FR2772784A1 - Additif d'onctuosite pour carburant - Google Patents

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Abstract

Additif d'onctuosité pour les carburants moteurs, notamment à faible teneur en soufre inférieure ou égale à 500 ppm, composé majoritairement d'une combinaison comprenant de 5 à 95 % en poids d'un monoester de glycérol R1 -C (O) -O-CH2 -CHO-CH 2 OH ou R1 -C (O) -O-CH (CH2 OH)2 , R1 étant une chaîne alkyle comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, ou un groupement mono ou polycyclique comprenant de 8 à 60 atomes de carbone, et de 5 à 95 % en poids d'un composé de formule R2 -C (O) -X, R2 étant une chaîne alkyle comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, ou un groupement mono ou polycyclique comprenant de 8 à 60 atomes de carbone, et X étant choisi parmi (i) les groupements OR0 , R0 étant un reste hydrocarboné comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, éventuellement substitué par des groupements hydroxyles et/ ou esters, et (ii) les groupements dérivant d'amines primaires ou secondaires, d'alcanolamines ou de polyamines de chaîne hydrocarburée aliphatique, comprenant de 1 à 18 atomes de carbone.

Description

La présente invention concerne un carburant contenant un additif d'onctuosité pour améliorer les propriétés lubrifiantes des carburants, qu'il s'agisse de carburant moteur terrestre (essence ou diesel) ou de carburant aviation (jet fuel), et plus particulièrement de carburants diesels à faible teneur en soufre.
Il est bien connu que les carburants diesels et les carburants aviations doivent posséder des aptitudes à la lubrification pour la protection des pompes, des systèmes d'injection et de toutes les parties en mouvement avec lesquels ces produits entrent en contact dans un moteur à combustion interne. Avec la volonté d'utiliser des produits de plus en plus purs et non polluants, notamment dépourvus de soufre, l'industrie du raffinage a été amenée à perfectionner de plus en plus ses procédés de traitement d'élimination des composés du soufre. Cependant on a observé qu'en perdant les composés soufrés on perdait également les composés aromatiques et polaires souvent associés, ce qui occasionnait une perte du pouvoir lubrifiant de ces carburants. Ainsi, en deçà de certaines teneurs, la suppression de composés soufrés dans la composition de ces produits favorise très sensiblement les phénomènes d'usure et de rupture de pièces en mouvement au niveau des pompes et des systèmes d'injection. Comme la réglementation de nombreux pays a imposé de limiter la teneur supérieure acceptable en composés soufrés dans les carburants à 0,05% en poids pour diminuer les émissions des voitures, camions ou autobus en gaz de combustion polluants, notamment dans les agglomérations urbaines, il est nécessaire de remplacer ces composés lubrifiants par d'autres composés non polluants au regard de l'environnement mais présentant un pouvoir lubrifiant suffisant pour éviter les risques d'usure.
Il est également mentionné dans la littérature que les carburants essence à faible teneur en soufre ont un pouvoir lubrifiant qui peut s'avérer insuffisant pour assurer une bonne lubrification des systèmes d'injection des nouveaux véhicules et peuvent entraîner un risque prématuré d'usure.
Pour résoudre ce problème, plusieurs types d'additifs ont déjà été proposés. Ainsi, on a rajouté dans les gazoles des additifs anti-usure, connus pour certains dans le domaine des lubrifiants, du type des esters d'acides gras et des dimères d'acides gras non saturés, des amines aliphatiques, des esters d'acides gras et de diéthanolamine, et des acides monocarboxyliques aliphatiques à chaîne longue tels que décrits dans les brevets US 2.527.889, US 4.185.594, US 4.204.481, US 4.208.190, US 4.428.182. La plupart de ces additifs présente un pouvoir lubrifiant suffisant mais à des concentrations bien trop élevées ce qui est très défavorable économiquement à l'achat. En outre, les additifs contenant des acides dimères, comme ceux contenant des acides trimères, ne peuvent être utilisés dans les carburants alimentant les véhicules dans lesquels le carburant peut être en contact avec l'huile de lubrification, car ces acides forment par réaction chimique avec les détergents usuellement utilisés dans les lubrifiants, des dépôts qui peuvent accélérer les processus d'usure.
Le brevet US 4.609.376 préconise l'utilisation d'additifs anti-usures obtenus à partir d'esters d'acides monoet poly-carboxyliques et d'alcools polyhydroxylés dans les carburants contenant des alcools dans leur composition.
Dans le brevet GB 2.307.246, le produit résultant de la réaction d'un acide carboxylique de 10 à 60 atomes de carbone choisi parmi les acides gras ou les dimères d'acides gras avec une alkanolamine obtenue par condensation d'une amine ou d'une polyamine avec un oxyde d'alkylène est préféré comme additif d'onctuosité.
Dans le brevet GB 2.307.247, on préfère utiliser un dérivé acide, substitué par au moins un groupement hydroxyl ou un ester de polyols, ou encore un amide de cet acide.
Une autre voie choisie est d'introduire des huiles végétales ou leurs esters dans les carburants pour améliorer leur pouvoir lubrifiant ou leur onctuosité. Parmi ceux-ci, on trouve les huiles de colza, de lin, de soja, de tournesol ou leurs esters (voir brevets EP 635.558 et EP 605.857)
Cependant, un des inconvénients majeurs de ces esters est leur faible pouvoir lubrifiant à une concentration inférieure à 0,5 W en poids dans les carburants.
