JP2003504486A - 水性炭化水素燃料組成物を作製するためのプロセスおよび装置、ならびに水性炭化水素燃料組成物 - Google Patents

水性炭化水素燃料組成物を作製するためのプロセスおよび装置、ならびに水性炭化水素燃料組成物

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JP2003504486A
JP2003504486A JP2001509443A JP2001509443A JP2003504486A JP 2003504486 A JP2003504486 A JP 2003504486A JP 2001509443 A JP2001509443 A JP 2001509443A JP 2001509443 A JP2001509443 A JP 2001509443A JP 2003504486 A JP2003504486 A JP 2003504486A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、水性炭化水素燃料組成物を作製するためのプロセスを提供し、このプロセスは以下:(A)通常は液体の炭化水素燃料および少なくとも1つの化学物質添加剤を混合して、炭化水素燃料−添加剤混合物を形成する工程;および(B)この炭化水素燃料−添加剤混合物を、高剪断混合条件下で高剪断ミキサー中で水と混合して水性炭化水素燃料組成物を形成する工程を包含し、この水性炭化水素燃料組成物は不連続な水相を含み、この不連続な水相は1.0ミクロン以下の平均直径を有する水性液滴から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本出願は、1999年9月7日出願の米国出願第09/390,925号の一
部継続出願であり、この米国出願第09/390,925号は1999年7月7
日出願の米国出願第09/349,268号の一部継続出願である。両方の先行
出願の開示の各々は、その全体が参考として本明細書中に援用される。
【0002】 (技術分野) 本発明は、水性炭化水素燃料組成物を作製するためのプロセスおよび装置に関
する。本発明はまた、安定な水性炭化水素燃料組成物に関する。このプロセスお
よび装置は、広範な配給ネットワークにおける末端利用者への燃料の分配に適切
である。
【0003】 (発明の背景) 燃焼室内で燃料と混合した水を使用する内燃機関、特にディーゼル機関は、出
力単位あたり低いNOx、炭化水素、および粒子状の排出物を生成し得る。しか
し、水の添加に関連する問題は、燃料中でエマルジョンが形成し、そしてこれら
のエマルジョンが不安定である傾向にあるという事実に関する。このことは、市
場におけるこれらの燃料の有用性を減少させている。これらの燃料を市場で有用
にするために、十分にこれらの燃料の安定性を増大することが有利である。別の
問題は、これらの燃料に関連する不安定性に起因して、広範な配給ネットワーク
における末端利用者に対してこれらの燃料を利用可能にすることが困難であると
いう事実に関する。これらの燃料は、これらが末端利用者に到達する前に分解す
る傾向がある。末端利用者のためにこれらの燃料を分配地で混合するために使用
され得、従ってこれらの燃料を広範な配給ネットワークにおける末端利用者に利
用可能にし得るプロセスおよび装置を提供することは利点である。
【0004】 (発明の要旨) 本発明は、水性炭化水素燃料組成物を作製するためのプロセスを提供し、この
プロセスは以下:(A)通常は液体の炭化水素燃料および少なくとも1つの化学
物質添加剤を混合して、炭化水素燃料−添加剤混合物を形成する工程;および(
B)この炭化水素燃料−添加剤混合物を、高剪断混合条件下で高剪断ミキサー中
で水と混合して水性炭化水素燃料組成物を形成する工程を包含し、この水性炭化
水素燃料組成物は不連続な水相を含み、この不連続な水相は1.0ミクロン以下
の平均直径を有する水性液滴から構成される。本発明の重要な特徴は、水相液滴
が、1.0ミクロン以下の平均直径を有するという事実に関連する。この特徴は
、本発明の水性炭化水素燃料組成物の増大した安定性特性に直接関係する。
【0005】 本発明は、水性炭化水素燃料組成物を作製するための装置をさらに提供し、こ
の装置は以下を備える:高剪断ミキサー;混合タンク;化学物質添加剤貯蔵タン
クおよびポンプ、ならびに化学物質添加剤をこの化学物質添加剤貯蔵タンクから
混合タンクへと移すためのコンジット;炭化水素燃料供給源から混合タンクへと
炭化水素燃料を移すためのコンジット;混合タンクから高剪断ミキサーへと炭化
水素燃料−添加剤混合物を移すためのコンジット;水源から高剪断ミキサーへと
水を移すための水コンジット;燃料貯蔵タンク;高剪断ミキサーから燃料貯蔵タ
ンクへと水性炭化水素燃料組成物を移すためのコンジット;燃料貯蔵タンクから
水性炭化水素燃料組成物を分配するためのコンジット;以下を制御するための、
プログラム可能制御装置:(i)化学物質添加剤貯蔵タンクから混合タンクへの
化学物質添加剤の移動,(ii)炭化水素燃料供給源から混合タンクへの炭化水
素燃料の移動,(iii)混合タンクから高剪断ミキサーへの炭化水素燃料−添
加剤混合物の移動,(iv)水源から高剪断ミキサーへの水の移動,(v)高剪
断ミキサー中での炭化水素燃料−添加剤混合物と水との混合,および(vi)高
剪断ミキサーから燃料貯蔵タンクへの水性炭化水素燃料組成物の移動;ならびに
このプログラム可能制御装置を制御するためのコンピュータ。
【0006】 1つの実施形態において、本発明の装置は、自動的に作動するコンテナ化機器
パッケージまたはユニットの形態である。このユニットは、プログラムされ得、
そしてその設置場所で局所的にモニターされ得るか、またはこれはプログラムさ
れ得、そしてその設置場所から離れた位置からモニターされ得る。燃料は、設置
場所で末端利用者に分配される。これは、本発明に従って調製される水性炭化水
素燃料組成物を、広範な配給ネットワークにおける末端利用者に利用可能にする
方法を提供する。
【0007】 本発明はまた、水性炭化水素燃料組成物に関し、この組成物は以下を含む:通
常は液体の炭化水素燃料の連続相;不連続な水相(この不連続な水相は1.0ミ
クロン以下の平均直径を有する水性液滴から構成される);および乳化量の乳化
剤組成物であって、この乳化剤組成物は以下を含む:(i)ヒドロカルビル置換
カルボン酸アシル化剤とアンモニアまたはアミンとの反応によって生成する炭化
水素燃料可溶性生成物(このアシル化剤のヒドロカルビル置換基は、約50〜約
500個の炭素原子を有する)、(ii)約1〜約10の親水性親油性バランス
(HLB)を有するイオン性または非イオン性の化合物、あるいは(iii)
(i)および(ii)とは異なる水溶性塩と組合わせた(i)および(ii)の
混合物。好ましい実施形態において、成分(i)は、(i)(a)アシル化剤と
アルカノールアミンとの少なくとも1つの反応生成物と、(i)(b)アシル化
剤と少なくとも1つのエチレンポリアミンとの少なくとも1つの反応生成物との
組合わせである。好ましくは、成分(i)(b)は、成分(i)の総重量に基づ
いて、約0.05%〜約0.95%の量で、成分(i)(a)と組合わされる。
【0008】 (好ましい実施形態の詳細な説明) 本明細書中で使用される用語「ヒドロカルビル置換基」、「ヒドロカルビル基
」、「ヒドロカルビル置換(された)」、「炭化水素基」などは、分子の残りの
部分に直接結合した1つ以上の炭素原子を有し、かつ炭化水素特性を有するかも
しくは優勢に炭化水素特性を有する、基をいうために使用される。例としては、
以下が挙げられる: (1)純炭化水素基(すなわち、脂肪族(例えば、アルキル、アルケニルまた
はアルキレン)基、および脂環式(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル
)基、および芳香族基、ならびに芳香族で置換された芳香族基、脂肪族で置換さ
れた芳香族基および脂環式で置換された芳香族基、ならびに環状基であり、ここ
で、その環はこの分子の別の部分を介して完成される(例えば、2つの置換基が
一緒になって脂環式基を形成する)); (2)置換炭化水素基(すなわち、本発明の状況において、その基の優勢な炭
化水素特性を変えない非炭化水素基(例えば、ハロ、ヒドロキシ、アルコキシ、
メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ、およびスルホキシ)を含
む炭化水素基); (3)ヘテロ置換炭化水素基(すなわち、優勢な炭化水素特性を有するが、本
発明の状況において、環または鎖中に炭素以外を含みその環または鎖はそれ以外
は炭素原子から構成される、置換基を含む、炭化水素基)。ヘテロ原子には、硫
黄、酸素、窒素が挙げられる。一般に、2以下、そして1つの実施形態では1以
下の非炭化水素置換基が、その炭化水素基中の10個の炭素原子ごとに存在する
【0009】 用語「低級」とは、アルキル、アルケニルおよびアルコキシのような用語とと
もに使用される場合、合計7つまでの原子を含むような基を記載することが意図
される。
【0010】 用語「水溶性」とは、25℃において、100ミリリットルの水当たり少なく
とも1グラム程度まで水に可溶性の物質をいう。
【0011】 用語「燃料可溶性」とは、25℃において、100ミリリットルの燃料当たり
少なくとも1グラム程度まで通常は液体の炭化水素燃料(例えば、ガソリン燃料
またはディーゼル燃料)に可溶性の物質をいう。
【0012】 (プロセスおよび装置) 本発明のプロセスは、バッチベースまたは連続ベースで実行され得る。下記の
プロセスおよび装置は、バッチプロセスに関する。まず図1を参照すると、この
装置は、高剪断ミキサー10、混合タンク12、炭化水素燃料入口14、化学物
質添加剤貯蔵タンク16、水貯蔵タンク18、不凍剤貯蔵タンク20、水性炭化
水素燃料貯蔵タンク22、および燃料ディスペンサー24を備える。
【0013】 炭化水素燃料は、炭化水素燃料入口14を通って侵入し、コンジット30を通
って混合タンク12へと流れる。入口14と混合タンク12との間にコンジット
30に沿って直列して配置されているのは、分離バルブ32、圧力ゲージ34、
ストレーナー36、ポンプ38、ソレノイドバルブ40、フローメーターおよび
残高総量記録装置42、較正出口バルブ44、チェックバルブ46および分離バ
ルブ48である。
【0014】 コンジット50が、化学物質添加剤貯蔵タンク16から混合タンク12へと伸
び、そしてその化学物質添加剤を化学物質添加剤貯蔵タンク16から混合タンク
12へと移すように適合されている。コンジット50に沿って直列して配置され
ているのは、分離バルブ52、クイックディスコネクト54、分離バルブ56、
ストレーナー58、ポンプ60、ソレノイドバルブ62、フローメーターおよび
残高総量記録装置64、較正出口バルブ66、チェックバルブ68および分離バ
ルブ69である。
【0015】 コンジット70が、水貯蔵タンク18から接続T字管71に伸び、この接続T
字管71でコンジット70はコンジット90と接続する。水貯蔵タンク18と接
続T字管71との間にコンジット70に沿って直列して配置してあるのは、バル
ブ72および73、ストレーナー74、ポンプ76、ソレノイドバルブ78、フ
ローメーターおよび残高総量記録装置80、較正出口バルブ81、チェックバル
ブ82ならびに分離バルブ83である。コンジット84が、水入口85から水脱
イオン器86へと伸びる。コンジット87が、水脱イオン器86から水貯蔵タン
ク18に伸びる。コンジット90が、不凍剤貯蔵タンク20から接続T字管71
に伸びる。不凍剤貯蔵タンク20と接続T字管71との間にコンジット90に沿
って直列して配置されているのは、バルブ92および94、ストレーナー96、
ポンプ98、ソレノイドバルブ100、フローメーターおよび残高総量記録装置
102、チェックバルブ104ならびに分離バルブ106である。
【0016】 コンジット108が、接続T字管71から接続T字管110に伸びる。コンジ
ット116は、混合タンク12から接続T字管110に伸びる。作動バルブ11
8は、コンジット116において、混合タンク12と接続T字管110との間に
位置する。コンジット112が、接続T字管110から高剪断ミキサー10への
入口に伸びる。チェックバルブ114は、コンジット112において接続T字管
110と高剪断ミキサー10への入口との間に位置する。
【0017】 コンジット120が、高剪断ミキサー10への出口から水性炭化水素燃料貯蔵
タンク22へと伸びる。コンジット120に沿って直列して配置してあるのは、
スロットリングバルブ122、接続T字管124および作動バルブ126である
。コンジット130が、接続T字管124から混合タンク12へと伸びる。作動
バルブ132が、コンジット130において接続T字管124と混合タンク12
との間に位置する。コンジット130が、炭化水素燃料−添加剤混合物と水(お
よび必要に応じて不凍剤)との混合物を混合タンク12へと通して戻し、次いで
また高剪断ミキサー10を通して再循環させるために提供されている。
【0018】 コンジット135が、水性炭化水素燃料貯蔵タンク22から接続T字管110
へと伸び、そして水性炭化水素燃料組成物をさらに高剪断混合に供すことが望ま
れる場合に、その水性炭化水素燃料組成物をタンク22から高剪断ミキサー10
を通して戻して再循環させるために提供される。コンジット135に沿って直列
して配置されているのは、分離バルブ13、作動バルブ137および較正出口バ
ルブ138である。この再循環は、その水性炭化水素燃料組成物が混合された後
にタンク22での望ましくない設定を避けるために行われ得る。
【0019】 コンジット140が、水性炭化水素燃料貯蔵タンク22から燃料ディスペンサ
ー24へと伸びる。分配ポンプ142が、コンジット140に接続され、そして
水性炭化水素燃料貯蔵タンク22と燃料ディスペンサー24との間に位置する。
分配ポンプ142が、その水性炭化水素燃料組成物を水性炭化水素燃料貯蔵タン
ク22から燃料ディスペンサーに汲み出すように適合されている。この水性炭化
水素燃料組成物の使用者は、この燃料をディスペンサー24から入手し得る。
【0020】 図1に示されていない、プログラム可能制御装置(PLC)が、以下を制御す
るために提供される:化学物質添加剤貯蔵タンク16から混合タンク12への化
学物質添加剤の移動;(ii)炭化水素燃料入口14から混合タンク12への炭
化水素燃料の移動;(iii)混合タンク12から高剪断ミキサー10への炭化
水素燃料−添加剤混合物の移動;(iv)水貯蔵タンク18から高剪断ミキサー
10への水の移動;(v)高剪断ミキサー10における、炭化水素燃料−添加剤
混合物と水との混合;ならびに(vi)高剪断ミキサー10から水性炭化水素燃
料貯蔵タンク22への水性炭化水素燃料組成物の移動。 不凍剤が使用される場合、PLCは、不凍剤の不凍剤貯蔵タンク20から接続T
字管71(ここで、不凍剤がコンジット70からの水と混合される)への移動を
制御する。さらなる高剪断のための水性の炭化水素燃料組成物のミキサー10を
介した再利用が所望される場合、PLCはまた、そのような再利用を制御する。
PLCは、オペレーターによって成分パーセンテージの入力を保存する。次いで
、PLCは、必要とされる各成分の容積を規定するために、これらのパーセンテ
ージを使用する。混合の順序は、PLCにプログラムされる。PLCは、電気的
に全てのレベルスイッT字管、弁位置、および流量計をモニターする。
【0021】 操作において、炭化水素燃料は、入口14を通って入り、そしてコンジット3
0を通ってタンク12に流れる。炭化水素燃料の流れは、ポンプ38、ソレノイ
ド弁40ならびに流量計およびトータライザー(totalizer)42をモ
ニターし、制御することによって、炭化水素燃料の流れをモニターし、そして制
御するPLCによって制御される。
【0022】 化学添加剤は、化学添加剤貯蔵タンク16から混合タンク12へ、コンジット
50を通って移される。コンジット50を通る化学添加剤の流れは、ポンプ60
、ソレノイド弁62ならびに流量計およびトータライザー64(これらは、PL
Cによってモニターされ、そして制御される)によって制御される。
【0023】 水は、水貯蔵タンク18から接続T字管71へ、コンジット70を通って移さ
れる。水貯蔵タンク18から接続T字管71への水の流れは、ポンプ76、ソレ
ノイド弁78ならびに流量計およびトータライザー80(これらは、PLCによ
ってモニターされ、そして制御される)によって制御される。
【0024】 不凍剤は、このプロセスが、水が凍結し得る環境下で実施される場合に使用さ
れる。使用された場合、不凍剤は、不凍剤貯蔵タンク20から接続T字管71へ
、コンジット90を通って移される。不凍剤のコンジット90を通る流れは、ポ
ンプ98、ソレノイド弁100、ならびに流量計およびトータライザー102(
これらは、PLCによってモニターされ、そして制御される)によって制御され
る。
【0025】 炭化水素燃料および化学添加剤は、混合タンク12中で混合される。生じる炭
化水素−添加剤の混合物は、混合タンク12から接続T字管110へ、コンジッ
ト116を通して移される。炭化水素−添加剤の混合物の混合タンク12からの
流れは、PLCによって制御される作動弁118によって制御される。水は、接
続T字管71から接続T字管110へ、コンジット108を通って流れる。不凍
剤は、使用される場合、接続T字管71中で水と混合され、生じる不凍剤と水と
の混合物は、接続T字管110に流れる。接続T字管110において、炭化水素
−添加剤の混合物は、水、および使用される場合は不凍剤と混合される。接続T
字管110は、高剪断ミキサー10への入口に位置する。次いで、炭化水素燃料
−添加剤および水(および、必要に応じて、不凍剤)の混合物は、高剪断ミキサ
ー10に移され、ここで、この混合物は、高剪断の混合に供される。
【0026】 1つの実施形態において、本発明のプロセスの工程(B)の間の炭化水素燃料
−添加剤混合物および水(および必要に応じて、不凍剤)の最初の混合は、高剪
断ミキサー10中で生じるか、または高剪断ミキサー10への入口で生じる。1
つの実施形態において、高剪断混合は、そのような最初の混合の後、約15秒ま
でに開始され、そして1つの実施形態において約2〜約15秒、そして1つの実
施形態において、そのような最初の混合の後、約5〜約10秒である。
【0027】 炭化水素燃料−添加剤の混合物および水(および必要に応じて、不凍剤)の高
剪断混合は、所望の水性の炭化水素燃料組成物の形成をもたらす。本発明の重要
な特徴は、水性の炭化水素燃料組成物の水相が、1.0ミクロンまたは1.0ミ
クロンより小さい平均直径を有する液滴から構成されることである。従って、高
剪断混合は、そのような液滴サイズを提供するに十分な条件下で実施される。1
つの実施形態において、平均液滴サイズは、約0.95ミクロンより小さく、そ
して1つの実施形態において、約0.8ミクロンより小さく、そして、1つの実
施形態において、約0.7ミクロンより小さい。好ましい実施形態において、平
均液滴サイズは、約0.01〜約0.95ミクロンの範囲であり、より好ましく
は、約0.01〜約0.8ミクロン、より好ましくは、約0.01〜約0.7ミ
クロンである。特に好ましい実施形態において、液滴サイズは、約0.1〜約0
.7ミクロンの範囲である。
【0028】 水性の炭化水素燃料組成物は、所望の液滴サイズを得るために、コンジット1
30、116および112、ならびにタンク12を介して再利用され得る。この
再利用は、PLCによって制御される作動弁118、126および132によっ
て制御される。1つの実施形態において、水性の炭化水素燃料組成物は、1〜約
35回再利用され、そして1つの実施形態において、1〜約10回、そして1つ
の実施形態において、1〜約5回再利用される。
【0029】 所望の液滴サイズが達成される場合、水性の炭化水素燃料組成物は、水性の炭
化水素燃料組成物貯蔵タンク22に貯蔵される。貯蔵タンク22に所蔵される水
性の炭化水素燃料組成物は、安定なエマルジョンである。このエマルジョンは1
つの実施形態において、25℃の温度で少なくとも約90日間安定性を維持し得
、そして1つの実施形態において、少なくとも約60日間、そして1つの実施形
態において、少なくとも約30日間安定性を維持し得る。水性の炭化水素燃料組
成物は、貯蔵タンク22からディスペンサー24を通して分配され得る。水性の
炭化水素燃料組成物は、貯蔵タンク22からディスペンサー24へ、コンジット
140を介して流れる。水性炭化水素燃料組成物のコンジット140を介した流
れは、ポンプ142によって制御される。
【0030】 化学添加剤貯蔵タンク16は、この貯蔵タンクに組み込まれる低レベル警告ス
イッチ190を有する。タンク16中のレベルがこの低レベルスイッチより低く
なる場合、低レベル警告が作動される。この低レベル警告状態が生じた場合、進
行中のバッチは、完了可能である。完全なバッチを行うために十分な容積がスイ
ッチレベルより下に存在するので、これが可能である。この低レベルが修正され
、そして警告がリセットされるまで、さらなるバッチ混合は回避される。
【0031】 化学添加剤が混合プロセスに必要とされる場合、ポンプ60が始動される。こ
のポンプ(1つの実施形態において、これは、遠心ポンプである)は、混合タン
ク12に化学添加剤を供給する。このポンプが始動しそこなったり、またはその
スターター過負荷回路が機能しない(trip)場合、警告信号がPLCに送ら
れる。PLCは、進行中のバッチを停止させ、そして警告を作動する。さらなる
操作は、誤りが修正されるまで妨げられる。
【0032】 1つの実施形態において、流量計およびトータライザー64の流量計は、高分
解能を有する楕円形のギヤメーターである。電子パルスピックアップは、このメ
ーターの回転数を読取るために利用される。このメーターは、1ミリリットル当
たり1つより多くの電気パスルを提供する。電子ファクトリング(factor
ing)トータライザーは、この流量計によって生成されたパルスを累積する。
最初の設定の間に較正されると、トータライザーは、容積パルスを、送達される
、数百ガロンの化学添加剤に分解する。各百ガロンの流れによって、電気パルス
は、PLCに伝達される。この流れに基づいて、トータライザーは、標的容積の
化学添加剤を計数し、次いで、化学添加剤の流れを遮断する。
【0033】 ソレノイド弁62は、化学添加剤の流れを制御する。PLCは、添加剤の流れ
が必要である場合、この弁を作動させる。コンジット50中のストレーナー58
は、任意の固体汚染物が流量計およびトータライザー64に損傷を与えるのを妨
げる。手動で操作されるボール弁であり得る弁69は、較正中に化学添加剤を分
離するため、そして化学添加剤の流れを絞るために使用される。手動で操作され
るボール弁であり得る弁66は、較正栓を分離するために使用される。この栓は
、流量計のトータライザーおよびトータライザー64の較正の間に容積サンプル
を獲得するために使用される。
【0034】 不凍剤貯蔵タンク20は、このタンク中に組み込まれる低レベル警告スイッチ
192を有する。貯蔵タンク20中のレベルが低レベルスイッチより低下する場
合、低レベル警告が作動される。この低レベル警告状態が生じた場合、進行中の
バッチは、終了可能となる。完全なバッチを行うために十分な容積がスイッチレ
ベルより下に存在するので、これが可能である。この低レベルが修正され、そし
て警告がリセットされるまで、さらなるバッチ混合は回避される。
【0035】 不凍剤が混合プロセスに必要とされる場合、ポンプ98が始動される。ポンプ
98(1つの実施形態において、これは、遠心ポンプである)は、接続T字管7
1(ここで、不凍剤がコンジット70からの水と混合される)に不凍剤を供給す
る。ポンプ98が開始しそこなったり、またはそのスターター過負荷回路が機能
しない場合、警告信号がPLCに送られる。PLCは、進行中のバッT字管を停
止させ、そして警告を作動する。さらなるバッチ混合は、誤りが修正され、そし
て警告がリセットされるまで妨げられる。
【0036】 1つの実施形態において、流量計およびトータライザー102の流量計は、高
分解能を有する楕円形のギヤメーターである。電子パルスピックアップは、この
メーターの回転数を読取るために利用される。このメーターは、1ミリリットル
当たり1つより多くの電子パスルを提供する。電子ファクトリングトータライザ
ーであるトータライザーは、このメーターによって生成されたパルスを累積する
。最初の設定の間に較正されると、トータライザーは、容積パルスを、送達され
る、数百ガロンの不凍剤に分解する。各百ガロンの流れによって、電気パルスは
、PLCに伝達される。この流れに基づいて、トータライザーは、標的容積の不
凍剤を計数し、そして不凍剤の流れを遮断する。
【0037】 ソレノイド弁100は、不凍剤の流れを制御する。PLCは、不凍剤の流れが
必要である場合、この弁を作動させる。コンジット90中のストレーナー96は
、任意の固体汚染物が流量計およびトータライザー102に損傷を与えるのを妨
げる。手動で操作されるボール弁であり得る弁106は、較正中に不凍剤を分離
するため、そして通常の操作の間に不凍剤の流れを絞るために使用される。手動
で操作されるボール弁であり得る弁103は、較正栓を分離するために使用され
る。この栓は、流量計のトータライザー102の較正の間に容積サンプルを獲得
するために使用される。
【0038】 1つの実施形態において、水は脱イオン化される。より小さな容積のデマンド
システムに関して、水は、公共の供給源から取得され得、そして脱イオン化ユニ
