EP2751236A1 - Composition d'additifs pour combustible liquide de type burning kerosene et ses utilisations - Google Patents

Composition d'additifs pour combustible liquide de type burning kerosene et ses utilisations

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EP2751236A1
EP2751236A1 EP12751348.9A EP12751348A EP2751236A1 EP 2751236 A1 EP2751236 A1 EP 2751236A1 EP 12751348 A EP12751348 A EP 12751348A EP 2751236 A1 EP2751236 A1 EP 2751236A1
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EP
European Patent Office
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additive
composition
fuel
weight
parts
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12751348.9A
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English (en)
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Bénédicte Amblard
Laurent Germanaud
Christian Vermorel
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TotalEnergies Marketing Services SA
Original Assignee
Total Raffinage Marketing SA
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Publication date
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    • C10L1/2283—Organic compounds containing nitrogen containing at least one carbon-to-nitrogen double bond, e.g. guanidines, hydrazones, semicarbazones, imines; containing at least one carbon-to-nitrogen triple bond, e.g. nitriles containing one or more carbon to nitrogen double bonds, e.g. guanidine, hydrazone, semi-carbazone, azomethine

Definitions

  • the present invention relates to a high quality fuel consisting of a Burning Kerosene or Burning Oil type liquid fuel or kerosene or domestic fuel oil and an additive composition.
  • This high quality fuel can be used for energy production, heating or cooking for family or collective use.
  • Burning Kerosene type fuels are liquid fuels with distillation temperatures between those of gasoline and those of diesel and properties rather similar to those of diesel fuel. They are very present on the Anglo Saxon market.
  • Kerosene Regular which is a standard kerosene for conventional heating systems
  • BUK C1 Class C1 BUK according to the British standard BS 2869 (BUK C1 or Prermium Oil), which is a deflavored BUK C2, it has characteristics similar to those of an aviation fuel.
  • BS 2869 BUK C1 or Prermium Oil
  • BUK C1 or C2 type liquid fuels or lamp oils can be used in heating appliances, or in stationary energy-producing appliances, or in appliances for supplying the energy necessary for cooking food.
  • These fuels are suitable for any type of heating system: domestic boilers (equipped with a spray burner), spray boilers, especially those operating with a sleeve burner (continuous burner), such as cooking and / or heating appliances , stoves, AGA ® or Rayburn ® boilers.
  • C2 BUK type of liquid fuel marketed by the applicant under the name ® KetruI As examples of fuels, there may be mentioned C2 BUK type of liquid fuel marketed by the applicant under the name ® KetruI and the liquid fuel marketed by the applicant under the name ® Kerdane which has properties equivalent to those of BUK C1 or aviation kerosene.
  • ® KetruI As examples of fuels, there may be mentioned C2 BUK type of liquid fuel marketed by the applicant under the name ® KetruI and the liquid fuel marketed by the applicant under the name ® Kerdane which has properties equivalent to those of BUK C1 or aviation kerosene.
  • the liquid fuel passes through a small diameter feed pipe, usually metal, to reach the combustion chamber.
  • a small diameter feed pipe usually metal
  • the walls of this duct closest to the combustion chamber are subjected to very high temperatures for residence times which can be significant, more particularly for appliances where the fuel flow is low. This greatly increases the risk of thermal degradation of the fuel and can lead to the formation of solid deposits on the walls of the conduit, resulting in a reduction in the diameter available for the passage of the fuel and a possible reduction of the flow, or an interruption of the supply of the combustion chamber.
  • the fuel reaches a combustion pot in which it stays at high temperature (250 ° C to 380 ° C), a few minutes to 1 hour before being vaporized and burned. Under such conditions thermal cracking can occur which results in the formation of solid deposits which lead to degradation of the combustion.
  • the manufacturers of these devices recommend maintenance of the combustion system every 6 months. In some cases, more frequent maintenance is required even before 6 months of use.
  • EP 2 147 966 has proposed a liquid fuel additive composition which comprises
  • At least one metal sequestering agent such as N, N'-disalicylidene 1, 2-diaminopropane, especially a copper sequestrant,
  • additive compositions although having under certain conditions of use very good performance to maintain the quality of combustion, can in some cases undergo thermal cracking at high temperature which inhibits the effectiveness of the additive and leads to a potential clogging of the feed circuit of the sleeve burner or and / or the burnpot by the formation of residues during thermal cracking.
  • the present invention provides a liquid fuel additive with an additive composition having excellent combustion properties and which avoids the problems stated above.
  • the liquid fuel additive according to the invention can be used in particular as fuel for thermal appliances and in particular for appliances where the fuel flow is low; the problems of plugging the supply ducts from the fuel storage tank to the combustion chamber are avoided but also the fuel ensures excellent combustion quality while limiting solid deposits at the burner, i.e. unburned. This has the effect of significantly increasing the time interval between two maintenances.
  • a first object relates to a high quality liquid fuel BUK, kerosene or domestic fuel oil, adapted to energy production devices and / or heating and / or for cooking food.
  • This high quality fuel has improved properties over a standard fuel.
  • properties of the fuel are improved, in particular the oxidation stability, the quality of the combustion, and possibly the odor.
