JP2000500823A

JP2000500823A - ディーゼル燃料用の洗浄性添加剤組成物

Info

Publication number: JP2000500823A
Application number: JP10514851A
Authority: JP
Inventors: ディケニオ，イレイン・シー; ハーブストマン，シェルドン; カウフマン，ベンジャミン・ジェー; パプケ，ブライアン・エル
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 2000-01-25
Also published as: KR19990067688A; BR9706779A; ID21020A; SK65398A3; CA2238000A1; GEP20002097B; YU21898A; BA98309A; CZ148598A3; IS4749A; AU4421997A; EP0885276A1; US5925151A; NO982253L; NO982253D0; WO1998012282A1; MX9803942A; EE9800142A; PL326606A1; TR199800879T1

Abstract

(57)【要約】ディーゼル燃料用の洗浄性添加剤組成物は、芳香族炭化水素希釈剤中にポリエチレンポリアミンの低分子量ポリイソブチレンモノスクシンイミドを含有する。該洗浄性添加剤組成物は、エンジン付着物およびそれらの腐食効果を除去または防止するために、使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】ディーゼル燃料用の洗浄性添加剤組成物本発明は、燃料添加剤組成物およびディーゼル燃料におけるその使用方法に関する。より具体的には、本発明は、ポリエチレンポリアミンの低分子量ポリイソブチレンモノスクシンイミドおよび芳香族炭化水素希釈剤を含有する洗浄性添加剤組成物に関する。本発明はさらに、ディーゼル燃料において、燃料およびエンジンの滑動部分における腐食および付着物を除去ならびに防止するために、そのような洗浄性添加剤組成物を使用する方法に関する。市販のディーゼル燃料は、燃料が燃焼する間にエンジン中で固形物およびガム状物の付着につながりかねない不純物を含有する。ディーゼル燃料は、一般に高分子量物質をより高濃度で含有するため、そのようなエンジン付着物の問題は、ガソリン燃料よりもディーゼル燃料にとってより重大な意味がある。このような物質の熱分解が、エンジンに不溶性付着物を形成し、それが、運転効率を落とし、最終的には、燃料噴射装置およびエンジンの他の重要な動作要素の腐食または閉塞につながりかねない。不溶性不純物はまた、燃料の処理、輸送またはポンプ輸送の際に、外部環境から持ち込まれるおそれもある。燃料添加物に望まれる一つの機能は、正常なエンジン運転の間の固形物の望ましくない付着を防ぐために、燃料混合物に洗浄性を付与する機能である。理想的には、添加される洗浄剤によって、すでに付着した物質をも可溶化して、エンジン性能を潜在的に高めることができる。さらに、防食性を付与する物質は、エンジンの寿命を延ばすためにも望ましい。スクシンイミド化合物が、洗浄剤として燃料および潤滑剤の配合物に使用されてきた。この場合、スクシンイミド化合物は、一般にオイルまたはグリコール類である希釈流体に溶解されている。たとえば、米国特許第５，５１８，５１１号明細書は、ポリイソブチレンスクシンイミド類および一方の末端を停止されたポリプロピレングリコールのような希釈オイル、ならびに酸化防止剤、防曇剤および氷結防止剤のような他の成分を含有するガソリン洗浄性組成物の使用を開示している。米国特許第５，３３４，２２８号明細書は、ポリアルケニルスクシンイミド類およびアダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン、テトラマンタンのようなダイアモンド型分子の担持流体を含有する付着抑制添加物、ならびに燃料組成物を開示している。