ット86を通過され、次いで、貯蔵タンク18に入る。高能力システムに関して
、より大きな脱イオン化ユニットが使用され得るか、または水の大量送達が使用
され得る。1つの実施形態において、水貯蔵タンク18は、550ガロンの最大
充填であり、ステンレス鋼のトート(tote)であるか、または同様の大きさ
のポリマー材料タンクである。
【0039】 水貯蔵タンク18は、このタンク中に組み込まれる低レベル警告スイッチ19
4を有する。水貯蔵タンク18中のレベルが低レベルスイッチより低下する場合
、低レベル警告が作動される。この低レベル警告状態が生じた場合、進行中のバ
ッチは、終了可能となる。完全なバッチを行うために十分な容積がスイッチレベ
ルより下に存在するので、これが可能である。この低レベルが修正され、そして
警告がリセットされるまで、さらなるバッチ混合は回避される。
【0040】 水貯蔵タンク18はまた、高レベルのフロートスイッチをその中に有する。こ
のスイッチは、水供給ラインタンク18中のソレノイド弁と共に使用されて、水
貯蔵タンク18の再充填を自動で制御する。
【0041】 水が混合プロセスに必要とされる場合、ポンプ76が始動される。ポンプ76
(これは、遠心ポンプであり得る)は、接続T字管71(不凍剤が使用される場
合、ここで、水が不凍剤と混合される)へ水を供給する。ポンプ76が開始しそ
こなったり、またはそのスターター過負荷回路が機能しない場合、警告信号がP
LCに送られる。PLCは、進行中のバッチを停止させ、そして警告を作動する
。さらなるバッチ混合は、誤りが修正され、そして警告がリセットされるまで妨
げられる。
【0042】 1つの実施形態において、流量計およびトータライザー80の流量計は、中程
度に高い分解能を有する楕円形のギヤメーターである。電子パルスピックアップ
は、このメーターの回転数を読取るために利用される。このメーターは、それを
通過する1ガロンの水当たり、約760のパルスを提供し得る。トータライザー
は、このメーターによって生成されたパルスを累積する電子ファクトリングトー
タライザーである。最初の設定の間に較正されると、トータライザーは、容積パ
ルスを、送達される、10分の1ガロンの水に分解する。各10分の1ガロンの
流れによって、電気パルスは、PLCに伝達される。この流れに基づいて、PL
Cは、標的容積の水を計数し、次いで、水の流れを遮断する。
【0043】 ソレノイド弁78は、水の流れを制御する。PLCは、水が必要とされる場合
、この弁を作動させる。コンジット70中のストレーナー74は、任意の固体汚
染物が流量計およびトータライザー80に損傷を与えるのを妨げる。手動で操作
されるボール弁であり得る弁83は、較正中に水を分離するため、そして通常の
操作の間に水成分の流れを絞るために使用される。手動で操作されるボール弁で
あり得る弁81は、較正栓を分離する。この栓は、流量計のトータライザーおよ
びトータライザー80の較正の間に容積サンプルを獲得するために使用される。
【0044】 燃料が混合プロセスに必要とされる場合、ポンプ38が始動される。このポン
プ(これは、遠心ポンプであり得る)は、コンジット30を介して混合タンク1
2へ燃料を供給する。このポンプが始動しそこなったり、またはそのスターター
過負荷回路が機能しない場合、警告信号がPLCに送られる。PLCは、進行中
のバッチを停止させ、そして警告を作動する。さらなるバッチ混合は、誤りが修
正され、そして警告がリセットされるまで妨げられる。
【0045】 1つの実施形態において、流量計およびトータライザー42の流量計は、中程
度に高い分解能を有する楕円形のギヤメーターである。電子パルスピックアップ
は、このメーターの回転数を読取るために利用される。このメーターは、それを
通過する1ガロンの燃料当たり、約135のパルスを提供し得る。トータライザ
ー(これは、電子ファクトリングトータライザーであり得る)は、このメーター
によって生成されたパルスを累積する。最初の設定の間に較正されると、トータ
ライザーは、容積パルスを、送達される、10分の1ガロンの燃料に分解する。
各10分の1ガロンの流れによって、電気パルスは、PLCに伝達される。この
流れに基づいて、コントローラーは、標的容積の燃料を計数し、次いで、燃料の
流れを遮断する。
【0046】 ソレノイド弁40は、燃料の流れを制御する。PLCは、燃料が混合に必要と
される場合、この弁を作動させる。コンジット30中のストレーナー36は、任
意の固体汚染物が流量計およびトータライザー42に損傷を与えるのを妨げる。
手動で操作されるボール弁であり得る弁48は、較正中に燃料を分離するため、
そして通常の操作の間に燃料の流れを絞るために使用される。手動で操作される
ボール弁であり得る弁44は、較正栓を分離するために使用される。この栓は、
トータライザーの較正の間に容積サンプルを獲得するために使用される。
【0047】 混合タンク12(1つの実施形態では、鉛直に方向付けられた円柱状スチール
タンクであり得る)を、混合容器として用いる。1つの実施形態において、この
タンクは、約130ガロンの容量を有する。このタンクは、2つの液体レベルフ
ロートスイッチ196および197を装備し得る。タンク12が混合(blen
ding)プロセスの間に一杯になった場合、この高レベルスイッチ196を用
いてPLCを暖める。フローメーターが働かない場合でも、これは起こり得る。
この低レベルスイッチ197をPLCにより用いて、高剪断(high−she
ar)ミキサー10を止める。混合タンク12は、配水管198およびバルブ1
99を備える。これらは、タンク12の内容物を排出するために用いられる。
【0048】 高剪断ミキサー10は、ローター−ステーター(rotor−stator)
ミキサー、超音波ミキサー、または高圧ホモジナイザーであり得る。ローター−
ステーターミキサーは、連続して配置された、第1のローター−ステーターおよ
び第2のローター−ステーターから構成され得る。炭化水素燃料添加剤混合物お
よび水を第1のローター−ステーター、次いで第2のローター−ステーター中で
混合し、所望の水性炭化水素燃料組成物を形成する。1つの実施形態において、
第3のローター−ステーターを、連続して第1のローター−ステーターおよび前
記第2のローター−ステーターと並べる。炭化水素燃料添加剤混合物および水は
第1のローター−ステーターを通じて、次いで第2のローター−ステーターを通
じて、その後第3のローター−ステーターを通じて進み、水性炭化水素燃料組成
物を形成する。
【0049】 1つの実施形態において、高剪断ミキサー10は、図4Aに図示される型のイ
ンラインローター−ステーターミキサーである。このミキサーは、連続して配置
されたローター−ステーター200、202および204を備える。ミキサー1
0は、入口206、出口208、機械的シール210、加熱または冷却ジャケッ
ト212、および加熱または冷却ジャケット212への入口214を備える。そ
れぞれのローター−ステーターは、ステーター内に同軸上に装着されたローター
を有する。これらのローターは、モーターにより回転される。このモーターは、
図4Aには示されていないが、示される場合は、機械的シール210の右に配置
される(図4A)。ローター−ステーター200、202および204は、同じ
設計(デザイン)を有してもよいし、またはそれぞれが、異なってもよい。図4
Aに開示された実施形態においては、それぞれが同じ設計を有している。ロータ
ー−ステーター200(または202もしくは204)のローター220および
ステーター222は、図4Bに示される。ローター220およびステーター22
2は、それぞれ、円形ディスク221および223から突出する同心円に整列さ
れた、歯224および226の多列化アレイを備える。ローター220は内部開
口225を備える。ステーター222は、内部開口227および環状スペース2
28(円形ディスク223および突出する円柱状壁229により規定される)を
備える。円柱状壁229は、歯226ほど高くは突出しない。ローター220お
よびステーター222は、ローター220が、ステーター222の内側に適合し
、ローター歯224およびステーター歯226がインターリーブ(交互配置)さ
れるように、寸法づけられる。歯224と歯226との間の溝は、半径方向でも
角でも、連続していても断続的でもよい。この歯224および歯226は、三角
形、四角形、円形、長方形、または他の適切な輪郭(特に有用なのは四角形およ
び長方形)を有し得る。ローター220は、静止しているステーター222に対
して、約10,000rpmまでの速度、そして1つの実施形態では、約100
0〜約10,000rpmの速度で、そして1つの実施形態では、約4000〜
約5500rpmの速度で回転する。ローター220の接線方向の速度または先
端速度は、分速約3000〜約15,000フィートにわたり、そして1つの実
施形態においては、分速約4500〜約5400フィートの範囲にわたる。ロー
ター220の回転は、炭化水素燃料添加剤混合物および水(および必要に応じて
不凍剤)の混合物を、入口206を軸方向に通って、ローター−ステーター20
0の中央開口(開口225により規定される)に汲み上げ、そしてこの混合物を
歯224および226の同心円を通じて半径方向に、次いでローター−ステータ
ー200の外側に分散させる。次いでこの混合物を、ローター−ステーター20
2の中央開口を通じて汲み出し、そしてローター−ステーター202中の歯の同
心円を通じて半径方向外側に、次いでローター−ステーター202から、分散さ
せる。次いでこの混合物をローター−ステーター204の中央開口を通じて汲み
出し、そしてローター−ステーター204中の歯の同心円を通じて半径方向外側
に、次いでローター−ステーター204から、出口208へ散布する。ローター
−ステーター200、202および204を通じて進む混合物は、高速の機械的
力および油圧剪断力に供され、所望の水性炭化水素燃料組成物の形成を生じる。
1つの実施形態において、ミキサー10は、IKA−Maschinenbau
により供給されるUltra−Turrax UTL−T./8ローター−ステ
ーターを装備されたDispax−Reactor Model DR3である
【0050】 上記のように、高剪断ミキサー10は、超音波ミキサーであってもよい。この
ミキサー中で、炭化水素燃料添加剤混合物および水(および必要に応じて不凍剤
)の流体混合物を、高圧(例えば、約2000〜約10,000psig、そし
て1つの実施形態においては、約4000〜約6000psig)下で、高速(
例えば、1秒あたりのフィート数(fps)として約100〜約400フィート
、そして1つの実施形態において、約150〜約300fps)で、オリフィス
(orifice)を通じて押し進め、そしてその通路のブレード様障害物の端
に向ける。オリフィスとブレード様障害物との間で、液体混合物は、もともとの
流れのベクトルに対して垂直に渦(vortex)を離脱させる(sheds)
。この離脱パターン(shedding pattern)は、音波範囲内の一
定の振動が、液体混合物中で生じるように入れ代わる。音波振動によって流体混
合物内で引き起こされた応力は、超音波周波数の範囲で、液体混合物にキャビテ
ーションを生じる。用いられ得る超音波ミキサーの例としては、Triplex
Sonilator Models XS−1500およびXS−2100(
Sonic Corporationから入手可能)が挙げられる。
【0051】 高剪断ミキサー10は、高圧ホモジナイザーであり得る。このようなミキサー
では、炭化水素燃料添加剤混合物および水(および必要に応じて不凍剤)の混合
物に、小さいオリフィス(例えば、直径が約1/4インチ〜約3/4インチ)を
通じて、高圧(例えば、約10,000〜約40,000psig)の力をかけ
て、所望の混合を得た。有用なホモジナイザーの例は、商品名Microflu
idizerとして、Microfluidics Internationa
l Corpotrationから入手可能である。
【0052】 1つの実施形態において、水性炭化水素燃料貯蔵タンク22は、550ガロン
のステンレス鋼大型タンクである。このタンクは、通常、500ガロンの最大充
填量を有し、必要な場合、混合の熱膨張に対して余裕がある。
【0053】 3つのフロート型レベル決定スイッチ240、242および244が、タンク
22に組み込まれ得る。スイッチ240(高レベルアラームスイッチである)は
、貯蔵タンクレベルが異常に高くなった場合、遮断およびアラーム(警告)が生
じることを保証する。スイッチ242(レベルスイッチを起こすバッチである)
は、例えば、タンク中の400ガロンレベルに配置され得る。この水性炭化水素
燃料組成物の量が、タンク中でこのレベルに低下した場合、このコントローラー
は、100ガロンの補給バッチの混合を開始するシグナルを送り得る。結局、ス
イッチ244は、このタンクの底付近に配置された低レベルスイッチである。も
し、水性炭化水素燃料組成物が、このレベルに達した場合、このポンプ142は
、作動することを妨げられる。
【0054】 このディスペンサーポンプ142は、水性炭化水素燃料貯蔵タンク22の頂部
に配置されてもよい。このポンプ(1つの実施形態においては、1分あたり30
ガロンのポンプ(thirty−gallon−per−minute pum
p)であり得る)は、ディスペンサー24に燃料を供給する。ポンプ142は、
ディスペンサー24上に配置されたノズルストウ(nozzle stow)ス
イッチにより開始され得る。低レベルアラームがタンク22中で起こるならば、
ポンプ142は、PLCによって解除される。
【0055】 ディスペンサー24は、高速燃料供給(fleet fueling app
lication)のために特別に設計された高容量のユニットであり得る。こ
のディスペンサーは、それを通過する媒体交通を促進する位置に配置される。こ
のディスペンサーは、その上に、手動で再設定可能な合計装置(残高総量記録装
置:totalizer)を有する。これは、媒体中へ分配された総燃料を示す
ためである。1インチホース(例えば、長さが30フィート)が、ディスペンサ
ーに装着されたリール上に収納され得、そして燃料を分配するために用いられ得
る。自動遮断ノズルが用いられ得る。
【0056】 1つの実施形態において、PLCは、Allen−Bradley SLC5
03プログラム可能ロジックコントローラーである。連絡アダプターが、このユ
ニット中に組み込まれ、このユニットがリモートアクセスされることを可能にし
得る。このアダプターは、Allen−Bradleyモデル1747−KEモ
ジュールであり得る。標準の電話線にこの連絡アダプターをインターフェースす
るため、非同期性パーソナルコンピューター(PC)モデムを用い得る。
【0057】 このプロセスは、パーソナルデスクトップコンピューターを用いて、遠隔位置
でまたは遠隔からプログラムされ、そしてモニタリングされ得る。これに関して
、複数混合操作またはユニットが、遠隔位置からプログラムされ、そしてモニタ
リングされ得る。これは、図5に例示されている。この図では、PC1(パーソ
ナルコンピューター番号1)が、N個のブレンドユニット(Unit1、Uni
t2、UnitN)の操作をモニターし、そしてPC2(パーソナルコンピュー
ター番号2)が、それぞれのブレンドユニットの操作をプログラムするために用
いられる。PC1は、Rockwell Software RSsqlを用い
て操作され得る。PC2は、Rockwell Software RSlog
ixを用いて操作され得る。PC1およびPC2は、カード/モデムを用いて、
電話線を通じて、それぞれのブレンドユニットのPLCと連絡する。PC1およ
びPC2は、Windows(登録商標)NTオペレーティングシステム上で作
動され得る。
【0058】 操作中、水性炭化水素燃料組成物のそれぞれについての記録(PC1を用いて
作成される)が作成され得る。この記録は、用いられる各混合組成物の量、日付
、および時間(混合が終了した)、固有のバッチ識別番号、および任意のアラー
ム(警告)(このバッチの間に発生し得る)を含み得る。バッチ記録に加えて、
2つの作動総合計が作成され得る。その1つは、このバッチで用いられた添加剤
の総量であり、そしてもう一方は、生成された水性炭化水素燃料組成物の総量で
ある。これらの2つの数値は、バッチ総量に対して照合し、生成を確認するため
に用いられ得る。
【0059】 データのアクセスはPC1を用いて自動的に開始し得る。プログラムされた間
隔で、PC1は、ブレンドユニットの電話番号にダイアルする。このブレンドユ
ニットモデムは、入電に答え、そしてブレンドユニットに対してPC1をリンク
させる。PC1により要求されるデータは、電話リンクを介してブレンドユニッ
トからPC1に自動的に転送される。次いで、PC1は、遠隔リンクを切断する
。回収されるデータは、PC1中のSQL(structured query
language:構造化照会言語)に従うデータベースに転送される。次い
でこのデータは、多数の一般的に利用可能なソフトウェアプログラム(例えば、
MicrofoftのAccess(登録商標)もしくはExcel(登録商標
)、またはSAP AGのSAP R/3)を用いて、みられ得るか、または作
成された報告となり得る。
【0060】 このプロセスの操作パラメーター(例えば、高剪断混合時間、1バッチあたり
に用いられる各成分の量、など)は、PLCによってコントロールされる。この
PLCは、PC2によってプログラムされ得る。これらのパラメーターは、PC
2を用いて変化され得る。
【0061】 1つの実施形態において、本発明の装置は、箱詰めされた装備パッケージの形
態で、または図2に例示される型のユニットの形態である。図2を参照すれば、
この装置は、細長い長方形のハウジング260内に収容され、このハウジングは
、アクセスドア262、264、266および268を有する。このハウジング
は、ホイール上に装着され、このホイールに、1つのユーザーの位置から別の位
置までの移動のための移動度を提供する。またはこのハウジングは1つのユーザ
ーの位置で永久に装着され得る。ハウジング260内で、化学的添加貯蔵タンク
16および不凍剤貯蔵タンク20は、ハウジング260の左側壁(図2に示す)
に近接してお互いに隣に装着される。混合タンク12は、化学添加剤貯蔵タンク
の隣に装着される。ポンプ38、60および98、ならびに高剪断ミキサー10
は、タンク16および20のとなりに隣り合って並べられる。ポンプ76は、混
合タンク12の隣に装着される。水性炭化水素燃料組成物貯蔵タンク22は、高
剪断ミキサー10およびポンプ76の隣に装着される。水貯蔵タンク18および
純水装置(脱イオン化機:deionizer)86は、ハウジング260の右
側壁(図2に示す)に近接してお互いに隣あって装着される。PLCのための電
気的コントロール270およびPLCのためのディスプレイ272は、ハウジン
グの壁274および276上に装着される。ディスペンサー24は、ハウジング
260に対して外側に装着される。アセンブリの構成要素およびその操作の相互
接続は、上記されている。
【0062】 (水性炭化水素燃料組成物) ここで、本発明の水性炭化水素燃料組成物を記載する。これらの燃料組成物は
、上記される装置を用いて前述のプロセスに従って調製され得る。これらの組成
物を形成するのに用いられる水は、任意の簡便な供給源由来であり得る。1つの
実施形態において、この水は、通常の液体の炭化水素燃料および化学添加剤と組
合せる前に、脱イオン化され得る。1つの実施形態において、この水は、逆浸透
または蒸留を用いて精製される。
【0063】 この水は、約5〜約40重量%の濃度で、そして1つの実施形態においては、
約10〜約30重量%の濃度で、そして1つの実施形態においては、約15〜約
25重量%の濃度で、本発明の水性炭化水素燃料組成物中に存在する。
【0064】 (通常は液体の炭化水素燃料) 通常は液体の炭化水素燃料は、炭化水素性石油留出燃料(例えば、ASTM
Specification D439によって規定されるモーターガソリンま
たはディーゼル燃料またはASTM Specification D396に
よって規定される燃料油)であり得る。非炭化水素性物質(例えば、アルコール
、エーテル、有機窒素化合物など(例えば、メタノール、エタノール、ジエチル
エーテル、メチルエチルエーテル、ニトロメタン))を含む通常は液体の炭化水
素燃料もまた、本発明の範囲内であり、植物または鉱物供給源(例えば、トウモ
ロコシ、アルファルファ、ケツ岩および石炭)に由来する液体燃料もまた本発明
の範囲内である。1以上の炭化水素性燃料と1以上の非炭化水素性物質との混合
物である通常は液体の炭化水素燃料もまた意図される。このような混合物の例は
、ガソリンとエタノールとの組み合わせ、およびディーゼル燃料とエーテルとの
組み合わせである。
【0065】 1つの実施形態では、通常は液体の炭化水素燃料は、ガソリン、すなわち、1
0%蒸留点で約60℃〜90%蒸留点で約205℃のASTM蒸留範囲を有する
炭化水素の混合物である。1つの実施形態では、ガソリンは、約10ppm以下
の塩素含有量によって特徴付けられる、無塩素または低塩素ガソリンである。
【0066】 本発明について有用であるディーゼル燃料は、任意のディーゼル燃料であり得
る。これらのディーゼル燃料は代表的に、約300℃〜約390℃、そして1つ
の実施形態では約330℃〜約350℃の範囲の90%蒸留点温度を有する。こ
れらの燃料の粘度は代表的に、40℃にて約1.3〜約24センチストークスの
範囲に及ぶ。ディーゼル燃料は、ASTM D975に指定されるような、等級
番号1−D、2−Dまたは4−Dのいずれかとして分類され得る。これらのディ
ーゼル燃料は、アルコールおよびエステルを含み得る。1つの実施形態では、デ
ィーゼル燃料は、ASTM D2622−87に指定される試験方法によって決
定した場合に約0.05重量%までの硫黄含有量を有する(低硫黄ディーゼル燃
料)。1つの実施形態では、ディーゼル燃料は、約10ppm以下の塩素含有量
によって特徴付けられる、無塩素または低塩素のディーゼル燃料である。
【0067】 通常は液体の炭化水素燃料は、約50重量%〜約95重量%、そして1つの実
施形態では約60重量%〜約95重量%、そして1つの実施形態では約65重量
%〜約85重量%、そして1つの実施形態では約70重量%〜約80重量%の濃
度で本発明の水性炭化水素燃料組成物中に存在する。
【0068】 (化学添加剤) 1つの実施形態では、本発明に従って用いられる化学添加剤は、以下を含む乳
化剤組成物である:(i)ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤をアンモニ
アまたはアミンと反応させることによって作製される炭化水素燃料可溶性生成物
(このアシル化剤のヒドロカルビル置換基は、約50〜約500個の炭素原子を
有する);(ii)約1〜約10の親水性親油性バランス(HLB)を有する、
イオン性または非イオン性の化合物;あるいは(i)と(ii)との混合物、な
らびに(iii)(i)および(ii)とは異なる水溶性塩。(i)、(ii)
および(iii)の混合物が好ましい。この乳化剤組成物は、約0.05重量%
〜約20重量%、そして1つの実施形態では、約0.05重量%〜約10重量%
、そして1つの実施形態では、約0.1重量%〜約5重量%、そして1つの実施
形態では、約0.1重量%〜約3重量%、そして1つの実施形態では、約0.1
重量%〜約2.5重量%の濃度で本発明の水性炭化水素燃料組成物中に存在する
【0069】 好ましい実施形態では、成分(i)は、(i)(a)アシル化剤とアルカノー
ルアミンとの反応生成物の少なくとも1つ、および(i)(b)アシル化剤と少
なくとも1つのエチレンポリアミンとの反応生成物の少なくとも1つの組み合わ
せである。この好ましい実施形態は、以下の「炭化水素燃料可溶性生成物(i)
」の節でより詳細に考察される。
【0070】 (炭化水素燃料可溶性生成物(i)) 炭化水素燃料可溶性生成物(i)についてのヒドロカルビル置換カルボン酸ア
シル化剤は、カルボン酸またはそのような酸の反応性等価物であり得る。反応性
等価物は、酸ハロゲン化物、無水物またはエステル(部分エステルを含む)など
であり得る。カルボン酸アシル化剤についてのヒドロカルビル置換基は、約50
〜約300個の炭素原子、そして1つの実施形態では、約60〜約200個の炭
素原子を含み得る。1つの実施形態では、アシル化剤のヒドロカルビル置換基は
、約750〜約3000、そして1つの実施形態では、約900〜約2000の
数平均分子量を有する。
【0071】 1つの実施形態では、炭化水素燃料可溶性生成物(i)についてのヒドロカル
ビル置換カルボン酸アシル化剤は、カルボキシル基を除いて2〜約20個の炭素
原子を含む、1以上のα−βオレフィン性不飽和カルボン酸試薬を、本明細書中
以下により充分に記載されるような1以上のオレフィンポリマーと反応させるこ
とによって作製され得る。
【0072】 α−βオレフィン性不飽和のカルボン酸試薬は、性質が1塩基性または多塩基
性のいずれかであり得る。1塩基性α−βオレフィン性不飽和のカルボン酸の例
示としては、以下の式:
【0073】
【化1】 に対応するカルボン酸が挙げられ、 ここで、Rは水素、または飽和の脂肪族または脂環式、アリール、アルキルア
リールまたは複素環式基であり、好ましくは水素または低級アルキル基であり、
そしてR’は水素または低級アルキル基である。RおよびR’における炭素原子
の総数は代表的に、約18個の炭素原子を超えない。有用な1塩基性α−βオレ
フィン性不飽和のカルボン酸の特定の例としては、アクリル酸;メタクリル酸;
