到的一起组合以形成环部分。在其它方法中，R4和R5与其附接到的N原子一起组合以形成烃基取代的丁二酰亚胺。M-为羧酸根。
在本公开的又一个方面中，描述操作燃料喷射发动机以提供改善的发动机性能的方法。方法包括在发动机中燃烧燃料组合物，所述燃料组合物包括大量的燃料和约1到约100ppm的季铵盐，所述季铵盐通过羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和胺反应而获得的酰胺或酰亚胺化合物反应来形成，其中胺具有式I的结构，或所得季铵盐具有式II的结构。在又另一方面中，提供如在先前段落中所描述的季铵盐的用途以提供改善的发动机性能，如降低的平均流动损失为约45％或更少的，如通过XUD-9评估，功率恢复为约65％或更高，如通过修改的CEC F-98-08测试测量以评估添加剂恢复由于沉积物形成的功率损失，和/或在冷启动时去除羧酸盐沉积物和分开喷射器的能力。
如本文所用，术语“烃基取代基(hydrocarbyl group或hydrocarbyl)”以所属领域技术人员所熟知的它的一般含义使用。具体来说，它是指具有直接附接到分子的其余部分的碳原子并且主要具有烃特征的基团。烃基的实例包括：(1)烃取代基，即，脂肪族(例如，烷基或烯基)、脂环族(例如，环烷基、环烯基)取代基和经芳香族、脂肪族和脂环族取代的芳香族取代基，以及其中环通过分子的另一部分来完成的环状取代基(例如，两个取代基一起形成脂环族基团)；(2)取代的烃取代基，即，含有非烃基的取代基，所述非烃基在本文中描述的上下文中不改变主要烃取代基(例如，卤基(尤其氯和氟)、羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基、氨基、烷氨基和硫氧基)；(3)杂取代基，即，(尽管具有主要烃特征)在本说明书的上下文中在由碳原子以其它方式构成的环或链中含有除碳之外的取代基。杂原子包括硫、氧、氮，并且涵盖取代基，如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基。一般来说，对于在烃基中的每十个碳原子，将存在不超过两个，或作为另一个实例，不超过一个非烃取代基；在一些实施例中，在烃基中将不存在非烃取代基。
如本文所用，术语“大量”应理解为意指相对于组合物的总重量大于或等于50wt％的量，例如约80wt％到约98wt％。此外，如本文所用，术语“少量”应理解为意指相对于组合物的总重量小于50wt％的量。
胺化合物
在一个实施例中，本文的燃料添加剂从选择的具有式I的结构的胺获得
Figure BDA0002095296520000071
其中A为具有2到10个碳单元并且包括独立地被选自以下组成的组的二价部分置换的其一个或多个碳单元的烃基连接基团：-O-、-N(R')-、-C(O)-、-C(O)O-和-C(O)NR'。R1和R2独立地为含有1到8个碳原子的烷基，并且R'独立地为氢或选自C1-6脂肪族、苯基或烷基苯基的基团。在一种方法中，选择的式1的胺为至少二胺或三胺，其一端具有用于与烃基取代的酰化剂反应的末端伯氨基另一端具有用于与季铵化剂反应的末端叔胺。在其它方法中，A包括2到6个碳单元，其中其一个碳单元被-O-或-NH-基团置换。用于形成本文的燃料添加剂的合适的例示性叔胺可选自3-(2-(二甲氨基)乙氧基)丙胺、N,N-二甲基二亚丙基三胺，和其混合物。在其它实施例或方法中，A具有结构-(CH2)r-[X-(CH2)r']p-，其中r、r'和p中的每个独立地为1、2、3或4的整数，并且X为氧或R"，其中R"为氢或烃基。在其它实施例中，X为氧。在又其它实施例中，X为-NH-。
烃基连接基团A优选地具有1到4个被上文所描述的二价部分置换的碳单元，所述二价部分优选地为-O-或-NH-基团。在其它方法中，烃基连接基团A的1到2个碳单元，并且在又另一方法中，烃基连接基团A的1个碳单元被本文所描述的二价部分置换。如所理解的，烃基连接基团A的其余部分优选地为(一个或多个)碳原子。在置换的二价部分的任一侧上的碳原子数不必相等，意指在末端伯氨基和末端叔氨基之间的烃基链相对于替换的二价部分不必为对称的。
烃基取代的酰化剂
任何前述叔胺可与烃基取代的酰化剂反应，所述烃基取代的酰化剂可选自烃基取代的单、二或多羧酸或其反应性等价物以形成酰胺或酰亚胺化合物。特别合适的酰化剂为烃基取代的丁二酸、酯、酸酐、单酸/单酯，或二酸。在一些方法中，烃基取代的酰化剂为烃基取代的二羧酸或其酸酐衍生物、脂肪酸，或其混合物。
在其它方法中，烃基取代的酰化剂可为羧酸或酸酐反应物。在一种方法中，烃基取代的酰化剂可选自硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、棕榈油酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、癸酸、辛酸、花生酸、二十二烷酸、芥酸、其酸酐衍生物，或其组合。
在一种方法中，烃基取代的酰化剂为式III的烃基取代的二羧酸酐
Figure BDA0002095296520000091
其中R6为烃基或烯基。在一些方面，R6为数均分子量为约200到约2500的烃基。举例来说，R6的数均分子量可在约600到约1300的范围，如通过使用聚苯乙烯作为校准参考的GPC测量。特别适用的R6的数均分子量为约1000道尔顿并且包含聚异丁烯。
本文的任何实施例的数均分子量(Mn)可用从沃特世(Waters)获得的凝胶渗透色谱法(GPC)仪器等仪器确定，并且数据用Waters Empower软件等软件处理。GPC仪器可配备有Waters分离模块和Waters折射率检测器(或类似的任选的设备)。GPC操作条件可包括保护柱，4个Agilent PLgel柱(长度为300×7.5mm；粒径为5μ，并且孔大小在
Figure BDA0002095296520000092
的范围内)柱温在约40℃下。不稳定HPLC级四氢呋喃(THF)可用作溶剂，流动速率为1.0mL/min。GPC仪器可用可商购的具有在500-380,000g/mol范围内的窄分子量分布的聚苯乙烯(PS)标准品校准。对于质量小于500g/mol的样品，可外推校准曲线。样品和PS标准品可溶解于THF中，并且以0.1wt％-0.5wt％的浓度制备，并且不经过滤使用。GPC测量也描述于US 5,266,223中，所述专利以引用的方式并入本文中。GPC方法另外提供分子量分布信息；参见例如W.W.Yau,J.J.Kirkland和D.D.Bly,“现代尺寸排阻液相色谱法(Modern Size ExclusionLiquid Chromatography)”,约翰·威利父子出版公司(John Wiley and Sons),纽约(NewYork),1979,也以引用的方式并入本文中。
