ES2234710T3 - Composiciones de aditivos multifuncionales de oiperabilidad en frio de destilados medios. - Google Patents
Composiciones de aditivos multifuncionales de oiperabilidad en frio de destilados medios.Info
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Abstract
Combustible, carburante y/o fuel, formado en su mayor parte por una base de hidrocarbonada constituida por gasolinas, destilados medios, carburantes de síntesis, los aceites animales o vegetales, esterificados o no, y sus mezclas, y una menor parte de 50 a 1000 ppm de por lo menos un aditivo mutifuncional capaz de permitir operar en frío a los combustibles, estando constituido este aditivo por copolímeros de por lo menos un compuesto dicarboxílico con por lo menos una olefina, y sobre el cual están injertadas funciones nitrogenadas y/o ésteres.
Description
Composiciones de aditivos multifuncionales de
operabilidad en frío de destilados medios.
La presente invención se refiere a una nueva
composición de aditivos multifuncionales mejoradores de la
operabilidad en frío de los destilados medios. Se refiere
particularmente a la mejora de las propiedades dispersantes,
antisedimentación y a la reducción del punto de congelación y del
punto de turbidez, pero también a una mejora del índice de cetano
de estos destilados, para su uso como carburante de motores Diesel
y en los combustibles tales como fueles domésticos para
calderas.
La operabilidad en frío corresponde a una
temperatura límite en la que los destilados medios pueden ser
utilizados sin problemas de colmatación. Es una temperatura
intermedia entre la temperatura del punto de turbidez (ASTM D
2500-98) característica del comienzo de la
condensación de las parafinas en el destilado y el punto de
congelación de este último (ASTM D 97-96a).
Es bien sabido que la cristalización de las
parafinas es un factor limitativo del empleo de los destilados
medios. También es importante preparar los combustibles Diesel
adaptados a las temperaturas en que serán empleados en los
vehículos a motor, es decir al clima ambiental. Generalmente la
operabilidad a -10ºC es suficiente en muchos de los países
industrializados. Pero en otros, como los países nórdicos, Canadá y
el norte de Asia, pueden alcanzarse temperaturas inferiores a
-20ºC. Es también el caso de los combustibles de uso doméstico
almacenados en el exterior de las viviendas e inmuebles.
La adecuación de los carburantes Diesel a la
operación en frío es particularmente importante para los arranques
en frío de los motores. Si las parafinas cristalizan en el fondo de
los depósitos, pueden ser arrastradas al circuito del carburante
durante el arranque y obturar los filtros y prefiltros dispuestos
antes de los sistemas de inyección (bomba e inyectores). Igualmente,
en los sistemas domésticos, las parafinas pueden obturar el sistema
de alimentación de la caldera (chicler y filtros). Es evidente que
la presencia de sólidos, tales como los cristales de parafina
dificulta la circulación normal del destilado medio.
Para mejorar esa circulación, sea en los motores,
sea en las calderas, se ha propuesto varios tipos de aditivos.
Al principio, la industria petrolera se dedicó al
desarrollo de aditivos que favorecieran la filtrabilidad del
carburante a bajas temperaturas. Estos aditivos, denominados
aditivos TLF (Temperatura Límite de Filtrabilidad) limitaban el
tamaño de los cristales de parafina. Este tipo de aditivos,
conocidos desde hace tiempo, son incorporados hoy sistemáticamente a
los destilados medidos.
Sin embargo, estos aditivos, aunque limitan el
tamaño de los cristales de parafina, no impiden la sedimentación de
los mismos y su aglomeración consiguiente en el fondo de los
depósitos de los vehículos, cuando estos paran, o en los depósitos
de almacenamiento de los combustibles domésticos.
En una etapa posterior, la industria petrolera ha
desarrollado aditivos antisedimentación, dispersantes, que mantienen
los cristales parafínicos en suspensión en el destilado medio,
evitando así su sedimentación y aglomeración. La firma solicitante
ha desarrollado principalmente un aditivo descrito en la patente EP
0674689.
Pese a ello, la acción combinada de los aditivos
TLF y antisedimentación no ha bastado para mejorar la operabilidad
en frío de todos los destilados medios generados a partir de todos
los petróleos conocidos.
Por ello se ha desarrollado un tercer tipo de
aditivo para mejorar la operabilidad en frío de cualquier tipo de
destilados medios, destinados a operar a menos de -20ºC, incluso en
aquellos en los que su punto de turbidez sea superior a -20ºC.
Es el caso de los aditivos descritos en las
patentes EP 0722481 y EP 0832172.
EP-A-0688796
describe un aditivo obtenido por reacción de una polieteramina con
un polímero que contiene grupos derivados de un anhídrido de ácido
dicarboxílico, en la que al menos un 1% de esos grupos ha
reaccionado con la polieteramina.
La patente
EP-A-0218393 describe un aditivo que
a base de un copolímero de octadeceno y anhídrido maleico que ha
reaccionado con una diamina, aunque no se indica ninguna reacción en
particular.
La presente invención se refiere a un nuevo
aditivo multifuncional que permite no sólo la operabilidad en frío
por debajo de -20ºC, sino también aumentar el índice de cetano de
estos destilados, sin sedimentación de las parafinas contenidas en
los destilados medios.