米国特許第５，１１４，４３５号明細書は、エンジン付着物を除去および防止するために、ガソリンおよびディーゼル燃料に使用するための、ポリアルキレンスクシンイミド、ポリアルキレンおよび鉱油を含有する組成物を開示している。米国特許第５，２６４，００４号明細書は、アルデヒドと、ヒドロカルビルスクシンイミドダイマーと、ヘテロ原子で置換された安息香酸との反応生成物を、燃料および潤滑剤への多機能添加物として開示している。ジスクシンイミド生成物は、鉱油、合成油またはグリース混合物と配合される。米国特許第４，５０１，５９７号明細書は、アミン成分の少なくとも３０％がシュウ酸で誘導体化されたポリアルキレンアミンスクシンイミドオキサミドの、燃料洗浄剤としての使用を開示している。当該技術には、エンジン付着物およびそれらの腐食効果を除去または防止する、ディーゼル燃料用の改善された洗浄性添加剤組成物の必要性がある。本発明の洗浄性添加剤組成物は、式：（式中、Ｒは、数平均分子量９００〜１,１００のポリイソブチレン基であり、Ｍは１〜５の整数である）のポリイソブチレンモノスクシンイミドと、芳香族炭化水素希釈剤とを含有する。本発明の新規な洗浄性添加剤組成物は、ディーゼル燃料においてエンジン付着物およびそれらの腐食効果を除去および防止するために、好ましく使用される。本発明の新規な洗浄性添加剤組成物に使用されるポリイソブチレンモノスクシンイミド化合物は、ポリイソブチレン基が好ましくは約９００〜１,１００の範囲、最も好ましくは約１,０００の低い数平均分子量を有する、ポリエチレンポリアミンのポリイソブチレンモノスクシンイミドである。ポリエチレンポリアミンは、好ましくは、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンおよびペンタエチレンヘキサミンからなる群より選択され、より好ましくはトリエチレンテトラミンである。該ポリエチレンポリアミン・ポリイソブチレンモノスクシンイミドは、Amoco Chemical社およびAldrich Chemical社から市販されている直接の前駆体から、従来の方法によって製造することができる。ポリイソブチレンモノスクシンイミド化合物は、洗浄性添加剤組成物中、好ましくは約５０〜８０重量％の量で存在し、より好ましくは約７０重量％の量で存在する。洗浄性添加剤組成物をディーゼル燃料に添加するとき、ポリイソブチレンモノスクシンイミド化合物は、ディーゼル燃料組成物中、好ましくは約１０〜３００ＰＴＢ（燃料１,０００バレルあたりのポンド）の量で存在し、より好ましくは約２０〜１５０ＰＴＢの量で存在し、最も好ましくは約２５〜１００ＰＴＢの量で存在する。洗浄性添加剤組成物は、好ましくは、芳香族炭化水素希釈剤であることが好ましい炭化水素希釈剤を含有する。たとえば、該炭化水素希釈剤は、トルエン抽出物、Shellsolv AB、キシレン、Aromatic 150、Aromatic 100、Aromatic 200およびＨＡＮ857であることができ、より好ましくはShellsolv ABであることができる。Shellsolv ABはShell Chemical社から市販されている。トルエン抽出物、キシレン、Aromatic 150、Aromatic 100、Aromatic 200およびＨＡＮ857はExxon C hemical社から市販されている。炭化水素希釈物は、洗浄性添加剤組成物中、好ましくは約２０〜５０重量％の量で存在し、より好ましくは約３０重量％の量で存在する。好ましい実施態様においては、本発明のディーゼル燃料組成物は、３４０〜６２０°Ｆの範囲で沸騰する中間留出燃料油である主要部分と、本発明のディーゼル燃料洗浄剤である少量部分とを含む。硫黄を５００ppm未満しか含有しないディーゼル燃料が、一般に低硫黄ディーゼル燃料とみなされる。本発明の新規な洗浄性添加剤組成物は、好ましくは、ディーゼル燃料に対し、エンジンがそのようなディーゼル燃料組成物で運転されるとき、エンジンに対する付着物を除去または防止し、それにより、そのような付着物による腐食効果を防止するのに十分な量で添加される。より好ましくは、本発明の新規な洗浄性添加剤組成物は、ディーゼル燃料中の活性洗浄剤として、１０〜３００ＰＴＢの量でディーゼル燃料に加えられる。