桂皮酸;クロトン酸;3−フェニルプロペン酸;αおよびβ−デセン酸が挙げら
れる。多塩基性酸試薬は好ましくは、ジカルボン酸であるが、トリカルボン酸お
よびテトラカルボン酸を用い得る。例示的な多塩基酸としては、マレイン酸、フ
マル酸、メサコン酸、イタコン酸およびシトラコン酸が挙げられる。α−βオレ
フィン性不飽和のカルボン酸試薬の反応性等価物としては、上記の酸の無水物、
エステルまたはアミド官能性誘導体が挙げられる。好ましい反応性等価物は、無
水マレイン酸である。
【0074】 オレフィンポリマーが誘導され得るオレフィンモノマーは、1以上のエチレン
性不飽和基を有することによって特徴付けられる、重合性オレフィンモノマーで
ある。これらは、モノオレフィンモノマー(例えば、エチレン、プロピレン、ブ
テン−1、イソブテンおよびオクテン−1)またはポリオレフィンモノマー(通
常、ジ−オレフィンモノマー(例えば、ブタジエン−1,3およびイソプレン)
)であり得る。通常、これらのモノマーは、末端オレフィン、すなわち、>C=
CH2基の存在によって特徴付けられるオレフィンである。しかし、特定の内部
オレフィンもまた、モノマーとして役立ち得る(これらは時々、内側オレフィン
(medial olefin)と呼ばれる)。このような内側オレフィンモノ
マーが使用される場合、これらは通常、末端オレフィンと組み合わせて用いられ
て、インターポリマーであるオレフィンポリマーを産生する。オレフィンポリマ
ーはまた、芳香族基(特に、フェニル基ならびに低級アルキルおよび/または低
級アルコキシ置換フェニル基(例えば、パラ(三級ブチル)−フェニル基))な
らびに重合性環式オレフィンまたは脂環式置換重合性環式オレフィンから得られ
るような脂環式基もまた含み得るが、オレフィンポリマーは通常、このような基
を含まない。それにもかかわらず、1,3−ジエンおよびスチレンの両方のこの
ようなインターポリマー由来のオレフィンポリマー(例えば、ブタジエン−1,
3およびスチレンまたはパラ−(三級ブチル)スチレン)は、この一般法則の例
外である。
【0075】 一般的に、オレフィンポリマーは、約2〜約30個の炭素原子の、そして1つ
の実施形態では、約2〜約16個の炭素原子の末端ヒドロカルビルオレフィンの
ホモポリマーまたはインターポリマーである。より代表的なクラスのオレフィン
ポリマーは、2〜約6個の炭素原子、そして1つの実施形態では、2〜約4個の
炭素原子の末端オレフィンのホモポリマーおよびインターポリマーからなるその
群から選択される。
【0076】 オレフィンポリマーを調製するために用いられ得る末端オレフィンモノマーお
よび内側オレフィンモノマーの特定の例としては、エチレン、プロピレン、ブテ
ン−1、ブテン−2、イソブテン、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1
、オクテン−1、ノネン−1、デセン−1、ペンテン−2、プロピレンテトラマ
ー、ジイソブチレン、イソブチレントリマー、ブタジエン−1,2、ブタジエン
−1,3、ペンタジエン−1,2、ペンタジエン−1,3、イソプレン、ヘキサ
ジエン−1,5、2−クロロブタジエン−1,3、2−メチルヘプテン−1,3
−シクロヘキシルブテン−1、3,3−ジメチルペンテン−1、スチレンジビニ
ルベンゼン、酢酸ビニル−アリルアルコール、1−メチル酢酸ビニル、アクリロ
ニトリル、エチルアクリレート、エチルビニルエーテルおよびメチルビニルケト
ンが挙げられる。もちろん、純粋な炭化水素モノマーはより代表的であり、そし
て末端オレフィンモノマーは特に有用である。
【0077】 1つの実施形態では、オレフィンポリマーは、ポリイソブチレン(例えば、L
ewis酸触媒(例えば、塩化アルミニウムまたは三フッ化ホウ素)の存在下で
の約35重量%〜約75重量%のブテン含有量および約30重量%〜約60重量
%のイソブテン含有量を有するC4精錬流の重合によって得られるポリイソブチ
レン)である。これらのポリイソブチレンは一般的に、主に(すなわち、総繰り
返し単位の約50パーセントを超えて)、以下の構造のイソブテン繰り返し単位
を含む:
【0078】
【化2】 1つの実施形態では、オレフィンポリマーは、約750〜約3000の、そし
て1つの実施形態では約900〜約2000の数平均分子量を有するポリイソブ
テン基(またはポリイソブチレン基)である。
【0079】 1つの実施形態では、炭化水素燃料可溶性生成物(i)のアシル化剤は、それ
ぞれ、以下の式によって表される、ヒドロカルビル置換コハク酸または酸無水物
である
【0080】
【化3】 ここで、Rは、約50〜約500個の炭素原子の、そして1つの実施形態では
約50〜約300個の、そして1つの実施形態では約60〜約200個の炭素原
子のヒドロカルビル基である。マレイン酸もしくは無水物またはそれらの誘導体
の、ハロ炭化水素を用いたアルキル化を介した、あるいはマレイン酸または無水
物の、末端二重結合を有するオレフィンポリマーとの反応を介した、これらのヒ
ドロカルビル置換コハク酸または無水物の産生は、当業者に周知であり、そして
本明細書中で詳細に考察する必要はない。
【0081】 1つの実施形態では、生成物である炭化水素燃料可溶性生成物(i)について
のヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ヒドロカルビル置換基およびコ
ハク酸基からなるヒドロカルビル置換コハク酸アシル化剤である。ヒドロカルビ
ル置換基は、オレフィンポリマーから上記に考察されるように誘導される。ヒド
ロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、その構造内における、ヒドロカルビル
置換基1当量あたり平均して少なくとも1.3コハク酸基、そして1つの実施形
態では約1.5〜約2.5、そして1つの実施形態では約1.7〜約2.1のコ
ハク酸基の存在によって特徴付けられる。
【0082】 本発明の目的のために、ヒドロカルビル置換コハク酸アシル化剤のヒドロカル
ビル置換基の当量は、ヒドロカルビル置換基を誘導したポリオレフィンの数平均
分子量(Mn)を、ヒドロカルビル置換コハク酸アシル化剤中に存在する全ての
ヒドロカルビル置換基の重量の合計で割って得られる数であるとみなされる。従
って、ヒドロカルビル置換アシル化剤が、40,000という全てのヒドロカル
ビル置換基の総重量、およびヒドロカルビル置換基を誘導するポリオレフィンに
ついてのMn値が2000であることによって特徴付けられる場合には、この置
換コハク酸アシル化剤は、合計20(40,000/2000=20)当量の置
換基によって特徴付けられる。
【0083】 ヒドロカルビル置換コハク酸アシル化剤中に存在するコハク酸基の、置換基の
当量に対する比は(「コハク酸化比」とも呼ばれる)は、当業者によって従来技
術(例えば、鹸化価または酸価)を用いて決定され得る。例えば、無水マレイン
酸がアシル化プロセスにおいて用いられる場合は、以下の式を用いて、コハク酸
化比を算出し得る: Mn×(アシル化剤の鹸化価) SR=−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− (56100×2)−(98×アシル化剤の鹸化価) この等式では、SRは、コハク酸化比であり、Mnは数平均分子量であり、そし
て鹸化価は、鹸化の価である。上記の等式では、アシル化剤の鹸化価=最終的な
反応混合物の実測鹸化価/AI(ここで、AIは、0と1との間の、しかし0に
等しくない数として表された活性成分含有量である)である。従って、80%の
活性成分含有量は、0.8のAI値に対応する。AI値は、最終的な反応混合物
における未反応のポリアルケンの量を決定するために用いられる、カラムクロマ
トグラフィーのような技術を用いることによって算出され得る。概算として、A
Iの値は、未反応のポリアルケンのパーセンテージを100から差し引いた後で
決定される。
【0084】 炭化水素燃料可溶性生成物(i)は、アンモニアおよび/またはアミンを用い
て形成され得る。アシル化剤と反応して生成物(i)を形成するために有用なア
ミンとしては、モノアミン、ポリアミンおよびそれらの混合物が挙げられる。
【0085】 モノアミンは、アミン官能基を1つのみ有し、一方、ポリアミンは、2つ以上
有する。アミンは、一級アミン、二級アミンまたは三級アミンであり得る。一級
アミンは、少なくとも1つの−NH2基の存在によって特徴付けられ;二級アミ
ンは、少なくとも1つのH−N<基の存在によって特徴付けられる。三級アミン
は、−NH2基またはH−N<基における水素原子がヒドロカルビル基によって
置換されていることを除いて一級アミンおよび二級アミンに類似する。一級モノ
アミンおよび二級モノアミンの例としては、エチルアミン、ジエチルアミン、n
−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、アリルアミン、イソブチルアミン、コ
コアミン(cocoamine)、ステアリルアミン、ラウリルアミン、メチル
ラウリルアミン、オレイルアミン、N−メチルオクチルアミン、ドデシルアミン
およびオクタデシルアミンが挙げられる。三級モノアミンの適切な例としては、
トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン
、モノメチルジメチルアミン、モノエチルジメチルアミン、ジメチルプロピルア
ミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルペンチルアミン、ジメチルヘキシルアミ
ン、ジメチルヘプチルアミンおよびジメチルオクチルアミンが挙げられる。
【0086】 アミンは、ヒドロキシアミンであり得る。ヒドロキシアミンは、一級アミン、
二級アミンまたは三級アミンであり得る。代表的に、ヒドロキシアミンは、一級
アルカノールアミン、二級アルカノールアミンまたは三級アルカノールアミンで
ある。アルカノールアミンは、以下の式:
【0087】
【化4】 によって表され得、 ここで、上記の式では、各Rは独立して、1〜約8個の炭素原子のヒドロカルビ
ル基または2〜約8個の炭素原子のヒドロキシル置換ヒドロカルビル基であり、
そして各R’は独立して、2〜約18個の炭素原子のヒドロカルビレン(すなわ
ち、二価の炭化水素)基である。このような式における−R’−OH基は、ヒド
ロキシル置換ヒドロカルビレン基を表す。R’は、非環式基、脂環式基または芳
香族基であり得る。1つの実施形態では、R’は、非環式の直鎖または分枝鎖の
アルキレン基(例えば、エチレン、1,2−プロピレン、1,2−ブチレン、1
,2−オクタデシレンなどの基)である。2つのR基が同じ分子中に存在する場
合、これらは、直接的な炭素−炭素結合によって、またはヘテロ原子(例えば、
酸素、窒素または硫黄)を通して連結されて、5員環構造、6員環構造、7員環
構造または8員環構造を形成し得る。このような複素環式アミンの例としては、
N−(ヒドロキシル低級アルキル)−モルホリン、N−(ヒドロキシル低級アル
キル)−チオモルホリン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−ピペリジン、N
−(ヒドロキシル低級アルキル)−オキサゾリジン、N−(ヒドロキシル低級ア
ルキル)−チアゾリジンなどが挙げられる。しかし、代表的に、各Rは独立して
、7個までの炭素原子の低級アルキル基である。
【0088】 上記のヒドロキシアミンの適切な例としては、モノエタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、およびトリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエ
チルエタノールアミン、ジ−(3−ヒドロキシルプロピル)アミン、N−(3−
ヒドロキシルブチル)アミン、N−(4−ヒドロキシルブチル)アミンおよびN
,N−ジ−(2−ヒドロキシルプロピル)アミンが挙げられる。
【0089】 炭化水素燃料可溶性生成物(i)は、塩、エステル、アミド、イミドまたはそ
れらの組み合わせであり得る。塩は、アシル化剤の分子の残基とアンモニアまた
はアミンとを含む内部塩であり得、ここで、カルボキシル基のうちの一方は、同
じ基内の窒素原子にイオン的に結合するようになる;またはこれは、外部塩であ
り得、ここで、イオン性塩の基は、同じ分子の一部ではない窒素原子を伴って形
成される。1つの実施形態では、アミンはヒドロキシアミンであり、ヒドロカル
ビル置換カルボン酸アシル化剤はヒドロカルビル置換無水コハク酸であり、そし
て得られる炭化水素燃料可溶性生成物(i)はハーフエステルおよびハーフ塩で
ある、すなわち、エステル/塩である。
【0090】 ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤とアンモニアまたはアミンとの間で
の反応は、所望の生成物の形成を提供する条件下で行われる。代表的に、ヒドロ
カルビル置換カルボン酸アシル化剤およびアンモニアまたはアミンは、所望の生
成物が形成されるまで、一緒に混合され、そして約50℃〜約250℃、そして
1つの実施形態では約80℃〜約200℃の範囲の温度まで;必要に応じて、通
常は液体、実質的に不活性な有機液体の溶媒/希釈剤の存在下で加熱される。1
つの実施形態では、ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤およびアンモニア
またはアミンは、約0.3当量〜約3当量のヒドロカルビル置換カルボン酸アシ
ル化剤/1当量のアンモニアまたはアミンを提供するに充分な量で反応される。
1つの実施形態では、この比は、約0.5:1〜約2:1、そして1つの実施形
態では約1:1である。
【0091】 1つの実施形態では、炭化水素燃料可溶性生成物(i)は、1当量のポリイソ
ブテン基あたり平均約1〜約3個のコハク酸基を有するポリイソブテン置換無水
コハク酸を、ジエタノールアミンまたはジメチルエタノールアミンと、約1対約
0.4〜1.25の当量比(すなわち、カルボニル対アミンの比)で、そして1
つの実施形態では約1:1で反応させることにより作製される。ポリイソブテン
基は、約750〜約3000の数平均分子量、そして1つの実施形態では約90
0〜約2000の数平均分子量を有する。
【0092】 好ましい実施形態では、成分(i)は、(i)(a)アシル化剤とアルカノー
ルアミンとの反応生成物の少なくとも1つ、および(i)(b)アシル化剤と少
なくとも1つのエチレンポリアミンとの反応生成物の少なくとも1つの組み合わ
せである。
【0093】 より詳細には、この好ましい実施形態では、成分(i)(a)は、アシル化剤
をアルカノールアミンと反応させることによって作製される炭化水素燃料可溶性
生成物であり、ここでこのアルカノールアミンは好ましくは、ジメチルエタノー
ルアミンまたはジエチルエタノールアミンである。好ましくは、成分(i)(a
)は、約1500〜約3000の範囲の数平均分子量(Mn)を有するポリイソ
ブチレン基から作製され、そして1.3から2.5までの範囲でマレイン酸化(
maleinate)またはコハク酸化(succinated)される。
【0094】 成分(i)(b)は、アシル化剤を少なくとも1つのエチレンポリアミン(例
えば、TEPA(テトラエチレンペンタミン)、PEHA(ペンタエチレンヘキ
サアミン)、TETA(トリエチレンテトラミン)、ポリアミン基部、または少
なくとも1つの重(heavy)ポリアミン)と反応させることによって作製さ
れる炭化水素燃料可溶性生成物である。エチレンポリアミンは縮合されて、実施
例3に例示されるようにスクシンイミドを形成し得る。CO:Nについての反応
の当量比は、1:1.5〜1:0.5、より好ましくは、1: 1.3 〜1:
0.70、および最も好ましくは、1:1〜1:0.70であり、ここで、CO
:Nは、カルボニルの、アミン窒素に対する比である。また、成分(i)(b)
は好ましくは、約700〜約1300の数平均分子量を有するポリイソブチレン
基から作製され、そしてこれは、1.0〜1.3までの範囲でコハク酸化される
【0095】 成分(i)(b)についてのアシル化剤と反応する際に有用なポリアミンは、
脂肪族、脂環式、複素環式または芳香族の化合物であり得る。特に有用なのは、
以下の式:
【0096】
【化5】 によって表されるアルキレンポリアミンであり、 ここで、nは、1〜約10、好ましくは1〜約7であり;各Rは独立して、水
素原子、約700個までの炭素原子を、そして1つの実施形態では約100個ま
での炭素原子を、そして1つの実施形態では約50個までの炭素原子を、そして
1つの実施形態では約30個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基またはヒ
ドロキシ置換ヒドロカルビル基であり;そして「アルキレン」基は、1〜約18
個の炭素原子、そして1つの実施形態では1〜約6個の炭素原子を有する。
【0097】 重ポリアミンは代表的に、低分子量ポリアミンおよび揮発性成分を除去して、
残渣として、しばしば「ポリアミン基部」と呼ばれるものを残すためのポリアミ
ン混合物のストリッピングから生じる。一般に、アルキレンポリアミン基部は、
約200℃未満で沸騰する、2(重量)%未満の、通常は1(重量)%未満の物
質を有すると特徴付けられ得る。容易に入手可能であり、そして極めて有用であ
ることが見出された、エチレンポリアミン基部の例では、この基部は、その全体
が参考として本明細書中に援用される米国特許第5,912,213号に示され
る、約2(重量)%未満の総ジエチレントリアミン(DETA)またはトリエチ
レンテトラミン(TETA)を含む。Dow Chemical Compan
y of Freeport、Tex.から入手され、「E−100」と称され
る、このようなエチレンポリアミン基部の代表的なサンプルは、15.6℃で1
.0168の比重、33.15重量パーセントの窒素および40で121センチ
ストークスの粘度を有する。このようなサンプルのガスクロマトグラフィー分析
は、このサンプルが、約0.93(重量)%の「軽留分(Light End」
(ジエチレントリアミンである可能性が最も高い)、0.72(重量)%トリエ
チレンテトラミン、21.74(重量)%テトラエチレンペンタミンおよび76
.61(重量)%以上のペンタエチレンヘキサアミンを含むことを示した。別の
市販のサンプルは、HPA−X(登録商標)として公知のUnion Carb
ide製である。これらのアルキレンポリアミン基部としては、環式縮合生成物
(例えば、ピペラジンおよびジエチレントリアミンのより高次のアナログ、トリ
エチレンテトラミンなど)が挙げられる。
【0098】 用語「重ポリアミン」はまた、例えば、その全体が本明細書中に参考として援
用される、欧州特許第EP 0770098に示されるような、1分子あたり7
以上の窒素を含むポリアミン、または1分子あたり7以上の窒素を含みそして1
分子あたり2以上の一級アミンを有するポリアミンオリゴマーをいい得る。
【0099】 別の実施形態では、i(a)およびi(b)の両方は、より高分子量のポリイ
ソブチレン基(Mnが約1500以上、好ましくは約1500〜約3000であ
ることを意味する)から各々作製され得る。代替的な実施形態では、成分i(a
)およびi(b)は、より低分子量のポリイソブチレン基(Mnが約1300以
下、好ましくは約700〜1300であることを意味する)から各々作製され得
る。
【0100】 別の実施形態では、成分i(a)は、約700〜約1300の範囲の数平均分
子量を有するポリイソブチレン基から作製され、そして成分i(b)は、約15
00〜約3000の範囲のMnを有するポリイソブチレン基から作製される。
【0101】 好ましくは、成分(i)(b)は、水を除去しそしてスクシンイミドを形成す
るに充分な温度で(コハク酸アシル化剤とポリアミンとを)反応させることによ
って作製される。
【0102】 好ましくは、成分(i)(b)は、成分(i)の総重量に基づいて約0.05
%〜約0.95%の量で成分(i)(a)と合わされる。
【0103】 別の実施形態では、炭化水素燃料可溶性生成物(i)は、(I)第1ポリカル
ボン酸アシル化剤(この第1ポリカルボン酸アシル化剤は、約20個〜約500
個の炭素原子のヒドロカルビル置換基の少なくとも1つを有する)、(II)第
2ポリカルボン酸アシル化剤(この第2ポリカルボン酸アシル化剤は必要に応じ
て、約500個までの炭素原子のヒドロカルビル置換基の少なくとも1つを有す
る)から構成される塩組成物であり、このポリカルボン酸アシル化剤(I)およ
び(II)は、2以上の一級アミノ基、2以上の二級アミノ基、少なくとも1つ
の一級アミノ基および少なくとも1つの二級アミノ基、少なくとも2つのヒドロ
キシル基または少なくとも1つの一級もしくは二級のアミノ基および少なくとも
1つのヒドロキシル基を有する連結化合物由来の連結基(III)によって一緒
に結合されており、このポリカルボン酸アシル化剤(I)および(II)は、(
IV)アンモニアまたはアミンと共に塩を形成する。
【0104】 第1アシル化剤(I)のヒドロカルビル置換基は、約30〜約500個の炭素
原子を、そして1つの実施形態では約40〜約500個の炭素原子を、そして1
つの実施形態では約50〜約500個の炭素原子を有し得る。
【0105】 第2アシル化剤(II)の任意のヒドロカルビル置換基は、1〜約500個の
炭素原子を、そして1つの実施形態では約6〜約500個の炭素原子を、そして
1つの実施形態では約12〜約500個の炭素原子を、そして1つの実施形態で
は約18〜約500個の炭素原子を、そして1つの実施形態では約24〜約50
0個の炭素原子を、そして1つの実施形態では約30〜約500個の炭素原子を
、そして1つの実施形態では約40〜約500個の炭素原子を、そして1つの実
施形態では約50〜約500個の炭素原子を有し得る。
【0106】 第2アシル化剤(II)のヒドロカルビル置換基は、α−オレフィンまたはα
−オレフィン画分から誘導され得る。α−オレフィンとしては、1−ドデセン、
1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1
−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、1−ドコセン、1−トリ
アコンテン(triacontene)などが挙げられる。有用であるαオレフ
ィン画分としては、C15-18のα−オレフィン、C12-16のα−オレフィン、C14 -16 のαオレフィン、C14-18のα−オレフィン、C16-18のα−オレフィン、C1 8-24 のα−オレフィン、C18-30のα−オレフィンなどが挙げられる。上記の任
意のα−オレフィンまたはα−オレフィン画分の2以上の混合物が使用され得る
【0107】 第1のアシル化剤(I)および第2のアシル化剤(II)のヒドロカルビル基
は、オレフィンのオリゴマーまたはポリマーから独立して誘導され得る。オレフ
ィンのオリゴマーまたはポリマーは、2〜約10個の炭素原子、そして1つの実
施形態においては、約3〜約6個の炭素原子、そして1つの実施形態においては
約4個の炭素原子のオレフィンモノマーから誘導され得る。このモノマーの例と
しては、以下が挙げられる:エチレン;プロピレン;ブテン−1;ブテン−2;
イソブテン;ペンテン−1;ヘプテン−1;オクテン−1;ノネン−1;デセン
−1;ペンテン−2;またはこれらの2以上の混合物。
【0108】 第1のアシル化剤(I)および/または第2のアシル化剤(II)のヒドロカ
ルビル基は、独立して、同一または異なる分子量のポリイソブテン基であり得る
。このポリイソブテン基のいずれかまたは両方は、約35重量%〜約75重量%
のブテン含量および約30重量%〜約60重量%のイソブテン含量を有するC4
精製ストリームの重合により作製され得る。
【0109】 第1のアシル化剤(I)および/または第2のアシル化剤(II)のヒドロカ
ルビル基は、独立して、高メチルビニリデン異性体含量(すなわち、少なくとも
約50重量%のメチルビニリデン、そして1つの実施形態においては、少なくと
も約70重量%のメチルビニリデン)を有するポリイソブテンから誘導されるポ
リイソブテン基であり得る。適切な高メチルビニリデンポリイソブテンとしては
、三フッ化ホウ素触媒を用いて調製されるメチルビニリデンポリイソブテンが挙
げられる。メチルビニリデン異性体が全オレフィン組成のうちの高い百分率を構
成する、このようなポリイソブテンの調製は、米国特許第4,152,499号
および同第4,605,808号(これら各々の開示は、本明細書中に参考とし
て援用される)に記載される。これらの高メチルビニリデン異性体を用いる利点
は、アシル化剤(I)および(II)が、塩素を含まないプロセスを用いて形成
され得ることであり、このプロセスは、これらのアシル化剤が添加される燃料組
成物が、塩素を含まない燃料であることまたは低塩素燃料であることを必要とさ
れる場合に重要である。
【0110】 1つの実施形態においては、アシル化剤(I)および(II)の各々のヒドロ
カルビル置換基の各々は、ポリイソブテン基であり、そして各ポリイソブテン基
は、独立して、約500〜約3000の範囲の数平均分子量を有し、そして1つ
の実施形態においては、約900〜約2400の範囲の数平均分子量を有する。
【0111】 アシル化剤(I)のヒドロカルビル置換基は、約2000〜約2600の数平
均分子量を有するポリイソブテン基であり得、そして1つの実施形態においては
、約2200〜約2400、そして1つの実施形態においては、約2300の数
平均分子量を有するポリイソブテン基であり得る。アシル化剤(II)のヒドロ
