MXPA01002827A

MXPA01002827A - Composicion de aditivo de combustible y metodo para el tratamiento de combustible disel.

Info

Publication number: MXPA01002827A
Application number: MXPA01002827A
Authority: MX
Inventors: Edward T Jones
Original assignee: American Energy Group Inc
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2002-06-04
Also published as: EP1123364A1; EP1123364B1; PL191475B1; RO120917B1; ATE352603T1; BR9913780A; DE69934997D1; ES2280124T3; US6767373B2; AU6251299A; AP2001002086A0; WO2000017293A1; CA2343083A1; US20020189158A1; BR9913780B1; DK1123364T3; CA2343083C; AP1455A; HK1040528A1; HK1040528B

Abstract

Se describe un aditivo de combustible para uso en el tratamiento de combustible diesel para reducir emisiones contaminantes durante la combustion de tales combustibles, en donde la composicion de aditivo es formulada para contener aceite de sello mineral, volatiles minerales un glicol alquil eter y por lo menos un tensioactivo alquil aromatico etoxilado. Se ha encontrado que la composicion de aditivo de combustible de la invencion puede ser combinada con tales combustibles para reducir espectacularmente las emisiones durante la combustion de tales combustibles.

Description

COMPOSICIÓN DE ADITIVO DE COMBUSTIBLE DIESEL Y MÉTODO PARA EL TRATAMIENTO DE COMBUSTIBLES DIESEL CAMPO TÉCNICO Esta invención es concerniente con el tratamiento de combustibles diesel y más en particular con el tratamiento de combustibles diesel para volver a tales combustibles de un quemado más limpio para controlar las emisiones y mejorar la eficiencia de combustión incrementando mediante esto el kilometraje.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El control de las emisiones de los motores de combustible interna ha recibido atención sustancialmente continua por muchos años en intentos por reducir las emisiones de monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno (NOX) , hidrocarburos sin quemar y otros de la combustión de tales combustibles. El control de la contaminación ha recibido atención mundial a medida que se hacen intentos para formar aditivos de combustible que tengan la capacidad de hacer a tales combustibles de hidrocarburos líquidos de un quemado más limpio. Se han emprendido varios procedimientos en la técnica previa en intentos por formular aditivos que reduzcan la contaminación generada por tales combustibles, pero en general han tenido éxito limitado.

