JP2023547501A - 燃料乳化剤用の分岐界面活性剤及び任意選択によりプロポキシル化界面活性剤を含む乳化剤パッケージ - Google Patents

燃料乳化剤用の分岐界面活性剤及び任意選択によりプロポキシル化界面活性剤を含む乳化剤パッケージ Download PDF

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Abstract

本発明は、以下に定義される式（Ｉ）の分岐界面活性剤、及び任意選択により以下に定義される式（ＩＩ）のプロポキシル化界面活性剤を含む乳化剤パッケージの存在下で燃料と水を乳化することによって燃料乳化剤を調製する工程を含む、燃料乳化剤によってディーゼルエンジンに動力を供給する方法に関する。本発明は更に、ディーゼルエンジンに動力を供給するための燃料乳化剤に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、以下に定義される式（Ｉ）の分岐界面活性剤、及び任意選択により以下に定義される式（ＩＩ）のプロポキシル化界面活性剤を含む乳化剤パッケージの存在下で燃料と水を乳化することによって燃料乳化剤を調製する工程を含む、燃料乳化剤によってディーゼルエンジンに動力を供給する方法に関する。本発明は更に、ディーゼルエンジンに動力を供給するための燃料乳化剤に関する。
水性燃料乳化剤は、ディーゼルエンジンの動力源として知られている。
本発明の目的は、安価で調製が容易であり、貯蔵安定性があり、市販の乳化剤を基準とし、炭素、水素、窒素及び酸素のみをベースとし、低剪断力であっても高速且つ容易に乳化することができる、燃料乳化剤用の乳化剤パッケージを見出すことであった。乳化剤パッケージは、起泡性の低い燃料乳化剤を生じさせる必要があり、曇点が低く、腐食防止を提供し、気泡性が低く、乳化剤の濾過性を向上させ、燃料と水を混合するときの沈殿物を低減させるものでなければならない。乳化剤パッケージは、様々な種類の水により、高い水濃度で、様々な温度及び圧力で燃料乳化剤を安定させなければならない。
この目的は、燃料乳化剤によってディーゼルエンジンに動力を供給する方法であって、式（Ｉ）
Ｒａ－Ｏ－（ＡＯａ）ｍ－Ｒａ’ （Ｉ）
（式中、
Ｒａは、分岐Ｃ６～３２アルキルであり、
ＡＯａは、エチレンオキシド基、プロピレンオキシド基、ブチレンオキシド基、ペンチレンオキシド基、スチレンオキシド基又はこれらの混合物であり、
ｍは、１～１００の数字であり、
Ｒａ’は、水素又はＣ１～４アルキルである）の分岐界面活性剤を含む乳化剤パッケージの存在下で燃料と水を乳化することによって燃料乳化剤を調製する工程を含み、
乳化剤パッケージは更に、式（ＩＩ）
Ｒｂ－Ｏ－（ＡＯｂ）ｎ－Ｒｂ’ （ＩＩ）
（式中、
Ｒｂは、直鎖又は分岐Ｃ６～３２アルキルであり、
ＡＯｂは、エチレンオキシド基及びプロピレンオキシド基の混合物であり、
ｎは、１～１００の数字であり、
Ｒｂ’は、水素又はＣ１～４アルキルである）のプロポキシル化界面活性剤を含む方法によって達成されている。
この目的はまた、ディーゼルエンジンに動力を供給するための燃料乳化剤によって達成されている。
燃料は通常、アルカン、シクロアルカン及び芳香族などの炭化水素から構成されている。燃料は、石油留出から留出物又は残渣として得ることができる。燃料は通常、液体燃料である。燃料の例としては、ガソリン、ディーゼル若しくはバイオディーゼル又はこれらの混合物であり、ガソリン又はディーゼルであることが好ましい。特に、燃料はディーゼルである。ガソリンは、アルカン、アルケン及びシクロアルカンのＣ４～Ｃ１２炭化水素を主に含有してもよい。ディーゼルは、飽和炭化水素及び芳香族炭化水素を含み得る。バイオディーゼルは、典型的に低級アルキル脂肪酸エステルを含み、例えば、トリグリセリドを低級アルコール、例えばメタノール又はエタノールでエステル交換することによって調製される。
燃料の粘度は、４０℃で１～１０，０００ｍｍ２／秒（ＩＳＯ ３１０４）又は５０℃で１～１０００ｍｍ２／秒（ＩＳＯ３１０４）の範囲のように広い範囲で変動し得る。
燃料は、ＭＧＯ（船舶用ガス油）、ＭＤＯ（船舶用ディーゼル油）、ＩＦＯ（中間燃料油）、ＭＦＯ（船舶用燃料油）、又はＨＦＯ（重燃料油）などの船舶用燃料であってよい。船舶用燃料の更なる例としては、ＩＦＯ ３８０（最大粘度が３８０センチストークスの中間燃料油（＜３．５％の硫黄））、ＩＦＯ １８０（最大粘度が１８０センチストークスの中間燃料油（＜３．５％の硫黄））、ＬＳ ３８０（低硫黄（＜１．０％）で最大粘度が３８０センチストークスの中間燃料油）、ＬＳ １８０（低硫黄（＜１．０％）で最大粘度が１８０センチストークスの中間燃料油）、ＬＳＭＧＯ（低硫黄（＜０．１％）の船舶用ガス油であり、ＥＵ硫黄指令書２００５／３３／ＥＣに従って欧州の港及び錨泊地でしばしば使用されている）、又はＵＬＳＭＧＯ（超低硫黄船舶用ガス油、超低硫黄ディーゼルも指す（最大で０．００１５％の硫黄）がある。更に好適な船舶用燃料は、ＤＩＮ ＩＳＯ ８２１７のカテゴリー、ＩＳＯ－Ｆ－ＤＭＸ、ＤＭＡ、ＤＦＡ、ＤＭＺ、ＤＦＺ、若しくはＤＦＢ、又はＩＳＯ－Ｆ ＲＭＡ、ＲＭＢ、ＲＭＤ、ＲＭＥ、ＲＭＧ、若しくはＲＭＫに従ったものである。更に好適な船舶用燃料は、留出船舶用ディーゼル又は残渣船舶用ディーゼルである。
船舶用燃料などの燃料の粘度は、４０℃で１～１０，０００ｍｍ２／秒（ＩＳＯ ３１０４）又は５０℃で１～１０００ｍｍ２／秒（ＩＳＯ３１０４）の範囲のように広い範囲で変動し得る。