  • the invention also proposes an additive composition for liquid fuel of the BUK or kerosene and / or domestic fuel type comprising the following components:
  • At least one hindered phenol type antioxidant agent alkyl phenol
  • at least one metal sequestrant in particular copper, or chelating agent
  • compositions according to the invention may also contain one or more of the following additives:
  • the additive composition according to the invention may also contain a hydrocarbon organic solvent and optionally a cosolvent or compatibilizer which may be selected from organic solvents, especially those derived from petroleum fractions.
  • the additive composition according to the invention comprises at least one hydrocarbon organic solvent and / or at least one compatibilizer or co-solvent.
  • the antioxidant (s) a) may contain or consist of at least one compound comprising at least one hindered phenol group (mono- or polysubstituted phenol); as an example of hindered phenol type antioxidants, mention may be made of 2,6-di-tert-butyl-4-methyl-phenol (BHT) (CAS No. 128-37-0), tert-butyl hydroquinone (TBHQ) (CAS No. 1948-33-0), 2,6-di-tert-butyl phenol (CAS No. 128-39-2) and 2,4 di-tert-butyl phenol (CAS No. 96-76-4), 2,4-dimethyl-6-tert-butyl phenol CAS No.
  • BHT 2,6-di-tert-butyl-4-methyl-phenol
  • TBHQ tert-butyl hydroquinone
  • 2,6-di-tert-butyl phenol CAS No. 128-39-2
  • the metal sequestrant (s) b) may be chosen from amines substituted with ⁇ , ⁇ '-disalicylidene groups, such as ⁇ , ⁇ '-disalicylidene 1, 2-diaminopropane (CAS No. 94-91-7).
  • the optional scenting and / or masking odorant (s) and / or odorant (c), preferably present in the additive compositions according to the invention, can be chosen for example from:
  • aliphatic or aromatic esters such as benzyl acetate
  • alcohols such as terpene alcohols such as linalool 3,7-dimethyl-1,6-octadiene-3-ol), or else phenylethyl alcohols,
  • ketones such as crystallized camphor, maltol or ethylmaltol
  • essential oils such as essential oils derived from citrus, alone or in mixtures.
  • R1, R2, R3, which may be identical or different, are chosen from hydrogen and hydrocarbon radicals comprising from 1 to 10 carbon atoms and optionally comprising one or more heteroatoms, in particular from 1 to 3 heteroatoms; the hydrocarbon radicals can be linear or branched.
  • heteroatom oxygen atoms, nitrogen and sulfur.
  • the organic tricyclic compounds as described in paragraphs [0018] to [0022] of application EP-A-1591514 have formula ( ⁇ ): in which :
  • R1 and R2, identical or different, are chosen from:
  • alkylcarboxylate radicals of formula R-COO alkylcarboxylate radicals of formula R-COO
  • alkylcarbonyl radicals of formula R-C O,
  • R3 is selected from hydrogen and radicals
  • R 1 or R 2 is hydrogen.
  • R3 is
  • R 1 is chosen from alkylcarboxylate radicals of formula R'-COO with R 'linear or branched C 1 to C 4 alkyl radical.
  • a mixture of at least one organic tricyclic compound and at least one aldehyde, an ester, a hydroxide, a ketone, an essential oil is preferably used as perfume, odor masking or reodorant c). as defined above.
  • the optional marker (s) d), preferably present in the additive compositions according to the invention may be chosen in particular from the following aliphatic or cycloaliphatic esters:
  • Tricyclodecenyl propionate (CAS No. 17511-60-3)
  • Preferred additive compositions according to the invention comprise:
  • anti-oxidant agent s
  • metal sequestrant (s) b) from 2 to 20, preferably from 2 to 10, parts by weight of metal sequestrant (s) b),
  • compositions may also contain:
  • organic co-solvent preferably from 5 to 15, parts by weight of organic co-solvent (s) or compatibilizing agent (s),
  • additive compositions according to the invention have the additional advantage of being storage-stable for at least several months at room temperature (-15 ° to + 40 ° C.) and can therefore be stored in a deposit before mixing with the fuel. Burning Kerosene type or kerosene.
  • a second subject of the invention relates to a process for preparing the additive compositions as defined above, by mixing, preferably at room temperature, in one or more steps according to any suitable mixing means:
  • a hydrocarbon organic solvent an organic co-solvent.
  • the liquid fuel according to the invention of higher combustion quality can be prepared by mixing in one or more steps generally at room temperature:
  • additive composition or compositions according to the invention (additives a) and b), and preferably additives c) and / or d),
  • additives such as additives e) to h.
  • a third subject of the invention relates to a liquid fuel composition
  • a liquid fuel composition comprising:
  • a liquid fuel which is a mixture of liquid hydrocarbons having distillation temperatures of between 180 and 370 ° C., preferably between 180 and 280 ° C. and more particularly between 180 and 260 ° C.
  • These mixtures are generally derived from cuts of the middle distillate type, from refineries and / or agrofuels and / or biofuels and / or biomass and / or synthetic fuels, and in particular kerosene cuts; these cuts from petroleum refineries generally contain a few percent of aromatic compounds and can be used as liquid fuels or can be subjected to dearomatization, in particular by hydrogenation, having the effect of very strongly reducing the concentration of aromatic compounds (typically less than or equal to at 2% by volume); deflavored mixtures having better combustion properties than mixtures with higher aromatic content; the liquid fuels may also have a composition close to that of the middle distillates of diesel or domestic fuel type.
