IT9018708A1 - Procedimento per impedire la solubilizzazione in acqua di alcoli, da soli o in miscela con idrocarburi ed additivii a tale scopo - Google Patents
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Description
Descrizione dell'invenzione industriai? dai titolo : “Procedimento per impedire la solubilizzazione in acqua di alcoli, da soli od in miscela con idrocarburi, od additivi per tale scopo"
RIASSUNTO
Nell'utilizzazione di alcoli, o di loro miscele con idrocurburi (11C), come carburante per autoveicoli mi grosso problema è costituito dal fatto che gli alcoli inferiori’al butilico, di solito usati n tale scopo, sono LotalmeriLe .solubili in acqua.
Tale inconveniente è fortemente sentito specie quando gli alcoli sono in miscela con 11C in quanto,se la miscela alcoli/11C già formulata venisse a contatto con acquag li, alcoli vi si solubilizze rebbero e la miscela non nIvrebbe piò lo caratteristiche di partenza, risultando cosi* fuori specifica.
Inoltre, poichò l'acqua è a sua volta solubile in alcol,in parte di acqua solubilizzata nella miscela aIcol/HC tende a formare un'unica fase.
In certe condizioni si ha però la separazione tra una fuso: mista alcolinacqua ed una fase idrocarburicu.
La fase alcoli+acqua è più posante e va su.l fondo del serbuboio dell'autovettura; una volta aspirata essa provoca la fermutu del motore, con dunrrì allo stesso.
Risulta perciò evidente la necessità di impedire la solubilizzazi.one degli alcoli in acqua.
Allo stato attuale In ricercu si è orientata verso l'utilizzo di componenti da aggiungersi nel blending delle benzine, e quindi, ifiquantità dell’ordine del 5-20%, per aumentare la water tolerance della benzina (cioè la quantità di acqua che lu benzina può tollerare senza che si abbia separazione di fase a certe condizioni). Ad esempio con l’aggiunta del 10% di toluene a 20°C si ha una water tolerance dello 0,4-0,5%.
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento ed additivi du usarsi in quantità modeste, per permettere l'utilizzo di alcoli, da soli od in blending con I1C, senza avere gli inconvenienti su descritti.
Ciò permetterà di sfruttare l’ottanicità e le basse emissioni degli alcoli per formulare un nuovo tipo di benzina senza piombo.
DESCRIZIONI;·
Il principale inconveniente nell’utilizzo come carburante di alcoli, da soli od in miscela con 11C, è l'effetto dell’acqua. Gli alcoli e gli 11C sono completamelite miscibili a temperatura ambiente. Mentre per la presenza di alcoli si dissolveranno modeste quantità di acqua, si.avrà la totale separazione di fuse se queste quantità vengono superate.
Lo strato più pesante acqua+alcol andrà sul fondo e manderà iuori specifica il carburante, se ciò avviene nel serbatoio di stocmaggio, o danneggerà il motore dell'autoveioolo, se viene aspira to da questo.
La solubilizzazione degli alcoli nell'acqua avviene per formazio rie di legami idrogeno con questa.
Tale solubilizzazione sarà quindi inibita se l'acqua troverà qualcosa a cui legarsi preferenzialmente.
In particolare la solubilizzaziorie sarà inibita se nell'acqua sarà presente un composto che formi con essa un legame idrogeno più forte di quello acqua-alcol.
Inoltre, lo insolubilizzazione sarò,accentuata, o si potrà utilizzare minore quantità del composto su menzionato (che forma con l'acqua legame idrogeno più forte di.quello acqua-alcol), se l'acqua sarà "impegnata" nella dissoluzione di un elettrolita. In tal caso infatti si ha un orientamento dei dipoli dell'acqua verso il catione dell'elettrolita, con formazione di legumi elettrostatici. Questo disturberà notevolmente la possibilità di formazione di legame idrogeno sia in termini energetici che in termini sterici.
Infatti la formazione del legame idrogeno dovrà competere con In rottura del legame elettrostatico; inoltre, poiché il legame idrogeno è fortemente direzionale, gli atorni idrugeno degli alcoli non troveranno disponibili al legame gli atomi ossigeno dell’acqua impegnati come sono attorno al catione dell'elettrolita.
Gli effetti su descritti possono realizzarsi bruttando separatamente sia gli alcoli, da soli od in miscela con 11C, sia l’acqua che poi.andrà nel serbatoio di stoccaggio (alla produzione od alla distribuzione).
Per inibire la l'uso alcolica e/o idrocarburica si può utilizzare il fenolo.
