CN1376192A - 燃料添加剂和燃料组合物 - Google Patents
燃料添加剂和燃料组合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1376192A CN1376192A CN00813474A CN00813474A CN1376192A CN 1376192 A CN1376192 A CN 1376192A CN 00813474 A CN00813474 A CN 00813474A CN 00813474 A CN00813474 A CN 00813474A CN 1376192 A CN1376192 A CN 1376192A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon atom
- formula
- methyl
- ethylidene
- alkyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/146—Macromolecular compounds according to different macromolecular groups, mixtures thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
- C10L10/06—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for facilitating soot removal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
公开了一种由具有一个或多个碱性氮的聚醚胺和聚醚组成的燃料添加剂。当与汽油或瓦斯油掺混时,本发明燃料添加剂用于抑制汽油发动机的进气系统和燃烧室中或者柴油发动机的喷嘴中的污泥或沉积物的堆积。
Description
技术领域
本发明涉及燃料添加剂、更尤其涉及在燃料中具有优异溶解性和在汽油发动机的进气系统和燃烧室和在柴油发动机的喷嘴中具有去垢性的燃料添加剂。本发明还涉及含有这种添加剂的燃料组合物。
背景技术
污泥或其它有害的沉积物是否在汽车的内燃机燃料系统或燃烧室中形成是造成一氧化碳和未燃烧烃浓度在排气中的异常升高的发动机故障的主要原因。因此,很早就有人建议使用某些燃料添加剂,一般是汽油去垢剂如聚醚胺型或聚胺型去垢剂,用于除去或防止在汽车的汽化器、电子燃料喷射器、进气阀和其它工作部件的沉积物。
在US专利4,247,301和4,160,648中公开了为此目的的燃料添加剂,其中聚醚型汽油去垢剂被列举为可有效除去或防止沉积物,尤其在燃料进气阀上的沉积物。
在汽车工业中,人们已经做出了深入细致的研究努力以消除或减轻排气对人体和环境的不利影响,同样也为减少燃料消耗做出了努力。然而,因为普通聚醚胺型或聚胺型汽油去垢剂在除去或防止进气阀中的沉积物上表现了优异性能,但具有增加燃烧室中的沉积物的趋向,所以仍然没有获得总体排气改进。在这样的背景下,对在汽油发动机的进气系统和燃烧室中的去垢性更优异和甚至当发动机在冷却条件下能够表现去垢能力的更高效和理想的燃料添加剂存在着不断增长的需求。
还已经有人指出,在柴油发动机中,在喷嘴中形成的沉积物引起燃料流速的改变和延迟,从而导致运行性能和排气的降低。因此,对具有优异去垢效果的柴油发动机的燃料添加剂也存在着需求。
鉴于上述目前的状况,本发明目的是提供新型燃料添加剂,它具有超过普通汽油去垢剂性能的突出性能,在柴油发动机的喷嘴中的去垢性优异而且本身不会变成污泥。
发明内容
在深入研究和努力开发在汽油发动机的进气系统和燃烧室中和在柴油发动机的喷嘴中具有优异去垢性的燃料添加剂之后,发现具有特定结构的聚醚胺和聚醚的混合物的去垢性优于普通汽油添加剂。
根据本发明,提供了包括具有至少一个或多个碱性氮的聚醚胺和聚醚的燃料添加剂。根据本发明的另一个方面,提供了包括燃料和燃料添加剂的燃料组合物,该燃料添加剂包括具有至少一个或多个碱性氮的聚醚胺和聚醚。
下面更详细地说明本发明。
本发明的燃料添加剂是具有至少一个或多个碱性氮的聚醚胺和聚醚的混合物。
在本发明中使用的聚醚胺是具有至少一个或多个碱性氮和醚键作为重复单元的聚合物。
对聚醚胺的重均分子量没有特定的限制,但通常是在100-15,000的范围内。
虽然没有限制,但在重均分子量和数均分子量的比率(Mw/Mn)通常是在1-1.5的范围内。
如上所述,聚醚胺是具有碱性氮和醚键的聚合物,但在它们的分子中还可以含有极性基团或成键基团。具体地说,它们在聚醚骨架的侧链中可以含有成键基团如酰胺、尿烷、酯和碳酸酯基以及缩水甘油基等。
因为有效性而优选的本发明聚醚胺例如是用以下式(1)表示的化合物:
R1-O-(A1O)a-R2-NX2 (1)
其中R1选自氢和具有1-30个碳原子的烃基,A1是具有2-18个碳原子的亚烷基,a是1-200的整数,R2是具有1-6个碳原子的亚烷基,和X选自以下X1-X3基团:
X1是用下式表示的基团:
-(A2O)b-R3 (2)
其中A2是具有2-18个碳原子的亚烷基,b是0-200的整数,R3选自氢和具有1-30个碳原子的烃基,
其中R4是具有2-6个碳原子的亚烷基,R5选自氢,具有1-4个碳原子的烷基和式(2)的基团,R6选自氢、具有1-30个碳原子的烃基和式(2)的基团,c是1-5的整数,和
其中R7是具有2-6个碳原子的亚烷基,R8、R9、R10和R11各自独立选自氢和具有1-10个碳原子的烃基,Y选自亚甲基,被具有1-10个碳原子的烃基取代的亚甲基,亚氨基,被具有1-10个碳原子的烃基取代的氨基或氧,d是0或1的整数,如果d等于0,式(4)中的N也是式(1)中的N,即式(1)的-NX2基用下式替换:
其中该N对应于式(1)中的N。
在式(1)中,R1可以是氢或具有1-30个碳原子的烃基,但优选是氢、具有1-24个碳原子的直链或支化烷基,具有2-24个碳原子的直链或支化烯基,具有5-13个碳原子的环烷基或烷基环烷基,具有6-18个碳原子的芳基或烷芳基,或者具有7-19个碳原子的芳烷基。
用于R1的优选的C1-24烷基是甲基,乙基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,直链或支化戊基,直链或支化己基,直链或支化庚基,直链或支化辛基,直链或支化壬基,直链或支化癸基,直链或支化十一烷基,直链或支化十二烷基,直链或支化十三烷基,直链或支化十四烷基,直链或支化十五烷基,直链或支化十六烷基,直链或支化十七烷基,直链或支化十八烷基,直链或支化十九烷基,直链或支化二十烷基,直链或支化二十一烷基,直链或支化二十二烷基,直链或支化二十三烷基,和直链或支化二十四烷基等。
用于R1的优选的C2-24烯基是乙烯基,丙烯基,异丙烯基,直链或支化丁烯基,丁二烯基,直链或支化戊烯基,直链或支化己烯基,直链或支化庚烯基,直链或支化辛烯基,直链或支化壬烯基,直链或支化十一碳烯基,直链或支化癸烯基,直链或支化十二碳烯基,直链或支化十三碳烯基,直链或支化十四碳烯基,直链或支化十五碳烯基,直链或支化十六碳烯基,直链或支化十七碳烯基,直链或支化十八碳烯基如油基,直链或支化十九碳烯基,直链或支化二十碳烯基,直链或支化二十一碳烯基,直链或支化二十二碳烯基,直链或支化二十三碳烯基,和直链或支化二十四碳烯基。
用于R1的优选的C5-13环烷基是环戊基,环己基,和环庚基。优选的烷基环烷基是甲基环戊基,二甲基环戊基(包括所有位置异构体),乙基环戊基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基环戊基(包括所有位置异构体),乙基甲基环戊基(包括所有位置异构体),三甲基环戊基(包括所有位置异构体),二乙基环戊基(包括所有位置异构体),乙基二甲基环戊基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基甲基环戊基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基乙基环戊基(包括所有位置异构体),直链或支化二丙基环戊基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基乙基甲基环戊基(包括所有位置异构体),甲基环己基(包括所有位置异构体),二甲基环己基(包括所有位置异构体),乙基环己基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基环己基(包括所有位置异构体),乙基甲基环己基(包括所有位置异构体),三甲基环己基(包括所有位置异构体),二乙基环己基(包括所有位置异构体),乙基二甲基环己基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基甲基环己基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基乙基环己基(包括所有位置异构体),直链或支化二丙基环己基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基乙基甲基环己基(包括所有位置异构体),甲基环庚基(包括所有位置异构体),二甲基环庚基(包括所有位置异构体),乙基环庚基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基环庚基(包括所有位置异构体),乙基甲基环庚基(包括所有位置异构体),三甲基环庚基(包括所有位置异构体),二乙基环庚基(包括所有位置异构体),乙基二甲基环庚基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基甲基环庚基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基乙基环庚基(包括所有位置异构体),直链或支化二丙基环庚基(包括所有位置异构体),和直链或支化丙基乙基甲基环庚基(包括所有位置异构体)。
用于R1的优选的C6-18芳基是苯基和萘基。优选的烷芳基是甲苯基(包括所有位置异构体),二甲苯基(包括所有位置异构体),乙基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基苯基(包括所有位置异构体),乙基甲基苯基(包括所有位置异构体),三甲基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化丁基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基甲基苯基(包括所有位置异构体),二乙基苯基(包括所有位置异构体),乙基二甲基苯基(包括所有位置异构体),四甲基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化戊基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化己基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化庚基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化辛基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化壬基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化癸基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化十一烷基苯基(包括所有位置异构体),和直链或支化十二烷基苯基(包括所有位置异构体)。优选的芳烷基有苄基,甲基苄基(包括所有位置异构体),二甲基苄基(包括所有位置异构体),苯乙基,甲基苯乙基(包括所有位置异构体),和二甲基苯乙基(包括所有位置异构体)。