  • a minor portion comprising at least one additive composition as defined above, and optionally one or more other additives not forming part of the additive composition or compositions according to the invention.
  • the liquid fuel composition according to the invention comprises from 150 to 3,000 mass ppm of additive composition (s) as defined above, and advantageously from 250 to 1,500 ppm m / m.
  • a fourth object of the invention relates to the use of liquid fuel compositions as defined above as fuels for the production of energy, for heating and / or for cooking.
  • the high quality liquid fuel according to the invention ie additive with at least one additive composition according to the invention can advantageously be used as a fuel for certain types of thermal apparatus and in particular for apparatus where the fuel flow is low.
  • the additives e) to h) additive compositions according to the invention are not sensitive to thermal cracking which occurs under the combustion conditions of the thermal appliances and cooking appliances, and in particular thermal cracking which occurs in the combustion conditions of the heaters and / or cooking of the types of appliances equipped with sleeve burner (for example the stoves and / or boilers of the type AGA ® or Rayburn ® Example 1 - Preparation of additive compositions
  • composition A An additive composition called composition A according to the invention is prepared by mixing at room temperature the following components:
  • N, N'-disalicylidene 1, 2-diaminopropane (CAS No. 94-91-7) (metal sequestering agent b),
  • composition B is prepared according to the following procedure:
  • the thermal stability of the additive compositions according to the invention was evaluated by using the standard methods JFTOT ® (Jet Fuel Thermal Oxidation Tester) and Conradson carbon.
  • This standardized test was adapted to the temperature conditions encountered in the burner before combustion, the tests were carried out at 350 ° C instead of 550 ° C.
  • This test involves burning the volatile effluents as they form while pyrolyzing the residue under a non-inert atmosphere; the residue is weighed.
  • the result of the test corresponds to the mass proportion of residue obtained relative to the initial mass of burned fuel.
  • Table 2 shows the results of the modified Conradson Carbone test at 350 ° C.

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Abstract

La présente invention concerne des compositions d'additifs qui améliorent les qualités de combustion de combustible liquide de type type Burning Kérosène ou Burning Oil ou pétrole lampant ou fioul domestique dans lequel elles sont incorporées. Ces combustibles liquides ainsi additivés sont adaptés comme combustibles pour les appareils de chauffe, ou dans les appareils fixes de production d'énergie, ou dans les appareils permettant de fournir l'énergie nécessaire à la cuisson d'aliments, à tout type de système de chauffage : chaudières domestiques (brûleur à pulvérisation), poêles à vaporisation, notamment ceux fonctionnant avec un brûleur à manches, et plus particulièrement les appareils de cuisson et/ou chauffage, cuisinières, chaudières AGA® ou Rayburn®.

Description

COMPOSITION D'ADDITIFS POUR COMBUSTIBLE LIQUIDE DE TYPE BURNING KEROSENE ET SES UTILISATIONS
Domaine technique
La présente invention concerne un combustible de qualité supérieure composé d'un combustible liquide de type Burning Kérosène ou Burning Oil ou pétrole lampant ou fioul domestique et d'une composition d'additifs. Ce combustible de qualité supérieure est utilisable pour la production d'énergie, pour le chauffage ou la cuisson à usage familial ou collectif.
Les combustibles de type Burning Kérosène (BUK) sont des combustibles liquides ayant des températures de distillation comprises entre celles de l'essence et celles du gazole et des propriétés plutôt proches de celles du gazole. Ils sont très présents sur le marché anglo saxon.
Deux catégories de BUK sont disponibles sur ce marché:
- le BUK de classe C2 selon la norme anglaise BS 2869 (BUK C2 ou
Kérosène Regular) qui est un kérosène standard destiné aux installations classiques de chauffage
- le BUK de classe C1 selon la norme anglaise BS 2869 (BUK C1 ou Prermium Oil), qui est un BUK C2 désaromatisé, il a des caractéristiques proches de celles d'un combustible aviation.
Les combustibles liquides de type BUK C1 ou C2 ou les pétroles lampants peuvent être utilisés dans les appareils de chauffe, ou dans les appareils fixes de production d'énergie, ou dans les appareils permettant de fournir l'énergie nécessaire à la cuisson d'aliments. Ces combustibles sont adaptés à tout type système de chauffage : chaudières domestiques (munies de brûleur à pulvérisation), poêles à vaporisation, notamment ceux fonctionnant avec un brûleur à manches (brûleur à feu continu), tels que les appareils de cuisson et/ou chauffage, cuisinières, chaudières AGA® ou Rayburn® .
A titre d'exemple de combustibles, on peut citer le combustible liquide de type BUK C2 commercialisé par la demanderesse sous la dénomination KetruI® ainsi que le combustible liquide commercialisé par la demanderesse sous la dénomination Kerdane® qui a des propriétés équivalentes à celles de BUK C1 ou du kérosène aviation. Etat de la technique.