在一些方法中，R6烃基部分可包含一种或多种选自直链或支链烯基单元的聚合物单元。在一些方面，烯基单元可具有约2到约10个碳原子。举例来说，聚烯基可包含一个或多个由乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、辛烯基和癸烯基形成的直链或支链聚合物单元。在一些方面，R6聚烯基可呈例如均聚物、共聚物或三元共聚物的形式。在其它方面中，聚烯基为聚异丁烯。举例来说，聚烯基可为包含约5到约60个异丁烯基团，如约15到约30个异丁烯基团的聚异丁烯的均聚物。用于形成R6聚烯基的聚烯基化合物可通过任何合适的方法形成，如通过烯烃的常规催化低聚。
在一些方面，具有相对高的聚合物分子与末端亚乙烯基比例的高反应性聚异丁烯可用于形成R6基团。在一个实例中，至少约60％，如约70％到约90％的聚异丁烯包含末端烯烃双键。在一些方面，每摩尔的聚亚烷基大约可反应一摩尔的马来酸酐，使得所得聚烯基丁二酸酐每个聚亚烷基取代基具有约0.8到约1.5个丁二酸酐基团。在其它方面，丁二酸酐基团与聚亚烷基的摩尔比可在约0.5到约3.5，如约1到约1.3的范围内。
季铵化剂
合适的烷基化或季铵化剂为烃基取代的羧酸酯，如羧酸烷基酯。在一些方法或实施例中，季铵化剂为选自草酸烷基酯、水杨酸烷基酯，和其组合的羧酸烷基酯。在其它方法或实施例中，羧酸烷基酯的烷基包括1到6个碳原子，并且优选地为甲基。
对于用羧酸烷基酯烷基化，在一些方法中可需要羧酸酯的对应的酸pKa小于4.2。举例来说，羧酸酯的对应的酸的pKa可小于3.8，如小于3.5，其中pKa小于3.1为特别期望的。合适的羧酸酯的实例可包括但不限于马来酸酯、柠檬酸酯、富马酸酯、邻苯二甲酸酯、1,2,4-苯三甲酸酯、1,2,4,5-苯四甲酸酯、硝基苯甲酸酯、烟酸酯、草酸酯、氨基乙酸酯，和水杨酸酯。如上文所提到，优选的羧酸酯包括草酸酯、水杨酸酯，和其组合。
季铵盐
在其它方法或实施例中，季铵盐通过羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和式1的胺反应而获得的酰胺或酰亚胺化合物反应来形成，产生具有式IV的结构的季铵盐
Figure BDA0002095296520000111
其中A为具有2到10个碳单元并且包括独立地被选自以下组成的组的二价部分置换的其一个或多个碳单元的烃基连接基团：-O-、-N(R')-、-C(O)-、-C(O)O-，或-C(O)NR'。R1、R2和R3独立地为含有1到8个碳原子的烷基；并且R'独立地为氢或选自C1-6脂肪族、苯基或烷基苯基的基团。R4和R5独立地为氢、酰基(RC(O)-)，或烃基取代的酰基(烃基取代的酰基可衍生自如在下文的例示性式中所示的二羧酸)。在一些方法或实施例中，如果R4或R5中的一个为氢，那么R4或R5中的另一个为酰基或烃基取代的酰基。在其它方法或实施例中，如果R4和R5均包括羰基部分，那么R4和R5中的一个包括酰基，并且R4和R5中的另一个包括烃基取代的酰基，并且R4和R5与其附接到的N原子一起组合以形成环部分。烃基取代的酰基可包括末端羧基。M-为羧酸根，如草酸根、水杨酸根，或其组合。
由上文描述的反应得到的合适的季铵盐的实例包括但不限于以下例示性结构的化合物：
Figure BDA0002095296520000112
Figure BDA0002095296520000121
其中A、R1、R2、R3、R6和M如上文所描述。R7为C1到C30烃基，并且R8为C1到C10烃基连接基团。由于如上文所论述烃基链A的长度和存在其中置换的二价部分，认为如本文所描述的季铵盐包括相对空间可用的季氮，对于清洁剂活性，其比现有季铵化合物更可用。
当配制本申请的燃料组合物时，上文所描述的添加剂(如上文所描述的反应产物和/或所得添加剂)可以足以降低或抑制在燃料系统、发动机和/或曲轴箱的燃烧室中，和/或在燃料喷射器内形成沉积物的量采用。在一些方面，燃料可含有少量的上文所描述的反应产物或其所得盐，其控制或降低发动机沉积物，例如在发动机中的喷射器沉积物的形成。举例来说，本公开的燃料的任何实施例可含有，以活性成分计，季铵盐(或如本文所描述的反应产物)的量在约1ppm到约100ppm的范围内，在其它方法中，约5ppm到约50ppm，在又另一方法中，约10ppm到约25ppm的季铵盐。还应了解，在上文所描述的范围之间的任何端点也为如特定应用需要的合适的范围量。活性成分基础不包括(i)与如生产和使用的产物相关联并且剩余在其中的未反应组分的重量，和在产物形成期间或之后用于其制造的(一种或多种)溶剂(若存在)的重量。
其它添加剂
一种或多种任选的化合物可存在于所公开实施例的燃料组合物中。举例来说，燃料可含有常规量的十六烷改善剂、辛烷改善剂、腐蚀抑制剂、低温流动改善剂(CFPP添加剂)、降凝剂、溶剂、破乳剂、润滑性添加剂、摩擦改进剂、胺稳定剂、燃烧改善剂、清洁剂、分散剂、抗氧化剂、热稳定剂、导电改善剂、金属钝化剂、标记染有机硝酸酯点火促进剂、环状(cyclomatic)三羰基锰化合物、载液等。在一些方面，以添加剂浓缩物的总重量计，本文所描述的组合物可含有约10重量％或更少，或在其它方面，约5重量％或更少的上文添加剂中的一种或多种。类似地，燃料可含有合适量的常规燃料共混组分，如甲醇、乙醇、二烷基醚、2-乙基己醇等。
在所公开实施例的一些方面，可使用有机硝酸酯点火促进剂，其包括脂肪族或环脂族硝酸酯，其中脂肪族或环脂族基团为饱和的，并且含有至多约12个碳。可使用的有机硝酸酯点火促进剂的实例为硝酸甲酯、硝酸乙酯、硝酸丙酯、硝酸异丙酯、硝酸烯丙酯、硝酸丁酯、硝酸异丁酯、硝酸仲丁酯、硝酸叔丁酯、硝酸戊酯、硝酸异戊酯、硝酸2-戊酯、硝酸3-戊酯、硝酸己酯、硝酸庚酯、硝酸2-庚酯、硝酸辛酯、硝酸异辛酯、硝酸2-乙基己酯、硝酸壬酯、硝酸癸酯、硝酸十一烷酯、硝酸十二烷酯、硝酸环戊酯、硝酸环己酯、硝酸甲基环己酯、硝酸环十二烷酯、硝酸2-乙氧基乙酯、硝酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、硝酸四氢呋喃酯等。还可使用这类材料的混合物。