La presente invención tiene por objeto, por
tanto, un combustible, carburante y/o fuel que contiene una parte
principal hidrocarbonada, constituida por las gasolinas, destilados
medios, carburantes sintéticos, aceites animales o vegetales,
esterificados o no, y sus mezclas, y una parte menor de 50 a 1000
ppm al menos, de un aditivo multifuncional de operabilidad en frío
de los combustibles, estando constituido este aditivo de
copolímeros de al menos un componente dicarboxílico con al menos
una olefina, sobre el que están injertadas funciones nitrogenadas
y/o ésteres de fórmula general siguiente (I):
en la que R_{1} y R_{2},
idénticos o diferentes, son radicales alquilo de 1 a 20 átomos de
carbono; R_{3} y R_{6}, idénticos o diferentes, son hidrógenos
o radicales alquilo que comprenden de 1 a 30 átomos de carbono, con
R_{3} elegido entre los grupos alquilo de 12 a 30 átomos de
carbono cuando R_{6} es hidrógeno, e inversamente, R_{4} y
R_{5}, idénticos o diferentes, corresponden a hidrógeno o a un
radical alquilo de 1 a 22 átomos de carbono, n y m son números
enteros variables entre 1 y 50; X se elige
entre:
- i)
- las sales de amina del tipo
O^{-}
\delm{NH _{2} ^{+} }{\delm{\para}{R' ^{2} }}--- R'_{1}
en la que R'_{1} y R'_{2},
idénticos o diferentes, se eligen entre los grupos alquilo que
comprenden de 1 a 18 átomos de carbono, alquilaminas que comprenden
de 1 a 18 átomos de carbono y
N-alquilpolialquilenaminas de fórmula
(II)
(II)---
(CH_{2})_{x} ---
\delm{N}{\delm{\para}{R' _{4} }}--- [(CH_{2})_{y} --- NH]_{2} --- R'_{3}
siendo R'_{3} y R'_{4},
idénticos o diferentes, hidrógeno o un grupo alquilo, lineal o
ramificado que comprende de 1 a 22 átomos de carbono, y x,
y y z números enteros; en los que x varía entre 1 y
6, y tanto y como z varían de 0 a 6; y siendo las aminas y
poliaminas mono- y
poli-hidroxiladas;
- ii)
- los ésteres -OR'_{5}, en los que R'_{5} son radicales alquilo de 1 a 30 átomos de carbono, y las N-alquil-polialquilenpoliaminas de fórmula (II);
- iii)
- las alquilaminas que comprenden de 1 a 44 átomos de carbono; las N-alquilpolialquilenpoliaminas de fórmula (II); y cuando R_{6} es hidrógeno y R_{3} se elige entre los radicales decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo y eicosilo, X es el grupo -NR'_{1}R'_{2} en el que R'_{1} y R'_{2}, idénticos o diferentes, se eligen entre las alquilaminas de 1 a 22 átomos de carbono y las N-alquilpolialquilenpoliaminas del grupo de N-alquildietilentriaminas, N-alquildipropilentriaminas, N-alquiltrietilentetraminas, N-alquiltetraetilenpentaminas y N-alquiltetra-propilenpentaminas; o cuando R''_{1} y R''_{2} son uno de ellos un grupo alquilo de 12 a 18 átomos de carbono y el otro elige entre las alquilaminas que comprenden de 1 a 22 átomos de carbono, siendo las N-alquilpolialquilenpoliaminas del grupo de las N-alquildietilentriaminas, N-alquildipropilentriaminas, N-alquiltrietilentetraaminas, N-alquiltetraetilenpentaminas y N-alquiltetrapropilenpentaminas;
el copolímero de la fórmula (II)
debe contener al menos 45 a 65% en moles de al menos un resto
olefínico, y de 55 a 35% en moles de al menos un resto
dicarboxílico.
Los modos particulares de realización
corresponden a las reivindicaciones dependientes 2 a 15.
Se ha constatado que estos aditivos
polifuncionales, utilizados aisladamente o como mezclas, presentan
simultáneamente y de forma inesperada propiedades de dispersión y de
antisedimentación superiores a los aditivos polifuncionales
conocidos para la operabilidad en frío, rebajando el punto de
congelación, las temperaturas de filtrabilidad (TLF) y el punto de
turbidez, así como una mejora del índice de cetano.
Según la presente invención, el copolímero de
fórmula (I) es preferentemente un copolímero que comprende de 45 a
65% en moles de al menos un resto olefínico y de 55 a 35% en moles
de al menos un resto dicarboxílico. Los restos dicarboxílicos se
eligen preferiblemente entre el grupo constituido por anhídrido
maleico, anhídrido citracónico y ácido fumárico, y los restos
olefínicos se eligen entre restos alquenilos lineales o ramificados
que comprenden de 1 a 30 átomos de carbono. De forma más favorable,
los copolímeros preferibles son anhídrido maleico, octadeceno,
anhídrido maleico-dodeceno y anhídrido
maleico-hexadeceno.
