NL8720496A - Alkyl derivs. of difunctional sulphonic cpds. - used as crystal modifiers in distillate fuels - Google Patents
Alkyl derivs. of difunctional sulphonic cpds. - used as crystal modifiers in distillate fuels Download PDFInfo
- Publication number
- NL8720496A NL8720496A NL8720496A NL8720496A NL8720496A NL 8720496 A NL8720496 A NL 8720496A NL 8720496 A NL8720496 A NL 8720496A NL 8720496 A NL8720496 A NL 8720496A NL 8720496 A NL8720496 A NL 8720496A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- fuel
- wax
- additive
- filter
- crystals
- Prior art date
Links
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Description
8720496 * VO 11368720496 * VO 1136
Verbeterde brandstoftoevoegsels.Improved fuel additives.
Minerale oliën, die paraffinewas bevatten, zoals de als dieselbrandstof en verwarmingsolie gebruikte destillaat-brandstoffen, hebben de eigenschap dat zij minder vloeibaar worden naarmate de temperatuur van de olie daalt. Dit verlies van vloeibaarheid is een gevolg van 5 de kristallisatie van de was tot plaatachtige kristallen, die uiteindelijk een sponsachtige massa vormen, waarin de olie wordt ingesloten, welke temperatuur, waarbij de waskristallen zich beginnen te vormen, bekend staat als het "troebelingspunt", en de temperatuur waarbij de was het gieten van de olie verhindert, bekend staat als het "gietpunt". r 10 Het is sinds lang bekend dat diverse toevoegsels bij menging met was-bevattende minerale oliën fungeren als gietpunt-verl-agen-de middelen. Deze composities modificeren de grootte en gedaante van waskristallen en verminderen de cohesiekrachten tussen de kristallen en tussen de was en de olie op zodanige wijze, dat de olie bij lagere tem-15 peratuur vloeibaar blijft en daardoor gietbaar is en door grove filters kan passeren.Mineral oils containing paraffin wax, such as the distillate fuels used as diesel fuel and heating oil, have the property of becoming less liquid as the temperature of the oil decreases. This loss of fluidity is due to the crystallization of the wax into plate-like crystals, which eventually form a sponge-like mass, into which the oil is entrapped, which temperature at which the wax crystals begin to form is known as the "cloud point", and the temperature at which the wax prevents pouring of the oil is known as the "pour point". It has long been known that various additives, when mixed with wax-containing mineral oils, act as pour point elongation agents. These compositions modify the size and shape of wax crystals and reduce the cohesive forces between the crystals and between the wax and the oil in such a way that the oil remains liquid at lower temperature and is therefore pourable and able to pass through coarse filters.
In de literatuur zijn diverse gietpunt-verlagende middelen beschreven en een aantal daarvan is in commercieel gebruik. Zo leert bijvoorbeeld US-octrooischrift 3.048.479 het gebruik van copolymeren van 20 etheen en C, -C,. vinylesters, bijvoorbeeld vinylacetaat, als gietpunt-ver-lagende middelen voor brandstoffen, in het bijzonder verwarmingsoliën en diesel- en straalbrandstoffen. Ook zijn koolwaterstofpolymere gietpunt-verlagende middelen op basis van etheen en hogere alkenen-1, bijvoorbeeld propeen, bekend. US-octrooischrift 3.252.771 heeft betrekking op 25 het gebruik van polymeren van alkenen_1 met aluminiumtrichlori- de/alkylhalogenide--katalysatoren als gietpunt-verlagende middelen in des-tillaatbrandstoffen van de "breed kokende", gemakkelijk te behandelen typen, die in het begin van de jaren 60 in de Verenigde Staten beschikbaar waren. In de latere jaren 60 en de vroege jaren 70 werden grotere nadruk 30 gelegd op verbetering van de filtreerbaarheid van oliën bij temperaturen tussen het troebelingspunt en het gietpunt, zoals bepaald door de strengere Cold Filter Plugging Point (CFPP) Test (IP 309/80), en sindsdien zijn „8720411 4 2 vele octrooien verleend voor toevoegsels voor verbetering van het brand-stofgedrag bij deze proef. US-octrooischrift 3.961.916 leert het gebruik van een mengsel van copolymeren ter beheersing van de afmetingen van de waskristallen. UK-octrooischrift 1.263.152 stelt dat de grootte van de 5 waskristallen kan worden beheerst door gebruik van een copolymeer met een lagere mate van zijketenvertakking.Various pour point depressants have been described in the literature and some of them are in commercial use. For example, U.S. Patent 3,048,479 teaches the use of copolymers of ethylene and C 1 -C 3. vinyl esters, for example vinyl acetate, as pour point depressants for fuels, in particular heating oils and diesel and jet fuels. Hydrocarbon polymeric pour point depressants based on ethylene and higher olefins-1, for example propylene, are also known. US Patent 3,252,771 relates to the use of polymers of olefins_1 with aluminum trichloride / alkyl halide catalysts as pour point depressants in distillate fuels of the "wide boiling" easy-to-treat types, initially of the 1960s were available in the United States. In the later 1960s and early 1970s, greater emphasis was placed on improving the filterability of oils at temperatures between the cloud point and the pour point, as determined by the more stringent Cold Filter Plugging Point (CFPP) Test (IP 309/80) , and since then, '8720411 4 2, many patents have been granted for additives to improve fuel performance in this test. U.S. Patent 3,961,916 teaches the use of a mixture of copolymers to control the size of the wax crystals. UK patent 1,263,152 states that the size of the 5 wax crystals can be controlled by using a copolymer with a lower degree of side chain branching.