适用于本申请的组合物的合适的任选的金属钝化剂的实例公开于美国专利第4,482,357号中，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。这类金属钝化剂包括例如亚水杨基-邻-氨基苯酚、二亚水杨基乙二胺、二亚水杨基丙二胺，和N,N′-二亚水杨基-1,2-二氨基丙烷。
可在本申请的组合物中采用的合适的任选的环状三羰基锰化合物包括例如环戊二烯基三羰基锰、甲基环戊二烯基三羰基锰、茚基三羰基锰、和乙基环戊二烯基三羰基锰。合适的环状三羰基锰化合物的又其它实例公开于美国专利第5,575,823号和美国专利第3,015,668号中，所述专利的公开内容均全文以引用的方式并入本文中。
其它可商购的清洁剂可与本文所描述的反应产物组合使用。这类清洁剂包含但不限于丁二酰亚胺、曼尼希碱清洁剂、季铵清洁剂、双-氨基三唑清洁剂，如一般描述于美国专利申请序列第13/450,638号中，和烃基取代的二羧酸，或酸酐和氨基胍的反应产物，其中反应产物每个分子具有少于一当量的氨基三唑基团，如一般描述于美国专利申请序列第13/240,233号和第13/454,697号。
本申请的添加剂，包括上文所描述的季铵盐，和用于配制本发明的燃料的任选的添加剂，可单独地或以各种子组合共混到基础燃料中。在一些实施例中，本申请的添加剂组分可使用添加剂浓缩物共混同时到燃料中，因为这利用当呈添加剂浓缩物形式时成分的组合提供的相互相容性和便利性。此外，使用浓缩物可减少共混时间并且减少共混错误的可能性。
燃料
本申请的燃料可适用于操作柴油、喷气，或汽油发动机。在一种方法中，如实例所示，本文的季铵盐较适合于柴油或汽油。在一个实施例中，燃料为柴油燃料。在另一个实施例中，燃料为汽油。在又另一个实施例中，燃料为喷气燃料。燃料可包括任何和所有的中间馏分燃料、柴油燃料、生物可再生燃料、生物柴油燃料、脂肪酸烷基酯、天然气合成油(GTL)燃料、汽油、喷气燃料、醇、醚、煤油、低硫燃料、合成燃料，如费舍尔-托普希燃料、液体石油气、船用油、煤制油(CTL)燃料、生物质制油(BTL)燃料、高沥青质燃料、衍生自煤(天然、清洁和石油焦)的燃料、基因工程生物燃料和农作物及其提取物，和天然气。如本文所用，“生物可再生燃料”应理解为意指衍生自除石油之外的资源的任何燃料。这类资源包括但不限于玉米、玉蜀黍、大豆和其它农作物；草，如柳枝稷、芒草和杂交草；海藻、海菜、植物油；天然脂肪；和其混合物。在一个方面，生物可再生燃料可包含单羟基醇，如包含1到约5个碳原子的那些。合适的单羟基醇的非限制性实例包括甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇，和异戊醇。优选的燃料包括柴油燃料。
本文的燃料适合用于各种内燃系统或发动机中。系统或发动机可包括固定发动机(例如用于发电设施、泵站等中的发动机)和动态发动机(例如用作在汽车、卡车、道路平整设备、军用车辆等中的原动机的发动机)。通过本文的燃烧系统或发动机意指内燃机，例如并且不限于Atkinson循环发动机、旋转发动机、喷雾引导、壁引导，和组合的壁/喷雾引导直接喷射汽油(“DIG”或“GDI”)发动机、涡轮增压DIG发动机、机械增压DIG发动机、均质燃烧DIG发动机、均质/分层DIG发动机、装配有压电喷射器的DIG发动机(每次喷射能够进行多个燃料脉冲)、具有EGR的DIG发动机、具有贫NOx捕集器的DIG发动机、具有贫NOx催化剂的DIG发动机、具有SN-CR NOx控制的DIG发动机、具有用于NOx控制的在喷射之后(燃烧后)排放柴油燃料的DIG发动机、装配有灵活燃料操作(例如，汽油、乙醇、甲醇、生物燃料、合成燃料、天然气、液化石油气(LPG)、和其混合物)的DIG发动机。还包括具有或不具有先进处理后排放系统能力、具有或不具有涡轮增压器、具有或不具有机械增压器、具有或不具有组合的机械增压器/涡轮增压器、具有或不具有递送用于燃烧和排放物改善的添加剂的车载能力，和具有或不具有可变阀定时的常规和先进端口供应燃料的内燃机。进一步包括汽油供应燃料的均质充气压缩点火(HCCI)发动机、柴油HCCI发动机、二冲程发动机、柴油燃料发动机、汽油燃料发动机、固定发电机、汽油和柴油HCCI、机械增压、涡轮增压的汽油和柴油直接喷射发动机、能够可变阀定时的发动机、贫燃烧发动机、能够使气缸失活的发动机或任何其它内燃机。燃烧系统的再其它实例包括在混合动力车辆中与电马达组合的上文列出的系统中的任何一种。
因此，本申请的方面涉及本文的季铵化合物用于减少在内燃系统或发动机中或在用于内燃系统或发动机的燃料系统内的喷射器沉积物，清理结垢的喷射器，或分开喷射器的方法或用途。在另一个方面，本文所描述的季铵化合物或含有本文的季铵化合物的燃料可与聚烃基-丁二酰亚胺、酸、酰胺、酯、酰胺/酸和酸/酯、聚烃基丁二酸酐和氨基胍和其盐、曼尼希化合物，和其混合物中的一种或多种组合。在其它方面，方法或用途包括将包含本公开的季铵化合物的烃类燃料通过发动机的喷射器喷射到燃烧室中，并且点燃燃料以防止或去除在燃料喷射器上的沉积物，清理结垢的喷射器，和/或分开喷射器。在一些方面，方法还可包含将上文所描述的任选的附加成分中的至少一种混合到燃料中。
实例
以下实例说明本公开的例示性实施例。在这些实例以及在本申请中的其它地方中，除非另外指示，否则所有比率、份和百分比以重量计。旨在仅出于说明的目的呈现这些实例，并不旨在限制本公开的本发明的范围。
比较实例1：
比较季铵盐以与在EP 2 531 580 B1中的各种实例(例如实例2、实例10等)一致的方式制备。如下制备比较制备添加剂A(比较制备聚异丁烯基丁二酰亚胺，PIBSI)：将207.95克(0.218当量的酸酐)的聚异丁烯基丁二酸酐(PIBSA，用约1000平均MW聚异丁烯，PIB和马来酸酐制备)和92.60克的甲苯装入配备有迪安-斯达克分水器的1升反应烧瓶中。在氮气下，搅拌混合物并且加热到90℃。在约10分钟内，添加22.30克的二甲氨基丙胺(DMAPA)。温度提高到约165℃并且保持4小时同时去除水。在真空下去除甲苯。产物的IR光谱证实形成丁二酰亚胺。
如下制备比较添加剂B(比较季铵盐)：将100.53克(0.0970摩尔)的添加剂A和14.76克(0.0970摩尔)的水杨酸甲酯装入250ml反应烧瓶中。在氮气下将混合物加热到140℃并且保持7小时。产物的1H NMR光谱证实形成季铵盐。
实例1：