En los copolímeros de fórmula (I) R_{1} y
R_{2} son preferiblemente radicales elegidos del grupo formado
por dodecilo y octadecilo, y R_{3} se elige preferentemente entre
los grupos alquilo de 10 a 20 átomos de carbono.
Un primer aditivo conforme con la presente
invención es el copolímero de formula (III) siguiente:
en la que R'_{1} y R'_{2},
idénticos o diferentes, se eligen entre radicales alquilo de 12 a
18 átomos de carbono, alquilaminas que comprenden entre 1 a 22
átomos de carbono y N-alquilpolialquilenpoliaminas
de fórmula (II) y las aminas hidroxiladas del grupo que comprende
dietanolamina, monoetanolamina, N-butilamina,
N-deciletanolamina,
N-dodeciletanolamina y sus derivados
alcoxilados
- \bullet
- y R_{3} se elige entre los radicales decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo y eicosilo.
Un segundo aditivo conforme a la presente
invención es el copolímero de fórmula (IV) según sigue:
en la
que
- \bullet
- R'_{1} y R'_{2}, idénticos o diferentes, se eligen entre alquilo de 1 a 22 átomos de carbono y N-alquilpoliaalquilenpoliaminas del grupo que comprende N-alquildietilentriaminas, alquildipropilentriaminas, N-alquiltrietilentetraminas, N-alquiltetraetilenpentaminas y N-alquiltetrapropilenpentaminas,
- \bullet
- y R_{3} se elige entre los radicales decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo o eicosilo.
Un tercer aditivo conforme a la presente
invención es un copolímero de fórmula (V) siguiente:
en la
que
- \bullet
- R'_{5} se elige entre los radicales alquilo de 6 a 18 átomos de carbono y N-alquilpolialquilenpoliaminas de fórmula (II) del grupo que comprende N-alquildietilentriaminas, N-alquildipropilentriaminas, N-alquiltrietilentetraminas, N-alquiltetraetilenpentaminas y N-alquiltetrapropilenpentaminas,
- \bullet
- y R_{3} es un radical decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo o eicosilo.
Según esta invención, las alquilaminas y
polialquilenpoliaminas de fórmula (II) se eligen preferentemente
del grupo que comprende dibutilamina, didocecilamina,
dioctadecilamina, N-alquiletilendiaminas,
N-alquilpropilendiaminas,
N-alquilbutilendiaminas,
N-alquildietilentriaminas,
N-alquildipropilentriaminas,
N-alquildibutilentriaminas,
N-alquiltrietilentetraminas,
N-alquiltripropilentetraminas,
N-alquiltributilentetraminas,
N-alquiltetraetilenpentaminas o
N-alquiltetrapropilenpentaminas, y las
N-alquiltributilenpentaminas que presentan un
radical alquilo de 1 a 22 átomos de carbono, preferentemente
N-docecildipropilentriamina,
N-octadecildipropilentriamina,
N-octadecildietilentriamina, y
N-decosildietilentriamina.
Un segundo objeto de la invención es una
composición de aditivos que comprende un aditivo correspondiente a
la fórmula (I) y al menos un aditivo elegido entre los aditivos de
filtrabilidad y/o de fluidez, los aditivos procetanos, los
promotores catalíticos de combustión y similares, detergentes,
aditivos de lubrificación, los aditivos
anti-desgaste y anti-espuma, y otros
aditivos o composiciones de aditivos que mejoren el punto de
turbidez, la dispersión y la sedimentación de las parafinas.
Entre estos aditivos se puede citar en
particular:
- a)
- un aditivo procetano, principalmente (pero no limitado a ellos) escogido entre nitratos de alquilo, preferentemente nitrato de 2-etilehexilo, peróxidos de aroilo, preferentemente peróxido de bencilo, y peróxidos de alquilo, preferentemente peróxido de terc-butilo.
- b)
- aditivos de filtrabilidad principalmente (pero no exclusivamente) escogidos entre los copolímeros etileno/acetato de vinilo (EVA), etileno/propionato de vinilo (EVP) etileno/etanoato de vinilo (EVE), etileno/metacrilato de metilo (EVMM) y etileno/fumarato de alquilo. En los documentos siguientes se dan ejemplos de tales aditivos: EP-0187488, FF-A-2490669, EP-A-0722481 y EP-A-0832172.
- c)
- aditivos antiespuma, principalmente (pero no limitativamente) escogidos entre polisiloxanos, polisiloxanos oxialquilados, y amidas de ácidos grasos obtenidos de aceites vegetales o animales. Ejemplos de tales aditivos son proporcionados en los documentos EP-A-0861182, EP-A-0663000 y EP-A-0736590.
- d)
- aditivos detergentes y/o anticorrosión, destacadamente (pero no limitativamente) elegidos en el grupo constituido por aminas, succinamidas, alquenilsuccinamidas, polialquilaminas, polialquilos poliamínicos y polieteraminas. En los documentos siguientes se da ejemplos de tales aditivos. EP-A-0938535.
