ES2257220A1 - Composicion. - Google Patents

Composicion.

Info

Publication number
ES2257220A1
ES2257220A1 ES200550004A ES200550004A ES2257220A1 ES 2257220 A1 ES2257220 A1 ES 2257220A1 ES 200550004 A ES200550004 A ES 200550004A ES 200550004 A ES200550004 A ES 200550004A ES 2257220 A1 ES2257220 A1 ES 2257220A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
group
invention according
fuel
alcohol
hydrocarbyl
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
Application number
ES200550004A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innospec Ltd
Original Assignee
Associated Octel Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Associated Octel Co Ltd filed Critical Associated Octel Co Ltd
Priority to ES200550004A priority Critical patent/ES2257220A1/es
Publication of ES2257220A1 publication Critical patent/ES2257220A1/es
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/22Organic compounds containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes

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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

La presente invención proporciona una composición combustible que comprende un combustible y un aditivo que forma películas en la que el combustible comprende combustible diesel y un alcohol combustible y en la que el aditivo que forma películas está presente en la composición combustible en una cantidad inferior a 0,1% en peso.

Description

Composición Campo de la invención
La presente invención se refiere a aditivos de combustibles. En particular, la presente invención se refiere al uso de aditivos formadores de película para inhibir y/o prevenir el daño por cavitación al bombear mezclas de alcohol combustible con combustible diesel.
Antecedentes y técnica anterior
Los motores de combustión interna que funcionan mediante ignición por compresión, conocidos convencionalmente como motores diesel, son bien conocidos en la técnica por generar un nivel significativo de material en partículas durante el proceso de combustión. Las partículas de diesel se forman mediante la combustión o pirólisis de combustibles hidrocarburos conocidos típicamente como destilados medios, y con ebullición típicamente en el intervalo de temperatura de 180ºC a 360ºC. Las partículas en el escape de un motor diesel comprenden ceniza inorgánica debida a partículas de desgaste del motor y a los productos de combustión de aditivos aceites lubricantes, compuestos que contienen azufre debido al azufre en el combustible diesel e hidrocarburos por combustión incompleta. Estos hidrocarburos pueden clasificarse además como material soluble o material sólido, concretamente hollín carbonáceo. La porción de hidrocarburo soluble del material en partículas se describirá frecuentemente por los expertos en la técnica como la fracción orgánica soluble (FOS).
El material en partículas descrito anteriormente puede comprender partículas tan pequeñas como para ser invisibles al ojo desnudo. Sin embargo, los motores diesel son también conocidos por emitir humo visible, que representa el oscurecimiento de la luz visible por nubes de partículas mayores. Estas partículas mayores, también denominadas partículas de acumulación, pueden surgir de la condensación y/o aglomeración de partículas menores, también conocidas como partículas de nucleación. El impacto visual que puede tener el humo de escape negro de escapes de motor diesel sobre el observador es casi universalmente negativo. El humo de escape negro se percibe como una grave fuente de contaminación del aire que da como resultado daños a edificios y otras propiedades. Además, es ampliamente aceptado también que todas las emisiones de partículas anteriormente descritas representan un riesgo para la salud humana.
Los gobiernos de muchos países han promulgado legislación para reducir los niveles permitidos de emisiones de partículas de motores diesel en los últimos años. Los fabricantes de motores han respondido a la legislación con el resultado de que en muchos países los nuevos motores diesel emiten consistentemente menores niveles de material en partículas de escape que los antiguos diseños de motor. Sin embargo, uno de los rasgos atractivos del motor diesel para los operadores y usuarios es su robustez y larga vida. Los motores diesel pueden seguir en uso durante 10, 15 ó 20 años, o en casos excepcionales aún más. Estos motores antiguos, aunque proporcionan un servicio muy satisfactorio para los propietarios de vehículos u operadores, continúan sin embargo emitiendo contaminantes, en particular partículas y humo visible, a niveles al menos tan altos como cuando eran nuevos.
Una opción que es atractiva para los gobiernos que desean mejorar la calidad del aire es alterar las especificaciones del combustible de modo que todos los vehículos, en contraposición a simplemente los nuevos vehículos que sean de diseño mejorado, produzcan niveles menores de contaminación. Un modo en que esto puede conseguirse es mezclando un alcohol combustible tal como etanol con combustible diesel. Una mezcla de etanol y diesel se conoce habitualmente como Ediesel.
El efecto del Ediesel sobre las emisiones de escape está sujeto a cierto debate, y es conocido que varía entre los motores de diferentes tipos. Sin embargo, se ha encontrado que el efecto más pronunciado es con respecto a las emisiones de partículas y humo, que son juzgadas frecuentemente como los contaminantes más dañinos emitidos por motores diesel. Existe por tanto interés en mezclas de alcohol combustible y diesel tal como Ediesel en muchos países del mundo, particularmente cuando la flota de vehículos diesel comprende una población significativa de vehículos antiguos con emisiones inaceptablemente altas de partículas.
Una ventaja adicional proporcionada por la mezcla de un alcohol combustible y diesel es la posibilidad de fabricar el alcohol combustible, en particular etanol, inicialmente a partir de productos renovables, incluyendo productos de desecho de agricultura. Esta capacidad proporciona la oportunidad de ampliar las costosas fuentes de combustible fósil, que a menudo tienen que importarse. Mezclar alcohol combustible producido a partir de fuentes propias y renovables con combustible diesel puede hacer por tanto una importante y valiosa contribución al equilibrio de pagos de una nación.
La adición de un alcohol combustible es conocida por alterar las características y propiedades físicas del combustible diesel base. Por ejemplo, el etanol hierve a una temperatura mucho menor que el combustible diesel, cuyo intervalo de ebullición típico se encuentra ente 180ºC y 360ºC. Cuando se añade etanol a combustible diesel, el punto de ebullición inicial se reducirá muy significativamente. Esto se ilustra en la Tabla 1, que contiene datos obtenidos con destilados medios solos y combinados con etanol.
TABLA 1 Características de destilación de combustibles destilados medios con y sin etanol
Características Combustible ULSD3 + 7,5% en Queroseno Queroseno + 7,5% en
de destilación diesel ULSD3 volumen de etanol volumen de etanol
Punto de ebullición 175,5 77,0 151,5 77,5
inicial ºC
5% recuperado ºC 207,5 78,5 163,0 80,0
10% recuperado ºC 220,5 198,5 165,0 155,5
20% recuperado ºC 237,5 226,5 169,5 168,0
40% recuperado ºC 262,5 255,0 179,0 175,0
70% recuperado ºC 297,5 294,5 197,0 195,5
90% recuperado ºC 330,5 332,5 216,5 216,0
Punto de ebullición 356,0 354,4 235,5 229,5
final ºC
Como resulta evidente de los datos en la tabla, la inclusión de un volumen relativamente pequeño de etanol en un combustible diesel convencional bajo en azufre, o un combustible de queroseno, produce una reducción muy significativa del punto de ebullición inicial y de los valores de temperatura de 5-10% recuperado (también conocidos como el "frente inicial" por los expertos en la técnica). Una vez se ha volatilizado el etanol en el frente inicial, el resto del combustible se comporta como un combustible base similar que no contiene etanol, como sería esperable.
Para producir beneficios de emisiones de escape significativos y fácilmente mensurables, son necesarias cantidades significativas, tales como de aproximadamente 1-30%, preferiblemente 1-20% en volumen de un alcohol combustible tal como etanol. Cuando dichas cantidades sustanciales de un alcohol combustible, tal como etanol, se mezclan con un combustible, el alcohol puede contener agua y/o la composición puede volverse higroscópica. Los combustibles diesel son bien conocidos por encontrar agua durante el paso a través de la cadena de suministro. Cualquiera que sea la fuente, la presencia de agua en el combustible puede conducir a una separación de fases en la fase acuosa y la fase de combustible diesel con reparto del alcohol entre las dos. Esto tiene tendencia a ocurrir particularmente a bajas temperaturas y conduce a considerables problemas de funcionamiento.
Para prevenir dichos problemas, se emplean aditivos adicionales tales como codisolvente(s) y tensioactivo(s). Las cantidades utilizadas de cada uno son, como se esperaba, altamente dependientes del alcohol combustible particular, de su contenido de agua, de las temperaturas ambientales anticipadas y, por encima de todo, del porcentaje en volumen de alcohol en el combustible. En términos de porcentaje en volumen, las cantidades de cada uno utilizadas son típicamente similares al porcentaje en volumen de alcohol, y son raramente menores cada una de un 1%, aunque se han reivindicado cantidades del orden de 0,5, 0,2 o incluso 0,1%, en las que están presentes cantidades significativas de alcohol (concretamente reductoras detectables de la emisión). Cuando están presentes dichos niveles de tensioactivo, los ensayos estándar de desgaste como se describen a continuación/anteriormente en la presente memoria indican que no deberían encontrarse problemas de desgaste con ese combustible.
Las consecuencias prácticas del cambio de volatilidad del combustible cuando se añade un alcohol combustible a combustible diesel en sistemas de combustible de motor diesel pueden ser significativas, puesto que dichos sistemas de combustible se diseñan habitualmente para las características de volatilidad de destilados medios convencionales. Las bombas de inyección diesel, por ejemplo, funcionan de tal manera que la película de combustible sobre diversos componentes internos puede estar expuesta a presión reducida a veces durante cada ciclo de rotación. Es un ejemplo de este fenómeno el contacto entre la arandela de cara ranurada y los dientes en el eje motor que se acoplan con ella en la bomba de inyección diesel rotativa Bosch VE. Durante la operación normal, aparece una presión reducida en la región de la película líquida sobre la superficie de estos componentes. Con un combustible diesel convencional u otro destilado medio de ebullición en los intervalos indicados en la Tabla 1, la reducción local de presión no causa problemas de funcionamiento. Sin embargo, con el frente inicial mucho más volátil del combustible resultante de mezclar etanol con combustible diesel, la reducción de presión en la película líquida se cree que produce cavitación.
La cavitación, como es conocida por los expertos en la técnica, consiste en la formación y el colapso de burbujas llenas de vapor de gas en líquido asociado a fluctuaciones de la presión local. Es bien conocido que una cavitación prolongada puede dar como resultado daños superficiales en componentes metálicos. La erosión de superficies metálicas aparentemente duras es un rasgo característico de la cavitación prolongada. Cuando aparece cavitación en un sistema de combustible de motor diesel, por ejemplo en la bomba inyectora de combustible, las partículas erosionadas, denominadas colectivamente residuos de desgaste, circulan por la bomba. Dichos residuos de desgaste son frecuentemente abrasivos. La circulación de residuos de desgaste por la bomba acelera el proceso de desgaste, mientras que la cavitación continuada produce residuos de desgaste adicionales, abrasivos por sí mismos, que conducen a un desgaste muy acelerado de dichas bombas. Los ejemplos de desgaste muy acelerado en bombas Bosch mediante cavitación, cuando funcionan con combustible diesel que contiene etanol, son del dominio público. Bosch ha publicado información en Internet (dirección www.mercosul.bosch.de/50 EPD/epd32), que no sólo detalla el desgaste acelerado de las bombas inyectoras, sino que indica también daño por cavitación en otros componentes del equipo de inyección de combustible, tales como agujas inyectoras y asientos de la válvula a presión de la bomba. Se ha publicado también información similar en "Hart's World Fuels Today" el 14 de noviembre de 2001.
