JP2016538372A - 液体燃料組成物 - Google Patents

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Abstract

特定のUVフィルター化合物によって、ディーゼル燃料組成物の燃焼特性を改善し、特に液体燃料組成物の着火遅れを調整し、及び/又は燃焼期間を調整し、及び/又はピーク圧力を調整し、及び/又はセタン価を増加させる。また、(a)内燃エンジンにおいて用いるのに好適なディーゼル基燃料;(b)液体燃料組成物の重量基準で10ppmw〜2重量%の範囲の、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される1種類以上の有機UVフィルター化合物;を含む液体燃料組成物も提供される。【選択図】なし

Description

本発明は、液体燃料組成物、特に改善された燃料燃焼性及び増加したセタン価を有する液体燃料組成物に関する。
燃料組成物のセタン価は、その着火容易性及び燃焼性の尺度である。より低いセタン価の燃料を用いると、圧縮着火(ディーゼル)エンジンは始動するのがより困難である傾向があり、低温時にはより多く騒音を出して運転される可能性があり;これとは逆に、より高いセタン価の燃料は、より容易な冷間時始動を与え、エンジンの騒音を低下させ、不完全燃料によってその後に生じる白煙(低温スモーク)を軽減する傾向がある。
したがって、ディーゼル燃料組成物は高いセタン価を有することが一般的に好ましく、排ガス法が益々厳しくなるにつれてこの好適さはより強くなり、したがって自動車のディーゼル仕様は一般に最低セタン価を定めている。この目的のために、多くのディーゼル燃料組成物には、セタン増加剤又はセタン(価)向上剤/増強剤としても知られる着火改善剤を含ませて、かかる仕様の順守を確保し、一般に燃料の燃料特性を改善している。
燃料における着火促進剤としてかなりの間有機ナイトレートが知られており、幾つかはディーゼル燃料のセタン価を増加させることも知られている。おそらく、最も通常的に用いられているディーゼル燃料着火改善剤は2−エチルヘキシルナイトレート(2−EHN)であり、これはそれを加える燃料の着火遅れを短くすることによって機能する。
しかしながら、2−EHNはまたラジカル開始剤でもあり、燃料の熱安定性に対して潜在的に悪影響を与える可能性がある。劣った熱安定性により、ガム、ラッカー、及び他の不溶種のような不安定反応の生成物が増加する。これらの生成物はエンジンフィルターを閉塞し、燃料噴射装置及びバルブを詰まらせる可能性があり、その結果、エンジン効率又は排ガス制御の損失を引き起こす可能性がある。
燃焼改善剤及び/又はセタン価向上剤として従来技術において記載されている有機ナイトレートは、一連の欠点、特に熱安定性の欠如、過度に高い揮発性、及び不十分な有効性を有する。しかしながら、例えばより高い分子量の分子を用いることによってセタン向上剤の揮発性を減少させることにより、燃焼改善剤及び/又はセタン価向上剤としてのその有効性が低下する可能性があることが予測できる。
また、強い酸化剤であり、その純粋形態で易燃焼性でもある2−EHNを使用することに関係する健康上及び安全上の懸念も存在する。またこれは、分解する傾向があり、このために潜在的に爆発性の混合物を形成する傾向があるので、濃縮形態で貯蔵することは困難である可能性もある。更に、2−EHNは温和なエンジン条件下で最も有効に機能することが指摘されている。
これらの欠点は、2−EHNを添加剤として燃料組成物中に導入するしばしば高いコストと一緒に考慮すると、許容しうる燃焼特性を同時に維持しながら、ディーゼル燃料組成物中における2−EHN及び他の公知のセタン価向上剤の必要性を減少又は排除することが一般に望ましいであろうことを意味する。
CN−101921638Aにおいては、洗浄剤成分の1つとして5〜20重量%のアルキルイミダゾールを含む洗浄剤添加剤が開示されており、この添加剤はディーゼル燃料用であるが、どのような量であるかは明らかでない。US−4857073Aにおいては、無灰洗浄剤の目的で、且つ湿分を減少させ、エンジン内の錆及び腐食を阻止する成分としてディーゼル燃料組成物中において少量で用いる添加剤組成物中において約1重量%のトールオイル脂肪イミダゾリンを用いることが開示されている。US−3063819Aは、主として航空機用燃料のような燃料における氷の形成を減少させることに関するが、それに付随して、防錆剤としてN,C−二置換イミダゾリン類を用いることが言及されている。CN−102977948Aにおいては、メタノールのための可溶化剤としてヒドラジン化合物及びグアニジン化合物に対して特定の重量比でアゾール化合物を用いることが開示されている。
CN−101921638A US−4857073A US−3063819A CN−102977948A
したがって、本発明の目的は、燃焼改善剤又はセタン価向上剤として有効であるセタン向上剤を提供することである。
ここで驚くべきことに、有機UVフィルター化合物は、ディーゼル燃料組成物における着火遅れを調整し、及び/又はセタン価を増加させ、及び/又は燃焼期間を調整し、及び/又はピーク圧力を調整するように機能させることができることが見出された。
本発明によれば、
(a)内燃エンジンにおいて用いるのに好適なディーゼル基燃料;
(b)イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される1種類以上の有機UVフィルター化合物;
を含む液体燃料組成物が提供される。
