MXPA02008272A

MXPA02008272A - Composiciones.

Info

Publication number: MXPA02008272A
Application number: MXPA02008272A
Authority: MX
Inventors: Alan Rae
Original assignee: Aae Technologies Internat Plc
Priority date: 2000-02-26
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2004-06-30
Also published as: CN1406269A; EP1257616A1; BR0108703A; PL357388A1; CA2400944A1; AU2001235764A1; WO2001062876A1; GB0004518D0

Abstract

Se describe una composicion de combustible que comprende biodiesel y un surfactante, caracterizado porque el surfactante comprende una mezcla de una alcanolamida, un alcohol alcoxilado y un acido graso alcoxilado o un derivado del mismo. De manera mas particular, se describe una composicion de combustible en la cual el componente de diesel es una mezcla de biodiesel y diesel de petroleo, por ejemplo, hasta 20% v/v de biodiesel. Tambien se describe un metodo para correr un motor de combustion interna que comprende el uso de un combustible de acuerdo con la reivindicacion 1.

Description

COMPOSICIONES Esta invención se refiere a una novedosa composición de combustible y a métodos para su preparación y uso. El combustible diesel es un producto de petróleo importante y es dependiente de energizar los motores de barcos, trenes, camiones, etc. Debido a que el petróleo es un recurso no renovable y debido a que el quemado de diesel en un motor de combustión interna produce altos niveles de contaminantes, especialmente particulados, se ha puesto mucho esfuerzo en el desarrollo de combustibles alternativos a partir de fuentes renovables. Debido a que el combustible de biodiesel de 1930 ha sido considerado como una alternativa al diesel basado en petróleo. En algunos casos los aceites vegetales han sido adicionados al diesel de petróleo para intentar y al menos mitigar algunos de los problemas con diesel de petróleo. Tal aceite vegetal puede originarse a partir de una variedad de fuentes, tales como aceite de soya, aceite de semilla de colza, aceite de palma y aceite de girasol. Sin embargo, el uso de biodiesel o mezclas de diesel de petróleo/biodiesel presenta una variedad de dificultades. El biodiesel tiene un punto de obscuridad mucho mayor (aproximadamente 0°C) que el diesel de petróleo y también tiene un punto de fluidez mucho mayor (aproximadamente -2°C). De esta manera, el uso difundido de combustibles de biodiesel no parece práctico hasta, ínter alia, que se resuelvan los problemas de viscosidad a baja temperatura del combustible.