La presente invención alivia los problemas de la técnica anterior.
Sumario de la invención
Según un primer aspecto, la presente invención proporciona una composición de combustible que comprende un combustible y un aditivo formador de película, en la que el combustible comprende diesel y un alcohol combustible, y en la que el aditivo formador de película está presente en la composición de combustible en una cantidad de menos de un 0,1% en peso.
Según un segundo aspecto, la presente invención proporciona el uso de un aditivo formador de película para inhibir y/o prevenir la cavitación en un combustible y/o reducir los efectos de la cavitación en un combustible, en el que combustible comprende diesel y un alcohol combustible.
Según un tercer aspecto, la presente invención proporciona un proceso para suministrar una composición de combustible a un motor de combustión, comprendiendo el proceso comprende (i) bombear la composición de combustible con una bomba rotativa para suministrar la composición de combustible al motor de combustión, en el que la composición de combustible comprende diesel, un alcohol combustible y un aditivo formador de película.
Se ha encontrado sorprendentemente que pueden utilizarse aditivos formadores de película para inhibir y/o prevenir la cavitación en mezclas de diesel y alcohol combustible. La adición de un aditivo formador de película a una mezcla de diesel y un alcohol combustible puede reducir típicamente el daño superficial inducido por la cavitación de componentes metálicos en un sistema de combustible de motor diesel en el que se utiliza la mezcla combustible. Adicionalmente, el uso de un aditivo formador de película de esta manera puede reducir los residuos de desgaste generados por la cavitación y puede reducir también el desgaste del sistema de combustible de motor diesel, y en particular del equipo de inyección de combustible, que puede causar los residuos de desgaste. Por tanto, el uso de un aditivo formador de película según la presente invención puede aumentar la vida del sistema de combustible de motor diesel, especialmente de los componentes del equipo de inyección de combustible tales como bombas inyectoras de combustible, agujas inyectoras y válvulas de asiento de presión de la bomba.
El reciente descubrimiento de que combustibles que contienen alcoholes combustibles podrían causar daños a componentes de motor diesel fue, de hecho, sorprendente. Lo fue más que dichos combustibles pudieran satisfacer los ensayos de desgaste estándar de la industria aunque dando problemas en servicio. Se ha encontrado sorprendentemente que pueden utilizarse aditivos formadores de película para proteger componentes del motor de dicho desgaste. Sin desear quedar ligado a teoría alguna, se cree que actúan inhibiendo y/o previniendo la cavitación en mezclas que comprenden diesel y un alcohol combustible.
La expresión "aditivo formador de película", como se utiliza en la presente memoria, significa una sustancia que, cuando está presente en una composición de combustible que comprende un combustible, el aditivo formador de película y componentes combustibles adicionales opcionales, aumenta la capacidad del combustible de formar un recubrimiento sobre una superficie metálica, tal como una superficie metálica en una bomba de combustible, con la que está en contacto.
Es particularmente útil como aditivo formador de película según la presente invención una sustancia capaz de proporcionar a un combustible con el que se pone en contacto un parámetro de calidad de combustible mediante el que el desgaste entre dos superficies metálicas en contacto entre sí y con el combustible en un dispositivo de ensayo está limitado a un nivel máximo permitido. La limitación del desgaste en un dispositivo de ensayo puede determinarse superando una carga mínima aplicada de más de 2800 g, como en el método "Scuffing Load Ball-On-Cylinder Lubricity Evaluator" (SLBOCLE- ASTM D 6078). Como alternativa, la limitación del desgaste en un dispositivo de ensayo puede determinarse no superando un límite de desgaste, como en el método de "High Frequency Reciprocation Rig" (HFRR-ASTM D 6079), de 460 micrómetros de diámetro de marca de desgaste (WSD) a 60ºC. La limitación del desgaste puede medirse también utilizando el equipo HFRR según el método F-06-A-96 del Consejo Europeo de Coordinación (CEC), que es muy similar al método ASTM D 6079, pero que realiza controles adicionales de tempe-
ratura y humedad, y puede esperarse por lo tanto que proporcione mayor precisión de ensayo que el ASTM D 6079.
El término "cavitación" como se utiliza en la presente memoria significa la rápida formación y colapso de bolsas de vapor en un líquido en regiones de presión localmente fluctuante.
Sin desear quedar ligado a teoría alguna, se cree que el aditivo formador de película puede inhibir y/o prevenir la cavitación según la presente invención de una o más de las siguiente maneras.
El aditivo formador de película puede proporcionar una capa protectora sobre la superficie de los componentes expuestos a cavitación, de tal modo que el material se elimina de la capa protectora en lugar de la superficie metálica cubierta y protegida por la capa protectora de aditivo formador de película.
La reposición de la capa protectora puede proporcionarse mediante el suministro de combustible reciente con aditivos según la presente invención a los componentes potencialmente a desgastar. La protección de las superficies metálicas de componentes vulnerables por la capa protectora puede prevenir que se formen y circulen residuos de desgaste, por ejemplo por la bomba inyectora. Además, puesto que el aditivo formador de película no crea por sí mismo partículas abrasivas, la eliminación de partes de la capa protectora de aditivo formador de película por el proceso de cavitación no conducirá posteriormente a un desgaste acelerado en los sistemas de combustible de motor diesel y en particular en bombas de combustible. Por lo tanto, el uso de un aditivo formador de película según la presente invención puede proporcionar protección ante los efectos de la cavitación que resulta de la inclusión de un alcohol combustible en diesel como se tipifica en mezclas tales como Ediesel.
Como alternativa, o adicionalmente, la existencia de una película protectora en la superficie metálica, tanto monocapa como (particularmente) multicapa, puede impedir la posibilidad de formación de burbujas llenas de vapor en la vecindad de esa superficie. Los alcoholes combustibles, en particular etanol, son conocidos por tener una solubilidad limitada en combustible diesel. El alcohol combustible puede tener por tanto una solubilidad limitada en la película de capa límite, que es por sí misma altamente compatible con el combustible diesel. Además, se obtienen típicamente mayores concentraciones de alcohol combustible en diesel utilizando coaditivos tensioactivos. En dichos casos, puede pensarse que el alcohol combustible se mantiene en forma de una suspensión de gotitas revestidas por el coaditivo tensioactivo. A escala molecular, éstas pueden ser grandes conjuntos y por tanto físicamente incapaces de penetrar en cualquier película protectora. Por tanto, el componente volátil asociado al inicio de la cavitación puede separarse físicamente de la superficie del metal. Las burbujas llenas de vapor formadas durante la cavitación pueden formarse de forma similar alejadas de la superficie y no eliminar así material de ella mediante mecanismos de arranque o chorro a presión.
Un efecto alternativo o adicional más según la presente invención puede ser la pasivación de superficies recién expuestas. La cavitación por ultrasonidos es bien conocida para la limpieza de metal y otras superficies du-
ras. La reactividad química potenciada de los metales hacia especies orgánicas bajo la influencia de energía de ultrasonidos es bien conocida, y frecuentemente se atribuye a la eliminación de óxido pasivante de superficie o productos de reacción insolubles. Es ampliamente aceptado que Ediesel y otras mezclas de combustible diesel que
contienen alcohol son más corrosivas frente a sistemas de suministro de combustible que los combustibles
base diesel. Por tanto, la cavitación puede conducir a la exposición de superficie metálica reciente altamente reactiva al combustible que contiene alcohol. Las películas formadas sobre la superficie metálica pueden prevenir por tanto
el acceso de los componentes corrosivos a la superficie recién expuesta, y reducir o prevenir así la corro-
sión.
En un efecto alternativo o adicional más, la acción mecánica de molido de las partículas de desgaste en la capa límite se cree que es responsable de al menos cierta desgaste adicional. Las sustancias formadoras de película pueden formar películas tanto sobre la superficie residual como sobre la partícula de desgaste, y proporcionar así capas de lubricación límite sobre ambos cuerpos. Esto puede actuar manteniendo la partícula de desgaste en suspensión y así en última instancia eliminándola de la superficie metálica, o al menos actuar como película lubricante para prevenir el desgaste abrasivo u otro desgaste.
Por facilidad de referencia, se discuten ahora estos y otros aspectos de la presente invención en los encabezados de sección apropiados. Sin embargo, las enseñanzas en cada sección no están necesariamente limitadas a cada sección particular.
Realizaciones preferidas
Como se ha citado anteriormente, en un aspecto la presente invención proporciona una composición de combustible que comprende un combustible y un aditivo formador de película, en la que el combustible comprende diesel y un alcohol combustible, y en la que el aditivo formador de película está presente en la composición de combustible en una cantidad de menos de un 0,1% en peso.
Como se ha citado anteriormente, en un aspecto adicional la presente invención proporciona el uso de un aditivo formador de película para inhibir y/o prevenir la cavitación en un combustible y/o reducir los efectos de la cavitación en un combustible, en el que el combustible comprende diesel y un alcohol combustible.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película está presente en una cantidad de menos de un 0,01% en peso.
El aditivo formador de película puede emplearse a proporciones de tratamiento de hasta o de menos de un 0,1% en peso, tal como hasta o menos de un 0,08% en peso, tal como hasta o menos de un 0,07% en peso, tal como hasta o menos de un 0,05% en peso, tal como hasta o menos de un 0,04% en peso, tal como hasta o menos de un 0,03% en peso, tal como hasta o menos de un 0,02% en peso, tal como hasta o menos de un 0,01% en peso, siendo proporciones de tratamiento preferidas de 10-1.000 ppm, por ejemplo 800 ppm. Son proporciones de tratamiento particularmente preferidas de 50-500 ppm y las más preferidas de 100-300 ppm. En todos los casos, ppm designa mg de aditivo formador de película por kg de combustible.
Combustible
Como se ha citado anteriormente, el combustible comprende diesel y un alcohol combustible.
Alcohol combustible
Preferiblemente, el alcohol combustible está presente en el combustible en una cantidad de 1 a 30% en volumen, preferiblemente de 1 a 20%, tal como de 1 a 15%, de 2 a 15% o de 3 a 15%.
Preferiblemente, el alcohol combustible es un alcohol alifático.
Preferiblemente, el alcohol combustible es un alcanol que comprende un grupo alquilo y un grupo hidroxi. Más preferiblemente, el alcohol combustible es un alcanol que comprende un grupo alquilo lineal y un grupo hidroxi.
Preferiblemente, el alcohol combustible es un alcohol C_{1}-C_{20} tal como un alcohol C_{1}-C_{15} o un alcohol C_{1}-C_{10} Preferiblemente, el alcohol combustible es un alcohol C_{1}-C_{5} tal como un alcohol seleccionado de metanol, etanol, propanol e isopropanol.
En un aspecto particularmente preferido, el alcohol combustible es etanol.
Preferiblemente, el etanol se destila antes de mezclar con el diesel. El etanol utilizado es típicamente, pero no a modo de limitación, al menos un 90%, preferiblemente un 95% y aún más preferiblemente al menos un 96% etanol anhidro.
Componentes adicionales
La composición de combustible puede comprender adicionalmente uno o más aditivos. Los ejemplos de dichos aditivos incluyen tensioactivos tales como emulsionantes, aditivos estabilizantes y codisolventes.
