DE69823742T2

DE69823742T2 - Etheraminalkoxylate enthaltende Brennstoffzusammensetzungen

Info

Publication number: DE69823742T2
Application number: DE69823742T
Authority: DE
Inventors: John M. Austin Larkin; Wei-Yang Austin Su; Terry L. Austin Renken
Original assignee: Chevron Oronite Co LLC
Current assignee: Chevron Oronite Co LLC
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: EP0887401A1; EP0887401B1; US6063145A; DE69823742D1; ATE266712T1; KR19990007231A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzusammensetzung, die einen Erdölkraftstoff und ein Etheraminalkoxylat enthält.
Erdöldestillate werden seit langem als Kraftstoffe für Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt. In den letzten Jahren galt die Forschung der Herstellung von Kraftstoffzusammensetzungen, worin das Additiv ein oberflächenaktives Mittel ist, welches die Kraftstoffverteilung so verbessert, dass keine schlechten Fahreigenschaften wegen einer Fehlverteilung des Kraftstoff-Luftgemisches zwischen den Zylindern mehr auftreten. Derartige Komponenten in den neuen nützlichen Kraftstoffzusammensetzungen sind höchst erwünscht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine neue Kraftstoffzusammensetzung, welche die vorgenannten Probleme, Bedürfnisse und Nachteile behebt.
Der erste Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Etheraminalkoxylats der Formel
worin R¹ ein gerades oder verzweigtes Alkyl oder Alkylaryl ist; R² unabhängig in jedem Fall Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffen ist; R³ unabhängig in jedem Fall Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffen ist; m im Mittel von 2 bis 20 ist, und x und y jeweils unabhängig im Mittel von 0 bis 2 sind, wobei x + y im Mittel von 1 bis 4 ist, als ein die Kraftstoffverteilung verbesserndes Additiv.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Etheramialkoxylat der Formel
worin ist: R¹ ein Alkylaryl, disubstituiert mit Alkylgruppen; R² unabhängig in jedem Fall Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen; R³ unabhängig in jedem Fall Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffen; m im Mittel von 2 bis 20; x und y jeweils unabhängig im Mittel von 0 bis 2; wobei x + y im Mittel von 1 bis 4 ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Etheraminalkoxylat der Formel
worin ist: R¹ ein Alkylaryl; R² bei jedem Auftreten unabhängig Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffen; R³ bei jedem Auftreten ein Alkyl mit 1 oder 2 Kohlenstoffen; m im Mittel von 2 bis 20; und x und y im Mittel jeweils unabhängig von 0 bis 2, wobei x + y im Mittel von 1 bis 4 ist.
Ein anderer breiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Kraftstoffzusammensetzung, umfassend einen Erdölkraftstoff und ein wie oben definiertes Etheraminalkoxylat.
Ein weiterer breiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftstoffadditivkonzentrat, umfassend etwa 10 bis etwa 2000 Teile Etheraminalkoxylat; wobei der Rest einen Erdöldestillatkraftstof enthält, in dem das Etheraminalkoxylat wie oben definiert ist.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind als Kraftstoffadditive geeignet und als Kraftstoffzusammensetzungen für Verbrennungskraftmaschinen und dergleichen.
Eingehende Beschreibung der Erfindung
Die Ausgangsstoffe zur Herstellung der erfindungsgemäßen Etheraminalkyloxylate können sein: alkoxylierter Alkohol oder Phenol der Formel R¹-(OCH₂CHR²)_m-OH, worin ist: R¹, R² und m wie hier beschrieben. Die Ausgangsstoffe können in bekannter Weise hergestellt werden, bspw. durch Alkoxylierung von Alkoholen und Phenolen mit Alkylenoxid in Gegenwart eines Alkoxylierungskatalysators wie NaOH oder KOH.
Der alkoxylierte Alkohol oder das alkoxylierte Phenol wird in bekannter Weise mit Ammoniak umgesetzt, bspw, durch Umsetzung von Ammoniak in Gegenwart eines Aminierungskatalysators unter Gewinnung eines Etheramins. Der Aminierungsschritt erfolgt in der Regel bei einer Temperatur von etwa 100 bis etwa 300°C, vorzugsweise von etwa 190 bis 220°C. Der Druck wird in der Regel gehalten im Bereich von etwa 3,45 bis etwa 34,5 MPa (etwa 500 bis etwa 5000 psi). Das US-Patent 5 616 811 beschreibt ein derartiges Aminierungsverfahren.