La présente invention vise à résoudre les problèmes rencontrés avec les additifs proposés par l'art antérieur, c'est-à-dire à améliorer le pouvoir lubrifiant des carburants désulfurés et partiellement désaromatisés, tout en restant compatibles avec les autres additifs, notamment les détergents, et les huiles lubrifiantes, notamment en ne formant pas de dépôts et en diminuant le coût de revient notamment par une teneur moindre en additif, nettement inférieure à 0.5 W.
La présente invention a pour objet un additif d'onctuosité pour améliorer le pouvoir lubrifiant des carburants moteurs, notamment des carburants à faible teneur en soufre, c'est-à-dire inférieure ou égale à 500 ppm, caractérisé en ce qu'il est composé majoritairement d'une combinaison comprenant de 5 à 95 W en poids d'au moins un monoester de glycerol de formule (IA) ou (1B > suivante
Figure img00030001
avec R1 choisi parmi les chaînes alkyles linéaires ou faiblement ramifiées, saturées ou insaturées, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, et les groupements cycliques et polycycliques, comprenant de 8 à 60 atomes de carbone,
et de 5 à 95 W en poids d'un composé de formule (II) ci-après
Figure img00030002

dans laquelle R2 est une chaîne alkyle linéaire ou faiblement ramifiée, saturée ou insaturée, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone ou un groupement cyclique ou polycyclique comprenant de 8 à 60 atomes de carbone, et X est choisi parmi (i) les groupements ORo, So étant un reste hydrocarboné comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, éventuellement substitué par un ou plusieurs groupements hydroxyles et/ou esters, et (ii) les groupements dérivant d'amines primaires et/ou secondaires, d'alcanolamines et/ou de polyamines de chaîne hydrocarbonée aliphatique, linéaire ou ramifiée, comprenant de 1 à 18 atomes de carbone.
Dans un mode préféré de l'invention, l'additif comprendra au moins 70 W en poids de la dite combinaison qui contiendra préférentiellement de 10 à 40 W en poids d'au moins un composé de formule (IA) et/ou (IB) et de 60 à 90 W d'au moins un composé de formule (II).
L'additif selon l'invention, comprend avantageusement jusqu'à 30 k en poids d'au moins un diester de glycérol de formules (IIIA) et/ou (IIIB)
Figure img00040001
dans lesquelles R3 et R4 ,identiques ou différents, sont choisis parmi les chaînes alkyles linéaires ou faiblement ramifiées, saturées ou insaturées, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, et les groupements cycliques et polycycliques, comprenant de 8 à 60 atomes de carbone,
et de préférence, de 5 à 20 W en poids de ce diester de glycérol.
Parmi les monoesters de glycérol de formule (I) avec constitué d'une chaîne alkyle, on préfère les monoesters du groupe constitué par les huiles lauriques, issues du coprah ou de palme, riches en chaînes alkyles saturées de 12 à 14 atomes de carbone, les huiles palmitiques issues de palme, de saindoux ou de suif, renfermant une quantité majeure de chaînes alkyles saturées à 16 atomes de carbone, les huiles linoléïques issues du tournesol, du maïs, ou du colza, contenant une forte teneur en acide linoléïque, les huiles linoléniques du lin comprenant des teneurs notables en chaînes alkyles tri-insaturées contenant de 1 à 18 atomes de carbone, et les huiles ricinoléiques issues du ricin.
Parmi les monoesters de glycérol obtenus à partir d'acides polycycliques, les monoesters préférés comprennent un
R1 constitué d'au moins deux cycles formés chacun de 5 à 6 atomes dont l'un au plus est éventuellement un hétéroatome tel que l'azote ou l'oxygène et les autres sont des atomes de carbone, ces deux cycles ayant en outre deux atomes de carbone en commun, de préférence vicinaux, ces dits cycles étant saturés ou insaturés. Ce sont de préférence des monoesters de glycérol d'acides résiniques naturels obtenus à partir des résidus de distillation des huiles naturelles extraites des arbres résineux, notamment de conifères résineux.
Parmi ces esters d'acides résiniques selon l'invention, on préfère les esters d'acide abiétique, d'acide dihydroabiétique, d'acide tétrahydroabiétique, d'acide déhydroabiétique, d'acide néoabiétique, d'acide pimarique, d'acide lévopimarique et d'acide parastrinique.
En ajustant les conditions opératoires d'hydrolyse partielle de ces huiles, il est possible d'obtenir directement le mélange de monoalkylesters/dialkylesters de glycérol.
Selon un autre mode de l'invention, il est possible de préparer les alkylesters de glycérol par réaction d'estérification entre les acides carboxyliques précédemment décrits et le glycérol.
Les esters et les amides de formule (II) peuvent être facilement obtenus par réaction d'un alcool ou d'un polyol, d'une amine ou d'une polyamine avec un acide organique tel que l'acide oléique ou un ester simple tel que l'oléate de méthyle en opérant dans les conditions connues en soi par l'homme du métier, des procédés d'estérification et d'amidification.