Dans certains appareils de combustion tels que les poêles à vaporisation ou les cuisinières et/ou chaudières à brûleur à manches, le combustible liquide passe à travers un conduit d'alimentation de faible diamètre, le plus souvent en métal, pour atteindre le foyer de combustion. Les parois de ce conduit les plus proches du foyer de combustion sont soumises à des températures très élevées pendant des temps de séjour qui peuvent être importants, plus particulièrement pour les appareils où le débit de combustible est faible. Ceci augmente fortement les risques de dégradation thermique du combustible et peut conduire à la formation de dépôts solides sur les parois du conduit, en entraînant une diminution du diamètre disponible pour le passage du combustible et une réduction éventuelle du débit, voire une interruption de l'alimentation du foyer de combustion. Puis, dans certains appareils de chauffe ou de cuisson, le combustible atteint un pot de combustion dans lequel il séjourne à haute température (de 250°C à 380°C), de quelques minutes à 1 heure avant d'être vaporisé et brûlé. Dans de telles conditions il peut se produire du craquage thermique ayant pour conséquence la formation de dépôts solides qui conduisent à une dégradation de la combustion.
Pour éviter une trop forte dégradation de la qualité de combustion dans le temps, les constructeurs de ces appareils préconisent une maintenance du système de combustion tous les 6 mois. Dans certains cas, une maintenance plus fréquente est nécessaire avant même les 6 mois d'utilisation.
Pour résoudre ces problèmes et augmenter l'intervalle de temps entre deux maintenances, EP 2 147 966 a proposé une composition d'additifs pour combustible liquide qui comprend
a) au moins un agent anti-oxydant de type phénol ou phénol/amine, de préférence de type phénol/amine,
b) au moins un passivateur de métal,
c) au moins un séquestrant de métal tel que la N,N'-disalicylidène 1 ,2- diaminopropane, notamment un séquestrant du cuivre,
d) au moins un agent anti-corrosion. Ces compositions d'additifs, bien que présentant dans certaines conditions d'utilisation de très bonnes performances permettant de maintenir la qualité de combustion, peuvent subir dans certains cas du craquage thermique à haute température ce qui inhibe l'efficacité de l'additif et entraîne un bouchage potentiel du circuit d'alimentation du brûleur à manches ou et/ou du pot de combustion par la formation de résidus lors du craquage thermique.
Exposé de l'invention
La présente invention propose un combustible liquide additivé avec une composition d'additifs ayant d'excellentes propriétés de combustion et qui évite les problèmes énoncés plus haut. Le combustible liquide additivé selon l'invention peut être utilisé en particulier comme combustible pour des appareils thermiques et notamment pour des appareils où le débit du combustible est faible ; les problèmes de bouchage des conduits d'alimentation allant du réservoir de stockage de combustible vers le foyer de combustion sont évités mais aussi le combustible assure une excellente qualité de combustion tout en limitant les dépôts solides au niveau du brûleur, i.e. les imbrûlés. Ceci a pour conséquences d'augmenter de façon significative l'intervalle de temps entre deux maintenances.
Un premier objet concerne un combustible liquide de qualité supérieure BUK, pétrole lampant ou fioul domestique, adapté aux appareils de production d'énergie et/ou de chauffage et/ou permettant la cuisson d'aliments. Ce combustible de qualité supérieure présente des propriétés améliorées par rapport à un combustible standard. Au sens de la présente invention, plusieurs propriétés du combustible sont améliorées notamment la stabilité à l'oxydation, la qualité de la combustion, éventuellement l'odeur. Peuvent être également améliorées : la tenue à froid, la résistance à la corrosion...
L'invention propose également une composition d'additifs pour combustible liquide de type BUK ou pétrole lampant et/ ou fioul domestique comprenant les composants suivants :
a) au moins un agent anti-oxydant de type phénol encombré (alkyl phénol), b) au moins un séquestrant de métaux, notamment du cuivre, ou agent chélatant,
et de préférence c) au moins un agent parfumant et/ou masquant d'odeur et/ou réodorant, et/ou
d) au moins un additif marqueur ou traceur.
Les compositions selon l'invention peuvent également contenir un ou plusieurs additifs suivants :
e) au moins un additif biocide,
f) un ou plusieurs additifs améliorant les propriétés de tenue à froid : point de trouble, température limite de filtrabilité (TLF), point d'écoulement et/ou antisédimentation,
g) au moins un additif de lubrifiance,
h) au moins un additif anticorrosion.
Selon la nature et la miscibilité des additifs a) et b), c) et/ou d) éventuellement présents, mais aussi des éventuels autres additifs, tels que ceux définis ci-dessous de e) à h), la composition d'additifs selon l'invention peut également contenir un solvant organique hydrocarboné et éventuellement un co- solvant ou agent compatibilisant qui peut être choisi parmi les solvants organiques, notamment ceux issus de coupes pétrolières.
De préférence, la composition d'additifs selon l'invention comprend au moins un solvant organique hydrocarboné et/ou au moins un agent compatibilisant ou co-solvant.