Ref: 127942 -jj^**&^^£¡-^iál Se ha propuesto emplear emplear varios alquil éteres por el propósito de controlar la contaminación generada por los combustibles de gasolina. Tales intentos se describen en las patentes norteamericanas Nos. 2,089,580, 2,104,021, 2,221,839, 2,563,101, 2,786,745, 2,930,681, 3, 032,971, 3,103,101, 3,270,497 y 5,425,79, como representativas. Como se describe en aquellas patentes, es frecuentemente la práctica emplear tales éteres ya sea solos o combinación con alcohol para proporcionar características de desempeño mejorado en una variedad de combustibles de hidrocarburo líquidos. Asimismo se han efectuado intentos por limpiar tales combustibles al incorporar en el combustible como un aditivo varios detergentes aromáticos que contienen uno o más anillos aromáticos y enlazados a los mismos varios grupos de óxido de alquileno en un esfuerzo por reducir las emisiones de hidrocarburos. Tal procedimiento se describe en las patentes norteamericanas Nos. 3,328,284 y 3,615,295. Asimismo la técnica previa ha propuesto varias combinaciones de aditivos para limpiar los sistemas de combustible. Uno de tales ejemplos es la patente norteamericana No. 3,658,494, que describe una combinación de compuestos oxi en forma de monoéteres de glicoles y poliglicoles en combinación con dispersantes derivados de ácidos carboxílicos de alto peso molecular y particularmente sus esteres, amidas, imidas, amidinas y sales de amina. La patente norteamericana No. 4,384,872 describe un aditivo de combustible formulado de una combinación de alcanol inferior con un tensioactivo para proporcionar tolerancia incrementada al agua en tales composiciones de combustible. Procedimientos similares se describen en la patente norteamericana No. 4,516,981, que enseña un dispersante de lodo de petróleo formulado de un alcohol, un glicol éter y un fenol polietoxilado. Y la patente norteamericana No. 4,877,416 enseña una combinación de una amina o poliamina sustituida con hidrocarburo y un poli (oxiaquilen) monool. También se han efectuado intentos por utilizar agentes oxidantes en combinación con glicoles y glicol éteres. Uno de tales ejemplos se describe en la patente norteamericana No. 5,314,511 que describe la combinación de un peróxido orgánico en combinación con un alquilen glicol éter inferior para reducir las emisiones. La patente norteamericana No. 5,409,507 describe un aditivo de combustible que es formulado de éteres poli (oxialquilen) aromáticos nitro, amino o N-alquilamino sustituidos en combinación con antioxidantes, desactivadores de metal, desemulsificantes y aditivos conocidos semejantes. La patente norteamericana No. 5,782,936 describe un aditivo de combustible para gases de petróleo licuados o LPG que contiene una fracción de petróleo, metanol y un alquil fenol etoxilado. A pesar de todos los esfuerzos en el área por mejorar el desempeño de tales combustibles desde un punto de vista de control de la contaminación, no ha habido ningún producto hasta el presente capaz de satisfacer los estándares de contaminación rigurosos actualmente en efecto o contemplados. Así, hay necesidad de proporcionar una composición de aditivo de combustible que tenga la capacidad de reducir significativamente la contaminación de tales combustibles de hidrocarburos licuados. En la solicitud de patente norteamericana copendiente No. de serie 09/156,420, presentada el 18 de septiembre de 1998 se describe una composición de aditivo de combustible que se ha empleado en el tratamiento de una diversidad de combustibles de hidrocarburo, tales como gasolina, que se ha encontrado que representa un avance en la técnica. Se ha encontrado que la composición, al utilizar una combinación de componentes, controla efectivamente las emisiones de hidrocarburos de un amplio rango de combustibles de hidrocarburo. Se ha encontrado ahora que la misma composición puede ser usada efectivamente en el tratamiento de combustibles diesel con una eficiencia aún mayor que la que proporciona cuando es empleada en el tratamiento de, por ejemplo, la gasolina. Aquel resultado fue bastante inesperado a la luz del hecho de que los motores a diesel son notoriamente más propensos a generar contaminación en forma de errisiones de hidrocarburos y NOX en comparación con, por ejemplo los motores a gasolina. El combustible diesel, debido a que contiene comúnmente de manera predominante hidrocarburos de 10 a 30 átomos de carbono o hidrocarburos superiores, tiene una volatilidad notablemente reducida en comparación con las gasolinas y es más propenso a la contaminación del agua. Por consiguiente fue bastante inesperado que la composición de aditivo revelada y reclamada en la solicitud de patente copendiente anterior tenga una efectividad aún mayor para controlar y minimizar la contaminación generada por los motores a diesel. Así es un objeto de la presente invención proporcionar una composición de aditivo de combustible que supere las desventajas anteriores. Es otro objeto de la invención proporcionar un método para el tratamiento de diesel que tenga la capacidad de abatir significativamente las características de contaminación de tales combustibles cuando se utiliza en motores de combustible interna. Es un objeto más especifico de la presente invención proporcionar una composición de aditivo de combustible que pueda ser agregada a los combustibles diesel para proporcionar una combustión más limpia, más eficiente de los rrismos en los motores de combustible interna. Es otro objeto relacionado de la invención proporcionar un método para el tratamiento de combustibles diesel con una composición de aditivo de combustible medíante el ctal la contaminación emitida por el combustible tratado sea sustancialmente reducida. Es