La inclusión en el combustible de alcohol combustible, que puede no ser anhidro, puede dar típicamente como resultado la inclusión de agua, y es bien conocido que puede añadirse un componente minoritario adicional a la mezcla combustible como codisolvente para estabilizar la mezcla de alcohol combustible y combustible diesel. Sin dicho componente, en ciertas condiciones el agua tiende a separarse y el alcohol a repartirse entre las fases acuosa y combustible.
Codisolvente
En un aspecto preferido, el combustible comprende adicionalmente un codisolvente.
Puede seleccionarse un codisolvente adecuado del grupo que consiste en alcoholes alquílicos que tienen una longitud de cadena de hidrocarburo de aproximadamente tres a aproximadamente seis, inclusive, tales como alcohol terc-butílico, por ejemplo; nafta, \gamma-valerolactona; queroseno; hidrocarburos que tienen una longitud de cadena de aproximadamente 50; y mezclas de los mismos.
Preferiblemente, el codisolvente es un alcohol. Más preferiblemente, el codisolvente tiene la fórmula R^{1}O(CH_{2}
CH_{2}O)_{n}H en la que n es un número de 0 a 10 y R^{1} es un grupo hidrocarbilo C_{1-30}.
Como se utiliza en la presente memoria, el término "hidrocarbilo" designa un grupo que comprende al menos C y H que puede comprender opcionalmente uno o más sustituyentes adecuados distintos. Los ejemplos de dichos sustituyentes pueden incluir un grupo halo, alcoxi, nitro, alquilo o un grupo cíclico. Además de la posibilidad de que los sustituyentes sean un grupo cíclico, una combinación de sustituyentes puede formar un grupo cíclico. Si el grupo hidrocarbilo comprende más de un C, entonces esos carbonos no tienen porqué estar unidos necesariamente entre sí. Por ejemplo, al menos dos de los carbonos pueden estar unidos mediante un elemento o grupo adecuado. Por tanto, el grupo hidrocarbilo puede contener heteroátomos. Los heteroátomos adecuados resultarán evidentes para los expertos en la técnica e incluyen especialmente nitrógeno y oxígeno.
En un aspecto preferido, R^{1} es un grupo hidrocarburo.
Como se utiliza en la presente memoria, el término "hidrocarburo" significa uno cualquiera de un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo alquinilo y un grupo acilo, pudiendo ser dichos grupos lineales, ramificados o cíclicos, o un grupo arilo. El término hidrocarburo incluye también esos grupos pero que se han sustituido opcionalmente. Si el hidrocarburo es una estructura ramificada que tiene sustituyente(s) en la misma, entonces la sustitución puede ser en la cadena principal hidrocarburo o en la ramificación; como alternativa, las sustituciones pueden ser en la cadena principal hidrocarburo y en la ramificación.
En un aspecto altamente preferido, R^{1} es un grupo alquilo. En este aspecto, R^{1} puede ser lineal o ramificado. En este aspecto, R^{1} puede estar saturado o insaturado.
Preferiblemente, n es un número de 0 a 5. En un aspecto preferido, n es O. En otro aspecto preferido, n es un número de 2 a 4, preferiblemente un número de 2 a 3, más preferiblemente n es aproximadamente 2,75.
En una realización, el codisolvente es R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es O.
En esta realización, preferiblemente R^{1} es un alquilo C_{5} a C_{15} preferiblemente alquilo C_{5} a C_{10} más preferiblemente alquilo C_{8}. Es un codisolvente preferido 2-etilhexanol:
1
En otra realización, el codisolvente es R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es mayor de 0.
Son codisolventes preferidos alcoholes alcoxilados, preferiblemente alcoholes etoxilados. Es altamente preferible que los alcoholes etoxilados sean alcoholes solubles en aceite. Por lo tanto, se prefieren alcanoles y estos pueden ser alcanoles primarios, secundarios o terciarios, y especialmente alcanoles primarios. Ya que la solubilidad en aceite del alcohol puede variar con la longitud de la cadena de carbono del alcanol etoxilado, el alcanol es preferiblemente un alcanol C_{5} a C_{22}, más preferiblemente alcanol C_{5} a C_{15}. El alcohol etoxilado puede comprender una mezcla de alcanoles. Sin embargo, se prefiere que en dichas mezclas predomine un alcanol. Por tanto, el alcanol más preferido es principalmente un alcanol C_{9} a C_{15}. Además, el grado de etoxilación del alcohol puede variar, y la solubilidad en aceite se reducirá, generalmente, al aumentar el grado de etoxilación. Se prefiere que la relación de etoxilato a alcohol sea mayor de 2. Más preferiblemente, la relación de etoxilato a alcohol es entre 1 y 10, preferiblemente entre 1 y 5, más preferiblemente entre 1 y 3 y especialmente entre 2 y 3. Se prefiere especialmente un alcohol etoxilado comercialmente disponible en el que la relación de etoxilato a alcohol es de 2,75. Dicho alcohol etoxilado está disponible en forma de NEODOL 91/2,5.
Por tanto, en esta realización preferida, el codisolvente es R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es un número de 2 a 4, preferiblemente un número de 2 a 3, más preferiblemente n es aproximadamente 2,75. En esta realización, preferiblemente R^{1} es un alquilo C_{5} a C_{15}.
Tensioactivo
En otro aspecto preferido, el combustible comprende además un tensioactivo. Preferiblemente, el tensioactivo es un emulsionante.
Los ejemplos de tensioactivos adecuados incluyen:
\bullet
amidas de ácidos grasos de cadena larga (C_{10}-C_{30}) preparadas a partir de dialquilaminoalcoholes tales como dimetilaminoetanol como se ejemplifica en el documento US-A-4.451.265;
\bullet
sales de amonio preparadas mediante reacción de ácidos grasos de cadena larga con trialquilaminas inferiores como se indica en el documento US-A-4.451.267;
\bullet
copolimeros de bloques de óxido de etileno/estireno solubles en diesel, acoplados mediante estireno/buta-dieno como en el documento US-A-4.482.666;
\bullet
mezclas 1:2:3 de sesquiolato de sorbitán, monooleato de polietilenglicol y etoxilato de nonilfenol según se reivindica en el documento WO-A-97/34969;
\bullet
producto de reacción de ácido ftálico (u otro ácido carboxilico monobásico) + poli(amina) + un segundo ácido carboxilico en una relación de 1/nº de equivalentes del primer ácido:2/nº de grupos amina de la poliamina:l/nº de equivalentes del segundo ácido como se ejemplifica en el documento EP-A-0386550;
\bullet
93-97% de monoéster de ácido graso de sorbitán y 3-7% en peso de polisorbato 80 como se encuentra en el documento AU 563.404;
\bullet
oleildietanolamida, dietanolamina y jabón de dietanolamina de ácido oleico que se ha tratado con aproximadamente 0-7% de ácido oleico como se discute en el documento US-A-4.173.455; y
\bullet
ácidos grasos C_{8}-C_{22} en forma de ésteres de poliglicerol, ésteres de sorbitán o ésteres de ácido diacetiltartárico o ésteres de glicerol de dichos ácidos grasos como se discute en el documento DE 2.229.918.
En un aspecto preferido, el tensioactivo tiene la fórmula R^{2}(CO)_{m}-N([CH_{2}]_{1-10}OH)_{2} en la que m es 0 ó 1 y R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{1-30}.
En un aspecto preferido, el tensioactivo tiene la fórmula R^{2}(CO)_{m}-N([CH_{2}]_{1-5}OH)_{2} en la que m es 0 ó 1 y R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{1-30}.
En un aspecto preferido, el tensioactivo tiene la fórmula R^{2}(CO)_{m}-N([CH_{2}]_{1-3}OH)_{2} en la que m es 0 ó 1 y R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{1-30}.
En un aspecto preferido, el tensioactivo tiene la fórmula R^{2}(CO)_{m}-N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que m es 0 ó 1 y R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{1-30}.
Preferiblemente, R^{2} es un grupo hidrocarburo. Más preferiblemente, R^{2} es un grupo alquilo o un grupo alquenilo. En este aspecto, R^{2} puede ser lineal o ramificado. En este aspecto, R^{2} puede estar saturado o insaturado.
Preferiblemente, R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{8-22} más preferiblemente un grupo hidrocarburo C_{8-22} tal como un grupo alquilo C_{8-22} o un grupo alquenilo C_{8-22}.
Preferiblemente, R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{10-20}, más preferiblemente un grupo hidrocarburo C_{10-20} tal como un grupo alquilo C_{10-20} o un grupo alquenilo C_{10-20}.
Preferiblemente, R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{12-20}, más preferiblemente un grupo hidrocarburo C_{12-20} tal como un grupo alquilo C_{12-20} o un grupo alquenilo C_{12-20}.
Preferiblemente, R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{12-20}, más preferiblemente un grupo hidrocarburo C_{14-18} tal como un grupo alquilo C_{14-18} o un grupo alquenilo C_{14-18}.
En una realización, m es 0. Por tanto, el tensioactivo tiene la fórmula R^{2}N([CH_{2}]_{1-10}OH)_{2}, preferiblemente
R^{2}N([CH_{2}]_{1-5}OH)_{2}, preferiblemente R^{2}N([CH_{2}]_{1-3}OH)_{2}, preferiblemente R^{2}N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{1-30}. En este aspecto, R^{2} es preferiblemente un hidrocarburo C_{8-22} tal como un hidrocarburo C_{16-20}, más preferiblemente un hidrocarburo C_{18}. En este aspecto, preferiblemente R^{2} está insaturado, más preferiblemente R^{2} es un alquenilo. Preferiblemente, R^{2} es un hidrocarburo C_{18} insaturado, más preferiblemente un alquenilo C_{18}, lo más preferiblemente un grupo oleílo.
En otra realización, m es 1. Por tanto, el tensioactivo tiene la fórmula R^{2}(CO)-N([CH_{2}]_{1-10}OH)_{2}, preferiblemente R^{2}(CO)-N([CH_{2}]_{1-5}OH)_{2}, preferiblemente R^{2}(CO)-N([CH_{2}]_{1-3}OH)_{2}, preferiblemente R^{2}(CO)-N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{1-30}. En este aspecto, preferiblemente R^{2} es un hidrocarburo C_{7-21} tal como un hidrocarburo C_{15-19}, más preferiblemente un hidrocarburo C_{17}. En este aspecto, R^{2} puede estar saturado o insaturado. Preferiblemente, R^{2} es un alquilo C_{7-21} tal como un alquilo C_{15-19}, más preferiblemente un alquilo C_{17}.
Sistemas codisolvente/tensioactivo
En un aspecto altamente preferido, el combustible comprende además un codisolvente y un tensioactivo.
En un aspecto preferido, el combustible comprende además un codisolvente de fórmula R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es 0 y R^{1} es etilhexilo; y un tensioactivo de fórmula R^{2}(CO)_{m}-N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que R^{2} es un alquenilo C_{18} y m es 0.
Preferiblemente, el combustible comprende además 2-etilhexanol y un tensioactivo de fórmula R^{2}N(CH_{2}CH_{2}
OH)_{2} en la que R^{2} es un grupo oleílo.
En otro aspecto preferido, el combustible comprende además un codisolvente de fórmula R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es de 2 a 3 y R^{1} es un alquilo C_{5} a C_{15}; y un tensioactivo de fórmula R^{2}(CO)_{m}-N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que R^{2} es un hidrocarburo C_{17} saturado o insaturado y m es 1.
Preferiblemente, el combustible comprende además un codisolvente de fórmula R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es aproximadamente 2,75 y R^{1} es un alquilo C_{5} a C_{15}; y un tensioactivo de fórmula R^{2}(CO)-N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que R^{2} es un alquilo C_{17}.
Los sistemas tensioactivos preferidos incluyen dietanolamidas de ácido C_{8-22}, por ejemplo dietanolamidas de ácido C_{12}, preferiblemente dietanolamida de C_{18} y etoxilatos de ácido graso de ácidos C_{8}-C_{22}, por ejemplo C_{12}, preferiblemente C_{18} con 1-12, preferiblemente 2-10, lo más, preferiblemente aproximadamente 7 grupos etoxi. Es un sistema particularmente preferido una mezcla 1:1:2 de esos dos componentes con el codisolvente etoxilato de alcohol preferido.
Se entenderá fácilmente que, cuando está presente un codisolvente, el codisolvente es diferente del aditivo formador de película.
Se entenderá fácilmente que, cuando está presente un tensioactivo, el tensioactivo es diferente del aditivo formador de película.
Se entenderá fácilmente que cuando están presentes un codisolvente y un tensioactivo, el codisolvente es diferente del tensioactivo.
El codisolvente está presente típicamente en una cantidad de más de un 0,1% en peso. El tensioactivo está presente típicamente en una cantidad de más de un 0,1% en peso.
Aditivo formador de película
