JPH02284990A - 燃料油組成物 - Google Patents

燃料油組成物

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JPH02284990A JP2066716A JP6671690A JPH02284990A JP H02284990 A JPH02284990 A JP H02284990A JP 2066716 A JP2066716 A JP 2066716A JP 6671690 A JP6671690 A JP 6671690A JP H02284990 A JPH02284990 A JP H02284990A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃料油組成物に関し、より詳しくは貯蔵中の沈
降物形成および色の発達に対して安定化された分解成分
含有燃料油組成物に関する。分解成分はしばしばディー
ゼル燃料および燃料油の高い収率を与えるために包含さ
れる。
しかし、分解成分を含むディーゼルおよび燃料油が空気
中で室温または高温で貯蔵されるときにそれらが変色し
、スラッジまたは沈降物を沈降する。
変色および沈降物形成の問題が燃料中の分解成分の存在
により悪化されることは明らかである。
これは種々の燃料配合物をA M 377、061促進
安定性試験で試験したときに形成された沈降物の潰およ
び色の変化を示す表1中の結果により示される。公表さ
れた研究〔例えばオフエンハウエル(Offenhau
er)ほか、インダストリアル・アンド・エンジニアリ
ング・ケミストリー(Industrialand F
!ngineering Chemistry)、19
57.49巻、1265頁、および液体燃料の長期安定
性に関する第2回国際会議紀要(Proceeding
s of the 2ndinternational
  Conference on  the Long
  TermStability of Liquid
 Fuels)、サンアントニオ(San Anton
io、 Texas)+ 1986年10月発行、参照
〕は変色および沈降物が燃料中に存在する硫黄および窒
素化合物の酸化に起因することを示唆している。分解成
分の分析はこれと矛盾しない。
表2中の結果は分解成分がストレート留出油より非常に
多量の窒素および硫黄を含むことを示す。
また、安定なストレート留出油に対する窒素および硫黄
化合物の添加がAM377.061試験において沈降物
および色の両方の増加を生じ(表3)、最も悪い結果は
窒素および硫黄化合物がともに燃料中に存在するときに
得られる。
ディーゼル燃料および燃料油中の沈降物および色の形成
が少量のグアニジニウムまたは置換グアニジニウム化合
物を燃料中へ混合することにより実質的に低下できるこ
とが見出された。グアニジニウムまたは置換グアニジニ
ウム添加物はディーゼル燃料または燃料油が分解成分を
含むときに殊に有効である。
本発明は鉱物ディーゼル燃料油または燃料油、およびグ
アニジニウムまたは置換グアニジニウム塩である添加物
を含む燃料油組成物を提供する。
グアニジニウム化合物は好ましくは一般式:(式中、R
1、RZ 、R3、R4およびR6は同一かまたは異な
ることができ、それらはそれぞれ水素、置換又は未置換
アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケ
ニル、あるいはアリール基であり、かつ、A−は有機ア
ニオンである) を有する。基R,−R,のそれぞれは1〜40個の炭素
原子を持つことができる。゛この型の置換基の例はメチ
ル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル
、S−ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘ
キシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシ
ノペテトラデシル、ヘキサデシル、シクロペンチル、シ
クロヘキシル、メチルシクロヘキシル、ベンジル、フェ
ニル、トリル、キシリル、ジンチルフェニル、トリメチ
ルフェニル、エチルフェニル、ブチルフェニル、ノニル
フェニル、およびドデシルフェニルである。
好ましい置換基は水素およびメチルである。