好適には、有機UVフィルター化合物は、ディーゼル燃料組成物のセタン価を、例えば所望又は目標のセタン価に増加させる効果を有する。好適には、本ディーゼル燃料組成物は、40以上、50以上、60以上、又は70以上のセタン価を有する。
本発明の他の形態においては、ディーゼル燃料組成物のセタン価を増加させる目的の、ディーゼル燃料組成物中におけるイミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される有機UVフィルター化合物の使用が提供される。
本発明の他の形態においては、ディーゼル燃料組成物のセタン価を増加させる方法であって、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される所定量の有機UVフィルター化合物を組成物に加えることを含む上記方法が提供される。
本方法には、ディーゼル燃料組成物のセタン価を増加させて目標セタン価を達成することを含ませることができる。
一般に、燃焼改善剤としてのディーゼル燃料組成物中における1種類又はそれ以上の上記の有機UVフィルター化合物の使用が提供される。
本発明の使用及び方法は、更には又は或いは、セタン価に相当するか又はこれに関係する燃料組成物の任意の特性を調整して、例えば燃料組成物の燃焼性能を向上させ、例えば着火遅れ(即ち、燃料の使用中における燃焼室内での燃料噴射と着火との間の時間)を調整/短縮して、燃料組成物を用いて運転される燃料を消費するシステムにおける冷間時始動を促進し、又は不完全燃焼及び/又は関連する排ガスを減少させ、及び/又は一般的に燃料経済又は排ガスの排出を改良するために用いることができる。
したがって、本発明の他の形態によれば、ディーゼル燃料組成物の着火遅れを調整するための、ディーゼル燃料組成物中におけるイミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される有機UVフィルター化合物の使用が提供される。
本発明の他の形態によれば、ディーゼル燃料組成物の着火遅れを調整するための方法であって、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される所定量の有機UVフィルター化合物を組成物に加えることを含む上記方法が提供される。
本発明の他の形態によれば、内燃エンジンに燃料供給するために用いる液体燃料組成物の着火遅れを調整する方法であって、ここに記載する液体燃料組成物を内燃エンジンに燃料供給することを含む上記方法が提供される。
本発明の更に他の形態は、圧縮着火エンジン、及び/又はかかるエンジンによって駆動される乗物を運転する方法であって、ここに記載するディーゼル燃料組成物をエンジンの燃焼室中に導入することを含む上記方法に関する。
本発明の更に他の態様は、ディーゼル燃料組成物の燃焼期間を調整するための、ディーゼル燃料組成物中におけるイミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される有機UVフィルター化合物の使用に関する。
本発明の他の形態によれば、ディーゼル燃料組成物の燃焼期間を調整する方法であって、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される所定量の有機UVフィルター化合物を組成物に加えることを含む上記方法が提供される。
本発明の他の形態によれば、内燃エンジンに燃料供給するために用いる液体燃料組成物の燃焼期間を調整する方法であって、ここに記載する液体燃料組成物を内燃エンジンに燃料供給することを含む上記方法が提供される。
好適には、有機UVフィルター化合物はまた、本発明のディーゼル燃料組成物によって燃料供給される内燃エンジンの出力及び加速を増加させる効果も有する。
本発明の理解を助けるために、幾つかの用語をここに規定する。
「セタン(価)向上剤」及び「セタン(価)増強剤」という用語は、好適な濃度で燃料組成物に加えると、それぞれの燃料又はエンジンの運転条件内の1以上のエンジン条件下において、燃料組成物のセタン価をその従前のセタン価に対して増加させる効果を有する任意の成分を包含するように互換的に用いられる。本明細書において用いるセタン価向上剤又は増強剤はまた、セタン価増加添加剤/薬剤などと呼ぶこともできる。
本発明によれば、燃料組成物のセタン価は、例えばエンジン運転条件下で得られる所謂「測定」セタン価を与える標準試験手順ASTM−D613(ISO−5165、IP−41)を用いて、任意の公知の方法で求めることができる。より好ましくは、セタン価は、一定容積の燃焼室中へ導入される燃料試料の噴射と燃焼との間の時間遅れに基づく「推定」セタン価を与えるより最近の正確な「着火品質試験)(IQT;ASTM−D6890、IP−498)を用いて求めることができる。この比較的迅速な方法は、所定範囲の異なる燃料の実験室スケール(約100mL)の試料について用いることができる。
或いは、燃料のセタン価又は推定着火品質は、Fueltech Solutions AS/ノルウェーから得られる燃焼研究ユニット(CRU)を用いて試験することができる。燃料は、設定条件として予めコンディショニングされた一定容積の燃焼室中に噴射した。
推定着火品質(DIQ)は、噴射の開始(SOI)から、チャンバー圧力がSOI前の圧力よりも0.2bar高い値に上昇する時点までの時間として記録される着火遅れ(ID)の関数として求めることができる。推定着火品質(DIQ)はまた、噴射の開始(SOI)から、チャンバー圧力がその初期値+最大圧力増加(MPI)の5%に等しい時点までの時間として記録される着火遅れ(ID)の関数として求めることもできる。「燃焼期間」は、(i)第1のチャンバー圧力への噴射の開始(SOI);又は(ii)第1のチャンバー圧力から第2のチャンバー圧力:からの時間として測定され、ここで圧力は最大圧力増加(MPI)のパーセントである。