本発明の新規な洗浄性添加剤組成物は、高硫黄ディーゼル燃料および低硫黄ディーゼル燃料のいずれに使用することもできる。本発明の好ましい実施態様を実証するため、以下の実施例を含める。当業者であれば、以下の実施例に開示する技法が、本発明の実施において十分に機能することが本発明者によって見出された技法を代表し、したがって、その実施に好ましい形態を構成するものとみなすことができることを認識するはずである。しかし、当業者は、本開示から、開示される具体的な実施態様に多くの変更を加えることができ、それでも、本発明の精神および範囲を逸することなく、同様な、または類似した結果を得ることができることを認識するはずである。実施例実施例１．芳香族炭化水素希釈剤中のトリエチレンテトラミン・ポリイソブチレンモノスクシンイミド組成物の製造ポリ（イソブテニル）コハク酸無水物（１,３１５．０ｇ、１．００モル、数平均分子量約１,０００のポリイソブチレン（Amoco Chemical社が販売するIndop olＨ−１００）から製造）を、攪拌機、温度計、窒素導入口および還流冷却器を備えた５リットルの三つ口フラスコに充填した。芳香族炭化水素溶媒Shellsolv AB（９８１．０ｇ）を加え、窒素気流を通しはじめて、混合物を６０℃に加熱した。トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ、Aldrich Chemical社、１３１．６２g 、０．９００モル）を加え、温度を１２０℃に上げた。１．０時間後、温度を１６０℃に上げ、さらに２．０時間維持した。温かい混合物をけいそう土ろ過助剤に通してろ過した。生成物（約７０％濃縮物）を分析すると、以下の結果が得られた。窒素含有率２．１２％全酸価（ＴＡＮ、ＡＳＴＭＤ９７４）１．５５全塩基価（ＴＢＮ、ＡＳＴＭＤ２８９６）５０実施例２．Cummins Ｎ−１４防食試験 Cummins Ｎ−１４腐食試験を使用して、数平均分子量１,０００のポリイソブチレン基（Ｈ−１００）を有するトリエチレンテトラミンモノスクシンイミドおよび数平均分子量１,２９０（Ｈ−３００）の範囲のポリイソブチレン基を有するトリエチレンテトラミンモノスクシンイミド類似物の防食性を評価した。該Cu mmins Ｎ−１４試験は、燃料噴射装置のオリフィスを通過する流体の流量変化を測定するものである。噴射装置の腐食が流量の増大をもたらす。防食剤を流体に添加すると、オリフィスを通過する流量の増大を防止し、または最小限にすることができる。０．６％未満の増大を許容可能と評定し、０．０３％未満の増大を優秀と評定する。 Howell ベース燃料中トリエチレンテトラミン・Ｈ−３００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの混合物を、５０、１００および１５０ＰＴＢ（燃料１,０００バレルあたりのポンド）で製造し、トリエチレンテトラミン・Ｈ−１００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの混合物を７５ＰＴＢで製造した。４種の混合物および防食添加剤を含まないHowellベース燃料である対照液を、Cummins Ｎ −１４腐食試験によって検定した。結果を表１に示す。この結果は、噴射装置を腐食から保護するトリエチレンテトラミン・Ｈ−１００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの有効性を示す。トリエチレンテトラミン・Ｈ−３００ポリイソブチレンモノスクシンイミドを含有する燃料は、未処理の燃料よりも高い防食性を示すが、許容可能と評定されるのに必要な０．６％よりも高い流量を示す。トリエチレンテトラミン・Ｈ−１００ポリイソブチレンモノスクシンイミドを７５ＰＴＢで含有する燃料は、流量の増大が０．６％未満の、許容可能と評定される防食性を示す。実施例３．