A−は、好ましくはカルボン酸、カルボン酸無水物、フ
ェノール、硫化フェノールまたはスルホン酸である有機
酸から誘導されるアニオンである。
カルボン酸は例えば: i)式: (式中、Rは水素、アルキル、シクロアルキル、アルケ
ニル、シクロアルケニル、アルカリール、アラルキルま
たはアリールである) の酸。そのような酸の例にはギ酸、酢酸、プロピオン酸
、酪酸、吉草酸、パルミチン酸、ステアリン酸、シクロ
ヘキサンカルボン酸、2−メチルシクロヘキサンカルボ
ン酸、4−メチルシクロヘキサンカルボン酸、オレイン
酸、リノール酸、リルン酸、シクロへキス−2−エン酸
、安息香酸、2−メチル安息香酸、3−メチル安息香酸
、4−メチル安息香酸、サリチル酸、2−ヒドロキシ−
4−メチル安息香酸、2−ヒドロキシ−4−エチル安息
香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、3.5−ジーし一ブチ
ルー4−ヒドロキシ安息香酸、o −アミノ安息香酸、
p−アミノ安息香酸、0−メトキシ安息香酸およびp−
メトキシ安息香酸が含まれる。
ii)式: %式% (式中、nは0または整数である) の、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸
、アジピン酸、ピメリン酸およびスペリン酸を含むジカ
ルボン酸。また式; %式%) (式中、Xは0または整数であり、yはOまたは整数で
あり、Xおよびyは等しいかまたは異なることができ、
Rは(i)中のように規定される) の酸が含まれる。そのような酸の例にはアルキルまたは
アルケニルコハク酸、2−メチルブタンニ酸、2−エチ
ルベンタンニ酸、2−n−ドデシルブタンニ酸、2−n
−ドデセニルブタンニ酸、2−フエニルブタンニ酸、お
よび2−(p−メチルフェニル)ブタンニ酸が含まれる
。前記の他のR基がアルキル鎖上に置換されることがで
きる多置換アルキルジカルボン酸もまた含まれる。これ
らの他の基は同一炭素原子または異なる原子上に置換さ
れることができる。そのような例には2,2−ジメチル
ブタンニ酸;2,3−ジメチルブタン二酸、2,3.4
−トリメチルペンタンニ酸;2゜2.3−1−リメチル
ペンタンニ酸;および2−エチル−3−メチルブタンニ
酸が含まれる。
ジカルボン酸にはまた式: %式% (式中、rは2またはそれ以上の整数である)の酸が含
まれる。例にはマレイン酸、フマル酸、ベント−2−エ
ンニ酸、ヘキス−2−エンニ酸;ヘキスー3−エンニ酸
、5−メチルへキス−2−エンニ酸;2.3−ジメチル
ベント−2−エンニ酸;2−メチルブトー2−エンニ酸
;2−ドデシルブト−2−エンニ酸;および2−ポリイ
ソブチルブドー2−エンニ酸が含まれる。
ジカルボン酸にはまた芳香族ジカルボン酸例えばフタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸および式; (式中、Rは(i)中のように規定され、n=1.2.
3または4であり、n>1のときにはR基は同一または
異なることができる)の置換フタル酸が含まれる。その
ような酸の例には3−メチルベンゼン−1,2ニジカル
ボン酸;4−フェニルベンゼン−1,3−ジカルボン酸
;2−(1−プロペニル)ベンゼン−1,4−ジカルボ
ン酸、および3.4−ジメチルベンゼン−1゜2−ジカ
ルボン酸が含まれる。
カルボン酸無水物には前記カルボン酸から誘導されるこ
とができる酸無水物が含まれる。また前記カルボン酸の
いずれかの混合物から誘導されることができる酸無水物
である。特定の例には無水酢酸、プロピオン酸無水物、
安息香酸無水物、無水マレイン酸、無水コハク酸、ドデ
シルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、適宜
置換されていることができるポリイソブチレンコハク酸
無水物、有利には50.0〜2,000ドルトンの分子
量を持つもの、無水フタル酸、および4−メチルフタル
酸無水物が含まれる。
第四級アンモニウム化合物のアニオンを誘導できるフェ
ノール類は多くの異なる型を有する。適当なフェノール
類の例には次のものが含まれる:(i)  式: (式中、n=1.2.3.4または5であり、Rは前に
規定され、n>1のときに置換基は同一かまたは異なる
ことができる) のフェノール類。炭化水素基(類)はケトまたはケオケ
