IT9065802A1 - Procedimento per impedire la solubilizzazione in acqua di alcoli, da soli o in miscela con idrocarburi, ed additivi a tale scopo. - Google Patents
Procedimento per impedire la solubilizzazione in acqua di alcoli, da soli o in miscela con idrocarburi, ed additivi a tale scopo.Info
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Description
DESCRIZIONE
Il principale inconveniente nell'utilizzo come carburante di alcoli, da soli od in miscela con HC, è l'effetto dell'acqua. Gli alcoli e gli HC sono completamente miscibili a temperatura ambiente. Mentre per la presenza di alcoli si dissolveranno modeste quantità di acqua, si avrà la totale separazione di fase se queste quantità vengono superate.
Lo strato più pesante acqua+alcol andrà sul fondo e manderà fuori specifica il carburante, se ciò avviene nel serbatoio di stoc caggio, o danneggerà il motore dell'autoveicolo, se viene aspira to da questo.
La solubilizzazione degli alcoli nell'acqua avviene per formazio ne di legami idrogeno con questa.
Tale solubilizzazione sarà quindi inibita se l'acqua troverà qualcosa a cui legarsi preferenzialmente.
In particolare la solubilizzazione sarà inibita se nell'acqua sarà presente un composto che formi con essa un legame idrogeno più forte di quello acqua-alcol.
Inoltre, la insolubilizzazione sarà 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 legami 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 la rottura del legame elettrostatico; inoltre, poiché il legame idrogeno è fortemente direzionale, gli atomi idrogeno 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 trattando separatamente sia gli alcoli, da soli od in miscela con HC, sia l'acqua che poi andrà nel serbatoio di stoccaggio (alla produzione od alla distribuzione).
Per inibire la fase alcolica e/o idrocarburica si può utilizzare il fenolo.
Esso infatti è solubile sia in alcol che HC; è inoltre solubile in acqua ( 8.2 g/100 g di acqua a 15°C, totalmente solubile a 65.3°C), dove forma un legame idrogeno più forte di quello acqua-alcol.
Per le sue caratteristiche esso potrà essere iniettato direttamente in fase alcolica e/o HC fungendo da inibitore di solubilizzazione degli alcoli qualora essi, da soli od in miscela con HC, venissero a contatto con acqua.
Il fenolo inoltre agirà a basse temperature, in cui è più bassa la water tolerance delle miscele alcoli/HC.
Per additivare un prodotto più facilmente maneggiabile, il fena lo può essere disciolto in opportuno solvente che ne abbassi notevolmente il freezing point.
Caratteristica del solvente potrà essere la sua insolubilità in acqua.
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, esano. Possono inoltre essere considerati composti ad azione sinergica quali gli acetati organici (di metile, di etile, di isoamile, di t-butile, ecc.), il meticiclopentano, la trietilammina, ecc.
Alternativamente al fenolo, od in alcuni casi assieme ad esso, può essere usata l'anilina.
Parimenti possono essere usati altri composti fenolici, con particolare riferimento a quelli più acidi del fenolo, o amminici. L'additivo formulato come ora descritto, oltre ad impedire la solubilizzazione degli alcoli, ha delle proprietà ottaniche intrinseche. Data inoltre la capacità antiossidante dei composti fenolici o amminici migliorerà notevolmente la stabilità alla ossidazione del carburante.
Come già accennato, per aumentare la insolubilizzazione degli alcoli o, quanto meno, per diminuire la quantità di additivo fenolico o amminico da utilizzare, è necessario anche trattare con un elettrolita l'acqua di fondo del serbaroio 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 catena di distribuzione qualora ci fossero deficienze nell'inibizione dell'acqua (da effettuare come di seguito descritto). NaCl o KCl,disciolti nel carburante tramite l'alcol, si solubilizzerebbero infatti in acqua se venissero a contatto con acqua poco inibita, contribuendo cosi' a limitare il passaggio dell'alcol in fase acquosa.