如下制备添加剂C(制备油基酰胺)：将249.05克(0.882摩尔)的油酸和60.35克的甲苯装入配备有迪安-斯达克分水器的1升反应烧瓶中。在氮气下，搅拌混合物并且加热到100℃。在约20分钟内，添加128.77克(0.882摩尔)的3-(2-(二甲氨基)乙氧基)丙胺(DMAEPA)。温度提高到约165℃并且保持4小时同时去除水。在真空下去除甲苯。产物的IR光谱证实形成酰胺。
如下制备添加剂D(发明季铵盐)：将7.50克(0.0183摩尔)的添加剂C和2.80克(0.0184摩尔)的水杨酸甲酯装入厚壁玻璃管中并且密封。在氮气下将混合物加热到140℃并且保持12小时。产物的1H NMR光谱证实形成季铵盐。
实例2
如下制备添加剂E(制备ASA丁二酰亚胺)：将270.93克(0.679当量的酸酐)的C20-24烯基丁二酸酐(ASA)和105.73克的甲苯装入配备有迪安-斯达克分水器的1升反应烧瓶中。在氮气下，搅拌混合物并且加热到100℃。在约15分钟内，添加99.13克(0.679摩尔)的3-(2-(二甲氨基)乙氧基)丙胺(DMAEPA)。温度提高到约160℃并且保持4小时同时去除水。在真空下去除甲苯。产物的IR光谱证实形成酰胺。
如下制备添加剂F(本发明的季铵盐)：将106.71克(0.202摩尔)的添加剂E和30.78克(0.202摩尔)的水杨酸甲酯装入250ml反应烧瓶中。在氮气下将混合物加热到140℃并且保持6小时。产物的1H NMR光谱证实形成季铵盐。
实例3
如下制备添加剂G(制备PIBSI)：将207.75克(0.218当量的酸酐)的PIBSA(用约1000MW PIB和马来酸酐制备)和67.96克的甲苯装入配备有迪安-斯达克分水器的1升反应烧瓶中。在氮气下，搅拌混合物并且加热到100℃。在约15分钟内，添加30.24克(0.207摩尔)的3-(2-(二甲氨基)乙氧基)丙胺(DMAEPA)。温度提高到约160℃并且保持3小时同时去除水。在真空下去除甲苯。产物的IR光谱证实形成丁二酰亚胺。
如下制备添加剂H(本发明的季铵盐)：将67.20克(0.057摩尔)的添加剂G和8.69克(0.057摩尔)的水杨酸甲酯装入250ml反应烧瓶中。在氮气下将混合物加热到140℃并且保持6小时。产物的1H NMR光谱证实形成季铵盐。
实例4
如下制备添加剂I(制备PIBSI)：将287.50克(0.126当量的酸酐)的PIBSA(用约2300MW PIB和马来酸酐制备)和96.15克的甲苯装入配备有迪安-斯达克分水器的1升反应烧瓶中。在氮气下，搅拌混合物并且加热到100℃。在约5分钟内，添加18.20克(0.125摩尔)的3-(2-(二甲氨基)乙氧基)丙胺(DMAEPA)。温度提高到约160℃并且保持4小时同时去除水。在真空下去除甲苯。产物的IR光谱证实形成丁二酰亚胺。
如下制备添加剂J(本发明的季铵盐)：将95.37克(0.0396摩尔)添加剂I和6.02克(0.0396摩尔)的水杨酸甲酯装入250ml反应烧瓶中。在氮气下将混合物加热到140℃并且保持6小时。产物的1H NMR光谱证实形成季铵盐。
实例5
如下制备添加剂K(制备PIBSI)：将283.62克(0.298当量的酸酐)的PIBSA(用约1000MW PIB和马来酸酐制备)和82.31克的甲苯装入配备有迪安-斯达克分水器的1升反应烧瓶中。在氮气下，搅拌混合物并且加热到100℃。在约15分钟内，添加47.37克(0.298摩尔)的N,N二甲基二亚丙基三胺(DMAPAPA)。温度提高到约160℃并且保持2小时同时去除水。在真空下去除甲苯。产物的IR光谱证实形成丁二酰亚胺。
如下制备添加剂L(本发明的季铵盐)：将78.31克(0.0717摩尔)的添加剂K和10.90克(0.0717摩尔)的水杨酸甲酯装入250ml反应烧瓶中。在氮气下将混合物加热到160℃并且保持6小时。产物的1H NMR光谱证实形成季铵盐。
实例6
使用XUD-9测试(CEC F-23-A-01)在柴油燃料中评估上文的比较和本发明的实例的季铵盐添加剂。XUD-9测试方法评估燃料控制在间接喷射柴油发动机的喷射器喷嘴上形成沉积物的能力。根据XUD-9测试方法运行的测试的结果按照在各种喷射器针提升点处气流损失百分比表示。用符合ISO 4010的气流钻机完成气流测量。
在进行测试之前，清洁喷射器喷嘴并且检查在0.05、0.1、0.2、0.3和0.4mm提升下的气流。如果在0.1mm提升下，气流在250mL/min到320mL/min的范围外，那么舍弃喷嘴。将喷嘴装配到喷射器主体中并且将打开压力设定成115±5巴。从属组的喷射器也装配到发动机。先前测试燃料从系统排出。将发动机运行25分钟以便冲洗通过燃料系统。在此时间期间，将所有溅出的燃料舍弃并且不返回。然后将发动机设定成测试速度和负荷，并且检查所有指定参数并且调节到测试规范。然后用测试单元替换从属喷射器。在测试之前和之后测量气流。在0.1mm提升下4个喷射器流动的平均值用于计算结垢的百分比。剩余的流动的程度＝100-结垢的百分比。结果在下表1中提供。
表1：XUD-9测试结果
Figure BDA0002095296520000191
所有的本发明的添加剂与比较添加剂一样好或比比较添加剂更好地(具有相同火较低的流动损失)执行。此外，某些本发明的添加剂在较低处理速率下表现出比比较添加剂显著改善的去垢力。
实例7
还运行DW-10B柴油发动机以使用在CEC F-98-08中概述的测试确定本发明的添加剂清理结垢的喷射器的能力。使用用于CEC F-98-08的测试循环和掺杂剂(1ppm Zn，如新癸酸锌)，评估本发明的添加剂H和D其在柴油燃料中去除(清理)沉积物的能力。为了执行此评估，首先用在燃料中掺杂锌的情况下运行发动机，由于喷射器孔的结垢导致功率损失。然后，以含有锌掺杂剂和(一种或多种)清洁剂添加剂的燃料运行发动机。此方案的更详细描述可见于US 8,894,726 B2(第9列)中，所述专利以引用的方式并入本文中并且下文进一步论述。结果在表3中示出。
柴油发动机测试方案：DW-10测试由欧洲协调委员会(CEC)开发，以表明燃料引起燃料喷射器结垢的倾向，并且还可用于表明某些燃料添加剂防止或控制这些沉积物的能力。添加剂评估使用CEC F到98-08的方案用于直接喷射，共轨柴油发动机喷嘴焦化测试。发动机功率计测试台用于安装用于运行喷射器焦化测试的Peugeot DW10柴油发动机。发动机为具有四个气缸的2.0升发动机。每个燃烧室具有四个阀，并且燃料喷射器为具有Euro V分级的DI压电喷射器。