En un aspecto, el aditivo formador de película comprende un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un ácido carboxílico, un éster carboxílico, un alcohol, una amida y una amina. Preferiblemente, el aditivo formador de película comprende un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un ácido carboxílico, un éster carboxílico y un alcohol.
En una realización, preferiblemente el aditivo formador de película comprende un ácido carboxílico.
En una realización, preferiblemente el aditiva formador de película comprende un grupo éster carboxílico.
En una realización, preferiblemente el aditivo formador de película comprende un grupo alcohol.
Preferiblemente, el aditivo formador de película comprende un grupo éster carboxílico y un grupo alcohol.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en: (a) un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico; (b) el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con (i) un alcohol reactivo; y/o (ii) una amina; y/o (iii) una alcoholamina; y/o (iv) un aminoácido; (c) un hidrocarbilo polimérico sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende un nitrógeno; y (d) un sistema de anillo aromático sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende una amina y opcionalmente sustituido con un grupo hidrocarburo.
Como se utiliza en la presente memoria, el término "hidrocarbilo" designa un grupo que comprende al menos C y H y que puede comprender adicionalmente uno o más sustituyentes adecuados distintos. Los ejemplos de dichos sustituyentes pueden incluir un grupo halo, alcoxi, nitro, alquilo o un grupo cíclico. Además de la posibilidad de que los sustituyentes sean un grupo cíclico, una combinación de sustituyentes puede formar un grupo cíclico. Si el grupo hidrocarbilo comprende más de un C, entonces esos carbonos no tienen porqué estar necesariamente unidos entre sí. Pore ejemplo, al menos dos de los carbonos pueden estar unidos mediante un elemento o grupo adecuado. Por tanto, el grupo hidrocarbilo puede contener heteroátomos. Los heteroátomos adecuados resultarán evidentes para los expertos en la técnica e incluyen, especialmente, nitrógeno y oxígeno.
En un aspecto, preferiblemente el grupo hidrocarbilo está libre de azufre.
Como se utiliza en la presente memoria, el término "hidrocarburo" significa uno cualquiera de un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo alquinilo y un grupo acilo, pudiendo ser dichos grupos lineales, ramificados cíclicos, o un grupo arilo. El término hidrocarburo incluye también esos grupos pero que están opcionalmente sustituidos. Si el hidrocarburo es una estructura ramificada que tiene sustituyente(s) en la misma, entonces la sustitución puede ser en la cadena principal hidrocarburo o en la ramificación; como alternativa, las sustituciones pueden ser en la cadena principal hidrocarburo y en la ramificación.
(a) Hidrocarbilo C_{5}-C_{100} y (b) producto de reacción de hidrocarbilo C_{5}-C_{100}
Preferiblemente, el aditivo formador de película es uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en (a) un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico; y (b) el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con (i) un alcohol reactivo; y/o (ii) una amina; y/o (iii) una alcoholamina; y/o (iv) un aminoácido.
Hidrocarbilo C_{5}-C_{100}
Preferiblemente, el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} es un grupo, hidrocarbilo C_{5}-C_{80} tal como un grupo C_{5}-C_{50}, un grupo C_{5}-C_{40}, o un grupo C_{5}-C_{30}. Más preferiblemente, el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} es un grupo C_{5}-C_{20} tal como un grupo C_{10}-C_{20} o un grupo C_{12}-C_{18}, particularmente un grupo C_{12}, C_{14}, C_{16} o C_{18}.
Preferiblemente, el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} es alifático,'más preferiblemente es un hidrocarburo C_{5}-C_{100}, más. preferiblemente un alquilo o alquenilo C_{5}-C_{100}.
Según una realización preferida, el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico comprende un grupo ácido carboxílico terminal.
En este aspecto, preferiblemente el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico es lineal.
En este aspecto, preferiblemente el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico se selecciona del grupo que consiste en ácido láurico, mirístico, miristoleico, palmítico, palmitoleico, esteárico, elaídico, oleico y linoleico.
Los ejemplos de compuestos adecuados incluyen ácidos grasos naturales y sintéticos así como mezclas y fracciones impuras de los mismos tales como ácidos grasos de aceite de resina, aceites de sebo, aceite de palma, aceite de semilla de colza y similares.
Según otra realización preferida, el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico está sustituido con al menos dos grupos ácido carboxílico.
En este aspecto, preferiblemente el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos dos grupos ácido carboxílico es un ácido dimérico.
La expresión "ácido dimérico" como se utiliza en la presente memoria significa el producto de dimerización de dos hidrocarbilos C_{5}-C_{100} insaturados sustituido cada uno con al menos un grupo ácido carboxílico.
Los ejemplos de ácidos diméricos preferidos incluyen los productos de dimerización de dos grupos alquenilo lineales sustituido cada uno con al menos un grupo ácido carboxílico, preferiblemente al menos un grupo ácido carboxílico terminal. Es particularmente preferido el ácido linoleico dimerizado tal como DCI 4A disponible en The Associated Octel Company, R.U.
Como alternativa, en este aspecto, preferiblemente el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos dos grupos ácido carboxílico deriva de ácido maleico, anhídrido maleico, ácido succínico o anhídrido succínico.
Los ejemplos de compuestos adecuados incluyen ácidos alquil- o alquenilsuccínicos. Estos materiales pueden formarse mediante la reacción de anhídrido maleico con alquenos. Típicamente, los alquenos adecuados para uso en dichas reacciones se obtienen mediante la oligomerización de corrientes de olefina de bajo peso molecular, tales como etileno, propileno y butilenos, incluyendo tanto corrientes de 2-metilpropeno como de monoolefina C_{4} mixta. El doble enlace en el oligómero puede ser terminal (vinílico), di- o trisustituido o puede comprender mezclas de los mismos, como es particularmente el caso para oligómeros de corriente de olefina C_{4}. Las olefinas adecuadas derivadas de etileno incluyen 1-dodeceno, 1-octadeceno y las olefinas internas mixtas obtenidas mediante isomerización de los mismos. Una olefina adecuada derivada de propeno sería el tetrapropeno. Las olefinas adecuadas derivadas de olefinas C_{4} incluyen los denominados poli(butenos), caracterizados por su peso molecular numérico medio. Un ejemplo de una de dichas olefinas adecuadas sería Indopol L-6 de BP-Amoco, que tiene un peso molecular numérico medio de 260. La reacción entre la olefina y ácido maleico puede llevarse a cabo mediante la denominada "ruta térmica" dando como resultado un succinato sustituido en la posición a en sólo un grupo carboxilo, o mediante la "ruta del cloro" dando como resultado un succinato sustituido en \alpha en cada grupo carboxilo y que comprende parte de una estructura de anillo de 6 miembros. Los succinatos pueden hidrogenarse también para convertir sustancialmente los succinatos de alquenilo en succinatos de alquilo.
Preferiblemente, el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico derivado de ácido maleico, anhídrido maleico, ácido succínico o anhídrido succínico.
(b) Producto de reacción de hidrocarbilo C_{5}-C_{100}
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es (b) el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con (i) un alcohol reactivo; y/o (ii) una amina; y/o (iii) una alcoholamina; y/o (iv) un aminoácido.
Preferiblemente, el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico es como se describe en la presente memoria.
Más preferiblemente, el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico deriva de ácido maleico, anhídrido maleico, ácido succínico o anhídrido succínico.
Alcohol reactivo
El alcohol reactivo puede ser un monoalcohol, un diol, un triol o un poliol. Preferiblemente, el alcohol reactivo es un diol, un triol o un poliol.
Más preferiblemente, el alcohol reactivo se selecciona del grupo que consiste en etilenglicol, propilengliol, butilenglicol, glicol, glicerol, pentaeritritol y oligómeros de los mismos.
En una realización preferida, el alcohol reactivo es alcohol 1-aza-3,7-diazabiciclo[3.3.0]oct-5-ilmetílico.
En un aspecto preferido, el aditivo formador dé película es (b) el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con (i) un alcohol reactivo.
Son particularmente adecuados como aditivo formador de película según la presente invención los ésteres de alcoholes mono-, di-, tri- y poli(hidroxílicos) con ácidos grasos de cadena larga naturales y sintéticos, particularmente aquellos en que existe un exceso de grupos hidroxilo respecto a grupos ácido carboxílico. Por ejemplo, puede hacerse reaccionar un diol con un ácido monocarboxílico para proporcionar productos que contienen un exceso de dos moléculas de ácido por molécula de alcohol, hasta el máximo teórico de un ácido por alcohol.
Son también adecuados como aditivos formadores de película según la presente invención diversos ésteres de los succinatos anteriormente descritos. Por ejemplo, hemiésteres con monoalcoholes, tales como particularmente 2-propanol, o con alcoholes polihidroxílicos como se describe en la presente memoria. Como alternativa, pueden utilizarse ésteres mixtos de los succinatos anteriores con un monoalcohol y un alcohol polihidroxílico. Por ejemplo, un éster succinato de 2-propanol con etilenglicol. Finalmente, pueden utilizarse ésteres de succinato como se describen anteriormente con alcoholes polihidroxílicos.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
2
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 1000 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de (alquilo C_{1-10} lineal o ramificado)-OH y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
3
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 1000 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de (alquilo C_{1-5} lineal o ramificado)-OH y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
4
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 1000 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de (alquilo C_{1-3} lineal o ramificado)-OH y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
5
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 1000 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de -CH_{2}CH_{2}OH, -CH(CH_{3})_{2} y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
6
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 1000 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de (alquilo C_{1-10} lineal o ramificado)-OH y H, con la condición de que R^{2} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
7
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 800 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de (alquilo C_{1-10} lineal o ramificado)-OH y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de:. película es un compuesto de fórmula
8
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 600 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de (alquilo C_{1-10} lineal o ramificado)-OH y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
9
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 400 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de (alquilo C_{1-10} lineal o ramificado)-OH y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
\newpage
En un aspecto preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
10
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 300 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de (alquilo C_{1-10} lineal o ramificado)-OH y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto altamente preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
11
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 1000 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de -CH_{2}CH_{2}OH, -CH(CH_{3})_{2} y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto altamente preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
12
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular de 200 a 800 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de -CH_{2}CH_{2}OH, -CH(CH_{3})_{2} y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto altamente preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