Cummins Ｌ−１０洗浄力試験 Cummins Ｌ−１０洗浄力試験を使用して、トリエチレンテトラミン・Ｈ−１００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの洗浄性と、類似物であるトリエチレンテトラミン・Ｈ−３００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの洗浄性とを比較した。Cummins Ｌ−１０付着物試験は、燃料が通過した後の噴射装置の清浄さを測定する。噴射装置の付着物は、流量の減少をもたらす。洗浄性を有する薬剤を燃料に添加すると、噴射装置に対する物質の付着を防止し、または最小限にすることができる。７％未満の流量減少を許容可能と評定し、６％未満の減少を優秀と評定する。２５未満のＣＲＣ評点を許容可能と評定し、１０未満の評点を優秀と評定する。ディーゼル燃料中、トリエチレンテトラミン・Ｈ−３００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの混合物を、５０、１００および１５０ＰＴＢで製造し、トリエチレンテトラミン・Ｈ−１００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの混合物を７５ＰＴＢで製造した。４種の混合物および洗浄性添加剤を含まないディーゼル燃料である対照液を、Cummins Ｌ−１０洗浄力検定によって検定した。結果を表２に示す。これらの結果は、流量の減少およびＣＲＣ評定スケールの両方によって測定したトリエチレンテトラミン・Ｈ−１００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの優秀な洗浄性を証明する。塩基性窒素の含有量は、洗浄性の一般的な指標であるため、塩基性窒素含有量に基づくならば、トリエチレンテトラミン・Ｈ−３００ポリイソブチレンモノスクシンイミドを１５０ＰＴＢで含有するディーゼル燃料が、Ｌ−１０洗浄力検定で最高の性能を示すものと予想されるであろう。したがって、トリエチレンテトラミン・Ｈ−１００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの優れた性能は、窒素含有量に基づく予想とは反対である。実施例４．ＭＷＮ−Ｂオイル付着物試験ＭＷＮ−Ｂオイル付着物試験は、２,２００rpmで５０時間運転した単気筒ディーゼルエンジンのピストン区域における付着物の傾向を測定する。発明者らによるこの試験の変形では、ベース燃料およびオイルを一定に維持し、燃料中の添加物の量およびタイプを変化させた。添加剤を含有する燃料を、基準の高硫黄ディーゼル燃料（硫黄含有率１．０％）と比較した。リングの粘着、摩耗および付着物の蓄積に対する添加剤の影響を、ピストンの評定によって測定した。この場合、より高い数値が、より良好なピストンの性能を示す。これらの結果は、この試験における、ベース燃料またはトリエチレンテトラミン・Ｈ−３００ポリイソブチレンモノスクシンイミドを含有するベース燃料のいずれと比較しても有利な、トリエチレンテトラミン・Ｈ−１００ポリイソブチレンモノスクシンイミドの効果を示す。本発明の組成物および方法を、好ましい実施態様の点で記載したが、当業者にとって、本発明の概念、精神および範囲を逸することなく、本明細書に記載する方法に対して変形を加えうるということが明らかであろう。当業者にとって明らかであるようなすべての類似した代替および変形は、本発明の精神、範囲および概念の範囲に入るものとみなされる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者カウフマン，ベンジャミン・ジェーアメリカ合衆国、ニューヨーク 12533、ホープウェル・ジャンクション、ニューハード・プレイス 35 (72)発明者パプケ，ブライアン・エルアメリカ合衆国、ニューヨーク 12590、ワッピンガーズ・フォールズ、ウッドランド・コート 37

Claims