燃料乳化剤は、少なくとも１０、２０、２５、３０、３５、４０、５０又は６０重量％の燃料を含有してもよい。燃料乳化剤は、最大で３０、４０、５０又は６０重量％の燃料を含有してもよい。燃料乳化剤は、１０～７０重量％、２０～６０重量％、又は３０～５０重量％の燃料を含有してもよい。
環境的な理由から、低硫黄燃料に関心が高まっている。好適な低硫黄燃料は、１、０．５、０．２、又は０．１重量％未満の硫黄を含有し得る。例としては、０．１重量％未満の硫黄を含むＳｈｅｌｌ（登録商標）ＵＬＳＦＯがある。主に自動車に使用されるディーゼルは、最大で２０００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、３５０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ又は１０ｐｐｍの硫黄含有量を有し得る。
あらゆる種類の水、例えば水道水、井戸水、海水、外洋水、雨水、蒸留水、廃水、又は脱イオン水を使用することができる。腐食を回避するために、水道水、蒸留水又は雨水などの塩素濃度の低い水が好ましい。
水は、例えば、８．４°ｄＨ未満の°ｄＨ（ドイツ硬度）で表されるような低硬度、又は１．５ｍｍｏｌ／ｌ未満の炭酸カルシウムの濃度を有するものであってよい。
水は、例えば、ＮａＣｌの濃度を基準として、最大で１０００、５００、１００、１０、又は１ｐｐｍｗなどの低塩分を有するものであってよい。
燃料乳化剤は、少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、５５、６０、６５又は７０重量％の水を含有してもよい。燃料乳化剤は、最大で５０、６０、７０、７５、８０、８５又は９０重量％の水を含有してもよい。燃料乳化剤は、３０～９０重量％、４０～８０重量％、又は５０～８０重量％の水を含有してもよい。
水と燃料の重量比は、１：０．１～１：１０、又は１：０．２～１：５、又は１：０．７～１：３、又は好ましくは１：０．１～１：１の範囲であり得る。
燃料乳化剤は、水中油型エマルジョン又は油中水型エマルジョンであってよく、水中油型エマルジョンが好ましい。
燃料乳化剤は、マクロエマルジョン、ミニエマルジョン又はマイクロエマルジョンであってよく、マクロエマルジョンが好ましい。
燃料乳化剤中の分散相（例えば燃料）は、０．０１～１００μｍ、好ましくは１～１００μｍの直径を有し得る。
燃料乳化剤は、０～１００℃、好ましくは１５～９０℃の温度で存在し得る。
燃料乳化剤は、１～１００バール、好ましくは１～１０バールの圧力で存在し得る。
乳化剤パッケージは、式（Ｉ）
Ｒａ－Ｏ－（ＡＯａ）ｍ－Ｒａ’ （Ｉ）
（式中、
Ｒａは、分岐Ｃ６～３２アルキルであり、
ＡＯａは、エチレンオキシド基、プロピレンオキシド基、ブチレンオキシド基、ペンチレンオキシド基、スチレンオキシド基又はこれらの混合物であり、
ｍは、１～１００の数字であり、
Ｒａ’は、水素又はＣ１～４アルキルである）の分岐界面活性剤を含む。
Ｒａは、好ましくは分岐Ｃ８～２２アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒａは、分岐Ｃ８～１４アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒａは、分岐Ｃ１０～１４アルキルである。好適なＲａは、例えば、イソヘキシル、イソオクチル、例えば２－エチルヘキシルなど、イソノニル、トリメチルヘプチル又は２－プロピルヘプチルなどのイソデシル、イソステアリルである。Ｒａは、特に、イソトリデシルなどの分岐トリデシルである。Ｒａは、様々な鎖長及び異性体の技術的混合物であってよい。Ｒａは、別の特定の形態では、Ｃ１０オキソアルコールなどの分岐Ｃ１０である。Ｒａは、別の特定の形態では、分岐Ｃ１０又は分岐Ｃ１３である。
ＡＯａは、エチレンオキシド基、プロピレンオキシド基、ブチレンオキシド基、又はこれらの混合物であり得る。ＡＯａは、好ましくはエチレンオキシド基である。ＡＯａのアルコキシ単位（例えば、ＥＯ単位及びＰＯ単位）は、ブロック配列でも又は統計的配列でもよく、好ましくはジブロック配列であってよい。ＡＯａに存在するエチレンオキシド基と他のアルキレンオキシド基（例えばプロピレンオキシド基）のモル比は、５０：１～１：２、又は１０：１～１：１、又は５：１～１：１の範囲であり得る。
ｍは、１～８０、２～８０、又は３～６０の数字であり得る。別の形態では、ｍは、１～３０、１～２５、１～２０、１～１５、又は１～１０の数字であり得る。別の形態では、ｍは、２～２５、２～１５、３～１５、又は３～１０の数字であり得る。別の形態では、ｍは、１５～１００、２０～７０、又は２５～６０の数字であり得る。別の形態では、ｍは、少なくとも１、２、３、５、１０、１５、２０、２５又は３０である。別の形態では、ｍは、最大で８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１５、１０、５である。
Ｒａ’は、水素又はメチル、好ましくは水素であってよい。
好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～１５の数字であり、Ｒａ’は水素である。