Los combustibles de biodiesel también son conocidos para provocar mucho más desgaste y ruptura en motores y tienen mayores emisiones de partículas que el combustible de diesel de petróleo convencional. Se han hecho intentos para superar estas desventajas al usar emulsiones de alcoholes y aceites vegetales, incluyendo frecuentemente el uso de un surfactante. Sin embargo, estas emulsiones no son particularmente estables a bajas temperaturas y el alcohol tiene una tendencia a absorber agua. Hemos encontrado ahora, de manera sorprendente, una composición de combustible, la cual supera o mitiga los problemas de combustibles de la técnica anterior. De esta manera, de acuerdo con la invención, proporcionamos una composición de combustible que comprende biodiesel y un surfactante, caracterizado porque el surfactante comprende una mezcla de una alcanolamida, un alcohol alcoxilado y un ácido graso alcoxilado o un derivado del mismos. El componente de diesel de la composición de combustible puede comprender hasta 100% v/v de biodiesel. Sin embargo, el componente de diesel es, de preferencia, una mezcla de diesel de petróleo y biodiesel. Tal mezcla puede comprender hasta 20% v/v de biodiesel, por ejemplo, desde 1 hasta 20% v/v, de preferencia desde 5 hasta 20% v/v, más preferiblemente desde 10 hasta 20% v/v. En una modalidad preferida, la composición de combustible también comprende un alcohol, por ejemplo, un alcanol, tal como etanol. Cuando un alcohol está presente, el alcohol, por ejemplo etanol, puede estar presente en una cantidad desde 1 hasta 10% v/v, de preferencia 5 hasta 10% v/v y más preferiblemente 1 hasta 3% v/v. En la composición de surfactante, la alcanolamida es de preferencia una etanolamida y más preferiblemente una dietanolamida. Se prefieren especialmente las dietanolamidas y en particular, las super dietanolamidas. Por el término super dietanolamida queremos decir una dietanolamida, en la cual el nitrógeno es substituido por un substituyente de alquilo, por ejemplo, alquilo de C5 a C2o, de preferencia C8 a C18, más preferiblemente C10 a C18. La dietanolamida más preferida es un substituyente de C18, es decir, dietanolamida oleica. El término super amida normalmente se refiere a una amida derivada por la reacción de proporciones substancialmente estequiométrica de dietanolamida con un éster graso, normalmente un éster de metilo o glicerilo. Existen tres rutas comerciales para alcanolamidas; Acido + alcanolamina = alcanolamida + agua Aceite de planta o animal (triglicérido) + alcanolamina = Alcanolamida + glicerol Ester de metilo + alcanolamina = alcanolamida + metanol Se listan en orden de calidad de producto creciente. La ruta vía el ácido frecuentemente usa un exceso de alcanolamina para producir un producto más alto en amida que el obtenible del ácido si se usa una proporción estequiométrica; estos productos son referidos algunas veces como amidas de Kritchevsky. El alcohol alcoxilado es de preferencia un alcohol etoxilado. Es esencial que el alcohol etoxilado sea un alcohol soluble en aceite. Por lo tanto, se prefieren alcanoles y estos pueden ser alcanoles primarios, secundarios o terciarios y especialmente alcanoles primarios. Como la solubilidad de aceite del alcohol puede variar con la longitud de cadena de carbono del alcanol etoxilado, el alcanol es de preferencia, un alcanol de C5 a C22, más preferiblemente alcanol de C5 a C15. El alcohol etoxilado puede comprender una mezcla de alcanoles o una mezcla en la cual predominará un alcanol. De esta manera, el alcanol más preferido es predominantemente un alcanol de C9 a Cu. Además, el grado de etoxilación del alcohol puede variarse y la solubilidad del aceite generalmente disminuirá con el incremento en el grado de etoxilación. Se prefiere que la proporción de etoxilado a alcohol sea mayor que 2. Más preferiblemente, la proporción de etoxilado a alcohol está entre 1 y 10, de preferencia entre 1 y 5, más preferiblemente entre 1 y 3, y especialmente entre 2 y 3. Un alcohol etoxilado comercialmente disponible es especialmente preferido, en el cual la proporción de etoxilado a alcohol es 2.75. Tal alcohol etoxilado está disponible como NEODOL 91/2.5. El etoxilado de ácido graso puede comprender cualquier etoxilado de ácido graso convencionalmente conocido o un derivado del mismo. De esta manera, el etoxilado de ácido graso puede derivarse a partir de un ácido graso que tiene de 8 a 20 átomos de carbono, de preferencia de 10 a 18. El ácido graso puede ser un graso saturado o insaturado. Por el término "ácido graso alcoxilado o un derivado del mismo, queremos decir un derivado del ácido, por ejemplo, un éster, por ejemplo, un éster de alquilo. El ácido graso más preferido es un ácido graso insaturado y especialmente ácido oleico de C18 o un derivado del mismo, tal como un éster de oleato, por ejemplo, un oleato de alquilo de a C10. Los derivados que pueden ser mencionados incluyen un oleato de etilo o un oleato de metilo. En una modalidad de la invención, cuando el etanol está presente entonces, el ácido graso es mayor que C15 y especialmente oleico. El grado de etoxilación es elegido para optimizar el desempeño en la mezcla con los otros dos surfactantes seleccionados y puede ser desde 1 hasta 20, pero más preferiblemente desde 5 hasta 18. Un producto adecuado dentro de este rango sería, por ejemplo, el derivado de la adición de 7 moléculas de óxido de etileno a 1 mol de ácido oleico. El aditivo preferido de esta invención es un surfactante no iónico y, de preferencia, una mezcla de surfactantes. Una característica preferida de esta invención es que los surfactantes son seleccionados por su naturaleza y concentración, de manera que el aditivo (así como cualquier agua u otro líquido no combustible presente) sea solubilizado dentro del combustible. Para este fin, es conveniente considerar el balance hidrofílico-lipofílico (HLB) del surfactante, siendo calculado el valor de acuerdo con la expresión.

HLB = peso mol, de cadena hidrofílica x 20 peso mol. total Los valores dependerán de la longitud de la cadena hidrofílica, normalmente una cadena de etoxilado. La longitud de la cadena aumentará el grado de solubiiización debido a una mayor capacidad para solubilizar. Como con las composiciones descritas en W098/17745, se prefiere una mezcla de surfactantes, de preferencia al seleccionar una con un HLB apropiado para el combustible, digamos 10 a 18 para combustible de hidrocarburo, muy preferiblemente 13. En el caso de un alcohol, el valor de HLB del surfactante está entre 3 y 7, muy preferiblemente aproximadamente 4. La invención tiene la capacidad de unificar los requerimientos de HLB de cualquier combustible líquido, el cual a su vez permite usar una dosis en cualquier combustible de las cadenas de carbonos de C5 y para arriba. El beneficio es que la cantidad de tratamiento está directamente relacionada con la capacidad de co-solvencia. De preferencia, el etoxilado del ácido graso hace aproximadamente el 25% en volumen del aditivo y de preferencia, adicionalmente el etoxilado de alcohol comprende 50% en volumen del aditivo. Un aditivo de la invención puede ser adicionado a un combustible de hidrocarburo, por ejemplo diesel, petróleo o alcohol, tal como etanol, el cual puede estar contaminado o no con agua. La invención es vista con efecto particularmente bueno cuando se adiciona a combustibles sintéticos con base en aceites de fracción baja. La presencia del aditivo de la invención asegura que la composición de combustible forma una composición homogénea estable consistente y crea una monocapa simultáneamente un resultado que conduce a un quemado mejor y más completo, el cual reduce la contaminación y aumenta miles por galón.