otro objeto de la invención proporcionar una composición de combustible diesel mejorada que contenga el aditivo de combustible de la invención, que tenga la capacidad de servir como combustible en motores a diesel, que proporcione emisiones sustancialmente reducidas. Estos y otros objetos de la invención se apreciarán de manera más completa posteriormente en la presente por medio de la siguiente descripción de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los conceptos de la presente invención residen en una nueva composición de aditivo de combustible que no solamente es simple y no cara para fabricarse, sino que también tienen la capacidad de mejorar las características de desempeño de las combustibles diesel, de tal manera que los combustibles diesel tratados, cuando son consumidos en un motor de combustión interna, se queman de una manera bastante más eficiente, sustancialmente con menos emisiones. Se ha encontrado que el combustible tratado de acuerdo con la presente invención no solamente proporciona mayor kilometraje de combustible sino que también proporciona una realización de incremento de caballos de fuerza. De acuerdo con los conceptos de la invención, la composición de aditivo de combustibles es formulada con una nueva combinación de componentes que funcionan conjuntamente para reducir significativamente las emisiones de hidrocarburos en el quemado del combustible diesel al cual el aditivo se ha combinado en los motores de combustión interna. La composición de aditivo de combustible de la presente invención está formulada para contener aceite de sello mineral, un alquilenglicol éter y por lo menos un tensioactivo no iónico líquido. Opcionalmente, la composición puede también ser formulada para incluir diluyentes de hidrocarburos y de preferencia volátiles minerales. La manera precisa en la cual los componentes anteriores funcionan en combinación entre sí no está plenamente entendida al tiempo presente. Sin limitar la invención a la teoría, sin embargo, se cree que el aceite de sello mineral sirve para proporcionar lubricación de la parte superior del cilindro como parte del proceso de combustión. Los volátiles minerales, cuando están presentes parecen mejorar la eficiencia de oxidación del combustible con el cual el aditivo es combinado y el glicol éter en combinación con el tensioactivo parece dispersar el agua contenida en el sistema de combustible que contiene el aditivo para no interferir con la combustión completa del combustible tratado. Las pruebas han demostrado que el combustible diesel que ha sido tratado con el aditivo de combustible de la presente invención puede provocar virtualmente de manera inmediata que los motores de combustión interna cumplan y algunas veces excedan los estándares de contaminación actuales. De acuerdo con otro aspecto de la invención, la presente invención también es concerniente con un método de tratamiento de combustibles diesel con el aditivo de combustible. De acuerdo con el método de la invención, la composición de aditivo de combustible es agregada ' a un combustible de hidrocarburo líquido, que luego puede ser quemado en un motor a diesel. Se ha encontrado que el tratamiento del combustible diesel con la composición de aditivo de combustible disminuye espectacularmente las emisiones desprendidas durante la combustión.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La composición de aditivo de combustible de la presente invención es formulada para incluir, como un componente de la misma, aceite de sello mineral. El término "aceite de sello mineral" como se utiliza en la presente es bien entendido por aquellos experimentados en la técnica al t^i^^ referirse a los aceites lubricantes bien conocidos, aceites minerales y destilados del petróleo de alto punto de ebullición que tienen un punto de bullición mayor de 250 °C y de preferencia dentro del rango de 270°C a 370°C. Tales aceites son bien conocidos para aquellos experimentados en la técnica y se describen en detalle en la patente norteamericana No. 4,443,348, la revelación de la cual es incorporada en la presente por referencia. Como se indica anteriormente y sin limitar la invención a la teoría, se cree que el aceite de sello mineral sirve para proporcionar lubricación de la parte superior del cilindro y oxidación controlada cuando un combustible que contiene la composición de aditivo de combustible de la presente invención es consumido en un motor a diesel. Otro componente que puede ser empleado opcionalmente en la formulación de la composición de aditivo de combustible de la presente invención es denominado como volátiles minerales, otro término bien entendido como se describe en la patente norteamericana, No. 4,443,348. El término "volátiles minerales" cubre las fracciones de petróleo de bajo punto de ebullición que hierven a una temperatura de por lo menos 150 °C y de preferencia una temperatura en el rango de 150°C a 400°C. Otra vez, sin limitar la invención a la teoría, se cree que el componente de volátiles minerales de la composición de tratamiento de combustible de la presente invención sirve por lo menos en parte para controlar la combustión del combustible diesel con el cuaL el aditivo es combinado. Otro componente utilizado en la práctica de la 5 presente invención es un alquilen glicol éter, que incluye tanto etilenglicol éteres como propilenglicol éteres. Los preferidos para uso en la práctica de la presente invención son aquellos éteres que tienen las siguiente fórmula estructural : 10 Rl ° f"CH2 CH2 (CH^^O R2 en donde Ri es un alquilo que contiene 2 a 6 átomos de carbono (por ejemplo grupos propilo, butilo, isobutilo, pentilo y hexilo) , R2 es hidrógeno o un grupo alquilo que contiene 2 a 6 átomos de carbono, x es cero o 1 y n es cero o 15 un número entero de 1 a 3. Una variedad de éteres pueden ser empleacos en la práctica de la invención, en los que se incluyen etilenglicol propil éter, propilenglicol monoetil éter, etilenglicol butil éter y los semejantes. El éter preferido empleado en la práctica de la presente invención es 20 etilenglicol monobutil éter. La composición de aditivo de combustible de la presente invención es formulada asimismo para incluir por lo menos un tensioactivo no iónico líquido. Los tensioactivos preferidos son seleccionados del grupo que consiste de 25 tensioactivos de alcohol etoxilado y tensioactivos aromáticos isáj -?to.»i-jtgamt .. . * t t ? ,* « , «.