La présente invention a également pour objet un procédé de préparation du dit additif caractérisé en ce qu'il est obtenu par réaction dans un rapport molaire variant de 0.1 à 3 d'au moins un composé du groupe constitué par les monoalcools, les polyalcools, les alcanolamines, les amines primaires et secondaires et les polyamines, comprenant de 1 à 18 atomes de carbone sur un triglycéride de formule (IV) ci après
Figure img00060001
dans laquelle R'1, R'2 et R'3 sont identiques ou différents et correspondent à des groupements choisis parmi les chaînes alkyles linéaires ou faiblement ramifiées, saturées ou insaturées, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, la réaction se faisant à une température comprise entre la température ambiante et 2500C, de préférence entre 80 et 2000C, pendant une durée comprise entre 0,5 et 10 heures, de préférence entre 2 et 4 heures sous pression atmosphérique.
Selon les cas, il peut-être utile d'opérer dans un solvant aromatique à une teneur comprise entre 25 et 75 % en poids des réactifs mis en oeuvre dans le procédé de l'invention, ce solvant étant choisi parmi les xylènes, l'éthylbenzéne et les coupes commerciales d'hydrocarbures par exemple ceux distillant entre 190 et 2090C et contenant 99% en poids de composés aromatiques.
Pour le procédé mettant en oeuvre un alcool ou un polyol, il est avantageux d'opérer en présence d'un catalyseur choisi parmi les acides minéraux tels que l'acide sulfurique ou l'acide chlorhydrique, et les acides organiques tels que l'acide acétique, l'acide méthanesulfonique, l'acide trifluorométhanesulfonique ou encore l'acide paratoluènesulfonique, la teneur en catalyseur n'excèdant pas 5% en poids des réactifs mis en oeuvre. On peut encore opérer en présence de résines échangeuses d'ions et de dérivés métalliques tels que le tétrabutyl étain.
On utilisera avantageusement de 0,5 à 2,8 moles, et de préférence de 1,5 à 2,5 moles d'un composé alcool, polyol, amine, polyamine ou alcanolamine par mole de triglycéride.
Comme triglycérides de départ dans le procédé objet de l'invention, on préfère les triglycérides d'acides gras monocarboxyliques, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, pouvant être choisis par exemple parmi l'acide éthyl-2 hexanoïque, l'acide laurique, l'acide myristique, l'acide hexadécanoïque, l'acide palmitique, l'acide stéarique, l'acide oléique, l'acide linoléique, l'acide linolénique, l'acide nonadécanoïque, l'acide arachidique, l'acide béhénique ou encore l'acide érucique et l'acide ricinoléïque.
Ces triglycérides étant essentiellement présents dans les huiles végétales et les huiles animales, on comprend aisément l'avantage technique et commercial que peut représenter un additif d'onctuosité préparé à partir de ces huiles facilement disponibles sur le marché sur lesquelles on fait réagir des composés également facilement disponibles et donc relativement peu chers.
Parmi les huiles végétales et animales comprenant ces triglycérides, on préfère les huiles végétales du groupe constitué par les huiles de maïs, de colza, de tournesol, de soja et de ricin.
Dans un premier mode de réalisation du procédé de préparation, on fait réagir sur les triglycérides au moins un alcool choisi parmi les alcanols dont le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'isopropanol, le butanol, l'isobutanol, le pentanol ou encore l'éthyl 2 hexanol, et/ou les alcools oxyalkylés de formule R(O-CH2-CHR'),-OH dans laquelle R est un groupement alkyle de 1 à 6 atomes de carbone, R' est l'hydrogène ou un groupement alkyle de 1 à 4 atomes de carbone et n un nombre entier variant de 1 à 5 tels que le méthylcellosolve, le butylcellosolve, le butyldiglycol et le 1butoxy-propanol.
Dans un deuxième mode, on fait régir sur les triglycérides des polyols du groupe constitué préférentiellement par l'éthylèneglycol, le diéthylène glycol, le triéthylèneglycol, le propylèneglycol, le dipropylèneglycol, l'arabitol, le sorbitol, le mannitol, le triméthylolpropane, le triméthylolhexane, le pentaérythritol, le butanediol-1,2, l'hexanediol-2,4, le pinacol, le cyclohexanediol-1,2.
Dans un troisième mode de réalisation, on fait réagir sur les triglycérides des amines primaires ou secondaires choisies dans le groupe constitué par la méthylamine, l'éthylamine, la propylamine, la butylamine, l'isobutylamine, l'éthyl-2-hexylamine, la décylamine, la dodécylamine, la stéarylamine et l'oléylamine, la N,N-diéthylamine, la N,N- dipropylamine, la N,N-dibutylamine, la N,N-di (éthyl-2-hexyl) amine, la méthyldécylamine, la N-méthyldodécylamine, la Nméthyloléylamine.
Les polyamines mises en oeuvre selon un quatrième mode selon l'invention sont choisies parmi les composés ayant de 2 à 8 atomes de carbone par chaîne aminée et de 2 à 5 atomes d'azote, les polyamines préférées étant l'éthylènediamine, la propylènediamine, la diéthylènetriamine, la triéthylènetétramine, la tétraéthylènepentamine, la N (aminoéthyl)morpholine, la N-(aminopropyl)morpholine, la N (aminoéthyl)pipérazine, la N-méthylpropanediamine ou encore la
N-(butyl)propanediamine, et les polyamines résultant de l'hydrogénation des produits d'addition d'une amine grasse ayant de 8 à 18 atomes de carbone avec l'acrylonitrile tels que la N-oléylpropanediamine.