- e)
- aditivos de lubricación o antidesgaste, destacadamente (pero no limitativamente, escogidos en el grupo constituido por ácidos grasos o sus derivados éster o amida, destacadamente el monooleano de glicerol y los ácidos carboxílicos mono- y poli-cíclicos. En los documentos siguientes se dan ejemplos de tales aditivos: EP-A-0680506, EP-A-0860494, WO-A-9804656, EP-A-0915944, FR-A-2772783 y FR-A-2772784.
- f)
- aditivos de punto de turbidez, destacadamente (pero no limitativamente) escogidos en el grupo constituido por terpolímeros olefinicos de cadena larga/éster (met)acrílico/maleimida, y polímeros de los ésteres de ácido fumárico/maleico. Ejemplos de tales aditivos se dan en los siguientes documentos: EP-A-0071513, EP-A-0100248, FR-A-2528051, FR-A-2528423, EP-A-0172759, EP-A-0271385 y EP-A-0291367.
- g)
- aditivos antisedimentación, principalmente (pero no limitativamente) escogidos en el grupo constituido por copolímeros de ácido (met)acrílico/ (met)acrilato de alquilo amidificado por una poliamina, alquilsuccinimidas de poliamina, derivados del ácido ftalámico y de amina grasa de cadena doble. Se dan ejemplos de tales aditivos en los documentos siguientes: EP-A-0261959, EP-A-00593331, EP-A-0512689, EP-A-0327423, EP-A-0512889 y EP-A-0832172.
- h)
- aditivo polifuncional de operabilidad en frío elegido en el grupo constituido por los polímeros a base de olefina y de nitrato de alquenilo, como los descritos en la patente EP-0573490.
Un tercer objeto de esta invención es un
combustible, carburante y/o fuel que contiene una parte principal de
base hidrocarbonada, constituida por gasolinas, destilados medios,
carburantes de síntesis, aceites animales o vegetales,
esterificados o no, y sus mezclas, y una parte secundaria
constituida por 50 a 1000 ppm por lo menos de un aditivo
multifuncional según la fórmula (I). Este aditivo puede estar
presente en el carburante o combustible con al menos uno de los del
grupo de procetanos, promotores catalíticos de la combustión de
hollines, detergentes, aditivos lubricantes, aditivos antidesgaste,
aditivos antiespumas, aditivos anticorrosión y otros aditivos o
composiciones de aditivos para mejorar el punto de turbidez, la
dispersión y la sedimentación de las parafinas.
Con el fin de ilustrar las ventajas de la
presente invención, se presentan diversos ejemplos no
limitativos.
Este ejemplo pretende mostrar la eficacia en
filtrabilidad y en vertido de aditivos según la presente invención,
con la pretensión de ilustrar las propiedades intrínsecas de los
aditivos correspondientes a las fórmulas (III), (IV) y (V) cuando
son utilizados solos o en combinación con otros aditivos.
El aditivo (III) referenciado en lo que sigue
como aditivo 1 está constituido por un copolímero que tiene restos
de anhídrido maleico y restos de octadeceno en una relación molar
1/1, R_{1}, R_{2}, siendo idénticos R'_{1} y R'_{2} y
correspondiendo al radical dodecilamina.
El aditivo (IV) referenciado en lo que sigue como
aditivo 2 está constituido por un copolímero de restos de anhídrido
maleico y restos de octadeceno en una relación molar 1/1, siendo
R_{1} y R'_{1} sendos átomos de hidrógeno, R_{2} un radical
butilo y R'_{2} un radical dodecilo.
El aditivo (V) referenciado en lo que sigue como
aditivo 3, está constituido por un copolímero de restos de
anhídrido maleico y restos octadeceno, en relación molar 1/1,
R_{1} es un átomo de hidrógeno, R_{2} un radical etilamina y
R'_{5} un radical hexadecilo.
Los copolímeros antes mencionados se obtienen
generalmente por modificación química de un copolímero del tipo
alfa-olefina/anhídrido maleico, siendo la
alfa-olefina el octadeceno.
El colpolímero de octadeceno/anhídrido maleico se
sintetiza en solución, en un disolvente preferentemente aromático
(por ejemplo, tolueno o xileno). La longitud de cadena de la
olefina varía entre 13 y 30 carbonos, y el monómero se copolimeriza
de manera radical (en relación molar variable entre 0,4 y 0,6) con
el anhídrido maleico en masa o en solución. Se utiliza generalmente
un cebador de tipo peróxido, hidroperóxido o azonitrilo, con el fin
de controlar el peso molecular del polímero, en concentraciones
ponderadas entre 0,5 y 5% del total de los monómeros. El cebamiento
se hace de forma térmica, preferentemente a temperaturas entre 60 y
140ºC y más concretamente entre 80 y 120ºC. Con el fin de obtener
una estructura dicarboxilada de tipo amida, sal de amina, se hacen
reaccionar dos equivalentes molares de amina con un equivalente
molar de anhídrido, sin dejar subir demasiado la temperatura para
evitar la formación de una estructura diamida. La temperatura de la
reacción puede variar de 20 a 90ºC, y preferentemente de 40 a 80ºC.
Para obtener el éster se hace reaccionar posteriormente un alcohol
en proporciones comparables.
Cada aditivo se introduce en tres gasóleos
diferentes de características reseñadas en la tabla I, que
sigue.