好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～８０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～７０の数字であり、Ｒａ’は水素である。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２０～６０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
乳化剤パッケージは更に、好ましい形態では、式（ＩＩ）
Ｒｂ－Ｏ－（ＡＯｂ）ｎ－Ｒｂ’ （ＩＩ）
（式中、
Ｒｂは、直鎖又は分岐Ｃ６～３２アルキルであり、
ＡＯｂは、エチレンオキシド基及びプロピレンオキシド基の混合物であり、
ｎは、１～１００の数字であり、
Ｒｂ’は、水素又はＣ１～４アルキルである）のプロポキシル化界面活性剤を含む。
乳化剤パッケージは、別の好ましい形態では、式（Ｉ）の分岐界面活性剤と式（ＩＩ）のプロポキシル化界面活性剤とを含む。
Ｒｂは、好ましくは直鎖Ｃ８～２２アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒｂは、直鎖Ｃ１０～２０アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒｂは、直鎖Ｃ１２～１８アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒｂは、直鎖Ｃ１４～１８アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒｂは、直鎖Ｃ１６～１８アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒｂは直鎖又は分岐Ｃ８～２２アルキルであり、別の好ましい形態では、Ｒｂは直鎖又は分岐Ｃ１０～２０アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒｂは、直鎖又は分岐Ｃ１２～１８アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒｂは、直鎖又は分岐Ｃ１４～１８アルキルである。別の好ましい形態では、Ｒｂは、直鎖又は分岐Ｃ１６～１８アルキルである。Ｒｂは、様々な鎖長及び異性体の技術的混合物であってよい。
ＡＯｂは、エチレンオキシド基及びプロピレンオキシド基の混合物であり、好ましくは更なるアルキレンオキシド基を含まない。ＡＯｂのアルコキシ単位（例えば、ＥＯ単位及びＰＯ単位）は、ブロック配列でも統計的配列でもよく、好ましくはジブロック配列であってよい。ＡＯｂに存在するエチレンオキシド基と他のアルキレンオキシド基（例えばプロピレンオキシド基）のモル比は、５０：１～１：２、又は１０：１～１：１、又は５：１～１：１の範囲であり得る。
ｎは、１～８０、２～８０、又は３～６０の数字であり得る。別の形態では、ｎは、１～３０、１～２５、１～２０、１～１５、又は１～１０の数字であり得る。別の形態では、ｎは、２～２５、２～１５、３～１５、又は３～１０の数字であり得る。別の形態では、ｎは、１５～１００、２０～７０、又は２５～６０の数字であり得る。別の形態では、ｎは、少なくとも１、２、３、５、１０、１５、２０、２５又は３０である。別の形態では、ｎは、最大で８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１５、１０、５である。
Ｒｂ’は、水素又はメチル、好ましくは水素であってよい。好ましくは、Ｒａ’及びＲｂ’は、水素である。
好ましい形態では、Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～２５の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルである。
別の好ましい形態では、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～１５の数字であり、Ｒｂ’は水素である。
別の好ましい形態では、Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～８０の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルである。
別の好ましい形態では、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは２～６０の数字であり、Ｒｂ’は水素である。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルであり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～２５の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルである。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～１５の数字であり、Ｒａ’は水素であり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～２５の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルである。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルであり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～１５の数字であり、Ｒｂ’は水素である。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルであり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～２５の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルであり、