Dans un cinquième mode de réalisation de l'invention, les alcanolamines sont choisies parmi les amines de 1 à 18 atomes de carbones substituées par au moins un groupement hydroxyméthyl, hydroxyéthyl ou hydroxypropyl telles que l'éthanolamine, la diéthanolamine, la triéthanolamine, l'isopropanolamine, la diisopropanolamine, la triisopropanolamine, la N-méthyléthanolamine, la (N hydroxyéthyl)-éthylènediamine, le tris-(hydroxyméthyl)aminométhane, la (N-hydroxyéthyl)-méthylimidazoline, la (Nhydroxyéthyl)-heptadécénylimidazoline.
Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le procédé de préparation selon l'invention aboutit à un mélange de composés comprenant
de 5 à 25% en poids d'au moins un monoester de
glycérol de formules (IA) et/ou (1B > ci-après
Figure img00080001

avec R1 choisi parmi les chaînes alkyles linéaires ou faiblement ramifiées, saturées ou insaturées, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, de 35 à 75 % en poids d'au moins un composé de
formule (II) ci-après
Figure img00090001

dans laquelle R2 est une chaîne alkyle linéaire ou faiblement ramifiée, saturée ou insaturée comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, et X est choisi parmi (i) les groupements ORg, Ro étant un reste hydrocarboné comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, éventuellement substitué par un ou plusieurs groupements hydroxyles et/ou esters, et (ii) les groupements dérivant d'amines primaires et/ou secondaires, d'alcanolamines et/ou de polyamines de chaîne hydrocarbonée aliphatique, linéaire ou ramifiée, comprenant de 1 à 18 atomes de carbone.
de 0.1 à 20 % en poids d'au moins un diester de
glycérol de formule (IIIA) et/ou (IIIB)
Figure img00090002
dans lesquelles R3 et Rq ,identiques ou différents,
sont choisis parmi les chaînes alkyles linéaires ou
faiblement ramifiées, saturées ou insaturées,
comprenant de 8 à 24 atomes de carbone,
et éventuellement un reste d'au moins un triglycéride
de formule (Iv) n'ayant pas réagi.
Les additifs obtenus par mélange physique ou comme produits de réaction selon l'invention sont utilisés pour améliorer le pouvoir lubrifiant des carburants pour moteur terrestre à base d'hydrocarbures, éventuellement en mélange avec au moins un composé oxygéné choisi dans le groupe formé des alcools, des éthers et des esters.
Un troisième objet de l'invention correspond aux carburants contenant entre 25 et 2500 ppm, et de préférence de 100 à 1000 ppm en poids d'au moins un additif selon l'invention constitué par les essences définies par la norme ASTM D-439 contenant éventuellement au moins un composé oxygèné, destinées à alimenter les moteurs à allumage commandé, et les carburants
Diesel définis par la norme ASTM D-975, destinés à alimenter les moteurs Diesel.
Les exemples ci-après sont donnés à titre illustratif de l'invention mais non limitatif de sa portée.
EXEMPLE I
Le présent exemple a pour objet de comparer le pouvoir lubrifiant des additifs d'onctuosité selon l'invention à celle des additifs d'onctuosité connus au regard de l'usure dans les conditions de l'essai HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) tel que décrit dans l'article SAE 932692 par J. W. HADLEY de l'université de Liverpool.
Les additifs selon l'invention seront référencés Xi tandis que les additifs comparatifs seront référencés Ti.
Un premier additif T1 est le produit de la réaction de l'acide oléïque avec la diéthanolamine. Cette réaction est conduite dans un ballon tétracol de 500 ml dans lequel on introduit d'abord 84,6 g d'acide oléïque et 105,3 g de xylène, puis 31,5 g de diéthanolamine sur une période de 10 minutes.
L'ensemble est ensuite maintenu sous reflux de xylène pendant 6 heures pour éliminer 6,4 ml d'eau. Le produit final obtenu contient 50 W de matière active, de couleur jaune-orangé.
L'analyse par spectroscopie infra-rouge présente des bandes d'absorption à 3500 cm-l, à 1730 cm-l et à 1650 cm-l, correspondant respectivement aux fonctions hydroxyle, ester et amide.
Le deuxième additif T2 est le produit de la réaction d'un acide de tall-oil et de diéthanol amine. L'acide de talloil utilisé est une combinaison de 70 k d'un mélange d'acides gras (55 % acide oléique, 38 t acide linoléique, 5% d'acide palmitique et 2 % d'acide linolénique) et de 30% d'acides résiniques, présentant un indice d'acide de 185 mg de KOH par gramme. On opère comme pour T1 en introduisant 80 g d'acide de tall-oil, 28,2 g de diéthanolamine et 98,6 g de xylène successivement dans le ballon et en maintenant un reflux de xylène pendant 6 heures. Le produit final de réaction est un liquide jaune-orangé, limpide et visqueux, ayant un indice d'acide résiduel de 0,21 mg de KOH par gramme.
Le troisième additif T3 est un mélange d'alkylesters, mono, di et trialkylesters, du glycérol comprenant principalement du monooléate de glycérol.
Le premier additif selon l'invention X1 est un mélange physique de 2 g de l'additif T2 et 1 g de l'additif T3.
Le second additif selon l'invention X2 est un mélange physique de 2 g de l'additif T1 et 1 g de l'additif T3.
L'additif T4 est le trioléate de glycérol vendu par la société FLUKA.
Le troisième additif selon l'invention X3 est le produit de la réaction du trioléate de glycérol T4 avec la diéthanolamine. On opére dans un ballon tétracol comme pour T1 en mélangeant 80g de trioléate de glycérol et 18,5g de diéthanolamine, puis en chauffant l'ensemble à 1500C pendant 4 heures.