«- ^ sustituidos oxigenados. En el primer grupo, los alcoholes etoxilados son derivados de alcoholes de 5 a 18 átomos de carbono que contienen 1 a 10 grupos etoxilados unidos a los mismos. Por ejemplo, se puede hacer uso de decil alcoholes 5 etoxilados como tensioactivos. En el último grupo, se puede hacer uso de compuestos fenólicos sustituidos oxigenados que contienen 12 a 30 átomos de carbono por molécula. Otra vez, sin limitar la invención a la teoría, se cree que el tensioactivo y el éter (que actúa como un agente 10 de acoplamiento) cooperan entre sí para minimizar los efectos del agua contenida en el combustible diesel durante el proceso de combustión. En la práctica preferida de la presente invención, el tensioactivo es por lo men s un compuesto que tiene la fórmula: en donde R3 es un grupo alquilo de cadena larga y de preferencia uno que contiene de 6 a 12 átomos de carbono (por ejemplo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, etc.). R4 es seleccionado del grupo que consiste de hidrógeno y alquilo 20 inferior (por ejemplo metilo, etilo, propilo) y n es un número entero que es en promedio de 2 a 40. Se prefiere frecuentemente, en la práctica de la presente invención, utilizar combinaciones de los tensioactivos anteriores. Por ejemplo, es posible y algunas veces deseable emplear un iü?i tÉßttNt etoxilato, en donde R4 es alquilo inferior y/o un compuesto etoxilado en donde R4 es hidrógeno. Tales tensioactivos están disponibles comercialmente bajo la marca comercial de TERGITOL y otros. Por ejemplo TERGITOL NP-4 es un nonilfenol 5 polietoxilato en tanto que TERGITOL NP-9 es un nonil fenol polietilenglicol éter. Se ha encontrado que se obtienen resultados particularmente efectos para reducir emisiones de hidrocarburos cuando el TERGITOL NP-4 y TERGITOL NP-9 se utilizan en combinación entre sí. 10 La composición de aditivo de combustible de combustible de la presente invención puede también ser formulada con otros componentes que no afectan materialmente la composición. Por ejemplo, es frecuentemente deseable formular la composición para contener un tinte para permitir 15 que los trabajadores manipulen la composición para distinguir entre la composición de aditivo y otros productos de petróleo. Se ha encontrado que se puede utilizar tinte azul para distinguir la composición de aditivo en donde se desea hacer esto. 20 La composición de la presente invención es un tanto sensible a las variaciones en la cantidad de los varios componentes empleados. En general, el aceite de sello mineral constituye en general de aproximadamente 5 a aproximadamente15 partes en peso de la composición de aditivo 25 en tanto que los volátiles minerales cuando están presentes, <jñS*ít¡a Í?t íxz*tA,. . , , , . . ,^-,-.» „ .- - . .. - ^^,- representan normalmente alrededor de 40 a 60 partes en peso de la composición. El glicol éter debe ser empleado en una cantidad dentro del rango de aproximadamente 20 a aproximadamente 40 partes en peso de la composición; la canticad total del tensioactivo debe fluctuar entre aproximadamente 2 y 15 partes en peso de la composición. En general, la composición de aditivo de la presente invención es preparada mediante técnicas convencionales. En general, se prefiere que los volátiles minerales sean combinados con el aceite de sello mineral durante aproximadamente 0.5 a 20 minutos para asegurar una combinación uniforme de aquellos dos componentes. Después de esto el glicol éter es agregado a la composición y luego el tensioactivo es agregado, seguido por mezcla del tensioactivo. Cuando se utiliza un tinte compatible, el tinte es utilizado en una cantidad suficiente para proporcionar un color uniforme a la composición. Normalmente, se puede utilizar un tinte azul en una cantidad en el rango de aproximadamente 2.83 gramos a 142 gramos (0.1 a 5 onzas) por cada 1135 litros (300 galones) de la composición de aditivo de combustible. Se ha encontrado que la composición de aditivo de combustible de la presente invención tiene utilidad particular en tratamiento de combustibles diesel. En el tratamiento de tales combustibles diesel, es suficiente combinar el aditivo de combustible con el combustible en una cantidad suficiente para reducir la contaminación y emisiones generadas en la combustión del combustible al cual el aditivo se ha mezclado. En general, la cantidad de aditivo empleado 5 fluctúa de aproximadamente 0.005 aproximadamente 0.1 partes en volumen de aditivo por parte en volumen de combustible diesel. Como aquellos experimentados en la técnica apreciarán, la cantidad de aditivo de combustible empleado varía a alguna extensión con la naturaleza y la cantidad de 10 combustible diesel con el cual es combinado. Habiendo descrito los conceptos básicos de la invención, se hace ahora referencia a los siguientes ejemplos que se proporcionan a manera de ilustración y no a manera de limitación de la práctica de la invención en la formulación 15 de la composición de aditivo de combustible y en su uso en el tratamiento de combustible de hidrocarburos líquidos.