乳化剤パッケージは、分岐界面活性剤とプロポキシル化界面活性剤とを１０：１～１：１０、４：１～１：４、又は２：１～１：２の重量比で含む。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～１５の数字であり、Ｒａ’は水素であり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～２５の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルであり、
乳化剤パッケージは、分岐界面活性剤とプロポキシル化界面活性剤とを１０：１～１：１０、４：１～１：４、又は２：１～１：２の重量比で含む。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルであり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～１５の数字であり、Ｒｂ’は水素であり、
乳化剤パッケージは、分岐界面活性剤とプロポキシル化界面活性剤とを１０：１～１：１０、４：１～１：４、又は２：１～１：２の重量比で含む。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは１～８０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルであり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～８０の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルである。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～８０の数字であり、Ｒａ’は水素であり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～８０の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルである。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは１５～８０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルであり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～３０の数字であり、Ｒｂ’は水素である。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは１～８０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルであり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～８０の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルであり、
乳化剤パッケージは、分岐界面活性剤とプロポキシル化界面活性剤とを１０：１～１：１０、４：１～１：４、又は２：１～１：２の重量比で含む。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～８０の数字であり、Ｒａ’は水素であり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１４～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～８０の数字であり、Ｒｂ’は水素又はメチルであり、
乳化剤パッケージは、分岐界面活性剤とプロポキシル化界面活性剤とを１０：１～１：１０、４：１～１：４、又は２：１～１：２の重量比で含む。
別の好ましい形態では、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２０～７０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルであり、
Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～２０の数字であり、Ｒｂ’は水素であり、
乳化剤パッケージは、分岐界面活性剤とプロポキシル化界面活性剤とを１０：１～１：１０、４：１～１：４、又は２：１～１：２の重量比で含む。
乳化剤パッケージは、分岐界面活性剤とプロポキシル化界面活性剤とを２０：１～１：２０、又は１０：１～１：１０、４：１～１：４、３：１～１：３、又は２：１～１：２の重量比で含んでもよい。