Ook werd in bijvoorbeeld UK-octrooischrift 1.469.016 voorgesteld dat de copolymeren van di-n-alkylfumaraten en vinylacetaat, die voordien werden gebruikt als gietpunt-verlagende middelen voor smeer-10 oliën, worden gebruikt als hulptoevoegsels met etheen/vinylacetaat-copolymeren voor de behandeling van destillaatbrandstoffen met hoge eindkookpunten ter verbetering van hun vloei-eigenschappen bij lage temperatuur. rAlso, for example, UK Patent 1,469,016 proposed that the copolymers of di-n-alkyl fumarates and vinyl acetate, which were previously used as pour point depressants for lubricating oils, be used as auxiliary additives with ethylene / vinyl acetate copolymers treatment of high final boiling point distillate fuels to improve their low temperature flow properties. r
Ook werd voorgesteld toevoegsels te gebruiken op basis 15 van alkeen/maleïnezuuranhydride-copolymeren. Zo worden bijvoorbeeld volgens US-octrooischrift 2.542.542 copolymeren van alkenen, zoals oc-tadeceen, met maleïnezuuranhydride, veresterd met een alcohol zoals lau-rylalcohol, gebruikt als gietpunt-verlagende middelen. Volgens UK-octrooischrift 1.468.588 worden copolymeren van ^2^28 alkenen met malei-20 nezuuranhydride, veresterd met behenylalcohol, gebruikt als hulptoevoegsels voor destillaat-brandstoffen. Evenzo worden volgens de Japanse octrooipublicatie 5.654.037 alkeen/maleïnezuuranhydride-copolymeren, die met aminen tot reactie zijn gebracht, gebruikt als gietpunt-verlagende middelen. Volgens de Japanse octrooipublicatie 5.654.038 worden de 25 derivaten van de alkeen/maleïnezuuranhydride-copolymeren tezamen gebruikt met conventionele middendestillaat-vloeiverbeteraars, zoals etheen/vinylacetaat-copolymeren. De Japanse octrooipublicatie 5.540.640 beschrijft het gebruik van alkeen/maleïnezuuranhydride-copolymeren (niet veresterd) en vermeldt dat de alkenen meer dan 20 koolstofatomen moeten 30 hebben ter verkrijging van CFPP activiteit. Volgens het UK-octrooi-schrift 2.192.012 worden mengsels van bepaalde veresterde alkeen/ malelnezuuranhydride-copolymeren en laagmoleculair polyetheen gebruikt, welke veresterde copolymeren bij gebruik als de enige toevoegsels geen effect hebben.It has also been proposed to use additives based on olefin / maleic anhydride copolymers. For example, according to U.S. Patent 2,542,542, copolymers of olefins, such as octadecene, with maleic anhydride, esterified with an alcohol such as lauryl alcohol, are used as pour point depressants. According to UK Patent 1,468,588, copolymers of 2-28 olefins with maleic anhydride esterified with behenyl alcohol are used as auxiliary additives for distillate fuels. Similarly, according to Japanese Patent Publication 5,654,037 olefin / maleic anhydride copolymers reacted with amines are used as pour point depressants. According to Japanese Patent Publication 5,654,038, the derivatives of the olefin / maleic anhydride copolymers are used in conjunction with conventional middle distillate flow improvers, such as ethylene / vinyl acetate copolymers. Japanese Patent Publication 5,540,640 describes the use of olefin / maleic anhydride copolymers (unesterified) and states that the olefins must have more than 20 carbon atoms to obtain CFPP activity. According to UK Patent 2,192,012, blends of certain esterified olefin / maleic anhydride copolymers and low molecular weight polyethylene are used, which esterified copolymers have no effect when used as the sole additives.
35 De verbetering in CFPP activiteit door opname van de toevoegsels volgens de genoemde octrooischriften wordt bereikt door modificatie van de grootte en gedaante van de zich vormende waskristallen «8720496 % 3 tot meestal naaldachtige kristallen, in het algemeen met deeltjesafmetin-gen van 10 micrometer of groter, typisch 30 - 100 micrometer. Tijdens het bedrijf van dieselmotoren bij lage temperaturen worden deze kristallen niet doorgelaten door de papieren brandstoffilters van het voertuig, maar 5 vormen zij daarop een permeabele koek, die de vloeibare brandstof doorlaat, waarbij de waskristallen vervolgens oplossen naarmate de motor en de brandstof warmer wordt, hetgeen mogelijk is door de brandstofmassa, die door gerecirculeerde brandstof wordt verwarmd. Een accumulatie van was kan echter de filters blokkeren, hetgeen leidt tot startproblemen voor 10 het dieselvoertuig en problemen bij het beginnende rijden in koud weer of falen van verwarmingssystemen.The improvement in CFPP activity by incorporating the additives of the aforementioned patents is achieved by modifying the size and shape of the wax crystals that form to mostly needle-like crystals, generally with particle sizes of 10 microns or larger , typically 30-100 microns. During diesel engine operation at low temperatures, these crystals are not passed through the paper fuel filters of the vehicle, but instead form a permeable cake, which allows the liquid fuel to pass, the wax crystals then dissolving as the engine and fuel heats up, which is possible because of the fuel mass, which is heated by recycled fuel. However, an accumulation of wax can block the filters, leading to starting problems for the diesel vehicle and problems when starting driving in cold weather or failure of heating systems.
Met behulp van een computer kan op eenvoudige en geschikte wijze de geometrie van het n-alkaan-waskristalrooster nauwkeurig worden berekend, alsook de energetisch geprefereerde geometrie van een mogelijk 15 toevoegsel-molecuul. De resultaten worden in het bijzonder duidelijk--wanneer zij vervolgens grafisch worden weergegeven met behulp van een plotter of een grafiek-terminal. Deze methode staat bekend als "moleculaire modellering".With the aid of a computer, the geometry of the n-alkane wax crystal lattice can be calculated in a simple and suitable manner, as well as the energetically preferred geometry of a possible additive molecule. The results become particularly apparent - when they are then graphically displayed using a plotter or a chart terminal. This method is known as "molecular modeling".
Computerprogramma's, die voor dit doel geschikt zijn, 20 zijn in de handel verkrijgbaar en een bijzonder bruikbare reeks van programma's wordt gedistribueerd door de firma Chemical Design Ltd., Oxford, Engeland (Technisch directeur: E.K. Davies) onder de aanduiding "Chem-X".Computer programs suitable for this purpose are commercially available and a particularly useful range of programs is distributed by Chemical Design Ltd., Oxford, England (Technical Director: EK Davies) under the designation "Chem-X" .
De groei van paraffinekristallen vindt plaats door asso-25 ciatie van enkelvoudige paraffinemoleculen met hun lange zijde tegen de rand van een bestaand paraffineplaatje, zoals schematisch getoond in fig. 1. De associatie met de bovenzijde of onderzijde van het plaatje is energetisch ongunstig, omdat in dit geval slechts één uiteinde van de paraffine-molecuulketen een wisselwerking met het bestaande kristal 30 kan hebben. De associatie vindt hoofdzakelijk plaats in het kristallo-grafische (001) vlak (zie fig. 2). Het (001) vlak bevat het grootste aantal sterkst intermoleculaire. bindingen en weerhoudt daardoor het kristal van de vorming van grote vlakke rhomboëdrische platen (fig. 3).The growth of paraffin crystals occurs by associating single paraffin molecules with their long sides against the edge of an existing paraffin wafer, as shown schematically in Fig. 1. The association with the top or bottom of the wafer is energetically unfavorable, because in in this case, only one end of the paraffin molecular chain can interact with the existing crystal. The association mainly takes place in the crystallographic (001) plane (see fig. 2). The (001) plane contains the largest number of strongest intermolecular. bonds and thereby prevents the crystal from forming large flat rhombohedral plates (Fig. 3).
Het volgende meest stabiele kristalvlak is het (llx) vlak, bijvoorbeeld 35 (110). De intermoleculaire associatie is het sterkst waar de n-alkaan- moleculen het dichtst bij elkaar zijn, zodat de (110) schijf sterker is dan de (100) schijf.The next most stable crystal plane is the (11x) plane, for example 35 (110). The intermolecular association is strongest where the n-alkane molecules are closest together, so that the (110) disk is stronger than the (100) disk.