Le ou les agents anti-oxydants a) peuvent contenir ou être constitués d'au moins un composé comprenant au moins un groupe phénol encombré (phénol mono- ou polysubstitué); à titre d'exemple d'anti-oxydants de type phénol encombré, on peut citer le di-tert-butyl-2,6 méthyl-4 phénol (BHT) (N° CAS 128- 37-0), la tert-butyl hydroquinone (TBHQ) (CAS N° 1948-33-0), le 2,6 di-tert-butyl phénol (CAS N° 128-39-2) et le 2,4 di-tert-butyl phénol (CAS N° 96-76-4), le 2,4- diméthyl-6- tert-butyl phénol CAS N° 1879-09-0), le pyrogallol (CAS N° 87-66-1 ), le tocophérol (CAS N° 7616-22-0), le 4,4'- méthylène bis (2,6-di-tert-buty! phénol) (N° CAS 118-82-1 ), seuls ou en mélange.
Le ou les séquestrants de métaux b) peuvent être choisis parmi les aminés substituées par des groupements Ν,Ν'-disalicylidène, tels que Ν,Ν'-disalicylidène 1 ,2-diaminopropane (CAS N° 94-91-7) Le ou les éventuels agents parfumants et/ou masquants d'odeur et/ou réodorants c), présents de manière préférentielle dans les compositions d'additifs selon l'invention, peuvent être choisis par exemple parmi :
* les composés tricycliques organiques définis dans la demande EP-A- 1591514, aux paragraphes [0010] à [0013] par la formule (I), en particulier, les composés tricycliques organiques décrits aux paragraphes [0018] à [0022] et l'acétate de verdyle correspondant à l'additif A de l'exemple 1 (paragraphe [0057] de EP-A-1591514), ainsi que
* les aldéhydes aliphatiques ou aromatiques tels que la vanilline,
* les esters aliphatiques ou aromatiques, tels que l'acétate de benzyle,
* les alcools, tels que les alcools terpéniques comme le linalol 3,7-diméthyle- 1 ,6-octadiène-3-ol), ou encore les alcools phényléthyliques,
* les cétones, telles que le camphre cristallisé, le maltol ou l'éthylmaltol, * les huiles essentielles, telles que les huiles essentielles dérivées d'agrumes, seules ou en mélanges.
Les composés tricycliques organiques définis par la formule (I) dans la demande EP-A-1591514 présentent la formule suivante :
(I)
dans laquelle le cycle cyclopentane est saturé ou insaturé, et
R1 , R2, R3, identiques ou différents, sont choisis parmi l'hydrogène et les radicaux hydrocarbonés comprenant de 1 à 10 atomes de carbone et comportant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, notamment de 1 à 3 hétéroatomes ; les radicaux hydrocarbonés peuvent être linéaires ou ramifiés.
Par hétéroatome on désigne ici les atomes d'oxygène, d'azote et de soufre.
Selon un mode de réalisation, les composés tricycliques organiques tels que décrits aux paragraphes [0018] à [0022] de la demande EP-A-1591514 présentent la formule (Γ) : dans laquelle :
R1 et R2, identiques ou différents, sont choisis parmi :
l'hydrogène,
les radicaux alkylcarboxylate de formule R-COO,
les radicaux alkylcarbonyle de formule R-C=O,
les radicaux alcoxy de formule R-O,
avec R radical hydrocarboné, saturé ou insaturé, comportant de 1 à 4 atomes de carbone, linéaire ou ramifié.
De préférence, R3 est choisi parmi l'hydrogène et les radicaux
alkylcarboxylate de formule R'-COO avec R' radical alkyle en C1 à C4, linéaire ou ramifié.
De préférence, R1 ou R2 est l'hydrogène. De préférence, R3 est
l'hydrogène. De manière encore plus préférée, R1 est choisi parmi les radicaux alkylcarboxylate de formule R'-COO avec R' radical alkyle en C1 à C4, linéaire ou ramifié.
A titre d'exemples d'additifs de formule ( ) particulièrement préférés dans le cadre de la présente invention, citons les composés dans lesquels:
R2 = R3 = H et R1 = CH3-COO ;
R2 = R3 = H et R1 = C2H5-COO ;
R2 = R3 = H et R1 = CH(CH3)2 -COO ;
ou l'acétate de verdyle de formule :
De manière avantageuse, on préfère utiliser comme agent parfumant, masquant d'odeur ou réodorant c), un mélange d'au moins un composé tricyclique organique et d'au moins un aldéhyde, un ester, un hydroxyde, une cétone, une huile essentielle telle que définis ci-dessus. Le ou les éventuels marqueurs ou traceurs d), présents de manière préférentielle dans les compositions d'additifs selon l'invention, peuvent être notamment choisis parmi les esters aliphatiques ou cycloaliphatiques suivants :
■ 3a,4,5,6,7,7a-hexahydro-4,7-methano-1 h-inden-5 (ou 6) -yl isobutyrate (CAS N° 67634-20-2)
■ tricyclodécényl propionate (CAS N° 17511-60-3)
■ acétate de cis 3 hexenyle (CAS N° 3681-71-8)
■ éthyl linalol (CAS N° 10339-55-6)
■ acétate de prényle (CAS N° 1191-16-8)
■ myristate d'éthyle (CAS N° 124-06-1 )
■ acétate de para tertio butyl cyclohexyl (CAS N° 32210-23-4)
■ acétate de butyle (CAS N° 123-86-4),
■ 4,7-méthano-1 h-inden-6-ol, 3a,4,5,6,7,7a-hexahydro-, acétate (CAS N° 5413-60-5)
■ caprate d'éthyle (CAS N° 110-38-3)
Les compositions d'additifs selon l'invention préférées comprennent :
de 2 à 50, de préférence de 5 à 30, parties en poids d'agent(s) anti- oxydants) de type phénol encombré ou phénol mono ou polysubstitué a),
de 2 à 20, de préférence de 2 à 10, parties en poids de séquestrant(s) de métaux b),
de 3 à 20, de préférence de 5 à 15, parties en poids d'agent(s) parfumant(s) et/ou masquant(s) d'odeur et/ou ré odorant(s) c),
de 0 à 15 parties en poids de traceur(s) d),
- de 20 à 70 parties en poids de solvant(s) organique(s) hydrocarboné(s).