在这些当中,优选用于R1的是氢,具有1-12个碳原子的直链或支化烷基和具有6-18个碳原子的芳基或烷芳基,更优选的是氢,具有1-6个碳原子的直链或支化烷基,苯基和具有7-15个碳原子的直链或支化烷芳基,最优选的是氢。
在式(1)中的R2是具有1-6个碳原子的亚烷基。这种亚烷基的具体实例是亚甲基,亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基),三亚甲基,亚丁基(1-乙基亚乙基,2-乙基亚乙基),1,2-二甲基亚乙基,2,2-二甲基亚乙基,1-甲基三亚甲基,2-甲基三亚甲基,3-甲基三亚甲基,四亚甲基,亚戊基(1-丁基亚乙基,2-丁基亚乙基),1-乙基-1-甲基亚乙基,1-乙基-2-甲基亚乙基,1,1,2-三甲基亚乙基,1,2,2-三甲基亚乙基,1-乙基三亚甲基,2-乙基三亚甲基,3-乙基三亚甲基,1,1-二甲基三亚甲基,1,2-二甲基三亚甲基,1,3-二甲基三亚甲基,2,3-二甲基三亚甲基,3,3-二甲基三亚甲基,1-甲基四亚甲基,2-甲基四亚甲基,3-甲基四亚甲基,4-甲基四亚甲基,五亚甲基,亚己基(1-丁基亚乙基,2-丁基亚乙基),1-甲基-1-丙基亚乙基,1-甲基-2-丙基亚乙基,2-甲基-2-丙基亚乙基,1,1-二乙基亚乙基,1,2-二乙基亚乙基,2,2-二乙基亚乙基,1-乙基-1,2-二甲基亚乙基,1-乙基-2,2-二甲基亚乙基,2-乙基-1,1-二甲基亚乙基,2-乙基-1,2-二甲基亚乙基,1,1,2,2-四甲基亚乙基,1-丙基三亚甲基,2-丙基三亚甲基,3-丙基三亚甲基,1-乙基-1-甲基三亚甲基,1-乙基-2-甲基三亚甲基,1-乙基-3-甲基三亚甲基,2-乙基-1-甲基三亚甲基,2-乙基-2-甲基三亚甲基,2-乙基-3-甲基三亚甲基,3-乙基-1-甲基三亚甲基,3-乙基-2-甲基三亚甲基,3-乙基-3-甲基三亚甲基,1,1,2-三甲基三亚甲基,1,1,3-三甲基三亚甲基,1,2,2-三甲基三亚甲基,1,2,3-三甲基三亚甲基,1,3,3-三甲基三亚甲基,2,2,3-三甲基三亚甲基,2,3,3-三甲基三亚甲基,1-乙基四亚甲基,2-乙基四亚甲基,3-乙基四亚甲基,4-乙基四亚甲基,1,1-二甲基四亚甲基,1,2-二甲基四亚甲基,1,3-二甲基四亚甲基,1,4-二甲基四亚甲基,2,2-二甲基四亚甲基,2,3-二甲基四亚甲基,2,4-二甲基四亚甲基,3,3-二甲基四亚甲基,3,4-二甲基四亚甲基,4,4-二甲基四亚甲基,1-甲基五亚甲基,2-甲基五亚甲基,3-甲基五亚甲基,4-甲基五亚甲基,5-甲基五亚甲基和六亚甲基。
在这些当中,优选用于R2的是具有1-4个碳原子的亚烷基,如亚甲基,亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基),三亚甲基,亚丁基(1-乙基亚乙基,2-乙基亚乙基),1,2-二甲基亚乙基,2,2-二甲基亚乙基,1-甲基三亚甲基,2-甲基三亚甲基,3-甲基三亚甲基和四亚甲基。最优选用于R2的是具有2-4个碳原子的亚烷基,如亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基),亚丁基(1-乙基亚乙基,2-乙基亚乙基),1,2-二甲基亚乙基,和2,2-二甲基亚乙基。
在式(1)中的A1是具有2-18,优选2-6,更优选2-4个碳原子的亚烷基。
具有2-4个碳原子的亚烷基的具体实例是亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基),亚丁基(1-乙基亚乙基,2-乙基亚乙基),1,2-二甲基亚乙基,1,1-二甲基亚乙基和2,2-二甲基亚乙基。在这些当中,最优选的是亚乙基,亚丙基和亚丁基。
如果在式(1)中存在多个A1,即其中的“a”是2或2以上,它们在同一分子中可以是相同或不同的。
在式(1)中的(A1O)a表示从氧化烯衍生的聚合主链。合适的氧化烯的例子是环氧乙烷,环氧丙烷,1,2-环氧丁烷,2,3-环氧丁烷,和1,1-二甲基环氧乙烷,其中环氧乙烷、环氧丙烷和1,2-环氧丁烷是优选的。
这些氧化烯可以是一种或混合物,即可以是氧化烯的均聚物,或它们的无规或嵌段共聚物。
从氧化烯衍生的聚合主链的优选形式如下所例示(EO:环氧乙烷,PO:环氧丙烷,BO:1,2-环氧丁烷):
EO均聚物
PO均聚物
BO均聚物
EO-PO共聚物
EO-BO共聚物
PO-BO共聚物和
EO-PO-BO共聚物,所有这些共聚物包括了无规和嵌段共聚物。
在这些当中,优选的是
PO均聚物
BO均聚物
EO-PO共聚物(PO的比例是60mol%或60mol%以上)
EO-BO共聚物(BO的比例是40mol%或40mol%以上)
PO-BO共聚物和
EO-PO-BO共聚物(EO的比例是60mol%或60mol%以下)。
最优选的是:
PO均聚物
BO均聚物
EO-PO共聚物(PO的比例是80mol%或80mol%以上)
EO-BO共聚物(BO的比例是60mol%或60mol%以上)
PO-BO共聚物和
EO-PO-BO共聚物(EO的比例是20mol%或20mol%以下)。
在式(1)中的字母“a”表示1-200,优选2-100的整数。
在式(1)中的X是选自X1-X3基团的基团。
X1是用下式表示的基团:
-(A2O)b-R3 (2)
其中A2是具有2-18个碳原子的亚烷基,b是0-200的整数,和R3是氢或具有1-30个碳原子的烃基。
其中R4是具有2-6个碳原子的亚烷基,R5选自氢,具有1-4个碳原子的烷基和式(2)的基团,R6是氢,具有1-30个碳原子的烃基,或式(2)的基团,以及c是1-5的整数。
其中R7是具有2-6个碳原子的亚烷基,R8、R9、R10和R11各自独立是氢或具有1-10个碳原子的烃基,Y是亚甲基,被具有1-10个碳原子的烃基取代的亚甲基,亚氨基,被具有1-10个碳原子的烃基取代的氨基,或氧,d是0或1的整数,如果d等于0,式(1)的-NX2基用下式替换:
其中该N对应于式(1)中的N。
表示上述X1的式(2)中R3的优选的具有1-30个碳原子的烃基是已经关于R1所确定的那些,如具有1-24个碳原子的直链或支化烷基,具有2-24个碳原子的直链或支化烯基,具有5-13个碳原子的环烷基或烷基环烷基,具有6-18个碳原子的芳基或烷芳基,或具有7-19个碳原子的芳烷基。
优选用于R3的是氢,具有1-12个碳原子的直链或支化烷基,和具有6-12个碳原子的芳基或芳烷基,更优选的是氢,具有1-6个碳原子的直链或支化烷基,苯基和具有7-9个碳原子的芳烷基和最优选的是氢。
式(2)中的A2是具有2-18,优选2-6,更优选2-4个碳原子的亚烷基。
具有2-4个碳原子的亚烷基的具体实例是亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基),亚丁基(1-乙基亚乙基,2-乙基亚乙基),1,2-二甲基亚乙基,1,1-二甲基亚乙基,和2,2-二甲基亚乙基。在这些当中,亚乙基、亚丙基和亚丁基是优选的。
如果在式(2)中存在多个A2,即其中“b”是2或2以上,它们在同一分子中可以是相同或不同的。
式(2)中的(A2O)b表示从氧化烯衍生的主链。合格的氧化烯的例子是环氧乙烷,环氧丙烷,1,2-环氧丁烷,2,3-环氧丁烷和1,1-二甲基环氧乙烷,其中环氧乙烷,环氧丙烷和1,2-环氧丁烷是优选的。这些氧化烯可以是一种,也可以是混合物,即可以是氧化烯的均聚物,或它们的无规或嵌段共聚物。
表示X1的式(2)中的字母“b”表示0-200,优选0-100的整数。
表示X2的含氮基的式(3)中的R4是具有2-6个碳原子的亚烷基,如亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基),三亚甲基,亚丁基(1-乙基亚乙基,2-乙基亚乙基),1,2-二甲基亚乙基,2,2-二甲基亚乙基,1-甲基三亚甲基,2-甲基三亚甲基,3-甲基三亚甲基,四亚甲基,亚戊基(1-丁基亚乙基,2-丁基亚乙基),1-乙基-1-甲基亚乙基,1-乙基-2-甲基亚乙基,1,1,2-三甲基亚乙基,1,2,2-三甲基亚乙基,1-乙基三亚甲基,2-乙基三亚甲基,3-乙基三亚甲基,1,1-二甲基三亚甲基,1,2-二甲基三亚甲基,1,3-二甲基三亚甲基,2,3-二甲基三亚甲基,3,3-二甲基三亚甲基,1-甲基四亚甲基,2-甲基四亚甲基,3-甲基四亚甲基,4-甲基四亚甲基,五亚甲基,亚己基(1-丁基亚乙基,2-丁基亚乙基),1-甲基-1-丙基亚乙基,1-甲基-2-丙基亚乙基,2-甲基-2-丙基亚乙基,1,1-二乙基亚乙基,1,2-二乙基亚乙基,2,2-二乙基亚乙基,1-乙基-1,2-二甲基亚乙基,1-乙基-2,2-二甲基亚乙基,2-乙基-1,1-二甲基亚乙基,2-乙基-1,2-二甲基亚乙基,1,1,2,2-四甲基亚乙基,1-丙基三亚甲基,2-丙基三亚甲基,3-丙基三亚甲基,1-乙基-1-甲基三亚甲基,1-乙基-2-甲基三亚甲基,1-乙基-3-甲基三亚甲基,2-乙基-1-甲基三亚甲基,2-乙基-2-甲基三亚甲基,2-乙基-3-甲基三亚甲基,3-乙基-1-甲基三亚甲基,3-乙基-2-甲基三亚甲基,3-乙基-3-甲基三亚甲基,1,1,2-三甲基三亚甲基,1,1,3-三甲基三亚甲基,1,2,2-三甲基三亚甲基,1,2,3-三甲基三亚甲基,1,3,3-三甲基三亚甲基,2,2,3-三甲基三亚甲基,2,3,3-三甲基三亚甲基,1-乙基四亚甲基,2-乙基四亚甲基,3-乙基四亚甲基,4-乙基四亚甲基,1,1-二甲基四亚甲基,1,2-二甲基四亚甲基,1,3-二甲基四亚甲基,1,4-二甲基四亚甲基,2,2-二甲基四亚甲基,2,3-二甲基四亚甲基,2,4-二甲基四亚甲基,3,3-二甲基四亚甲基,3,4-二甲基四亚甲基,4,4-二甲基四亚甲基,1-甲基五亚甲基,2-甲基五亚甲基,3-甲基五亚甲基,4-甲基五亚甲基,5-甲基五亚甲基和六亚甲基。
在这些当中,优选用于R4的是具有2-4个碳原子的亚烷基,如亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基),三亚甲基,亚丁基(1-乙基亚乙基,2-乙基亚乙基),1,2-二甲基亚乙基,2,2-二甲基亚乙基,1-甲基三亚甲基,2-甲基三亚甲基,3-甲基三亚甲基和四亚甲基。更优选的是具有2-3个碳原子的亚烷基,如亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基)和三亚甲基。
式(3)中的R5是氢,具有1-4个碳原子的烷基或式(2)的基团。C1-4烷基的具体实例是甲基,乙基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,仲丁基,和叔丁基。在这些当中,优选用于R5的是氢,具有1-3个碳原子的烷基和式(2)的基团,更优选的是氢,甲基和乙基。