核心方案程序由运行发动机通过循环8小时和允许发动机停机(发动机关闭)规定的时间量组成。上述顺序重复四次。在每小时结束时，在额定条件下操作发动机时对发动机进行功率测量。燃料的喷射器结垢倾向通过在测试循环开始和结束之间观察到额定功率的差表征。
测试准备涉及在取出喷射器之前从发动机冲洗先前测试的燃料。将测试喷射器检测、清洁并且重新安装在发动机中。如果选择新喷射器，那么新喷射器将进行16小时的磨合循环。接下来，使用期望测试循环程序启动发动机。一旦发动机升温，在4,000RPM和满负荷下测量功率，以检查在清理喷射器之后满功率恢复。如果功率测量在规范内，开始测试循环。下文表2提供用于评估根据本公开的燃料添加剂的DW-10焦化循环的表示。
表2
Figure BDA0002095296520000201
使用上述发动机测试程序在含有新癸酸锌、硝酸2-乙基己酯，和脂肪酸酯摩擦改进剂的超低硫柴油燃料(基础燃料)中测试来自实例1和3的燃料添加剂D和H。开始仅由不含添加剂的基础燃料组成的“脏污”阶段，然后由基础燃料加如下表3所提到的添加剂组成的“清理”阶段。除非另外指明，否则所有运行进行8小时脏污和8小时清理。使用在“脏污”阶段结束时的功率测量和在“清理”阶段结束时的功率测量计算功率恢复百分比。通过下式确定功率恢复百分比：功率恢复百分比＝(DU-CU)/DU×100，其中DU为在没有添加剂的脏污阶段结束时的功率损失百分比，CU为在具有燃料添加剂的清理阶段结束时的功率百分比，并且功率根据CEC F98-08DW10测试测量。
表3：DW-10B测试结果-清理
Figure BDA0002095296520000211
实例8
运行另一个涉及DW-10B测试的评估，以确定添加剂去除在柴油发动机中的羧酸盐沉积物的能力。这些类型的沉积物可在移动部件上形成，引起喷射器在冷启动时粘着。测试方案的描述可见于US 8,529,643 B2(第11-12列)中，其以引用的方式并入本文中并且下文进一步论述，不同之处在于，结垢掺杂剂为以重量计0.5ppm钠(如环烷酸钠)和以重量计10ppm十二烯基丁二酸(DDSA)。
在此实例中，对于高压共轨柴油燃料系统，评估本发明的添加剂对混杂有羧酸盐的柴油燃料的影响。发动机测试用于表明燃料引起燃料喷射器粘着的倾向，并且还用于表明某些燃料添加剂防止或控制在喷射器中内部沉积物的能力。发动机功率计测试台用于安装用于运行喷射器粘着测试的Peugeot DW10柴油发动机。发动机为具有四个气缸的2.0升发动机。每个燃烧室具有四个阀，并且燃料喷射器为具有Euro V分级的DI压电喷射器。
核心方案程序由运行发动机通过循环8小时和允许发动机停机(发动机关闭)规定的时间量组成。然后喷射器性能通过测量每个气缸的气缸排放温度表征。如果在任何时间点，任何气缸的排放温度高于任何其它气缸排放温度65℃，那么停止测试并且认为已失败(一个或多个喷射器粘着)。如果在使发动机冷却到环境温度之后，冷启动示出气缸排放温度的45℃或更高的温差，那么测试也认为已失败。通过拆卸喷射器并且主观地确定从喷嘴壳体移除针所需的力，也可证实针的粘着和因此失败。对于保持清洁性能以及清理性能，运行清洁度测试。
测试准备涉及在取出喷射器之前从发动机冲洗先前测试的燃料。将测试喷射器检测、清洁并且重新安装在发动机中。如果选择新喷射器，那么新喷射器将进行16小时的磨合循环。接下来，使用期望测试循环程序启动发动机。一旦发动机升温，在4,000RPM和满负荷下测量功率，以检查在清理喷射器之后满功率恢复。如果功率测量在规范内，开始测试循环。
遵循上表2的方案，使用Peugeot DW-10发动机进行柴油发动机喷嘴粘着测试。对于保持清洁测试，用混杂有金属羧酸盐和在下表5中指示的清洁剂添加剂的柴油燃料运行发动机。对于清理测试，首先用没有清洁剂添加剂的混杂有金属羧酸盐的柴油燃料运行发动机以建立卡住燃料喷射器的基线。接下来，用含有指示的清洁剂添加剂的相同燃料运行发动机。在所有测试中，测试的燃料含有200ppmv润滑性改进剂和1600ppmv十六烷改善剂、0.5ppmw钠(如环烷酸钠)和10ppmw十二烯基丁二酸(DDSA)、3ppmw的NaOH，和25ppmwv的水。在测试开始时，没有喷射器粘着通过所有4-气缸均匀排放气体温度指示，如在下表5中所示。然而，在8小时之后发动机的冷启动示出喷射器粘着，还如在表5中所示，由于在气缸之间温度差增加。还如在表5中所示，清洁剂添加剂H大大降低最大排放气体温度差，指示喷射器不再粘着。
表5：DW-10B测试结果-羧酸盐沉积物去除
Figure BDA0002095296520000221
实例9
来自上文实例3的发明的H使用阐述于Shanahan,C.,Smith,S.,和Sears,B.,“用于在汽油直接喷射车辆中结垢喷射器的常用方法和沉积物对车辆性能的影响(A GeneralMethod for Fouling Injectors in Gasoline Direct Injection Vehicles and theEffects of Deposits on Vehicle Performance)”《美国汽车工程师学会国际燃料润滑油杂志(SAE Int.J.Fuels Lubr.)》10(3):2017,doi:10.4271/2017-01-2298中的程序进一步测试其清理在汽油直接喷射(GDI)发动机中的结垢的喷射器的能力，其以引用的方式并入本文中并且下文进一步论述。
GDI测试涉及使用燃料共混物以促进GDI发动机的脏污阶段喷射器结垢。促进的燃料共混物包括409ppmw的二叔丁基二硫化物(DTBDS，为燃料贡献约147ppmw活性硫)和286ppmw的叔丁基过氧化氢(TBHP)。测试涉及在里程累积功率计上运行2013Kia Optima，具有2.4L、16阀、直列4汽油直接喷射发动机。使用如上文提到的美国汽车工程师学会论文(SAE 2017-01-2298)中阐述和如在下表6中阐述的Quad 4驱动循环运行发动机。使用长期燃料修整(LTFT)测量喷射器清洁度，如通过车辆发动机控制单元(ECU)报告并且相对于积累里程测量。GDI测试的结果如下文在表7中示出。
表6：Quad 4驱动循环
Figure BDA0002095296520000231
表7：GDI测试结果
Figure BDA0002095296520000241