Esso infatti è solubile sia in alcol che tic; è ..inoltre solubile in acqua ( 8.2 g/100 g di acqua a 15°C, totalmonte solubile a 65.3'C)· dove forum un legume idrogeno più forte d.i quello acqua-alcol.
Per le sue caratteristiche esso potrà essere iniettato direttamente in fase alcolica e/o HC fungendo da inibitore di solubilisanzione degli ulcoli qualora essi, da soli od in miscela con HC,venissero a contatto con acqua.
Il fenolo inoltre agirà a basse temporaturo, in cui è più bassa la water tolerance delle miscele alcoli/HC.
Per additivaro un prodotto più facilmente maneggiabile, .il Coup, lo può essere disciolto in opportuno sulvento che ne abbassi notevolmente il freezing point.
Caratteristica del solvente potrà essere la sua insolubilità iriacqua.
Verranno privilegiati i solventi che aumentano la water tolerance degli alcoli· quali ad esempio: alcoli superiori al butilico. benzene· toluene· xylene, 4 metilpentano 2-1, eumene· esurio. Possono inoltre essere considerati composti ad azione sinergica quali gli acetati organici {di metile.·,di etile, di isoamile-,di L-butile, ecc.), il metlciclopentann, 1u trietilammina, , ecc.
Alternativamente al fenolo, od in alcuni casi assiema ad esso, può essere usata l'anilina.o, megglio ancora, la
N-metilanilina. Tali composti hanno effetto paragonabile al fenolo in nuanto alliinibizione di fase alcolica e/o idrocarburica cita.ta. Inoltre la N-metilanilina ha un basco freezing noint (-57°C) per cui può essere usata assieme al fenolo sia come solvente che come composto ad azione sinergica. L’aggiunta al fenolo di anilina e/o di N-raetilanilina ha inoltre il vantaggio di diminuire la corrosività su rame (ASTM DI30) della benzina.
Parimenti possono essere usati altri composti fenolici, o em minici , con particolare riferimento all'anilina sostituita. L'additivo formulato come ora descritto, oltre ad impedire la solubilizzazione degli alcoli, ha delle proprietà ottaniche intrinseche. Data inoltre la capacità antiossidante dei coriposti fenolici o amminici migliorerà notevolmente le stabilità all'ossidazione del carburante.
Come già accennato, per aumentare la insolubilizrazione degli alcoli o, nuanto meno, per diminuire la quantità di additivo fenolico 0 anr’inico da utilizzare, è necessario anche trattare con un elettrolita l'acqua di fondo del serbatoio di stoccaggio. A tal fine si può utilizzare alla produzione, come esempi illustrativi ma non limitativi, il cloruro di sodio e /o cloruro di potassio.
Tali composti hanno il vantaggio di essere poco solubili in alcol e quindi di " proteggere " il carburante da contatti con acqua lungo la catene di distribuzione qualora ci fossero deficienze nell'inibizione dell'acqua (da effettuare come di seguito descritto). NaCl o KOI, disciolti nel carburante tramite l'alcol, si solubilizzerebbero infatti in acnua se venissere a contatto con acqua POCO inibita, contribuendo così a limitare il messaggio dell'alcol in fase acnuosa.
Tele soluzione avrebbe inoltre il vantaggio di "inibire" eventuali trascinamenti di acoua presenti nei composti idrocaicurici di blending.
Nelle stazioni di servizio invece, in cui il passo successivo del carburante è l’utilizzo nell'autoveicolo, l'elettrolito dovrà essere insolubile in alcol e/o idrocarburi. In tal caso si devono utilizzare altri elettroliti, esempi illustrativi ma non limitativi dei ouali sono : ^
Alternativamente questo tipo di elettroliti può essere utilizzato anche nel serbatoio di stoccaggio alla produzione. Poiché nei serbatoi di stoccaggio dei carburanti è sempre presente una certa quantità d 'acoua, è necessario che prima dello stoccaggio deg li alcoli, o di loro miscele con HC, venga svuotato il serbatoio e drenata totalmente l’acqua presente.
In un recipiente a parte, dotato di agitatore e riscaldatile, si preparerà una soluzione satura, o meglio sovrassatura , in NaCl e/o KC1 ( o inaltri elettroliti solubili od insolubili in alcol) che verrà iniettata nel serbatoio tramite il tubo di dreno.-Alternativamente può usarsi acqua di mare.
Il serbatoio sarà cosi pronto a ricevere gli alcoli, da soli o con HO, trattati come già descritto.-' Periodicamente verrà analizzal o il titolo della soluzione acquosa di fondo per determinare se sia necessario aggiungere altro nlettrolita(solido o come soluzione sovrassatura) diret temente in serbatoio oppure ripetere l’operazione.