別の形態では、乳化剤パッケージは、分岐界面活性剤とプロポキシル化界面活性剤とを２０：１～１：３、又は１０：１～１：２、４：１～１：１、又は４：１～２：１の重量比で含んでもよい。別の形態では、乳化剤パッケージは、プロポキシル化界面活性剤と分岐界面活性剤とを２０：１～１：３、又は１０：１～１：２、４：１～１：１、又は４：１～２：１の重量比で含んでもよい。
乳化剤パッケージは、乳化剤パッケージに存在する界面活性剤（例えば、分岐界面活性剤及びプロポキシル化界面活性剤）の総量に基づいて計算され得る、一定の割合の重量％の分岐界面活性剤又はプロポキシル化界面活性剤を含んでもよい。
乳化剤パッケージは、少なくとも０．１、０．５、１、２、５、１０、２０、３０又は４０重量％の分岐界面活性剤を含有してもよい。
乳化剤パッケージは、最大で１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１０又は５重量％の分岐界面活性剤を含有してもよい。
乳化剤パッケージは、０．１～２０重量％、又は０．５～１０重量％、又は１～５の分岐界面活性剤を含んでもよい。別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％の分岐界面活性剤を含んでもよい。
乳化剤パッケージは、０．１～２０重量％、又は０．５～１０重量％、又は１～５の分岐界面活性剤を含んでもよく、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
乳化剤パッケージは、０．１～２０重量％、又は０．５～１０重量％、又は１～５の分岐界面活性剤を含んでもよく、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％の分岐界面活性剤を含んでもよく、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％の分岐界面活性剤を含んでもよく、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～２５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
乳化剤パッケージは、０．１～２０重量％、又は０．５～１０重量％、又は１～５の分岐界面活性剤を含んでもよく、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～８０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
乳化剤パッケージは、０．１～２０重量％、又は０．５～１０重量％、又は１～５の分岐界面活性剤を含んでもよく、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２～６０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％の分岐界面活性剤を含んでもよく、Ｒａは分岐Ｃ８～１４アルキルであり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは１５～８０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％の分岐界面活性剤を含んでもよく、Ｒａは分岐Ｃ１０～１４アルキル（イソトリデシルなど）であり、ＡＯａはエチレンオキシド基であり、ｍは２０～６０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
乳化剤パッケージは、少なくとも０．１、０．５、２、５、１０、２０、３０又は４０重量％のプロポキシル化界面活性剤を含有してもよい。
乳化剤パッケージは、最大で９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１０又は５重量％のプロポキシル化界面活性剤を含有してもよい。
乳化剤パッケージは、０．１～２０重量％、又は０．５～１０重量％、又は１～５のプロポキシル化界面活性剤を含んでもよい。別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％のプロポキシル化界面活性剤を含んでもよい。
乳化剤パッケージは、少なくとも０．１、０．５又は２重量％のプロポキシル化界面活性剤を含んでよく、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～１５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
乳化剤パッケージは、最大で４０、３０、２０、１０又は５重量％のプロポキシル化界面活性剤を含んでよく、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～１５の数字であり、Ｒａ’は水素である。
別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％のプロポキシル化界面活性剤を含んでよく、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～１５の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％のプロポキシル化界面活性剤を含んでよく、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～１５の数字であり、Ｒａ’は水素である。