La concentración del aditivo en el combustible puede ser muy baja, normalmente la proporción de aditivo a combustible puede ser del orden de 0.5 - 50:1200, de preferencia aproximadamente 0.5-50:1000, más preferiblemente 1-30:1000 y muy preferiblemente 30:1000. No parece haber beneficio técnico o económico en adicionar más, a menos que se requiera la acción dual de co-solvente, cuando la prioridad será dosificación contra desempeño. En las proporciones antes mencionadas, se considera que el combustible comprende la suma de cualquier diesel de petróleo, biodiesel y alcohol presente en la composición. También proporcionarmos un método para correr un motor adaptado para usar un combustible basado en diesel, que comprende adicionar a la mezcla de diesel de petróleo y biodisel, un aditivo miscible seleccionado para solubilizar el combustible y el aditivo, de manera que se elimine el depósito de sub-productos formados durante la combustión del combustible.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de combustible que comprende biodiesel y un surfactante, caracterizada porque el surfactante comprende una mezcla de una alcanolamída, un alcohol alcoxilado y un ácido graso alcoxilado o un derivado del mismo.

2. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente de diesel es una mezcla de biodiesel y diesel de petróleo.

3. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición de combustible comprende hasta 20% v/v de biodiesel.

4. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque un alcohol no alcoxilado también está presente.

5. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el alcohol es un alcanol.

6. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque el alcanol es etanol.

7. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición de combustible comprende desde 1 hasta 20% v/v de un alcohol no alcoxilado.

8. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la cantidad de alcohol presente es desde 1 hasta 10% v/v.

9. Una composición de combustible de acuerdo con la reividicación 8, caracterizada porque la cantidad de alcohol presente es desde 5 hasta

10% v/v. 10. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la alcanolamida es una etanolamida.

11. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la alcanolamida es una dietanolamida.

12. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque las dietanolamidas son superdietanolamidas.

13. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque el nitrógeno en la dietanolamida es substituido por un substituyente de alquilo de C5 a C2o-

14. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque la dietanolamida es substituida por un substituyente de alquilo de C8 a C18.

15. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque la dietanolamida es substituida por un substituyente de alquilo de C10 a C18.

16. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizada porque la dietanolamida es una lauril dietanolamida.

17. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizada porque el substituyente de alquilo es un substituyente insaturado.

18. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizada porque la dietanolamida es dietanolamida oleica.

19. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el alcohol alcoxilado es un alcohol etoxilado.

20. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizada porque el alcohol etoxilado es un alcohol soluble en aceite.

21. Una composición de combustible de acuerdó con la reivindicación 19, caracterizada porque el alcohol etoxilado es un alcanol etoxilado.

22. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 21, caracterizado porque el alcohol etoxilado es un alcanol primario.

23. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el alcanol es alcanol de C5 a C22-

24. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 21, caracterizada porque el alcohol etoxilado comprende una mezcla de alcanoles, en la cual un alcohol predomina.

25. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 21, caracterizada porque el alcanol predominante es un alcanol de C9 a

26. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizada porque la proporción de etoxilado a alcohol es desde entre 1 y 10.

27. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 26, caracterizada porque la proporción de etoxilado a alcohol es desde entre 1 y 5.

28. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 27, caracterizada porque la proporción de etoxilado a alcohol es desde entre 2 y 3.

29. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 28, caracterizada porque la proporción de etoxilado a alcohol es 2.75.

30. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 29, caracterizada porque el alcohol etoxilado es NEODOL 91/2.5.

31. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el grupo de ácido graso es un ácido graso de C8 a C2o o un derivado del mismo.

32. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 31, caracterizada porque el grupo de ácido graso es un ácido graso de C10 a Cíe o un derivado del mismo.

33. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 32, caracterizada porque el grupo de ácido graso es un ácido graso de C14 (ácido mirístico) o un derivado del mismo.

34. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 31, caracterizado porque el ácido graso es un ácido graso insaturado o un derivado del mismo.

35. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el ácido graso es ácido oleico o un derivado del mismo.

36. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición comprende 25% v/v del etoxilado de ácido graso o un derivado del mismo.

37. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición comprende 50% v/v del etoxilado de alcohol.

38. Una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la proporción de aditivo de surfactante a combustible es desde 0.5:1200 hasta 50:1000.

39. Un método para correr un motor de combustión interna que comprende el uso de un combustible de acuerdo con la reivindicación 1.

40. Una composición de combustible substancialmente como se describe con referencia a los ejemplos acompañantes.

41. El uso de ácido oleico o un derivado del mismo en la fabricación de una composición de combustible de acuerdo con la reivindicación 1.