L'additif T5 est une huile triglycéride de soja de masse moléculaire moyenne d'environ 870, composée de 28 W d'acide oléïque, 50 % d'acide linoléïque, 8 % d'acide linolénique, 3 W d'acide stéarique, 10 % d'acide palmitique et 1 % d'acide arachidique.
Le quatrième additif selon l'invention X4 est le produit de la réaction de 87 g de T4 avec 21 g de diéthanolamine, le mélange étant maintenu sous agitation, à 1500 C, pendant 6 heures. L'additif X4 est un liquide fluide, jaune-orangé, présentant en spectrométrie infra-rouge les bandes d'absorption caractéristiques des fonctions alcool, ester et amide.
Le cinquième additif selon l'invention, X5, est obtenu dans le mêmes conditions que l'additif X4, mais en utilisant 87 g de T4 et 15,75 g de diéthanolamine.
Le sixième additif selon l'invention X6 est obtenu dans les mêmes conditions que l'additif X4 mais en utilisant 27 g de l'additif T5 et 26 g de diéthanolamine.
Le septième additif selon l'invention, X7, est obtenu dans les mêmes conditions que l'additif X4 mais en remplaçant la diéthanolamine par 24 g de tris-(hydroxyméthyl)aminométhane.
Le huitième additif selon l'invention X8 est le produit de la réaction d'une huile triglycéride de tournesol, de masse moléculaire moyenne d'environ 880, composée de 6,5% d'acide palmitique, 3,8% d'acide stéarique, 28% d'acide oléïque, et 60% d'acide linoléïque, avec la diéthylènetriamine. A 88g de cette huile, on ajoute successivement 20,6g de diéthylènetriamine et 99g de xylène. L'ensemble est porté à reflux de xylène pendant 3 heures 30 minutes. Le produit final obtenu est d'aspect pâteux et de couleur marron clair.
Le neuvième additif selon l'invention Xg est le produit de la réaction d'une huile triglycéride de colza, de masse moléculaire moyenne d'environ 972, composée de 4, 8k d'acide palmitique, 1,5% d'acide stéarique, 60,5% d'acide oléïque, 21,5% d'acide linoléïque et 7, 6t d'acide linolénique avec le dihydroxyméthyl-2,2-propanol. A 97g de cette huile, on rajoute successivement 37g de dihydroxyméthyl-2,2-propanol, 115g de xylène et 0,5g d'acide para-toluène-sulfonique. L'ensemble est porté à reflux de xylène pendant 24 heures. Le produit final obtenu est un liquide visqueux de couleur foncée présentant en spectroscopie infra-rouge les bandes d'absorption des fonctions alcool et ester, respectivement à 3500 cm -1 et 1730 cm
Le dixième additif selon l'invention X10 est obtenu dans les mêmes conditions que l'additif X4, mais en utilisant comme triglycéride l'huile de ricin, de masse moléculaire moyenne d'environ 927 composée de 87% d'acide ricinoléïque, 7% d'acide oléïque et 3% d'acide stéarique.
Chacun des additifs décrits précédemment est introduit dans trois gazoles différents, A, B et C dont les caractéristiques sont données dans le tableau I ci-après, à une teneur de 100 ppm de matière active.
TABLEAU I
Figure img00130001
<tb> <SEP> Gazole <SEP> A <SEP> Gazole <SEP> B <SEP> Gazole <SEP> C
<tb> Distillation <SEP> (NFM <SEP> 07-022)
<tb> Point <SEP> initial <SEP> 183 <SEP> 165 <SEP> 168,5
<tb> Point <SEP> à <SEP> 10% <SEP> volume <SEP> 227 <SEP> 208,5 <SEP> 208
<tb> <SEP> 20% <SEP> volume <SEP> 247 <SEP> 227,5 <SEP> 226
<tb> <SEP> 50% <SEP> volume <SEP> 290 <SEP> 276 <SEP> 274,5
<tb> <SEP> 80% <SEP> volume <SEP> 334 <SEP> 317,5 <SEP> 317
<tb> <SEP> 90% <SEP> volume <SEP> 354 <SEP> 334 <SEP> 336
<tb> Point <SEP> final <SEP> 373 <SEP> 357,5 <SEP> 364
<tb> Masse <SEP> volumique <SEP> à <SEP> 15 <SEP> OC <SEP> 0,8508 <SEP> 0,8360 <SEP> 0,8364
<tb> <SEP> (NFT <SEP> 60-172)
<tb> Indice <SEP> de <SEP> cétane <SEP> calculé <SEP> 51.3 <SEP> 50 <SEP> 53
<tb> <SEP> (ASTM <SEP> D4737)
<tb> % <SEP> soufre <SEP> (ppm) <SEP> 480 <SEP> 270 <SEP> 455
<tb> Pouvoir <SEP> lubrifiant <SEP> HFRR <SEP> 425 <SEP> 772 <SEP> 550
<tb> <SEP> (CEC <SEP> F06A96) <SEP> (pm) <SEP>
<tb>
Les gazoles A, B et C ainsi additivés ont été soumis au test HFRR qui consiste à imposer conjointement à une bille d'acier en contact avec un plateau métallique immobile, une pression correspondant à un poids de 200 g et un déplacement alternatif de 1 mm à une fréquence de 50Hz. La bille en mouvement est lubrifiée par la composition à tester. La température est maintenue à 600C pendant toute la durée de l'essai, c'est à dire 75mn. Le pouvoir lubrifiant est exprimé par la valeur moyenne des diamètres de l'empreinte d'usure de la bille sur le plateau. Un faible diamètre d'usure indique un bon pouvoir lubrifiant ; à l'inverse, un diamètre d'usure important traduit un pouvoir d'autant plus insuffisant que le diamètre d'usure est élevé.