Outre les composants ci-dessus, les compositions préférées peuvent également contenir :
jusqu'à 20, de préférence de 5 à 15, parties en poids de co-solvant(s) organique(s) ou agent(s) compatibilisant(s),
de 0 à 30 parties en poids d'autres additifs, tels que par exemple les additifs e) à h). Les compositions d'additifs selon l'invention présentent l'avantage supplémentaire d'être stables au stockage pendant au moins plusieurs mois à température ambiante (-15 à +40 °C) et peuvent donc être stockées en dépôt avant mélange avec le combustible de type Burning Kérosène ou pétrole lampant.
Un deuxième objet de l'invention concerne un procédé de préparation des compositions d'additifs telles que définies ci dessus, par mélange, de préférence à température ambiante, en une ou plusieurs étapes selon tous moyens de mélange adéquats :
· des composants ou additifs a) et b) tels que décrits ci-dessus,
• et de préférence également des composants c) et/ ou d), tels que décrits ci-dessus,
• et éventuellement
♦ un ou plusieurs des composants e) à h) tels que décrits ci- dessus, et/ou un ou plusieurs autres additifs,
♦ un solvant organique hydrocarboné un co-solvant organique.
Le combustible liquide selon l'invention de qualité de combustion supérieure peut être préparé par mélange en une ou plusieurs étapes en général à température ambiante,:
- du combustible liquide,
- de la ou des compositions d'additifs selon l'invention (additifs a) et b), et de préférence additifs c) et/ou d),
- éventuellement le(s) solvant(s) et/ou co-solvant(s),
- et du ou des éventuels autres additifs, tels que les additifs e) à h).
On ne sortirait pas du cadre de l'invention en mélangeant au combustible liquide, les composants de la ou des compositions de l'invention un à un.
Un troisième objet de l'invention concerne une composition de combustible liquide comprenant :
- une majeure partie comprenant un combustible liquide qui est un mélange d'hydrocarbures liquides ayant des températures de distillation comprises entre 180 et 370°C, de préférence entre 180 et 280°C et plus particulièrement entre 180 et 260 °C. Ces mélanges sont en général issus de coupes de types distillats moyens, issues de raffineries et/ou d'agrocarburants et/ou de biocarburants et/ou de biomasse et/ou de carburants de synthèse, et notamment de coupes kérosène; ces coupes issues de raffineries pétrolières contiennent en général quelques pourcents de composés aromatiques et peuvent être utilisées comme combustibles liquides ou peuvent être soumises à une désaromatisation, notamment par hydrogénation, ayant pour effet de réduire très fortement la concentration en composés aromatiques (typiquement inférieure ou égale à 2 % en volume) ; les mélanges désaromatisés ayant des propriétés de combustion meilleures que les mélanges plus riches en composés aromatiques ; les combustibles liquides peuvent également avoir une composition proche de celle des distillats moyens de type gazole ou fioul domestique.
- une mineure partie comprenant au moins une composition d'additifs telle que définie ci-dessus, et éventuellement un ou plusieurs autres additifs ne rentrant pas dans la ou les compositions d'additifs selon l'invention.
De préférence la composition de combustible liquide selon l'invention comprend de 150 à 3.000 ppm massiques de composition(s) d'additifs telle(s) que définie(s) ci-dessus, et avantageusement de 250 à 1.500 ppm m/m.
Un quatrième objet de l'invention concerne l'utilisation des compositions de combustibles liquides telles que définies plus haut comme combustibles pour la production d'énergie, pour le chauffage et/ou pour la cuisson.