Ejemplo 1. Una cantidad de 12 partes en peso de aceite de 20 sello mineral es combinada con 48 partes en peso de volátiles minerales y la mezcla restante es combinada durante aproximadamente 5 minutos para asegurar una combinación uniforme. Después de esto se agregan de 32 partes en peso de etilenglicol butil éter a la mezcla con agitación adicional. 25 Finalmente se agregan 7 partes en peso de TERGITOL NP-9 y ^J^-J-Jh- -.-ll-M-a-IM-a-i--it... ...„..,-,, I .,. .,...,.. . „.. . tt. -1 . ..„....., ,.<^.. toda la mezcla es combinada durante 10 minutos a temperatura ambiente. Así, el aditivo combustible tiene la siguiente compC'Sición: La composición anterior fue probada con el combustible diesel y se encuentra que disminuye espectacularmente los contaminantes emitidos durante la combustión.

Ejemplo 2 Utilizando el procedimiento escrito en el ejemplo 1, se preparo luego la siguiente composición: HI-MÉ---J-M---I--I .-..«at-ü,»->-»-• Después que la composición es preparada se agrega un tinte azul. Cuando se mezcla con el combustible diesel, se encuentra que la composición de aditivo de combustible de la presente invención disminuye espectacualrmente los contaminantes emitidos del combustible diesel.