或いは、セタン価は、例えばUS−5349188に記載されている近赤外分光法(NIR)によって測定することができる。この方法は、例えばASTM−D613よりも煩雑でない可能性があるので、精油所環境において好ましい可能性がある。NIR測定は、試料の測定されたスペクトルと実際のセタン価との間の相関を用いる。基礎的モデルは、種々の燃料試料の既知のセタン価をそれらの近赤外分光データと相関させることによって形成される。
幾つかの態様においては、本方法/使用は、セタン価を調整するか、又は所望の目標セタン価を達成するか若しくはそれに到達させるために、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される1種類以上の有機UVフィルター化合物を燃料組成物に加えることを包含する。本発明の関連においては、目標セタン価に「到達させる」ことはまた、その数値を超過させることを包含することもできる。而して、目標セタン価は目標の最小セタン価である可能性がある。
本発明は、好適は、50以上、より好ましくは51、52、53、54、又は55以上の推定セタン価(IP−498)を有する燃料組成物を与える。例えば幾つかの態様においては、得られる燃料組成物は、60以上、65以上、又は更には70以上のセタン価を有することができる。
本発明は、更には又は或いは、セタン価と同等であるか又はそれに関係する燃料組成物の任意の特性を調節する、例えば燃料組成物の燃焼性能を改善する、例えば着火遅れ(即ち、燃料の使用中の燃焼室内における燃料噴射と着火との間の時間)を短縮する、冷間始動を容易にする、又は燃料組成物を用いて運転している燃料消費システムにおける不完全燃焼及び/又は関係する排ガスを減少させる、及び/又は一般的に燃料経済又は排ガスを改善するために用いることができる。
本発明はまた、燃焼期間を調整するために用いることもできる。本明細書において用いる「燃焼期間」という用語は、燃焼中に得られる圧力曲線における2つの点の間の時間を意味する。好ましくは、燃焼期間の調整は、任意の次の2つの点:
(i)噴射の開始(SOI);
(ii)5%燃焼;
(iii)10%燃焼;
(iv)20%燃焼;
(v)30%燃焼;
(vi)40%燃焼;
(vii)50%燃焼;
(viii)60%燃焼;
(ix)70%燃焼;
(x)80%燃焼;
(xi)90%燃焼;
(xii)100%燃焼;
の間で行う。
より好ましくは、燃焼の調整は、
(i)SOIと5%燃焼;
(ii)SOIと10%燃焼;
(iii)10%燃焼と50%燃焼;
(iv)50%燃焼と90%燃焼;
(v)10%燃焼と90%燃焼;
の間で行う。
本発明のセタン価向上剤は、燃料組成物のセタン価を増加させるために用いることができる。本明細書において用いるセタン価に関する「増加」とは、同じか又は同等の条件下で従前に測定されたセタン価と比べた任意の程度の増加を包含する。而して、この増加は、好適には、セタン価増加(又は向上)成分又は添加剤を含ませる前の同じ燃料組成物のセタン価と比較する。或いは、セタン価の増加は、本発明のセタン価増強剤を含まない他の点は同様の燃料組成物(又はバッチ若しくは同じ燃料組成物)と比較して測定することができる。或いは、比較燃料に関する燃焼性の測定された増加又は着火遅れの測定された減少によって、比較燃料に対する燃料のセタン価の増加を推定することができる。
セタン価の増加(又は、例えば着火遅れの減少)は、任意の好適な方法で、例えば増加若しくは減少パーセントの観点で測定及び/又は報告することができる。例として、増加又は減少パーセントは、少なくとも1%、例えば少なくとも2%にすることができる。好適には、セタン価の増加パーセント又は着火遅れの調整は、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、又は少なくとも20%である。幾つかの態様においては、セタン価の増加又は着火遅れの調整は、少なくとも25%、少なくとも30%にすることができる。しかしながら、どのような他のファクター、例えば利用可能性、コスト、安全性などが重要であるとみなされるかによって、任意の測定しうるセタン価の向上又は着火遅れの調整によって価値のある有利性を与えることができることを認識すべきである。
その中で本発明の燃料組成物を用いるエンジンは、任意の適当なエンジンであってよい。而して、燃料がディーゼル又はバイオディーゼル燃料組成物である場合には、エンジンはディーゼル又は圧縮着火エンジンである。更に、同じか又は同様のエンジンを用いて有機UVフィルター化合物を用いる場合及び用いない場合のセタン価/着火遅れ/燃焼期間を測定するならば、ターボチャージディーゼルエンジンのような任意のタイプのディーゼルエンジンを用いることができる。同様に、本発明は任意の乗物におけるエンジンに適用できる。一般に、本発明において用いる有機UVフィルター化合物は、広範囲のエンジン運転条件にわたって用いるのに好適である。しかしながら、本発明において用いる幾つかの有機UVフィルター化合物は、温和な条件下、及びより好適には厳しい条件下のような特定の狭い範囲エンジン運転条件下で最適の効果を与えることができる。
本発明の液体燃料組成物は、内燃エンジンにおいて用いるのに好適なディーゼル基燃料、並びにイミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される1種類以上のUVフィルター化合物を含む。したがって、本発明の液体燃料組成物はディーゼル組成物である。