Análisis | Gasóleo 1 | Gasóleo 2 | Gasóleo 3 |
Punto de turbidez (ºC) | -5 | -3 | -1 |
Temperatura Límite de Filtrabilidad (ºC) | -6 | -5 | -2 |
Punto de congelación (ºC) | -12 | -12 | -9 |
Temperatura de cristalización (ºC) | -8,9 | -5,60 | -9,85 |
Porcentaje de parafina | 14,8 | 11,5 | 10,8 |
Destilación/punto inicial | 168 | 178 | 176 |
Punto del 5% en volumen | 186 | 200 | 201 |
Punto del 20% en volumen | 212 | 220 | 222 |
Punto del 40% en volumen | 248 | 253 | 256 |
Punto del 60% en volumen | 272 | 278 | 282 |
Punto del 80% en volumen | 305 | 310 | 314 |
Punto del 90% en volumen | 340 | 362 | 356 |
Punto final | 354 | 370 | 363 |
Densidad relativa a 15ºC | 0,8355 | 0,08375 | 0,8483 |
Punto de inflamación | 65 | 71 | 70 |
Índice de cetano | 48,9 | 50,9 | 47,8 |
En la tabla II, que sigue, se dan los resultados
obtenidos para operabilidad en frío de los aditivos funcionales
según la invención, cuando se añaden en 0,025% en peso en los tres
gasóleos de la tabla I.
Muestra | TLF (ºC) | Ganancia/gasóleo | PTE (ºC) | Ganancia/gasóleo |
no dopado (ºC) | no dopado (ºC) | |||
Gasóleo 1 | -6 | - | -12 | - |
Gasóleo 1+aditivo "1" | -10 | 4 | -21 | 9 |
Gasóleo 1+aditivo "2" | -10 | 4 | -21 | 9 |
Gasóleo 1+aditivo "3" | -7 | 1 | -18 | 6 |
Gasóleo 2 | -5 | - | -12 | - |
Gasóleo 2+aditivo "1" | -18 | 13 | -24 | 12 |
Gasóleo 2+aditivo "2" | -18 | 13 | -24 | 12 |
Gasóleo 2+aditivo "3" | -14 | 9 | -27 | 15 |
Gasóleo 3 | -2 | - | -9 | - |
Gasóleo 3+aditivo "1" | -16 | 14 | -21 | 12 |
Se constata, según esta tabla, con cualquiera de
los aditivos, 1, 2 ó 3 se observa una ganancia sistemática en la
temperatura del punto de congelación (PTF) para cualquiera de los
gasóleos, y que la ganancia en la temperatura de filtrabilidad es
notoria en los gasóleos 2 y 3.
En la tabla II, que sigue se reúnen los
resultados del empleo de estos tres aditivos en los mismos
gasóleos, pero con una concentración de 0,0125% en peso, en
combinación con dos aditivos de filtrabilidad, Fl_{1} y Fl_{2},
utilizados convencionalmente en frío. Estos aditivos Fl_{1} y
Fl_{2} son copolímeros, o mezcla de copolímeros del tipo
etileno/acetato de vinilo, generalmente con pesos moleculares de
5.000 a 50.000, en los que la proporción de acetato de vinilo varía
de 25 a 35% en peso.
Muestra | TLF (ºC) | Ganancia/gasóleo | PTE (ºC) | Ganancia/gasóleo |
no dopado (ºC) | no dopado (ºC) | |||
Gasóleo 1 | -6 | - | -12 | - |
Gasóleo 1+Fl_{1} | -11 | 5 | -21 | 9 |
Gasóleo 1+Fl_{2} | -15 | 9 | -21 | 9 |
Gasóleo 1+Fl_{1}+aditivo "1" | -17 | 11 | -24 | 12 |
Gasóleo 1+Fl_{1}+aditivo "2" | -20 | 14 | -24 | 12 |
Gasóleo 1+Fl_{1}+aditivo "3" | -18 | 12 | -24 | 12 |
Gasóleo 2 | -5 | - | -12 | - |
Gasóleo 2+Fl_{1} | -8 | 3 | -21 | 9 |
Gasóleo 2+Fl_{2} | -12 | 7 | -21 | 9 |
Gasóleo 2+Fl_{1}+aditivo "1" | -16 | 11 | -21 | 15 |
Gasóleo 2+Fl_{1}+aditivo "2" | -16 | 11 | -30 | 18 |
Muestra | TLF (ºC) | Ganancia/gasóleo | PTE (ºC) | Ganancia/gasóleo |
no dopado (ºC) | no dopado (ºC) | |||
Gasóleo 2+Fl_{1}+aditivo "3" | -16 | 11 | -27 | 15 |
Gasóleo 3 | -2 | - | -9 | - |
Gasóleo 3+Fl_{1} | -12 | 10 | -18 | 9 |
Gasóleo 3+Fl_{1}+aditivo "1" | -17 | 15 | -24 | 15 |
Se constata con los datos anteriores que los
aditivos según la invención aportan ganancia en el punto de
congelación más importante que la de los aditivos conocidos Fl.