乳化剤パッケージは、少なくとも０．１、０．５又は２重量％のプロポキシル化界面活性剤を含んでよく、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～８０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
乳化剤パッケージは、最大で４０、３０、２０、１０又は５重量％のプロポキシル化界面活性剤を含んでよく、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは１～８０の数字であり、Ｒａ’は水素である。
別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％のプロポキシル化界面活性剤を含んでよく、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは２～７０の数字であり、Ｒａ’は水素又はメチルである。
別の形態では、乳化剤パッケージは、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％のプロポキシル化界面活性剤を含んでよく、Ｒｂは直鎖Ｃ１６～１８アルキルであり、ＡＯｂはエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基の混合物であり、ｎは２～６０の数字であり、Ｒａ’は水素である。
乳化剤パッケージは、少なくとも０．５、２又は５重量％の分岐界面活性剤及びプロポキシル化界面活性剤の合計を含んでもよい。
乳化剤パッケージは、最大で１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１５、又は１０重量％の分岐界面活性剤及びプロポキシル化界面活性剤の合計を含んでもよい。
乳化剤パッケージは、１～９０重量％、１～６０重量％、１～３５重量％、又は２～２０重量％、又は５～１２重量％の分岐界面活性剤及びプロポキシル化界面活性剤の合計を含んでもよい。
乳化剤パッケージは、分岐界面活性剤及びプロポキシル化界面活性剤とは異なるアルコキシレート、アルキルグルコシド及びアルキルポリグルコシド、又はグリセリン若しくはソルビタンと脂肪酸の部分エステル（モノ、ジ及びトリエステルなど）（グリセリンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリステアレートなど）などの非イオン性界面活性剤を更に含んでもよい。
分岐界面活性剤及びプロポキシル化界面活性剤と異なる好適なアルコキシレートは、
－アルコキシル化アルキルフェノール、例えば、エトキシル化ノニルフェニル、エトキシル化ドデシルフェニル、エトキシル化イソトリデシルフェノール及びそれらのエステル、例えばアセテート、
－エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックコポリマー、
－エトキシル化アルキルグルコシド及びアルキルポリグルコシド、
－エトキシル化脂肪族アミン、
－エトキシル化脂肪酸、
－グリセリン又はソルビタンと脂肪酸のエトキシル化部分エステル、例えばエトキシル化グリセリンモノステアレート、
－植物油又は動物性脂肪のエトキシレート、例えばコーン油エトキシレート、ヒマシ油エトキシレート、獣脂エトキシレート、
－脂肪族アミン又は脂肪酸アミドのエトキシレートである。
乳化剤パッケージは通常、最大で５０、４０、３０、２０、１０、５、又は１重量％の更なる非イオン性界面活性剤を含有する。乳化剤パッケージは通常、少なくとも１、５、１０、２０、３０、又は４０重量％の更なる非イオン性界面活性剤を含有する。
別の形態では、乳化剤パッケージは、エトキシル化脂肪酸を含まない。別の形態では、乳化剤パッケージは、脂肪酸アミドを含まない。別の形態では、乳化剤パッケージは、エトキシル化ヒマシ油を含まない。別の形態では、乳化剤パッケージは、脂肪酸アミド、エトキシル化脂肪酸及びエトキシル化ヒマシ油を含まない。
乳化剤パッケージは通常、最大で１０、８、５、４、３、２又は１重量％の全てのイオン性界面活性剤、例えばアニオン性又はカチオン性界面活性剤の合計を含有する。別の形態では、乳化剤パッケージは、いずれのイオン性界面活性剤も含まない。乳化剤パッケージは通常、分岐界面活性剤及びプロポキシル化界面活性剤の合計よりも少ない重量の全てのイオン性界面活性剤の合計を含有する。分岐界面活性剤及びプロポキシル化界面活性剤の重量の合計は通常、全てのイオン性界面活性剤の合計の１倍、１．５倍、又は２倍過剰である。
乳化剤パッケージは通常、水性乳化剤パッケージであり、通常は水を含んでいる。乳化剤パッケージは、通常は乳化剤パッケージの総重量を基準として、少なくとも１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０重量％の水を含有してもよい。
別の形態では、乳化剤パッケージは水を実質的に含まず、例えば１０、８、６、４、２、１又は０．２重量％未満の水を含有する。
乳化剤パッケージは通常、２０℃で液体、固体、又はゲルであり、液体であることが好ましい。
乳化剤パッケージは、好ましくは水と混和性（例えば、２０℃で少なくとも１０重量％の量で）の有機溶媒を含んでもよい。好適な有機溶媒は、エーテル（例えば、グリコールエーテル）、ケトン、又はアルコールであり、エーテル（特にグリコールエーテル）が好ましい。