Das Etheramin wird dann mit einem Alkylenoxid in bekannter Weise alkoxyliert, wobei man Etheraminalkoxylate erhält. Typische Beispiele für derartige Alkylenoxide umfassen Ethylenoxid, Propylenoxid, 1,2-Butylenoxid, 2,3-Butylenoxid oder Gemische davon. In bestimmten Ausführungsformen sind die Alkylenoxide Ethylenoxid, Propylenoxid oder Gemische davon. Ethylenoxid ist das bevorzugte Alkylenoxid.
Die erfindungsgemäßen Kraftstoffzusammensetzungen umfassen ein wie oben beschriebenes Etheraminalkoxylat in Verbindung mit einem Erdölkraftstoff. Typische Beispiele für derartige Erdöldestillatkraftstoffe umfassen Benzin, Diesel und dergleichen, sind aber nicht beschränkt hierauf. Die Etheraminalkoxylat-Konzentration hängt von einer Vielzahl Faktoren ab wie der Gegenwart von Detergenzien, Dispergierungsmitteln und weiteren Additiven und dergleichen. Das Etheraminalkoxylat ist im Allgemeinen in einer Menge zugegen, dass die Zusammensetzung Kraftstoffverteilungseigenschaften besitzt. Das Etheraminalkoxylat kann bspw. eingesetzt werden in einer Konzentration von 10 Teile pro Million bis 5000 Teile pro Million.
Das Etheraminalkoxylat kann als Konzentrat formuliert sein, wobei ein Erdöldestillat als Grundstoff verwendet wird.
In Benzinkraftstoffen können auch andere Kraftstoffadditive beinhaltet sein wie Antiklopfmittel, bspw. Methylcyclopentadienyl-mangantricarbonyl, Tetramethyl- oder Tetraethylblei oder andere Dispergierungsmittel oder Detergenzien wie verschieden substituierte Succinimide, Amine, etc.
Die erfindungsgemäßen Kraftstoffzusammensetzungen können einfach hergestellt werden, durch bspw. Dispergieren eines Etheraminalkoxylats in einem gewählten Erdöldestillatkraftstoff, in dem man das Etheraminalkoxylat dem Erdöldesillat zusetzt und rührt oder anderweitig die sich ergebende Lösung bewegt, um so das Etheraminalkoxylat in dieser Zusammensetzung gleichmäßig zu dispergieren. Es kann in dieser Hinsicht jedes herkömmliche Verfahren zum Mischen von Kraftstoffen eingesetzt werden.
Die nachstehenden Beispiele dienen der Darstellung der Erfindung. Sie sollen nicht den Umfang der Erfindung oder die Ansprüche beschränken. Sofern nicht anders angegeben sind alle Prozentsätze Gewichtsprozente. In den Beispielen steht mval/g (meq/g) für Milliäquivalente pro Gramm. EPAL^TM-Alkohol ist ein primärer linearer Alkohol.
Beispiel 1: Allgemeines Verfahren zur Herstellung von Etheraminalkoxylaten
Ca. 21,81 kg (48,04 lbs) aminiertes 3,0-Mol-Ethylenoxid-Addukt von EPAL^TM 1214-Alkohol wurde in einen Reaktor geladen. Das Etheramin wurde auf unter 0,05% Wasser mittels Stickstoffdurchleitung bei 130°C getrocknet. Das Ethylenoxid (10,96 lbs) wurde bei 140 bis 150°C zugesetzt und unter einem Höchstmessdruck von 345 kPa (50 psig). Der Reaktor wurde dann arbeiten gelassen bis auf weniger als 6,9 kPa Messdruckabfall (1 psig), innerhalb 60 Minuten. Der Reaktor wurde dann 15 Minuten gelöscht und das Produkt gesammelt und analysiert. Die Analyse des hohlen wasserstofflöslichen Produkts ergab: Gesamtamin 1,961 mval/g (meq/g), Tertiäramin 1,942 mval/g (meq/g).
Beispiel 2
Es wurde das Verfahren von Beispiel 1 verwendet, nur 24,89 kg (54,82 lbs) aminiertes 2,2 Molpropylenoxidaddukt von EPAL^TM 1214-Alkohol und 6,89 kg (15,18 lbs) Ethylenoxid zugesetzt. Die Analyse des kohlenwasserstofflöslichen Produkts ergab: Gesamtamin 2,356 mval/g (meq/g); Tertiäramin 2,347 mval/g (meq/g).
Beispiel 3
Es wurde das Verfahren von Beispiel 1 verwendet, nur 20,42 kg (44,98 lbs) aminiertes 3,0-Mol-Propylenadukt von EPAL^TM 1618-Alkohol und 0,19 kg (0,42 lbs) Ethylenoxid eingesetzt. Die Analyse des kohlenwasserstofflöslichen Produkts ergab: Gesamtamin 1,889 mval/g (meq/g); Tertiäramin 1,872 mval/g (meq/g).
Beispiel 4
Es wurde das Verfahren von Beispiel 1 verwendet, nur 22,85 kg (50,55 lbs) aminiertes 3,0-Mol-Ethylenoxidaddukt EPAL^TM 1618-Alkohol und 4,29 kg (9,45 Pfund) Ethylenoxid eingesetzt. Die Analyse des kohlenwasserstofflöslichen Produkts ergab: Gesamtamin 1,706 mval/g (meq/g); Tertiäramin 1,704 mval/g (meq/g).
Die in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarten Merkmale können einzeln oder in Kombination Gegenstand der Erfindung und ihrer Ausführungsformen sein.