Esta ganancia es todavía mayor cuando se ha combinado los aditivos
1, 2 y 3 con uno de los aditivos Fl.
Este ejemplo expone las propiedades
antisedimentación de los aditivos de fórmula (III) (IV) y (V)
descritos en el ejemplo 1 cuando son usados solos en los tres
gasóleos 1, 2 y 3, con una concentración de 0,025% en peso, o
combinados con los dos aditivos Fl_{1} y Fl_{2} con una
concentración de 0,0125% en peso para cada uno de ellos.
La eficacia de estos aditivos se determina
empleando la Norma NF M07-085(95) midiendo la
TLF y la temperatura de comienzo de la cristalización (TCC). Los
resultados se presentan en la Tabla IV, que sigue.
Sedimentación [norma NF M07-085 (95)] | ||||
Muestra | Lectura | Delta TCC (ºC) | Delta TLF (ºC) | "zona" |
visual | ||||
Gasóleo 1 | 60+C | 22,5 | 17 | C |
Gasóleo 1+aditivo "1" | Turbidez | 3,2 | 2 | A |
Gasóleo 1+Fl_{1} | 58+C | 22,8 | 18 | C |
Gasóleo 1+Fl_{1}+aditivo "1" | 114+turbidez | 16,4 | 4 | B |
Gasóleo 2 | 64+C | 24,2 | 19 | C |
Gasóleo 2+aditivo "1" | Turbidez | 6,1 | 5 | A |
Gasóleo 2+Fl_{1} | 66+C | 21,0 | 19 | C |
Gasóleo 2+Fl_{1}+aditivo "1" | 187+C | 17,8 | 6 | B |
Gasóleo 3 | 58+C | 23,4 | 19 | C |
Gasóleo 3+aditivo "1" | 232+turbidez | 8,5 | 5 | A |
Gasóleo 3+Fl_{1} | 58+C | 23,0 | 19 | C |
Gasóleo 3+Fl_{1}+aditivo "1" | 136+turbidez | 10,7 | 6 | A |
Gasóleo 1+aditivo "2" | Turbidez | 5,5 | 5 | A |
Gasóleo 1+Fl_{2} | 58+C | 22,8 | 18 | C |
Sedimentación [norma NF M07-085 (95)] | ||||
Muestra | Lectura | Delta TCC (ºC) | Delta TLF (ºC) | "zona" |
visual | ||||
Gasóleo 1+Fl_{2}+aditivo "2" | 150+C | 15,1 | 9 | B |
Gasóleo 2+aditivo "2" | 162+C | 11,2 | 8 | B |
Gasóleo 2+Fl_{2} | 66+C | 21,0 | 19 | C |
Gasóleo 2+Fl_{2}+aditivo "2" | 168+C | 9,7 | 10 | B |
Gasóleo 1+aditivo "3" | 236+C | 4,3 | 5 | A |
Gasóleo 1+Fl_{2}+aditivo "3" | 164+turbidez | 10,2 | 13 | B |
Gasóleo 2+aditivo "3" | 172+C | 14,1 | 10 | B |
Gasóleo 2+Fl_{2}+aditivo "3" | 198+C | 15,3 | 8 | B |
En esta tabla, A corresponde a muy poca
sedimentación, B a una situación estable y C a una fuerte
sedimentación visible a simple vista.
De los resultados expuestos en esta tabla puede
concluirse que los aditivos 1, 2 y 3 aportan un fuerte efecto
antisedimentación que se traduce en un cambio de categoría (de C a
A, o de C a B) tanto si se utilizan solos como si lo hacen
mezclados en cada uno de los gasóleos en presencia de un aditivo
Fl.
El presente ejemplo ilustra la capacidad de los
aditivos 1, 2 y 3 de la invención para disminuir el punto de
turbidez de los gasóleos. Este punto de turbidez se corresponde a
la temperatura de cristalización inicial (TCC) determinada según la
norma IP 389/90.
Muestra | TCC (ºC) |
Gasóleo 1 | -8,6 |
Gasóleo 1+aditivo "1" | -9,7 |
Gasóleo 1+aditivo "2" | -10,0 |
Gasóleo 2 | -4,1 |
Gasóleo 2+aditivo "1" | -5,3 |
Gasóleo 2+aditivo "2" | -5,2 |
De acuerdo con esta tabla se constata que los
aditivos 1,2 y 3 favorecen la disminución de la temperatura de
cristalización inicial (TCC) en, por lo menos, 1ºC lo que para los
profesionales del sector constituye una ganancia apreciable.
El presente ejemplo ilustra el efecto procetano
aportado por el aditivo 3 de fórmula (III), utilizado tal cual o
mezclado con nitrato de
etil-2-hexilo. Este efecto se ha
medido aplicando la norma ASTM-D613.
Los resultados se presentan en la Tabla VI para
una concentración de 0,1% en peso de nitrato de alquilo y de 0,025%
en peso del aditivo 1.
Se confirma a la vista de la tabla que los
aditivos según la presente invención tienen un efecto procetano
puesto que producen una ganancia de 2,6 a 2,7. Esta mejora es aún
mayor si los aditivos según la presente invención se introducen en
el gasóleo con otro aditivo procetano.