好ましい有機溶媒は、グリコールエーテルであり、例えばメチルジグリコール、メチルトリグリコール、メチルテトラグリコール、ブチルトリグリコール、ブチルグリコール、ブチルジグリコール、及びヘキシルジグリコールである。
乳化剤パッケージは、最大で９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１５、又は１０重量％の有機溶媒、例えばグリコールエーテルを含んでもよい。
乳化剤パッケージは、通常は乳化剤パッケージの総重量を基準として、少なくとも１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０重量％の有機溶媒を含有してもよい。
乳化剤パッケージは、０．５～３０又は１～１５重量％の有機溶媒、例えばグリコールエーテルを含んでもよい。
別の形態では、乳化剤パッケージは、水、有機溶媒、又は水と有機溶媒との混合物を含んでもよい。別の形態では、乳化剤パッケージは、少なくとも１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０重量％の水、有機溶媒、又は水と有機溶媒との混合物を含んでもよい。
燃料又は乳化剤パッケージは、キャリアオイル、低温流動性向上剤、潤滑性向上剤、腐食防止剤、防曇剤（ｄｅｈａｚｅｒ）、消泡剤、セタン価向上剤、助燃剤、抗酸化剤若しくは安定剤、帯電防止剤、メタロセン、金属不活性化剤、及び／又は染料などの更なる添加物を含んでもよい。燃料又は乳化剤パッケージは、最大で５０、３０、１０、５、又は１重量％の更なる添加剤を含有してもよい。別の形態では、乳化剤パッケージは、更なる添加剤を含まなくてもよい。
燃料乳化剤は、ディーゼルを基準として最大で５、３、２、１、０．８、０．６、０．４、又は０．３重量％の量で乳化剤パッケージを含む。
燃料乳化剤は、ディーゼルを基準として０．００１～１．０重量％、０．０１～０．５重量％、０．０１～０．４重量％、又は０．０５～０．３重量％の量で乳化剤パッケージを含む。
燃料乳化剤は、燃料乳化剤を基準として最大で２、１、０．５、０．２、０．１、０．０８重量％の量で乳化剤パッケージを含む。
燃料乳化剤は、燃料乳化剤を基準として０．００１～０．５、０．００５～０．４、０．００５～０．１５、又は０．０２～０．０８重量％の量で乳化剤パッケージを含む。
燃料乳化剤によってディーゼルエンジンの動力を供給することは公知である。好適なディーゼルエンジンは、例えば、大型ターボチャージャー付き２ストロークディーゼルエンジン（例えば、国際公開第２０１０／１４５６５２号パンフレット若しくは国際公開第２０１０／１０５６２０号パンフレットに記載されている）又は２ストロークディーゼルエンジン（例えば、独国特許第１９７４７２４７号明細書若しくは独国特許第１９７４７２４０号明細書に記載されている）である。ディーゼルエンジンは、陸上の定置用エンジン（発電機）、鉄道機関車、自動車、トラック、河船、又は海洋船に使用することができる。発電所又は海洋船の原動機として、大型の２ストロークディーゼルエンジンを使用することができる。
燃料と水の乳化は、例えば撹拌槽内で機械的剪断エネルギーを加えること、凝集体の粉砕（ボールミル又は撹拌ボールミルなど）、振盪、ローター・ステーター混合、ポンプ又は重力によって搬送される管を通過した乱流、静的ミキサー及び向流ミキサーによって達成することができる。燃料と水の乳化はまた、燃料及び水をループを通して循環させ、例えば、燃料及び水をタンクの底部からタンクの上部にポンプで送り、これをタンク内容物の表面上で取り除くことで達成してもよい。燃料及び水を循環させる前に予備撹拌することが可能であるが、必要ではない。
乳化剤パッケージは、異なる構成成分を含有してもよい。燃料と水とを乳化させるために、乳化前にいくつかの構成成分を燃料に添加してもよく、いくつかの構成成分を水に添加してもよい。従って、燃料乳化剤の調製中に乳化剤パッケージの異なる構成成分を混合してもよい。好ましくは、乳化前に乳化剤パッケージの全ての構成成分が予備混合される。好ましくは、乳化前に乳化剤パッケージの全ての構成成分が燃料又は水に同時に添加される。本発明はまた、水が乳化剤パッケージを含む燃料乳化剤によってディーゼルエンジンに動力を供給するための燃料に関するものであり得る。
乳化は、０～１００℃、又は１０～９０℃、又は２０～５０℃の温度で行うことができる。
乳化は、０．５～２０バール、又は１～１０バールの圧力で行うことができる。
燃料乳化剤を調製し、ディーゼルエンジンでそれを燃焼させるまでの間の時間は、２４時間、６時間、１時間、４５分、３０分、１５分、１０分、５分又は１分未満であってよい。
ディーゼルエンジンで燃料と水を乳化させる種々の装置は、例えば、国際公開第２０１６／０６４７２２号パンフレット、国際公開第９０／１２９５９号パンフレット、米国特許第４，３８８，８９３号明細書、又は国際公開第００／５３９１６号パンフレットによるものが公知である。
表１に示すような乳化剤と蒸留水とを混合することによって乳化剤パッケージを調製し、乳化剤の水溶液を得た。
添加剤パッケージをディーゼル燃料と混合することによって、乳化安定性を試験するための試料を調製した。使用した乳化剤の量は、表１の全ての実験で、燃料及び水を含む乳化剤の総体積を基準として０，０５％であった。
使用したディーゼル燃料は、添加剤パッケージを含まない透明な液体ディーゼルである、ＤＩＮ ＩＳＯ ８２１７に従った様式のＤＭＡの船舶用ディーゼル油であり、約０，８３～０，８５の密度であった。