TABLEAU II
Figure img00140001
<tb> <SEP> GAZOLE <SEP> 1 <SEP> GAZOLE <SEP> 2 <SEP> GAZOLE <SEP> 3
<tb> ADDITIFS <SEP> Diamètre <SEP> Gain <SEP> (%) <SEP> Diamètre <SEP> Gain <SEP> (%) <SEP> Diamètre <SEP> Gain <SEP> (%)
<tb> <SEP> d'usure <SEP> d'usure <SEP> d'usure
<tb> <SEP> ( m) <SEP> ( m) <SEP> ( m)
<tb> <SEP> sans <SEP> 425 <SEP> 712 <SEP> 550
<tb> <SEP> additif
<tb> <SEP> 335 <SEP> 21 <SEP> 618 <SEP> 20 <SEP> 456 <SEP> 17
<tb> T1
<tb> <SEP> 320 <SEP> 25 <SEP> 695 <SEP> 10 <SEP> 470 <SEP> 15
<tb> <SEP> T2
<tb> <SEP> T3 <SEP> 360 <SEP> 15 <SEP> 633 <SEP> 18 <SEP> 430 <SEP> 22
<tb> <SEP> Xi <SEP> 301 <SEP> 29 <SEP> 525 <SEP> 32 <SEP> 396 <SEP> 28
<tb> <SEP> 299 <SEP> 30 <SEP> 553 <SEP> 28 <SEP> 439 <SEP> 20
<tb> <SEP> 420 <SEP> 1 <SEP> 820 <SEP> -6
<tb> <SEP> T4
<tb> <SEP> 304 <SEP> 28 <SEP> 526 <SEP> 32 <SEP> 435 <SEP> 21
<tb> <SEP> T5 <SEP> 410 <SEP> 4 <SEP> 750 <SEP> 3 <SEP> 545
<tb> <SEP> 291 <SEP> 32 <SEP> 501 <SEP> 35 <SEP> 405 <SEP> 26
<tb> <SEP> X5 <SEP> 308 <SEP> 28 <SEP> 442 <SEP> 20
<tb> <SEP> 258 <SEP> 39 <SEP> 562 <SEP> 27 <SEP> 409 <SEP> 26
<tb> <SEP> 331 <SEP> <SEP> 22 <SEP> 444 <SEP> 42 <SEP> 440 <SEP> 20
<tb> <SEP> 330 <SEP> 22 <SEP> 555 <SEP> 28 <SEP> 446 <SEP> 19
<tb> <SEP> Xg <SEP> 360 <SEP> 15 <SEP> 681 <SEP> 12 <SEP> 433 <SEP> 21
<tb> <SEP> X10 <SEP> 300 <SEP> 30 <SEP> 526 <SEP> 32 <SEP> 404 <SEP> 26
<tb>
On constate d'après ce tableau II, que les mélanges physiques selon l'invention comme X1 et X2 ont des caractéristiques d'usure plus faibles donc bien meilleures que celles de T1, T2 et T3 ce qui traduit l'effet de synergie obtenu par combinaison des composants majoritaires de l'additif d'onctuosité selon l'invention. X3 correspond au produit de réaction obtenu selon le procédé de l'invention, de la diéthanolamine sur le trioléate de glycérol. On remarque comme précédemment l'intérêt de l'additif ainsi obtenu au regard des caractéristiques d'usure obtenues par T4.
Les performances des additifs X4, Xg, X6 et X7 sont à comparer avec celles de l'huile de départ Tg. Comme précédemment la combinaison des produits de réaction limite les phénomènes d'usure observés dans le cas de l'huile seule.

Claims (19)

  1. Figure img00160002
    avec R1 choisi parmi les chaînes alkyles linéaires ou faiblement ramifiées, saturées ou insaturées, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, et les groupements cycliques et polycycliques comprenant de 8 à 60 atomes de carbone, et de 5 à 95 % en poids d'un composé de formule (II) ci après
    Figure img00160001
    de glycerol de formule (IA) ou (Ig) suivante
    combinaison comprenant de 5 à 95 W en poids d'un monoester
    caractérisé en ce qu'il est composé majoritairement d'une
    à faible teneur en soufre inférieure ou égale à 500 ppm,
    REVENDICATIONS 1. Additif d'onctuosité pour les carburants moteurs, notamment
    ou ramifiée, comprenant de 1 à 18 atomes de carbone.
    de polyamines de chaîne hydrocarbonée aliphatique, linéaire
    d'amines primaires et/ou secondaires, d'alcanolamines et/ou
    hydroxyles et/ou esters, et (ii) les groupements dérivant
    éventuellement substitué par un ou plusieurs groupements
    hydrocarboné comprenant de 1 à 8 atomes de carbone,
    est choisi parmi (i) les groupements ORo, Ro étant un reste
    polycyclique comprenant de 8 à 60 atomes de carbone, et X
    à 24 atomes de carbone, ou un groupement cyclique ou
    faiblement ramifiée, saturée ou insaturée, comprenant de 8
    dans laquelle R2 est une chaîne alkyle linéaire ou
  2. 2. Additif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il
    comprend au moins 70 W en poids de la dite combinaison
    laquelle se compose de 10 à 40 k en poids d'au moins un
    monoester de glycerol de formule (IA) et/ou (Ip) et de 60 à
    90% d'au moins un composé de formule (II).