13
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 600 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de -CH_{2}CH_{2}OH, -CH(CH_{3})_{2} y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto altamente preferido, el aditivo formados de película es un compuesto de fórmula
14
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso: molecular medio de 200 a 400 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de -CH_{2}CH_{2}OH, -CH(CH_{3})_{2} y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En un aspecto altamente preferido, el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
15
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 300 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de -CH_{2}CH_{2}OH, -CH(CH_{3})_{2} y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
En una realización preferida, R^{3} y R^{4} son ambos - CH_{2}CH_{2}OH y el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
16
En otra realización preferida, uno de R^{3} y R^{4} es -CH_{2}CH_{2}OH y el otro es -CH (CH_{3})_{2}, y el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
17
o una mezcla de los mismos.
En un aspecto preferido, PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de aproximadamente 260.
Son aditivos formadores de película preferidos adicionales:
18
\newpage
Amina
La amina puede ser cualquier amina sustituida o no sustituida adecuada. Si la amina está sustituida, puede estar sustituida típicamente con un grupo hidrocarburo, preferiblemente un grupo alquilo. Sin embargo, los ejemplos de aminas sustituidas adecuadas incluyen guanidina, aminoguanidina, urea, tiourea y sales de las mismas.
Las aminas adecuadas incluyen también poliaminas y poli(piperidina).
Alcoholamina
Las alcoholaminas que son particularmente adecuadas incluyen alcoholaminas secundarias, por ejemplo aminoetiletanolamina y alcoholaminas polihidroxílicas tales como dialcanolaminas, en particular dietanolamina; y alcoholaminas primarias.
Aminoácido
Preferiblemente, el aminoácido es un aminoácido, primario. Más preferiblemente, el aminoácido es un \alpha,\omega-aminoácido primario.
Reacciones
Las reacciones con (i) un alcohol reactivo; y/o (ii) una amina; y/o (iii) una alcoholamina; y/o (iv) un aminoácido pueden llevarse a cabo por etapas, o como alternativa las reacciones pueden llevarse a cabo simultáneamente en un solo recipiente de reacción. Si las reacciones se llevan a cabos por etapas, entonces pueden llevarse a cabo en cualquier orden.
Los ejemplos de aditivos formadores de película adecuados según este aspecto de la presente invención incluyen amidas o mezclas de éster y amida que pueden prepararse mediante la reacción de cualquiera de los anhídridos, ácidos o hemiésteres carboxílicos o succínico anteriormente descritos con alcoholaminas polihidroxílicas tales como por ejemplo dietanolamina.
Son también adecuadas amidas mixtas de los succinatos que pueden prepararse mediante la reacción por etapas de anhídrido succínico o ácido succínico con amina secundaria o alcoholamina secundaria seguido de poli(amina), poli(piperidina) o alcoxiamina. Las reacciones por etapas pueden llevarse a cabo en cualquier orden.
Los succinatos preparados como se describe en la presente memoria pueden convertirse también en succinimidas de utilidad en la presente solicitud mediante reacción con alcoholaminas que contienen al menos un grupo amina primario.
Los succinatos de alquilo o alquenilo, preparados como se describe anteriormente, pueden convertirse en imidoácidos mediante reacción con aminoácidos primarios, especialmente \alpha,\omega-aminoácidos primarios. Las especies útiles en la presente solicitud pueden obtenerse después mediante reacción adicional con alcoholaminas tales como dietanolamina o aminoetiletanolamina, proporcionandd ésteres mixtos y amidas de ácido iminosuccínico.
En un aspecto amplio adicional, cuando el contenido de azufre del aditivo formador de película no es un problema, pueden utilizarse especies de sulfonilo y sulfinilo. Por tanto, pueden emplearse ésteres de sulfanildialcanoílo de ácidos carboxílicos o succínico, hemiésteres o hemiamidas de alcanoílo. Como alternativa, pueden utilizarse hidrocarbilsulfonil- o -sulfinilalcanoles o hidroxicarbil-hidroxialquilsulfinil- o -sulfonilsuccinimidas N-alifáti-
cas.
(c) Hidrocarbilo polimérico
Como se ha citado anteriormente, en un aspecto preferido el aditivo formador de película de la presente invención es (c) un hidrocarbilo polimérico sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende un nitrógeno.
Preferiblemente, el hidrocarbilo polimérico es un polímero de monómeros hidrocarburo C_{2}-C_{10} tales como monómeros C_{2}-C_{8}, monómeros C_{2}-C_{6} o monómeros C_{2}-C_{4}.
Preferiblemente, el hidrocarbilo polimérico es un hidrocarburo polimérico.
Los ejemplos de hidrocarbilos poliméricos adecuados incluyen los productos de oligomerización de olefina obtenidos mediante la oligomerización de corrientes de olefina de bajo peso molecular tales como etileno, propileno y butilenos, incluyendo tanto corrientes de 2-metilpropeno como de monoolefina C_{4} mixta.
En una realización, preferiblemente el hidrocarbilo polimérico es un alcohol primario.
Los ejemplos de aditivos formadores de película según este aspecto son alcoholes lineales primarios tales como los preparados a partir de diversos procesos de oligomerización de etileno, por ejemplo procedimientos basados en alquilaluminio.
En una realización, preferiblemente el hidrocarbilo polimérico se sustituye con un grupo que comprende un grupo amida.
Los hidrocarbilos poliméricos adecuados sustituidos con un grupo que comprende un grupo amida pueden obtenerse a partir de hidrocarbilos poliméricos de la siguiente manera. Los hidrocarbilos poliméricos pueden aminarse directamente, mediante formilación seguida de aminación reductora o mediante reacción con acrilonitrilo seguido de reducción. Pueden emplearse las formamidas de dichas aminas. Como alternativa, dichas aminas pueden hacerse reaccionar con acetoacetamidas o acetoacetamidas N-sustituidas proporcionando alquiliminoacetamidas o alquiliminoacetamidas N-sustituidas. Además, pueden utilizarse hidroxiacetamidas formadas mediante reacción de éteramina primaria con un ácido hidroxicarboxílico tal como ácido glicólico.
(d) Sistema de anillo aromático
Como se ha citado anteriormente, en un aspecto preferido el aditivo formador de película de la presente invención es (d) un sistema de anillo aromático sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende una amina y opcionalmente sustituido con un grupo hidrocarburo.
Los ejemplos de aditivos formadores de película en este aspecto incluyen especies policíclicas heteroaromáticas hidroxiladas tales como 8-hidroxiquinolina y especies policíclicas aromáticas polihidroxílicas tales como 2,3-dihidroxinaftaleno.
En este aspecto, preferiblemente el aditivo formador de película es el producto de una reacción de Mannich.
Los detergentes base de Mannich se forman mediante reacción de un fenol opcionalmente alquilado o alquenilado con formaldehído u otro aldehído o una amina. Por ejemplo, el producto de reacción de una alcoholamina, una diamina diferente u otra poli(amina) que contiene al menos un grupo amino reactivo primario o secundario, un aldehído y un alquilfenol.
Mezclas
Como se ha citado anteriormente, en un aspecto preferido el aditivo formador de película es uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en (a) un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico; (b) el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5-100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con (i) un alcohol reactivo; y/o (ii) una amina; y/o (iii) una alcoholamina; y/o (iv) un aminoácido; (c) un hidrocarbilo polimérico sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende un nitrógeno; y (d) un sistema de anillo aromático sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende una amina y opcionalmente sustituido con un grupo hidrocarburo.
En una realización preferida, el aditivo formador de película puede comprender más de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en (a), (b), (c) y (d).
Por tanto, en un aspecto, el aditivo formador de película comprende (a) un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico; y (d) un sistema de anillo aromático sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende una amina y opcionalmente sustituido con un grupo hidrocarburo.
En otro aspecto, el aditivo formador de película comprende (b) el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con (i) un alcohol reactivo; y/o (ii) una amina; y/o (iii) una alcoholamina; y/o (iv) un aminoácido; y (d) un sistema de anillo aromático sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende una amina y opcionalmente sustituido con un grupo hidrocarburo.
En un aspecto adicional, el aditivo formador de película comprende (a) un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico; (b) el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con (i) un alcohol reactivo; y/o (ii) una amina; y/o (iii) una alcoholamina; y/o (iv) un aminoácido; y (d) un sistema de anillo aromático sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende una amina y opcionalmente sustituido con un grupo hidrocarburo.
En otro aspecto, el aditivo formador de película comprende (a) un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico; (b) el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con (i) un alcohol reactivo y/o (ii) una amina; y/o (iii) una alcoholamina; y/o (iv) un aminoácido; (c) un hidrocarbilo polimérico sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende un nitrógeno; y (d) un sistema de anillo aromático sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende una amina y opcionalmente sustituido con un grupo hidrocarburo.
Los ejemplos de aditivo formador de película útil según este aspecto de la presente invención incluyen detergentes base de Mannich en combinación con uno o más de un compuesto ácido, hemiéster, éster, amida, amidoéster imino o imido. Además, pueden utilizarse otras moléculas de tipo dispersante tal como PIB-aminas o poli(oxialquilen)aminas en combinación con las especies anteriores. Las PIB-aminas pueden prepararse a partir de las mismas fuentes de olefina que se describen para la formación de ácidos alquenilsuccínicos. Típicamente, se emplearían oligómeros de peso molecular mayor, por ejemplo de peso molecular numérico medio de 500 a 1500 uma. La PIB-amina puede prepararse mediante cloración y reacción con amina o poli(amina) o mediante hidroformilación y después reacción con amina o poli(amina). Las poli (alquilen) aminas pueden formarse mediante oligomerización de óxidos de alquileno (típicamente etileno, propileno o butileno) iniciada por amina o poliamina.
Proceso
Como se ha citado anteriormente, en un aspecto la presente invención proporciona un proceso para suministrar una composición de combustible a un motor de combustión, en el que el proceso comprende (i) bombear la composición de combustible con una bomba rotativa para suministrar la composición de combustible al motor de combustión, en el que la composición de combustible comprende diesel, un alcohol combustible y un aditivo formador de película.
En un aspecto preferido, la composición de combustible comprende adicionalmente un codisolvente y/o uno o más tensioactivos.
Preferiblemente, la bomba suministra la composición de combustible al motor de combustión a una velocidad que en condiciones de operación de diseño normal daría como resultado cavitación de la bomba si funcionara con un combustible que comprende diesel y alcohol combustible en ausencia de aditivo formador de película.
Las condiciones de funcionamiento de diseño normal son aquellas en las que la bomba suministra combustible al motor a velocidades suficientes para suministrar los requisitos de combustible del motor en todas las condiciones, desde velocidad a vacío, carga cero o casi cero a velocidad de régimen (rev/min) a potencia de régimen. Este requisito puede superar sustancialmente el consumo de combustible del motor, ya que en muchos diseños hay un retorno de combustible desde el motor al tanque de combustible. Sin desear quedar ligado a teoría alguna, se cree que es más probable que una bomba esté sujeta a un desgaste más rápido cuando el motor está funcionando a potencia de régimen o casi.