Claims (15)
1. Combustible, carburante y/o fuel, formado en
su mayor parte por una base de hidrocarbonada constituida por
gasolinas, destilados medios, carburantes de síntesis, los aceites
animales o vegetales, esterificados o no, y sus mezclas, y una
menor parte de 50 a 1000 ppm de por lo menos un aditivo
mutifuncional capaz de permitir operar en frío a los combustibles,
estando constituido este aditivo por copolímeros de por lo menos un
compuesto dicarboxílico con por lo menos una olefina, y sobre el
cual están injertadas funciones nitrogenadas y/o ésteres de fórmula
general (I) siguiente:
en la que R_{1} y R_{2},
idénticos o diferentes, son radicales alquilo que tienen de 1 a 20
átomos de carbono, R_{3} y R_{6}, idénticos o diferentes, son
hidrógeno o radicales alquilo que tienen de 1 a 30 átomos de
carbono, con R_{3} elegido entre agrupamientos alquilo que tienen
de 12 a 30 átomos de carbono cuando R_{6} es hidrógeno e,
inversamente. R_{4} y R_{5}, idénticos o diferentes,
corresponden al hidrógeno o a un radical alquilo que tiene de 1 a
22 átomos de carbono, siendo n y m números enteros que varían de 1
a 50. X se ha elegido de
entre:
- i)
- sales de amina del tipo
O^{-}
\delm{NH _{2} ^{+} }{\delm{\para}{R' ^{2} }}--- R'_{1}
en la que R'_{1} y R'_{2},
idénticos o diferentes, se eligen entre los grupos alquilo que
comprenden de 1 a 18 átomos de carbono, alquilaminas que comprenden
de 1 a 18 átomos de carbono y
N-alquilpolialquilenaminas de fórmula
(II)
(II)---
(CH_{2})_{x} ---
\delm{N}{\delm{\para}{R' _{4} }}--- [(CH_{2})_{y} --- NH]_{2} --- R'_{3}
siendo R'_{3} y R'_{4},
idénticos o diferentes, hidrógeno o un grupo alquilo, lineal o
ramificado, que comprende de 1 a 22 átomos de carbono, y x,
y y z números enteros; en los que x varía de 1 a 6, y
tanto y como z varían de 0 a 6; y siendo las aminas y poliaminas
mono y
polihidroxiladas:
- ii)
- ésteres -OR'_{5}, en los que R'_{5} son radicales alquilo de 1 a 30 átomos de carbono, y N-alquil-polialquilenpoliaminas de fórmula (II):
- iii)
- alquilaminas que comprenden de 1 a 44 átomos de carbono; N-alquilpolialquilenpoliaminas de fórmula (II); y cuando R_{6} es hidrógeno y R_{3} es un radical elegido entre los radicales decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo y eicosilo, X es el grupo -NR'_{1}R'_{2} en el que R'_{1} y R'_{2}, idénticos o diferentes, se eligen entre alquilaminas de 1 a 22 átomos de carbono y N-alquilpolialquilenpoliaminas del grupo de N-alquildietilentriaminas, N-alquildipropilentriaminas, N-alquiltrietilentetraminas, N-alquiltetraetilenpentaminas y N-alquiltetra-propilenpentaminas; o donde R''_{1} y R''_{2} son uno de ellos un grupo alquilo de 12 a 18 átomos de carbono y el otro es una alquilamina elegida entre las que comprenden de 1 a 22 átomos de carbono, siendo las N-alquilpolialquilenpoliaminas del grupo que comprende N-alquildietilentriaminas, N-alquildipropilentriaminas, N-alquiltrieilentetraaminas, N-alquiltetraetilenpentaminas y N-alquiltetrapropilenpentaminas:
el copolímero de la fórmula (II)
debe contener al menos 45 a 65% en moles de al menos un componente
olefínico, y de 55 a 35% en moles de al menos un grupo
dicarboxílico.
\newpage
2. Combustible, carburante y/o fuel según la
reivindicación 1, caracterizado porque X se ha elegido
entre:
- iii)
- las alquilaminas que comprenden de 1 a 44 átomos de carbono.
3. Combustible, carburante y/o fuel según la
reivindicación 1, caracterizado porque los restos
dicarboxílicos se eligen entre los restos de tipo anhidro elegidos
del grupo constituido por anhídrido maleico, anhídrido citracónico
y ácido fumárico; y los restos olefínicos elegidos entre alquenilos
lineales o ramificados que comprenden de 1 a 30 átomos de
carbono.
4. Combustible, carburante y/o fuel según las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el copolímero
se elige entre los copolímeros anhídrido
maleico-octadeceno; anhídrido
maleico-dodeceno y anhídrido
maleico-hexadeceno.
5. Combustible, carburante y/o fuel según las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque R_{1} y
R_{2} son dos radicales elegidos del grupo formado por los
radicales dodecilo y octadecilo y R_{3} se elige entre los
agrupamientos alquilo que comprenden 4 a 20 átomos de carbono.