,87204l& 4, 87204l & 4
Het kristal groeit door uitstrekking van het (001) vlak.The crystal grows by extending the (001) plane.
Het is van belang op te merken dat de randen van dit vlak het snelst voortschrijden, hetgeen bij de (llx), bijvoorbeeld het (110) en (100) in mindere mate het geval is. Daardoor wordt groei het meest beheerst door 5 het voortschrijden van het (llx) vlak.It is important to note that the edges of this plane advance the fastest, which is less the case with the (11x), for example the (110) and (100). Therefore, growth is most controlled by the progression of the (llx) plane.
Daar de "kop aan kop" bindingen betrekkelijk zwak zijn, beschouwen wij in het algemeen slechts één moleculair (001) vlak, waarbij wij kunnen aannemen dat de (110), (111) enz. vlakken voor onze doeleinden equivalent zijn, daar de roostersprongen en relatieve oriëntaties 10 van aan elkaar grenzende, naast elkaar liggende moleculen dezelfde zijn (fig. 4).Since the "head to head" bonds are relatively weak, we generally consider only one molecular (001) plane, assuming the (110), (111) etc. planes are equivalent for our purposes, since the lattice jumps and relative orientations of adjacent, adjacent molecules are the same (Fig. 4).
Fig. 3 is een fotografie van een waskristalplaatje en toont dat het macroscopische uiterlijk van de plaatjes wordt gedomineerd door het (001) vlak. Het zijn deze plaatjes die filters in brandstoflei-15 dingen, bijvoorbeeld in voertuigen, kunnen blokkeren.Fig. 3 is a photography of a wax crystal slide and shows that the macroscopic appearance of the slides is dominated by the (001) plane. It is these plates that can block filters in fuel lines, for example, in vehicles.
Volgens de uitvinding wordt dit probleem opgelost door inhibitering of tenminste sterke vermindering van de kristalgroei in het (001) vlak en de (110) en (111) richtingen.According to the invention, this problem is solved by inhibiting or at least greatly reducing the crystal growth in the (001) plane and the (110) and (111) directions.
Dit wordt bereikt door de toevoeging van bepaalde toe-20 voegsels, waardoor was-bevattende brandstoffrn worden verkregen met waskristallen van voldoende geringe afmetingen bij lage temperaturen om te worden doorgelaten door filters, die typisch in dieselmotoren en verwar-mingsoliesystemen worden toegepast.This is accomplished by the addition of certain additives, whereby wax-containing fuels are obtained with wax crystals of sufficiently small dimensions at low temperatures to pass through filters typically used in diesel engines and heating oil systems.
De uitvinding heeft betrekking op het gebruik als toe-25 voegsel voor paraffinewas-bevattende destilaatbrandstof van een verbinding, die tenminste twee substituentgroepen bevat met een zodanige afstand en configuratie, dat zij de posities kunnen bezetten van wasmoleculen in het (001) vlak, snijdend met de (110) en/of (111) vlakken in kristallen van de was, welke substituentgroepen alkyl-, alkoxyalkyl-30 of polyalkoxyalkylgroepen met tenminste tien atomen in de hoofdketen zijn.The invention relates to the use as an additive for paraffin wax-containing distilate fuel of a compound containing at least two substituent groups of such a distance and configuration that they can occupy the positions of wax molecules in the (001) plane cutting with the (110) and / or (111) faces in crystals of the wax, which substituent groups are alkyl, alkoxyalkyl-30 or polyalkoxyalkyl groups having at least ten atoms in the main chain.
De bezetting van de vlakken van het kristal kan worden uiteengezet onder verwijzing naar fig. 4, die een vergroot bovenaanzicht van het kristalrooster van een paraffineplaatje toont. De kijkrichting 35 komt overeen met de lange as van de paraffineketens. Van elk paraffine-molecuul kunnen slechts twee koolstofatomen en vier waterstofatomen (die . 872 0498 5 slechts eenmaal zijn afgebeeld) worden gezien, omdat de andere atomen onder de getoonde atomen liggen, daar alle koolstofatomen van een molecuul in een moleculair vlak van symmetrie zijn gelegen. Uit fig. 4 blijkt dat de afstanden tussen twee moleculen in respectievelijk het (100) vlak en 5 het (110) vlak praktisch dezelfde zijn.The occupation of the faces of the crystal can be explained with reference to Fig. 4, which shows an enlarged plan view of the crystal lattice of a paraffin plate. The viewing direction 35 corresponds to the long axis of the paraffin chains. From each paraffin molecule, only two carbon atoms and four hydrogen atoms (which are shown only once 872 0498 5) can be seen because the other atoms are below the atoms shown, since all the carbon atoms of a molecule are in a molecular plane of symmetry . It can be seen from Fig. 4 that the distances between two molecules in the (100) plane and the (110) plane are practically the same.
Deze afstanden zijn in fig. 4 aangeduid als "b" en "d", waarbij b = 4,9 A en d = 4,5 A. Het hoofdverschil tussen de (100) en de (110) (of precieser (llx), waarin x gelijk is aan 0 of een geheel getal) vlakken is de relatieve oriëntatie van aangrenzende paraffinemoleculen.These distances are indicated in Fig. 4 as "b" and "d", where b = 4.9 A and d = 4.5 A. The main difference between the (100) and the (110) (or more precisely (11x) where x is 0 or an integer planes is the relative orientation of adjacent paraffin molecules.
10 Binnen het (100) vlak zijn de moleculaire symmetrievlakken van enkelvoudige moleculen evenwijdig aan elkaar, d.w.z. dat de hoek 0° is. In het kristallografische (110) vlak is de hoek tussen de moleculaire symmetrievlakken van aan elkaar grenzende moleculen ongeveer 82°.Within the (100) plane, the molecular symmetry planes of single molecules are parallel to each other, i.e. the angle is 0 °. In the crystallographic (110) plane, the angle between the molecular planes of symmetry of adjacent molecules is approximately 82 °.
Volgens de uitvinding moeten de toevoegsels de posities 15 bezetten van paraffinemoleculen, aangeduid door "C" en "D" in fig. 4_*According to the invention, the additives must occupy the positions of paraffin molecules, denoted by "C" and "D" in Fig. 4 *.
Dat is slechts mogelijk indien de afstand tussen de substituenten ongeveer 4,5 - 5,0 A is in een energetisch beschikbare conformatie en de hoek tussen de locale symmetrievlakken van de twee substituenten ongeveer 82° bedraagt, bij voorkeur 75 - 90°.This is only possible if the distance between the substituents is about 4.5 - 5.0 A in an energetically available conformation and the angle between the local symmetry planes of the two substituents is about 82 °, preferably 75 - 90 °.