Preferiblemente, el aditivo formador de película, el combustible y el alcohol combustible son como se definen en la presente memoria.
En un aspecto preferido, la composición de combustible comprende además un codisolvente y/o uno o más tensioactivos.
En un aspecto amplio, la presente invención proporciona un proceso para suministrar una composición de combustible a un motor de combustión, en el que el proceso comprende (i) bombear la composición de combustible con una bomba para suministrar la composición de combustible al motor de combustión, en el que la composición de combustible comprende diesel, un alcohol combustible y un aditivo formador de película.
En este aspecto, preferiblemente la bomba es una bomba: rotativa. La bomba puede ser, sin embargo, otra bomba tal: como una bomba "en línea".
Ejemplos Características de lubricidad de combustible
La lubricidad del combustible diesel se mide lo más convenientemente mediante un protocolo de ensayo bien conocido por los expertos en la técnica como el ensayo CEC F-06-A-96 HFRR. Se ensayaron mezclas de combustible diesel con este método, modificado solamente con respecto a la temperatura de ejecución. El procedimiento estándar se ejecuta a 60ºC. Debido a problemas del punto de inflamación en mezclas que contienen etanol, los ensayos se llevaron a cabo a 25ºC. Se establecieron los valores de lubricidad. Algunas de las mezclas de combustible diesel contenían etanol junto con componentes minoritarios adicionales como se indica en el conjunto de datos contenidos en la Tabla 2. Tabla 2. Características de lubricidad de combustibles diesel con y sin alcohol
\newpage
Combustible ensayado Diámetro de marca de
desgaste, micrómetros
ULSD 3 258
ULSD 3 + etanol + Octimax 339
EN 590 237
EN 590 + etanol + Octimax 313
Queroseno 732
Queroseno + etanol + Octimax 412
Queroseno + etanol 745
El componente minoritario descrito como Octimax es un codisolvente utilizado para estabilizar la mezcla de combustible diesel con etanol. El queroseno no requiere el uso de un codisolvente, de modo que fue posible establecer el efecto del etanol sobre la lubricidad en queroseno independientemente del uso del componente Octimax.
La presencia de etanol en una mezcla de combustible diesel puede observarse que aumenta el diámetro de marca de desgaste, aunque el efecto es dependiente del combustible.
La significación de los valores de diámetro de marca de desgaste (WCD) obtenidos se basa en su relación con el desgaste observado en bombas inyectoras diesel de tipo distribuidor rotativo. Se ha establecido mediante extensos programas de ensayo con este tipo de bomba que es necesario un valor de WSD de menos de 460 micrómetros. Este nivel de lubricidad en el ensayo HFFR se cree habitualmente que previene el desgaste acelerado en bombas de tipo distribuidor rotativo.
Desgaste en bombas de distribuidor rotativo
El protocolo de ensayo empleado para establecer los patrones de desgaste con bombas de distribuidor rotativo es el método CEC F-32-x-99. Este protocolo de 1000 h de duración es un método de ensayo de desgaste acelerado que evalúa el desgaste de los componentes de la bomba inyectora, y como resultado indica la vida aceptable probable de la bomba en servicio. En una escala de 1 a 10, una evaluación de 1 indica una bomba recién fabricada. Las bombas que demuestran una evaluación de desgaste máximo de hasta, e incluyendo, un valor de 3,5 al final del ensayo, serán satisfactorias en servicio, pero cuando la evaluación total de la bomba se encuentra en el intervalo de 4-6, la vida en servicio se reducirá. Una evaluación en este intervalo indica por lo tanto un fallo en el ensayo de bomba de 1000 horas. Una evaluación en el intervalo de 7-10 está ligada a un fallo real de la bomba durante el ensayo. Cuando ocurre esto, el ensayo se termina antes de completar las 1000 horas. Como es bien conocido por los expertos en la técnica, el fallo con combustibles extremos puede ocurrir en menos de 50 horas. El método de ensayo de bomba utiliza la bomba de inyección de tipo distribuidor Bosch VE; la duración del ensayo de 1000 horas está basada en experiencias de campo.
Se ha encontrado sorprendentemente que es factible producir una composición de combustible diesel que contiene etanol que demuestra un diámetro de marca de desgaste (WCD) de menos de 460 micrómetros en el ensayo CEC F-06-A-96 HFFR, pero que en el ensayo CEC F-32-x-99 separado que implica una bomba inyectora diesel de tipo distribuidor rotativo Bosch VE muestra patrones de desgaste inaceptables. La razón de la aparente discrepancia entre el nivel de lubricidad normalmente adecuado de WSD de 460 micrómetros y los patrones de desgaste de bomba distribuidora rotativa inaceptables que se observa con combustibles que contienen etanol se cree que está basada en el fenómeno de cavitación, como se ha descrito en la presente memoria. Debido a la tendencia de los combustibles que contienen etanol a causar cavitación en el cuerpo de la bomba inyectora diesel de tipo distribuidor rotativo, puede mostrarse que un combustible que satisfaga el criterio de lubricidad aceptable en el ensayo CEC F-06-A-96 HFRR (menos de 460 micrómetros de WSD) no satisface el criterio de vida aceptable en la prueba de bomba en banco CEC F-32-x-99 (concretamente la evaluación supera 3,5 después de 1000 horas).
Sin embargo, se ha encontrado que mediante la adición de los siguientes aditivos formadores de película según la presente invención a una mezcla de combustible diesel y alcohol combustible se evitan los problemas de cavitación en el cuerpo de la bomba, permitiendo alcanzar una evaluación de 3,5 o menor después de 1000 horas de funcionamiento. Esto puede permitir típicamente obtener una vida de servicio satisfactoria con una mezcla de otro modo insatisfactoria de combustible diesel y alcohol combustible.
Resultados de ensayo Número de muestra de mezcla de combustible 2021943
Se realizó una mezcla de combustible que contenía los siguientes componentes:
Diesel sueco de clase I (nº muestra 2021940) de 369,2 litros (92,3% vol/vol)
Etanol 30,8 litros (7,7% vol/vol)
Formulación de codisolvente 2 kg
La formulación de codisolvente es necesaria para producir una mezcla estable de etanol en combustible diesel. La formulación de codisolvente utilizada fue AAE-05 disponible en O_{2}Diesel Inc., Delaware, EE.UU. (anteriormente AAE Technologies Inc.). Se entiende que contiene:
25% en peso de tensioactivo A dietanolamida C_{18}
25% en peso de tensioactivo B ácido graso C_{8} etoxilado con una
media de 7 grupos etoxi
50% en peso de codisolvente 50% de etoxilato de alcohol
C_{9} a C_{11} con una media de 2,5 grupos
OE por alcohol
Número de muestra de mezcla de combustible 2030834
Se realizó una mezcla adicional de combustible que contenía los siguientes componentes:
Diesel sueco de clase I (nº muestra 2030831) de 369,2 litros (92,3% vol/vol)
Etanol 30,8 litros (7,7% vol/vol)
Formulación de codisolvente 2 kg
La formulación de codisolvente fue como anteriormente.
Número de muestra de mezcla de combustible 2030835
Se realizó una mezcla adicional de combustible que contenía los siguientes componentes:
Diesel sueco de clase I (nº muestra 2030831) de 369,2 litros (92,3% vol/vol)
Etanol 30,8 litros (7,7% vol/vol)
Formulación de codisolvente 2 kg
Aditivo formador de película 75 mg/l
La formulación de codisolvente fue como anteriormente El aditivo formador de película utilizado fue:
19
en la que PIB era un poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 260.
Se llevaron a cabo ensayos de lubricidad utilizando el dispositivo HFFR según el procedimiento CEC-F-06-A-96, modificado solamente con respecto a la temperatura de ejecución. (El procedimiento estándar se ejecuta a 60ºC. Debido a problemas del punto de inflamación, los ensayos se llevaron a cabo a 25ºC). Los resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 3.
TABLA 3 Datos del ensayo de combustible HFRR
\vskip1.000000\baselineskip
Combustible ensayado Nº de muestra Diámetro de marca de desgaste, micrómetros
Resultado a 60ºC Resultado a 25ºC
Sueco de clase I 2021940 606 624
Sueco de clase I + etanol + 2021943 - 324
codisolvente
Sueco de clase I 2030831 614 646
Sueco de clase I + etanol + 2030834 - 342
codisolvente
Sueco de clase I + etanol + 2030835 - 321
codisolvente + aditivo
formador de película
\vskip1.000000\baselineskip
Estos datos muestran que el combustible base no se ve muy afectado por la alteración de la temperatura de ensayo. Los datos muestran también que el aditivo formador de película no contribuye significativamente a la lubricidad en estas mezclas, puesto que los resultados con y sin el aditivo formador de película son los mismos en la repetición del ensayo.
Las mezclas de combustible que contienen etanol se sometieron también cada una a un ensayo de bomba de 1000 h utilizando la bomba distribuidora rotativa Bosch VE según el método CEC F-32-x-99. Los resultados de este ensayo se dan a continuación:
Mezcla de combustible que no contiene aditivo formador de película: número de muestra 2021943: evaluación de bomba 4.
Mezcla de combustible que contiene aditivo formador de película: número de muestra 2030835: evaluación de bomba 3.
La mezcla de combustible que no contiene aditivo formador de película proporciona un resultado fallido o inaceptable en el ensayo de bomba de 1000 h. En contraposición, la mezcla de combustible que contiene el aditivo formador de película proporciona un resultado satisfactorio o pasable en el ensayo de bomba de 1000 h. Ambas mezclas de combustible que contienen etanol proporcionaron resultados en el ensayo HFRR que sugerirían un resultado pasable o satisfactorio en el ensayo de bomba de 1000 h. Sin embargo, sólo la mezcla de combustible con etanol que contenía el aditivo formador de película proporcionó un resultado satisfactorio o pasable en la prueba de bomba en banco de 1000 h. La diferencia de actuación entre las mezclas de combustible se atribuye a la inhibición o prevención por el aditivo formador de película de los efectos de cavitación en la bomba, que tendría de otro modo velocidades de desgaste aumentadas como resultado de la inclusión del etanol en la mezcla de combustible.
Se dan detalles de las evaluaciones de la bomba en las Tablas 4 y 5 siguientes.
TABLA 4 Evaluación detallada de la bomba: muestra de combustible 2021943
Ensayo previo Ensayo posterior
Evaluaciones de leva: Evaluaciones de leva:
\hskip0.5cm Trayectoria N/A \hskip0.5cm Trayectoria 2,5
\hskip0.5cm Centro N/A \hskip0.5cm Centro 2,5
\hskip0.5cm Dientes N/A \hskip0.5cm Dientes 2,0
Rodillos N/A Rodillos 3,0
Pernos de rodillos N/A Pernos de rodillos 4,0
Regulador: Regulador:
\hskip0.5cm Contrapesos N/A \hskip0.5cm Contrapesos 2,0
\hskip0.5cm Anillo N/A \hskip0.5cm Anillo 2,0
Bomba de suministro: N/A Bomba de suministro:
\hskip0.5cm Paletas N/A \hskip0.5cm Paletas 2,0
\hskip0.5cm Conducto N/A \hskip0.5cm Conducto 2,0
Arandela (pistón) N/A Arandela (pistón) 2,0
Evaluación global N/A Evaluación global 4,0
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 5 Evaluación detallada de la bomba: muestra de combustible 2030835
Ensayo previo Ensayo posterior
Evaluaciones de leva: Evaluaciones de leva:
\hskip0.5cm Trayectoria N/A \hskip0.5cm Trayectoria 2,5
\hskip0.5cm Centro N/A \hskip0.5cm Centro 2,5
\hskip0.5cm Dientes N/A \hskip0.5cm Dientes 2,5
Rodillos N/A Rodillos 2,5
Pernos de rodillos N/A Pernos de rodillos 3,0
Regulador: N/A Regulador:
\hskip0.5cm Contrapesos \hskip0.5cm Contrapesos 2,0
\hskip0.5cm Anillo \hskip0.5cm Anillo 2,0
Bomba de suministro: N/A Bomba de suministro:
\hskip0.5cm Paletas N/A \hskip0.5cm Paletas 2,0
\hskip0.5cm Conducto N/A \hskip0.5cm Conducto 2,0
Arandela (pistón) N/A Arandela (pistón) 2,0
Evaluación global N/A Evaluación global 3,0
Todas las publicaciones citadas en la memoria descriptiva anterior se incorporan a la presente memoria como referencia. Diversas modificaciones y variaciones de los métodos descritos y del sistema de la invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica sin apartarse del alcance y el espíritu de la invención. Aunque la invención se ha descrito con respecto a realizaciones preferidas específicas, debe entenderse que la invención según se reivindica no debe limitarse indebidamente a dichas realizaciones específicas. Es más, se pretende que diversas modificaciones de los modos de realización descritos de la invención que son obvias para los expertos en química o campos relacionados estén dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (48)