Le combustible liquide de qualité supérieure selon l'invention, i-e additivé avec au moins une composition d'additifs selon l'invention peut être avantageusement utilisé comme combustible pour certains types d'appareils thermiques et en particulier pour les appareils où le débit du combustible est faible. De manière préférentielle, les additifs e) à h) des compositions d'additifs selon l'invention, comme les additifs a) à d), ne sont pas sensibles au craquage thermique qui se produit dans les conditions de combustion des appareils thermiques et des appareils de cuisson, et notamment au craquage thermique qui se produit dans les conditions de combustion des appareils de chauffage et/ou cuisson du types des appareils munis de brûleur à manches (par exemple les cuisinières et/ou chaudières de type AGA® ou Rayburn®. Exemple 1- Préparation de compositions d'additifs
On prépare une composition d'additifs dénommée composition A selon l'invention par mélange à température ambiante des composants suivants :
- 8 parties en poids d'un mélange commercial d'anti-oxydants de type phénols encombrés a) (comprenant comme composant majoritaire du 2,6 di-tert- butyl phénol (CAS N° 129-39-2) : 30-60 % masse ; du 2,4,6 tri-tert-butylphénol (CAS N° 732-26-3) : 5-10 % ; du 2-tert-butyl-phénol (CAS N° 88-18-6) : 0,1-5% ; du 2,4 di-tert-butyl phénol (CAS N° 96-76-4) : 0,01 - 0,1 %),
- 3 parties en poids de N,N'-disalicylidène 1 ,2-diaminopropane (CAS N° 94- 91-7) (séquestrant de métaux b),
- 6 parties en poids d'agent réodorant c),
- 10 parties en poids d'éthyl-2 hexanol (agent compatibilisant),
- le complément à 100 parties en poids de Solvarex 10 (solvant organique aromatique lourd) commercialisé par la demanderesse.
A titre comparatif, on prépare une composition d'additifs conforme à l'enseignement de EP 2 147 966 et dénommée composition B selon le mode opératoire suivant :
A température ambiante, on mélange :
- 15 parties en poids d'anti-oxydants phénol/amine,
- 7 parties en poids passivateur du cuivre de type benzotriazole,
- 3 parties en poids d'anti-corrosion (mélange d'esters de dimères d'acides oléique, linoléique et linolénique),
- 6 parties en poids d'agent réodorant,
- 10 parties en poids d'éthyl-2 hexanol (agent compatibilisant)
- le complément à 100 parties en poids de Solvarex 10 (solvant organique aromatique lourd) commercialisé par la demanderesse. Stabilité thermique
La stabilité thermique des compositions d'additifs selon l'invention a été évaluée en utilisant les méthodes normalisées JFTOT® (Jet Fuel Thermal Oxidation Tester) et Carbone Conradson.
Stabilité thermique - JFTOT® mesuré selon norme ASTM D3241 modifiée (température du test 350 °C au lieu de 260 °C)
On pratique des mesures de stabilité thermique selon le test JFTOT® (Jet Fuel Thermal Oxydation Test) selon la norme ASTM D3241 modifiée (température du test 350 °C au lieu de 260 °C) sur différents échantillons de combustible liquide de type Burning Kérosène (BUK) additivé ou non avec la composition d'additifs selon l'invention A ou avec la composition comparative B. L'essai est sévérisé en travaillant avec un taux de traitement équivalent à 5 fois la dose nominale dénommée ici « d » (avec d = 500 ppm m/m).
Les résultats sont rassemblés dans le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1
Ces résultats montrent qu'à une température représentative de celle du pot de combustion ou du tuyau d'alimentation du combustible en amont du pot de combustion (typiquement 350 °C), le combustible liquide additivé avec la composition A selon l'invention forme beaucoup moins de dépôts que celui additivé avec la composition B. Qualité de combustion - mesure de Carbone Conradson selon la norme NF- T60-1 16 modifiée (température du test 350 °C au lieu de 550 °C)
Cet essai normalisé a été adapté aux conditions de températures rencontrées dans le brûleur avant combustion, i-e les essais ont été réalisés à 350°C au lieu de 550°C.
Cet essai consiste à brûler les effluents volatils lorsqu'ils se forment tout en pyrolysant le résidu sous atmosphère non inerte ; le résidu est pesé. Le résultat de l'essai correspond à la proportion massique de résidu obtenu par rapport à la masse initiale de combustible brûlée.
L'essai est sévérisé en travaillant avec un taux de traitement équivalent à 5 fois la dose nominale dénommée ici « d » (ici = 500 ppm m/m).
Le tableau 2 réunit les résultats du test Carbone Conradson modifié à 350°C.
Tableau 2
L'écart observé entre les résultats obtenus sur le combustible liquide additivé avec la composition A selon l'invention et celui additivé avec la composition B comparative est significatif : la quantité de résidu obtenu pour le premier produit est beaucoup plus faible que pour le second. Lorsque le combustible BUK est additivé avec la composition A, il forme beaucoup moins de résidus solides à 350 °C qu'en présence de la composition B.

Claims

REVENDICATIONS
1. Compositions d'additifs pour combustible liquide de type Burning Kérosène ou pétrole lampant ou fioul domestique comprenant :
a) au moins un agent anti-oxydant de type phénol encombré (mono ou polysubstitué),
b) au moins un séquestrant de métaux, notamment de cuivre,
et de préférence
c) au moins un agent parfumant et/ou masquant d'odeur et/ou réodorant, et/ou
d) au moins un marqueur ou traceur.
2. Compositions selon la revendication 1 contenant en outre au moins un solvant organique hydrocarboné, et éventuellement au moins un co-solvant ou agent compatibilisant, et éventuellement d'autres additifs.
3. Compositions selon la revendication 1 ou 2, comprenant un ou plusieurs additifs suivants :
e) au moins un additif biocide,
f) un ou plusieurs additifs améliorant les propriétés de tenue à froid, g) au moins un additif de lubrifiance,
h) au moins un additif anticorrosion.