ト基によりベンゼン環に結合されることができる。ある
いは炭化水素基(頻)は酸素、硫黄または窒素原子によ
り結合されることができる。
そのようなフェノール類の例にはO−クレゾール;m−
クレゾール;p−クレゾール;2,3−ジメチルフェノ
ール;2,4−ジメチルフェノール;2.3.4−1−
サメチルフェノール;3−エチル−2,4−ジメチルフ
ェノール;2,3,4,5−テトラメチルフェノール;
4−エチル−2,3゜5.6−テトラメチルフェノール
;2−エチルフェノフル;3−エチルフェノール;4−
エチルフエノール;2−n−プロピルフェノール;2−
イソプロピルフェノール;4−イソプロピルフェノール
;4−n−ブチルフェノール;4−イソブチルフェノー
ル;4−8−ブチルフェノール;4t−ブチルフェノー
ル;4−ノニルフェノール;2−ドデシルフェノール;
4〜ドデシルフェノール;4−オクタデシルフェノール
;2−シクロヘキシルフェノール;4−シクロヘキシル
フェノール;2−アリルフェノール;4−アリルフェノ
ール;2−ヒドロキシジフェニル;4−ヒドロキシジフ
ェニル;4−メチル−4′−ヒドロキシジフェニル;0
−メトキシフェノール;p−メトキシフェノール;p−
フェノキシフェノール;2−ヒドロキシジフェニルスル
フィド;4−ヒドロキシジフェニルスルフィド;4−ヒ
ドロキシフェニルメチルスルフィド;および4−ヒドロ
キシフェニルジメチルアミンが含まれる。アルキル基が
低分子量オレフィンの重合によって得られるアルキルフ
ェノール類例えばポリプロピルフェノールまたはポリイ
ソブチルフェノールもまた含まれる。
式: %式%() (式中、R′およびR″は同一がまたは異なることがで
き、Rに対して前に規定したとおりであり、mおよびn
は整数であり、1より大きいそれぞれのmまたはnに対
して各R′またはR“は同一かまたは異なることができ
る)のフェノール類もまた含まれる。そのようなフェノ
ール類の例には2,2′−ジヒドロキシ−5゜5′−ジ
メチルジフェニルメタン?5.5’−ジヒドロキシ−2
,2′−ジメチルジフェニルメタン;4,4’−ジヒド
ロキシ−2,2′−ジメチルジフェニルメタン;2,2
’ −ジヒドロキシ−5,5′−ジノニルジフェニルメ
タン、2.2’−ジヒドロキシ−5,5′−ジドデシル
フェニルメタンおよび2.2’ 、4.4’−テトラ−
t−ブチル−3,3′−ジヒドロキシジフェニルメタン
が含まれる。
式: %式%() (式中、R′およびR′は同一かまたは異なることがで
き、前に規定したとおりであり、mおよびnは整数であ
り、1より大きいそれぞれのmおよびnに対して各R′
またはR#は同一かまたは異なることができ、Xは1.
2.3または4である) の硫化フェノール類もまた含まれる。そのようなフェノ
ール類の例には: 2.2′−ジヒドロキシ−5,5′−ジメチルジフェニ
ルスルフィド; 5,5′−ジヒドロキシ−2,2′−ジーもブチルジフ
ェニルジスルフィド; 4.4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジーL−ブチルジ
フェニルジスルフィド; 2.2′−ジヒドロキシ−5,5′−ジノニルジフェニ
ルジスルフィド; 2.2′−ジヒドロキシ−5,5′−ジドデシルジフェ
ニルジスルフィド; 2.2′−ジヒドロキシ−5,5′−ジドデシルジフェ
ニルトリスルフィド;および 2.2′−ジヒドロキシ−5,5′−ジドデシルジフェ
ニルテトラスルフィド、 が含まれる。
グアニジニウム塩のアニオンを誘導できるスルホン酸に
は、好ましい範囲は10〜80原子毎分子であるけれど
も、合計1〜200−個の炭素原子毎分子を持つアルキ
ルおよびアリールスルホン酸が含まれる。この記載中に
式: %式%) (式中、n=1.2.3.4.5であり、n〉1のとき
に置換基は同一かまたは異なることができ、R”は前記
のようなRを表わすことができる) のアリールスルホン酸が含まれる。
炭化水素基(類)はカルボニル基またはチオケト基を通
してベンゼン環に結合することができる。
あるいは炭化水素基(類)は硫黄、酸素または窒素原子
を通してベンゼン環に結合することができる。従って、
使用できるスルホン酸の例には、ベンゼンスルホン酸;
0−トルエンスルホン酸、m−トルエンスルホン酸;P
−トルエンスルホン酸;2.3−ジメチルベンゼンスル
ホン酸i2,4−ジメチルベンゼンスルホン酸、2..