20 Een molecuul kan worden gemodelleerd door inlezing van zijn bekende atoom-coórdinaten in een computer of door opbouw van de structuur volgens de regels van de chemische fysica met behulp van de computer. Vervolgens kan de structuur worden verfijnd door bijvoorbeeld: (a) berekening van de fractionele ladingen op elk atoom 25 uit electronegativiteitsverschillen (krachtenveldmethode) of quantum mechanische technieken (bijvoorbeeld CNDO, Q.C.P.E. 141, Indiana University) ; (b) optimalisering van de structuur met behulp van moleculaire mechanica (vergelijk "Molecular Mechanics", U. Burkert en N.L.A molecule can be modeled by reading its known atomic coordinates into a computer or by building the structure according to the rules of chemical physics using the computer. Subsequently, the structure can be refined by, for example: (a) calculating the fractional charges on each atom 25 from electronegativity differences (force field method) or quantum mechanical techniques (for example CNDO, Q.C.P.E. 141, Indiana University); (b) structure optimization using molecular mechanics (compare "Molecular Mechanics", U. Burkert and N.L.
30 Allinger, ACS, 1982); (c) minimalisering van de totale energie door optimalisering van de conformatie, met name door rotatie rond roterende bindingen. Hierbij moet worden opgepast, daar de omgeving op het waskristalopper-vlak verschilt van die in de gasfase of in oplossing en het mogelijk is 35 dat het toevoegselmolecuul tezamen met het paraffine co-kristalliseert in een conformatie, die niet de energetisch gunstigste conformatie in de gasfase is. Ook moet rekening worden gehouden met het feit dat het toevoeg- ,8720408 6 sel niet een conformatie kan aannemen, die door sterische of electroni-sche factoren wordt gehinderd.30 Allinger, ACS, 1982); (c) minimization of the total energy by optimization of the conformation, in particular by rotation around rotating bonds. Care should be taken here, since the environment on the wax crystal surface differs from that in the gas phase or in solution and it is possible that the additive molecule co-crystallizes together with the paraffin in a conformation which is not the most energetically favorable conformation in the gas phase is. It should also be borne in mind that the additive cannot take a conformation hindered by steric or electronic factors.
Onder toepassing van de volgende criteria kan worden nagegaan of een toevoegsel-molecuul past in het (001) vlak van het paraf-5 finekristalrooster in de gewenste posities C en D, daar: (1) de afstand tussen de substituenten in het molecuul dienen ongeveer gelijk te zijn aan de afstand tussen twee aan elkaar grenzende paraffine-moleculen in het (001) vlak, snijdend met het (llx) vlak, d.w.z. ongeveer 4,5 A. De relatieve oriëntatie van de substituenten moet 10 passen met de rangschikking van de n-alkanen in de (110) richting, d.w.z. dat de hoek tussen de locale symmetrievlakken van de substituenten ongeveer 82° moet bedragen. De afstand en de hoek kunnen gemakkelijk worden gemeten onder toepassing van de computerprogramma's.Using the following criteria, it can be checked whether an additive molecule fits in the (001) plane of the paraffin-5 crystal lattice in the desired positions C and D, since: (1) the distance between the substituents in the molecule should be approximately be equal to the distance between two adjacent paraffin molecules in the (001) plane intersecting the (lxx) plane, ie about 4.5 A. The relative orientation of the substituents must fit the arrangement of the n-alkanes in the (110) direction, ie the angle between the local symmetry planes of the substituents should be approximately 82 °. The distance and angle can be easily measured using the computer programs.
(2) Wanneer het toevoegselmolecuul moet passen in de 15 waskristalroosterstructuur en zich "neerleggen" in twee vacante rooster-plaatsen.(2) When the additive molecule must fit into the wax crystal lattice structure and "settle" in two vacant lattice places.
Eerder als toevoegsels voorgestelde verbindingen zijn bepaalde derivaten van ftaalzuur, maleïnezuur, barnsteenzuur en vinyl-indeenalkenen. Geen van de genoemde verbindingen voldoet aan het boven- 20 beschreven criterium (1). Dit wordt getoond aan de hand van de volgende uitgekozen voorbeelden.Compounds previously proposed as additives are certain derivatives of phthalic acid, maleic acid, succinic acid and vinyl indene olefins. None of said compounds meet the criterion described above (1). This is shown by the following selected examples.
(a) Ftaalzuurdiamide neemt in het beste geval de in fig. 5 afgebeelde conformatie aan, waarin de afstand tussen de substituenten en de hoek te gering is. De conformatie is energetisch ongunstig we- 25 gens sterische hindering. Reminimalisering leidt tot de vervormde conformatie, getoond in fig. 6.(a) Phthalic acid diamide at best adopts the conformation shown in Fig. 5 in which the distance between the substituents and the angle is too small. The conformation is energetically unfavorable due to steric hindrance. Reminimalization leads to the deformed conformation shown in Fig. 6.
(b) De situatie is analoog voor maleïnezuurdiamide, zoals kan worden gezien in fig. 7. Wegens sterische hindering leidt reminimalisering tot de vervormde conformatie van fig. 8.(b) The situation is analogous to maleic acid diamide, as can be seen in Fig. 7. Due to steric hindrance, reminimalization leads to the distorted conformation of Fig. 8.
30 (c) Wegens sterische hindering kan barnsteenzuur niet een conformatie aannemen, die de speciale opstelling volgens de uitvinding nabij komt (vergelijk fig. 9). Door rotatie rond een enkelvoudige C-C binding gaat het barnsteenzuur over tot de in fig. 10 getoonde conformatie.(C) Due to steric hindrance, succinic acid cannot assume a conformation approaching the special arrangement of the invention (compare Fig. 9). Rotation around a single C-C bond converts the succinic acid to the conformation shown in Figure 10.
35 De verbetering in CFPP activiteit door opname van de vroegere toevoegsels volgens de genoemde octrooischriften wordt bereikt . 872 0496 7 door modificatie van de grootte en gedaante van de zich vormende waskristallen, waarbij meest naaldachtige kristallen worden verkregen, in het algemeen met een deeltjesgrootte van 10.000 nanometer of groter, typisch 30.000 - 100.000 nanometer. Tijdens net bedrijf van dieselmotoren 5 bij lage temperaturen worden deze kristallen niet doorgelaten door de papieren brandstoffilters van het voertuig, maar vormen zij een permeabele koek op het filter, die de vloeibare brandstof doorlaat, waarna de waskristallen vervolgens zullen oplossen als de motor en de brandstof opwarmen, hetgeen kan geschieden door verwarming van de brandstofmassa 10 door gerecirculeerde brandstof. Accumulatie van was kan echter de filters blokkeren, hetgeen leidt tot startproblemen van het dieselvoertuig en tot problemen bij beginnend rijden in koud weer, alsook tot falen van brandstofverwarmingssystemen.The improvement in CFPP activity by incorporation of the earlier additives according to said patents is achieved. 872 0496 7 by modifying the size and shape of the wax crystals to form, yielding most needle-like crystals, generally having a particle size of 10,000 nanometers or larger, typically 30,000-100,000 nanometers. During the operation of diesel engines 5 at low temperatures, these crystals are not passed through the paper fuel filters of the vehicle, but form a permeable cake on the filter, which allows the liquid fuel to pass, after which the wax crystals will dissolve as the engine and the fuel heating, which can be done by heating the fuel mass 10 by recycled fuel. However, accumulation of wax can block the filters, leading to starting problems for the diesel vehicle and problems when starting in cold weather, as well as failure of fuel heating systems.