4. Compositions selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant
a) au moins un agent anti-oxydant choisi parmi les molécules contenant au moins un groupement phénol, tel que le di-tert-butyl-2,6 méthyl-4 phénol (BHT), la tert-butyl hydroquinone (TBHQ), le 2,6 ou le 2,4 di-tert-butyl phénol, le 2,4- diméthyl-6- tert-butyl phénol, le pyrogallol, le tocophérol, le 4,4'- méthylène bis (2,6-di-tert-butyl phénol), seules ou en mélange ;
b) au moins un séquestrant de métaux choisi parmi les composés ayant au moins un groupement Ν,Ν'-disalicylidène, tels que le N,N'-disalicylidène 1 ,2- diaminopropane ;
et de préférence c) au moins un agent parfumant et/ou masquant d'odeur et/ou réodorant, choisi de préférence parmi
• les composés tricycliques organiques définis dans la demande EP-A- 1591514, aux paragraphes [0010] à [0013] par la formule (I), en particulier, les composés tricycliques organiques décrits aux paragraphes [0018] à [0022] et l'acétate de verdyle correspondant à l'additif A de l'exemple 1 (paragraphe [0057] de EP-A-1591514). ainsi que
• les aldéhydes aliphatiques ou aromatiques tels que la vanilline, · les esters aliphatiques ou aromatiques, tels que l'acétate de benzyle,
• les alcools, tels que le linalol, les alcools phényléthyliques,
• les cétones, telles que le camphre cristallisé, l'éthylmaltol,
• les huiles essentielles, telles que l'huile essentielle dérivée d'agrumes
· leurs mélanges,
• et avantageusement le mélange d'au moins un composé tricyclique organique et d'au moins un aldéhyde, un ester, un alcool, une cétone, une huile essentielle ;
et/ou
d) au moins un traceur ou marqueur, choisi de préférence parmi les esters aliphatiques ou cycloaliphatiques suivants :
> 3a,4,5,6,7,7a-hexahydro-4,7-methano-1 h-inden-5 (ou 6) -yl isobutyrate
> tricyclodécényl propionate
> acétate de cis 3 hexenyle
> éthyl linalol
> acétate de prényle
> myristate d'éthyle
> acétate de para tertio butyl cyclohexyle
> acétate de butyle
> 4,7-méthano-1 h-inden-6-ol, 3a,4,5,6,7,7a-hexahydro-, acétate
> caprate d'éthyle;
et éventuellement au moins un solvant et/ou un co-solvant et/ou un ou plusieurs autres additifs.
5. Compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comprenant :
- de 2 à 50, de préférence de 5 à 30, parties en poids d'agent(s) anti- oxydant(s) de type phénol encombré ou phénol mono ou polysubstitué a),
- de 2 à 20, de préférence de 2 à 10, parties en poids de séquestrant(s) de métaux b),
-de 3 à 20, de préférence de 5 à 15, parties en poids d'agent(s) parfumant(s) et/ou masquant(s) d'odeur et/ou ré odorant(s) c),
- de 0 à 15 parties en poids de traceur(s) d),
- de 20 à 70 parties en poids de solvant(s) organique(s) hydrocarboné(s).
6. Compositions selon la revendication 5 comprenant en outre
jusqu'à 20, de préférence de 5 à 15, parties en poids de co-solvant(s) organique(s) ou agent(s) compatibilisant(s),
de 0 à 30 parties en poids d'autres additifs, tels que par exemple les additifs e) à h).
7. Procédé de préparation d'une composition telle que définie dans l'une quelconque des revendications 1 à 6, par mélange, de préférence à température ambiante, des composants de ladite composition en une ou plusieurs étapes.
8. Composition de combustible liquide comprenant
- une majeure partie d'un mélange à base d'hydrocarbures liquides de type Buming Kérosène ou pétrole lampant ou fioul domestique ayant des températures de distillation comprises entre 180 et 370°C, de préférence entre 180 et 280 °C et particulièrement entre 180°C et 260°C, une teneur en composés aromatiques pouvant aller jusqu'à 20 %, de préférence inférieure ou égale à 1 %, ledit mélange à base d'hydrocarbures liquides comprenant des coupes de types distillats moyens, issues de raffineries et/ou d'agrocarburants et/ou de biocarburants et/ou de biomasse et/ou de carburants de synthèse ; une mineure partie d'au moins une composition d'additifs telle que définie dans l'une quelconque des revendications 1 à 6.
9. Composition selon la revendication 8 comprenant de 50 à 3.000 ppm, de préférence de 250 à 1.500 ppm m/m d'au moins une composition d'additifs telle que définie dans l'une quelconque des revendications 1 à 6.
10. Utilisation d'une composition de combustible liquide telle que définie dans la revendication 8 ou 9 comme combustible pour la production d'énergie, pour le chauffage et/ou pour la cuisson, et notamment pour la cuisson et/ou le chauffage dans des appareils à brûleur à manches.
11. Utilisation d'une composition selon la revendication 8 ou 9 comme combustible d'appareils de chauffage, des chaudières et des poêles à vaporisation.
12. Utilisation d'une composition selon la revendication 8 ou 9 comme combustible de cuisinières munies de brûleur à manches.
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