应注意，除非明确地且肯定地限于一个指示物，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用，单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包括多个指示物。因此，例如，提及“抗氧化剂”包括两种或更多种不同抗氧化剂。如本文所使用，术语“包括”和其语法变型旨在为非限制性的，使得清单中项目的叙述不排除可取代或添加到所列项目中的其它类似项目。
出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另外指示，否则在说明书和权利要求书中使用的所有表示量、百分比或比例的数目以及其它数值应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，除非相反地指示，否则以下说明书和所附权利要求书中所阐述的数值参数为可视寻求通过本公开获得的期望特性而变化的近似值。至少，并且不试图限制等效物原则应用于权利要求书的范围，至少应鉴于所报告的有效数字的数目并且通过应用一般四舍五入技术解释每个数值参数。
应理解，本文公开的每种组分、化合物、取代基或参数应被理解为公开以单独地或与本文公开的每一种其它组分、化合物、取代基或参数中的一个或多个组合使用。
还应理解，本文公开的每个范围应理解为在所公开的范围内具有相同有效数字数目的每个具体值的公开。因此，例如，1到4的范围应解释为值1、2、3和4以及这些值的任何范围的明确公开。
还应理解，本文公开的每个范围的每个下限应理解为与本文针对相同组分、化合物、取代基或参数所公开的每个范围的每个上限和每个范围内的每个每个值组合公开。因此，本公开应理解为通过将每个范围的每个下限与每个范围的每个上限或与每个范围内每个具体值组合，或通过将每个范围的每个上限与在每个范围内的每个具体值组合衍生的所有范围的公开。即，还应理解，本文还论述在宽范围内的端点值之间的任何范围。因此，1到4的范围还意指1到3、1到2、2到4、2到3等的范围。
此外，在说明书或实例中公开的组分、化合物、取代基或参数的具体量/值应解释为范围的下限或上限的公开，并且因此可与在申请中其它处所公开的相同组分、化合物、取代基或参数的范围的任何其它下限或上限或具体量/值组合，以形成所述组分、化合物、取代基或参数的范围。
尽管已经描述特定实施例，但是申请人或其他所属领域的技术人员可产生当前未预见到或可能当前未预见到的替代物、修改、变型、改善和基本上等效物。因此，如提交并且如其可被修正的所附权利要求书旨在涵盖所有这类替代方案、修改、变型、改善和基本上等效物。

Claims (12)

1.一种燃料添加剂，其包含季铵盐，所述季铵盐通过羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和胺反应形成丁二酰亚胺而获得的化合物反应来形成，其中所述胺具有结构
Figure FDA0002888979400000011
其中
A为具有2到4个碳单元并且包括其一个碳单元独立地被氧原子置换的烃基连接基团；
R1和R2独立地为含有1到8个碳原子的烷基；
其中所述烃基取代的酰化剂选自烯基丁二酸酐或聚异丁烯基丁二酸酐，通过GPC使用聚苯乙烯作为校准参考所测量，所述烃基取代基的数均分子量为600至1300；和
其中所述羧酸烷基酯为草酸烷基酯、水杨酸烷基酯或其组合，且其烷基基团为C1至C6烷基。
2.根据权利要求1所述的燃料添加剂，其中A为-(CH2)r-[X-(CH2)r']p-，其中r、r'和p中的每个独立地为1、2、3或4，并且X为O。
3.根据权利要求1所述的燃料添加剂，其中所述胺为3-(2-(二甲基氨基)乙氧基)丙胺。
4.一种燃料组合物，其包含大量的燃料和少量的季铵盐，所述季铵盐通过羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和胺反应形成丁二酰亚胺而获得的化合物的反应来形成，其中所述形成的季铵盐具有结构
Figure FDA0002888979400000021
其中
A为具有2到4个碳单元并且包括其一个碳单元独立地被氧原子置换的烃基连接基团；
R1、R2和R3独立地为含有1到8个碳原子的烷基；
R4和R5之一为酰基且另一者为烃基取代的酰基，并且R4和R5与其附接到的N原子一起组合以形成环部分，通过GPC使用聚苯乙烯作为校准参考所测量，所述烃基取代基的数均分子量为600至1300；并且
M-为羧酸根，所述羧酸根为草酸根、水杨酸根，或其组合。
5.根据权利要求4所述的燃料组合物，其包含1到100ppm的所述季铵盐。
6.根据权利要求4所述的燃料组合物，其中A为-(CH2)r-[X-(CH2)r']p-，其中r、r'和p中的每个独立地为1、2、3或4，并且X为O。
7.根据权利要求4所述的燃料组合物，其中所述胺为3-(2-(二甲基氨基)乙氧基)丙胺。
8.根据权利要求4所述的燃料组合物，其包含10到30ppm的所述季铵盐。
9.一种操作燃料喷射发动机以提供改善的发动机性能的方法，所述方法包含在所述发动机中燃烧燃料组合物，所述燃料组合物包括大量的燃料和1到100ppm的季铵盐，所述季铵盐通过羧酸烷基酯与通过使烃基取代的酰化剂和胺反应形成丁二酰亚胺而获得的化合物反应来形成，其中所述胺具有结构
Figure FDA0002888979400000022
其中
A为具有2到4个碳单元并且包括其一个碳单元独立地被氧原子置换的烃基连接基团；
R1和R2独立地为含有1到8个碳原子的烷基；
其中所述烃基取代的酰化剂选自烯基丁二酸酐或聚异丁烯基丁二酸酐，通过GPC使用聚苯乙烯作为校准参考所测量，所述烃基取代基的数均分子量为600至1300；且
其中所述羧酸烷基酯为草酸烷基酯、水杨酸烷基酯或其组合，且其烷基基团为C1至C6烷基。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述改善的发动机性能为，当根据CEC F-23-01(XUD-9)测试测量时，当所述燃料组合物包括30ppm或更少的所述季铵盐时，平均流动损失为45％或更少。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述形成的季铵盐具有结构
Figure FDA0002888979400000031
其中
A包括2到4个碳单元，其中其一个碳单元独立地被氧原子置换；
R1、R2和R3独立地为含有1到8个碳原子的烷基；
R4和R5之一为酰基且另一者为烃基取代的酰基，并且R4和R5与其附接到的N原子一起组合以形成环部分，通过GPC使用聚苯乙烯作为校准参考所测量，所述烃基取代基的数均分子量为600至1300；并且
M-为羧酸根，所述羧酸根包括草酸根、水杨酸根，或其组合。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述燃料组合物包括10到30ppm的所述季铵盐。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018085464A2 (en) * 2016-11-01 2018-05-11 Yaw Obeng System and method for operating an engine with reduced nox emissions
US11008526B2 (en) 2019-07-23 2021-05-18 Croda Inc. Demulsifier for quaternary ammonium salt containing fuels
EP3825387A1 (en) * 2019-11-22 2021-05-26 Afton Chemical Corporation Fuel-soluble cavitation inhibitor for fuels used in common-rail injection engines
US20220136968A1 (en) 2020-11-02 2022-05-05 Afton Chemical Corporation Methods of identifying a hydrocarbon fuel
EP4141091A1 (en) 2021-08-25 2023-03-01 Afton Chemical Corporation Mannich-based quaternary ammonium salt fuel additives
US20230080086A1 (en) 2021-08-25 2023-03-16 Afton Chemical Corporation Mannich-based quaternary ammonium salt fuel additives
US20230203394A1 (en) * 2021-12-28 2023-06-29 Afton Chemical Corporation Quaternary ammonium salt combinations for injector cleanliness
US11970668B2 (en) 2022-05-26 2024-04-30 ExxonMobil Technology and Engineering Company Heat activated detergents, fuels including such detergents and methods of use
US20240132791A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-25 Afton Chemical Corporation Fuel composition
US11884890B1 (en) * 2023-02-07 2024-01-30 Afton Chemical Corporation Gasoline additive composition for improved engine performance

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102844415A (zh) * 2010-02-05 2012-12-26 因诺斯佩克有限公司 燃料组合物
US20140174390A1 (en) * 2011-08-03 2014-06-26 Jacqueline Reid Diesel fuel compositions
CN104736683A (zh) * 2012-10-23 2015-06-24 路博润公司 不具有低分子量损失的柴油清净剂
CN105593347A (zh) * 2013-07-26 2016-05-18 因诺斯佩克有限公司 燃料组合物
CN106661486A (zh) * 2014-05-30 2017-05-10 路博润公司 低分子量含酰胺/酯季铵盐

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3015668A (en) 1959-11-24 1962-01-02 Ethyl Corp Process for producing cyclomatic manganese tricarbonyl compounds
US4171959A (en) * 1977-12-14 1979-10-23 Texaco Inc. Fuel composition containing quaternary ammonium salts of succinimides
US4248719A (en) * 1979-08-24 1981-02-03 Texaco Inc. Quaternary ammonium salts and lubricating oil containing said salts as dispersants
US4482357A (en) 1983-12-30 1984-11-13 Ethyl Corporation Fuel Compositions
US5266223A (en) 1988-08-01 1993-11-30 Exxon Chemical Patents Inc. Ethylene alpha-olefin polymer substituted mono-and dicarboxylic acid dispersant additives
GB2239258A (en) 1989-12-22 1991-06-26 Ethyl Petroleum Additives Ltd Diesel fuel compositions containing a manganese tricarbonyl
US5254138A (en) * 1991-05-03 1993-10-19 Uop Fuel composition containing a quaternary ammonium salt