式(3)中的R6是氢,具有1-30个碳原子的烃基或式(2)的基团。优选的具有1-30个碳原子的烃基是已经关于R1所确定的那些,如具有1-24个碳原子的直链或支化烷基,具有2-24个碳原子的直链或支化烯基,具有5-13个碳原子的环烷基或烷基环烷基,具有6-18个碳原子的芳基或烷芳基,或者具有7-19个碳原子的芳烷基。
更优选用于R6的是氢,具有1-12个碳原子的直链或支化烷基,具有6-12个碳原子的芳基或芳烷基和式(2)的基团,最优选的是氢,具有1-6个碳原子的直链或支化烷基,苯基,具有7-9个碳原子的芳烷基和式(2)的基团。
在式(3)中的字母“c”表示1-5,优选1-4,更优选1-3的整数。
在式(3)的含氮基团中含有的用式(5)表示的基团具有1-5,优选1-4,更优选1-3个用式(6)表示的结构单元:
其中R4、R5和c如在式(3)中所定义。
因此,式(5)的基团是可以按以下方式结合式(6)结构单元得到的基团:
(1)结合一种式(6)的结构单元,
(2)两种以上不同的式(6)的结构单元无规、交替或嵌段连接的。
式(3)的含氮基团优选是其中R4是具有2-4个碳原子的亚烷基,R5是氢,具有1-3个碳原子的烷基或式(2)的基团,R6是氢,具有1-12个碳原子的直链或支化烷基,具有6-12个碳原子的芳基或烷芳基或式(2)的基团,以及c是1-4的整数的基团。更优选的是,式(3)是其中R4是亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基)或三亚甲基,R5是氢,甲基,乙基或式(2)的基团,R6是氢,具有1-6个碳原子的直链或支化烷基,苯基,具有7-9个碳原子的烷芳基或式(2)的基团,和c是1-3的整数的基团。
在式(4)中,R7是具有2-6个碳原子的亚烷基,如已就R4举例的那些。在这些当中,优选用于R7的是具有2-4个碳原子的亚烷基,如亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基),三亚甲基,亚丁基(1-乙基亚乙基,2-乙基亚乙基),1,2-二甲基亚乙基,2,2-二甲基亚乙基,1-甲基三亚甲基,2-甲基三亚甲基,3-甲基三亚甲基和四亚甲基。最优选的是具有2-3个碳原子的亚烷基,如亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基)和三亚甲基。
式(4)中的R8、R9、R10和R11各自独立是氢或具有1-10个碳原子的烃基。
具有1-10个碳原子的烃基这里包括具有1-10个碳原子的直链或支化烷基,具有2-10个碳原子的直链或支化烯基,具有5-10个碳原子的的环烷基或烷基环烷基,具有6-10个碳原子的芳基或烷芳基和具有7-10个碳原子的芳烷基。
优选的烷基是甲基,乙基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,直链或支化戊基,直链或支化己基,直链或支化庚基,直链或支化辛基,直链或支化壬基和直链或支化癸基。优选的烯基是乙烯基,丙烯基,异丙烯基,直链或支化丁烯基,丁二烯基,直链或支化戊烯基,直链或支化己烯基,直链或支化庚烯基,直链或支化辛烯基,直链或支化壬烯基和直链或支化癸烯基。
优选的环烷基是环戊基,环己基,和环庚基,优选的烷基环烷基是甲基环戊基(包括所有位置异构体),二甲基环戊基(包括所有位置异构体),乙基环戊基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基环戊基(包括所有位置异构体),乙基甲基环戊基(包括所有位置异构体),三甲基环戊基(包括所有位置异构体),二乙基环戊基(包括所有位置异构体),乙基二甲基环戊基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基甲基环戊基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基乙基环戊基(包括所有位置异构体),甲基环己基(包括所有位置异构体),二甲基环己基(包括所有位置异构体),乙基环己基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基环己基(包括所有位置异构体),乙基甲基环己基(包括所有位置异构体),三甲基环己基(包括所有位置异构体),二乙基环己基(包括所有位置异构体),乙基二甲基环己基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基甲基环己基(包括所有位置异构体),甲基环庚基(包括所有位置异构体),二甲基环庚基(包括所有位置异构体),乙基环庚基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基环庚基(包括所有位置异构体),乙基甲基环庚基(包括所有位置异构体)和三甲基环庚基(包括所有位置异构体)。
优选的芳基是苯基和萘基,优选的烷芳基是甲苯基(包括所有位置异构体),二甲苯基(包括所有位置异构体),乙基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基苯基(包括所有位置异构体),乙基甲基苯基(包括所有位置异构体),三甲基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化丁基苯基(包括所有位置异构体),直链或支化丙基甲基苯基(包括所有位置异构体),二乙基苯基(包括所有位置异构体),乙基二甲基苯基(包括所有位置异构体)和四甲基苯基(包括所有位置异构体)。优选的芳烷基是苄基,甲基苄基(包括所有位置异构体),二甲基苄基(包括所有位置异构体),苯乙基,甲基苯乙基(包括所有位置异构体),和二甲基苯乙基(包括所有位置异构体)。
在这些当中,R8、R9、R10和R11各自优选是氢,具有1-6个碳原子的烷基和更优选各自是氢或具有1-3个碳原子的烷基。
在式(4)中的Y是亚甲基,被具有1-10个碳原子的烃基取代的亚甲基,亚氨基,被具有1-10个碳原子的烃基取代的氨基,或氧。具有1-10个碳原子的烃基这里包括已经就R8、R9、R10和R11所确定的那些,如具有1-10个碳原子的直链或支化烷基,具有2-10个碳原子的直链或支化烯基,具有5-10个碳原子的环烷基或烷基环烷基,具有6-10个碳原子的芳基或烷芳基,和具有7-10个碳原子的芳烷基,其中优选的是具有1-6个碳原子的烷基和更优选的是具有1-3个碳原子的烷基。
式(4)中的Y优选是亚甲基,被具有1-6个碳原子的烷基取代的亚甲基,亚氨基,被具有1-6个碳原子的烷基取代的氨基,或氧。最优选的是,Y是被具有1-3个碳原子的烷基取代的氨基或氧。
其中R1、R2、A1和a如在式(1)中所定义,以及R8、R9、R10、R11和Y如在式(4)中所定义。
式(4)的基团优选是其中R7是具有2-4个碳原子的亚烷基,R8、R9、R10和R11各自独立是氢、具有1-6个碳原子的烷基,Y是亚甲基,被具有1-6个碳原子的烷基取代的亚甲基,亚氨基,被具有1-6个碳原子的烷基取代的氨基或氧,以及d等于0或1的基团(d=0时,式(4)中的N也是式(1)中的N)。更优选的是,式(4)的基团是其中R7是亚乙基、亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基)或三亚甲基,R8、R9、R10和R11各自独立是氢或具有1-3个碳原子的烷基,Y是被具有1-3个碳原子的烷基取代的氨基或氧,和d等于0或1的基团(d=0时,式(4)中的N也是式(1)中的N)。
在式(1)中,X任意选自上述基团X1-X3,并且彼此可以是相同或不同的。
X优选是X1或X2,更优选是X1,更优选其中R3是氢的X1。更具体说,优选的聚醚胺是用下式表示的那些:其中R1、R2、A1和a如在式(1)中所定义,A2和b如在式(2)中所定义。当在式(8)中的两个“b”都等于0时,聚醚胺用下式来表示:
其中R1、R2、A1和a如在式(1)中所定义。
其中R1、R2、A1和a如在式(1)中所定义,A2和b如在式(2)中所定义(b不等于0)。
其中R1、R2、A1和a如在式(1)中所定义,A2和b如在式(2)中所定义(b不等于0)。
式(9)-(11)的这些聚醚胺可以单独或彼此混合来使用,但优选的是式(9)的聚醚胺。如果混合这些聚醚胺,式(9)的聚醚胺的重量优选是100重量份或100重量份以上,更优选150重量份或150重量份以上,基于总共100重量份的式(10)和(11)的聚醚胺。
一般表示本发明聚醚胺的式(1)中的各取代基如上所述。用于本发明的优选聚醚胺是式(1)的那些,其中R1是氢,具有1-12个碳原子的直链或支化烷基,或者具有6-18个碳原子的芳基或烷芳基;R2是具有1-4个碳原子的亚烷基;A1是具有2-6个碳原子的亚烷基,a是1-200的整数;X是选自分别用式(2)、(3)和(4)表示的X1-X3的基团,在式(2)中,R3是氢,具有1-12个碳原子的直链或支化烷基,或具有6-12个碳原子的芳基或芳烷基,A2是具有2-6个碳原子的亚烷基,和b是0-200的整数;在式(3)中,R4是具有2-4个碳原子的亚烷基,R5是氢,具有1-3个碳原子的烷基或式(2)的基团,R6是氢,具有1-12个碳原子的直链或支化烷基,具有6-12个碳原子的芳基或烷芳基,或式(2)的基团,和c是1-4的整数;在式(4)中,R7是具有2-4个碳原子的亚烷基,R8、R9、R10和R11各自独立是氢或者具有1-6碳原子的烷基,Y是亚甲基,被具有1-6个碳原子的烷基取代的亚甲基,亚氨基,被具有1-6个碳原子的烷基取代的氨基,或氧,以及d等于0或1(d=0时,式(4)中的N也是式(1)中的N)。
作为本发明的更优选的聚醚胺,其中R1是氢,或具有1-6个碳原子的直链或支化烷基,R2是具有2-4个碳原子的亚烷基;A1是具有2-4个碳原子的亚烷基,a是2-100的整数;X是X1基团或X2基团,在式(2)中,R3是氢,或具有1-6个碳原子的直链或支化烷基,苯基,或具有7-9个碳原子的芳烷基,A2是具有2-4个碳原子的亚烷基,b是0-100的整数,在式(3)中,R4是亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基)或三亚甲基,R5是氢,甲基,乙基或式(2)的基团,R6是氢,具有1-6个碳原子的直链或支化烷基,苯基,具有7-9个碳原子的烷芳基或式(2)的基团,c是1-3的整数。
本发明的最优选的聚醚胺是其中R1是氢,R2是亚乙基,A1是亚乙基、亚丙基或1,2-亚丁基,a是2-100的整数,X是用式(2)表示的X1基团,其中R3是氢,A2是亚乙基、亚丙基或1,2-亚丁基,和b是0-100的整数的式(1)的那些。
还构成本发明的添加剂的必要成分-聚醚优选是用下式表示的化合物:
R12-O-(A3O)e-R13 (12)
其中R12和R13各自独立是氢或具有1-30个碳原子的烃基,A3是具有2-18个碳原子的亚烷基和e是1-200的整数。
在式(12)中,R12和R13各自独立是氢或具有1-30个碳原子的烃基。
优选的具有1-30碳原子的烃基是已经就R1给出的那些,如具有1-24个碳原子的直链或支化烷基,具有2-24个碳原子的直链或支化烯基,具有5-13个碳原子的环烷基或烷基环烷基,具有6-18个碳原子的芳基或烷芳基,或者具有7-19个碳原子的芳烷基。