3.4−トリメチルベンゼンスルホン酸;4゛・−エチ
ル−2,3−ジメチルベンゼンスルホン酸;4−エチル
ベンゼンスルホン酸;4−n−プロピルベンゼンスルホ
ンM;4n−ブチルベンゼンスルホン酸;4イソブチル
ベンゼンスルホン酸;4−8−ブチルベンゼンスルホン
酸;4−L−ブチルベンゼンスルホン酸;4−ノニルベ
ンゼンスルホン酸;2−ドデシルベンゼンスルホン酸;
4−ドデシルベンゼンスルホン酸;4−シクロへキシル
ベンゼンスルホン酸;2−シクロヘキシルベンゼンスル
ポン酸;2−アリルベンゼンスルホン酸;2−フェニル
ベンゼンスルホン酸;4−(4’ −メチルフェニル)
ベンゼンスルホン酸;4−メチルメルカプトベンゼンス
ルホン、酸;2−メトキシベンゼンスルホン酸;4−フ
ェノキシベンゼンスルホン酸;4−メチルアミノベンゼ
ンスルボン酸;2−ジメチルアミノベンゼンスルホン酸
;および2−フェニルアミノベンゼンスルホン酸が含ま
れる。R“′が低分子量オレフィンの重合から誘導され
る前記の型のスルホン酸、例えばポリプロピルベンゼン
スルホン酸およびポリイソブチレンベンゼンスルホン酸
もまた含まれる。
式: %式%( (式中、R6はアルキル、シクロアルキル、アルケニル
またはシクロアルケニルである)のスルホン酸もまた含
まれる。使用できるそのようなスルホン酸の例にはメチ
ルスルホン酸;エチルスルホン酸;n−プロピルスルホ
ン酸;n−ブチルスルホン酸;イソブチルスルホン酸;
S−メチルスルホン酸;t−ブチルスルホン酸;ノニル
スルホン酸;ドデシルスルホン酸;ポリプロピルスルホ
ン酸;ポリイソブチルスルホン酸;シクロへキシルスル
ホン酸;および4−メチルシクロへキシルスルホン酸が
含まれる。
グアニジニウム化合物は適当な方法で合成することがで
きる。2つの方法がグアニジン化合物の合成に好ましい
第1の方法においてグアニジンまたは置換グアニジンが
グアニジニウム塩をアルコール中のアルカリ金属水酸化
物で処理すること、例えば、し、反応、例えば、 (式中、R+ 、RZ 、R3、R4及びR3は前記の
とおりである) により製造される。この型の反応において、Xは例えば
フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硫酸、亜硫酸、
硫化物、メトサルフェート、エトサルフェート、亜硝酸
、硝酸、ホウ酸またはリン酸であることができる。金属
Mは例えばリチウム、ナトリウムまたはカリウムである
ことができる。
アルコールは、例えばメタノール、エタノール、n−プ
ロパツールまたはイソプロパツールであることができる
金属塩を沈殿させ、濾去し、グアニジンまたは置換グア
ニジンの溶液を適当な溶媒中で酸と混合(式中、Aは前
記のとおりである) させる。
反応の速度は反応温度を室温より高く上げることにより
高めることができる。反応が終れば溶媒および水を蒸留
により除去する。
第2の方法において、有機酸を金属酸化物または水酸化
物で処理して金属塩を形成させる:HA  +  MO
H−+   Ni 十 〇、0(式中、MおよびAは前
記のとおりである)。
この反応を適当な溶媒(例えばヘプタンまたはトルエン
)中で行なうならば、反応中に形成される水を溶媒の還