Ejemplo 3 Utilizando el procedimiento de escrito en el ejemplo 1, se preparo luego la siguiente composición: Aceite de sello mineral 10 partes en peso Voláti les minerales 50 partes en peso Etilenglicol butil éter 30 partes en peso TERGITOL NP-4 5 partes en peso Alcohol Laurílico Etoxilado 5 partes en peso 10 Después de que la composición es preparada, se agrega un tinte azul. Cuando se mezcla con el combustible virgen, se encuentra que la composición de aditivo de combustible de la presente invención disminuye los 15 contaminantes emitidos del combustible diesel. Se comprenderá que se pueden efectuar varios cambios y modificaciones en los detalles de procedimiento, formulación y uso sin desviarse del espíritu de la invención específicamente como se define en las siguientes 20 reivindicaciones. ^¡¡¡¡¡¡¡^¡^¡¡¡¡^¡¡¡1 ^^^<g Se hace constar que, con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. g^ggUg ¿¿tm*?i ? i Á .i. ,

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una composición de aditivo de combustible para uso en el tratamiento de combustible diesel caracterizada porque comprende de aproximadamente 5 a 15 partes en peso de aceite de sello mineral, de aproximadamente de 40 a 60 partes en peso de volátiles minerales, de aproximadamente en 20 a 40 partes en peso de alquilen glicol alquil éter y de aproximadamente 2 a 15 partes en peso de por lo menos un tensioactivo no iónico líquido.
2. La composición de conformidad con la reivindicación 1 caracterizada porque el aceite de sello mineral es un destilado de petróleo que tiene un punto de ebullición mayor de 250°.
3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el aceite de sello mineral tiene un punto de ebullición en el rango de 270° a 370°.
4. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los volátiles minerales consisten de una fracción de petróleo que tiene un punto de ebullición en el rango de aproximadamente 150° aproximadamente 450°. njH^
5. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el tensioactivo no iónico líquido es seleccionado del grupo que consiste de tensioactivos de alcohol etoxilado y tensioactivos aromáticos sustituidos oxigenados.
6. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el alquilenglicol éter tiene la fórmula estructural : Ri O CH2 — CH2 — (CH2) itttr0 R2 en donde Ri es un grupo alquilo que contiene 2 a 6 átomos de carbono, R2 es hidrógeno o un grupo alquilo que contiene 2 a 6 átomos de carbono, x es cero o 1 y n es cero o un número entero de 1 a 3.
7. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el alquilenglicol éter tiene La formulación HO - CH2 - CH2 - O - R5 en donde R5 es un grupo alquilo que contiene de 3 a 6 átomos de carbono.
8. La composición de conformidad con reivindicación 1, caracterizada porque el tensioactivo tiene la estructura: 1- -t» i ^ - .. ....?J?O? ^ÍL. ^^?.,»^;. ..... ^ , - — - -— - - -«**-&*£ en donde R3 es un grupo alquilo de 6 a 12 átomos de carbono, R es hidrógeno o alquilo de 1 a 3 átomos de carbono y n es un número entero que es en promedio de 2 a 12.
9. La composición de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque incluye dos tensioactivos, un tensioactivo es un tensioactivo en el cual Ri es hidrógeno y el otro tensioactivo es un tensioactivo en el cual R3 es un alquilo de 1 a 3 átomos de carbono.
10. La composición de conformidad con reivindicación 1, caracterizado porque el alquil éter es etilenglicol monobutil éter.
11. La composición de conformidad con reivindicación 1, caracterizada porque incluye - dos tensioactivos, un tensioactivo es nonil fenol polietoxilado y el otro es nonil fenol polietilenglicol éter.
12. Un método para el tratamiento de combustibles diesel caracterizado porque comprende agregar a tal combustible una composición de aditivo de combustible de conformidad con la reivindicación 1.
13. Una composición de combustible para uso en motores a diesel caracterizada porque comprende un combustible diesel y la composición de aditivo de combustible definida en la reivindicación 1, en donde el aditivo está presente en una cantidad suficiente para reducir la ..^A.-i..M>.^^»,...,...p._^...,...a.... ... • ¿ .. ..... . . . a-^.A, contaminación emitida durante la combustión del combustible diesel .
14. Una composición de aditivo de combustible para uso en el tratamiento de combustibles diesel, caracterizada porque comprende de aproximadamente 5 a 15 partes en peso de aceite de sello mineral, de aproximadamente 20 a 40 partes en peso de alquilenglicol éter y aproximadamente 2 a 15 partes en peso de por lo menos un tensioactivo no iónico líquido. i íi-l-Mlíl I Ti f É-.-U-4-a-tf-M-fe-t-iH-M-i -¿MH-C-fc-ál-Í-t?í-a-ii-1