优选用于R12和R13的是氢,具有1-12个碳原子的直链或支化烷基,或具有6-12个碳原子的芳基或芳烷基。更优选的是氢,具有1-6个碳原子的直链或支化烷基,苯基,或具有7-9个碳原子的芳烷基。最优选的是氢。
在式(12)中A3是具有2-18个碳原子的亚烷基。优选的亚烷基是具有2-6个碳原子的那些和最优选的是具有2-4个碳原子的那些,如亚乙基,亚丙基(1-甲基亚乙基,2-甲基亚乙基),亚丁基(1-乙基亚乙基,2-乙基亚乙基),1,2-二甲基亚乙基,1,1-二甲基亚乙基和2,2-二甲基亚乙基。
如果多个A3存在于式(12)中,即其中的“e”是2或2以上,它们在同一分子中可以是相同或不同的。
在式(12)中的(A3O)e表示从氧化烯衍生的聚合主链。合格的氧化烯是例如环氧乙烷,环氧丙烷,1,2-环氧丁烷,2,3-环氧丁烷和1,1-二甲基环氧乙烷,其中环氧乙烷,环氧丙烷和1,2-环氧丁烷是优选的。
这些氧化烯可以是一种,也可以是混合物。即可以是氧化烯的均聚物或它们的无规或嵌段共聚物。
从氧化烯衍生的主链的具体形式如下所例示(EO:环氧乙烷,PO:环氧丙烷,BO:1,2-环氧丁烷):
EO均聚物
PO均聚物
BO均聚物
EO-PO共聚物
EO-BO共聚物
PO-BO共聚物和
EO-PO-BO共聚物,所有这些共聚物包括了无规和嵌段共聚物。
在这些当中,优选的是
PO均聚物
BO均聚物
EO-PO共聚物(PO的比例是60mol%或60mol%以上)
EO-BO共聚物(BO的比例是40mol%或40mol%以上)
PO-BO共聚物和
EO-PO-BO共聚物(EO的比例是60mol%或60mol%以下)。
最优选的是:
PO均聚物
BO均聚物
EO-PO共聚物(PO的比例是80mol%或80mol%以上)
EO-BO共聚物(BO的比例是60mol%或60mol%以上)
PO-BO共聚物和
EO-PO-BO共聚物(EO的比例是20mol%或20mol%以下)。
在式(12)中,e是0-200,优选0-100的整数。
在本发明中,聚醚胺的主链(A1O)a和聚醚的主链(A3O)e可以彼此独立选择,但优选是相同或相似的,因为能够获得更好的去垢效果。
这里所使用的词语“相同的主链”是指,在均聚物的情况下,构成均聚物的氧化烯是相同的,在共聚物的情况下,构成共聚物的各氧化烯的构成比(摩尔比)是相同的。在这种情况下,可以不考虑整个氧化烯的聚合度,只要各氧化烯的聚合度的比率是相同的。
这里所使用的词语“相似的主链”表示,构成共聚物的氧化烯的摩尔比是相似的。在这种情况下,可以不考虑所有氧化烯的聚合度,只要各氧化烯的聚合度的比率相似。
通过以下方式来测定主链是否相同或相似。
氧化烯的数目用S1、S2…Sn来表示。各S1、S2…Sn在聚醚胺中的聚合度用s1,s2…sn来表示,而各S1、S2…Sn在聚醚中的聚合度用s1’,s2’…sn’来表示。用α表示的在聚醚胺和聚醚之间的总聚合度比率从[s1+s2…+sn]/[s1’+s2’…+sn’]来获得。各氧化烯的聚合度比率(β1,β2…βn)如下所示来定义:
β1=(s1/s1’)/α
β2=(s2/s2’)/α
βn=(sn/sn’)/α
如上所定义的聚合度比率(β1,β2…βn)是表示主链是否相同或相似的指数。所有氧化烯的比率优选是在1/2-2/1,更优选2/3-3/2,甚至更优选3/4-4/3,还更优选4/5-5/4和最优选5/6-6/5的范围内,因为去垢效果被协同增强。
对聚醚胺和聚醚的掺混比没有特别的限制。然而,为改进去垢效果,聚醚胺的量优选是5质量%或5质量%以上,优选15质量%或15质量%以上,甚至更优选20质量%或20质量%以上,还更优选25质量%或25质量%以上,和最优选30质量%或30质量%以上(基于聚醚胺和聚醚的总重量)。此外,因为为了改进可使用性和将对发动机部件的负面影响减至最小,聚醚胺的量优选是95质量%或95质量%以下,更优选85质量%或85质量%以下,甚至更优选75质量%或75质量%以下,还更优选70质量%或70质量%以下,和最优选65质量%或65质量%以下(基于聚醚胺和聚醚的总重量)。
本发明添加剂的40℃下的粘度是在1-2000mm2/sec,优选10-1,000mm2/sec,更优选20-700mm2/sec,甚至更优选30-500mm2/sec,和最优选50-300mm2/sec的范围内,因为能够防止所得添加剂粘住发动机的阀门系统和能够获得优异的去垢能力。
本发明的添加剂包括上述聚醚胺和聚醚,用作各种燃料的添加剂。本发明添加剂可有效用作汽油和瓦斯油的添加剂,可以加入到基本汽油或通过将基本汽油与其它汽油添加剂混合获得的汽油组合物中,或者如果必要可以加入到通过混合基本汽油与其它瓦斯油添加剂获得的汽油组合物中。更具体地说,本发明的汽油组合物可以通过将基本汽油,包括上述聚醚胺和聚醚的本发明添加剂,和如果必要的其它汽油添加剂混合来获得。本发明的瓦斯油组合物可以通过将基本瓦斯油,包括上述聚醚胺和聚醚的本发明添加剂和如果必要的其它瓦斯油添加剂混合来获得。
本发明的添加剂也可有效用作直接喷射汽油发动机的汽油添加剂以及直接喷射柴油发动机的瓦斯油添加剂。此外,本发明的添加剂可以在汽油组合物中掺混,用于直接喷射汽油发动机,或者在瓦斯油组合物中掺混,用于直接喷射柴油发动机。
虽然没有限制,汽油或瓦斯油组合物以0.001-10质量%的量含有本发明添加剂(基于组合物的总质量)。
为了提高汽油发动机的进气系统或燃烧室、柴油发动机的喷嘴和直接喷射汽油发动机的燃烧室、尤其在活塞的上表面上形成的空穴的去垢性,本发明添加剂的下限是0.001质量%,优选0.003质量%,更优选0.005质量%甚至更优选0.01质量%,最优选0.015质量%。
因为能够预料到在添加剂的更高浓度下没有进一步的提高效果,所以,在汽油或瓦斯油组合物中的添加剂的上限是10质量%,优选5质量%,更优选4质量%和最优选3质量%。
使用通常已知的方法,用各种汽油组分可以制备上述基本汽油。这些组分具有任意性状,可以是从原油的常压蒸馏获得的轻质石脑油,从催化裂化或加氢裂化获得裂化汽油,可通过催化重整获得的重整汽油,通过烯烃聚合获得的聚合汽油,从烃如异丁烷与低级烯烃的加成反应或烷基化获得的烷基化物,从使用异构化设备将石脑油转化成异链烷烃获得的异构化汽油,脱正链烷烃的油,丁烷,芳族烃和从加氢裂化二聚丙烯获得的链烷烃级分。
以下表示了无铅汽油的典型掺混物配制料例子。
(1)重整汽油:0-70vol.%
(2)重整汽油的轻馏分(在约25-120℃下沸腾):0-35vol%
(3)重整汽油的重馏分(在约110-200℃下沸腾):0-45vol%
(4)裂化汽油:0-50vol%
(5)裂化汽油的轻馏分(在约25-90℃下沸腾):0-45vol%
(6)裂化汽油的重馏分(在约90-200℃下沸腾):0-40vol%
(7)烷基化物:0-40vol%
(8)从丙烯的二聚和随后氢化获得的链烷烃级分:0-30vol%
(9)异构化汽油:0-30vol%
(10)MTBE:0-15vol%
(11)轻质石脑油:0-20vol%
(12)丁烷:0-10vol%
如果需要降低基本汽油的苯含量,重整汽油以较小的量加入,因为它比其它汽油组分含有更多的苯。另外,苯的含量可以通过使用通过以下给出的适宜方法来减少苯含量的重整汽油来减少:
(1)通过蒸馏重整汽油除去苯馏分
(2)在重整汽油中用溶剂如环丁砜萃取苯
(3)通过以下方法(A)、(B)或(C)将苯转化成其它化合物,
(A)通过氢化将苯转化成环己烷,甲基环戊烷或类似物,
(B)通过使苯与C9或更高级芳族烃反应将它转化成甲苯,二甲苯,乙基苯或类似物
(C)用低级烯烃如乙烯和丙烯等或者用低级醇如甲醇和乙醇等将苯烷基化,
(4)使用通过蒸馏除去C6烃获得的脱硫重质石脑油的重整原料,和
(5)改变催化重整装置的操作条件。
能够与根据本发明的添加剂结合使用的其它汽油添加剂的具体实例是除了上述聚醚胺和聚醚以外的洗涤分散剂,如丁二酰亚胺和聚烷基胺;酚或胺型氧化抑制剂;金属减活化剂如Schiff型化合物和硫代酰胺型化合物;表面点火防止剂如有机磷衍生的化合物;防冻剂如多元醇或它们的醚;助燃剂,如有机酸的碱金属或碱土金属盐和高级醇的硫酸酯;抗静电添加剂如阴离子表面活性剂,阳离子表面活性剂和两性表面活性剂;染料如偶氮染料;缓蚀剂如烯基丁二酸酯;鉴定剂如1,4-二羟基蒽醌和香豆素,恶臭剂如天然香精合成香料等。这些添加剂的一种或多种可以在汽油组合物中掺混,优选以0.1质量%或0.1质量%以下的量(基于汽油组合物的总质量)。
对含有基本汽油、本发明添加剂和根据需要掺混的其它汽油添加剂的汽油组合物的性能和组分没有特别的限制。汽油组合物优选表现了根据JIS K 2254“石油制品蒸馏试验方法”测定的以下蒸馏性能。
初始蒸馏沸点(IBP 0):20-45℃
在10vol%(T10)下的馏出温度:35-55℃
在30vol%(T30)下的馏出温度:55-75℃
在50vol%(T50)下的馏出温度:75-100℃
在70vol%(T70)下的馏出温度:100-130℃
在90vol%(T90)下的馏出温度:110-160℃
蒸馏终点: 130-210℃
初始沸点的下限是20℃,优选25℃。低于20℃的初始沸点将导致发动机在高温下稳定性差。初始沸点的上限是45℃,优选40℃和更优选35℃。高于45℃的初始沸点将导致发动机在低温下稳定性差。
T10的下限是35℃,优选40℃。低于35℃的T10将导致发动机在高温下稳定性差。T10的上限是55℃,优选50℃,和更优选48℃。高于55℃的T10将导致不良的低温驱动性。
T30的下限是55℃,优选60℃。低于55℃的T30将引起令人讨厌的高温驱动性和引起汽油在发动机喷射器中结焦。T30的上限是75℃,优选70℃和更优选68℃。高于75℃的T30将导致加重的低温驱动性。
T50的下限是75℃,优选80℃。低于75℃的T50将不利地影响高温驱动性。T50的上限是100℃,优选95℃,和更优选93℃。高于100℃的T50将不利地影响低温和常温驱动性。
T70的下限是100℃,而T70的上限是130℃,优选125℃,更优选123℃,和最优选120℃。高于130℃的T70将不利地影响低温和常温驱动性。
T90的下限是110℃,优选120℃。低于110℃的T90将导致燃料消耗效率降低。T90的上限是160℃,优选150℃,和更优选140℃。高于160℃的T90将不利地影响低温和常温驱动性和引起废气放出增加,发动机油的变质和污泥的形成。
蒸馏终点的下限优选是130℃,而它的上限是210℃,优选200℃,更优选195℃和最优选190℃。高于210℃的蒸馏终点将导致在常温下驱动性不良。
含有本发明添加剂的汽油组合物的蒸气压无特别限制,最好具有70kPa或70kPa以下,优选65kPa或65kPa以下,更优选60kPa或60kPa以下,和最优选55kPa或55kPa以下的蒸气压,以便避免在发动机喷射器中发生焦化和抑制蒸发排出量。这里所使用的术语“蒸气压”表示根据JIS K 2258“原油和燃料油蒸气压试验方法(Reid法)”测定的Reid蒸气压(RVP)。
虽然没有限制,根据本发明的汽油组合物在15℃下的密度是在0.73-0.77g/cm3的范围内。密度的下限是0.73g/cm3,优选0.735g/cm3,因为密度低于0.73g/cm3将降低燃料消耗效率。密度的上限是0.77g/cm3,优选0.76g/cm3。超过0.77g/cm3的密度将导致加速不充分和火花塞闷烧。
这里所使用的密度表示用JIS K 2249“原油及石油制品的密度测定方法以及密度·质量·容量换算表”测定的密度。