1. Una composición de combustible que comprende:
(i)
un combustible; y
(ii)
un aditivo formador de película;
en la que el combustible comprende diesel y un alcohol combustible; y
en la que el aditivo formador de película está presente en la composición de combustible en una cantidad de menos de un 0,1% en peso.
2. Una composición de combustible según la reivindicación 1, en la que el aditivo formador de película está presente en la composición de combustible en una cantidad de menos de un 0,01% en peso.
3. Una composición de combustible según la reivindicación 1 ó 2, en la que el alcohol combustible está presente en el combustible en una cantidad de 1 a 30% en volumen.
4. Uso de un aditivo formador de película para inhibir y/o prevenir la cavitación en un combustible y/o reducir los efectos de la cavitación en un combustible, en el que el combustible comprende diesel y un alcohol combustible.
5. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el combustible comprende adicionalmente un codisolvente.
6. La invención según la reivindicación 5, en la que el codisolvente es un alcohol.
7. La invención según la reivindicación 5 ó 6, en la que el codisolvente tiene la fórmula R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es un número de 0 a 10 y R^{1} es un grupo hidrocarbilo C_{1-30}.
8. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en la que el codisolvente se selecciona de:
(i)
R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es 0 y R^{1} es etilhexilo; y
(ii)
R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es de 2 a 3 y R^{1} es alquilo C_{5} a C_{15}.
9. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el combustible comprende adicionalmente un tensioactivo.
10. La invención según la reivindicación 9, en la que el tensioactivo tiene la fórmula R^{2}(CO)_{m}-N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que m es 0 ó 1 y R^{2} es un grupo hidrocarbilo C_{1-30}.
11. La invención según la reivindicación 10, en la, que R^{2} es un grupo hidrocarburo C_{8-22}.
12. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en la que el tensioactivo se selecciona de:
(i)
R^{2}(CO)_{m}-N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que R^{2} es un grupo alquenilo C_{18} y m es 0; y
(ii)
R^{2}(CO)_{m}N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que R^{2} es un hidrocarburo C_{17} saturado o insaturado y m es 1.
13. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el combustible comprende adicionalmente un codisolvente de fórmula R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es 0 y R^{1} es etilhexilo; y un tensioactivo de fórmula R^{2}(CO)_{m}-N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que R^{2} es un alquenilo C_{18} y m es O.
14. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que el combustible comprende adicionalmente un codisolvente de fórmula R^{1}O(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H en la que n es de 2 a 3 y R^{1} es alquilo C_{5} a C_{15}; y un tensioactivo de fórmula R^{2}(CO)_{m}-N(CH_{2}CH_{2}OH)_{2} en la que R^{2} es un hidrocarburo C_{17}, saturado o insaturado y m es 1.
15. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo formador de película comprende un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un acido carboxílico, un éster carboxílico, un alcohol, una amida y una amina.
16. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo formador de película es uno o más compuestos seleccionados del grupo consistente en:
(a) un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico;
(b) el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con
(i)
un alcohol reactivo; y/o
(ii)
una amina; y/o
(iii)
una alcoholamina; y/o
(iv)
un aminoácido;
(c) un hidrocarbilo polimérico sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende un nitrógeno; y
(d) un sistema de anillo aromático sustituido con un grupo hidroxi y/o sustituido con un grupo que comprende una amina y opcionalmente sustituido con un grupo hidrocarburo.
17. La invención según la reivindicación 16, en la que el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} es alifático.
18. La invención según la reivindicación 16 ó 17, en la que el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} es un hidrocarburo C_{5}-C_{100}
19. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en la que el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} es un alquilo o alquenilo C_{5}-C_{100}.
20. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en la que el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico comprende un grupo ácido carboxílico terminal.
21. La invención según la reivindicación 20, en la que el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxilico es lineal.
22. La invención según la reivindicación 20 ó 21, en la que que el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico se selecciona del grupo consistente en ácido laúrico, mirístico, miristoleico, palmítico, palmitoleico, esteárico, elaídico, oleico y linoleico.
23. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en la que el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico está sustituido con al menos dos grupos ácido carboxílico.
24. La invención según la reivindicación 23, en la que el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos dos grupos ácido carboxílico es un ácido dimérico.
25. La invención según la reivindicación 23, en la que el hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos dos grupos ácido carboxílico deriva de ácido maleico, anhídrido maleico, ácido succínico o anhídrido succínico.
26. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo formados de película es el producto de reacción de un hidrocarbilo C_{5}-C_{100} sustituido con al menos un grupo ácido carboxílico o que comprende al menos un grupo anhídrido carboxílico con un alcohol reactivo.
27. La invención según la reivindicación 26, en la que el alcohol reactivo es un diol, un triol o un poliol.
28. La invención según la reivindicación 26 ó 27, en la que el alcohol reactivo se selecciona del grupo consistente en etilenglicol, proplenglicol, butilenglicol, glicerol, pentaeritritol y oligómeros de los mismos.
29. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones 26 a 28, en la que el aditivo formador de película es un compuesto de fórmula
20
en la que PIB es un grupo poliisobuteno que tiene un peso molecular medio de 200 a 300 y R^{3} y R^{4} se seleccionan independientemente de -CH_{2}CH_{2}OH, -CH(CH_{3})_{2} y H, con la condición de que R^{3} y R^{4} no sean ambos H.
\newpage
30. La invención según la reivindicación 28, en la que R^{3} y R^{4} son ambos -CH_{2}CH_{2}OH o uno de R^{3} y R^{4} es -CH_{2}CH_{2}OH y el otro es -CH(CH_{3})_{2}.
31. La invención según la reivindicación 16, en la que el hidrocarbilo polimérico es un polímero de monómeros hidrocarburo C_{2}-C_{10}
32. La invención según la reivindicación 31, en la que el hidrocarbilo polimérico es un polímero de monómeros. hidrocarburo C_{2}-C_{4}.
33. La invención según la reivindicación 31 ó 32, en, la que el hidrocarbilo polimérico es un alcohol primario.
34. La invención según la reivindicación 31 ó 32, en -la 4ueel hidrocarbilo polimérico está sustituido con un grupo que comprende un grupo amida.
35. La invención según la reivindicación 16 en la que el sistema de anillo aromático sustituido es el producto de Duna reacción de Mannich.
36. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el alcohol combustible es un alcohol alifático.
37. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el alcohol combustible es un alcanol que comprende un grupo alquilo y un grupo hidroxi.
38. La invención según la reivindicación 37, en la que el grupo alquilo es lineal.
39. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el alcohol combustible es un alcohol C_{1}-C_{10}.
40. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el alcohol combustible es un alcohol C_{1}-C_{5}.
41. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el alcohol combustible se selecciona de metanol, etanol, propanol e isopropanol.
42. La invención según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el alcohol combustible es etanol.
43. Un proceso para suministrar una composición de combústible a un motor de combustión, comprendiendo el proceso
(i) bombear la composición de combustible con una bomba rotativa al motor de combustión,
en el que la composición de combustión comprende diesel, un alcohol combustible y un aditivo formador de película.
44. Un proceso según la reivindicación 43, en el que la bomba suministra la composición de combustible al motor de combustión a una velocidad que en condiciones de funcionamiento de diseño normal daría como resultado la cavitación de la bomba si funcionara con un combustible que comprende diesel y alcohol combustible en ausencia de aditivo formador de película.
45. Un proceso según la reivindicación 43 ó 44, en el que la composición de combustible es como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 42.
46. Una composición de combustible sustancialmente como se describe anteriormente en la presente memoria con referencia a uno cualquiera de los ejemplos.
47. Uso sustancialmente como se describe anteriormente en la presente memoria con referencia a uno cualquiera de los ejemplos.
48. Un proceso sustancialmente como se describe anteriormente en la presente memoria con referencia a uno cualquiera de los ejemplos.
ES200550004A 2003-07-23 2003-07-23 Composicion. Pending ES2257220A1 (es)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200550004A ES2257220A1 (es) 2003-07-23 2003-07-23 Composicion.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200550004A ES2257220A1 (es) 2003-07-23 2003-07-23 Composicion.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2257220A1 true ES2257220A1 (es) 2006-07-16