  3. 3. Additif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé
    en ce qu'il contient au plus 30% en poids d'au moins un
    diester de glycérol de formules (IIIA) et/ou (IIIB)
    Figure img00170001
    préférence 5 à 20 W en poids de ce dit diester de glycérol.
    polycycliques comprenant de 8 à 60 atomes de carbone, et de
    8 à 24 atomes de carbone, et les groupements cycliques et
    faiblement ramifiées, saturées ou insaturées, comprenant de
    sont choisis parmi les chaînes alkyles linéaires ou
    dans lesquelles R3 et R4 sont identiques ou différents et
  4. 4. Additif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en
    ce que les monoesters de glycérol de formule (I) avec
    constitué d'une chaîne alkyle sont choisis dans le groupe
    constitué par les huiles lauriques, issues du coprah ou de
    palme, riches en chaînes alkyles saturés de 12 à 14 atomes
    de carbone, les huiles palmitiques issues de palme, de
    saindoux ou de suif, renfermant une quantité majeure de
    chaînes alkyles saturées à 16 atomes de carbone, les huiles
    linoléïques issues du tournesol, du maïs, ou du colza,
    contenant une forte teneur en acide linoléïque, les huiles
    linoléniques du lin comprenant des teneurs notables en
    chaînes alkyles tri-insaturées de 1 à 18 atomes de carbone,
    et les huiles ricinoléîques issues du ricin.
  5. 5. Additif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en
    ce que les monoesters de glycérol de formule (I) sont
    obtenus par réaction du glycérol sur des acides
    polycycliques comprenant au moins deux cycles formés chacun
    de 5 à 6 atomes dont l'un au plus est éventuellement un
    hétéroatome tel que l'azote ou l'oxygène et les autres sont
    des atomes de carbone, ces deux cycles ayant en outre deux
    atomes de carbone en commun, de préférence vicinaux, ces
    dits cycles étant saturés ou insaturés.
  6. 6. Additif selon la revendication 5 caractérisé en ce que les
    monoesters de glycérol sont obtenus à partir d'acides
    résiniques naturels contenus dans les résidus de
    distillation des huiles naturelles extraites des arbres
    résineux, notamment de conifères résineux.
  7. 7. Additif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les
    esters d'acides résiniques sont choisis dans le groupe
    constitué par les esters d'acide abiétique, d'acide
    dihydroabiétique, d'acide tétrahydroabiétique, d'acide
    déhydroabiétique, d'acide néoabiétique, d'acide pimarique,
    d'acide lévopimarique et d'acide parastrinique.
  8. 8. Additif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en
    ce que les esters et les amides de formule (II) sont
    obtenus par réaction d'un composé alcool, polyol, amine,
    polyamine et /ou alcanolamine sur un acide carboxylique tel
    que l'acide oléïque ou encore l'oléate de méthyle.
  9. 9. Procédé de préparation de l'additif décrit selon l'une
    quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il
    consiste à faire réagir au moins un composé du groupe
    constitué par les monoalcools, les polyalcools, les
    alcanolamines, les amines primaires et secondaires et les
    polyamines sur un triglycéride de formule (IV) ci-après,
    dans un rapport molaire composé sur triglycéride variant de
    0,1 à 3
    Figure img00190001
    composés aromatiques.
    distillant entre 190 et 2090C et contenant 99% en poids de
    et les coupes commerciales d'hydrocarbures par exemple ceux
    poids d'un solvant choisi parmi les xylènes, l'éthylbenzéne
    atmosphérique, éventuellement en présence de 25 à 75 W en
    heures, de préférence entre 2 et 4 heures sous pression
    80 et 2000C, pendant une durée comprise entre 0,5 et 10
    température ambiante et 2500C, de préférence comprise entre
    réaction se faisant à une température comprise entre la
    ou insaturées, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, la
    chaînes alkyles linéaires ou faiblement ramifiées, saturées
    et correspondent à des groupements choisis parmi les
    dans laquelle R'1, R'2 et R'3 sont identiques ou différents
  10. 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que on
    fait réagir de 0,5 à 2,8 moles, et de préférence de 1,5 à
    2,5 moles d'un composé alcool, polyol, amine, polyamine ou
    alcanolamine par mole de triglycéride.