Claims

Verwendung eines Etheraminalkoxylats der Formel:
worin R¹ ein gerades oder verzweigtes Alkaryl ist; R² unabhängig bei jedem Auftreten Wasserstoff oder Alkyl mit von 1 bis 6 Kohlenstoffen ist; R³ unabhängig bei jedem Auftreten Wasserstoff oder Alkyl mit von 1 bis 6 Kohlenstoffen ist; m im Mittel von 2 bis 20 ist; und x und y jeweils unabhängig im Mittel von 0 bis 2 sind, wobei x + y im Mittel von 1 bis 4 ist, als Additiv zur Verbesserung der Brennstoffverteilung.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R¹ von 7 bis 30 Kohlenstoffatome enthält.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R¹ disubstituiert mit Alkylgruppen ist.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R² 1 oder 2 Kohlenstoffatome enthält.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R² Wasserstoff ist.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R³ Wasserstoff ist.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R³ Alkyl ist, das 1 oder 2 Kohlenstoffe enthält.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass x + y von 1 bis 3 reicht.
Etheraminalkoxylat der Formel:
worin R¹ ein Alkylaryl ist, das disubstituiert mit Alkylgruppen ist; R² unabhängig bei jedem Auftreten Wasserstoff oder Alkyl mit von 1 bis 6 Kohlenstoffen ist; R³ unabhängig bei jedem Auftreten Wasserstoff oder Alkyl mit von 1 bis 6 Kohlenstoffen ist; m im Mittel von 2 bis 20 ist; und x und y jeweils unabhängig im Mittel von 0 bis 2 sind, wobei x + y im Mittel von 1 bis 4 ist.
Etheraminalkoxylat der Formel
worin R¹ ein Alkylaryl ist; R² unabhängig bei jedem Auftreten Wasserstoff oder Alkyl mit von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist; R³ unabhängig bei jedem Auftreten Alkyl ist, das 1 oder 2 Kohlenstoffe enthält; m im Mittel von 2 bis 20 ist; und x und y jeweils unabhängig im Mittel von 0 bis 2 sind, wobei x + y im Mittel von 1 bis 4 ist.
Kraftstoffzusammensetzung, welche einen Kraftstoff auf Erdölbasis umfasst und ein Etheraminalkoxylat nach einem der Ansprüche 9 bis 10.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Etheraminalkoxylat in einer Menge im Bereich von 10 Teile pro Million bis 5000 Teile pro Million, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt.
Kraftstoffadditivkonzentrat, das von 10 Teile bis 2000 Teile Etheraminalkoxylat nach einem der Ansprüche 9 bis 10 umfasst, mit einem Rest, der einen Kraftstoff auf Erdöldestillatbasis umfasst.
Konzentrat nach Anspruch 13, das von 30 bis 400 Teile Etheraminalkoxylat umfasst.