Family

ID=36676687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200550004A Pending ES2257220A1 (es) 2003-07-23 2003-07-23 Composicion.

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2257220A1 (es)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4728340A (en) * 1986-03-06 1988-03-01 Shell Oil Company Fuel composition
EP0874039A1 (en) * 1997-04-23 1998-10-28 The Lubrizol Corporation Diesel fuel compositions
US6224642B1 (en) * 1999-11-23 2001-05-01 The Lubrizol Corporation Additive composition
WO2002002720A2 (en) * 2000-07-03 2002-01-10 The Associated Octel Company Limited Fuel additives
WO2003078552A2 (en) * 2002-03-14 2003-09-25 The Lubrizol Corporation Ethanol-diesel fuel composition and methods thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4728340A (en) * 1986-03-06 1988-03-01 Shell Oil Company Fuel composition
EP0874039A1 (en) * 1997-04-23 1998-10-28 The Lubrizol Corporation Diesel fuel compositions
US6224642B1 (en) * 1999-11-23 2001-05-01 The Lubrizol Corporation Additive composition
WO2002002720A2 (en) * 2000-07-03 2002-01-10 The Associated Octel Company Limited Fuel additives
WO2003078552A2 (en) * 2002-03-14 2003-09-25 The Lubrizol Corporation Ethanol-diesel fuel composition and methods thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2433133T3 (es) Uso de una composición lubricante para mezcla hidrocarbonada y productos que se obtienen
ES2203891T3 (es) Utilizacion de composiciones aditivas para combustible que contienen un poliester alcohol y un hidrocarbilfenol.
ES2823824T3 (es) Depurador de sulfuro de hidrógeno para usar en hidrocarburos
ES2746533T3 (es) Paquetes de aditivos de combustible multifuncionales concentrados
US20040010966A1 (en) Additives for fuel compositions to reduce formation of combustion chamber deposits
JPH10513208A (ja) 添加剤及び燃料油組成物
CA2478968A1 (en) Gasoline additives
US20060101711A1 (en) Fuel composition
EP0450704B1 (en) Diesel fuel additives
JP2004210985A (ja) 燃料油組成物および燃料添加剤
KR19980701301A (ko) 연료 조성물(fuel compositions)
ES2257220A1 (es) Composicion.
ES2924069T3 (es) Sales de amina para uso en motores de gasolina
ES2919340T3 (es) Aditivos de combustible
ES2228644T3 (es) Rectificaciones del poder lubricante, y composiciones de combustible y lubricante que contienen los mismos.
EP1257616A1 (en) Compositions
US20060123695A1 (en) Fuel for motor vehicles
US20030163952A1 (en) Compositions
US20220145199A1 (en) Fuel additives for mitigating injector nozzle fouling and reducing particulate emissions
JP5048329B2 (ja) ガソリン組成物
CA2209497C (en) Hydroxy amine fuel composition
CA3233105A1 (en) Fuel additives for lowering deposit and particulate emission
JP4585083B2 (ja) 軽油組成物
JP4585082B2 (ja) 軽油組成物
PL174112B1 (pl) Miejski olej napędowy

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20060716

Kind code of ref document: A1

FC2A Grant refused

Effective date: 20081202