根据本发明的汽油组合物基本上不含烷基铅化合物如四乙基铅。即使汽油组合物含有非常少量的这种铅化合物,它们的量应该保持在由JIS K2255“汽油中的铅含量测定方法”规定的下阈值以下。
根据本发明的汽油组合物的辛烷值无特别限制,优选具有89或89以上,优选90或90以上,更优选90.5或90.5以上,和最优选91或91以上的研究法辛烷值(RON)。为了增强在高速驱动过程中防爆性,本发明汽油组合物应该具有80或80以上,优选80.5或80.5以上,和最优选81或81以上的马达法辛烷值(MON)。
RON和MON分别表示根据JIS K 2280“辛烷值及十六烷值测定方法”测定的值。
根据本发明的汽油组合物的饱和成分、烯烃和芳族化合物的含量无特别限制,优选如下所示:
饱和成分(V(P)):50-100vol.%
烯烃(V(O)):0-15vol.%
芳族化合物(V(Ar)):0-35vol%
本发明汽油组合物的(V(P))是在50-100vol.%,优选60-100vol.%,更优选70-100vol.%的范围内,目的是消除汽油在发动机的注射器中结焦,减少火花塞闷烧和排气的臭氧产生能力以及其中含有的苯浓度,避免烟灰的产生。
本发明的汽油组合物的(V(O))是在0-15vol.%,优选0-10vol.%,更优选0-7vol.%,和最优选0-5vol.%的范围内,目的是消除汽油在发动机的注射器中的结焦。
本发明的汽油组合物的(V(Ar))是在0-35vol.%,优选0-30vol.%,更优选0-25vol.%,和最优选0-20vol.%的范围内,目的是减少火花塞闷烧和排气的臭氧形成能力以及其中含有的苯浓度,避免烟灰的产生。
V(P)、V(O)和V(Ar)是通过根据JIS K 2536“石油制品烃型试验方法”的荧光指示试剂吸附法测量获得的值。
本发明汽油组合物的各成分的含量无特别限制,优选满足以下条件:
(1)V(Bz):0-1vol.%
(2)V(Tol):0-30vol.%
(3)V(C8A):0-20vol.%
(4)V(C9A):0-5vol.%
(5)V(C10+A):0-3vol.%
(6)V(PA)=0或
当V(PA)≠0,V(MA)/V(PA):1以上
(7)V(C4):0-10vol.%
(8)V(C5):10-35vol.%
(9)V(C6):10-30vol.%
(10)V(C7+p):10-50vol.%
(11)V(C9+):0-10vol.%。
V(Bz)表示基于总汽油组合物的苯的量,在0-1vol.%,优选0-0.5vol.%的范围内。0-1vol.%的苯含量有助于减少在排气中的苯浓度。
V(Tol)和V(C8A)分别表示甲苯的量和具有8个碳原子的芳族烃的量(基于总汽油组合物)。V(Tol)是0-30vol.%,优选0-20vol.%,而V(C8A)应该是0-20vol%,优选0-15vol.%。具有8个碳原子的芳族烃可以是乙基苯或二甲苯(包括所有位置异构体)。
V(C9A)表示具有9个碳原子的芳族烃的量(基于总汽油组合物)。V(C9A)是0-5vol.%,优选0-3vol.%,以便降低排气的臭氧产生能力。具有9个碳原子的芳族烃可以是正丙基苯,异丙基苯(枯烯),乙基甲基苯(包括所有位置异构体)和三甲基苯(包括所有位置异构体)。
V(C10+A)表示具有10个或10个以上碳原子的芳族烃的量,基于总汽油组合物。V(C10+A)是0-3vol.%,优选0-1vol.%,和更优选0vol.%,以便降低排气的臭氧产生能力。具有10或10个以上碳原子的芳族烃可以是二乙基苯(包括所有位置异构体),二甲基乙基苯(包括所有位置异构体),四甲基苯(包括所有位置异构体)和正丁基甲基苯(包括所有位置异构体)。
V(MA)和V(PA)分别表示具有一个烷基取代基的芳族烃的量(vol.%)和具有两个以上烷基取代基的芳族烃的量(vol.%),基于总汽油组合物。在本发明中,如果V(PA)是0或V(PA)不是0,V(MA)与V(PA)的比率保持1或1以上,优选1.5或1.5以上,更优选2或2以上。
以上V(Bz),V(Tol),V(C8A),V(C9A),V(C10+A),V(MA)和V(PA)是根据JIS K 2536“石油制品烃型试验方法”的气相色谱定量测定的值。
V(C4)表示具有4个碳原子的烃的量,基于总汽油组合物。V(C4)是0-10vol.%,优选0-5vol.%,和更优选0-3vol.%,目的是进一步减少蒸发放出量。具有4个碳原子的烃可以是正丁烷,2-甲基丁烷(异丁烷),1-丁烯,2-丁烯和2-甲基丙烯。
V(C5)表示具有5个碳原子的脂族烃的量,基于总汽油组合物。V(C5)的下限是10vol.%,优选15vol.%。V(C5)的上限是35vol.%,优选30vol.%。高于10vol.%的浓度的具有5个碳原子的脂族烃有助于生产能够在常温下提供优异驱动性的汽油组合物。低于35vol.%浓度的具有5个碳原子的脂族烃有助于生产能够在高温下提供优异发动机性能的汽油组合物。为了消除汽油在发动机的喷射器上结焦,优选的是,在具有5个碳原子的脂族烃中的不饱和烃含量(V(C5o))是0vol.%,或者C5烃化合物中饱和烃含量与不饱和烃含量的比率(V(C5p)/(V(C5o))是1或1以上,更优选1.5或1.5以上,更优选2或2以上,最优选3或3以上。具有5个碳原子的饱和脂族烃可以是正戊烷,2-甲基丁烷(异戊烷)和2,2-二甲基丙烷(新戊烷),而具有5个碳原子的不饱和脂族烃可以是1-戊烯,2-戊烯,2-甲基-1-丁烯,2-甲基-2-丁烯和3-甲基-1-丁烯。
V(C6)表示具有6个碳原子的脂族烃的量,基于总汽油组合物。V(C6)的下限是10vol.%,优选15vol.%,而V(C6)的上限应该是30vol.%,优选25vol.%。10vol.%或10vol.%以上浓度的具有6个碳原子的脂族烃有助于提供优异的常温发动机性能。30vol.%或30vol.%以下浓度的具有6个碳原子的脂族烃有助于提供优异高温驱动性。为消除汽油在发动机的喷射器中结焦,优选的是,在C6脂族烃中的饱和烃含量(V(C6o))是0vol.%,或者饱和烃含量与不饱和烃含量的比率(V(C6p)/(V(C6o))是2或2以上,优选3或3以上,更优选5或5以上,最优选10或10以上。具有6个碳原子的饱和脂族烃的具体实例是正己烷,2-甲基戊烷,3-甲基戊烷,2,2-二甲基丁烷和2,3-二甲基丁烷。具有6个碳原子的不饱和脂族烃的具体实例是1-己烯,2-己烯,3-己烯,2-甲基-1-戊烯,3-甲基-1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,2-甲基-2-戊烯,3-甲基-2-戊烯,4-甲基-2-戊烯,2,3-二甲基-1-丁烯,3,3-二甲基-1-丁烯和2,3-二甲基-2-丁烯。
V(C7+p)表示具有7或7个以上碳原子的饱和脂族烃的量,基于总汽油组合物。V(C7+P)的下限是10vol.%,优选20vol.%,而V(C7+P)的上限是50vol.%,更优选45vol.%。10vol.%和10vol.%以上的V(C7+P)有助于生产具有优异常温驱动性的汽油组合物,而50vol.%或50vol.%以下的V(C7+P)有助于提供优异的高温驱动性。具有7个或7个以上碳原子的饱和脂族烃的具体实例是正庚烷,2-甲基己烷,3-甲基己烷,2,2-二甲基戊烷,2,3-二甲基戊烷,2,4-二甲基戊烷,3,3-二甲基戊烷,3-乙基戊烷和2,2,3-三甲基丁烷。
V(C9+)表示具有9个或9个以上碳原子的烃的量,基于总汽油组合物。V(C9+)是在0-10vol.%,优选0-5vol.%和更优选0vol.%的范围内。V(C9+)在该优选范围内的组合物提供了优异的低温和常温驱动性和将减少稀释发动机油的汽油量,以便消除排气烃的量增加、发动机油变质和污泥形成。
以上V(C4),V(C5),V(C5p),V(C5o),V(C6),V(C6p),V(C6o),V(C7+p)和V(C9+)是通过以下气相色谱法测定的值。使用25-50m长度的甲基硅毛细管柱,氦或氮载气和FID检测器,在0.5-1.5ml/min载气流速,1∶50-1∶250分配比,150-250℃的注入口温度,-10~10℃的初始柱温度,150-250℃的最终柱温度和150-250℃的检测器温度的条件下测量这些值。
根据本发明的汽油组合物中的含氧化合物的含量无特别限制,可以含有其量使得氧的质量百分数是0-2.7质量%,优选0-2.0质量%的含氧化合物(以汽油组合物总量计)。超过2.7质量%的氧含量将导致燃料消耗效率降低,排气中的NOX增多。
这里所述的含氧化合物包括具有2-4个碳原子的醇和具有4-8个碳原子的醚。适合于本发明汽油组合物的含氧化合物包括乙醇,甲基叔丁基醚(MTBE),乙基叔丁基醚,叔戊基甲基醚(TAME)和叔戊基乙基醚,其中优选的是MTBE和TAME,和最优选的是MTBE。甲醇是不优选的,因为它是腐蚀性的和将增加醛在排气中的浓度。
本发明汽油组合物的硫含量无特别限制,优选是50ppm或50ppm以下,优选30ppm或30ppm以下,更优选20ppm或20ppm以下,和最优选10ppm或10ppm以下(以总汽油组合物计)。硫含量如果高于50ppm,将导致后处理催化剂的中毒,NOx、一氧化碳和烃的浓度增加,以及苯释放增加。
这里所使用的术语“硫含量”表示根据JIS K 2541“原油及石油制品硫含量测定方法”测量的硫含量。
本发明汽油组合物的未洗潜在胶质以20mg/100ml或20mg/100ml以下的量存在,洗过的胶质应该以3mg/100ml或3mg/100ml以下,优选1mg/100ml或1mg/100ml以下的量存在,根据JIS K2261“石油制品-汽车汽油及航空燃料油-实在胶质测定方法-喷射蒸发法”测定。偏离这些量将导致沉积物在燃料喷射系统上的形成和在进气阀中发生粘结。
本发明汽油组合物的总热值应该是40,000J/g或40,000J/g以上,优选45,000J/g或45,000J/g以上,根据JIS K 2279“原油及石油制品-发热量测定方法及估算法”测定。
本发明汽油组合物的氧化稳定性应该是480分钟或更高,优选1,440分钟或更高,根据JIS K 2287“汽油氧化稳定性测定方法(诱导期法)”测定。氧化稳定性低于480分钟将导致在组合物的贮存过程中形成胶质。
本发明的汽油组合物应该在50℃温度下进行3小时的铜板腐蚀试验中获得1、优选1a的值,根据JIS K 2513“石油制品-铜板腐蚀测试方法”测定。铜板腐蚀试验值超过1表示组合物可能引起燃料系统中的管道的腐蚀。
本发明汽油组合物的煤油含量是在0-4vol.%的范围内(基于总汽油组合物)。这里使用的术语“煤油含量”表示具有13-14个碳原子的烃含量(vol.%)(基于总汽油组合物),并且可以通过气相色谱法来定量测定,其中具有25-50m柱长的甲基硅毛细管柱以0.5-1.5ml/min的载气流速和1∶50-1∶250的分配比给入氦或氮气,使用FID检测器,在150-250℃的喷射温度,-10-10℃的初始柱温,150-250℃的终末柱温和150-250℃的检测器温度下进行操作。