本発明のガソリン組成物において用いるための1種類以上の有機UVフィルター化合物は、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される。
好適なイミダゾール類としては、ジナトリウムフェニルジベンジルイミダゾールテトラスルホネート(SymriseからNeoheliopan APの商品名で商業的に入手できる)、エチルヘキシルジメトキシベンジリデンジオキソイミダゾリンプロピオネート、フェニルベンズイミダゾールスルホン酸(DSMからParsol HSの商品名で商業的に入手できる)、及びこれらの混合物が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。
好適なトリアジン類としては、フェニルトリアジン類、例えばビスエチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェニルトリアジン(BASFからTinasorb Sの商品名で商業的に入手できる)、ビスベンゾオキサゾイルフェニルエチルヘキシルアミノトリアジン(3V SigmaからUvasorb K2Aの商品名で商業的に入手できる)、及びこれらの混合物が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。
好適なトリアゾール類としては、ドロメトリゾール(BASFからTinuvin Pの商品名で商業的に入手できる)、及びエチレンビスベンゾトリアゾリルテトラメチルブチルフェノール(BASFからTinosorb Mの商品名で商業的に入手できる)、及びこれらの混合物が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。
好適なトリアゾン類としては、ジエチルヘキシルブタミドトリアゾン(3V SigmaからUvasorb HEBの商品名で商業的に入手できる)、エチルヘキシルトリアゾン(BASFからUvinul T150の商品名で商業的に入手できる)、及びこれらの混合物が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。
液体燃料組成物中における1種類以上の有機UVフィルター化合物の量は、好適には液体燃料組成物の重量基準で最大で2重量%である。1種類以上の有機UVフィルター化合物の量は、好適には液体燃料組成物の重量基準で少なくとも10ppmwである。1種類以上の有機UVフィルター化合物の量は、好ましくは、液体燃料組成物の重量基準で1重量%〜0.005重量%の範囲、より好ましくは0.5重量%〜0.01重量%の範囲、更により好ましくは0.05重量%〜0.01重量%の範囲である。
2種類以上の有機UVフィルター化合物の組合せを燃料組成物中において用いる場合には、同じ濃度範囲を有機UVフィルター化合物の組合せの全体に適用することができる。量/濃度はppmとして表すこともでき、この場合には1%w/wは10,000ppmw/wに相当することが認識される。
有機UVフィルター化合物は、任意の他の添加剤、例えば1つ又は複数の添加剤性能パッケージと一緒にブレンドして添加剤ブレンドを形成することができる。次に、添加剤ブレンドを基燃料に加えて液体燃料組成物を製造する。添加剤ブレンド中における有機UVフィルター化合物の量は、添加剤ブレンドの重量基準で、好ましくは0.1〜99.8重量%の範囲、より好ましくは5〜70重量%の範囲である。
添加剤ブレンド中における1つ又は複数の性能パッケージの量は、添加剤ブレンドの重量基準で、好ましくは0.1〜99.8重量%の範囲、より好ましくは5〜50重量%の範囲である。
好ましくは、本発明の液体燃料組成物中に存在させる性能パッケージの量は、液体燃料組成物の全重量を基準として15ppmw(重量ppm)〜10重量%の範囲である。より好ましくは、本発明の液体燃料組成物中に存在させる性能パッケージの量は、更に、下記に示すパラメーター(i)〜(xv):
(i)少なくとも100ppmw;
(ii)少なくとも200ppmw;
(iii)少なくとも300ppmw;
(iv)少なくとも400ppmw;
(v)少なくとも500ppmw;
(vi)少なくとも600ppmw;
(vii)少なくとも700ppmw;
(viii)少なくとも800ppmw;
(ix)少なくとも900ppmw;
(x)少なくとも1000ppmw;
(xi)少なくとも2500ppmw;
(xii)少なくとも5000ppmw;
(xiii)少なくとも10000ppmw;
(xiv)最大で2重量%;
(xv)最大で5重量%;
の1以上と合致する。
通常は、有機UVフィルター化合物及び添加剤(性能)パッケージを含む添加剤ブレンドには、洗浄剤、消泡剤、腐食抑制剤、防曇剤等のような他の添加剤成分を更に含ませることができる。或いは、有機UVフィルター化合物は基燃料と直接ブレンドすることができる。
組成物の残りは、通常は、1種類以上の自動車基燃料、並びに場合によっては例えば下記により詳細に記載する1種類以上の燃料添加剤から構成される。
本発明にしたがって製造されるディーゼル燃料組成物中に存在させる1種類以上の有機サンスクリーン化合物、燃料成分、及び任意の他の成分又は添加剤の相対割合は、密度、排出性能、及び粘度のような他の所望の特性によっても左右される可能性がある。
本発明において基燃料として用いるディーゼル燃料としては、自動車用圧縮着火エンジン、並びにオフロード、船舶、鉄道、及び定置エンジンのような他のタイプのエンジンにおいて用いるためのディーゼル燃料が挙げられる。本発明の液体燃料組成物において基燃料として用いるディーゼル燃料は、通常は「ディーゼル基燃料」とも呼ぶことができる。