US8529643B2 (en) 2008-05-13 2013-09-10 Afton Chemical Corporation Fuel additives for treating internal deposits of fuel injectors
US8153570B2 (en) * 2008-06-09 2012-04-10 The Lubrizol Corporation Quaternary ammonium salt detergents for use in lubricating compositions
EP2403930B1 (en) * 2009-03-03 2019-08-07 The Lubrizol Corporation Ashless or reduced ash quaternary detergents
KR101895614B1 (ko) * 2009-05-15 2018-09-05 더루우브리졸코오포레이션 4차 암모늄 아미드 및/또는 에스테르 염
GB201003973D0 (en) * 2010-03-10 2010-04-21 Innospec Ltd Fuel compositions
GB201007756D0 (en) * 2010-05-10 2010-06-23 Innospec Ltd Composition, method and use
US20130133243A1 (en) * 2011-06-28 2013-05-30 Basf Se Quaternized nitrogen compounds and use thereof as additives in fuels and lubricants
GB201113392D0 (en) * 2011-08-03 2011-09-21 Innospec Ltd Fuel compositions
US8894726B2 (en) 2012-06-13 2014-11-25 Afton Chemical Corporation Fuel additive for improved performance in fuel injected engines
CN105849238B (zh) * 2013-06-07 2017-08-15 巴斯夫欧洲公司 用环氧烷烃和烃基取代的多羧酸季铵化的氮化合物作为燃料和润滑剂中的添加剂的用途
GB201313423D0 (en) * 2013-07-26 2013-09-11 Innospec Ltd Compositions and methods
JP2017519071A (ja) * 2014-05-30 2017-07-13 ザ ルブリゾル コーポレイションＴｈｅ Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 低分子量イミド含有第四級アンモニウム塩
SG11201609885XA (en) * 2014-05-30 2016-12-29 Lubrizol Corp Branched amine containing quaternary ammonium salts
BR112016028067A2 (pt) * 2014-05-30 2017-08-22 Lubrizol Corp Amida/éster de alto peso molecular contendo sais de amônio quaternário
WO2015184301A2 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 The Lubrizol Corporation Coupled quaternary ammonium salts
EP3149127A1 (en) * 2014-05-30 2017-04-05 The Lubrizol Corporation High molecular weight imide containing quaternary ammonium salts
DK3149129T3 (da) * 2014-05-30 2019-05-13 Lubrizol Corp Anvendelse af imidazolholdige kvaternære ammoniumsalte
GB201413355D0 (en) * 2014-07-28 2014-09-10 Innospec Ltd Compositons and methods
WO2016164345A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 The Lubrizol Corporation Lubricants containing quaternary ammonium compounds
GB201513304D0 (en) * 2015-07-28 2015-09-09 Innospec Ltd Compositions and Methods
US9873849B2 (en) * 2015-12-10 2018-01-23 Afton Chemical Corporation Dialkyaminoalkanol friction modifiers for fuels and lubricants

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102844415A (zh) * 2010-02-05 2012-12-26 因诺斯佩克有限公司 燃料组合物
US20140174390A1 (en) * 2011-08-03 2014-06-26 Jacqueline Reid Diesel fuel compositions
CN104736683A (zh) * 2012-10-23 2015-06-24 路博润公司 不具有低分子量损失的柴油清净剂
CN105593347A (zh) * 2013-07-26 2016-05-18 因诺斯佩克有限公司 燃料组合物
CN106661486A (zh) * 2014-05-30 2017-05-10 路博润公司 低分子量含酰胺/酯季铵盐

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