上述基本瓦斯油可以使用通常已知方法用各种瓦斯油组分来制备。这些组分可以是从原油的常压蒸馏获得的直馏瓦斯油;通过将以常压蒸馏获得的直馏重油或残油进行真空蒸馏获得的真空瓦斯油;通过加氢精制由真空蒸馏获得的真空瓦斯油来得到的加氢精制瓦斯油;通过在比一步或多步中的正常加氢精制的那些更严格的条件下使直馏瓦斯油加氢脱硫获得的加氢脱硫瓦斯油;通过催化裂化脱硫或未脱硫的真空瓦斯油、真空重瓦斯油或脱硫重油获得的催化裂化瓦斯油;从原油的常压蒸馏获得的直馏煤油;通过加氢精制直馏煤油获得的加氢精制煤油;和通过裂化从原油的常压蒸馏获得的瓦斯油馏分获得的裂化煤油。这些组分可以单独或结合使用。
其它瓦斯油添加剂的实例是润滑性改进剂和十六烷值提高剂。
适合的润滑性改进剂的实例是羧酸-,酯-,醇-和酚-型物质,它们可以单独或结合使用。在这些当中,羧酸-或酯-型润滑性改进剂是优选的。
羧酸型润滑性改进剂的实例是亚油酸,油酸,水杨酸,棕榈酸,肉豆蔻酸,十六烷酸和它们的混合物。
酯型润滑性改进剂的实例是甘油的羧酸酯。构成羧酸酯的羧酸是亚油酸,油酸,水杨酸,棕榈酸,肉豆蔻酸和十六烷酸等,它们可以单独或结合使用。
对润滑性改进剂的含量没有特别的限制。润滑性改进剂可以在瓦斯油组合物中掺混,优选以35质量ppm或35质量ppm以上和更优选50质量ppm或50质量ppm以上的量,以便显示出润滑性改进剂的效果,更具体来讲,为了在装有分配式泵的柴油发动机中,抑制泵在运转过程中驱动扭矩的增加和能够减少它的磨损,因为能够预料到没有进一步的改进,润滑性改进剂含量的上限优选是150ppm,更优选100ppm(以总组合物计)。
润滑性改进剂一般以其中有效组分用适合的溶剂稀释的形式获得。在其中这些商业产品与本发明汽油组合物掺混的情况下,上述润滑性改进剂含量是作为有效组分的含量。
本发明的适合十六烷值提高剂是在工业中通常称为十六烷值提高剂的各种化合物,如硝酸酯和有机过氧化物。优选的是硝酸酯。硝酸酯包括硝酸2-氯乙基酯,硝酸2-乙氧基乙酯,硝酸异丙酯,硝酸丁酯,硝酸正戊基酯,硝酸仲戊基酯,硝酸异戊基酯,硝酸正己基酯,硝酸仲己基酯,硝酸正庚基酯,硝酸正辛基酯,硝酸2-乙基己基酯,硝酸环己酯,和二硝酸乙二醇酯。其中优选C6-C8的硝酸烷基酯。这些化合物可以单独或结合使用。
十六烷值提高剂可以500质量ppm或500质量ppm以上,优选600质量ppm或600质量ppm以上,更优选700质量ppm或700质量ppm以上,甚至更优选800质量ppm或800质量ppm以上,最优选900质量ppm或900质量ppm以上的量在本发明瓦斯油组合物中掺混(基于组合物的总质量),因为所得瓦斯油组合物可以降低在排气中含有的NOx,PM和醛的浓度。
尽管没有限制,十六烷值提高剂含量的上限一般是1,400ppm或1,400ppm以下,优选1,250ppm或1,250ppm以下,更优选1,100ppm或1,100ppm以下,和最优选1,000ppm或1,000ppm以下。
十六烷值提高剂一般可以有效用适合溶剂稀释的形式获得。使用这些商业产品制备本发明瓦斯油组合物的情况下,上述十六烷值提高剂含量意思是瓦斯油组合物中的这种有效成分的含量。
这些添加剂可以与除了上述聚醚胺和聚醚以外的其它去垢剂结合使用。
这些去垢剂是无灰去垢剂如酰亚胺型化合物,烯基丁二酰亚胺如聚丁烯基丁二酰亚胺,它们可以从聚丁烯基丁二酸酐和乙烯多胺合成;丁二酸酯如聚丁二酸丁烯基酯,它们可以从多元醇如季戊四醇和聚丁烯基丁二酸酐合成;通过使甲基丙烯酸二烷基氨基乙基酯,聚甲基丙烯酸乙二醇酯,乙烯基吡咯烷酮等与甲基丙烯酸烷基酯共聚获得的聚合物;以及羧酸和胺的反应产物,其中优选的是烯基丁二酰亚胺和羧酸与胺的反应产物。
例如,可以单独使用数均分子量约1,000-3,000的烯基丁二酰亚胺,或者数均分子量约700-2,000的烯基丁二酰亚胺和数均分子量约10,000-20,000的烯基丁二酰亚胺的混合物。
一种或多种羧酸可以用作构成羧酸与胺的反应产物的羧酸。这些羧酸的具体实例是具有12-24个碳原子的脂肪酸和具有7-24个碳原子的芳族羧酸。具有12-24个碳原子的脂肪酸可以是亚油酸,油酸,棕榈酸和肉豆蔻酸,不限于这些。具有7-24个碳原子的芳族羧酸可以是苯甲酸和水杨酸,不限于这些。一种或多种胺可以用于构成羧酸与胺的反应产物。一般,可以使用油胺,但无特别限定,各种胺是适合的。
对在本发明瓦斯油组合物中的这些添加剂的含量没有特别限制。然而,这些添加剂可以优选30质量ppm或30质量ppm以上,更优选60质量ppm或60质量ppm以上和甚至更优选80质量ppm或80质量ppm以上的量在瓦斯油组合物中掺混(基于组合物的总质量),以便获得结合使用这些添加剂的效果,更尤其防止燃料喷嘴被堵塞。低于30ppm的这些添加剂的含量可能会无效。因为太高的含量将导致不能获得预期结果和增加NOx、PM和醛在柴油机排气中的量,所以这些添加剂优选以300质量ppm或300质量ppm以下,更优选180质量ppm或180质量ppm以下的量含有。
如上述十六烷值提高剂那样,有效组分用适合溶剂稀释形式的去垢剂一般是可以利用的。在这些商业产品与本发明瓦斯油组合物掺混的情况下,上述去垢剂含量是指作为有效组分的含量。
此外,可以将其它已知的燃料添加剂单独或结合添加到本发明的瓦斯油组合物中,从而进一步改善其它性能。这些添加剂是冷流改进剂如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和烯基丁二酰胺,酚或胺型氧化抑制剂,金属减活化剂如亚水杨基衍生物,防冻剂如聚乙二醇醚,腐蚀抑制剂如脂肪胺和丁二酸烯基酯,抗静电剂如阴离子、阳离子和两性表面活性剂,染料如偶氮染料和硅氧烷型消泡剂。
对这些其它添加剂在瓦斯油组合物中的含量没有特别限制。通常,各添加剂可优选以0.5质量%以下,更优选0.2质量%以下的量在瓦斯油组合物中掺混。
包括基本瓦斯油、本发明添加剂和其它瓦斯油添加剂的瓦斯油组合物在它的性状和组分上没有限制。然而,瓦斯油组合物将优选表现以下蒸馏性能:
初始蒸馏沸点:135-200℃
在10vol%下的馏出温度(T10):155-230℃
在30vol%下的馏出温度(T30):175-260℃
在50vol%下的馏出温度(T50):190-300℃
在70vol%下的馏出温度(T70):220-330℃
在90vol%下的馏出温度(T90):290-350℃
在95vol.%下的馏出温度(T95):310-360℃
蒸馏终点: 330-370℃
因为初始蒸馏沸点太低将会引起与空气接触面太宽的轻馏分的一部分的气化,导致伴随排气的烃量增加,所以初始沸点一般是135℃以上,优选140℃以上和更优选145℃以上。因为太高的初始沸点将不利地影响发动机的低温启动性和驱动性,初始沸点的上限优选是200℃。
因为太低的T10将增加烃排出量,理由与太低的初始沸点相同,所以T10优选是155℃以上,更优选165℃以上。因为太高的T10将不利地影响发动机的低温启动性和驱动性,T10的上限优选是230℃以下。
理由如上所述,太低的T30将增加烃排放量,所以T30优选是175℃以上,更优选180℃以上,更优选185℃以上。因为太高的T30将不利地影响发动机的低温启动性和驱动性,T30的上限优选是260℃以下。
鉴于燃料消耗效率和发动机的功率输出,T50优选是190℃以上,更优选195℃以上,甚至更优选200℃以上。推荐T50是300℃以下,以使得不增加颗粒物质在排气中的浓度。
T70也对发动机的燃料消耗效率和功率输出产生了影响。为了改进燃料消耗效率和提高发动机的功率输出,T70一般优选是220℃以上,更优选225℃以上,甚至更优选230℃以上。为了改进低温驱动性和避免PM浓度在排气中的增加,T70一般优选是330℃以下。
T90一般是290℃以上,优选300℃以上。为了改进低温驱动性和避免PM浓度在排气中增加,T90优选是350℃以下。
T95优选是310℃以上。为了改进低温驱动性和避免PM浓度在排气中增加,T95通常更优选是360℃以下。
蒸馏终点优选是330℃以上。为了改进低温驱动性和避免PM浓度在排气中增加,蒸馏终点通常更优选是370℃以下。
根据JIS K 2254“石油制品-蒸馏试验方法”测定这里所使用的蒸馏性能。
尽管没有限制,本发明瓦斯油组合物中的硫含量优选是0.05质量%或0.05质量%以下,更优选0.035质量%或0.035质量%以下,甚至更优选0.02质量%或0.02质量%以下,还更优选0.01质量%或0.01质量%以下和进一步更优选0.005质量%或0.005质量%以下,以便获得用于排气的后处理催化剂设备的更好耐久性和抑制发动机内部的腐蚀。
这里所使用的术语“硫含量”表示根据JIS K 2541“硫含量试验方法”测量的硫含量。
对本发明瓦斯油组合物的十六烷值指数和十六烷值没有特殊限制。然而,十六烷值指数优选是45或45以上,更优选48或48以上,和最优选50或50以上,十六烷值优选在45以上,更优选在48以上,最优选在50以上,因为这样在排气中不增加各NOx、PM和醛的浓度。
这里使用的术语“十六烷指数”表示根据JIS K 2280“石油制品-燃料油-辛烷值及十六烷值试验方法以及十六烷指数计算方法”的8.4使用变数方程式的十六烷指数计算方法计算的值。这里使用的术语“十六烷值”表示根据JIS K 2280石油制品-燃料油-辛烷值及十六烷值试验方法以及十六烷指数计算方法的7.十六烷值试验方法测定的十六烷值。
对本发明瓦斯油组合物的运动粘度没有特别限制。为了控制装在发动机中的分配型燃料油喷射泵的定时和润滑性,在30℃下的运动粘度优选是1.7mm2/s或1.7mm2/s以上,更优选1.9mm2/s或1.9mm2/s以上,和甚至更优选2.0mm2/s或2.0mm2/s以上。为了防止PM浓度在排气中增加和减少对发动机低温启动性的负面影响,在30℃的运动粘度优选是6.0mm2/s或6.0mm2/s以下,更优选5.0mm2/s或5.0mm2/s以下,和最优选4.5mm2/s或4.5mm2/s以下。
根据JIS K 2283“原油及石油制品运动粘度试验方法及粘度指数计算方法”测定这里所使用的运动粘度。
对本发明瓦斯油组合物在15℃下的密度没有特殊限制。然而,为了改进燃料消耗效率和加速性能,该密度优选是800kg/m3或800kg/m3以上。在15℃下的密度的上限优选是860kg/m3或860kg/m3以下,更优选850kg/m3或850kg/m3以下,因为能够降低排气中的PM浓度。
根据JIS K 2249“原油及石油制品的密度试验方法以及密度、质量、容量换算表”测定这里使用的密度。
尽管没有限制,本发明瓦斯油组合物优选含有以下量的饱和成分,烯烃和芳族化合物。
饱和成分:60-95vol.%
烯烃:5vol.%以下
芳族化合物:5-40vol.%
在瓦斯油组合物中的饱和化合物含量的下限优选是60vol.%或60vol.%以上,更优选70vol.%或70vol.%以上,和甚至更优选75vol.%或75vol.%以上,以便降低各NOx和PM在排气中的浓度。为了保持优异的低温启动性和驱动性,饱和成分含量的上限是95vol.%或95vol.%以下,更优选90vol.%或90vol.%以下,和甚至更优选80vol.%或80vol.%以下。
为了提供组合物的稳定性,在本发明瓦斯油组合物中烯烃含量优选是5vol%或5vol.%以下,更优选3vol.%或3vol.%以下,和甚至更优选1vol.%或1vol.%以下。
因为在本发明瓦斯油组合物中的芳族化合物含量对燃料消耗效率和发动机功率输出产生了影响,它优选是5vol.%或5vol.%以上,更优选10vol.%或10vol.%以上,甚至更优选20vol.%或20vol.%以上,还更优选25vol.%或25vol.%以上。因为芳族化合物含量也对各NOx和PM在排气中的浓度具有影响,它优选是40vol.%或40vol.%以下,更优选35vol.%或35vol.%以下和更优选30vol.%或30vol.%以下。