ディーゼル基燃料それ自体は2種類以上の異なるディーゼル燃料成分の混合物を含んでいてよく、及び/又は下記に記載するように添加処理することができる。
通常は、ディーゼル基燃料は、ディーゼル又は液体燃料組成物中において主要量、例えば液体燃料組成物の50重量%より多い量で存在し、90重量%、又は95重量%、又は99重量%、又は99.9重量%、又は99.99重量%、或いは99.999重量%までの量で存在させることができる。好適には、液体燃料組成物は、ディーゼル基燃料、並びに1種類以上の有機UVフィルター化合物、及び場合によっては下記において規定するような1種類以上の通常のディーゼル燃料添加剤を含むか、又はこれらから実質的に構成される。
かかるディーゼル燃料は1種類以上の基燃料を含み、これには、通常は1種類又は複数の液体炭化水素中間留分軽油、例えば石油系の軽油を含ませることができる。かかる燃料は、通常は、グレード及び用途に応じて150〜400℃の通常のディーゼル範囲内の沸点を有する。これらは、通常は750〜1000kg/m、好ましくは780〜860kg/mの15℃における密度(例えば、ASTM−D4502又はIP−365)、並びに35〜120、より好ましくは40〜85のセタン価(ASTM−D613)を有する。これらは、通常は150〜230℃の範囲の初留点、及び290〜400℃の範囲の終点を有する。これらの40℃における動粘度(ASTM−D445)は、好適には1.2〜4.5mm/秒である可能性がある。
石油系の軽油の例は、15℃において800〜820kg/m(SS−EN−ISO−3675、SS−EN−ISO−12185)の密度、320℃以下のT95(SS−EN−ISO−3405)、及び1.4〜4.0mm/秒の40℃における動粘度(SS−EN−ISO−3104)を有する、スウェーデン国内仕様EC1によって規定されるスウェーデンクラス1基燃料である。
場合によっては、バイオ燃料又はフィッシャー・トロプシュ誘導燃料のような非鉱物油基燃料も、ディーゼル燃料を形成するか、又はその中に存在させることができる。かかるフィッシャー・トロプシュ燃料は、例えば、天然ガス、天然ガス液体、石油又はシェールオイル、石油又はシェールオイル処理残渣、石炭、或いはバイオマスから誘導することができる。
ディーゼル燃料中において用いるフィッシャー・トロプシュ誘導燃料の量は、ディーゼル燃料全体の0体積%〜100体積%、好ましくは5体積%〜100体積%、より好ましくは5体積%〜75体積%であってよい。かかるディーゼル燃料は、10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、更により好ましくは30体積%以上のフィッシャー・トロプシュ誘導燃料を含むことが望ましい可能性がある。かかるディーゼル燃料は、30〜75体積%、特に30〜70体積%のフィッシャー・トロプシュ誘導燃料を含むことが特に好ましい。ディーゼル燃料の残りは、1種類以上の他のディーゼル燃料成分で構成される。
かかるフィッシャー・トロプシュ誘導燃料成分は、(場合によっては水素化分解した)フィッシャー・トロプシュ合成生成物から単離することができる中間留分燃料範囲の任意のフラクションである。通常のフラクションは、ナフサ、灯油、又は軽油範囲の沸点を有する。好ましくは、灯油又は軽油範囲の沸点を有するフィッシャー・トロプシュ生成物を用いる。これは、これらの生成物は例えば国内環境で取り扱うのがより容易であるからである。かかる生成物は、好適には、90重量%より多い、160〜400℃の間、好ましくは約370℃までの沸点を有するフラクションを含む。フィッシャー・トロプシュ誘導灯油及び軽油の例は、EP−A−0583836、WO−A−97/14768、WO−A−97/14769、WO−A−00/11116、WO−A−00/11117、WO−A−01/83406、WO−A−01/83648、WO−A−01/83647、WO−A−01/83641、WO−A−00/20535、WO−A−00/20534、EP−A−1101813、US−A−5766274、US−A−5378348、US−A−5888376、及びUS−A−6204426に記載されている。
フィッシャー・トロプシュ生成物は、好適には80重量%より多く、より好適には95重量%より多いイソ及びn−パラフィン、並びに1重量%未満の芳香族化合物を含み、残りはナフテン系化合物である。イオウ及び窒素の含量は非常に低く、通常はかかる化合物に関する検出限界以下である。この理由のために、フィッシャー・トロプシュ生成物を含むディーゼル燃料組成物のイオウ含量は非常に低くすることができる。
ディーゼル燃料組成物は、好ましくは5000ppmw以下のイオウ、より好ましくは500ppmw以下、又は350ppmw以下、又は150ppmw以下、又は100ppmw以下、又は70ppmw以下、又は50ppmw以下、又は30ppmw以下、又は20ppmw以下、或いは最も好ましくは10ppmw以下のイオウを含む。
本発明において用いるための他のディーゼル燃料成分としては、生物材料から誘導される所謂「バイオ燃料」が挙げられる。例としては、脂肪酸アルキルエステル(FAAE)が挙げられる。かかる成分の例は、WO−2008/135602において見ることができる。
ディーゼル基燃料は、それ自体添加処理する(添加剤を含む)か、又は添加処理しない(添加剤を含まない)ことができる。例えば精油所において添加処理する場合には、これは、例えば静電防止剤、パイプライン抵抗減少剤、流動性向上剤(例えばエチレン/酢酸ビニルコポリマー、又はアクリレート/無水マレイン酸コポリマー)、潤滑添加剤、酸化防止剤、及びワックス沈降防止剤から選択される少量の1種類以上の添加剤を含む。