In deze aanvrage worden de volgende beproevingsmethoden 15 toegepast.The following test methods are used in this application.
De wasverschijningstemperatuur (Wax Appearance Temperature, WAT) van de brandstof wordt gemeten door differentiële scanning calori-metrie (DSC). Bij deze proef wordt een klein brandstofmonster (25 microliter) met een snelheid van 2°C/minuut afgekoeld tezamen met een referen-20 tiemonster van analoge thermische capaciteit, dat echter in het betrokken temperatuurtrajeet geen was precipiteert (zoals kerosine). Een exotherm effect wordt waargenomen wanneer de kristallisatie in het monster begint.The wax appearance temperature (WAT) of the fuel is measured by differential scanning calorimetry (DSC). In this test, a small fuel sample (25 microliters) is cooled at a rate of 2 ° C / minute along with a reference sample of analog thermal capacity, which, however, does not precipitate wax (such as kerosene) in the temperature temperature involved. An exothermic effect is observed when crystallization in the sample begins.
Zo kan bijvoorbeeld de WAT van de brandstof worden gemeten door de extra-polatietechniek op de Mettler TA 2000b.For example, the WAT of the fuel can be measured by the extrapolation technique on the Mettler TA 2000b.
25 Het wasgehalte van de brandstof wordt afgeleid uit de DSC grafiek door integratie van het oppervlak tussen de basislijn en de exotherm tot de gespecificeerde temperatuur, De calibrering dient tevoren te zijn uitgevoerd met een bekende hoeveelheid kristalliserende was.The wax content of the fuel is derived from the DSC graph by integrating the surface between the baseline and the exotherm to the specified temperature. Calibration must have been previously performed with a known amount of crystallizing wax.
De gemiddelde deeltjesgrootte van de waskristallen wordt 30 gemeten door analyse van een Scanning Electron Micrograph van een brandstofmonster bij een vergroting van 4000 - 8000 x en meting van de groottedimensie van tenminste 40 uit 88 punten op een tevoren gekozen rooster. Gevonden werd dat de was door de typisch in dieselmotoren gebruikte papieren filters tezamen met de brandstof begint te passeren in-35 dien de gemiddelde kristalgrootte minder is dan 4000 nanometer, hoewel de kristalgrootte bij voorkeur minder is dan 3000 nanometer, met meer voor- 6.17 2 0 41 i 8 keur minder dan 2500 nanometer, in het bijzonder minder dan 2000 nanometer en liefst minder dan 1000 nanometer, waarbij de werkelijke voordelen van doorgang van de kristallen door de papieren brandstoffilter wordt bereikt. De feitelijk bereikbare grootte is afhankelijk van de oorspron-5 kelijke aard van de brandstof en de aard en hoeveelheid van het gebruikte toevoegsel, maar gevonden werd dat deze afmetingen en kleiner bereikbaar zijn.The average particle size of the wax crystals is measured by analyzing a Scanning Electron Micrograph of a fuel sample at a magnification of 4000-8000x and measuring the size dimension of at least 40 out of 88 points on a preselected grid. It was found that the wax begins to pass through the paper filters typically used in diesel engines along with the fuel if the average crystal size is less than 4000 nanometers, although the crystal size is preferably less than 3000 nanometers, with more 6.17 2 0 41 i 8 less than 2500 nanometers, in particular less than 2000 nanometers, and most preferably less than 1000 nanometers, realizing the true advantages of passage of the crystals through the paper fuel filter. The actual achievable size depends on the original nature of the fuel and the nature and amount of the additive used, but it has been found that these sizes are smaller and achievable.
De toepassing van de toevoegsels volgens de uitvinding maakt het mogelijk dat dergelijke kleine waskristallen in de brandstof 10 kunnen worden verkregen, hetgeen resulteert in een aanmerkelijk voordeel voor de bruikbaarheid van de dieselmotor. Dit kan worden getoond door verpompen van geroerde brandstof door een dieselfilterpapier, zoals gebruikt in een Volkswagen Golf of Cummins dieselmotor in een hoeveel- -heid van 8-15 milliliter/seconde en 1,0 - 2,4 1 per minuut per vierkan-15 te m filteroppervlak bij een temperatuur, die tenminste 5°C beneden de WAT, terwijl tenminste 0,5 gew.% van de brandstof aanwezig is in de vorm van vaste was. Zowel brandstof als was worden beschouwd met succes het filter te hebben gepasseerd indien aan één of meer van de volgende criteria is voldaan.The use of the additives according to the invention makes it possible to obtain such small wax crystals in the fuel 10, which results in a considerable advantage for the usability of the diesel engine. This can be shown by pumping stirred fuel through a diesel filter paper, such as used in a Volkswagen Golf or Cummins diesel engine, in the amount of 8-15 milliliters / second and 1.0 - 2.4 1 per minute per quadrant. m filter surface at a temperature which is at least 5 ° C below the WAT, while at least 0.5% by weight of the fuel is in the form of solid wax. Both fuel and wax are considered to have successfully passed the filter if one or more of the following criteria are met.
20 (i) Wanneer 18 - 20 1 brandstof door het filter is ge passeerd is het drukverval over het filter niet groter dan 50 kPa, bij voorkeur niet groter dan 25 kPa, in het bijzonder niet groter dan 10 kPa en liefst niet groter dan 5 kPa.20 (i) When 18 - 20 l of fuel has passed through the filter, the pressure drop across the filter is not greater than 50 kPa, preferably not greater than 25 kPa, in particular no greater than 10 kPa, and most preferably no greater than 5 kPa.
(ii) Tenminste 60 gew.%, bij voorkeur tenminste 80 gew.%, 25 in het bijzonder tenminste 90 gew.% van de in de oorspronkelijke brandstof aanwezige was, zoals bepaald volgens de eerderbeschreven DSC proef, wordt aangetroffen in de brandstof, die het filter verlaat.(ii) At least 60 wt%, preferably at least 80 wt%, especially at least 90 wt% of the wax contained in the original fuel, as determined by the DSC test described previously, is found in the fuel, which leaves the filter.
(iii) Terwijl 18 - 20 1 brandstof door het filter wordt gepompt, blijft de stroomsnelheid altijd boven 60% en bij voorkeur boven 30 80% van de oorspronkelijke stroomsnelheid.(iii) While 18-20 L of fuel is being pumped through the filter, the flow rate always remains above 60% and preferably above 80% of the original flow rate.