这里使用的术语“饱和成分含量”,“烯烃含量”和“芳族化合物含量”表示通过根据JIS K 2536“石油制品-成分试验方法”的荧光指示试剂吸附法测量获得的容量%。
对本发明瓦斯油组合物的倾点(PP)没有特殊限制。然而,为了提供低温启动性和驱动性,PP优选是0℃或0℃以下,更优选-5℃或-5℃以下,和最优选-10℃或-10℃以下。为了提供燃料喷射泵中的润滑性,PP优选是-20℃或-20℃以上,更优选-15℃或-15℃以上,甚至更优选-10℃或-10℃以上,进一步更优选-5℃或-5℃以上,最优选0℃或0℃以上。
这里使用的术语“倾点(PP)”表示根据JIS K 2269“原油及石油制品的倾点以及石油制品浊点试验方法”测定的倾点。
对本发明瓦斯油组合物的冷过滤堵塞点(CFPP)没有特殊限制。一般,CFPP优选是0℃或0℃以下,更优选-5℃或-5℃以下,甚至更优选-10℃或-10℃以下,最优选-20℃或-20℃以下。为了获得燃料喷射泵中的更好润滑性,CFPP优选是-15℃或-15℃以上,更优选-10℃或-10℃以上,甚至更优选-5℃或-5℃以上,最优选0℃或0℃以上。
这里使用的术语“CFPP”表示根据JIS K 2288“汽油冷过滤堵塞点试验方法”测定的堵塞点。
现在提供本发明的实施例用于说明本发明,但本发明决不受限于这些
实施例。
(1)试样的制备
根据表3所示比例,分别使用在表1和2中所示的各种聚醚胺(PEA 1-8)和聚醚(PE 1-4)制备各试样1-9。
在表2中的聚醚(PE1-4)是从下式衍生的那些:R′1-O-(A′O)b′-(A″O)b″-R″1 (14)
(2)基本汽油的制备
通过混合60份(体积)的催化重整汽油,30份(体积)的催化裂化汽油和10份(体积)烷基化物来制备具有以下性能的基本汽油(内燃机汽油)。
基本汽油性能
Reid蒸气压:6.37×104Pa(0.65kgf/cm2)
比重:0.727
沸点范围:30-190℃
辛烷值:98.1。
实施例1-8和对比实施例1-4
通过以99.96质量%:0.04质量%的掺混比将基本汽油和以上获得的试样(试样1-8)掺混来制备根据本发明的汽油组合物。
对各汽油组合物进行以下发动机评价试验。
为了对比,对其中单独使用的基本汽油的情况(对比实施例1),其中使用聚丁烯基胺去垢剂代替聚醚胺和聚醚(对比实施例2和3),和其中仅加入样品9的聚醚(对比实施例4)进行相同的发动机评价试验。
结果表示在表4中。
发动机评价试验
(1)进气系统的去垢试验
使用装有2000ml活塞式燃料喷射发动机的小客车,如下所示,在重复一个循环1小时、共200小时的运行模式之后,拆下发动机以测量在进气阀上的沉积物的量。根据在单独用基本汽油运行(对比实施例1)和用以上获得的汽油组合物运行之间的沉积物量的差别来评价去垢性。在试验之前拆卸用于该试验的发动机,以便从燃烧室和进气系统中除去沉积物,并装备新的进气阀、排气阀和火花塞,所有这些都已经称重和填充新发动机油。
运行方式:
空载:1分钟
发动机在1,500rpm下操作,进气负压为-2.66×104Pa(-200mmHg):30分钟
发动机在2,700rpm下操作,进气负压为-4×104Pa(-300mmHg):20分钟
发动机停机:9分钟
(2)燃烧室中的去垢试验
使用装有2000ml活塞式燃料喷射发动机的小客车,使用实施例的汽油组合物作为燃料。客车用-2×104Pa(-150mmHg)的进气压力在1,500rpm的发动机转数和50℃的冷却剂温度下驾驶96小时。试验结束后,拆卸发动机以测量在燃烧室中的沉积物的量。根据在该量和通过只使用基本汽油获得的沉积物量(对比实施例1)之间的差别来评价去垢性。在试验之前拆卸用于本试验的发动机以便从燃烧室和进气系统中除去沉积物,并装备新进气阀、排气阀和火花塞,所有这些都已经称重过和用新发动机油填充。
如由表4中的发动机评价试验结果所清楚显示的那样,实施例1-8的汽油组合物表现了对进气系统和燃烧室显著提高的沉积物去垢效果。然而,不含聚醚胺和聚醚的对比实施例1的汽油组合物和仅含有聚醚的对比实施例4的汽油组合物在进气系统中的沉积物去垢性下降,而均含有商购聚丁烯胺去垢剂的对比实施例2和3有助于进气系统中的沉积物去垢性,但与单独的基本汽油相比,增加燃烧室中的沉积物。
实施例9-16和对比实施例5-6
以99.99质量%的基本瓦斯油与0.01质量%的试样的掺混比,将表5所示性能的基本瓦斯油与表3所示本发明的试样(样品1-8)掺混来制备瓦斯油组合物(实施例9-16)。
对各瓦斯油组合物进行下述发动机喷嘴去垢试验。结果表示在表6中。为了对比,对单独的基本汽油(对比实施例5)和通过将基本瓦斯油与0.01质量%的样品9掺混获得的瓦斯油组合物(对比实施例6)进行相同试验。结果也表示在表6中。
喷嘴去垢试验
具有4个阀门的2L总排气量的发动机用36.4Nm的转矩在1,840rpm下连续运转48小时,在试验之后,测量喷嘴中的残余瓦斯油流量比率。术语“残余流量比率”表示试验后喷嘴流量与试验前新喷嘴中的流量的比率。
当针阀增加到0.1mm时,测量喷嘴流量。残余流量比率越大,表明去垢性越优异。
如由表6中的喷嘴去垢试验结果所清楚显示的那样,实施例9-16的瓦斯油组合物表现了显著优异的在喷嘴中的沉积物去垢性。然而,不含有聚醚胺和聚醚的对比实施例5的瓦斯油组合物和仅含有聚醚的对比实施例6的瓦斯油组合物对在喷嘴中积聚的沉积物的去垢性低劣,导致了燃料流量降低。
表1
R1 | A’O | a’ | A” O | a” | R2 | X1 | X2 | |
PEA1 | H | BO | 20 | - | - | C2H4 | H | H |
PEA2 | H | BO | 20 | - | - | C2H4 | (BO)xH | (BO)yH |
PEA3 | H | PO | 30 | - | - | C2H4 | H | |
PEA4 | H | PO | 30 | - | - | C2H4 | (PO)pH | (PO)qH |
PEA5 | H | BO | 15 | PO | 10 | C2H4 | H | H |
PEA6 | H | BO | 15 | PO | 10 | C2H4 | (BO)r(PO)sH | (BO)t(PO)uH |
PEA7 | H | BO | 18 | EO | 3 | C2H4 | H | H |
PEA8 | H | BO | 18 | EO | 3 | C2H4 | (BO)h(EO)iH | (BO)j(EO)kH |
BO:1,2-环氧丁烷,PO:环氧丙烷,EO:环氧乙烷
x≥0,y≥0,x+y=30,p≥0,q≥0,p+q=45,
r≥0,s≥0,t≥0,u≥0,h≥0,i≥0,j≥0,k≥0表2
R’1 | A’O | b’ | A”O | b” | R”1 | |
PE1 | H | BO | 30 | - | - | H |
PE2 | H | PO | 45 | - | - | H |
PE3 | H | BO | 30 | PO | 20 | H |
PE4 | H | BO | 30 | EO | 5 | H |
BO:1,2-环氧丁烷,PO:环氧丙烷,EO:环氧乙烷表3
表4
PEA 重量份 | PEA 重量份 | PE 重量份 | |
样品1 | PEA1 50 | - - | PE1 50 |
样品2 | PEA1 35 | PEA2 20 | PE1 45 |
样品3 | PEA3 70 | - - | PE2 30 |
样品4 | PEA3 55 | PEA4 15 | PE2 30 |
样品5 | PEA5 60 | - - | PE3 40 |
样品6 | PEA5 40 | PEA6 20 | PE3 40 |
样品7 | PEA7 55 | - - | PE4 45 |
样品8 | PEA7 45 | PEA8 10 | PE4 45 |
样品9 | - - | - - | PE2 100 |
汽油组合物 | 发动机评价试验结果 | |||
进气系统中的沉积物变化量(mg) | 燃烧室中的沉积物变化量(mg) | |||
实施例1 | 基本汽油 | 样品1 | -100.3 | -201.7 |
实施例2 | 基本汽油 | 样品2 | -72.4 | -182.6 |
实施例3 | 基本汽油 | 样品3 | -85.2 | -223.1 |
实施例4 | 基本汽油 | 样品4 | -68.9 | -190.5 |
实施例5 | 基本汽油 | 样品5 | -92.5 | -156.9 |
实施例6 | 基本汽油 | 样品6 | -73.6 | -137.7 |
实施例7 | 基本汽油 | 样品7 | -61.1 | -104.2 |
实施例8 | 基本汽油 | 样品8 | -40.7 | -98.8 |
对比实施例1 | 基本汽油 | - | - | - |
对比实施例2 | 基本汽油 | 聚丁烯基胺型去垢剂1 | -33.5 | 385.9 |
对比实施例3 | 基本汽油 | 聚丁烯基胺型去垢剂2 | -42.0 | 773.4 |
对比实施例4 | 基本汽油 | 样品9 | -1.8 | 21.6 |
1)聚丁烯基胺去垢剂1
活性组分:聚丁二酸丁烯基酯和四亚乙基五胺的酰亚胺(数均分子量大约3,000)
2)聚丁烯基胺去垢剂2
活性组分:聚丁烯基四亚乙基五胺(数均分子量大约3,500)
3)进气系统中沉积物的变化:与单纯的基本汽油相比的差值
4)燃烧室中沉积物的变化:与单纯的基本汽油相比的差值
表5
表6
十六烷值 | 54 |
十六烷指数 | 54 |
蒸馏性能℃初始沸点T10T30T50T70T90T95蒸馏终点 | 164205254282305335348361 |
硫含量 质量ppm | 380 |
运动粘度@ 30℃ mm2/s | 3.659 |
密度@15℃ kg/m3 | 834.0 |
组成分析 vol%饱和化合物烯烃芳族化合物 | 73.60.126.3 |
倾点℃ | -17 |
堵塞点 ℃ | -9 |
瓦斯油组合物 | 喷嘴残余流量比率(%) | ||
实施例9 | 基本瓦斯油 | 样品1 | 54 |
实施例10 | 基本瓦斯油 | 样品2 | 50 |
实施例11 | 基本瓦斯油 | 样品3 | 51 |
实施例12 | 基本瓦斯油 | 样品4 | 48 |
实施例13 | 基本瓦斯油 | 样品5 | 53 |
实施例14 | 基本瓦斯油 | 样品6 | 49 |
实施例15 | 基本瓦斯油 | 样品7 | 50 |
实施例16 | 基本瓦斯油 | 样品8 | 47 |
对比实施例5 | 基本瓦斯油 | - | 35 |
对比实施例6 | 基本瓦斯油 | 样品9 | 36 |
Claims (7)
1、由具有一个或多个碱性氮的聚醚胺和聚醚组成的燃料添加剂。
2、根据权利要求1的燃料添加剂,其中所述聚醚胺是用下式表示的化合物:
R1-O-(A1O)a-R2-NX2 (1)
其中R1选自氢和具有1-30个碳原子的烃基,A1是具有2-18个碳原子的亚烷基,a是1-200的整数,R2是具有1-6个碳原子的亚烷基,X选自以下X1-X3基团:
X1是用下式表示的基团:
-(A2O)b-R3 (2)