洗浄剤を含むディーゼル燃料添加剤は公知であり、商業的に入手できる。かかる添加剤は、エンジン付着物の蓄積を減少、除去、又は遅延させることを意図するレベルでディーゼル燃料に加えることができる。
本目的のためにディーゼル燃料添加剤において用いるのに好適な洗浄剤の例としては、ポリオレフィン置換スクシンイミド又はポリアミンのスクシンアミド、例えばポリイソブチレンスクシンイミド、又はポリイソブチレンアミンスクシンアミドが挙げられる。スクシンイミド分散添加剤は、例えばGB−A−960493、EP−A−0147240、EP−A−0482253、EP−A−0613938、EP−A−0557516、及びWO−A−98/42808に記載されている。ポリイソブチレンスクシンイミドのようなポリオレフィン置換スクシンイミドが特に好ましい。
本目的のためにディーゼル燃料添加剤において用いるのに好適な洗浄剤の他の例としては、85〜20,000の数平均分子量(Mn)を有する少なくとも1つの疎水性炭化水素基、並びに
(A1)その少なくとも1つの窒素原子は塩基性を有する6個以下の窒素原子を有するモノ又はポリアミノ基;及び/又は
(A9)置換フェノール類とアルデヒド及びモノ又はポリアミンとのMannich反応によって得られる基;
から選択される少なくとも1つの極性基を有する化合物が挙げられる。
本目的のためにディーゼル燃料添加剤において用いるのに好適な他の洗浄剤としては、US2012/0102826、US2012/0010112、WO2011/149799、WO2011/110860、WO2011/095819、及びWO2006/135881において開示されているもののような第4級アンモニウム塩が挙げられる。
ディーゼル燃料添加剤混合物には、洗浄剤に加えて他の成分を含ませることができる。例は、潤滑性向上剤;防曇剤、例えばアルコキシル化フェノールホルムアルデヒドポリマー;消泡剤(例えばポリエーテル変性ポリシロキサン);着火改善剤(セタン向上剤)(例えば、2−エチルヘキシルナイトレート(EHN)、シクロヘキシルナイトレート、ジ−tert−ブチルペルオキシド、WO96/03397及びWO99/32584において開示されているペルオキシド化合物、及びUS−A−4208190の2欄27行〜3欄21行に開示されている着火改善剤);防錆剤(例えば、テトラプロペニルコハク酸のプロパン−1,2−ジオールセミエステル、或いはそのα−炭素原子の少なくとも1つの上に20〜500個の炭素原子を含む非置換又は置換脂肪族炭化水素基を有するコハク酸誘導体の多価アルコールエステル、例えばポリイソブチレン−置換コハク酸のペンタエリトリトールジエステル);腐食抑制剤;消臭剤;耐摩耗添加剤:酸化防止剤(例えば、2,6−ジ−tert−ブチルフェノールのようなフェノール類、又はN,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミンのようなフェニレンジアミン類);金属不活性化剤;燃焼改善剤;静電気放散剤:低温流動向上剤;有機サンスクリーン化合物、及びワックス沈降防止剤;である。
ディーゼル燃料添加剤混合物には、ヨーロッパ特許出願12199119.4において開示されているもののような1種類以上の有機サンスクリーン化合物を含ませることができる。
それがディーゼル組成物中において用いるのに好適である限りにおいて、ディーゼル燃料添加剤混合物中において用いることができる有機サンスクリーン化合物のタイプに対して特に制限はない。
広範囲の通常の有機サンスクリーン活性物質が、本発明において用いるのに好適である。
Sagarinらは、Cosmetics Science and Technology (1972)のVIII章, p.189以降において数多くの好適な活性物質を開示している。
本発明の組成物中において有用な特に好ましい疎水性有機サンスクリーン活性物質としては、(i)アルキルβ,β−ジフェニルアクリレート、及び/又はα−シアノ−β,β−ジフェニルアクリレート誘導体;(ii)サリチル酸誘導体;(iii)桂皮酸誘導体;(iv)ジベンゾイルメタン誘導体;(v)カンファー誘導体;(vi)ベンゾフェノン誘導体;(vii)p−アミノ安息香酸誘導体;及び(viii)フェナルキルベンゾエート誘導体;並びにこれらの混合物が挙げられる。
好ましいα−シアノ−β,β−ジフェニルアクリレート誘導体としては、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸エチル、2―シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸2−エチルヘキシル、及びこれらの混合物が挙げられる。より好ましくは、α−シアノ−β,β−ジフェニルアクリレート誘導体は、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸2−エチルヘキシル(その国際的な一般名はオクトクリレンである)である。2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸2−エチルヘキシルは、DSM Nutritional Products, Inc.からParsol 340(登録商標)の商品名で商業的に入手できる。
好ましいサリチル酸誘導体としては、サリチル酸エチルヘキシル(サリチル酸オクチル)、サリチル酸トリエタノールアミン、サリチル酸3,3,5−トリメチルシクロヘキシル、サリチル酸ホモメンチル、及びこれらの混合物が挙げられる。より好ましくは、サリチル酸誘導体はサリチル酸エチルヘキシルである。サリチル酸エチルヘキシルは、DSM Nutritional Products, Inc.からParsol EHS(登録商標)の商品名で商業的に入手できる。