【特許請求の範囲】１．式：（式中、Ｒは、数平均分子量９００〜１,１００のポリイソブチレン基であり、Ｍは１〜５の整数である）のポリイソブチレンモノスクシンイミドと、芳香族炭化水素希釈剤と、を含むディーゼル燃料用洗浄性添加剤組成物。２．添加剤組成物中のポリイソブチレンモノスクシンイミドの濃度が、約５０〜８０重量％である、請求項１記載の組成物。３．添加剤組成物中のポリイソブチレンモノスクシンイミドの濃度が、約７０重量％である、請求項２記載の組成物。４．ｍが３である、請求項１記載の組成物。５．芳香族炭化水素希釈剤が、トルエン抽出物、Shellsolve AB、キシレン、Aro matic 150、Aromatic 100、Aromatic 200およびＨＡＮ857からなる群れより選ばれた芳香族溶媒である、請求項１記載の組成物。６．芳香族炭化水素希釈剤が、Shellsolve ABである、請求項５記載の組成物。７．芳香族炭化水素希釈剤が、Shellsolve ABであり、ｍが３である、請求項１記載の組成物。８．ディーゼル燃料および式：（式中、Ｒは、数平均分子量９００〜１,１００のポリイソブチレン基であり、Ｍは１〜５の整数である）のポリイソブチレンモノスクシンイミドと、芳香族炭化水素希釈剤と、を含む洗浄性添加剤組成物を含むディーゼル燃料組成物。９．芳香族炭化水素希釈剤が、トルエン抽出物、Shellsolve AB、キシレン、Aro matic 150、Aromatic 100、Aromatic 200およびＨＡＮ857からなる群れより選ばれる芳香族溶媒である、請求項８記載の組成物。１０．芳香族炭化水素希釈剤が、Shellsolve ABである、請求項９記載の組成物。１１．ｍが３である、請求項８記載の組成物。１２．ディーゼル燃料および式：（式中、Ｒは、数平均分子量９００〜１,１００のポリイソブチレン基であり、Ｍは１〜５の整数である）のポリイソブチレンモノスクシンイミドと、芳香族炭化水素希釈剤と、を含む洗浄性添加剤組成物とを混合することを含む、ディーゼル燃料組成物の製造方法。１３．芳香族炭化水素希釈剤が、トルエン抽出物、Shellsolve AB、キシレン、A romatic 150、Aromatic 100、Aromatic 200およびＨＡＮ857からなる群れより選ばれる芳香族溶媒である、請求項８記載の方法。１４．芳香族炭化水素希釈剤が、Shellsolve ABである、請求項９記載の方法。１５．ｍが３である、請求項８記載の方法。１６．ディーゼル燃料と式：（式中、Ｒは、数平均分子量９００〜１,１００のポリイソブチレン基であり、Ｍは１〜５の整数である）のポリイソブチレンモノスクシンイミドと、芳香族炭化水素希釈剤と、を含む洗浄性添加剤組成物を含むディーゼル燃料組成物の効果量を含有する燃料でディーゼルエンジンを運転することを含む、ディーゼルエンジン中のエンジン付着物を除去する方法。１７．芳香族炭化水素希釈剤が、トルエン抽出物、Shellsolve AB、キシレン、A romatic 150、Aromatic 100、Aromatic 200およびＨＡＮ857からなる群れより選ばれる芳香族溶媒である、請求項１６記載の方法。１８．芳香族炭化水素希釈剤が、Shellsolve ABである、請求項１７記載の方法。１９．ｍが３である、請求項１６記載の方法。２０．洗浄性添加剤の効果量が、約１０〜３００ＰＴＢである、請求項１６記載の方法。２１．ディーゼル燃料および式：（式中、Ｒは、数平均分子量９００〜１,１００のポリイソブチレン基であり、Ｍは１〜５の整数である）のポリイソブチレンモノスクシンイミドと、芳香族炭化水素希釈剤と、を含む洗浄性添加剤組成物を含むディーゼル燃料組成物の効果量を含有する燃料でディーゼルエンジンを運転することを含む、ディーゼルエンジン中のエンジン付着物を防止する方法。２２．芳香族炭化水素希釈剤が、トルエン抽出物、Shellsolve AB、キシレン、A romatic 150、Aromatic 100、Aromatic 200およびＨＡＮ857からなる群れより選ばれる芳香族溶媒である、請求項２１記載の方法。２３．芳香族炭化水素希釈剤が、Shellsolve ABである、請求項２２記載の方法。２４．ｍが３である、請求項２１記載の方法。２５．洗浄性添加剤の効果量が、約１０〜３００ＰＴＢである、請求項２１記載の方法。