Het gedeelte van de kristallen, dat door het filter van het voertuig passeert, en het bruikbaarheidsvoordeel dat voortvloeit uit kleine kristallen zijn in hoge mate afhankelijk van kristallengte, hoewel ook de kristalgedaante van betekenis is. Gevonden werd dat kubusvor-35 mige kristallen wat gemakkelijker door filters passeren dan vlakke kristallen en dat zij, wanneer zij niet passeren, minder weerstand aan de ,1120498 9 brandstofstroming bieden. Niettemin is de geprefereerde kristalvorm een vlakke vorm, die het in principe mogelijk maakt dat meer was wordt afgezet als de temperatuur daalt en dat meer was precipiteert voordat de kritische kristallengte wordt bereikt dan het geval zou zijn bij een 5 kristal van dezelfde lengte in kubusachtige vorm.The portion of the crystals passing through the filter of the vehicle, and the utility advantage resulting from small crystals are highly dependent on crystal length, although the crystal shape is also significant. It has been found that cubic crystals pass through filters somewhat more easily than flat crystals and, when they do not pass, offer less resistance to the fuel flow. Nevertheless, the preferred crystal shape is a flat shape, which basically allows more wax to be deposited as the temperature drops and more wax to precipitate before the critical crystal length is reached than would be the case with a cube of the same length in cubic form .
De door de technieken van de uitvinding verkregen brandstoffen hebben bijzondere voordelen in vergelijking met vroegere destil-laatbrandstoffen, die door de toevoeging van conventionele toevoegsels in hun koude vloei-eigenschappen zijn verbeterd. Zo zijn bijvoorbeeld de 10 brandstoffen bruikbaar bij temperaturen, die dichter bij het gietpunt zijn gelegen, en niet beperkt door een onvermogen om aan de CFTP proef te voldoen, daar zij hetzij aan de CFPT proef bij aanmerkelijk lagere temperaturen voldoen of de noodzaak om aan die proef te voldoen overbodig doen zijn. De brandstoffen vertonen ook een verbeterd gedrag bij koude 15 start bij lage temperaturen, die niet berust op recirculatie van warme brandstof ter verwijdering van ongewenste wasafzettingen. Verder vertonen de waskristallen een neiging om in suspensie te blijven in plaats van te bezinken en wasachtige lagen in opslagtanks te vormen, zoals het geval is bij brandstoffen, die met conventionele toevoegsels zijn behan-20 deld.The fuels obtained by the techniques of the invention have particular advantages over prior distillate fuels, which have been improved in their cold flow properties by the addition of conventional additives. For example, the fuels are useful at temperatures closer to the pour point and are not limited by an inability to pass the CFTP test, as they either pass the CFPT test at significantly lower temperatures or the need to meet those make the test unnecessary. The fuels also exhibit improved cold start performance at low temperatures, which does not rely on hot fuel recirculation to remove unwanted wax deposits. Furthermore, the wax crystals tend to remain in suspension rather than settle and form waxy layers in storage tanks, as is the case with fuels treated with conventional additives.
Destillaat-brandstoffen binnen de algemene klasse van tussen 120 en 500°C kokende brandstoffen variëren aanmerkelijk in hun kookeigenschappen, n-alkaan-distributies en wasgehalten. Brandstoffen uit Noord-Europa hebben in het algemeen lagere eindkookpunten en 25 troebelingspunten dan brandstoffen in Zuid-Europa. De wasgehalten zijn in het algemeen groter dan 1,5% (bij 10°C beneden de WAT). Evenzo variëren brandstoffen uit andere landen rond de wereld op dezelfde wijze met hun respectievelijke klimaten, maar het wasgehalte is tevens afhankelijk van de bron van de ruwe olie. Een uit een ruwe olie uit het Midden-30 Oosten afkomstige brandstof heeft dikwijls een lager wasgehalte dan een brandstof, afkomstig uit een van de was-bevattende ruwe oliën, zoals zulke uit China en Australië.Distillate fuels within the general class of boiling fuels between 120 and 500 ° C vary considerably in their cooking properties, n-alkane distributions and wash contents. Fuels from Northern Europe generally have lower final boiling points and cloud points than fuels from Southern Europe. The wash contents are generally greater than 1.5% (at 10 ° C below the WAT). Likewise, fuels from other countries around the world vary in the same way with their respective climates, but the wax content also depends on the source of the crude oil. A fuel derived from a Middle East crude oil often has a lower wax content than a fuel derived from any of the wax-containing crudes, such as those from China and Australia.
De mate waarin de zeer kleine kristallen kunnen worden verkregen is afhankelijk van de aard van de brandstof zelf en het kan zijn 35 dat het in sommige brandstoffen niet mogelijk is uitermate kleine kristallen te produceren. Indien deze situatie zich voordoet kunnen de brandstof- ,8720496 10 eigenschappen worden gemodificeerd om het mogelijk te maken zulke kleine kristallen te verkrijgen, bijvoorbeeld door aanpassing van de raffi-nage-omstandigheden en menging teneinde het gebruik van geschikte toevoegsels mogelijk te maken.The extent to which the very small crystals can be obtained depends on the nature of the fuel itself and it may not be possible to produce extremely small crystals in some fuels. If this situation arises, the fuel properties can be modified to allow such small crystals to be obtained, for example, by adjusting the refining conditions and mixing to allow the use of suitable additives.
5 De uit destillaat-brandstoffen precipiterende was bestaat meest geheel uit normale alkanen, die kristalliseren in een orthorhombi-sche eenheidscel via een rotator of hexagonale vorm, zoals vermeid in de literatuur, bijvoorbeeld A. Muller in Proc. Roy. Soc. A. 114, (1927) 542, ibid. J^O (1928) 437, ibid. L27 (1930) 417, ibid. JJ8 (1932) 514, 10 A.E. Smith in J. Chem. Phys., 2_1_ (1953) 2229 en P.W. Teare in Acta, Cryst., _12, (1959) 294. Zoals vermeld zijn er twee factoren van belang voor het passen van het toevoegselmolecuul in de waskristalstructuur; in de eerste plaats de scheiding tussen de n-alkaanketens in gekozen kristalvlakken, waar de belangrijke afstanden die zijn in de (110) 15 en (111) enz. vlakken of richtingen en in mindere mate in het (100) -vlak.The wax which precipitates from distillate fuels consists mostly of normal alkanes, which crystallize in an orthorhombic unit cell via a rotator or hexagonal shape, as reported in the literature, for example A. Muller in Proc. Roy. Soc. A. 114, 542 (1927), ibid. J ^ O (1928) 437, ibid. L27 (1930) 417, ibid. JJ8 (1932) 514, 10 A.E. Smith in J. Chem. Phys., 2_1_ (1953) 2229 and P.W. Teare in Acta, Cryst., 12, (1959) 294. As mentioned, two factors are important for the fit of the additive molecule into the wax crystal structure; first, the separation between the n-alkane chains in selected crystal planes, where the important distances are in the (110) 15 and (111) etc. planes or directions and to a lesser extent in the (100) plane.