好ましい桂皮酸誘導体は、メトキシ桂皮酸オクチル、メトキシ桂皮酸ジエタノールアミン、及びこれらの混合物から選択される。本発明において用いるのに特に好ましい桂皮酸誘導体は、メトキシ桂皮酸オクチルである。メトキシ桂皮酸オクチルは、DSM Nutritional Products, Inc.からParsol MCX(登録商標)の商品名で商業的に入手できる。
本発明において用いるのに好ましいジベンゾイルメタン誘導体は、ブチルメトキシジベンゾイルメタン、エチルヘキシルメトキシジベンゾイルメタン、イソプロピルジベンゾイルメタン、及びこれらの混合物から選択される。本発明において用いるのに特に好ましいジベンゾイルメタン誘導体は、ブチルメトキシジベンゾイルメタンである。ブチルメトキシジベンゾイルメタンは、DSM Nutritional Products, Inc.からParsol 1789(登録商標)の商品名で商業的に入手できる。
本発明において用いるのに好ましいカンファー誘導体は、4−メチルベンジリデンカンファーである。4−メチルベンジリデンカンファーは、DSM Nutritional Products, Inc.からParsol 5000(登録商標)の商品名で商業的に入手できる。
本発明において用いるのに好ましいベンゾフェノン誘導体は、ベンゾフェノン−1、ベンゾフェノン−2、ベンゾフェノン−3、ベンゾフェノン−4、ベンゾフェノン−5、ベンゾフェノン−6、ベンゾフェノン−7、ベンゾフェノン−8、ベンゾフェノン−9、ベンゾフェノン−10、ベンゾフェノン−11、ベンゾフェノン−12、及びこれらの混合物から選択される。本発明において用いるのに特に好ましいベンゾフェノン誘導体は、ベンゾフェノン−3である。ベンゾフェノン−3は、Ashland Specialty IngredientsからEscalol 567(登録商標)の商品名で商業的に入手できる。
本発明において用いるのに好ましいフェナルキルベンゾエート誘導体は、フェネチルベンゾエートである。フェネチルベンゾエートは、Ashland Specialty IngredientsからX-tend 229(登録商標)の商品名で商業的に入手できる。
液体燃料組成物中における1種類以上の有機サンスクリーン化合物の量は、好適には液体燃料組成物の重量基準で最大で2重量%である。1種類以上の有機サンスクリーン化合物の量は、好適には、液体燃料組成物の重量基準で少なくとも10ppmwである。1種類以上の有機サンスクリーン化合物の量は、液体燃料組成物の重量基準で、好ましくは1重量%〜0.005重量%の範囲、より好ましくは0.5重量%〜0.01重量%の範囲、更により好ましくは0.05重量%〜0.01重量%である。
ディーゼル燃料添加剤混合物には、特にディーゼル燃料組成物が低い(例えば500ppmw以下の)イオウ含量を有する場合に潤滑性向上剤を含ませることができる。添加処理したディーゼル燃料組成物においては、潤滑性向上剤は、好都合には、1000ppmw未満、好ましくは50〜1000ppmwの間、より好ましくは70〜1000ppmwの間の濃度で存在する。好適な商業的に入手できる潤滑性向上剤としては、エステル及び酸ベースの添加剤が挙げられる。他の潤滑性向上剤は、特許文献において、特に低イオウ含量のディーゼル燃料におけるそれらの使用に関しては、例えば
・Danping Wei及びH.A. Spikesによる論文:"The Lubricity of Diesel Fuels", Wear, III (1986) 217-235;
・WO−A−95/33805:低イオウ燃料の潤滑性を向上させるための低温流動性改良剤;
・US−A−5490864:低イオウディーゼル燃料用の耐摩耗潤滑添加剤としての特定のジチオリン酸ジエステル−ジアルコール;及び
・WO−A−98/01516:特に低イオウディーゼル燃料において耐摩耗潤滑効果を与えるための、少なくとも1つのカルボキシル基がそれらの芳香核に結合している特定のアルキル芳香族化合物;
に記載されている。
また、ディーゼル燃料組成物は、消泡剤を、より好ましくは防錆剤及び/又は腐食抑制剤及び/又は潤滑性向上添加剤と組み合わせて含むことが好ましい可能性もある。
他に示さない限りにおいて、添加処理したディーゼル燃料組成物中のそれぞれのかかる随意的な添加剤成分の(活性物質)濃度は、好ましくは10000ppmw以下、より好ましくは0.1〜1000ppmw、有利には0.1〜300ppmw、例えば0.1〜150ppmwの範囲である。
ディーゼル燃料組成物中における任意の防曇剤の(活性物質)濃度は、好ましくは0.1〜20ppmw、より好ましくは1〜15ppmw、更により好ましくは1〜10ppmw、特に1〜5ppmwの範囲である。存在する任意の着火改善剤(例えば2−EHN)の(活性物質)濃度は、好ましくは2600ppmw以下、より好ましくは2000ppmw以下、更により好ましくは300〜1500ppmwである。ディーゼル燃料組成物中における任意の洗浄剤の(活性物質)濃度は、好ましくは5〜1500ppmw、より好ましくは10〜750ppmw、最も好ましくは20〜500ppmwの範囲である。
例えばディーゼル燃料組成物の場合には、燃料添加剤混合物は、通常は洗浄剤を、場合によっては上記に記載した他の成分、並びに、鉱油、Shell companiesによって"SHELLSOL"の商標で販売されているもののような溶媒、エステル、及び特にアルコール、例えばヘキサノール、2−エチルヘキサノール、デカノール、イソトリデカノールのような極性溶媒、及びShell companiesによって"LINEVOL"、特にLINEVOL 79アルコール(C7〜9第1級アルコールの混合物である)の商標で販売されているもののようなアルコール混合物、或いは商業的に入手できるC12〜14アルコール混合物であってよいディーゼル燃料相溶性の希釈剤と一緒に含む。