カルビル置換基は、約700〜約1300の数平均分子量を有するポリイソブテ
ン基であり得、そして1つの実施形態においては、約900〜約1100、そし
て1つの実施形態においては約1000の数平均分子量を有するポリイソブテン
基であり得る。
【0112】 第1のアシル化剤(I)を第2のアシル化剤(II)と連結するための連結基
(III)は、ポリオール、ポリアミン、またはヒドロキシアミンから誘導され
得る。ポリオールは、式: R−(OH)m で示される化合物であり得、ここで、上記の式において、Rは、mの結合価を有
する有機基であり、Rは、炭素−酸素結合を介してOH基に結合し、そしてmは
、2〜約10の整数、そして1つの実施形態においては、2〜約6の整数である
。このポリオールは、グリコールであり得る。アルキレングリコールが有用であ
る。使用され得るポリオールの例としては、以下が挙げられる:エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコ
ール、ジブチレングリコール、トリブチレングリコール、1,2−ブタンジオー
ル、2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオール、2,3−ヘキサンジオール、
1,2−シクロヘキサンジオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリト
ール、1,7−ヘプタンジオール、2,4−ヘプタンジオール、1,2,3−ヘ
キサントリオール、1,2,4−ヘキサントリオール、1,2,5−ヘキサント
リオール、2,3,4−ヘキサントリオール、1,2,3−ブタントリオール、
1,2,4−ブタントリオール、2,2,6,6−テトラキス−(ヒドロキシメ
チル)シクロヘキサノール、1,10−デカンジオール、ジギタロース、2−ヒ
ドロキシメチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール−(トリ−メチルエタ
ン)、または2−ヒドロキシメチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール−
(トリエチルプロパン)など。上記のうちの2つ以上の混合物も使用され得る。
【0113】 アシル化剤(I)および(II)を連結するための連結化合物(III)とし
て有用なポリアミンは、脂肪族化合物、環式脂肪族化合物、複素環式化合物、ま
たは芳香族化合物であり得る。式:
【0114】
【化6】 で示されるアルキレンポリアミンが特に有用であり、ここで、nは、1と約10
との間の平均値、そして1つの実施形態においては約2と約7との間の平均値を
有し、「アルキレン」基は、1〜約10個の炭素原子、そして1つの実施形態に
おいては、約2〜約6個の炭素原子を有し、そして各Rは、独立して、水素、約
30個までの炭素原子の脂肪族基またはヒドロキシ置換脂肪族基である。これら
のアルキレンポリアミンとしては、メチレンポリアミン、エチレンポリアミン、
ブチレンポリアミン、プロピレンポリアミン、ペンチレンポリアミンなどが挙げ
られる。このようなポリアミンの特定の例としては、エチレンジアミン、トリエ
チレンテトラミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、トリプロピレ
ンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ヘキサエチレンヘプタミン、ペンタ
エチレンヘキサミン、またはこれらのうちの2つ以上の混合物が挙げられる。
【0115】 エチレンポリアミン(例えば、上記のエチレンポリアミンのいくつか)は、連
結化合物(III)として有用である。このようなポリアミンは、Kirk O
thmerの「Encyclopedia of Chemical Tech
nology」、第2版、第7巻、22〜37頁、Interscience
Publishers,New York(1965)において、Ethyle
ne Aminesの表題のもとに詳細に記載される。このようなポリアミンは
、エチレンジクロリドとアンモニアとの反応によって、またはエチレンイミンと
開環試薬(例えば、水、アンモニアなど)との反応によって、最も都合よく調製
される。これらの反応は、環状縮合生成物(例えば、ピペラジン)を含む、ポリ
アルキレンポリアミンの複合混合物の生成を生じる。
【0116】 アシル化剤(I)および(II)を連結するための連結化合物(III)とし
て有用なヒドロキシアミンは、第一級アミンまたは第二級アミンであり得る。用
語「ヒドロキシアミン」および「アミノアルコール」は、同じクラスの化合物を
記載し、従って、交換可能に使用され得る。1つの実施形態においては、ヒドロ
キシアミンは、(a)N−(ヒドロキシル置換ヒドロカルビル)アミン、(b)
(a)のヒドロキシル置換ポリ(ヒドロカルビルオキシ)アナログ、または(a
)および(b)の混合物である。このヒドロキシアミンは、1〜約40個の炭素
原子を含むアルカノールアミンであり得、そして1つの実施形態においては、1
〜約20個の炭素原子、そして1つの実施形態においては、1〜約10個の炭素
原子を含むアルカノールアミンであり得る。
【0117】 連結化合物(III)として有用なヒドロキシアミンは、第一級アミンもしく
は第二級アミン、またはこれらの2つ以上の混合物であり得る。これらのヒドロ
キシアミンは、それぞれ式:
【0118】
【化7】 によって示され得、ここで各Rは、独立して、1〜約8個の炭素原子のヒドロカ
ルビル基または2〜約8個の炭素原子のヒドロキシル置換ヒドロカルビル基であ
り、そしてR’は、約2〜約18個の炭素原子の2価の炭化水素基である。代表
的には、各Rは、7個までの炭素原子の低級アルキル基である。このような式に
おける基−R’−OHは、ヒドロキシル置換ヒドロカルビル基を示す。R’は、
非環式基、脂環式基または芳香族基であり得る。代表的には、R’は、非環式直
鎖アルキレン基または非環式分枝アルキレン基(例えば、エチレン基、1,2−
プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,2−オクタデシレン基など)である。
【0119】 連結化合物(III)として有用なヒドロキシアミンは、エーテルN−(ヒド
ロキシ置換ヒドロカルビル)アミンであり得る。これらは、上記のヒドロキシア
ミンのヒドロキシル置換ポリ(ヒドロカルビルオキシ)アナログ(これらのアナ
ログはまた、ヒドロキシル置換オキシアルキレンアナログを含む)であり得る。
このようなN−(ヒドロキシル置換ヒドロカルビル)アミンは、エポキシドと上
記のアミンとの反応によって都合よく調製され得、そして式:
【0120】
【化8】 で示され得、ここでxは、約2〜約15の数であり、そしてRおよびR’は、上
記の通りである。
【0121】 アシル化剤(I)および(II)を連結するための連結化合物(III)とし
て有用なヒドロキシアミンは、米国特許第3,576,743号において一般式
: Ra−NH2 によって記載されるヒドロキシ置換第一級アミンのうちの1つであり得、ここで
aは、少なくとも1つのアルコール性ヒドロキシ基を含む1価の有機基である
。Raにおける炭素原子の総数は、好ましくは、約20個を超えない。全体で約
10個までの炭素原子を含むヒドロキシ置換脂肪族第一級アミンが有用である。
約10個までの炭素原子および約6個までのヒドロキシル基を含む1つのアルキ
ル置換基を有する、ポリヒドロキシ置換アルカノール第一級アミン(ここで、1
つのアミノ基のみが存在する(すなわち、第一級アミノ基))が有用である。こ
れらのアルカノール第一級アミンは、Ra−NH2に相当し、ここでRaは、モノ
O置換アルキル基またはポリヒドロキシ置換アルキル基である。ヒドロキシル基
のうちの少なくとも1つが第一級アルコール性ヒドロキシル基であることが望ま
しい。ヒドロキシ置換第一級アミンの特定の例としては、以下が挙げられる:2
−アミノ−1−ブタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、p−
(β−ヒドロキシエチル)−アニリン、2−アミノ−1−プロパノール、3−ア
ミノ−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール
、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、N−(β−ヒドロキシ
プロピル)−N’−(β−アミノエチル)−ピペラジン、トリス−(ヒドロキシ
メチル)アミノメタン(トリスメチロールアミノメタンとしても知られる)、2
−アミノ−1−ブタノール、エタノールアミン、β−(β−ヒドロキシエトキシ
)−エチルアミン、グルカミン、グルソアミン、4−アミノ−3−ヒドロキシ−
3−メチル−1−ブテン(これは、イソプレンオキシドをアンモニアと反応させ
ることによって、当該分野において公知の手順に従って調製され得る)、N−3
(アミノプロピル)−4−(2−ヒドロキシエチル)−ピペラジン、2−アミノ
−6−メチル−6−ヘプタノール、5−アミノ−1−ペンタノール、N−(β−
ヒドロキシエチル)−1,3−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノ−2−ヒド
ロキシプロパン、N−(β−ヒドロキシエトキシエチル)−エチレンジアミン、
トリスメチロールアミノメタンなど。
【0122】 1つ以上のヒドロキシアルキル置換基を窒素原子上に有するヒドロキシアルキ
ルアルキレンポリアミンは、アシル化剤(I)および(II)を連結するための
連結化合物(III)として用いられ得る。有用なヒドロキシアルキル置換アル
キレンポリアミンとしては、ヒドロキシアルキル基が低級ヒドロキシアルキル基
(すなわち、8個未満の炭素原子を有する)であるヒドロキシアルキル置換アル
キレンポリアミンが挙げられる。このようなヒドロキシアルキル置換ポリアミン
の例としては、以下が挙げられる:N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジア
ミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、1−(2−ヒ
ドロキシエチル)−ピペラジン、モノヒドロキシプロピル置換ジエチレントリア
ミン、ジヒドロキシプロピル置換テトラエチレンペンタミン、N−(3−ヒドロ
キシブチル)テトラメチレンジアミンなど。上記のヒドロキシアルキレンポリア
ミンのアミノ基またはヒドロキシ基を介する縮合によって得られるような、高次
ホモログも同様に有用である。アミノ基を介した縮合は、アンモニアの除去を伴
って高次アミンを生じ、そしてヒドロキシ基を介する縮合は、水の除去を伴って
エーテル結合を含む生成物を生じる。
【0123】 アシル化剤(I)および(II)との塩の形成において、アンモニアとともに
有用であるアミン(IV)としては、アシル化剤(I)および(II)を連結す
るための連結化合物(III)として有用であるような、上記で考察されるアミ
ンおよびヒドロキシアミンが挙げられる。第一級モノアミン、第二級モノアミン
、第三級モノアミンおよび第三級ポリアミン、ならびに第三級アルカノールアミ
ンもまた挙げられる。第三級アミンは、それらがモノアミンまたはポリアミンの
いずれかであり得、そしてH−N<基または−NH2基における水素原子は、ヒ
ドロカルビル基で置換されること以外は、上記で考察される第一級アミン、第二
級アミンおよびヒドロキシアミンにと同様である。
【0124】 アシル化剤(I)および(II)との塩を形成するためのアミン(IV)とし
て有用なモノアミンは、式:
【0125】
【化9】 で示され得、ここでR1、R2およびR3は、同一であるかまたは異なるヒドロカ
ルビル基である。好ましくは、R1、R2およびR3は、独立して、1〜約20個
の炭素原子のヒドロカルビル基であり、そして1つの実施形態においては、1〜
約10個の炭素原子のヒドロカルビル基である。有用な第三級アミンの例として
は、以下が挙げられる:トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルア
ミン、トリブチルアミン、モノメチルジエチルアミン、モノエチルジメチルアミ
ン、ジメチルプロピルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルペンチルアミン
、ジメチルヘキシルアミン、ジメチルヘプチルアミン、ジメチルオクチルアミン
、ジメチルノニルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルフェニルアミン、N
,N−ジオクチル−1−オクタンアミン、N,N−ジドデシル−1−ドデカンア
ミン、トリココアミン、三水素化獣脂アミン(tallowamine)、N−
メチル−二水素化獣脂アミン、N,N−ジメチル−1−ドデカンアミン、N,N
−ジメチル−1−テトラデカンアミン、N,N−ジメチル−1−ヘキサデカンア
ミン、N,N−ジメチル1−オクタデカンアミン、N,N−ジメチルココアミン
、N,N−ジメチル大豆アミン(dimethylsoyaamine)、N,
N−ジメチル水素化獣脂アミンなど。
【0126】 アシル化剤(I)および(II)を用いて塩を形成するためのアミン(IV)
として有用である、第3級アルカノールアミンとしては、以下の式に示される第
3級アルカノールアミンが挙げられる:
【0127】
【化10】 ここで、各Rは、独立して、1〜約8個の炭素原子のヒドロカルビル基、または
2〜約8個の炭素原子のヒドロキシル置換ヒドロカルビル基であり、そしてR’
は、約2〜約18個の炭素原子の二価のヒドロカルビル基である。このような式
の中の−R’−OH基は、ヒドロキシル置換ヒドロカルビル基を示す。R’は、
非環式基、脂環式基、または芳香族基であり得る。代表的には、R’は、エチレ
ン、1,2−プロピレン、1,2−ブチレン、1,2−オクタデシレンなどの基
のような、非環式の直鎖アルキレン基または分枝アルキレン基である。2つのR
基が、同じ分子に存在する場合、これらの基を、直接的な炭素−炭素結合によっ
てか、またはヘテロ原子(例えば、酸素、窒素もしくはイオウ)を介して、結合
させて、5員環構造、6員環構造、7員環構造、または8員環構造を形成し得る
。このような複素環式アミンの例としては、N−(ヒドロキシル低級アルキル)
−モルホリン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−チオモルホリン、N−(ヒ
ドロキシル低級アルキル)−ピペリジン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−
オキサゾリン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−チアゾリジンなどが挙げら
れる。しかし、代表的には、各Rは、7個までの炭素原子の低級アルキル基であ
る。有用な、ヒドロキシアミンは、ジメチルアミノエタノールである。ヒドロキ
シルアミンはまた、エテールのN−(ヒドロキシ−置換ヒドロカルビル)アミン
であり得る。上記のヒドロキシアミンのヒドロキシル置換ポリ(ヒドロカルビル
オキシ)アナログが存在する(これらのアナログとしてはまた、ヒドロキシル置
換オキシアナログが挙げられる)。このようなN−(ヒドロキシ−置換ヒドロカ
ルビル)アミンを、上記のアミンのエポキシドとの反応により、簡便に調製し得
、そして以下の式により示され得る:
【0128】
【化11】 ここで、xは、約2〜約15の数であり、そしてRおよびR’は、上に記載され
る。
【0129】 アシル化剤(I)および(II)を用いて塩を形成するためのアミン(IV)
として有用である、ポリアミンとしては、上で議論したアルキレンポリアミン、
および窒素原子に結合した1または0個の水素を有するアルキレンポリアミンが
挙げられる。従って、アミン(IV)として有用なアルキレンポリアミンとして
は、以下の式と一致するするアミンが挙げられる:
【0130】
【化12】 ここで、nは、1〜約10であって、好ましくは、1〜約7であり;各Rは、独
立して、水素原子、ヒドロカルビル基またはヒドロキシ置換ヒドロカルビル基(
これらは、約700個までの炭素原子、および1つの実施形態では、約100個
までの炭素原子、および1つの実施形態では、約50個までの炭素原子、および
1つの実施形態では、約30個までの炭素原子、を有する)であり;そして「ア
ルキレン」基は、1〜約18個の炭素原子、および1つの実施形態では、1〜約
6個の炭素原子、を有する。
【0131】 これらの炭化水素燃料可溶性塩組成物を、始めに、アシル化剤(I)および(
II)を連結化合物(III)と反応させて、中間体を形成し、その後に、この
中間体をアンモニアまたはアミン(IV)と反応させて、所望の塩を形成するこ
とにより調製し得る。代替的方法は、アシル化剤(I)およびアンモニアまたは
アミン(IV)を互いに反応させて、第1の塩部分を形成する工程、別個に、ア
シル化剤(II)、およびアンモニアまたはアミン(IV)(これは、アシル化
剤(I)と反応させた、同じもしくは異なるアンモニアまたはアミンであり得る
)を互いに反応させて、第2の塩部分形成し、次いで、これらの2つの塩部分の
混合物を連結化合物(III)と反応させる工程を包含する。
【0132】 これらの塩組成物の調製の際に利用した反応物の比率は、広範にわたる。一般
に、アシル化剤(I)および(II)の各々の各当量について、少なくとも約1
当量の連結化合物(III)を用いた。約0.1〜約2当量、もしくはそれを超
える当量のアンモニアまたはアミン(IV)を、それぞれ、アシル化剤(I)お
よび(II)の各当量に用いる。連結化合物(III)の上限は、アシル化剤(
I)および(II)の各当量について、約2当量の連結化合物(III)である
。一般に、アシル化剤(II)に対するアシル化剤(I)の当量の割合は、約0
.5〜約2であり、約1:1が有用である。アシル化剤(I)および(II)の
各々の各当量について有用な量の反応物は、約2当量の連結化合物(III)、
および約0.1〜約2当量のアンモニアまたはアミン(IV)を含む。
【0133】 アシル化剤(I)および(II)の当量数は、各々に存在するカルボキシル官
能基の総数に依存する。アシル化剤(I)および(II)の各々についての当量
の数を決定する際に、カルボン酸アシル化剤として反応し得ないカルボキシル官
能基は除外される。しかし、一般に、アシル化剤の中の各カルボキシ基について
、1当量の各アシル化剤(I)および(II)が存在する。例えば、1モルのオ
レフィンポリマーおよび1モルの無水マレイン酸の反応から誘導した無水物の中
に2当量存在する。
【0134】 1当量のポリアミンの重量は、ポリアミンの分子量を、この分子に存在する窒
素の総数により除算したものである。ポリアミンが、連結化合物(III)とし
て用いられる場合、第3級アミノ基を計数しない。一方で、ポリアミンが、塩形
成アミン(IV)として用いられる場合、第3級アミノ基を計数する。1当量の
ポリアミンの市販の混合物の重量は、窒素の原子量(14)を、ポリアミンの中
に含まれる%Nで除算することにより、決定され得;従って、34の%Nを有す
るポリアミン混合物は、41.2の当量を有する。1当量のアンモニアまたはモ
ノアミンの重量は、それらの分子量に等しい。
【0135】 1当量のポリオールの重量は、その分子量を、分子の中に存在するヒドロキシ
ル基の総数により除算したものである。従って、1当量のエチレングリコールの
重量は、その分子量の1/2である。
【0136】 連結化合物(III)として使用される1当量のヒドロキシアミンの重量は、
その分子量を、分子の中に存在する−OH基、>NH基および−NH2基の総数
により除算したものに等しい。他方、ヒドロキシアミンが、塩形成アミン(IV
)として用いられる場合、このアミンの1当量の重量は、その分子量を分子の中
に存在する窒素基の総数により除算したものである。
【0137】 アシル化剤(I)および(II)を、従来のエステル形成技術および/または
アミド形成技術に従って連結化合物(III)と反応させ得る。これは、通常、
アシル化剤(I)および(II)を連結化合物(III)と共に、必要に応じて
、通常の液体(実質的に不活性な有機液体溶媒/希釈剤)の存在下で、加熱する
工程を包含する。少なくとも約30℃の温度から最も低い分解温度を有する反応
成分および/または生成物の分解温度までの温度が用いられる。この温度は、ア
シル化剤(I)および(II)が無水物である場合、約50℃〜約130℃、お
よび1つの実施形態では約80℃〜100℃の範囲の中であり得る。他方、アシ
ル化剤(I)および(II)が酸である場合、この温度は、代表的には、約10
0℃〜約300℃の範囲内にある。約125℃〜約250℃の範囲内の温度が、
しばしば用いられる。
【0138】 この反応により作られる生成物は、代表的には、アシル化剤(I)および(I
I)の各々の電荷、ならびに連結化合物(III)上の反応部位の数に依存する
統計的混合物の形態である。例えば、等モル比のアシル化剤(I)および(II
)を、エチレングリコールと反応させる場合、生成物は、(1)50%の化合物
(ここで、1分子のアシル化剤(I)が、エチレングリコールを介して1分子の
アシル化剤(II)に結合する);(2)25%の化合物(ここで、2分子のア
シル化剤(I)が、エチレングリコールを介してお互いに連結される);ならび
に(3)25%の化合物(ここで、2つの分子のアシル化剤(II)が、エチレ
ングリコールを介して互いに連結される)の混合物からなる。
【0139】 アシル化剤(I)およびアシル化剤(II)と、塩形成アンモニアまたはアミ
ン(IV)との間の反応は、従来の技術を用いて塩形成条件下で実行される。代
表的には、これらの成分は互いに混合され、そして、必要に応じて、通常の液体
(実質的に不活性な有機液体溶媒/希釈剤)の存在下で、所望の塩生成物が形成
されるまで、約20℃から、最も低い分解温度を有する反応成分および/または
生成物の分解温度までの範囲の温度、および1つの実施形態では、約50℃〜1
30℃の範囲の温度、および1つの実施形態では約80℃〜約110℃の範囲の
温度まで加熱される。
【0140】 以下の実施例は、成分(i)の調製を例証するために提供される。
【0141】 (実施例1) 12リットルの4口フラスコに、Adibis ADX 101G(7513
g)を充填する。Adibis ADX 101G(これは、Lubrizol
Adibisから入手可能な製品である)は、ポリイソブテン置換無水コハク
酸混合物からなり、ここで、60重量%は、第1のポリイソブテン置換無水コハ
ク酸であり、ここで、ポリイソブテン置換基は、2300の数平均分子量を有し
、そして80重量%のメチルビニリデン異性体含有量を有するポリイソブテンか
ら誘導され、そして40重量%は、第2のポリイソブテン置換無水コハク酸あり
、ここで、ポリイソブテン置換基は、1000の数平均分子量を有し、そして8
5重量%のメチルビニリデン異性体含有量を有するポリイソブテンから誘導され
る。この生成物は、30重量%の希釈油含有量、および(未反応ポリイソブテン
を補正した後に)1.4のスクシニル化(succination)率を有する
。このフラスコは、オーバーヘッドスターラー、熱電対、N2入口を上部に有す
る滴下漏斗、およびコンデンサーを装備する。無水コハク酸混合物を攪拌して、
そして95℃で加熱し、そしてエチレングリコール(137g)を、滴下漏斗を
介して5分間にわたり添加した。得られた混合物を攪拌し、そして102〜10
7℃にて4時間維持した。ジメチルアミノエタノール(392g)を、反応温度
が107℃を超えないように、この混合物に30分にわたり充填する。この混合
物を、100〜105℃にて2時間維持し、そして茶色の、粘稠性生成物を得た
【0142】 (実施例2) 3リットルの4つ口フラスコに、Adibis ADX 101G(1410
g)を充填する。このフラスコにオーバーヘッドスターラー、熱電対、頂部に窒
素の入口を備えた添加漏斗、および凝縮器を備え付ける。無水コハク酸混合物を
撹拌し、そして61℃まで加熱する。エチレングリコール(26.3g)を、5
分間かけて、添加漏斗で添加する。得られる混合物を撹拌し、そして105〜1
10℃まで加熱し、そしてこの温度で4.5時間維持する。この混合物を96℃
まで冷却し、そして、反応温度が100℃を超えないように、ジメチルアミノエ
タノール(77.1g)をこの混合物に5分間かけて充填する。この混合物を1
時間95℃で維持し、次いで、160℃で4時間維持する。生成物は褐色の粘性
の生成物である。
【0143】 (実施例3) 196重量部の鉱油、280重量部のポリイソブテニル(M.W.1000)
置換無水琥珀酸(0.5当量)、および15.4部の市販のエチレンポリアミン
の混合物(テトラエチレンペンタミンの組成に対応する平均組成を有する)(0
.375当量)を含有する反応混合物を、約15分間かけて混合する。次いで、
この反応物の塊を5時間かけて150℃まで加熱し、続いて5時間、150℃〜
155℃の温度に維持したまま5部/時間の速度で窒素を吹き込んで、水を除去
する。次いで、物質を濾過し、477部の生成物を油状溶液で得る。
【0144】 炭化水素燃料可溶性生成物(i)は、本発明の水性炭化水素燃料組成物中、約
0.1〜約15重量%の濃度で、そして一実施形態において、約0.1〜約10
重量%の濃度で、そして一実施形態において、約0.1〜約5重量%の濃度で、
そして一実施形態において、約0.1〜約2重量%の濃度で、そして一実施形態
において、約0.1〜約1重量%の濃度で、そして一実施形態において、約0.
1〜約0.7重量%の濃度で存在する。
【0145】 (イオン性または非イオン性化合物(ii)) イオン性または非イオン性化合物(ii)は、約1〜約10、そして一実施形
態において、約4〜約8の範囲の親水性親油性バランス(HLB)を有する。こ
れらの化合物の例は、North American & Internati
onal Editionの「Mccutcheon’s Emulsifie
rs and Detergents」、1998,North Americ
an Edition,1−235頁に記載され、そしてInternatio
nal Editionの1−999頁は、約1〜約10の範囲のHLBを有す
るこのようなイオン性および非イオン性化合物の開示について本明細書中で参考
として援用される。有用な化合物には、アルカノールアミド、アルキルアリール
スルホネート、アミンオキシド、ポリ(オキシアルキレン)化合物(アルキレン
オキシド繰返し単位を含むブロックコポリマーを含む)、カルボキシル化アルコ
ールエトキシレート、エトキシル化アルコール、エトキシル化アルキルフェノー
ル、エトキシル化アミンおよびアミド、エトキシル化脂肪酸、エトキシル化脂肪
エステルおよびオイル、脂肪エステル、脂肪酸アミド、グリセロールエステル、
グリコールエステル、ソルビタンエステル、イミダゾリン誘導体、レシチンおよ
び誘導体、リグニンおよび誘導体、モノグリセリドおよび誘導体、オレフィンス
ルホネート、リン酸エステルおよび誘導体、プロポキシル化およびエトキシル化
脂肪酸またはアルコールまたはアルキルフェノール、ソルビタン誘導体、スクロ
ースエステルおよび誘導体、スルフェートまたはアルコールまたはエトキシル化
アルコールまたは脂肪エステル、ドデシルおよびトリデシルベンゼンのスルホン
酸塩、または縮合ナフタレンまたは石油、スルホサクシネートおよび誘導体、な
らびにトリデシルおよびドデシルベンゼンスルホン酸が挙げられる。
【0146】 一実施形態において、イオン性または非イオン性化合物(ii)は、ポリ(オ
キシアルケン)化合物である。これには、エチレンオキシドおよびプロピレンオ
キシドのコポリマーが挙げられる。一実施形態において、このイオン性または非
イオン性化合物(ii)は、以下の式によって表されるコポリマーである:
【0147】
【化13】 ここで、xおよびx’は、この式に示されるように、プロピレンオキシドの繰返
し単位の数であり、yは、エチレンオキシドの繰返し単位の数である。一実施形
態において、xおよびx’は、独立して、0〜約20の範囲の数であり、そして
yは、約4〜約60の範囲の数である。一実施形態において、このコポリマーは
、約1800〜約3000の数平均分子量を有し、一実施形態において、約21
000〜約2700の数平均分子量を有する。
【0148】 一実施形態において、このイオン性または非イオン性化合物(ii)は、約1
2〜約30個の炭素原子を有するアシル化剤とアンモニアまたはアミンとを反応
させることによって作製される炭化水素燃料可溶性生成物である。このアシル化
剤は、約12〜約24個の炭素原子を含み得、そして一実施形態において、約1
2〜約18個の炭素原子を含み得る。このアシル化剤は、カルボン酸またはその
反応性等価物であり得る。この反応性等価物には、酸ハライド、無水物、エステ
ルなどが挙げられる。これらのアシル化剤は、一塩基酸または多塩基酸であり得
る。この多塩基酸は、好ましくは、ジカルボン酸であるが、トリカルボン酸およ
びテトラカルボン酸も使用され得る。これらのアシル化剤は脂肪酸であり得る。
例には、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸
、リノレン酸などが挙げられる。これらのアシル化剤は、それぞれ以下の式で表
される、コハク酸または無水琥珀酸であり得る:
【0149】
【化14】 ここで、上述の各式Rは、約10〜約28の炭素原子のヒドロカルビル基であり
、そして1つの実施形態では、約12〜約20の炭素原子のヒドロカルビル基で
ある。例としては、テトラプロピレン置換のコハク酸または無水コハク酸、ヘキ
サデシルコハク酸または無水ヘキサデシルコハク酸などが挙げられる。アミンは
、炭化水素燃料可溶性生成物(i)を作製する際に有用であるような上記のアミ
ンのいずれかであり得る。アシル化剤とアンモニアまたはアミンとの間の反応生
成物は、塩、エステル、アミド、イミドまたはそれらの組み合わせであり得る。
この塩は、アシル化剤の分子の残基およびアンモニアまたはアミンの分子の残基
を含む、カルボキシル基の1つが同じ基内の窒素原子にイオン結合する内部塩で
あるか、または同じ分子の一部ではない窒素原子でイオン塩の基が形成される外
部塩であり得る。アシル化剤とアンモニアまたはアミンとの間の反応は、所望の
生成物の形成のために提供された条件下で行われる。代表的には、アシル化剤お
よびアンモニアまたはアミンが一緒に混合され、そして所望の生成物が形成する
まで、必要に応じて通常は液体の、実質的に不活性な有機液体溶媒/希釈剤の存
在下で、約50℃〜約250℃(1つの実施形態では、約80℃〜約200℃)
の範囲の温度に加熱される。1つの実施形態では、アシル化剤およびアンモニア
またはアミンは、アンモニアまたはアミンの1当量あたり、約0.3〜約3当量
のアシル化剤を提供するに十分な量で反応される。1つの実施形態では、この比
は、約0.5:1から約2:1までであり、そして1つの実施形態では、約1:
1である。
【0150】 1つの実施形態では、イオン性または非イオン性の化合物(ii)は、無水ヘ
キサデシルコハク酸とジメチルエタノールアミンとを、約1:1から約1:1.
5までの当量比(すなわち、アミンに対するカルボニルの割合)(1つの実施形
態では、約1:1.35)で反応させることにより作製されるエステル/塩であ
る。
【0151】 イオン性または非イオン性の化合物(ii)は、約0.01〜約15重量%、
そして1つの実施形態では、約0.01〜約10重量%、そして1つの実施形態
では、約0.01〜約5重量%、そして1つの実施形態では、約0.01〜約3
重量%、そして1つの実施形態では、約0.1〜約1重量%の濃度で、本発明の
水性炭化水素燃料組成物中に存在し得る。
【0152】 (水溶性の塩(iii)) 水溶性の塩(iii)は、他の添加剤または炭化水素燃料を妨害しない、水溶
液中の陽イオンおよび陰イオンを形成し得る任意の材料であり得る。これらとし
ては、有機硝酸アミン、アジドおよびニトロ化合物が挙げられる。アルカリ金属
およびアルカリ土類金属の炭酸塩、硫酸塩、硫化物、スルホン酸塩なども含まれ
る。以下の式 k[G(NR3yy+nXp- により表されるアミンまたはアンモニウム塩が特に有用であり、ここでGは、水
素または1〜約8の炭素原子(そして1つの実施形態では1〜約2の炭素原子)
のy価の有機基であり;各Rは、独立して水素または1〜約10の炭素原子(そ
して1つの実施形態では1〜約5の炭素原子、そして1つの実施形態では、1〜
約2の炭素原子)のヒドロカルビル基であり;Xp-は、p価のアニオンであり;
そしてk、y、nおよびpは、独立して少なくとも1の整数である。GがH、y
が1である場合、正電荷ky+の和は、負電荷nXp-の和に等しい。1つの実施
形態では、Xは、硝酸イオンであり;そして1つの実施形態では、Xは、酢酸イ
オンである。例としては、硝酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、硝酸メチルア
ンモニウム、酢酸メチルアンモニウム、エチレンジアミン二酢酸、硝酸尿素よび
二硝酸尿素が挙げられる。硝酸アンモニウムは、特に有用である。
【0153】 1つの実施形態では、水溶性の塩(iii)は、エマルジョン安定剤として機
能する、すなわち、これは、水性炭化水素燃料組成物を安定化するように作用す
る。
【0154】 1つの実施形態では、この水溶性の塩(iii)は、燃焼改良剤として機能す
る。燃焼改良剤は、燃料組成物の質量燃焼速度を増加させる能力により特徴付け
られる。従って、このような燃焼改良剤の存在は、エンジンの出力を改良する効
果を有する。
【0155】 この水溶性の塩(iii)は、約0.001〜約1重量%(1つの実施形態で
は、約0.01〜約1重量%)の濃度で、本発明の水性炭化水素燃料組成物中に
存在し得る。
【0156】 (セタン向上剤) 1つの実施形態では、本発明の水性炭化水素燃料組成物は、セタン向上剤を含
む。有用であるセタン向上剤としては、過酸化物、ニトレート、亜硝酸化合物、
ニトロカルバメートなどが挙げられる。有用なセタン向上剤としては、ニトロプ
ロパン、ジニトロプロパン、テトラニトロメタン、2−ニトロ−2−メチル−1
−ブタノール、2−メチル−2−ニトロ−1−プロパノールなどが挙げられる。
置換または無置換の脂肪族アルコールまたは脂環式アルコール(これらのアルコ
ールは、一価であってもよいし、多価であってもよい)の硝酸エステルもまた含
まれる。これらとしては、約10までの炭素原子(1つの実施形態では、約2〜
約10の炭素原子)を有する置換または無置換のアルキルニトレートまたはシク
ロアルキルニトレートが挙げられる。アルキル基は、直鎖アルキル基もしくは分
岐アルキル基、または直鎖アルキル基および分岐アルキル基の混合のいずれかで
あり得る。例としては、メチルニトレート、エチルニトレート、n−プロピルニ
トレート、イソプロピルニトレート、アリルニトレート、n−ブチルニトレート
、イソブチルニトレート、sec−ブチルニトレート、tert−ブチルニトレ
ート、n−アミルニトレート、イソアミルニトレート、2−アミルニトレート、
3−アミルニトレート、tert−アミルニトレート、n−ヘキシルニトレート
、n−ヘプチルニトレート、n−オクチルニトレート、2−エチルヘキシルニト
レート、sec−オクチルニトレート、n−ノニルニトレート、n−デシルニト
レート、シクロペンチルニトレート、シクロヘキシルニトレート、メチルシクロ
ヘキシルニトレートおよびイソプロピルシクロヘキシルニトレートが挙げられる
。アルコキシ置換脂肪族アルコールの硝酸エステル(例えば、2−エトキシエチ
ルニトレート、2−(2−エトキシ−エトキシ)エチルニトレート、1−メトキ
シプロピル−2−ニトレート、4−エトキシブチルニトレートなど)、およびジ
オールニトレート(例えば、1,6−ヘキサメチレンジニトレート)もまた、有
用である。特に有用なセタン向上剤は、2−エチルヘキシルニトレートである。
【0157】 本発明の水性炭化水素燃料組成物中のセタン向上剤の濃度は、所望のセタン価
をこのような組成物に提供するに十分な任意の濃度であり得る。1つの実施形態
では、セタン向上剤の濃度は、約10重量%までのレベルであり、そして1つの
実施形態では、約0.05〜約10重量%であり、そして1つの実施形態では、
約0.05〜約5重量%であり、そして1つの実施形態では、約0.05〜約1
重量%である。
【0158】 (さらなる添加剤) 前述の化学添加剤に加えて、当業者に周知である他の添加剤が使用され得る。
これらには、四アルキル鉛のようなアンチノック剤、ハロアルカンのような鉛ス
カベンジャー(例えば、二塩化エチレンおよび二臭化エチレン)、灰を伴わない
(ashless)分散剤、トリアリールホスフェートのような沈殿防止剤また
は改質剤、染料、セタン改変剤、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフ
ェノールのような抗酸化剤、アルキル化コハク酸およびアルキル化無水コハク酸
のようなさび止め剤、細菌発育阻止剤、ゴム状化インヒビター、金属非活性化剤
、デマルシファイアー、シリンダー上部の潤滑剤および抗着氷剤が挙げられる。
これらの化学添加剤は、水性炭化水素燃料組成物の総重量に基づいて約1重量%
までの濃度で使用され得、そして1つの実施形態では、約0.01〜約1%重量
%である。
【0159】 本発明の水性炭化水素燃料組成物中の化学添加剤の総濃度は、約0.05〜約
30重量%であり得、そして1つの実施形態では、約0.1〜約20重量%、そ
して1つの実施形態では、約0.1〜約15重量%、そして1つの実施形態では
、約0.1〜約10重量%、そして1つの実施形態では、約0.1〜約5重量%
の範囲であり得る。
【0160】 (有機溶媒) 化学添加剤は、ナフサ、ベンゼン、トルエン、キシレンのような実質的に不活
性な、通常は液体の有機溶媒または上記のような通常は液体の有機溶媒で希釈さ
れて、添加剤濃縮物を形成し得、これは次いで、本発明に従う通常は液体の炭化
水素燃料と混合される。これらの濃縮物は、一般に、約10重量%〜約90重量
%の前述の溶媒を含む。これらの水性炭化水素燃料組成物は、約60重量%まで
(1つの実施形態では、約0.01〜約50重量%、そして1つの実施形態では
、約0.01〜約20重量%、そして1つの実施形態では、約0.1〜約5重量
%、そして1つの実施形態では、約0.1〜約3重量%)の有機溶媒を含み得る
【0161】 (不凍剤) 1つの実施形態では、本発明の水性炭化水素燃料組成物は、不凍剤を含む。不
凍剤は、代表的にはアルコールである。例としては、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、メタノール、エタノールおよびこれらの混合物が挙げられる
。メタノール、エタノールおよびエチレングリコールは、特に有用である。不凍
剤は、代表的には、本発明の組成物中で使用される水の凍結を防ぐに十分な濃度
で使用される。従って、この濃度は、プロセスが操作される温度または燃料が貯
蔵もしくは使用される温度に依存する。1つの実施形態では、この濃度は、10
重量%までのレベルであり、そして1つの実施形態では、水性炭化水素燃料組成
物の約0.1〜約10重量%であり、そして1つの実施形態では、約1〜約5重
量%である。
【0162】 (実施例4) 本実施例は、本発明の水性炭化水素燃料組成物の例示的な例を提供する。以下
に示される数値は、重量部である。
【0163】 成分 A BP最高級ディーゼル燃料 78.8 脱イオン水 19.8 乳化剤11 0.51 乳化剤22 0.09 有機溶媒3 0.35 2−エチルヘキシルニトレート 0.35 硝酸アンモニウム 0.10 11:1の当量重量比(2モルのアミンに対して1モルの無水コハク酸の基)
での、ポリイソブテン(Mn=2000)置換無水コハク酸(1.7〜2.0の
、ポリイソブテンに対するコハク酸の基の当量重量比)とジメチルエタノールア
ミンとを反応させることにより調製されたエステル/塩。
【0164】 21:1.35のモル比で、無水ヘキサデシルコハク酸とジエタノールアミン
とを反応させることにより調製されたエステル/塩。
【0165】 3「SC−150」の名前で入手可能(Ohio Solbents)な芳香
族溶媒であり、これは、60□Cの引火点、188□Cおよび210□Cの開始
沸点および最終沸点を有する。
【0166】 前述の調合物Aを有する水性炭化水素燃料組成物は、上記のプロセスおよび装
置を使用して調製される。高剪断ミキサー10は、20HPモーターを備える、
IKA−Maschinbau製のDispax−ReactorDR3/9で
ある。このミキサーは、連続して配列された3つのUltra−Turrax
UTL−T./8ローター−ステーターを有する。これらのローター−ステータ
ーは、時々超微紛生成機(superfine generator)といわれ
る。ローターは、5500rpmで回転する。ミキサー10への入口は2インチ
の入口である。混合タンク12は、120ガロンの容量を有する。バッチサイズ
は、100ガロン(730ポンド)である。以下の時間サイクルを使用する。
【0167】
【数1】 バッチの温度は、初め75°F(23.9℃)であり、そして混合の間に11
7°F(47.2℃)に上昇する。水性炭化水素燃料組成物のサンプルを、28
.5分にて混合サイクル中に取り入れ、そして水相の液滴サイズについて分析し
た。この水相の液適サイズのプロットを図5に示す。図5は、0.45ミクロン
の平均直径を有する液滴の分布を示す。
【0168】 (実施例5) 本発明の水性炭化水素燃料組成物についてのさらなる調合物を以下に示す。以
下に示す数値は、重量部である。以下に示される乳化剤1、乳化剤2および有機
溶媒は、実施例4に記載されるのと同じである。
【0169】
【数2】 本実施例は、本発明の水性炭化水素燃料組成物を作製するために使用し得る濃
度を例示する。以下に示される数値は、重量部である。以下に示される乳化剤2
および有機溶媒は、実施例4に記載されるのと同じである。
【0170】 G H 実施例1の生成物 34 − 実施例2の生成物 − 34 乳化剤2 6 6 有機溶媒 23.2 23.2 2−エチルヘキシルニトレート 23.8 23.8 水性硝酸アンモニウム 13 13 (54重量%の硝酸アンモニウム)。
【0171】 (実施例7) 本実施例は、実施例6において開示する濃度を使用する水性炭化水素燃料組成
物を開示する。以下の表において、全ての数値は、重量部である。
【0172】 I J ディーゼル燃料 79〜81 79〜81 水 18〜20 18〜20 濃縮物G 1.5〜3 −−−− 濃縮物H −−−− 1.5〜3。
【0173】 本発明を、その好ましい実施形態に関して説明してきたが、明細書を読むに際
してそれらの種々の改変が当業者に明らかとなることは理解されるべきである。
従って、本明細書中で開示される発明が、添付の請求の範囲の範囲内に含まれる
場合には、そのような改変を網羅することが意図されることは理解されるべきで
ある。
【0174】 付属の図面において、同様の部分および特徴は、同様の名称を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明のプロセスおよび装置の1つの実施形態を例示するフローシー
トである。
【図2】 図2は、コンテナ型式の設備パッケージまたはユニットの形態である本発明の
装置の1つの実施形態を例示する頭上平面図である。
【図3】 図3は、本発明の装置を操作するための、対応する装置と関連する複数のプロ
グラム可能制御装置間の電気的連絡を例示するフローシートであり、このプログ
ラム可能制御装置は、このようなプログラム可能制御装置と連絡するプログラミ
ングコンピューター、およびこのようなプログラム可能制御装置と連絡するモニ
タリングコンピューターから離れて位置する。
【図4】 図4Aは、本発明に従って提供される高剪断ミキサーの1つの実施形態の部分
的な切り取り図であり、この高剪断ミキサーは、直列で配列した3つのローター
−ステーターを有するローター−ステーターミキサーである。図4Bは、図4A
に例示されるローターの1つおよびステーターの1つの内部を示す、拡大平面図
である。
【図5】 図5は、実施例で作製した水性炭化水素燃料組成物(処方物A)について決定
した水相液滴の数対液滴直径のプロットである。
【手続補正書】
【提出日】平成14年2月15日(2002.2.15)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】 本発明はまた、水性炭化水素燃料組成物に関し、この組成物は以下を含む:通
常は液体の炭化水素燃料の連続相;不連続な水相(この不連続な水相は1.0ミ
クロン以下の平均直径を有する水性液滴から構成される);および乳化量の乳化
剤組成物であって、この乳化剤組成物は以下を含む:(i)ヒドロカルビル置換
カルボン酸アシル化剤とアンモニアまたはアミンとの反応によって生成する炭化
水素燃料可溶性生成物(このアシル化剤のヒドロカルビル置換基は、50〜50
0個の炭素原子を有する)、(ii)1〜10の親水性親油性バランス(HLB
)を有するイオン性または非イオン性の化合物、あるいは(iii) (i)お
よび(ii)とは異なる水溶性塩と組合わせた(i)および(ii)の混合物。
好ましい実施形態において、成分(i)は、(i)(a)アシル化剤とアルカノ
ールアミンとの少なくとも1つの反応生成物と、(i)(b)アシル化剤と少な
くとも1つのエチレンポリアミンとの少なくとも1つの反応生成物との組合わせ
である。好ましくは、成分(i)(b)は、成分(i)の総重量に基づいて、0
.05%〜0.95%の量で、成分(i)(a)と組合わされる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0026】 1つの実施形態において、本発明のプロセスの工程(B)の間の炭化水素燃料
−添加剤混合物および水(および必要に応じて、不凍剤)の最初の混合は、高剪
断ミキサー10中で生じるか、または高剪断ミキサー10への入口で生じる。1
つの実施形態において、高剪断混合は、そのような最初の混合の後、15秒まで
に開始され、そして1つの実施形態において2〜15秒、そして1つの実施形態
において、そのような最初の混合の後、5〜10秒である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0027】 炭化水素燃料−添加剤の混合物および水(および必要に応じて、不凍剤)の高
剪断混合は、所望の水性の炭化水素燃料組成物の形成をもたらす。本発明の重要
な特徴は、水性の炭化水素燃料組成物の水相が、1.0ミクロンまたは1.0ミ
クロンより小さい平均直径を有する液滴から構成されることである。従って、高
剪断混合は、そのような液滴サイズを提供するに十分な条件下で実施される。1
つの実施形態において、平均液滴サイズは、0.95ミクロンより小さく、そし
て1つの実施形態において、0.8ミクロンより小さく、そして、1つの実施形
態において、0.7ミクロンより小さい。好ましい実施形態において、平均液滴
サイズは0.01〜0.95ミクロンの範囲であり、より好ましくは、0.01
0.8ミクロン、より好ましくは、0.01〜0.7ミクロンである。特に好ま
しい実施形態において、液滴サイズは、0.1〜0.7ミクロンの範囲である。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0028】 水性の炭化水素燃料組成物は、所望の液滴サイズを得るために、コンジット1
30、116および112、ならびにタンク12を介して再利用され得る。この
再利用は、PLCによって制御される作動弁118、126および132によっ
て制御される。1つの実施形態において、水性の炭化水素燃料組成物は、1〜3
5回再利用され、そして1つの実施形態において、1〜10回、そして1つの実
施形態において、1〜5回再利用される。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0029】 所望の液滴サイズが達成される場合、水性の炭化水素燃料組成物は、水性の炭
化水素燃料組成物貯蔵タンク22に貯蔵される。貯蔵タンク22に所蔵される水
性の炭化水素燃料組成物は、安定なエマルジョンである。このエマルジョンは1
つの実施形態において、25℃の温度で少なくとも90日間安定性を維持し得、
そして1つの実施形態において、少なくとも60日間、そして1つの実施形態に
おいて、少なくとも30日間安定性を維持し得る。水性の炭化水素燃料組成物は
、貯蔵タンク22からディスペンサー24を通して分配され得る。水性の炭化水
素燃料組成物は、貯蔵タンク22からディスペンサー24へ、コンジット140
を介して流れる。水性炭化水素燃料組成物のコンジット140を介した流れは、
ポンプ142によって制御される。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0038】 1つの実施形態において、水は脱イオン化される。より小さな容積のデマンド
システムに関して、水は、公共の供給源から取得され得、そして脱イオン化ユニ
ット86を通過され、次いで、貯蔵タンク18に入る。高能力システムに関して
、より大きな脱イオン化ユニットが使用され得るか、または水の大量送達が使用
され得る。1つの実施形態において、水貯蔵タンク18は、550ガロン(20
83.3リットル)の最大充填であり、ステンレス鋼のトート(tote)であ
るか、または同様の大きさのポリマー材料タンクである。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0042】 1つの実施形態において、流量計およびトータライザー80の流量計は、中程
度に高い分解能を有する楕円形のギヤメーターである。電子パルスピックアップ
は、このメーターの回転数を読取るために利用される。このメーターは、それを
通過する1ガロンの水当たり、約760のパルス(1リットルあたり2878.
8パルス)を提供し得る。トータライザーは、このメーターによって生成された
パルスを累積する電子ファクトリングトータライザーである。最初の設定の間に
較正されると、トータライザーは、容積パルスを、送達される、10分の1ガロ
ンの水に分解する。各10分の1ガロンの流れによって、電気パルスは、PLC
に伝達される。この流れに基づいて、PLCは、標的容積の水を計数し、次いで
、水の流れを遮断する。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0045
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0045】 1つの実施形態において、流量計およびトータライザー42の流量計は、中程
度に高い分解能を有する楕円形のギヤメーターである。電子パルスピックアップ
は、このメーターの回転数を読取るために利用される。このメーターは、それを
通過する1ガロンの燃料当たり、約135のパルス(1リットルあたり511.
4パルス)を提供し得る。トータライザー(これは、電子ファクトリングトータ
ライザーであり得る)は、このメーターによって生成されたパルスを累積する。
最初の設定の間に較正されると、トータライザーは、容積パルスを、送達される
、10分の1ガロンの燃料に分解する。各10分の1ガロンの流れによって、電
気パルスは、PLCに伝達される。この流れに基づいて、コントローラーは、標
的容積の燃料を計数し、次いで、燃料の流れを遮断する。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0047
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0047】 混合タンク12(1つの実施形態では、鉛直に方向付けられた円柱状スチール
タンクであり得る)を、混合容器として用いる。1つの実施形態において、この
タンクは、130ガロン(492.4リットル)の容量を有する。このタンクは
、2つの液体レベルフロートスイッチ196および197を装備し得る。タンク
12が混合(blending)プロセスの間に一杯になった場合、この高レベ
ルスイッチ196を用いてPLCを暖める。フローメーターが働かない場合でも
、これは起こり得る。この低レベルスイッチ197をPLCにより用いて、高剪
断(high−shear)ミキサー10を止める。混合タンク12は、配水管
198およびバルブ199を備える。これらは、タンク12の内容物を排出する
ために用いられる。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0049
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0049】 1つの実施形態において、高剪断ミキサー10は、図4Aに図示される型のイ
ンラインローター−ステーターミキサーである。このミキサーは、連続して配置
されたローター−ステーター200、202および204を備える。ミキサー1
0は、入口206、出口208、機械的シール210、加熱または冷却ジャケッ
ト212、および加熱または冷却ジャケット212への入口214を備える。そ
れぞれのローター−ステーターは、ステーター内に同軸上に装着されたローター
を有する。これらのローターは、モーターにより回転される。このモーターは、
図4Aには示されていないが、示される場合は、機械的シール210の右に配置
される(図4A)。ローター−ステーター200、202および204は、同じ
設計(デザイン)を有してもよいし、またはそれぞれが、異なってもよい。図4
Aに開示された実施形態においては、それぞれが同じ設計を有している。ロータ
ー−ステーター200(または202もしくは204)のローター220および
ステーター222は、図4Bに示される。ローター220およびステーター22
2は、それぞれ、円形ディスク221および223から突出する同心円に整列さ
れた、歯224および226の多列化アレイを備える。ローター220は内部開
口225を備える。ステーター222は、内部開口227および環状スペース2
28(円形ディスク223および突出する円柱状壁229により規定される)を
備える。円柱状壁229は、歯226ほど高くは突出しない。ローター220お
よびステーター222は、ローター220が、ステーター222の内側に適合し
、ローター歯224およびステーター歯226がインターリーブ(交互配置)さ
れるように、寸法づけられる。歯224と歯226との間の溝は、半径方向でも
角でも、連続していても断続的でもよい。この歯224および歯226は、三角
形、四角形、円形、長方形、または他の適切な輪郭(特に有用なのは四角形およ
び長方形)を有し得る。ローター220は、静止しているステーター222に対
して、10,000rpmまでの速度、そして1つの実施形態では、1000〜
10,000rpmの速度で、そして1つの実施形態では、4000〜5500
rpmの速度で回転する。ローター220の接線方向の速度または先端速度は、
分速3000〜15,000フィート(秒速914.4〜457メートル)にわ
たり、そして1つの実施形態においては、分速4500〜5400フィート(秒
速1371.6〜1645.9メートル)の範囲にわたる。ローター220の回
転は、炭化水素燃料添加剤混合物および水(および必要に応じて不凍剤)の混合
物を、入口206を軸方向に通って、ローター−ステーター200の中央開口(
開口225により規定される)に汲み上げ、そしてこの混合物を歯224および
226の同心円を通じて半径方向に、次いでローター−ステーター200の外側
に分散させる。次いでこの混合物を、ローター−ステーター202の中央開口を
通じて汲み出し、そしてローター−ステーター202中の歯の同心円を通じて半
径方向外側に、次いでローター−ステーター202から、分散させる。次いでこ
の混合物をローター−ステーター204の中央開口を通じて汲み出し、そしてロ
ーター−ステーター204中の歯の同心円を通じて半径方向外側に、次いでロー
ター−ステーター204から、出口208へ散布する。ローター−ステーター2
00、202および204を通じて進む混合物は、高速の機械的力および油圧剪
断力に供され、所望の水性炭化水素燃料組成物の形成を生じる。1つの実施形態
において、ミキサー10は、IKA−Maschinenbauにより供給され
るUltra−TurraxTM UTL−T./8ローター−ステーターを装備
されたDispax−ReactorTM Model DR3である。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0050
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0050】 上記のように、高剪断ミキサー10は、超音波ミキサーであってもよい。この
ミキサー中で、炭化水素燃料添加剤混合物および水(および必要に応じて不凍剤
)の流体混合物を、高圧(例えば、2000〜10,000psig(103,
401〜517,006mmHg)、そして1つの実施形態においては、400
0〜6000psig(206,802〜310,203mmHg))下で、高
速(例えば、1秒あたりのフィート数(fps)として100〜400フィート
(秒速30.48〜121.92メートル)、そして1つの実施形態において、
150〜300fps(秒速45.72〜91.44メートル))で、オリフィ
ス(orifice)を通じて押し進め、そしてその通路のブレード様障害物の
端に向ける。オリフィスとブレード様障害物との間で、液体混合物は、もともと
の流れのベクトルに対して垂直に渦(vortex)を離脱させる(sheds
)。この離脱パターン(shedding pattern)は、音波範囲内の
一定の振動が、液体混合物中で生じるように入れ代わる。音波振動によって流体
混合物内で引き起こされた応力は、超音波周波数の範囲で、液体混合物にキャビ
テーションを生じる。用いられ得る超音波ミキサーの例としては、Triple
x Sonilator ModelsTM XS−1500およびXS−210
0(Sonic Corporationから入手可能)が挙げられる。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0051
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0051】 高剪断ミキサー10は、高圧ホモジナイザーであり得る。このようなミキサー
では、炭化水素燃料添加剤混合物および水(および必要に応じて不凍剤)の混合
物に、小さいオリフィス(例えば、直径が1/4インチ〜3/4インチ(0.6
35〜1.905cm))を通じて、高圧(例えば、10,000〜40,00
0psig(517,006〜2,068,027mmHg))の力をかけて、
所望の混合を得た。有用なホモジナイザーの例は、商品名Microfluid
izerとして、Microfluidics International
Corpotrationから入手可能である。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0052
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0052】 1つの実施形態において、水性炭化水素燃料貯蔵タンク22は、550ガロン
(2083.3リットル)のステンレス鋼大型タンクである。このタンクは、通
常、500ガロン(1893.9リットル)の最大充填量を有し、必要な場合、
混合の熱膨張に対して余裕がある。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0053
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0053】 3つのフロート型レベル決定スイッチ240、242および244が、タンク
22に組み込まれ得る。スイッチ240(高レベルアラームスイッチである)は
、貯蔵タンクレベルが異常に高くなった場合、遮断およびアラーム(警告)が生
じることを保証する。スイッチ242(レベルスイッチを起こすバッチである)
は、例えば、タンク中の400ガロン(1515.2リットル)レベルに配置さ
れ得る。この水性炭化水素燃料組成物の量が、タンク中でこのレベルに低下した
場合、このコントローラーは、100ガロン(378.8リットル)の補給バッ
チの混合を開始するシグナルを送り得る。結局、スイッチ244は、このタンク
の底付近に配置された低レベルスイッチである。もし、水性炭化水素燃料組成物
が、このレベルに達した場合、このポンプ142は、作動することを妨げられる
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0054
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0054】 このディスペンサーポンプ142は、水性炭化水素燃料貯蔵タンク22の頂部
に配置されてもよい。このポンプ(1つの実施形態においては、1分あたり30
ガロンのポンプ(thirty−gallon−per−minute pum
p)(一分あたり113.64リットル)であり得る)は、ディスペンサー24
に燃料を供給する。ポンプ142は、ディスペンサー24上に配置されたノズル
ストウ(nozzle stow)スイッチにより開始され得る。低レベルアラ
ームがタンク22中で起こるならば、ポンプ142は、PLCによって解除され
る。
【手続補正17】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0055
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0055】 ディスペンサー24は、高速燃料供給(fleet fueling app
lication)のために特別に設計された高容量のユニットであり得る。こ
のディスペンサーは、それを通過する媒体交通を促進する位置に配置される。こ
のディスペンサーは、その上に、手動で再設定可能な合計装置(残高総量記録装
置:totalizer)を有する。これは、媒体中へ分配された総燃料を示す
ためである。1インチ(2.54cm)ホース(例えば、長さが30フィート(
9.14メートル))が、ディスペンサーに装着されたリール上に収納され得、
そして燃料を分配するために用いられ得る。自動遮断ノズルが用いられ得る。
【手続補正18】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0056
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0056】 1つの実施形態において、PLCは、Allen−BradleyTM SLC
503プログラム可能ロジックコントローラーである。連絡アダプターが、この
ユニット中に組み込まれ、このユニットがリモートアクセスされることを可能に
し得る。このアダプターは、Allen−Bradleyモデル1747−KE
モジュールであり得る。標準の電話線にこの連絡アダプターをインターフェース
するため、非同期性パーソナルコンピューター(PC)モデムを用い得る。
【手続補正19】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0063
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0063】 この水は、5〜40重量%の濃度で、そして1つの実施形態においては、10
〜30重量%の濃度で、そして1つの実施形態においては、15〜25重量%の
濃度で、本発明の水性炭化水素燃料組成物中に存在する。
【手続補正20】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0065
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0065】 1つの実施形態では、通常は液体の炭化水素燃料は、ガソリン、すなわち、1
0%蒸留点で60℃〜90%蒸留点で205℃のASTM蒸留範囲を有する炭化
水素の混合物である。1つの実施形態では、ガソリンは、10ppm以下の塩素
含有量によって特徴付けられる、無塩素または低塩素ガソリンである。
【手続補正21】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0066
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0066】 本発明について有用であるディーゼル燃料は、任意のディーゼル燃料であり得
る。これらのディーゼル燃料は代表的に、300℃〜390℃、そして1つの実
施形態では330℃〜350℃の範囲の90%蒸留点温度を有する。これらの燃
料の粘度は代表的に、40℃にて1.3〜24センチストークスの範囲に及ぶ。
ディーゼル燃料は、ASTM D975に指定されるような、等級番号1−D、
2−Dまたは4−Dのいずれかとして分類され得る。これらのディーゼル燃料は
、アルコールおよびエステルを含み得る。1つの実施形態では、ディーゼル燃料
は、ASTM D2622−87に指定される試験方法によって決定した場合に
0.05重量%までの硫黄含有量を有する(低硫黄ディーゼル燃料)。1つの実
施形態では、ディーゼル燃料は、10ppm以下の塩素含有量によって特徴付け
られる、無塩素または低塩素のディーゼル燃料である。
【手続補正22】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0067
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0067】 通常は液体の炭化水素燃料は、50重量%〜95重量%、そして1つの実施形
態では60重量%〜95重量%、そして1つの実施形態では65重量%〜85重
量%、そして1つの実施形態では70重量%〜80重量%の濃度で本発明の水性
炭化水素燃料組成物中に存在する。
【手続補正23】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0068
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0068】 (化学添加剤) 1つの実施形態では、本発明に従って用いられる化学添加剤は、以下を含む乳
化剤組成物である:(i)ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤をアンモニ
アまたはアミンと反応させることによって作製される炭化水素燃料可溶性生成物
(このアシル化剤のヒドロカルビル置換基は、50〜500個の炭素原子を有す
る);(ii)1〜10の親水性親油性バランス(HLB)を有する、イオン性
または非イオン性の化合物;あるいは(i)と(ii)との混合物、ならびに(
iii)(i)および(ii)とは異なる水溶性塩。(i)、(ii)および(
iii)の混合物が好ましい。この乳化剤組成物は、0.05重量%〜20重量
%、そして1つの実施形態では、0.05重量%〜10重量%、そして1つの実
施形態では、0.1重量%〜5重量%、そして1つの実施形態では、0.1重量
%〜3重量%、そして1つの実施形態では、0.1重量%〜2.5重量%の濃度
で本発明の水性炭化水素燃料組成物中に存在する。
【手続補正24】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0070
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0070】 (炭化水素燃料可溶性生成物(i)) 炭化水素燃料可溶性生成物(i)についてのヒドロカルビル置換カルボン酸ア
シル化剤は、カルボン酸またはそのような酸の反応性等価物であり得る。反応性
等価物は、酸ハロゲン化物、無水物またはエステル(部分エステルを含む)など
であり得る。カルボン酸アシル化剤についてのヒドロカルビル置換基は、50〜
300個の炭素原子、そして1つの実施形態では、60〜200個の炭素原子を
含み得る。1つの実施形態では、アシル化剤のヒドロカルビル置換基は、750
〜3000、そして1つの実施形態では、900〜2000の数平均分子量を有
する。
【手続補正25】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0071
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0071】 1つの実施形態では、炭化水素燃料可溶性生成物(i)についてのヒドロカル
ビル置換カルボン酸アシル化剤は、カルボキシル基を除いて2〜20個の炭素原
子を含む、1以上のα−βオレフィン性不飽和カルボン酸試薬を、本明細書中以
下により充分に記載されるような1以上のオレフィンポリマーと反応させること
によって作製され得る。
【手続補正26】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0073
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0073】
【化1】 に対応するカルボン酸が挙げられ、 ここで、Rは水素、または飽和の脂肪族または脂環式、アリール、アルキルア
リールまたは複素環式基であり、好ましくは水素または低級アルキル基であり、
そしてR’は水素または低級アルキル基である。RおよびR’における炭素原子
の総数は代表的に、18個の炭素原子を超えない。有用な1塩基性α−βオレフ
ィン性不飽和のカルボン酸の特定の例としては、アクリル酸;メタクリル酸;桂
皮酸;クロトン酸;3−フェニルプロペン酸;αおよびβ−デセン酸が挙げられ
る。多塩基性酸試薬は好ましくは、ジカルボン酸であるが、トリカルボン酸およ
びテトラカルボン酸を用い得る。例示的な多塩基酸としては、マレイン酸、フマ
ル酸、メサコン酸、イタコン酸およびシトラコン酸が挙げられる。α−βオレフ
ィン性不飽和のカルボン酸試薬の反応性等価物としては、上記の酸の無水物、エ
ステルまたはアミド官能性誘導体が挙げられる。好ましい反応性等価物は、無水
マレイン酸である。
【手続補正27】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0075
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0075】 一般的に、オレフィンポリマーは、2〜30個の炭素原子の、そして1つの実
施形態では、2〜16個の炭素原子の末端ヒドロカルビルオレフィンのホモポリ
マーまたはインターポリマーである。より代表的なクラスのオレフィンポリマー
は、2〜6個の炭素原子、そして1つの実施形態では、2〜4個の炭素原子の末
端オレフィンのホモポリマーおよびインターポリマーからなるその群から選択さ
れる。
【手続補正28】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0077
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0077】 1つの実施形態では、オレフィンポリマーは、ポリイソブチレン(例えば、L
ewis酸触媒(例えば、塩化アルミニウムまたは三フッ化ホウ素)の存在下で
の35重量%〜75重量%のブテン含有量および30重量%〜60重量%のイソ
ブテン含有量を有するC4精錬流の重合によって得られるポリイソブチレン)で
ある。これらのポリイソブチレンは一般的に、主に(すなわち、総繰り返し単位
の50パーセントを超えて)、以下の構造のイソブテン繰り返し単位を含む:
【手続補正29】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0078
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0078】
【化2】 1つの実施形態では、オレフィンポリマーは、750〜3000の、そして1
つの実施形態では900〜2000の数平均分子量を有するポリイソブテン基(
またはポリイソブチレン基)である。
【手続補正30】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0080
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0080】
【化3】 ここで、Rは、50〜500個の炭素原子の、そして1つの実施形態では50
〜300個の、そして1つの実施形態では60〜200個の炭素原子のヒドロカ
ルビル基である。マレイン酸もしくは無水物またはそれらの誘導体の、ハロ炭化
水素を用いたアルキル化を介した、あるいはマレイン酸または無水物の、末端二
重結合を有するオレフィンポリマーとの反応を介した、これらのヒドロカルビル
置換コハク酸または無水物の産生は、当業者に周知であり、そして本明細書中で
詳細に考察する必要はない。
【手続補正31】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0081
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0081】 1つの実施形態では、生成物である炭化水素燃料可溶性生成物(i)について
のヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ヒドロカルビル置換基およびコ
ハク酸基からなるヒドロカルビル置換コハク酸アシル化剤である。ヒドロカルビ
ル置換基は、オレフィンポリマーから上記に考察されるように誘導される。ヒド
ロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、その構造内における、ヒドロカルビル
置換基1当量あたり平均して少なくとも1.3コハク酸基、そして1つの実施形
態では1.5〜2.5、そして1つの実施形態では1.7〜2.1のコハク酸基
の存在によって特徴付けられる。
【手続補正32】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0087
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0087】
【化4】 によって表され得、 ここで、上記の式では、各Rは独立して、1〜8個の炭素原子のヒドロカルビル
基または2〜8個の炭素原子のヒドロキシル置換ヒドロカルビル基であり、そし
て各R’は独立して、2〜8個の炭素原子のヒドロカルビレン(すなわち、二価
の炭化水素)基である。このような式における−R’−OH基は、ヒドロキシル
置換ヒドロカルビレン基を表す。R’は、非環式基、脂環式基または芳香族基で
あり得る。1つの実施形態では、R’は、非環式の直鎖または分枝鎖のアルキレ
ン基(例えば、エチレン、1,2−プロピレン、1,2−ブチレン、1,2−オ
クタデシレンなどの基)である。2つのR基が同じ分子中に存在する場合、これ
らは、直接的な炭素−炭素結合によって、またはヘテロ原子(例えば、酸素、窒
素または硫黄)を通して連結されて、5員環構造、6員環構造、7員環構造また
は8員環構造を形成し得る。このような複素環式アミンの例としては、N−(ヒ
ドロキシル低級アルキル)−モルホリン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−
チオモルホリン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−ピペリジン、N−(ヒド
ロキシル低級アルキル)−オキサゾリジン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)
−チアゾリジンなどが挙げられる。しかし、代表的に、各Rは独立して、7個ま
での炭素原子の低級アルキル基である。
【手続補正33】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0090
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0090】 ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤とアンモニアまたはアミンとの間で
の反応は、所望の生成物の形成を提供する条件下で行われる。代表的に、ヒドロ
カルビル置換カルボン酸アシル化剤およびアンモニアまたはアミンは、所望の生
成物が形成されるまで、一緒に混合され、そして50℃〜250℃、そして1つ
の実施形態では80℃〜200℃の範囲の温度まで;必要に応じて、通常は液体
、実質的に不活性な有機液体の溶媒/希釈剤の存在下で加熱される。1つの実施
形態では、ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤およびアンモニアまたはア
ミンは、0.3当量〜3当量のヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤/1当
量のアンモニアまたはアミンを提供するに充分な量で反応される。1つの実施形
態では、この比は、0.5:1〜2:1、そして1つの実施形態では1:1であ
る。
【手続補正34】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0091
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0091】 1つの実施形態では、炭化水素燃料可溶性生成物(i)は、1当量のポリイソ
ブテン基あたり平均1〜3個のコハク酸基を有するポリイソブテン置換無水コハ
ク酸を、ジエタノールアミンまたはジメチルエタノールアミンと、1対0.4〜
1.25の当量比(すなわち、カルボニル対アミンの比)で、そして1つの実施
形態では1:1で反応させることにより作製される。ポリイソブテン基は、75
0〜3000の数平均分子量、そして1つの実施形態では900〜2000の数
平均分子量を有する。
【手続補正35】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0093
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0093】 より詳細には、この好ましい実施形態では、成分(i)(a)は、アシル化剤
をアルカノールアミンと反応させることによって作製される炭化水素燃料可溶性
生成物であり、ここでこのアルカノールアミンは好ましくは、ジメチルエタノー
ルアミンまたはジエチルエタノールアミンである。好ましくは、成分(i)(a
)は、1500〜3000の範囲の数平均分子量(Mn)を有するポリイソブチ
レン基から作製され、そして1.3から2.5までの範囲でマレイン酸化(ma
leinate)またはコハク酸化(succinated)される。
【手続補正36】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0094
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0094】 成分(i)(b)は、アシル化剤を少なくとも1つのエチレンポリアミン(例
えば、TEPA(テトラエチレンペンタミン)、PEHA(ペンタエチレンヘキ
サアミン)、TETA(トリエチレンテトラミン)、ポリアミン基部、または少
なくとも1つの重(heavy)ポリアミン)と反応させることによって作製さ
れる炭化水素燃料可溶性生成物である。エチレンポリアミンは縮合されて、実施
例3に例示されるようにスクシンイミドを形成し得る。CO:Nについての反応
の当量比は、1:1.5〜1:0.5、より好ましくは、1: 1.3 〜1:
0.70、および最も好ましくは、1:1〜1:0.70であり、ここで、CO
:Nは、カルボニルの、アミン窒素に対する比である。また、成分(i)(b)
は好ましくは、700〜1300の数平均分子量を有するポリイソブチレン基か
ら作製され、そしてこれは、1.0〜1.3までの範囲でコハク酸化される。
【手続補正37】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0096
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0096】
【化5】 によって表されるアルキレンポリアミンであり、 ここで、nは、1〜10、好ましくは1〜7であり;各Rは独立して、水素原
子、700個までの炭素原子を、そして1つの実施形態では100個までの炭素
原子を、そして1つの実施形態では50個までの炭素原子を、そして1つの実施
形態では30個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基またはヒドロキシ置換
ヒドロカルビル基であり;そして「アルキレン」基は、1〜18個の炭素原子、
そして1つの実施形態では1〜6個の炭素原子を有する。
【手続補正38】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0097
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0097】 重ポリアミンは代表的に、低分子量ポリアミンおよび揮発性成分を除去して、
残渣として、しばしば「ポリアミン基部」と呼ばれるものを残すためのポリアミ
ン混合物のストリッピングから生じる。一般に、アルキレンポリアミン基部は、
200℃未満で沸騰する、2(重量)%未満の、通常は1(重量)%未満の物質
を有すると特徴付けられ得る。容易に入手可能であり、そして極めて有用である
ことが見出された、エチレンポリアミン基部の例では、この基部は、その全体が
参考として本明細書中に援用される米国特許第5,912,213号に示される
、2(重量)%未満の総ジエチレントリアミン(DETA)またはトリエチレン
テトラミン(TETA)を含む。Dow Chemical Company
of Freeport、Tex.から入手され、「E−100」と称される、
このようなエチレンポリアミン基部の代表的なサンプルは、15.6℃で1.0
168の比重、33.15重量パーセントの窒素および40で121センチスト
ークスの粘度を有する。このようなサンプルのガスクロマトグラフィー分析は、
このサンプルが、0.93(重量)%の「軽留分(Light End」(ジエ
チレントリアミンである可能性が最も高い)、0.72(重量)%トリエチレン
テトラミン、21.74(重量)%テトラエチレンペンタミンおよび76.61
(重量)%以上のペンタエチレンヘキサアミンを含むことを示した。別の市販の
サンプルは、HPA−X(登録商標)として公知のUnion Carbide
製である。これらのアルキレンポリアミン基部としては、環式縮合生成物(例え
ば、ピペラジンおよびジエチレントリアミンのより高次のアナログ、トリエチレ
ンテトラミンなど)が挙げられる。
【手続補正39】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0099
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0099】 別の実施形態では、i(a)およびi(b)の両方は、より高分子量のポリイ
ソブチレン基(Mnが1500以上、好ましくは1500〜3000であること
を意味する)から各々作製され得る。代替的な実施形態では、成分i(a)およ
びi(b)は、より低分子量のポリイソブチレン基(Mnが1300以下、好ま
しくは700〜1300であることを意味する)から各々作製され得る。
【手続補正40】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0100
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0100】 別の実施形態では、成分i(a)は、700〜1300の範囲の数平均分子量
を有するポリイソブチレン基から作製され、そして成分i(b)は、1500〜
3000の範囲のMnを有するポリイソブチレン基から作製される。
【手続補正41】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0102
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0102】 好ましくは、成分(i)(b)は、成分(i)の総重量に基づいて0.05%
〜0.95%の量で成分(i)(a)と合わされる。
【手続補正42】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0103
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0103】 別の実施形態では、炭化水素燃料可溶性生成物(i)は、(I)第1ポリカル
ボン酸アシル化剤(この第1ポリカルボン酸アシル化剤は、20個〜500個の
炭素原子のヒドロカルビル置換基の少なくとも1つを有する)、(II)第2ポ
リカルボン酸アシル化剤(この第2ポリカルボン酸アシル化剤は必要に応じて、
500個までの炭素原子のヒドロカルビル置換基の少なくとも1つを有する)か
ら構成される塩組成物であり、このポリカルボン酸アシル化剤(I)および(I
I)は、2以上の一級アミノ基、2以上の二級アミノ基、少なくとも1つの一級
アミノ基および少なくとも1つの二級アミノ基、少なくとも2つのヒドロキシル
基または少なくとも1つの一級もしくは二級のアミノ基および少なくとも1つの
ヒドロキシル基を有する連結化合物由来の連結基(III)によって一緒に結合
されており、このポリカルボン酸アシル化剤(I)および(II)は、(IV)
アンモニアまたはアミンと共に塩を形成する。
【手続補正43】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0104
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0104】 第1アシル化剤(I)のヒドロカルビル置換基は、30〜500個の炭素原子
を、そして1つの実施形態では40〜500個の炭素原子を、そして1つの実施
形態では50〜500個の炭素原子を有し得る。
【手続補正44】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0105
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0105】 第2アシル化剤(II)の任意のヒドロカルビル置換基は、1〜500個の炭
素原子を、そして1つの実施形態では6〜500個の炭素原子を、そして1つの
実施形態では12〜500個の炭素原子を、そして1つの実施形態では18〜5
00個の炭素原子を、そして1つの実施形態では24〜500個の炭素原子を、
そして1つの実施形態では30〜500個の炭素原子を、そして1つの実施形態
では40〜500個の炭素原子を、そして1つの実施形態では50〜500個の
炭素原子を有し得る。
【手続補正45】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0107
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0107】 第1のアシル化剤(I)および第2のアシル化剤(II)のヒドロカルビル基
は、オレフィンのオリゴマーまたはポリマーから独立して誘導され得る。オレフ
ィンのオリゴマーまたはポリマーは、2〜10個の炭素原子、そして1つの実施
形態においては、3〜6個の炭素原子、そして1つの実施形態においては4個の
炭素原子のオレフィンモノマーから誘導され得る。このモノマーの例としては、
以下が挙げられる:エチレン;プロピレン;ブテン−1;ブテン−2;イソブテ
ン;ペンテン−1;ヘプテン−1;オクテン−1;ノネン−1;デセン−1;ペ
ンテン−2;またはこれらの2以上の混合物。
【手続補正46】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0108
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0108】 第1のアシル化剤(I)および/または第2のアシル化剤(II)のヒドロカ
ルビル基は、独立して、同一または異なる分子量のポリイソブテン基であり得る
。このポリイソブテン基のいずれかまたは両方は、35重量%〜75重量%のブ
テン含量および30重量%〜60重量%のイソブテン含量を有するC4精製スト
リームの重合により作製され得る。
【手続補正47】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0109
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0109】 第1のアシル化剤(I)および/または第2のアシル化剤(II)のヒドロカ
ルビル基は、独立して、高メチルビニリデン異性体含量(すなわち、少なくとも
50重量%のメチルビニリデン、そして1つの実施形態においては、少なくとも
70重量%のメチルビニリデン)を有するポリイソブテンから誘導されるポリイ
ソブテン基であり得る。適切な高メチルビニリデンポリイソブテンとしては、三
フッ化ホウ素触媒を用いて調製されるメチルビニリデンポリイソブテンが挙げら
れる。メチルビニリデン異性体が全オレフィン組成のうちの高い百分率を構成す
る、このようなポリイソブテンの調製は、米国特許第4,152,499号およ
び同第4,605,808号(これら各々の開示は、本明細書中に参考として援
用される)に記載される。これらの高メチルビニリデン異性体を用いる利点は、
アシル化剤(I)および(II)が、塩素を含まないプロセスを用いて形成され
得ることであり、このプロセスは、これらのアシル化剤が添加される燃料組成物
が、塩素を含まない燃料であることまたは低塩素燃料であることを必要とされる
場合に重要である。
【手続補正48】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0110
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0110】 1つの実施形態においては、アシル化剤(I)および(II)の各々のヒドロ
カルビル置換基の各々は、ポリイソブテン基であり、そして各ポリイソブテン基
は、独立して、500〜3000の範囲の数平均分子量を有し、そして1つの実
施形態においては、900〜2400の範囲の数平均分子量を有する。
【手続補正49】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0111
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0111】 アシル化剤(I)のヒドロカルビル置換基は、2000〜2600の数平均分
子量を有するポリイソブテン基であり得、そして1つの実施形態においては、2
200〜2400、そして1つの実施形態においては、2300の数平均分子量
を有するポリイソブテン基であり得る。アシル化剤(II)のヒドロカルビル置
換基は、700〜1300の数平均分子量を有するポリイソブテン基であり得、
そして1つの実施形態においては、900〜1100、そして1つの実施形態に
おいては1000の数平均分子量を有するポリイソブテン基であり得る。
【手続補正50】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0112
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0112】 第1のアシル化剤(I)を第2のアシル化剤(II)と連結するための連結基
(III)は、ポリオール、ポリアミン、またはヒドロキシアミンから誘導され
得る。ポリオールは、式: R−(OH)m で示される化合物であり得、ここで、上記の式において、Rは、mの結合価を有
する有機基であり、Rは、炭素−酸素結合を介してOH基に結合し、そしてmは
、2〜10の整数、そして1つの実施形態においては、2〜6の整数である。こ
のポリオールは、グリコールであり得る。アルキレングリコールが有用である。
使用され得るポリオールの例としては、以下が挙げられる:エチレングリコール
、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール
、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール
、ジブチレングリコール、トリブチレングリコール、1,2−ブタンジオール、
2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオール、2,3−ヘキサンジオール、1,
2−シクロヘキサンジオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール
、1,7−ヘプタンジオール、2,4−ヘプタンジオール、1,2,3−ヘキサ
ントリオール、1,2,4−ヘキサントリオール、1,2,5−ヘキサントリオ
ール、2,3,4−ヘキサントリオール、1,2,3−ブタントリオール、1,
2,4−ブタントリオール、2,2,6,6−テトラキス−(ヒドロキシメチル
)シクロヘキサノール、1,10−デカンジオール、ジギタロース、2−ヒドロ
キシメチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール−(トリ−メチルエタン)
、または2−ヒドロキシメチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール−(ト
リエチルプロパン)など。上記のうちの2つ以上の混合物も使用され得る。
【手続補正51】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0114
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0114】
【化6】 で示されるアルキレンポリアミンが特に有用であり、ここで、nは、1と10と
の間の平均値、そして1つの実施形態においては2と7との間の平均値を有し、
「アルキレン」基は、1〜10個の炭素原子、そして1つの実施形態においては
、2〜6個の炭素原子を有し、そして各Rは、独立して、水素、30個までの炭
素原子の脂肪族基またはヒドロキシ置換脂肪族基である。これらのアルキレンポ
リアミンとしては、メチレンポリアミン、エチレンポリアミン、ブチレンポリア
ミン、プロピレンポリアミン、ペンチレンポリアミンなどが挙げられる。このよ
うなポリアミンの特定の例としては、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミ
ン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、トリプロピレンテトラミン、
テトラエチレンペンタミン、ヘキサエチレンヘプタミン、ペンタエチレンヘキサ
ミン、またはこれらのうちの2つ以上の混合物が挙げられる。
【手続補正52】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0116
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0116】 アシル化剤(I)および(II)を連結するための連結化合物(III)とし
て有用なヒドロキシアミンは、第一級アミンまたは第二級アミンであり得る。用
語「ヒドロキシアミン」および「アミノアルコール」は、同じクラスの化合物を
記載し、従って、交換可能に使用され得る。1つの実施形態においては、ヒドロ
キシアミンは、(a)N−(ヒドロキシル置換ヒドロカルビル)アミン、(b)
(a)のヒドロキシル置換ポリ(ヒドロカルビルオキシ)アナログ、または(a
)および(b)の混合物である。このヒドロキシアミンは、1〜40個の炭素原
子を含むアルカノールアミンであり得、そして1つの実施形態においては、1〜
20個の炭素原子、そして1つの実施形態においては、1〜10個の炭素原子を
含むアルカノールアミンであり得る。
【手続補正53】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0118
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0118】
【化7】 によって示され得、ここで各Rは、独立して、1〜8個の炭素原子のヒドロカル
ビル基または2〜8個の炭素原子のヒドロキシル置換ヒドロカルビル基であり、
そしてR’は、2〜18個の炭素原子の2価の炭化水素基である。代表的には、
各Rは、7個までの炭素原子の低級アルキル基である。このような式における基
−R’−OHは、ヒドロキシル置換ヒドロカルビル基を示す。R’は、非環式基
、脂環式基または芳香族基であり得る。代表的には、R’は、非環式直鎖アルキ
レン基または非環式分枝アルキレン基(例えば、エチレン基、1,2−プロピレ
ン基、1,2−ブチレン基、1,2−オクタデシレン基など)である。
【手続補正54】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0120
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0120】
【化8】 で示され得、ここでxは、2〜15の数であり、そしてRおよびR’は、上記の
通りである。
【手続補正55】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0121
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0121】 アシル化剤(I)および(II)を連結するための連結化合物(III)とし
て有用なヒドロキシアミンは、米国特許第3,576,743号において一般式
: Ra−NH2 によって記載されるヒドロキシ置換第一級アミンのうちの1つであり得、ここで
aは、少なくとも1つのアルコール性ヒドロキシ基を含む1価の有機基である
。Raにおける炭素原子の総数は、好ましくは、20個を超えない。全体で10
個までの炭素原子を含むヒドロキシ置換脂肪族第一級アミンが有用である。10
個までの炭素原子および6個までのヒドロキシル基を含む1つのアルキル置換基
を有する、ポリヒドロキシ置換アルカノール第一級アミン(ここで、1つのアミ
ノ基のみが存在する(すなわち、第一級アミノ基))が有用である。これらのア
ルカノール第一級アミンは、Ra−NH2に相当し、ここでRaは、モノO置換ア
ルキル基またはポリヒドロキシ置換アルキル基である。ヒドロキシル基のうちの
少なくとも1つが第一級アルコール性ヒドロキシル基であることが望ましい。ヒ
ドロキシ置換第一級アミンの特定の例としては、以下が挙げられる:2−アミノ
−1−ブタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、p−(β−ヒ
ドロキシエチル)−アニリン、2−アミノ−1−プロパノール、3−アミノ−1
−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ア
ミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、N−(β−ヒドロキシプロピル
)−N’−(β−アミノエチル)−ピペラジン、トリス−(ヒドロキシメチル)
アミノメタン(トリスメチロールアミノメタンとしても知られる)、2−アミノ
−1−ブタノール、エタノールアミン、β−(β−ヒドロキシエトキシ)−エチ
ルアミン、グルカミン、グルソアミン、4−アミノ−3−ヒドロキシ−3−メチ
ル−1−ブテン(これは、イソプレンオキシドをアンモニアと反応させることに
よって、当該分野において公知の手順に従って調製され得る)、N−3(アミノ
プロピル)−4−(2−ヒドロキシエチル)−ピペラジン、2−アミノ−6−メ
チル−6−ヘプタノール、5−アミノ−1−ペンタノール、N−(β−ヒドロキ
シエチル)−1,3−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノ−2−ヒドロキシプ
ロパン、N−(β−ヒドロキシエトキシエチル)−エチレンジアミン、トリスメ
チロールアミノメタンなど。
【手続補正56】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0125
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0125】
【化9】 で示され得、ここでR1、R2およびR3は、同一であるかまたは異なるヒドロカ
ルビル基である。好ましくは、R1、R2およびR3は、独立して、1〜20個の
炭素原子のヒドロカルビル基であり、そして1つの実施形態においては、1〜1
0個の炭素原子のヒドロカルビル基である。有用な第三級アミンの例としては、
以下が挙げられる:トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン
、トリブチルアミン、モノメチルジエチルアミン、モノエチルジメチルアミン、
ジメチルプロピルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルペンチルアミン、ジ
メチルヘキシルアミン、ジメチルヘプチルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジ
メチルノニルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルフェニルアミン、N,N
−ジオクチル−1−オクタンアミン、N,N−ジドデシル−1−ドデカンアミン
、トリココアミン、三水素化獣脂アミン(tallowamine)、N−メチ
ル−二水素化獣脂アミン、N,N−ジメチル−1−ドデカンアミン、N,N−ジ
メチル−1−テトラデカンアミン、N,N−ジメチル−1−ヘキサデカンアミン
、N,N−ジメチル1−オクタデカンアミン、N,N−ジメチルココアミン、N
,N−ジメチル大豆アミン(dimethylsoyaamine)、N,N−
ジメチル水素化獣脂アミンなど。
【手続補正57】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0127
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0127】
【化10】 ここで、各Rは、独立して、1〜8個の炭素原子のヒドロカルビル基、または2
〜8個の炭素原子のヒドロキシル置換ヒドロカルビル基であり、そしてR’は、
2〜18個の炭素原子の二価のヒドロカルビル基である。このような式の中の−
R’−OH基は、ヒドロキシル置換ヒドロカルビル基を示す。R’は、非環式基
、脂環式基、または芳香族基であり得る。代表的には、R’は、エチレン、1,
2−プロピレン、1,2−ブチレン、1,2−オクタデシレンなどの基のような
、非環式の直鎖アルキレン基または分枝アルキレン基である。2つのR基が、同
じ分子に存在する場合、これらの基を、直接的な炭素−炭素結合によってか、ま
たはヘテロ原子(例えば、酸素、窒素もしくはイオウ)を介して、結合させて、
5員環構造、6員環構造、7員環構造、または8員環構造を形成し得る。このよ
うな複素環式アミンの例としては、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−モルホ
リン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−チオモルホリン、N−(ヒドロキシ
ル低級アルキル)−ピペリジン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−オキサゾ
リン、N−(ヒドロキシル低級アルキル)−チアゾリジンなどが挙げられる。し
かし、代表的には、各Rは、7個までの炭素原子の低級アルキル基である。有用
な、ヒドロキシアミンは、ジメチルアミノエタノールである。ヒドロキシルアミ
ンはまた、エテールのN−(ヒドロキシ−置換ヒドロカルビル)アミンであり得
る。上記のヒドロキシアミンのヒドロキシル置換ポリ(ヒドロカルビルオキシ)
アナログが存在する(これらのアナログとしてはまた、ヒドロキシル置換オキシ
アナログが挙げられる)。このようなN−(ヒドロキシ−置換ヒドロカルビル)
アミンを、上記のアミンのエポキシドとの反応により、簡便に調製し得、そして
以下の式により示され得る:
【手続補正58】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0128
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0128】
【化11】 ここで、xは、2〜15の数であり、そしてRおよびR’は、上に記載される。
【手続補正59】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0130
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0130】
【化12】 ここで、nは、1〜10であって、好ましくは、1〜7であり;各Rは、独立し
て、水素原子、ヒドロカルビル基またはヒドロキシ置換ヒドロカルビル基(これ
らは、700個までの炭素原子、および1つの実施形態では、100個までの炭
素原子、および1つの実施形態では、50個までの炭素原子、および1つの実施
形態では、30個までの炭素原子、を有する)であり;そして「アルキレン」基
は、1〜18個の炭素原子、および1つの実施形態では、1〜6個の炭素原子、
を有する。
【手続補正60】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0132
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0132】 これらの塩組成物の調製の際に利用した反応物の比率は、広範にわたる。一般
に、アシル化剤(I)および(II)の各々の各当量について、少なくとも1当
量の連結化合物(III)を用いた。0.1〜2当量、もしくはそれを超える当
量のアンモニアまたはアミン(IV)を、それぞれ、アシル化剤(I)および(
II)の各当量に用いる。連結化合物(III)の上限は、アシル化剤(I)お
よび(II)の各当量について、2当量の連結化合物(III)である。一般に
、アシル化剤(II)に対するアシル化剤(I)の当量の割合は、0.5〜2で
あり、1:1が有用である。アシル化剤(I)および(II)の各々の各当量に
ついて有用な量の反応物は、2当量の連結化合物(III)、および0.1〜2
当量のアンモニアまたはアミン(IV)を含む。
【手続補正61】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0137
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0137】 アシル化剤(I)および(II)を、従来のエステル形成技術および/または
アミド形成技術に従って連結化合物(III)と反応させ得る。これは、通常、
アシル化剤(I)および(II)を連結化合物(III)と共に、必要に応じて
、通常の液体(実質的に不活性な有機液体溶媒/希釈剤)の存在下で、加熱する
工程を包含する。少なくとも30℃の温度から最も低い分解温度を有する反応成
分および/または生成物の分解温度までの温度が用いられる。この温度は、アシ
ル化剤(I)および(II)が無水物である場合、50℃〜130℃、および1
つの実施形態では80℃〜100℃の範囲の中であり得る。他方、アシル化剤(
I)および(II)が酸である場合、この温度は、代表的には、100℃〜30
0℃の範囲内にある。125℃〜250℃の範囲内の温度が、しばしば用いられ
る。
【手続補正62】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0139
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0139】 アシル化剤(I)およびアシル化剤(II)と、塩形成アンモニアまたはアミ
ン(IV)との間の反応は、従来の技術を用いて塩形成条件下で実行される。代
表的には、これらの成分は互いに混合され、そして、必要に応じて、通常の液体
(実質的に不活性な有機液体溶媒/希釈剤)の存在下で、所望の塩生成物が形成
されるまで、20℃から、最も低い分解温度を有する反応成分および/または生
成物の分解温度までの範囲の温度、および1つの実施形態では、50℃〜130
℃の範囲の温度、および1つの実施形態では80℃〜110℃の範囲の温度まで
加熱される。
【手続補正63】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0144
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0144】 炭化水素燃料可溶性生成物(i)は、本発明の水性炭化水素燃料組成物中、0
.1〜15重量%の濃度で、そして一実施形態において、0.1〜10重量%の
濃度で、そして一実施形態において、0.1〜5重量%の濃度で、そして一実施
形態において、0.1〜2重量%の濃度で、そして一実施形態において、0.1
〜1重量%の濃度で、そして一実施形態において、0.1〜0.7重量%の濃度
で存在する。
【手続補正64】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0145
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0145】 (イオン性または非イオン性化合物(ii)) イオン性または非イオン性化合物(ii)は、1〜10、そして一実施形態に
おいて、4〜8の範囲の親水性親油性バランス(HLB)を有する。これらの化
合物の例は、North American & International Editionの「Mccutcheon’s Emulsifiers a
nd Detergents」、1998,North American E
dition,1−235頁に記載され、そしてInternational
Editionの1−999頁は、1〜10の範囲のHLBを有するこのような
イオン性および非イオン性化合物の開示について本明細書中で参考として援用さ
れる。有用な化合物には、アルカノールアミド、アルキルアリールスルホネート
、アミンオキシド、ポリ(オキシアルキレン)化合物(アルキレンオキシド繰返
し単位を含むブロックコポリマーを含む)、カルボキシル化アルコールエトキシ
レート、エトキシル化アルコール、エトキシル化アルキルフェノール、エトキシ
ル化アミンおよびアミド、エトキシル化脂肪酸、エトキシル化脂肪エステルおよ
びオイル、脂肪エステル、脂肪酸アミド、グリセロールエステル、グリコールエ
ステル、ソルビタンエステル、イミダゾリン誘導体、レシチンおよび誘導体、リ
グニンおよび誘導体、モノグリセリドおよび誘導体、オレフィンスルホネート、
リン酸エステルおよび誘導体、プロポキシル化およびエトキシル化脂肪酸または
アルコールまたはアルキルフェノール、ソルビタン誘導体、スクロースエステル
および誘導体、スルフェートまたはアルコールまたはエトキシル化アルコールま
たは脂肪エステル、ドデシルおよびトリデシルベンゼンのスルホン酸塩、または
縮合ナフタレンまたは石油、スルホサクシネートおよび誘導体、ならびにトリデ
シルおよびドデシルベンゼンスルホン酸が挙げられる。
【手続補正65】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0147
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0147】
【化13】 ここで、xおよびx’は、この式に示されるように、プロピレンオキシドの繰返
し単位の数であり、yは、エチレンオキシドの繰返し単位の数である。一実施形
態において、xおよびx’は、独立して、0〜20の範囲の数であり、そしてy
は、4〜60の範囲の数である。一実施形態において、このコポリマーは、18
00〜3000の数平均分子量を有し、一実施形態において、21000〜27
00の数平均分子量を有する。
【手続補正66】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0148
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0148】 一実施形態において、このイオン性または非イオン性化合物(ii)は、12
〜30個の炭素原子を有するアシル化剤とアンモニアまたはアミンとを反応させ
ることによって作製される炭化水素燃料可溶性生成物である。このアシル化剤は
、12〜24個の炭素原子を含み得、そして一実施形態において、12〜18個
の炭素原子を含み得る。このアシル化剤は、カルボン酸またはその反応性等価物
であり得る。この反応性等価物には、酸ハライド、無水物、エステルなどが挙げ
られる。これらのアシル化剤は、一塩基酸または多塩基酸であり得る。この多塩
基酸は、好ましくは、ジカルボン酸であるが、トリカルボン酸およびテトラカル
ボン酸も使用され得る。これらのアシル化剤は脂肪酸であり得る。例には、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸
などが挙げられる。これらのアシル化剤は、それぞれ以下の式で表される、コハ
ク酸または無水琥珀酸であり得る:
【手続補正67】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0149
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0149】
【化14】 ここで、上述の各式Rは、10〜28の炭素原子のヒドロカルビル基であり、そ
して1つの実施形態では、12〜20の炭素原子のヒドロカルビル基である。例
としては、テトラプロピレン置換のコハク酸または無水コハク酸、ヘキサデシル
コハク酸または無水ヘキサデシルコハク酸などが挙げられる。アミンは、炭化水
素燃料可溶性生成物(i)を作製する際に有用であるような上記のアミンのいず
れかであり得る。アシル化剤とアンモニアまたはアミンとの間の反応生成物は、
塩、エステル、アミド、イミドまたはそれらの組み合わせであり得る。この塩は
、アシル化剤の分子の残基およびアンモニアまたはアミンの分子の残基を含む、
カルボキシル基の1つが同じ基内の窒素原子にイオン結合する内部塩であるか、
または同じ分子の一部ではない窒素原子でイオン塩の基が形成される外部塩であ
り得る。アシル化剤とアンモニアまたはアミンとの間の反応は、所望の生成物の
形成のために提供された条件下で行われる。代表的には、アシル化剤およびアン
モニアまたはアミンが一緒に混合され、そして所望の生成物が形成するまで、必
要に応じて通常は液体の、実質的に不活性な有機液体溶媒/希釈剤の存在下で、
50℃〜250℃(1つの実施形態では、80℃〜200℃)の範囲の温度に加
熱される。1つの実施形態では、アシル化剤およびアンモニアまたはアミンは、
アンモニアまたはアミンの1当量あたり、0.3〜3当量のアシル化剤を提供す
るに十分な量で反応される。1つの実施形態では、この比は、0.5:1から2
:1までであり、そして1つの実施形態では、1:1である。
【手続補正68】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0150
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0150】 1つの実施形態では、イオン性または非イオン性の化合物(ii)は、無水ヘ
キサデシルコハク酸とジメチルエタノールアミンとを、1:1から1:1.5ま
での当量比(すなわち、アミンに対するカルボニルの割合)(1つの実施形態で
は、1:1.35)で反応させることにより作製されるエステル/塩である。
【手続補正69】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0151
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0151】 イオン性または非イオン性の化合物(ii)は、0.01〜15重量%、そし
て1つの実施形態では、0.01〜10重量%、そして1つの実施形態では、0
.01〜5重量%、そして1つの実施形態では、0.01〜3重量%、そして1
つの実施形態では、0.1〜1重量%の濃度で、本発明の水性炭化水素燃料組成
物中に存在し得る。
【手続補正70】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0152
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0152】 (水溶性の塩(iii)) 水溶性の塩(iii)は、他の添加剤または炭化水素燃料を妨害しない、水溶
液中の陽イオンおよび陰イオンを形成し得る任意の材料であり得る。これらとし
ては、有機硝酸アミン、アジドおよびニトロ化合物が挙げられる。アルカリ金属
およびアルカリ土類金属の炭酸塩、硫酸塩、硫化物、スルホン酸塩なども含まれ
る。以下の式 k[G(NR3yy+nXp- により表されるアミンまたはアンモニウム塩が特に有用であり、ここでGは、水
素または1〜8の炭素原子(そして1つの実施形態では1〜2の炭素原子)のy
価の有機基であり;各Rは、独立して水素または1〜10の炭素原子(そして1
つの実施形態では1〜5の炭素原子、そして1つの実施形態では、1〜2の炭素
原子)のヒドロカルビル基であり;Xp-は、p価のアニオンであり;そしてk、
y、nおよびpは、独立して少なくとも1の整数である。GがH、yが1である
場合、正電荷ky+の和は、負電荷nXp-の和に等しい。1つの実施形態では、
Xは、硝酸イオンであり;そして1つの実施形態では、Xは、酢酸イオンである
。例としては、硝酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、硝酸メチルアンモニウム
、酢酸メチルアンモニウム、エチレンジアミン二酢酸、硝酸尿素よび二硝酸尿素
が挙げられる。硝酸アンモニウムは、特に有用である。
【手続補正71】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0155
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0155】 この水溶性の塩(iii)は、0.001〜1重量%(1つの実施形態では、
0.01〜1重量%)の濃度で、本発明の水性炭化水素燃料組成物中に存在し得
る。
【手続補正72】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0156
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0156】 (セタン向上剤) 1つの実施形態では、本発明の水性炭化水素燃料組成物は、セタン向上剤を含
む。有用であるセタン向上剤としては、過酸化物、ニトレート、亜硝酸化合物、
ニトロカルバメートなどが挙げられる。有用なセタン向上剤としては、ニトロプ
ロパン、ジニトロプロパン、テトラニトロメタン、2−ニトロ−2−メチル−1
−ブタノール、2−メチル−2−ニトロ−1−プロパノールなどが挙げられる。
置換または無置換の脂肪族アルコールまたは脂環式アルコール(これらのアルコ
ールは、一価であってもよいし、多価であってもよい)の硝酸エステルもまた含
まれる。これらとしては、10までの炭素原子(1つの実施形態では、2〜10
の炭素原子)を有する置換または無置換のアルキルニトレートまたはシクロアル
キルニトレートが挙げられる。アルキル基は、直鎖アルキル基もしくは分岐アル
キル基、または直鎖アルキル基および分岐アルキル基の混合のいずれかであり得
る。例としては、メチルニトレート、エチルニトレート、n−プロピルニトレー
ト、イソプロピルニトレート、アリルニトレート、n−ブチルニトレート、イソ
ブチルニトレート、sec−ブチルニトレート、tert−ブチルニトレート、
n−アミルニトレート、イソアミルニトレート、2−アミルニトレート、3−ア
ミルニトレート、tert−アミルニトレート、n−ヘキシルニトレート、n−
ヘプチルニトレート、n−オクチルニトレート、2−エチルヘキシルニトレート
、sec−オクチルニトレート、n−ノニルニトレート、n−デシルニトレート
、シクロペンチルニトレート、シクロヘキシルニトレート、メチルシクロヘキシ
ルニトレートおよびイソプロピルシクロヘキシルニトレートが挙げられる。アル
コキシ置換脂肪族アルコールの硝酸エステル(例えば、2−エトキシエチルニト
レート、2−(2−エトキシ−エトキシ)エチルニトレート、1−メトキシプロ
ピル−2−ニトレート、4−エトキシブチルニトレートなど)、およびジオール
ニトレート(例えば、1,6−ヘキサメチレンジニトレート)もまた、有用であ
る。特に有用なセタン向上剤は、2−エチルヘキシルニトレートである。
【手続補正73】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0157
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0157】 本発明の水性炭化水素燃料組成物中のセタン向上剤の濃度は、所望のセタン価
をこのような組成物に提供するに十分な任意の濃度であり得る。1つの実施形態
では、セタン向上剤の濃度は、10重量%までのレベルであり、そして1つの実
施形態では、0.05〜10重量%であり、そして1つの実施形態では、0.0
5〜5重量%であり、そして1つの実施形態では、0.05〜1重量%である。
【手続補正74】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0158
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0158】 (さらなる添加剤) 前述の化学添加剤に加えて、当業者に周知である他の添加剤が使用され得る。
これらには、四アルキル鉛のようなアンチノック剤、ハロアルカンのような鉛ス
カベンジャー(例えば、二塩化エチレンおよび二臭化エチレン)、灰を伴わない
(ashless)分散剤、トリアリールホスフェートのような沈殿防止剤また
は改質剤、染料、セタン改変剤、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフ
ェノールのような抗酸化剤、アルキル化コハク酸およびアルキル化無水コハク酸
のようなさび止め剤、細菌発育阻止剤、ゴム状化インヒビター、金属非活性化剤
、デマルシファイアー、シリンダー上部の潤滑剤および抗着氷剤が挙げられる。
これらの化学添加剤は、水性炭化水素燃料組成物の総重量に基づいて1重量%ま
での濃度で使用され得、そして1つの実施形態では、0.01〜1%重量%であ
る。
【手続補正75】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0159
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0159】 本発明の水性炭化水素燃料組成物中の化学添加剤の総濃度は、0.05〜30
重量%であり得、そして1つの実施形態では、0.1〜20重量%、そして1つ
の実施形態では、0.1〜15重量%、そして1つの実施形態では、0.1〜1
0重量%、そして1つの実施形態では、0.1〜5重量%の範囲であり得る。
【手続補正76】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0160
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0160】 (有機溶媒) 化学添加剤は、ナフサ、ベンゼン、トルエン、キシレンのような実質的に不活
性な、通常は液体の有機溶媒または上記のような通常は液体の有機溶媒で希釈さ
れて、添加剤濃縮物を形成し得、これは次いで、本発明に従う通常は液体の炭化
水素燃料と混合される。これらの濃縮物は、一般に、10重量%〜90重量%の
前述の溶媒を含む。これらの水性炭化水素燃料組成物は、60重量%まで(1つ
の実施形態では、0.01〜50重量%、そして1つの実施形態では、0.01
〜20重量%、そして1つの実施形態では、0.1〜5重量%、そして1つの実
施形態では、0.1〜3重量%)の有機溶媒を含み得る。
【手続補正77】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0161
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0161】 (不凍剤) 1つの実施形態では、本発明の水性炭化水素燃料組成物は、不凍剤を含む。不
凍剤は、代表的にはアルコールである。例としては、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、メタノール、エタノールおよびこれらの混合物が挙げられる
。メタノール、エタノールおよびエチレングリコールは、特に有用である。不凍
剤は、代表的には、本発明の組成物中で使用される水の凍結を防ぐに十分な濃度
で使用される。従って、この濃度は、プロセスが操作される温度または燃料が貯
蔵もしくは使用される温度に依存する。1つの実施形態では、この濃度は、10
重量%までのレベルであり、そして1つの実施形態では、水性炭化水素燃料組成
物の0.1〜10重量%であり、そして1つの実施形態では、1〜5重量%であ
る。
【手続補正78】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0166
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0166】 前述の調合物Aを有する水性炭化水素燃料組成物は、上記のプロセスおよび装
置を使用して調製される。高剪断ミキサー10は、20HPモーターを備える、
IKA−Maschinbau製のDispax−ReactorDR3/9で
ある。このミキサーは、連続して配列された3つのUltra−Turrax
UTL−T./8ローター−ステーターを有する。これらのローター−ステータ
ーは、時々超微紛生成機(superfine generator)といわれ
る。ローターは、5500rpmで回転する。ミキサー10への入口は2インチ
の入口である。混合タンク12は、120ガロン(454.5リットル)の容量
を有する。バッチサイズは、100ガロン(378.8リットル)(730ポン
ド(331.4Kg))である。以下の時間サイクルを使用する。
【手続補正79】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0167
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0167】
【数1】 バッチの温度は、初め75°F(23.9℃)であり、そして混合の間に11
7°F(47.2℃)に上昇する。水性炭化水素燃料組成物のサンプルを、28
.5分にて混合サイクル中に取り入れ、そして水相の液滴サイズについて分析し
た。この水相の液適サイズのプロットを図5に示す。図5は、0.45ミクロン
の平均直径を有する液滴の分布を示す。
【手続補正80】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図1】
【手続補正81】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図2】
【手続補正82】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図3】
【手続補正83】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図4】
【手続補正84】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図5】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/483,481 (32)優先日 平成12年1月14日(2000.1.14) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),AU,BR,C A,JP,MX,SG (72)発明者 ランガー, デボラ エイ. アメリカ合衆国 オハイオ 44026, チ ェスターランド, ロック ヘイブン 12405 (72)発明者 ウエストフォール, デイビット エル. アメリカ合衆国 オハイオ 44107, レ イクウッド, モリソン アベニュー 2117 (72)発明者 グラフ, ロバート ティー. アメリカ合衆国 オハイオ 44143, ハ イランド ハイツ, メドウェイ ロード 387 (72)発明者 デイヴ, ハーシダ アメリカ合衆国 オハイオ 44143, ハ イランド ハイツ, ロングスパー ロー ド 495 (72)発明者 ミュレイ, ジョン ジェイ. アメリカ合衆国 オハイオ 44060, メ ンター, ロリ ジーン ドライブ 9251 (72)発明者 ダリー, ダニエル ティー. アメリカ合衆国 オハイオ 44139, ソ ウロン, ポプハム レイン 33166 (72)発明者 シファール, エリザベス エイ. アメリカ合衆国 サウスカロライナ 29651, グリーア, ブライアベリー コート 18 (72)発明者 フィリッピーニ, ブライアン ビー. アメリカ合衆国 オハイオ 44060, メ ンター−オン−ザ−レイク, サウス ウ インズ ドライブ 25800, アパートメ ント 132 (72)発明者 アブラハム, ウィリアム ディー. アメリカ合衆国 オハイオ 44121, サ ウス ユークリド, メリーマウンド ロ ード 3935 (72)発明者 ファクルト, ジェニファー エヌ. アメリカ合衆国 オハイオ 44094, ウ ィロウバイ ヒルズ, パー レイン ナ ンバー 809 2260 Fターム(参考) 4H013 AA05 CD01 CD05 DC06 DC07

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水性炭化水素燃料組成物を作製するためのプロセスであって
    、該プロセスは、以下: (A)通常は液体の炭化水素燃料と少なくとも1つの化学添加剤とを混合して
    、炭化水素燃料−添加剤混合物を形成する工程;および (B)高剪断ミキサー中、高剪断混合条件下で、該炭化水素燃料−添加剤混合
    物を水と混合して、該水性炭化水素燃料組成物を形成する工程であって、該水性
    炭化水素燃料組成物は不連続な水相を含み、該不連続な水相は、1.0ミクロン
    以下の平均直径を有する水滴からなる、工程、 を包含する、方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプロセスであって、不凍剤が前記水に添加
    され、次いで、工程(B)の間に、前記炭化水素燃料−添加剤混合物が該水およ
    び該不凍剤と混合されて、前記水性炭化水素燃料組成物を形成する、プロセス。
  3. 【請求項3】 前記通常は液体の炭化水素燃料がディーゼル燃料またはガソ
    リンである、請求項1に記載のプロセス。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のプロセスであって、前記化学添加剤が、以
    下: (i)ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤をアンモニアもしくはアミン
    と反応させることによって作製される炭化水素燃料可溶性生成物であって、該ア
    シル化剤のヒドロカルビル置換基は約50〜約500個の炭素原子を有する、炭
    化水素燃料可溶性生成物; (ii)約1〜約10の親水性親油性バランスを有する、イオン性もしくは非
    イオン性化合物;または (i)および(ii)の混合物を、 (iii)(i)および(ii)とは異なる水溶性の塩、と組み合わせて含む
    、プロセス。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のプロセスであって、前記化学添加剤が、以
    下: セタン向上剤; ポリイソブチレン置換コハク酸または無水物をジエタノールアミンまたはジメ
    チルエタノールアミンと反応させることによって作製される生成物であって、該
    ポリイソブチレン基が約750〜約3000の範囲の数平均分子量を有する、生
    成物;およびアルキル置換コハク酸または無水物をジエチルエタノールアミンと
    反応させることによって作製される生成物であって、該アルキル基が約8〜約2
    4個の炭素原子を有する、生成物;および硝酸アンモニウムからなる群から選択
    される乳化剤組成物;ならびに メタノール、エタノールまたはエチレングリコールからなる群から選択される
    不凍剤、をさらに含み、 かつここで、前記水性炭化水素燃料組成物が、約50〜約95重量%の前記炭
    化水素燃料;約5〜約40重量%の前記水;および約0.05〜約30重量%の
    前記化学添加剤を含む、プロセス。
  6. 【請求項6】 水性ディーゼル燃料組成物を作製するためのプロセスであっ
    て、該プロセスが、以下: (A)ディーゼル燃料と化学添加剤とを混合してディーゼル燃料−添加剤混合
    物を形成する工程であって、該化学添加剤が乳化剤組成物を含み、該乳化剤組成
    物が、以下: (i)ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤をアンモニアまたはアミン
    と反応させることによって作製されるディーゼル燃料可溶性生成物であって、該
    アシル化剤のヒドロカルビル置換基は約50〜約500個の炭素原子を有する、
    ディーゼル燃料可溶性生成物; (ii)約1〜約10の親水性親油性バランスを有する、イオン性または非
    イオン性化合物;および (iii)(i)および(ii)とは異なる水溶性アミンまたはアンモニウ
    ムの塩、を含む、工程;ならびに (B)高剪断ミキサー中、高剪断混合条件下で、該ディーゼル燃料−添加剤混
    合物を水と混合して、該水性ディーゼル燃料組成物を形成する工程であって、該
    高剪断ミキサーが、連続して配置された第1の回転ステーター、第2の回転ステ
    ーターおよび第3の回転ステーターを備える回転ステーターミキサーであり、該
    ディーゼル燃料−添加剤混合物および該水が、該第1の回転ステーター、次いで
    該第2の回転ステーター、次いで該第3の回転ステーターにおいて混合されて、
    該水性ディーゼル燃料組成物を形成し、該水性ディーゼル燃料組成物が、不連続
    な水相を含み、該不連続な水相が、1.0ミクロン以下の平均直径を有する水滴
    からなる、工程、を包含する、方法。
  7. 【請求項7】 水性炭化水素燃料組成物を作製するための装置であって、該
    装置は、以下: 高剪断ミキサー; 混合タンク; 化学添加剤貯蔵タンク、およびポンプ、および該化学添加剤を該化学添加剤貯
    蔵タンクから該混合タンクまで移送するためのコンジット; 炭化水素燃料源から該混合タンクに炭化水素燃料を移送するためのコンジット
    ; 該混合タンクから該高剪断ミキサーに炭化水素燃料−添加剤混合物を移送する
    ためのコンジット; 水源から該高剪断ミキサーに水を移送するための水コンジット; 燃料貯蔵タンク; 該高剪断ミキサーから該燃料貯蔵タンクに水性炭化水素燃料組成物を移送する
    ためのコンジット; 該燃料貯蔵タンクから該水性炭化水素燃料組成物を分配するためのコンジット
    ;ならびに プログラム可能制御装置であって、該プログラム可能制御装置は、(i)該化
    学添加剤貯蔵タンクから該混合タンクへの該化学添加剤の移送;(ii)該炭化
    水素燃料源から該混合タンクへの該炭化水素燃料の移送;(iii)該混合タン
    クから該高剪断ミキサーへの該炭化水素燃料−添加剤混合物の移送;(iv)該
    水源から該高剪断ミキサーへの水の移送;(v)該炭化水素燃料−添加剤混合物
    と該水との、該高剪断ミキサー中での混合;および(vi)該高剪断ミキサーか
    ら該燃料貯蔵タンクへの該水性炭化水素燃料組成物の移送、を制御する、プログ
    ラム可能制御装置、を備える、装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の装置であって、該装置は、前記プログラム
    可能制御装置と連絡したプログラミングコンピューターをさらに備え、前記高剪
    断ミキサーは、連続して配置された第1の回転ステーターおよび第2の回転ステ
    ーターを装備された回転ステーターミキサーである、装置。
  9. 【請求項9】 請求項7に記載の装置であって、該装置は、以下: 不凍剤貯蔵タンク、ならびに該不凍剤貯蔵タンクから混合位置まで不凍剤を移
    送するためのポンプおよびコンジットであって、該不凍剤は前記水コンジットか
    ら流れ出る水と混合され、該不凍剤貯蔵タンクから該混合位置への該不凍剤の移
    送は、前記プログラム可能制御装置により制御される、コンジット;ならびに 前記高剪断ミキサーから前記水性炭化水素燃料組成物を再循環して、混合タン
    クに送り、そして該高剪断ミキサーを通して戻すためのコンジットおよび作動バ
    ルブであって、該水性炭化水素燃料組成物の再循環が、前記プログラム可能制御
    装置により制御される、バルブ、 をさらに備える、装置。
  10. 【請求項10】 請求項8に記載の装置であって、前記プログラミングコン
    ピューターを除いて、該装置は燃料分配位置に配置され、そして該プログラミン
    グコンピューターは該燃料分配位置から遠位の位置に配置され、該プログラミン
    グコンピューターは電話変調復調器を使用して該プログラム可能制御装置と連絡
    している、装置。
  11. 【請求項11】 コンテナ化機器パッケージであって、該コンテナ化機器パ
    ッケージは、ハウジング、および該ハウジング内に水性炭化水素燃料組成物を作
    製するための装置を備え、該装置は、以下: 高剪断ミキサー; 混合タンク; 化学添加剤貯蔵タンク、ならびに該化学添加剤貯蔵タンクから該混合タンクに
    化学添加剤を移送するためのポンプおよびコンジット; 炭化水素燃料源から該混合タンクに炭化水素燃料を移送するためにコンジット
    ; 該混合タンクから該高剪断ミキサーに炭化水素燃料−添加剤混合物を移送する
    ためにコンジット; 水源から該高剪断ミキサーに水を移送するための水コンジット; 燃料貯蔵タンク; 該高剪断ミキサーから該燃料貯蔵タンクに水性炭化水素燃料組成物を移送する
    ためのコンジット; 該燃料貯蔵タンクから該水性炭化水素燃料組成物を分配するためにコンジット
    ;ならびに プログラム可能制御装置であって、該プログラム可能制御装置が、(i)該化
    学添加剤貯蔵タンクから該混合タンクへの該化学添加剤の移送;(ii)該炭化
    水素燃料源から該混合タンクへの該炭化水素燃料の移送;(iii)該混合タン
    クから該高剪断ミキサーへの該炭化水素燃料−添加剤混合物の移送;(iv)該
    水源から該高剪断ミキサーへの水の移送;(v)該炭化水素燃料−添加剤混合物
    と該水との該高剪断ミキサー中での混合;および(vi)該高剪断ミキサーから
    該燃料貯蔵タンクへの該水性炭化水素燃料組成物の移送、を制御する、プログラ
    ム可能制御装置、 を備える、コンテナ化機器パッケージ。
  12. 【請求項12】 水性炭化水素燃料組成物であって、該燃料組成物が、以下
    : 通常は液体の炭化水素燃料の連続相; 不連続な水相であって、該不連続な水相が、1.0ミクロン以下の平均直径を
    有する水滴からなる、不連続な水相;および 乳化量の乳化剤組成物であって、該乳化剤組成物が、以下: (i)ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤をアンモニアまたはアミン
    と反応させることによって作製される炭化水素燃料可溶性生成物であって、該ア
    シル化剤のヒドロカルビル置換基は約50〜約500個の炭素原子を有する、炭
    化水素燃料可溶性生成物; (ii)約1〜約10の親水性親油性バランスを有する、イオン性もしくは
    非イオン性化合物;または (i)および(ii)の混合物を、 (iii)(i)および(ii)とは異なる水溶性塩、と組み合わせて含む
    、水性炭化水素燃料組成物。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載の水性炭化水素燃料組成物であって、前
    記成分(i)が、(i)(a)アシル化剤と、ジメチルエタノールアミンまたは
    ジエチルエタノールアミンからなる群から選択されるアルカノールアミンとの少
    なくとも1つの反応生成物と、(i)(b)アシル化剤と、TEPA、PEHA
    またはTETAからなる群から選択される少なくとも1つのエチレンポリアミン
    との少なくとも1つの反応生成物との組み合わせである、水性炭化水素燃料組成
    物。
  14. 【請求項14】 請求項12に記載の水性炭化水素燃料組成物であって、前
    記炭化水素燃料がガソリンまたはでディーゼル燃料であり、そして前記燃料組成
    物が、不凍剤、セタン向上剤、有機溶媒、乳化剤組成物をさらに含み、該乳化剤
    組成物が、以下: ポリイソブチレン置換コハク酸または無水物とジエタノールアミンまたはジメ
    チルエタノールアミンとを反応させることによって作製される生成物であって、
    該ポリイソブチレン基が、約750〜約3000の範囲の数平均分子量を有する
    、生成物; アルキル置換コハク酸または無水物とジメチルエタノールアミンとを反応させ
    ることによって作製される生成物であって、該アルキル基が約8〜約24個の炭
    素原子を有する、生成物;および 硝酸アンモニウム、 を含む、水性炭化水素燃料組成物。
  15. 【請求項15】 水性炭化水素燃料組成物であって、該水性炭化水素燃料組
    成物が、以下: (i)炭化水素燃料可溶性生成物であって、該炭化水素燃料可溶性生成物が、
    以下: (I)第1のポリイソブテン置換コハク酸または無水物であって、該第1の
    酸または無水物のポリイソブテン置換基が、約2000〜約2600の数平均分
    子量を有する、第1のポリイソブテン置換コハク酸または無水物; (II)第2のポリイソブテン置換コハク酸または無水物であって、該第2
    の酸または無水物のポリイソブテン置換基が、約700〜約1300の数平均分
    子量を有する、第2のポリイソブテン置換コハク酸または無水物、を含み、 該ポリイソブテン置換コハク酸またはアルデヒド(I)および(II)が、 (III)エチレングリコールから誘導される連結基により一緒に連結され
    、該ポリイソブテン置換コハク酸または無水物(I)および(II)がアンモニ
    アまたはアミンと塩を形成する、炭化水素燃料可溶性生成物;ならびに (ii)硝酸アンモニウム、 を含む、水性炭化水素燃料組成物。
  16. 【請求項16】 内燃機関に燃料を供給するためのプロセスであって、該プ
    ロセスが、請求項12に記載の燃料組成物を該機関に供給する工程を包含する、
    プロセス。
  17. 【請求項17】 内燃機関に燃料を供給するためのプロセスであって、該プ
    ロセスが、請求項15に記載の燃料組成物を該機関に供給する工程を包含する、
    プロセス。
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