De ketens van het toevoegsel moeten de roosterplaatsen (meer dan één) bezetten in posities op de assen onder rechte hoeken met de as van de n-alkaanketens in het kristal. Deze scheidingen zign van de orde van 4,5 - 5,5 A en naarmate de ketens aan de toevoegsels dichter 20 zijn bij deze afstanden, des te doelmatiger is het toevoegsel. In de tweede plaats, hoewel van minder belang, passen de relatieve oriëntaties van de toevoegselmolecuulketens bij voorkeur bij die van de n-alkanen in het kristal. De n-alkylketens aan het toevoegsel moeten in staat zijn nauw te passen bij de intermoleculaire afstanden van de n-25 alkanen in het waskristal over de (100) en/of (110) en (111) vlakken, waar zij snijden met het (001) vlak, en in staat zijn conformaties te bereiken, die het mogelijk maken dat de ketens zichzelf oriënteren tot analoge hoeken als die van de n-alkanen in de bovengenoemde kristal-vlakken. Gevonden werd dat deze afstanden en oriëntaties van de ketens 30 op het toevoegselmolecuul het best kunnen worden bereikt door ze op aan elkaar grenzende koolstofatomen in een cyclische of ethylenisch onverzadigde verbinding te plaatsen, mits zij in een cis-oriëntatie zijn.The chains of the additive must occupy the lattice sites (more than one) in positions on the axes at right angles to the axis of the n-alkane chains in the crystal. These separations are of the order of 4.5-5.5 Å and the closer the chains to the additives are at these distances, the more effective the additive. Second, although less important, the relative orientations of the additive molecular chains preferably match those of the n-alkanes in the crystal. The n-alkyl chains to the additive must be able to closely match the intermolecular distances of the n-25 alkanes in the wax crystal over the (100) and / or (110) and (111) planes where they intersect with the ( 001) flat, and capable of achieving conformations that allow the chains to orient themselves to analog angles such as those of the n-alkanes in the above crystal planes. It has been found that these distances and orientations of the chains on the additive molecule can best be achieved by placing them on adjacent carbon atoms in a cyclic or ethylenically unsaturated compound, provided they are in a cis orientation.
De passing wordt bij voorkeur ook bereikt over de lengte van de n-alkaanketens van de was en de totale ketenlengte van het toe-35 voegsel is bij voorkeur van dezelfde orde van grootte als de gemiddelde ketenlengte in de was» Het wasprecipitaat uit de brandstof of olie is «8720416 11 in het algemeen een trajct van n-alkanen, vandaar de referentie aan gemiddelde afmetingen.Preferably, the fit is also achieved along the length of the n-alkane chains of the wax, and the total chain length of the additive is preferably of the same order of magnitude as the average chain length in the wax. oil is generally a range of n-alkanes, hence the reference to average dimensions.
De toevoegsels bevatten derhalve in het algemeen alkyl-, bij voorkeur n-alkylketens of ketensegmenten, die met de was kunnen co-5 kristalliseren. Gevonden werd dat er twee of meer van zulke ketens per molecuul moeten zijn en dat deze zich aan dezelfde kant van het toevoeg-selmolecuul moeten bevinden. Het is gewenst dat het toevoegselmolecuul twee onderscheiden "kanten" heeft. Eén 1lkant" bevat de cokristalliseer-bare alkylketens en de andere "kant" bevat het kleinste aantal koolwater-10 stofgroepen, dat mogelijk is voor blokkering of voorkoming van verdere kristallisatie, nadat het toevoegselmolecuul heeft co-gekristalliseerd in de n-alkaan roosterplaatsen op de waskristallen. Het is tevens gewenst dat deze "blokkerende" groep zich halverwege of ongeveer halver-r wege de cokristalliseerbare n-alkylketens aan het toevoegsel bevindt.The additives therefore generally contain alkyl, preferably n-alkyl chains or chain segments, which can co-crystallize with the wax. It has been found that there should be two or more such chains per molecule and that they should be on the same side of the additive molecule. It is desirable that the additive molecule has two distinct "sides". One side "contains the co-crystallizable alkyl chains and the other" side "contains the smallest number of hydrocarbon groups possible for blocking or preventing further crystallization after the additive molecule has co-crystallized in the n-alkane lattice sites at the Wax Crystals It is also desirable that this "blocking" group be located mid or about halfway through the co-crystallizable n-alkyl chains in the additive.
15 De bij voorkeur te gebruiken toevoegsels voldoen aan-de op het formuleblad afgebeelde formule 1 waarin 2 . (-) (+) 3 2 (-) (+) 3 2.The preferred additives meet the formula 1 shown on the formula sheet wherein 2. (-) (+) 3 2 (-) (+) 3 2.
-Y-R is SO NR R , -SO., HNR R ) 3 3 2 -SO^(_) (+)h nr3r2, -so_.(-) (+)h,nr2, 3 2 1 2 20 -S02NR R of -S03R ; -X-R1 is -Y-R2 of -CONR3R1, -CO» ^NR^R1, -C02(_) ^HNR^R1, -C02(_) ^^NR^1, -C02(_) ^H.jNR1, -r4-coor , -nr3cor1, 4 i *4 i 41 25 R OR , -R OCOR , -R R , -N(COR3)R1 of Z(_) ^NR^R1;; -Z(_) is S03^”^ of -C02^“^; 1 2 R en R alkyl-? alkoxyalkyl- of polyalkoxyalkylgroepen met tenminste 10 koolstofatomen in de hoofdketen voorstellen; 3 3 30 R een koolwaterstofgroep is, waarbij elke groep R gelijk of verschillend 4 kan zijn, en R niets of Cj-Cj. alkyleen voorstelt, en in het molecuulge-deelte met formule 2.-YR is SO NR R, -SO., HNR R) 3 3 2 -SO ^ (_) (+) h nr3r2, -so _. (-) (+) h, nr2, 3 2 1 2 20 -S02NR R or -SO3R; -X-R1 is -Y-R2 or -CONR3R1, -CO2 ^ NR ^ R1, -CO2 (_) ^ HNR ^ R1, -CO2 (_) ^^ NR ^ 1, -CO2 (_) ^ H. jNR1, -r4 -coor, -nr3cor1,4 * 4 i 41 25 R OR, -R OCOR, -RR, -N (COR3) R1 or Z (_) ^ NR ^ R1 ;; -Z (_) is SO3 ^ "^ or -CO2 ^" ^; 1 2 R and R alkyl-? represent alkoxyalkyl or polyalkoxyalkyl groups having at least 10 carbon atoms in the main chain; 3 3 30 R is a hydrocarbon group, where each group R can be the same or different 4, and R is nothing or Cj-Cj. alkylene, and in the molecular portion of formula 2.
De ringatomen in een dergelijke cyclische verbinding zijn bij voorkeur koolstofatomen, maar kunnen ook een ring N, S of O 35 atoom bevatten onder vorming van een heterocyclische verbinding.The ring atoms in such a cyclic compound are preferably carbon atoms, but may also contain a ring N, S or O 35 atom to form a heterocyclic compound.