其中A2是具有2-18个碳原子的亚烷基,b是0-200的整数,R3选自氢和具有1-30个碳原子的烃基,
其中R4是具有2-6个碳原子的亚烷基,R5选自氢,具有1-4个碳原子的烷基和式(2)的基团,R6选自氢、具有1-30个碳原子的烃基和式(2)的基团,c是1-5的整数,
其中R7是具有2-6个碳原子的亚烷基,R8、R9、R10和R11各自独立选自氢和具有1-10个碳原子的烃基,Y选自亚甲基,被具有1-10个碳原子的烃基取代的亚甲基,亚氨基,被具有1-10个碳原子的烃基取代的氨基和氧原子,d是0或1,如果d等于0,式(1)的-NX2用下式替换:
即,d=0时,式(4)中的N对应于式(1)中的N。
3、根据权利要求1的燃料添加剂,其中所述聚醚是用下式表示的化合物:
R12-O-(A3O)e-R13 (12)
其中R12和R13各自独立是氢或具有1-30个碳原子的烃基,A3是具有2-18个碳原子的亚烷基,e是1-200的整数。
4、根据权利要求1的燃料添加剂,其中所述聚醚胺与所述聚醚的掺混比是5-95质量%∶95-5质量%。
5、通过将前述权利要求的任一项中所记载的燃料添加剂添加到燃料中获得的燃料组合物。
6、根据权利要求5的燃料组合物,基于组合物的总质量,燃料添加剂的含量为0.001-10质量%。
7、根据权利要求5或6的燃料组合物,其中所述燃料是汽油或瓦斯油。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27680899 | 1999-09-29 | ||
JP276808/99 | 1999-09-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1376192A true CN1376192A (zh) | 2002-10-23 |
Family
ID=17574683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN00813474A Pending CN1376192A (zh) | 1999-09-29 | 2000-09-25 | 燃料添加剂和燃料组合物 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1376192A (zh) |
AU (1) | AU7443700A (zh) |
TW (1) | TW500799B (zh) |
WO (1) | WO2001023503A1 (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102051239B (zh) * | 2009-10-28 | 2013-11-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 生物柴油组合物及提高生物柴油氧化安定性的方法 |
CN106675674A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-05-17 | 深圳市鸿庆泰石油添加剂有限公司 | 汽油添加剂及其制备方法 |
CN107298992A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-10-27 | 宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司) | 一种低硫柴油抗磨添加剂 |
CN109563423A (zh) * | 2016-07-26 | 2019-04-02 | 昭和砚壳石油株式会社 | 汽油组合物及其制造方法 |
CN110423341A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-08 | 山东益丰生化环保股份有限公司 | 一种聚醚胺类化合物及其制备方法、汽油清净剂 |
CN113025448A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-25 | 3M中国有限公司 | 发动机燃油系统沉积物清洗组合物、其制备方法和清洗发动机燃油系统沉积物的方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4298352A (en) * | 1977-11-29 | 1981-11-03 | Berol Kemi Ab | Diesel fuel comprising methanol and a methanol-soluble polyoxyalkylene compound |
US4409000A (en) * | 1981-12-14 | 1983-10-11 | The Lubrizol Corporation | Combinations of hydroxy amines and carboxylic dispersants as fuel additives |
JPH06322381A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-11-22 | Kao Corp | 燃料油添加剤組成物及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-09-25 AU AU74437/00A patent/AU7443700A/en not_active Abandoned
- 2000-09-25 CN CN00813474A patent/CN1376192A/zh active Pending
- 2000-09-25 WO PCT/JP2000/006550 patent/WO2001023503A1/ja active Application Filing
- 2000-09-29 TW TW089120211A patent/TW500799B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102051239B (zh) * | 2009-10-28 | 2013-11-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 生物柴油组合物及提高生物柴油氧化安定性的方法 |
CN109563423A (zh) * | 2016-07-26 | 2019-04-02 | 昭和砚壳石油株式会社 | 汽油组合物及其制造方法 |
US10968408B2 (en) | 2016-07-26 | 2021-04-06 | Idemitsu Kosan Co., Ltd | Gasoline composition and production process therefor |
CN109563423B (zh) * | 2016-07-26 | 2021-07-06 | 出光兴产株式会社 | 汽油组合物及其制造方法 |
CN106675674A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-05-17 | 深圳市鸿庆泰石油添加剂有限公司 | 汽油添加剂及其制备方法 |
CN106675674B (zh) * | 2017-03-01 | 2018-04-06 | 深圳市鸿庆泰石油添加剂有限公司 | 汽油添加剂及其制备方法 |
CN107298992A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-10-27 | 宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司) | 一种低硫柴油抗磨添加剂 |
CN110423341A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-08 | 山东益丰生化环保股份有限公司 | 一种聚醚胺类化合物及其制备方法、汽油清净剂 |
CN113025448A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-25 | 3M中国有限公司 | 发动机燃油系统沉积物清洗组合物、其制备方法和清洗发动机燃油系统沉积物的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU7443700A (en) | 2001-04-30 |
WO2001023503A1 (fr) | 2001-04-05 |
TW500799B (en) | 2002-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1099406C (zh) | 烷氧基乙酸衍生物 | |
CN1048520C (zh) | 燃料油组合物 | |
CN1020632C (zh) | 燃料产物 | |
CN1022046C (zh) | 组合物及其作为燃料添加剂的应用 | |
JP5095916B2 (ja) | 燃料組成物 | |
CN1514871A (zh) | 石油中源于植物的材料用于减小排放物的用途 | |
CN1376191A (zh) | 含有选自醇、醚、醛、酮、酯、无机酯、缩醛、环氧化物和过氧化物的至少四种不同的含氧功能基团的柴油机燃气轮机和蜗轮喷气发动机用发动机燃料 | |
EP3894525B1 (en) | Use to reduce deposits in compression ignition internal combustion engines | |
CN1017255B (zh) | 改善低温性能的中间馏分组合物 | |
CN1856563A (zh) | 含费-托衍生燃料的燃料组合物 | |
CN1376192A (zh) | 燃料添加剂和燃料组合物 | |
CN1172847A (zh) | 燃料添加剂 | |
EP1685217B1 (en) | Fuel compositions comprising a c4-c8 alkyl levulinate | |
CN1034951A (zh) | 燃料油添加剂 | |
CN1795259A (zh) | 具有改进的低温流动性能的燃料组合物 | |
CN1840619A (zh) | 内燃机用醇类燃料组合物 | |
US9017429B2 (en) | Fuel compositions | |
CN1717469A (zh) | 内燃机用液体燃料 | |
US20130000583A1 (en) | Liquid fuel compositions | |
CN87101763A (zh) | 改进的燃料组合物 | |
US8771385B2 (en) | Fuel compositions | |
CN100345947C (zh) | 烯键式不饱和酯的均聚物用于改善冷流改进剂的效用的用途 | |
CN1104486C (zh) | 燃料组合物 | |
CN113056541A (zh) | 燃料组合物 | |
AU2004287631B2 (en) | Fuel compositions comprising a C4-C8 alkyl levulinate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |