KR101186408B1 - 연료 조성물 - Google Patents

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Abstract

150 중량ppm의 최대 황 함량을 갖는 다량의 가솔린, 및 세정 작용 또는 밸브 시트 마모 억제 작용을 갖는 소량의 하나 이상의 가솔린 첨가제를 함유하는 연료 조성물이 개시된다. 상기 가솔린 첨가제는 85 내지 20,000의 평균 분자량을 갖는 하나 이상의 소수성 탄화수소 라디칼 및 하나 이상의 극성 부분을 포함한다. 상기 연료 조성물은 약 5 내지 75 부피% 함량의 하나 이상의 저급 알칸올을 추가로 함유한다.
연료 조성물, 가솔린 연료 첨가제, 세정 작용, 밸브 시트 마모, 저급 알칸올

Description

연료 조성물{FUEL COMPOSITION}
본 발명은 다량의 특이적 저급 알칸올 함유 가솔린 연료 및 소량의 선택된 가솔린 연료 첨가제를 포함하는 연료 조성물에 관한 것이다.
가솔린 엔진의 기화기 및 흡기 시스템, 및 연료 공급용 분사 시스템은 공기로부터의 먼지 입자에 의해 발생하는 불순물, 연소실로부터 연소되지 않은 탄화수소 잔여물 및 기화기로 전달되는 크랭크케이스 배출 기체에 의해 꾸준히 오염된다.
이러한 잔여물들은 사용되지 않는 경우 및 낮은 부분 부하 범위에서 공기-연료 비율을 변화시켜 혼합물은 저급화되고 연소가 더욱 불완전해짐으로써 배기 가스 중 연소되지 않거나 또는 부분적으로 연소된 탄화수소의 비는 상승하고 가솔린 소비는 증가하게 된다.
이러한 단점들은 밸브 및 가솔린 엔진의 기화기 또는 분사 시스템을 청결하게 유지시키는 연료 첨가제를 사용함으로써 방지될 수 있는 것으로 공지되어 있다(예를 들면, 문헌[M. Rossenbeck in Katalysatoren, Tenside, Mineraloeladditive [Catalysts, surfactants, mineral oil additives], Eds.: J. Falbe, U. Hasserodt, p. 223, G. Thieme Verlag, Stuttgart 1978] 참조).
또한, 종래 디자인의 가솔린 엔진에서는 무연 가솔린 연료를 사용한 작동시 밸브 시트 마모 문제가 발생한다. 이에 대처하기 위해, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 화합물에 기초한 밸브 시트 마모 억제 첨가제가 개발되었다.
현대의 가솔린 엔진은 문제없는 사용을 위해 오직 적합한 가솔린 연료 첨가제와의 병용이 보장될 수 있는 성질의 복잡한 프로파일을 갖는 연료를 필요로 한다. 일반적으로, 이러한 가솔린 연료는 화학적 화합물들로 된 복잡한 혼합물로 이루어지고, 물리적 양으로 특성화된다. 그러나, 공지된 연료 조성물에서 세척 작용, 청결 유지 작용 및 밸브 시트 마모 억제 작용에 관한 가솔린 연료와 적합한 첨가제 사이의 상호작용은 여전히 개선을 필요로 한다.
본 발명의 목적은 보다 효과적인 가솔린 연료-가솔린 연료 첨가제 조성물을 찾는 것이다. 특히, 보다 효과적인 첨가제 제제를 찾는 것이다.
본 발명자들은 이러한 목적이 150 중량ppm의 최대 황 함량을 갖는 다량의 가솔린 연료, 및 세정 작용 또는 밸브 시트 마모 억제 작용을 가지며 85 내지 20,000의 수평균 분자량(MN)을 갖는 하나 이상의 소수성 탄화수소 라디칼 및 하나 이상의 극성 부분을 갖는 소량의 하나 이상의 가솔린 연료 첨가제를 포함하며, 약 5 내지 75 부피% 함량의 하나 이상의 저급 알칸올을 갖는 연료 조성물에 의해 달성된다는 점을 발견하였다.
극성 부분은
(a) 하나 이상의 질소 원자가 염기성을 갖는 6 개 이하의 질소 원자를 갖는 모노아미노기 또는 폴리아미노기,
(b) 니트로기(적합하게는, 히드록실기와 함께 사용됨),
(c) 하나 이상의 질소 원자가 염기성을 갖는 모노아미노기 또는 폴리아미노기와 함께 사용되는 히드록실기,
(d) 카르복실기 또는 그들의 알칼리 금속염 또는 그들의 알칼리 토금속염,
(e) 술폰산기 또는 그들의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염,
(f) 히드록실기, 하나 이상의 질소 원자가 염기성을 갖는 모노아미노기 또는 폴리아미노기 또는 카르바메이트기로 종결되는 폴리옥시-C2-알킬렌기 내지 폴리옥시-C4-알킬렌기,
(g) 카르복실 에스테르기,
(h) 숙신산 무수물로부터 유도되고 히드록실 및/또는 아미노 및/또는 아미도 및/또는 이미도기를 갖는 부분, 및
(i) 치환된 페놀과 알데히드 및 모노아민 또는 폴리아민의 만니히(Mannich) 반응에 의해 수득한 부분으로부터 선택된다.
바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 알칸올은 직쇄형 또는 분지쇄형, 포화 C1-C6-모노- 또는 -디올, 특히 C1-C3-모노 알칸올, 예를 들면 메탄올, 에탄올, n-프로판올 또는 i-프로판올, 또는 이러한 다수의 알칸올들의 혼합물이다.
알칸올 함량은 연료 조성물의 총 부피를 기준으로 최대 75 부피%, 예를 들면 5 내지 75 부피%, 바람직하게는 10 내지 65 부피%, 특히 20 내지 55 부피%, 예를 들면 30-40 부피% 또는 40-50 부피%이다.
가솔린 연료 중 추가 알코올 및 에테르의 함량은 대개 비교적 낮다. 전형적인 최대 함량은 tert-부탄올의 경우 7 부피%, 이소부탄올의 경우 10 부피%이고 분자 중 5 개 이상의 탄소 원자를 갖는 에테르의 경우 15 부피%이다.
가솔린 연료의 최대 방향족 함량은 바람직하게는 40 부피%, 특히 38 부피%이다. 방향족 함량에 대한 바람직한 범위는 20 내지 42 부피%, 특히 25 내지 40 부피%이다.
가솔린 연료의 최대 황 함량은 바람직하게는 100 중량ppm, 특히 50 중량ppm이다. 황 함량에 대한 바람직한 범위는 0.5 내지 150 중량ppm, 특히 1 내지 100 중량ppm이다.
바람직한 실시양태에서, 가솔린 연료는 21 부피%, 바람직하게는 18 부피%, 특히 10 부피%의 최대 올레핀 함량을 갖는다. 올레핀 함량에 대한 바람직한 범위는 6 내지 21 부피%, 특히 7 내지 18 부피%이다.
추가의 바람직한 실시양태에서, 가솔린 연료는 1.0 부피%, 특히 0.9 부피%의 최대 벤젠 함량을 갖는다. 벤젠 함량에 대한 바람직한 범위는 0.5 내지 1.0 부피%, 특히 0.6 내지 0.9 부피%이다.
추가의 바람직한 실시양태에서, 가솔린 연료의 산소 함량은 최대 2.7 중량%이고, 바람직하게는 0.1 내지 2.7 중량%, 특히 1.0 내지 2.7 중량%, 더욱 특히 1.2 내지 2.0 중량%이다.
38 부피%의 최대 방향족 함량, 21 부피%의 최대 올레핀 함량, 50 중량ppm의 최대 황 함량, 1.0 부피%의 최대 벤젠 함량 및 1.0 내지 2.7 중량%의 산소 함량을 동시에 갖는 가솔린 연료가 특히 바람직하다.
상기 올레핀, 벤젠, 방향족 및 산소 함량에 대한 부피%는 각각 광물 가솔린 연료 성분, 즉 첨가제 및 알칸올이 없는 것의 부피를 기준으로 한다.
가솔린 연료의 여름 증기압은 전형적으로 최대 70 kPa, 특히 60 kPa(각각 37 ℃)이다.
가솔린 연료의 리서치 옥탄가(research octane number, "ROZ")는 일반적으로 90 내지 100이다. 대응하는 모터 옥탄가(motor octane number, "MOZ")에 대한 전형적 범위는 80 내지 90이다.
앞서 언급한 명세는 통상의 방법(DIN EN 228)에 의해 결정된 것이다.
연료 중에서의 충분한 용해도를 보장하는 가솔린 연료 첨가제 중의 소수성 탄화수소 라디칼은 85 내지 20,000, 특히 113 내지 10,000, 더욱 특히 300 내지 5,000의 수평균 분자량(Mn)을 갖는다. 특히 극성 부분 (a), (c), (h) 및 (i)와 함께 사용될 수 있는 전형적인 소수성 탄화수소 라디칼은 각각 Mn = 300 내지 5000, 특히 500 내지 2500, 더욱 특히 750 내지 2250을 갖는 폴리프로페닐, 폴리부테닐 및 폴리이소부테닐 라디칼이다.
세정 작용 또는 밸브 시트 마모 억제 작용을 갖는 개개의 가솔린 연료 첨가제는 하기를 포함한다.
바람직하게는, 모노아미노기 또는 폴리아미노기 (a)를 포함하는 첨가제는 폴리프로펜 또는 고 반응성(즉, 통상 알파-위치 및 베타-위치에서 우세하게 말단 이중 결합을 가짐) 또는 통상적인(즉, 우세하게 내부 이중 결합을 가짐) 폴리부텐 또는 폴리이소부텐(Mn = 300 내지 5000)계 폴리알켄모노아민 또는 폴리알켄폴리아민이다. 히드로포르밀화, 및 암모니아, 모노아민 또는 폴리아민, 예를 들면 디메틸아미노프로필아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민 또는 테트라에틸렌펜트아민과의 환원성 아민화에 의해 20 중량% 이하의 n-부텐 단위를 포함할 수 있는 폴리이소부텐으로부터 제조될 수 있는 고 반응성 폴리이소부텐계 첨가제는 특히 EP-A 244 616에 개시되어 있다. (통상 베타-위치 및 감마-위치에서) 우세하게 내부 이중 결합을 갖는 폴리부텐 또는 폴리이소부텐이 첨가제의 제조시 출발 물질로서 사용되는 경우, 염소화 및 후속 아민화에 의한 제조 경로, 또는 이중 결합과 공기 또는 오존의 산화로 카르보닐 또는 카르복실 화합물을 생성하고 환원(수소화) 조건 하에서 후속 아민화시키는 제조 경로가 가능하다. 여기서 아민화에 사용될 수 있는 아민은 앞서 히드로포르밀화된 고 반응성 폴리이소부텐의 환원성 아민화에 사용된 것들과 동일할 수 있다. 폴리프로펜 기재의 대응하는 첨가제는 특히 WO-A 94/24231에 기재되어 있다.
모노아미노기 (a)를 함유하는 추가의 바람직한 첨가제는 특히 WO-A 97/03946에 기재된 바와 같이 평균 중합도 P = 5 내지 100을 갖는 폴리이소부텐과 산화질소 또는 산화질소 및 산소의 혼합물의 반응 생성물의 수소화 생성물이다.
모노아미노기 (a)를 포함하는 추가의 바람직한 첨가제는 특히 DE-A 196 20 262에 기재된 바와 같이 폴리이소부텐 에폭시드로부터 아민과의 반응 및 후속 탈수 및 아미노 알코올의 환원에 의해 수득가능한 화합물이다.
바람직하게는, 니트로기, 적합하게는 히드록실기와 함께 사용되는 니트로기 (b)를 포함하는 첨가제는 특히 WO-A 96/03367 및 WO-A 96/03479에 기재된 바와 같이 평균 중합도 P = 5 내지 100 또는 10 내지 100을 갖는 폴리이소부텐과 산화질소 또는 산화질소 및 산소의 혼합물의 반응 생성물이다. 일반적으로, 이러한 반응 생성물은 순수 니트로폴리이소부탄(예를 들면, 알파, 베타-디니트로폴리이소부탄) 및 혼합된 히드록시니트로폴리이소부탄(예를 들면, 알파-니트로-베타-히드록시폴리이소부탄)의 혼합물이다.
특히, 모노아미노기 또는 폴리아미노기와 함께 사용되는 히드록실기 (c)를 포함하는 첨가제는 특히 EP-A 476 485에 기재된 바와 같이 바람직하게는 우세한 말단 이중 결합 및 300 내지 5000의 Mn을 갖는 폴리이소부텐으로부터 수득가능한 폴리이소부텐 에폭시드와 암모니아, 모노아민 또는 폴리아민의 반응 생성물이다.
바람직하게는, 카르복실기 또는 그들의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염 (d)를 포함하는 첨가제는 500 내지 20,000의 총 몰 질량을 갖고 그들의 카르복실기의 일부 또는 전체가 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염으로 전환되고 잔여 카르복실기는 알코올 또는 아민과 반응한 것인 C2-C40-올레핀과 말레산 무수물의 공중합체이다. 이러한 첨가제는 특히 EP-A 307 815에 의해 개시되고 있다. 이러한 첨가제는 주로 밸브 시트 마모를 방지하는 데 작용하고, WO-A 87/01126에 기재된 바와 같이 유리하게는 통상의 연료 세정제, 예를 들면 폴리(이소)부텐아민 또는 폴리에테르아민과 함께 사용될 수 있다.
바람직하게는, 술폰산기 또는 그들의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염 (e)를 포함하는 첨가제는 특히 EP-A 639 632에 기재된 바와 같이 알킬 술포숙시네이트의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염이다. 이러한 첨가제는 주로 밸브 시트 마모를 방지하는 데 작용하고, 유리하게는 통상의 연료 세정제, 예를 들면 폴리(이소)부텐아민 또는 폴리에테르아민과 함께 사용될 수 있다.
바람직하게는, 폴리옥시-C2-알킬렌 내지 폴리옥시-C4-알킬렌 부분 (f)를 포함하는 첨가제는 C2- 내지 C60-알칸올, C6- 내지 C30-알칸디올, 모노- 또는 디-C2-C30-알킬아민, C1-C30-알킬시클로헥산올 또는 C1-C30-알킬페놀을, 히드록실기 또는 아미노기 당 1 내지 30 mol의 산화에틸렌 및/또는 산화프로필렌 및/또는 산화부틸렌과 반응시킴으로써 수득가능한 폴리에테르 또는 폴리에테르아민이며, 폴리에테르아민의 경우, 암모니아, 모노아민 또는 폴리아민과의 후속 환원성 아민화에 의해 수득가능하다. 이러한 생성물은 특히 EP-A 310 875, EP-A 356 725, EP-A 700 985 및 US-A 4 877 416에 기재되어 있다. 폴리에테르의 경우, 생성물들도 캐리어 오일 성질을 갖는다. 이들의 전형적인 예로는 트리데칸올 부톡실레이트, 이소트리데칸올 부톡실레이트, 이소노닐페놀 부톡실레이트 및 폴리이소부텐올 부톡실레이트 및 -프로폭실레이트 및 또한 암모니아와의 대응하는 반응 생성물이 있다.
바람직하게는, 카르복실 에스테르기 (g)를 포함하는 첨가제는 특히 DE-A 38 38 918에 기재된 바와 같이 모노- , 디- 또는 트리카르복실산과 장쇄 알칸올 또는 폴리올과의 에스테르, 특히 100 ℃에서 2 ㎟/s의 최소 점도를 갖는 것들이다. 사용되는 모노-, 디- 또는 트리카르복실산은 지방족 또는 방향족 산일 수 있고, 특히 적합한 에스테르 알코올 또는 에스테르 폴리올은 예를 들면, 6 내지 24 개의 탄소 원자를 갖는 장쇄의 전형물이다. 상기 에스테르의 대표적인 전형물로는 이소옥탄올, 이소노난올, 이소데칸올 및 이소트리데칸올의 아디페이트, 프탈레이트, 이소프탈레이트, 테레프탈레이트 및 트리멜리테이트가 있다. 또한, 이러한 생성물들은 캐리어 오일 성질을 갖는다.
바람직하게는, 숙신산 무수물로부터 유도되고 히드록실 및/또는 아미노 및/또는 아미도 및/또는 이미도기를 갖는 부분 (h)를 포함하는 첨가제는 Mn = 300 내지 5000을 갖는 통상적인 또는 고 반응성 폴리이소부텐을 말레산 무수물과 열적 경로에 의하거나 또는 염소화된 폴리이소부텐을 통해 반응시킴으로써 수득가능한 폴리이소부테닐숙신산 무수물의 대응하는 유도체이다. 지방족 폴리아민, 예를 들면 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민 또는 테트라에틸렌펜트아민과의 유도체가 특히 중요하다. 이러한 가솔린 연료 첨가제는 특히 US-A 4 849 572에 기재되어 있다.
바람직하게는, 치환된 페놀과 알데히드 및 모노아민 또는 폴리아민의 만니히 반응에 의해 수득한 부분 (i)를 포함하는 첨가제는 폴리이소부텐 치환 페놀과 포름알데히드 및 모노아민 또는 폴리아민, 예를 들면 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜트아민 또는 디메틸아미노프로필아민의 반응 생성물이다. 폴리이소부테닐 치환 페놀은 Mn = 300 내지 5000을 갖는 통상적인 또는 고 반응성 폴리이소부텐으로부터 유래할 수 있다. 이러한 "폴리이소부텐-만니히 염기"는 특히 EP-A 831 141에 기재되어 있다.
앞서 개별적으로 상세히 설명된 가솔린 연료 첨가제의 보다 정확한 설명을 위해 본 명세서에서는 상기 선행 기술 문헌들의 개시내용을 명확히 참고 문헌으로 인용한다.
본 발명에 따른 연료 조성물은 추가의 통상의 성분 및 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이들은 뚜렷한 세정 작용이 없는 캐리어 오일, 예를 들면 광물성 캐리어 오일(기유), 특히 점도 등급 "솔벤트 뉴트럴(Solvent Neutral, SN) 500 내지 2000"으로 된 것들, 및 Mn = 400 내지 1800을 갖는 올레핀 중합체, 특히 폴리부텐 또는 폴리이소부텐(수소화 또는 비수소화됨), 폴리-알파-올레핀 또는 폴리(내부 올레핀)계 합성 캐리어 오일을 주로 포함한다.
유용한 용매 또는 희석제(첨가제 팩키지를 제공하는 경우)에는 지방족 및 방향족 탄화수소, 예를 들면 솔벤트 나프타(Solvent Naphta)가 있다.
추가의 통상의 첨가제로는 부식 방지제(예를 들면, 유기 카르복실산의 암모늄염(필름을 형성하기 쉬움)계 또는 비철 금속 부식 보호용 헤테로시클릭 방향족), 항산화제 또는 안정화제(예를 들면, 아민, 예를 들면 p-페닐렌디아민, 디시클로헥실아민 또는 그들의 유도체계 또는 페놀, 예를 들면 2,4-디-tert-부틸페놀 또는 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐프로피온산), 유화방지제, 정전기방지제, 메탈로센(예를 들면, 페로센 또는 메틸시클로펜타디에닐망간 트리카르보닐), 윤활 첨가제(예를 들면, 특정한 지방산, 알케닐숙신산 에스테르, 비스(히드록시알킬) 지방 아민, 히드록시아세트아미드 또는 피마자유) 및 염료(marker)가 있다. 또한, 연료의 pH를 낮추기 위해 임의적으로 아민을 첨가하기도 한다.
특히, 상기 가솔린 연료와, 극성 부분 (f)를 갖는 가솔린 연료 첨가제 및 부식 방지제 및/또는 단량체류 및/또는 이량체류로 존재할 수 있는 지방산 또는 카르복실산계 윤활 첨가제의 혼합물로 된 조합물도 본 발명에 따른 연료 조성물에 유용하다. 이러한 타입의 전형적인 혼합물은 폴리이소부텐아민과 알칸올 출발 폴리에테르, 예를 들면 트리데칸올 부톡실레이트 또는 이소트리데칸올 부톡실레이트 또는 -프로폭실레이트, 폴리이소부텐아민와 알칸올 출발 폴리에테르아민, 예를 들면 트리데칸올 부톡실레이트-암모니아 반응 생성물 또는 이소트리데칸올 부톡실레이트-암모니아 반응 생성물, 및 알칸올 출발 폴리에테르아민, 예를 들면 트리데칸올 부톡실레이트-암모니아 반응 생성물 또는 이소트리데칸올 부톡실레이트-암모니아 반응 생성물과 알칸올 출발 폴리에테르, 예를 들면 트리데칸올 부톡실레이트 또는 이소트리데칸올 부톡실레이트 또는 -프로폭실레이트(각각 앞서 언급한 부식 방지제 및/또는 윤활 첨가제와 함께 사용됨)를 포함한다.
앞서 언급한 극성 부분 (a) 내지 (i)를 갖는 가솔린 연료 첨가제 및 앞서 언급한 다른 성분들은 가솔린 연료로 공급되고 거기서 그들의 작용을 한다. 상기 성분 및/또는 첨가제는 연료에 개별적으로 첨가되거나 또는 미리 제조된 농축물("첨가제 팩키지")로서 첨가될 수 있다.
앞서 언급한 극성 부분 (a) 내지 (i)를 갖는 가솔린 연료 첨가제는 가솔린 연료에 전형적으로 1 내지 5000 중량ppm, 특히 5 내지 3000 중량ppm, 더욱 특히 10 내지 1000 중량ppm의 양으로 첨가된다. 앞서 언급한 다른 성분들 및 첨가제는 필요에 따라, 이 목적에 통상적인 양으로 첨가된다.
본 발명에 따른 연료 조성물에서는 놀랍게도 현저히 적은 세정제 또는 밸브 시트 마모 억제제로, 저급 알칸올을 첨가하지 않은 동등한 연료 조성물에 비해 동일한 세척 작용, 청결 유지 작용 또는 밸브 시트 마모 억제 작용을 달성하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 연료 조성물 중에 동일한 양의 세정제 또는 밸브 시트 마모 억제제를 사용하는 경우 놀랍게도 통상적인 연료 조성물에 비해 현저히 우수한 세척 작용 또는 청결 유지 작용, 및 밸브 시트 마모 억제 작용을 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 연료 조성물은 가솔린 엔진의 연소실에 침전물이 적게 형성되고 연료 희석을 통해 엔진 오일로 연행되는 첨가제가 감소하는 추가적인 이점을 나타낸다.
또한, 본 발명은
i) 저황 가솔린 연료 중 저급 알칸올의 앞서 정의한 세정 작용 또는 밸브 시트 마모 억제 작용을 갖는 첨가제의 작용 개선 용도,
ii) 가솔린 연료와 유효량의 저급 알코올을 혼합시킴으로써 저황 가솔린 연료 중에서 앞서 정의한 세정 작용 또는 밸브 시트 마모 억제 작용을 갖는 첨가제의 작용 개선 방법,
iii) 저급 알코올 및 앞서 정의한 세정 작용 또는 밸브 시트 마모 억제 작용을 갖는 하나 이상의 첨가제의 조합물의 연소실 침전물 및/또는 가솔린 엔진의 흡기 시스템 중의 침전물 감소 용도, 및
iv) 저급 알코올 및 앞서 정의한 밸브 시트 마모 억제 작용을 갖는 첨가제의 조합물의 가솔린 연료용 밸브 시트 마모 억제제로서의 용도에 관한 것이다.
하기의 실시예는 본 발명을 예시하고자 하는 것이며 본 발명을 이에 제한하려는 것이 아니다.
사용된 가솔린 연료 첨가제는 60 중량%의 세정제 첨가제 폴리이소부텐아민(Mn = 1000 g/mol) 및 32 중량%의 캐리어 오일(22 유닛의 산화부틸렌으로 에테르화된 트리데칸올)을 포함하는 시판용 첨가제 팩키지였다.
사용된 가솔린 연료는 특정 명세가 언급된 하기 목록의 것들이었으며, GF 1(매개변수들은 하기 표 1 참조)은 전형적인 상업적으로 입수가능한 연료이다.
명세 GF 1
방향족 함량
[부피%]		 39.8
파라핀 함량
[부피%]		 47.7
올레핀 함량
[부피%]		 12.5
황 함량
[중량ppm]		 35
밀도
[15 ℃] [kg/m3]		 743.6
초기 비등점
10 % 부피
50 % 부피
90 % 부피
최종 비등점		 34.5 ℃
50 ℃
85 ℃
150.5 ℃
189.0 ℃
GF 2 = GF 1 + 10 부피%의 EtOH
GF 3 = GF 1 + 50 부피%의 EtOH
연료 조성물의 제조
실시예 1( 비교예 )
150 또는 200 mg의 첨가제 팩키지를 1 kg의 표 1에 따른 GF 1에 용해시켰다.
실시예 2(본 발명)
GF 1 대신에 GF 2를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1을 반복하였다.
실시예 3(본 발명)
GF 1 대신에 GF 3을 사용하는 것을 제외하고 실시예 1을 반복하였다.
성능 조사
실시예 4
실시예 1 내지 3에 따른 가솔린 연료가 흡기 밸브 침전물(IVD) 및 총 연소 침전물(TCD)에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 이를 CEC F-05-A-93에 따라 메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz) 엔진 M102 E를 사용하여 테스트 리그(test rig) 시험으로 수행되는 엔진 테스트의 보조로 수행하였다. 첨가제를 포함하는 연료 및 첨가제를 포함하지 않는 연료에 대한 IVD값을 하기 표 2에 나타낸다.
또한, 엔진의 4 개의 실린더 각각에 대한 동일한 일련의 실험으로 총 연소 침전물(TCD)의 양을 측정하였다. 마찬가지로 특정 평균값을 표 2에 나타낸다. TCD값을 측정하는 절차는 CEC F-20-A-98 방법과 유사하였다.
연료 GF 1 GF 2 GF 3
첨가제량
[mg/kg]		 0 150 200 0 150 200 0 150 200
IVD1 )
[mg/밸브]		 269 85 23 293 98 15 239 31 3
TCD2 )
[mg/실린더]		 1778 1864 1807 1677 1668 1713 1056 1248 764
1)흡기 밸브 침전물
2)총 연소 침전물
표 2에서 증명되는 바와 같이, 비교적 다량의 에탄올(즉, > 10 %)을 가솔린 연료에 혼합시킨 경우 놀랍게도 밸브 또는 연소실(실린더)에 침전물이 적게 형성됨을 알 수 있다.

Claims (20)

150 중량ppm의 최대 황 함량을 갖는 다량의 가솔린 연료, 및 세정 작용을 갖는 5 내지 5,000 중량ppm의 하나 이상의 가솔린 연료 첨가제를 포함하는 연료 조성물로서, 상기 가솔린 연료 첨가제는 85 내지 20,000의 수평균 분자량(Mn)을 갖는 하나 이상의 소수성 탄화수소 라디칼 및 하나 이상의 극성 부분을 가지며, 상기 연료 조성물은 메탄올, 에탄올 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 모노알코올을 10 내지 75 부피%의 함량으로 함유하고,
상기 극성 부분이
(a) 하나 이상의 질소 원자가 염기성을 갖는 6개 이하의 질소 원자를 갖는 모노아미노기 또는 폴리아미노기,
(f) 히드록실기, 하나 이상의 질소 원자가 염기성을 갖는 모노아미노기 또는 폴리아미노기, 또는 카르바메이트기로 종결되는 폴리옥시-C2- 내지 -C4-알킬렌기,
(h) 숙신산 무수물로부터 유도되고 히드록실, 아미노, 아미도 및 이미도기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기를 갖는 부분, 및
(i) 치환된 페놀과 알데히드 및 모노아민 또는 폴리아민의 만니히(Mannich) 반응에 의해 수득한 부분
으로부터 선택된 것인 연료 조성물.
제1항에 있어서, 극성 부분 (a)를 갖는 가솔린 연료 첨가제로서, Mn = 300 내지 5000을 갖는 폴리프로필렌, 폴리부텐 또는 폴리이소부텐계 폴리알켄모노아민 또는 폴리알켄폴리아민을 포함하는 연료 조성물.
제1항에 있어서, 극성 부분 (f)를 갖는 가솔린 연료 첨가제로서, C2-C30-알칸올, C6-C60-알칸디올, 모노- 또는 디-C2-C30-알킬아민, C1-C30-알킬시클로헥산올 또는 C1-C30-알킬페놀을, 히드록실기 또는 아미노기 당 1 내지 30 mol의 산화에틸렌, 산화프로필렌, 산화부틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 것과 반응시킴으로써 수득가능한 폴리에테르 또는 폴리에테르아민을 포함하며, 폴리에테르아민의 경우, 암모니아, 모노아민 또는 폴리아민과의 후속 환원성 아민화에 의해 수득가능한 것인 연료 조성물.
제1항에 있어서, 극성 부분 (h)를 갖는 가솔린 연료 첨가제로서, Mn = 300 내지 5000을 갖는 통상적인 또는 고 반응성 폴리이소부틸렌을 말레산 무수물과 열적 경로에 의하거나 또는 염소화된 폴리이소부텐을 통해 반응시킴으로써 수득가능한 폴리이소부테닐숙신산 무수물의 유도체를 포함하는 연료 조성물.
제1항에 있어서, 극성 부분 (i)를 갖는 가솔린 연료 첨가제로서, 폴리이소부텐 치환 페놀과 포름알데히드 및 모노아민 또는 폴리아민의 반응 생성물을 포함하는 연료 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제를 포함하지 않는 저급 알칸올 비함유 가솔린 연료의 부피를 기준으로 21 부피%의 최대 올레핀 함량을 갖는 가솔린 연료를 포함하는 연료 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제를 포함하지 않는 저급 알칸올 비함유 가솔린 연료의 부피를 기준으로 1.0 부피%의 최대 벤젠 함량을 갖는 가솔린 연료를 포함하는 연료 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제를 포함하지 않는 저급 알칸올 비함유 가솔린 연료의 부피를 기준으로 2.7 부피%의 최대 산소 함량을 갖는 가솔린 연료를 포함하는 연료 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제를 포함하지 않는 저급 알칸올 비함유 가솔린 연료의 부피를 기준으로 42 부피%의 최대 방향족 함량을 갖는 가솔린 연료를 포함하는 연료 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 10 내지 3000 중량ppm의 양으로 극성 부분 (a), (f), (h) 또는 (i)를 갖는 가솔린 연료 첨가제를 포함하는 연료 조성물.
세정 작용을 갖는 첨가제의 작용을 개선시키기 위해 150 중량ppm의 최대 황 함량을 갖는 저황 가솔린 연료에서 사용되기 위한 제1항에 따른 저급 알칸올로서, 상기 첨가제는 85 내지 20,000의 수평균 분자량(Mn)을 갖는 하나 이상의 소수성 탄화수소 라디칼 및 하나 이상의 극성 부분을 가지며, 첨가제 함량은 5 내지 5,000 중량ppm 인 것인 저급 알칸올.
가솔린 연료와 제1항에 따른 유효량의 저급 알코올을 혼합시킴으로써 저황 가솔린 연료 중 제1항에 따른 세정 작용을 갖는 첨가제의 첨가제 작용을 개선시키는 방법.
연소실 침전물의 감소, 또는 가솔린 엔진의 흡기 시스템 중의 침전물의 감소, 또는 연소실의 침전물의 감소 및 가솔린 엔진의 흡기 시스템 중의 침전물의 감소에 사용하기 위한, 제1항에 따른 저급 알코올 및 세정 작용을 갖는 하나 이상의 첨가제의 조합물.
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