ローター・ステーター原理に基づいたＳｉｌｖｅｒｓｏｎ Ｌ５高剪断研究室用乳化機を用いて、室温にて７５００ｒｐｍで１０秒以内で乳化剤を調製した。
次いで、乳化した試料をメスシリンダーに入れ、最大で３０分間静置した。分離した水相の量を測定した。例えば、全体積８０ｍｌの試料で８ｍｌの分離した水相が検出された場合は、９０％の乳化安定性に相当する。分離した水相が検出されなかった場合、１００％の乳化安定性に相当する。値を表１に示す。
以下の界面活性剤を使用した：
式（Ｉ）の分岐界面活性剤：
非イオン性Ａ：エトキシル化された純粋なＣ１０オキソアルコール、ヒドロキシ価 約１５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ。
非イオン性Ｂ：イソトリデカノールエトキシレート、７０％の水中活性含有量、ＩＳＯ ３０１６に従った流動点 約０℃。
非イオン性Ｃ：イソトリデカノールエトキシレート、７０％の水中活性含有量、ＨＬＢ 約１８。
式（ＩＩ）のプロポキシル化界面活性剤：
非イオン性Ｄ：アルコキシル化されたＣ１６／１８脂肪族アルコール、流動点 約１５℃（ＡＳＴＭ Ｄ ７３４６）
Figure 2023547501000001

Claims (16)

  1. 燃料乳化剤によってディーゼルエンジンに動力を供給する方法であって、式（Ｉ）
    Ｒａ－Ｏ－（ＡＯａ）ｍ－Ｒａ’ （Ｉ）
    （式中、
    Ｒａは、分岐Ｃ６～３２アルキルであり、
    ＡＯａは、エチレンオキシド基、プロピレンオキシド基、ブチレンオキシド基、ペンチレンオキシド基、スチレンオキシド基又はこれらの混合物であり、
    ｍは、１～１００の数字であり、
    Ｒａ’は、水素又はＣ１～４アルキルである）の分岐界面活性剤を含む乳化剤パッケージの存在下で燃料と水を乳化することによって、前記燃料乳化剤を調製する工程を含み、
    前記乳化剤パッケージは更に、式（ＩＩ）
    Ｒｂ－Ｏ－（ＡＯｂ）ｎ－Ｒｂ’ （ＩＩ）
    （式中、
    Ｒｂは、直鎖又は分岐Ｃ６～３２アルキルであり、
    ＡＯｂは、エチレンオキシド基及びプロピレンオキシド基の混合物であり、
    ｎは、１～１００の数字であり、
    Ｒｂ’は、水素又はＣ１～４アルキルである）のプロポキシル化界面活性剤を含む方法。
  2. Ｒａが分岐Ｃ８～１４アルキルである、請求項１に記載の方法。
  3. Ｒａが分岐トリデシルである、請求項１～２のいずれか一項に記載の方法。
  4. ＡＯａがエチレンオキシド基である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. Ｒｂが直鎖Ｃ１０～２２アルキルである、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
  6. Ｒｂが直鎖又は分岐Ｃ１６～１８アルキルである、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
  7. Ｒａ’及びＲｂ’が水素である、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記乳化剤パッケージが、前記分岐界面活性剤と前記プロポキシル化界面活性剤とを１０：１～１：１０、好ましくは４：１～１：４の重量比で含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記乳化剤パッケージが、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％の前記分岐界面活性剤を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記乳化剤パッケージが、１～９９重量％、５～９０重量％、１０～８０重量％、又は２０～７０重量％の前記プロポキシル化界面活性剤を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記乳化剤パッケージが、最大で１０重量％、好ましくは最大で１重量％のイオン性界面活性剤を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記乳化剤パッケージが、少なくとも１０、３０、又は５０重量％の水、有機溶媒、又は水と前記有機溶媒の混合物を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記燃料乳化剤が、ディーゼルを基準として０．０５～０．４重量％の量で前記乳化剤パッケージを含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記燃料乳化剤が、４０～８０重量％の水を含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記燃料が船舶用燃料である、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 請求項１～１５のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンに動力を供給するための燃料乳化剤。
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