流およびディーンーアンド・スタークトラップの使用に
より除去できる。水がすべて除去されれば、金属塩の溶
液をグアニジニウム塩または置換グアニジニウム塩で処
理する、例えば、 (式中、R+ 、Rz 、Ry 、R4、RsおよびX
は前記のとおりである)。
金属塩は濾過により除去され、溶媒は蒸留により除去さ
れる。これら2つの最終段階の順序は最終生成物の品質
に影響を及ぼさない。
燃料組成物は有利には、グアニジニウム化合物を小重量
割合、好ましくは1重量%未満、より好ましくは0.0
00001〜0.1%、−殊に2〜200pp信、含む
望ましくない色の形成および沈降物を生ずる燃料油中の
分解成分は一般に重油の分解により得られ、主成分が残
油から得られる留分である燃料油であることができる。
熱分解に利用できる典型的な方法はビスブレーキングお
よびデイレードコーキングである。あるいは燃料は接触
分解により得ることができ、主要方法は移動床分解およ
び流動床分解である。分解後、留出油は常圧または減圧
蒸留により抽出され、得られる留出油の沸点は通常60
〜500°Cであり、軽循環油と称される留分てあり、
好ましくは150〜400 ’Cの軽油の沸点範囲に相
当する。
この燃料または分解留分および常圧留出油の混合物であ
る燃料からすべてなる組成物は本発明において使用でき
る。
混合物である燃料油組成物中の直接蒸留留分と分解留分
との重量比はかなり変動できるが、しかし通常1:0.
03〜1:2、好ましくは1:0.05〜1:1である
。典型的には分解留分の含量は組成物の重量を基にして
通常5〜97%、好ましくは10〜50%である。
従って本発明はまた留出油留分および分解留分並びに組
成物中に溶性のグアニジニウム化合物を含む燃料組成物
を提供する。本発明はまた燃料油組成物、殊に重油の分
解により得られた成分を含むものの中の沈降物および色
の形成の抑制におけるそのようなグアニジニウム化合物
の使用を提供する。
次の実施例は本発明の例示である。
実施例1 グアニジニウムドー゛シルフェ −トの水酸化ナトリウ
ム(10g ;0.25モル)のメタノール(100m
ffi)中の溶液をドデシルフェノール(65,6g 
; 0.25モル)のトルエン(100戚)中の溶液に
加えた。混合物を64°Cに加熱してメタノールを除去
し、次いで102°Cに加熱してトルエンを還流した。
3時間の還流復水(4,2ml Bo、25モル)がデ
ィーン・アンド・スタークトラップ中に捕集された。
反応混合物を室温に冷却し、塩化グアニジニウム(23
,8g : 0.25モル)のメタノール(200+1
)中の溶液を加えた。この混合物を2時間加熱還流し、
次いで減圧下に温度を150°Cに上げることにより揮
発性溶媒を除去した。生成物をダイカライド(Dica
lite)  4200 (けいそう土)を通して濾過
した。TBNは19.6■KOH/gであった。
この生成物および類似の方法で合成された他のグアニジ
ニウム化合物を安定な留出油(燃料A)と非水素化精製
接触分解軽油(燃料B)との配合物である燃料中で試験
した。燃料Aは50pp−の窒素および0.24%の硫
黄を含有した。燃料Bは695ppmの窒素および1.
11%の硫黄を含有した。
表1は種々の量のストレート留出油燃料と非水素化精製
接触分解軽油との配合の、AM377.061試験にお
ける沈降物および色に及ぼす効果を示す。
表2は種々の燃料の窒素および硫黄の含量を示す。
表3は安定な燃料(A)の窒素および硫黄を含有する化
合物によるドーピングの色および沈降物に及ぼす効果を
示す。
1−よ AM377.061促進安定性試験における表−」工 (al  色の変化(ASTM  D1500試験)老
−一こ AM377.061試験におけるストレート留出油燃料
の安定性に及ぼすジメチルピロール(DMP)およびス
ルホン酸(S(a)2.5−ジメチルピロール (b)  約80■KOI(/g酸の標準酸価を有する
市販アルキル−アリールスルホン酸 実施例2〜4 表4は実施例1中に記載したように製造された種々のグ
アニジニウム化合物1100ppを、燃料A80重量%
および燃料82020重量らなる燃料に添加することの
AM377.061試験における沈降物および色に及ぼ
す効果を示す。グアニジニウム化合物を加えた燃料に対
する結果と非添加燃料に対する結果との比較はグアニジ
ニウム化合物が沈降物および色を制御することを示す。
表5は実施例2のグアニジニウム塩1100ppを加え
た燃料A8080重量よび燃料82020重量らなる燃
料の長期貯蔵特性を示す。添加した燃料の沈降物および
色は40°Cで112日後に非添加燃料のそれより一層
良好であることを知ることができる。
手続補正書(方式) 2.5.22 平成  年  月 2、発明の名称 組 成 物 3、補正をする者 事件との関係 願人 4、代

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ディーゼル燃料油または燃料油および、グアニジ
    ニウム塩または置換グアニジニウム塩である添加物を含
    む燃料油組成物。
  2. (2)添加物が一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1、R_2、R_3、R_4およびR_5
    は同一かまたは異なるができ、それぞれ水素、あるいは
    置換または未置換のアルキル、シクロアルキル、アルケ
    ニル、シクロアルケニル、あるいはアリール基であり、
    かつA^−は有機酸から誘導されるアニオンである) を有する請求項(1)記載の組成物。
  3. (3)R_1、R_2、R_3、R_4およびR_5が
    水素である、請求項(2)記載の組成物。
  4. (4)R_1がメチルであってR_2、R_3、R_4
    およびR_5が水素であるか、またはR_1およびR_
    2がメチルであってR_3、R_4およびR_5が水素
    であるか、あるいはR_1、R_2、R_3およびR_
    4がメチルであってR_5が水素である、請求項(2)
    記載の組成物。
  5. (5)塩が誘導される酸がカルボン酸またはカルボン酸
    無水物、有利にはアルキルまたはアルケニルコハク酸ま
    たはその酸無水物である、請求項(1)〜(4)のいず
    れか一項に記載の組成物。
  6. (6)塩が誘導される酸がフェノール、有利にはモノア
    ルキルフェノールである、請求項(1)〜(4)のいず
    れか一項に記載の組成物。
  7. (7)塩が誘導される酸が式: ▲数式、化学式、表等があります▼または ▲数式、化学式、表等があります▼ のメチレンビスフェノール、あるいは式: ▲数式、化学式、表等があります▼または ▲数式、化学式、表等があります▼ の硫化フェノール(たゞし式中、R′およびR″は同一
    かまたは異なることができ、水素、あるいはアルキル、
    シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アル
    カリール、アラルキル、またはアリール基であり、mお
    よびnは同一かまたは異なることができ、それぞれ0ま
    たは1〜4の整数であり、1より大きいそれぞれのmま
    たはnに対し各R′またはR″は同一かまたは異なるこ
    とができ、Xは1、2、3または4である)である、請
    求項(1)〜(6)のいずれか一項に記載の組成物。
  8. (8)塩が誘導される酸がスルホン酸、有利には式:▲
    数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^6は水素、あるいはアルキル、シクロアル
    キル、アルケニル、シクロアルケニル、アリール、アル
    カリール、またはアラルキル基である) を有するもの、である、請求項(1)〜(4)のいずれ
    か一項に記載の組成物。
  9. (9)グアニジニウムまたは置換グアニジニウム塩を1
    重量%未満、有利には0.000001〜0.1重量%
    、好ましくは2〜200ppm含む、請求項(1)〜(
    8)のいずれか一項に記載の組成物。
  10. (10)燃料油が分解留分を10〜50%および直接蒸
    留留分を90〜50%含む、請求項(1)〜(9)のい
    ずれか一項に記載の組成物。
  11. (11)燃料油中の色および沈降物の形成の抑制に対す
    る適宜置換されていることができるグアニジニウム塩の
    使用。
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