ディーゼル燃料組成物中における添加剤の全含量は、好適には0〜10000ppmwの間、好ましくは5000ppmwより低くてよい。
上記において、成分の量(濃度、体積%、ppmw、重量%)は、活性物質のもの、即ち揮発性溶媒/希釈材料を除外したものである。
本発明の液体燃料組成物は、必須成分の1種類以上の有機UVフィルター化合物を、内燃エンジンにおいて用いるのに好適なディーゼル基燃料と混合することによって製造される。必須成分の燃料添加剤を混合する基燃料はディーゼルであるので、製造される液体燃料組成物はディーゼル組成物である。
驚くべきことに、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される1種類以上の有機UVフィルター化合物を液体燃料組成物中において用いると、増加したセタン価の観点、並びに一般的に調整された着火遅れ及び/又は調整された燃焼期間などによる燃焼改善の観点での利益が提供されることが見出された。
本発明は以下の実施例から更に理解される。他に示さない限りにおいて、実施例において開示される全ての量及び濃度は、配合燃料組成物全体の重量を基準とするものである。
幾つかの有機UVフィルター化合物を、EN−590に準拠する標準的な低イオウディーゼル燃料中に5000ppm及び500ppmでブレンドした。実施例において用いた有機UVフィルター化合物は、フェニルベンズイミダゾールスルホン酸(DSMからParsol HSの商品名で商業的に入手できる)、ビスエチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェニルトリアジン(BASFからTinasorb Sの商品名で商業的に入手できる)、ドロメトリゾール(BASFからTinuvin Pの商品名で商業的に入手できる)、及びエチルヘキシルトリアゾン(BASFからUvinul T150の商品名で商業的に入手できる)であった。それぞれのディーゼル燃料組成物は、これらの有機UVフィルター化合物の1つを5000ppm及び500ppmの処理率で含んでいた。
幾つかのエンジン運転条件下において、有機UVフィルター化合物は、ディーゼル基燃料のセタン価の増加を与えることができ、且つ着火遅れ、ピーク圧力、及び/又は燃焼期間を調整することができた。

Claims (11)

  1. イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類から選択される有機UVフィルター化合物の、ディーゼル燃料組成物における燃焼改善剤としての使用。
  2. ディーゼル燃料組成物の着火遅れを調整する目的の、請求項1に記載の有機UVフィルター化合物の使用。
  3. ディーゼル燃料組成物の燃焼期間を調整する目的の、請求項1に記載の有機UVフィルター化合物の使用。
  4. ディーゼル燃料組成物のセタン価を増加させる目的の、請求項1に記載の有機UVフィルター化合物の使用。
  5. (a)内燃エンジンにおいて用いるのに好適なディーゼル基燃料;
    (b)液体燃料組成物の重量基準で10ppmw〜2重量%の範囲の、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される1種類以上の有機UVフィルター化合物;
    を含む液体燃料組成物。
  6. イミダゾール類が、ジナトリウムフェニルジベンジルイミダゾールテトラスルホネート、エチルヘキシルジメトキシベンジリデンジオキソイミダゾリンプロピオネート、フェニルベンズイミダゾールスルホン酸、及びこれらの混合物から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の液体燃料組成物。
  7. トリアジン類がフェニルトリアジン類から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の液体燃料組成物。
  8. フェニルトリアジン類が、ビスエチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェニルトリアジン、ビスベンゾオキサゾリルフェニルエチルヘキシルアミノ、及びこれらの混合物から選択される、請求項7に記載の液体燃料組成物。
  9. トリアゾン類が、ジエチルヘキシルブタミドトリアゾン、エチルヘキシルトリアゾン、及びこれらの混合物から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の液体燃料組成物。
  10. トリアゾール類が、ドロメトリゾール、及びエチレンビスベンゾトリアゾリルテトラメチルブチルフェノール、並びにこれらの混合物から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の液体燃料組成物。
  11. ディーゼル燃料組成物の着火遅れを調整し、及び/又はセタン価を増加させ、及び/又は燃焼期間を調整し、および/又はピーク圧力を調整する方法であって、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾン類、及びトリアゾール類、並びにこれらの混合物から選択される所定量の有機UVフィルター化合物を組成物に加えることを含む上記方法。
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