6. Combustible, carburante y/o fuel según las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el copolímero
es un compuesto de la fórmula (III) siguiente:
en la
que:
- \bullet
- R'_{1} y R'_{2}, idénticos o diferentes, se eligen entre radicales alquilo de 12 a 18 átomos de carbono, alquilaminas y N-alquilpolialquilenpoliaminas de fórmula (II) y las aminas hidroxiladas del grupo que comprende dietanolamina, monoetanolamina, N-butilamina, N-deciletanolamina, N-dodeciletanolamina y sus derivados alcoxilados.
- \bullet
- y R_{3} se elige entre los radicales decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo y eicosilo.
7. Combustible, carburante y/o fuel según las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el copolímero
es un compuesto de la fórmula (IV) siguiente:
en la
que:
- \bullet
- R''_{1} y R''_{2}, idénticas o diferentes, se eligen entre radicales alquilo que tienen de 12 a 18 átomos de carbono, alquilaminas que tienen de 1 a 22 átomos de carbono y N-alquilpolialquilenpoliaminas del grupo que comprende N-alquildietilentriaminas, N-alquildipropilentriaminas, N-alquiltrietilentetraminas, N-alquiltetraetilenpentaminas y N-alquiltetra-propilenpentaminas,
- \bullet
- y R_{3} se elige entre los radicales decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo y eicosilo.
8. Combustible, carburante y/o fuel según las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el copolímero
es un compuesto de la fórmula (IV) siguiente:
en la
que:
- \bullet
- NR''_{1}R''_{2} es una alquilamina que comprende de 1 a 44 átomos de carbono.
- \bullet
- Y R_{3} se elige entre los radicales decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo y eicosilo.
9. Combustible, carburante y/o fuel según las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el copolímero
es un compuesto de fórmula (IV) siguiente:
en la
que:
- \bullet
- R''_{1} y R''_{2}, idénticos o diferentes se eligen entre los radicales alquilo de 12 a 18 átomos de carbono,
- \bullet
- y R_{3} se elige entre los radicales decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo y eicosilo.
10. Combustible, carburante y/o fuel según las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el copolímero
es un compuesto de fórmula (V) siguiente:
en la
que:
- \bullet
- R'_{5} se elige entre los radicales alquilo de 6 a 18 átomos de carbono y las N-alquilpolialquilenpoliaminas de fórmula (II) del grupo que comprende N-alquildietilentriaminas, N-alquildipropilentriaminas, N-alquiltrietilentetraminas, N-alquiltetraetilenpentaminas y N-alquiltetrapropilenpentaminas,
- \bullet
- y R_{3} se elige entre los radicales decilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo y eicosilo.
11. Combustible, carburante y/o fuel según las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque las
alquilaminas y las
N-alquil-polialquilenpoliaminas de
fórmula (II) se eligen entre el grupo que comprende dibutilamina,
didodecilamina, dioctadecilamina,
N-alquiletilendiaminas,
N-alquilpropilendiaminas,
N-alquilbutilendiaminas,
N-alquildietilentriaminas,
N-alquildipropilentriaminas,
N-alquildibutilentriaminas,
N-alquiltrietilen-tetraminas,
N-alquiltripropilentetraminas,
N-alquiltributilentriaminas,
N-alquiltetraetilen-pentaminas,
N-alquiltetrapropilenpentaminas y
N-alquiltributilenpentaminas, que tienen un radical
alquilo de 12 a 22 átomos de carbono, preferentemente
N-dodecildipropilentriamina,
N-octadecildipropilentriamina,
N-octadecildietilen-triamina y
N-docosildietilentriamina.
12. Combustible, carburante y/o fuel según la
reivindicación 1, en el cual el aditivo es un compuesto de la
fórmula (III) siguiente:
formado por un copolímero que
comprende restos del anhídrido maleico y restos del octadeceno en
una relación molar 1/1. R_{1}, R_{2}, R'_{1} y R'_{2} son
idénticos y corresponden a un radical
dodecilamina.
13. Combustible, carburante y/o fuel según la
reivindicación 1, en el cual el aditivo es un compuesto de la
fórmula (IV) siguiente:
formado por un copolímero que
comprende restos del anhídrido maleico y restos del octadeceno en
una relación molar 1/1, donde R_{1} y R''_{1} son un átomo de
hidrógeno, R_{2} es un radical butilo y R''_{2} es un radical
dodecilo.
14. Combustible, carburante y/o fuel según la
reivindicación 1, en el cual el aditivo es un compuesto de la
fórmula (V) siguiente:
formado por un copolímero que
comprende restos del anhídrido maleico y restos del octadeceno en
una relación molar 1/1, donde R_{1} es un átomo de hidrógeno,
R_{2} un radical etilamina y R'_{5} un radical
hexadecilo.
15. Combustible, carburante y/o fuel según las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque contiene por
lo menos un aditivo elegido entre aditivos de filtrabilidad y/o de
circulación, aditivos procetanos, promotores catalíticos de
combustión y similares, detergentes, aditivos lubricantes, aditivos
antidesgaste, aditivos antiespuma, aditivos anticorrosión y otros
aditivos o composiciones de aditivos para mejorar el punto de
turbidez, la dispersión y la sedimentación de las parafinas.
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