Tale soluzione avrebbe inoltre il vantaggio di "inibire" eventuali trascinamenti di acqua presenti nei componenti idrocarburici di blending.
Nelle stazioni di servizio invece, in cui il passo successivo del carburante è l'utilizzo nell'autoveicolo, l'elettrolita dovrà essere insolubile in alcol e/o idrocarburi.
In tal caso si debbono utilizzare altri elettroliti, esempi illustrativi ma non limitativi dei quali sono: NaHCO3, Na2CO3, Na2SO4, NaAlO2, KHSO3, K2CO3, CaCO3,
MnSO4, FeSO4 , FeSO4(NH4)2SO4 , Ca(HCO2)2,
(NH4)2CO3 , NH4HCO3 , Al2(SO4)3.
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'acqua, è necessario che prima dello stoccaggio degli 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 riscaldabile, si preparerà una soluzione satura, o meglio sovrassatura, in NaCl e/o KCl (o in altri elettroliti solubili od insolubili in alcol) che verrà iniettata nel serbatoio tramite il tubo di dreno.
Il serbatoio sarà cosi' pronto a ricevere gli alcoli, da soli o con HC, trattati come già descritto.
Periodicamente verrà analizzato il titolo della soluzione acquosa di fondo per determinare se sia necessario aggiungere altro elettrolita direttamente in serbatoio oppure ripetere la operazione .
Il mantenimento della saturazione della soluzione è necessario per far fronte ad eventuali trascinamenti di acqua presente nei componenti di blending·
La stessa procedura può effettuarsi nei serbatoi delle stazioni di servizio previo spurgo dell'acqua presente; in tal caso si utilizzerà necessariamente un elettrolita insolubile in alcol. Usando il procedimento e gli additivi su descritti si ottengono ritenzioni 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 95.6, 96.7, 97.8 % rispettivamente.
Il dosaggio dell'inibitore in fase alcol/HC viene effettuato in base all'acqua presente in serbatoio, mantenendosi conservativi per tener conto di eventuali trascinamenti di acqua presente nei componenti di blending.
Il carburante mantiene le sue proprietà ritentive nei confronti degli alcoli qualora venisse a contatto con acqua completamente non trattata.
In tal caso, ovviamente, la ritenzione è inferiore a quella ottenuta in precedenza.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo per impedire la solubilizzazione in acqua degli alcoli da soli od in miscela con idrocarburi, precludendo, o limitando, all'acqua la possibilità di formazione di legami idrogeno con i gruppi -OH degli alcoli., 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 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 sia dei composti fenolici più acidi del fenolo o composti amminici. 6. Metodo secondo le rivendicazioni 2,3,4, e 5 in cui il solvente dell 'inibitore sia un composto insolubile in acqua a basso freezing point, sia esso un alcol superiore al butilico od un idrocarburo tipo benzene,toluene ,xylene ,eumene, 4metilpentano 2-1. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6 in cui il solvente sia un composto ad azione sinergica nell'impedimento di formazione di legami idrogeno, quali gli acetati organici, il metilciclopentano o la trietilammina . 8. Aggiunta nel serbatoio che conterrà gli alcoli, da soli od in miscela con idrocarburi, di acqua inibita alla saturazione, o meglio alla sovrassaturazione, con un composto che impedisca la possibilità di formazione di legami idrogeno. 9. Metodo secondo le rivendicazioni 1 e 8 in cui l'inibitore in fase acquosa sia un elettrolita. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9 in cui l'elettrolita sia NaCl e/o KCl od altri elettroliti solubili in alcol. 11. Metodo secondo la rivendicazione 9 in cui l'elettrolita sia carbonato o bicarbonato di sodio od altri elettroliti non solubili in alcol. 12. Inibitore come da rivendicazioni 2,3,4,5,6 e 7 che contribuisce direttamente ed indirettamente all'aumento del numero di ottano del carburante. 13. Inibitore come da rivendicazione 12 che contribuisce direttamente alla stabilità all'ossidazione della benzina.
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