Il mantenimento della saturazione della soluzione è sufficiente per far fronte ad;eventuali trascinamenti'di acqua presente nei componenti di blenging.
La.stessa procedura può effettuarsi nei serbatoi delle stazio n i di servizio orevio spurgo dell’acqua presente; in tal caso si utilizzerà necessariamente un elettrolita insolubile in alcol.
Usando il procedimento e gli additivi sù descritti si ottengono ritenzione di alcoli in fase HC dell'ordine del 95--100% Ad esempio, additivando lo 0,5% di inibitore in fase alcol/HC, la ritenzione di metanolo, etanolo, isopropanolo in fase HC è : 96.6,99.6, 99.8% rispettivamente( aggiungendo lo 0,5% di acnua sovraseaturp.in NaCl).
Il dosaggio dell'inibitore in fase alcol/HC viene effettuato in base all'aco.ua presente in serbatoio, mantenendosi conservativi per tener conto di eventuali trascinamenti di acoua. presente nei comoonenti di blending.
Il carburante mantiene le sue proorietà ritentive nei confronti degli alcoli qualora venisse a contatto con acqua cornnletamente non trattata.
In tal caso, ovviamente, la ritenzione è inferiore a nualla ottenuta in precedenza.
Claims (3)
- RIVENDICAZIONI 1 . Metodo per impedire la solubilizzazione in acrua degli alcoli da soli od in miscela di idrocarburi, precludendo, o li mitando, all'acoua al possibilità di formazione di .legami idrogeno con i gruppi -OH degli alcoli.
- 2 . Metodo secondo la rivendicazione I in cui sia presente un inibitore di formazione di legami idrogeno in fase alcolica e/o idrocarburica.
- 3 Metodo secondo la rivendicazione 2 in cui l'inibitore in fase alcolica e/o idrocarburica sia il fenolo, 4 . Metodo secondo la rivendicazione 2 in cui l'inibitore in fase alcolica e/o idrocarburica sia l'anilina. 5 . Metodo secondo la rivendicazione 2 in cui l'inibitore in fare alcolica e/o idrocarburica sia la N-metilanilina. 6 . Metodo secondo la rivendicazione 2 in cui l'inibitore in fase alcolica e/o idrocarburica siano miscele fenolo/anilina e o fenolo/N-metilanilina in qualunoue proporzione, 7)Metodo secondo la rivendicazione 2 in cui l'inibitore sia uno o più composti fend ici più acidi del fenolo e/o composti ammiraci, in special modo le aniline sostituite, 8. Metodo secondo le rivendicazioni 2,1,4,5,6 e 7 in cui il solvente dell’inibitore sia un composto insolubile in acnua a basr-o freezing point, sia esso un alcol superiore al butilico od un idrocarburo tipo benzenev toluene, xylene, eumene, 4-me tiloentano 2-1,' 9. Metodo secondo la rivendicazione 8 in cui il solvente sia composto ad azione sinergica nell'impedimento di formazi£ ne di legami idrogeno, quali gli acetati organici, il meticiclouentano, la.trietilammina, anilina ed aniline sostituite. Aggiunta nel serbatoio che conterrà gli alcoli, da soli o miscela,con idrocarburi, di annua inibita alla saturazione, è meglio alla sovrassatura.zione, con uno'o più composti che impediscano la possibilità di forrm-zione di legami idrogeno. Aggiunta direttamente nel serbatoio che conterrà gli r-leoli' (da soli o in miscela con HC) di uno o più composti che impediscano la possibilità db formazione di legami idrogeno.' 12. Metodo secondo le rivendicazioni 1,10 e 11 in cui gli inibitori siano degli elettroliti. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12 in cui gli elettroliti siano NaCl e/o KC1 o altri elettroliti solubili in alcoli. 14. Aggiunta di acoua di mare nel serbatoio che conterrà gli ni: oli da soli o in miscela con idrocarburi. 15. Metodo secondo la rivendicazione 12 in cui gli elettroliti siano Na2CO o NaHCO3 o altri elettroliti insolubili in alcol. 6. Inibitore come da rivendicazioni 2,34,5,6 ,7,8 e 9 che contribuisce direttamente ed indirettamente all'aumento del numero di ottano del carburante. 17. Inibitore come da. rivendicazione 16 che contribuisce direttamente alla stabilità all'ossidazione della benzina. 18.Additivo come da 17 come anti—icing ed inibitore di corrosione.
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