  11. 11. Procédé selon l'une des revendications 9 et 10 caractérisé
    en ce que les triglycérides de formule (IV) sont des
    triglycérides d'acides gras monocarboxyliques comprenant de
    8 à 24 atomes de carbones, choisis parmi l'acide éthyl-2
    hexanoique, l'acide laurique, l'acide myristique, l'acide
    hexadécanoïque, l'acide palmitique, l'acide stéarique,
    l'acide oléique, l'acide linoléique, l'acide linolénique,
    l'acide nonadécanoïque, l'acide arachidique, l'acide
    béhénique, l'acide érucique et l'acide ricinoléique.
    ricin.
    les huiles de maïs, de colza, de tournesol, de soja et de
    constitué par les huiles végétales et animales , notamment
    en ce que les triglycérides sont choisis dans le groupe
  12. 12 Procédé selon l'une des revendications 8 à 11 caractérisé
  13. 13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12 caractérisé
    en ce que les alcools sont choisis parmi les alcanols du
    groupe constitué par le méthanol, l'éthanol, le propanol,
    l'isopropanol, le butanol, l'isobutanol, le pentanol ou
    encore l'éthyl 2 hexanol, et/ou les alcools oxyalkylés de
    formule R(O-CH2-CHR'),-OH dans laquelle R est un groupement
    alkyle de 1 à 6 atomes de carbone, R' est l'hydrogène ou un
    groupement alkyle de 1 à 4 atomes de carbone et n un nombre
    entier variant de 1 à 5 tels que le méthylcellosolve, le
    butylcellosolve, le butyldiglycol et le l-butoxy-propanol.
  14. 14. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12 caractérisé
    en ce que les polyols sont choisis dans le groupe constitué
    par l'éthylèneglycol, le diéthylène glycol, le
    triéthylèneglycol, le propylèneglycol, le
    dipropylèneglycol, l'arabitol, le sorbitol, le mannitol, le
    triméthyolpropane, le triméthylolhexane, le
    pentaérythritol, le butanediol-1,2, l'hexanediol-2,4, le
    pinacol, le cyclohexanediol-1,2.
    méthyloléylamine.
    méthyldécylamine, la N-méthyldodécylamine, la N
    la N,N-dibutylamine, la N, N-di (éthyl-2) hexylamine, la N
    et l'oléylamine, la N,N-diéthylamine, la N,N-dipropylamine,
    hexylamine, la décylamine, la dodécylamine, la stéarylamine
    la propylamine, la butylamine, l'isobutylamine, l'éthyl-2
    dans le groupe constitué par la méthylamine, l'éthylamine,
    en ce que les amines primaires et secondaires sont choisies
  15. 15 Procédé selon l'une des revendications 8 à 12 caractérisé
  16. 16. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12 caractérisé
    en ce que les polyamines sont choisies parmi les composés
    ayant de 2 à 8 atomes de carbone par chaîne aminée et de 2
    à 5 atomes d'azote, les polyamines préférées étant
    l'éthylènediamine, la propylènediamine, la
    diéthylènetriamine, la triéthylènetétramine, la
    tétraéthylènepentamine, la N-(aminoéthyl)morpholine, la N
    (aminopropyl)morpholine, la N-(aminoéthyl)pipérazine, la N
    méthylpropanediamine ou encore la N- (butyl)propanediamine,
    et les polyamines résultant de l'hydrogénation des produits
    d'addition d'une amine grasse ayant de 8 à 18 atomes de
    carbone avec l'acrylonitrile tels que la N
    oléylpropanediamine.
  17. 17. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12 caractérisé
    en ce que les alcanolamines sont choisies parmi les amines
    de 1 à 18 atomes de carbones substituées par au moins un
    groupement -hydroxyméthyl, hydroxyéthyl ou hydroxypropyl
    telles que l'éthanolamine, la diéthanolamine, la
    triéthanolamine, l'isopropanolamine, la
    diiosopropanolamine, la triisopropanolamine, la N
    méthyléthanolamine, la (N-hydroxyéthyl)-éthylènediamine, le
    tris-(hydroxyméthyl)-aminométhane, la (N-hydroxyéthyl)
    méthylimidazoline, la (N-hydroxyéthyl)
    heptadécénylimidazoline.
  18. 18. Procédé selon l'une des revendications 8 à 17 caractérisé
    en ce que le produit de réaction contient un mélange de
    composés comprenant
    de 5 à 25% en poids d'au moins un monoester de
    glycérol de formules (IA) et/ou (1B > ci-après
    Figure img00210001
    avec R1 choisi parmi les chaînes alkyles linéaires ou faiblement ramifiées, saturées ou insaturées, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, de 35 à 75 W en poids d'au moins un composé de
    formule (II) ci-après
    Figure img00220001
    dans laquelle R2 est une chaîne alkyle linéaire ou faiblement ramifiée, saturée ou insaturée, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, et X est choisi parmi (i) les groupements ORg, Rg étant un reste hydrocarboné comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, éventuellement substitué par un ou plusieurs groupements hydroxyles et/ou esters, et (ii) les groupements dérivant d'amines primaires et/ou secondaires, d'alcanolamines et/ou de polyamines de chaîne hydrocarbonée aliphatique, linéaire ou ramifiée, comprenant de 1 à 18 atomes de carbone.
    de 0.1 à 20 W en poids d'au moins un diester de
    glycérol de formule (IIIA) et/ou (IIIB)
    Figure img00220002
    triglycéride de formule (IV) n'ayant pas réagi.
    et, éventuellement un reste d'au moins un
    comprenant de 8 à 24 atomes de carbone,
    faiblement ramifiées, saturées ou insaturées,
    sont choisis parmi les chaînes alkyles linéaires ou
    dans lesquelles R3 et Rq ,identiques ou différents,
  19. 19. Carburant pour moteur terrestre à faible teneur en soufre
    contenant de 25 à 2500 ppm et de préférence de 100 à 1000
    ppm en poids d'au moins un additif défini par l'une des
    revendications 1 à 7 constitué par les essences définies
    par la norme ASTM D-439 contenant éventuellement au moins
    un composé oxygéné ou les carburants Diesel définis par la
    norme ASTM D-975.
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