Voorbeelden van verbindingen op aromaatbasis, waaruit de .8720496 12 toevoegsels kunnen worden bereid, zijn verbindingen met formule 3, waarin de aromatische groep gesubstitueerd kan zijn.Examples of aromatic-based compounds from which the additives can be prepared are compounds of formula 3, in which the aromatic group may be substituted.
Zij kunnen ook worden verkregen uit polycyclische verbindingen, d.w.z. zulke met twee of meer ringstructuren, die diverse 5 vormen kunnen hebben. Zij kunnen zijn (a) gecondenseerde benzeenstructuren, (b) gecondenseerde ringstructuren, waarin geen ring of niet alle ringen benzeen zijn, (c) aan elkaar gekoppelde ringen, (d) heterocyclische verbindingen, (e) niet-aromatische of partieel verzadigde ring-systemen of (f) driedimensionale structuren.They can also be obtained from polycyclic compounds, i.e., those with two or more ring structures, which can have various shapes. They can be (a) fused benzene structures, (b) fused ring structures, in which no ring or not all rings are benzene, (c) linked rings, (d) heterocycles, (e) non-aromatic or partially saturated ring systems or (f) three-dimensional structures.
10 Gecondenseerde benzeenstructuren, waarvan de verbindin gen kunnen worden afgeleid, zijn bijvoorbeeld naftaleen, anthraceen, fenanthreen en pyreen.Condensed benzene structures from which the compounds can be derived are, for example, naphthalene, anthracene, phenanthrene and pyrene.
De gecondenseerde ringstructuren, waarin geen ring of r niet alle ringen benzeen zijn, zijn bijvoorbeeld azuleen, indeen, hydro-15 indeen, fluoreen, difenyleen. Een verbinding, waaraan ringen aan elkaar zijn gekoppeld, is bijvoorbeeld difenyl. Geschikte heterocyclische verbindingen, waarvan zij kunnen zijn afgeleid, zijn bijvoorbeeld chinoline, pyridine, indool, 2:3 dihydroïndool, benzofuran, cumarien, isocumarien, benzothiofeen, carbazool en thiodifenylamine. Voorbeelden van niet-aro-20 matische of partieel verzadigde ringsystemen zijn decalien (decahydro-naftaleen) , α-pineen, cadineen, bomyleen. Geschikte driedimensionale verbindingen zijn bijvoorbeeld norborneen, bicycloheptaan (norbornaan), bicyclo-octaan en bicyclo-octeen.The condensed ring structures, in which no ring or not all rings are benzene, are, for example, azulene, indene, hydro-indene, fluorene, diphenylene. For example, a compound to which rings are coupled together is diphenyl. Suitable heterocyclic compounds from which they may be derived are, for example, quinoline, pyridine, indole, 2: 3 dihydroindole, benzofuran, coumarin, isocarin, benzothiophene, carbazole and thiodiphenylamine. Examples of non-aromatics or partially saturated ring systems are decal (decahydro-naphthalene), α-pinene, cadinene, bomylene. Suitable three-dimensional compounds are, for example, norbornene, bicycloheptane (norbornane), bicyclooctane and bicyclooctene.
De twee substituenten X en Y moeten gebonden zijn aan 25 aan elkaar grenzende ringatomen in de ring, wanneer er slechts één ring is, of aan aan elkaar grenzende ringatomen in één van de ringen, wanneer de verbinding polycyclisch is. In het laatstbedoelde geval betekent dit dat als men naftaleen zou gebruiken, deze substituenten niet kunnen gebonden zijn aan de 1,8- of 4,5-posities, maar gehecht zouden moeten 30 zijn aan de 1,2-, 2,3-, 3,4-, 5,6-, 6,7- of 7,8-posities.The two substituents X and Y must be bonded to 25 adjacent ring atoms in the ring when there is only one ring, or to adjacent ring atoms in one of the rings when the compound is polycyclic. In the latter case, this means that if one were to use naphthalene, these substituents cannot be attached to the 1,8 or 4,5 positions, but should be attached to the 1,2, 2,3, 3,4, 5,6, 6,7 or 7,8 positions.
Deze verbindingen worden tot reactie gebracht onder vorming van de esters, aminen, amiden, halfesters/halfamiden, half-ethers of zouten, gebruikt als de toevoegsels. Geprefereerde toevoegsels zijn de zouten van een secundair amine, dat een waterstof en koolstof-bevat-35 tende groep of groepen met tenminste 10 koolstofatomen, bij voorkeur tenminste 12 koolstofatomen bevat. Dergelijke aminen of zouten kunnen .6 7 2 ©4 9 6 13 worden bereid door reactie van het eerderbeschreven zuur of anhydride met een.amine of door reactie van een secundair aminederivaat met carbon-zuren of anhydriden. Verwijdering van water en verhitting zijn in het algemeen noodzakelijk ter bereiding van de amiden uit de zuren. Ook kan 5 het carboxylzuur tot reactie worden gebracht met een alcohol met tenminste 10 koolstofatomen of een mengsel van een alcohol en een amine.These compounds are reacted to form the esters, amines, amides, half esters / half amides, half ethers or salts used as the additives. Preferred additives are the salts of a secondary amine containing a hydrogen and carbon containing group or groups having at least 10 carbon atoms, preferably at least 12 carbon atoms. Such amines or salts can be prepared by reacting the previously described acid or anhydride with an amine or by reacting a secondary amine derivative with carboxylic acids or anhydrides. Water removal and heating are generally necessary to prepare the amides from the acids. The carboxylic acid can also be reacted with an alcohol of at least 10 carbon atoms or a mixture of an alcohol and an amine.
De waterstof en koolstof bevattende groepen in de· substi-tuenten zijn bij voorkeur koolwaterstofgroepen, hoewel ook gehalogeneerde koolwaterstofgroepen kunnen worden gebruikt, bij voorkeur met slechts 10 een geringe hoeveelheid halogeenatomen (bijvoorbeeld chlooratomen), bijvoorbeeld minder dan 20 gew.%. De koolwaterstofgroepen zijn bij voorkeur alifatisch, bijvoorbeeld alkyleen. Zij zijn bij voorkeur lineair. Onverzadigde koolwaterstofgroepen, bijvoorbeeld alkenyl, kunnen worden gebruikt, maar hebben niet de voorkeur.The hydrogen and carbon containing groups in the substituents are preferably hydrocarbon groups, although halogenated hydrocarbon groups may also be used, preferably with only a small amount of halogen atoms (eg chlorine atoms), eg less than 20 wt%. The hydrocarbon groups are preferably aliphatic, for example alkylene. They are preferably linear. Unsaturated hydrocarbon groups, for example alkenyl, can be used, but are not preferred.
15 De alkylgroepen bevatten bij voorkeur tenminste 10 „ koolstofatomen, bij voorkeur 10 - 22 koolstofatomen, bijvoorbeeld 14 -20 koolstofatomen, en zijn bij voorkeur lineair of vertakt op de 1- of 2-posities. Indien vertakking aanwezig is in meer dan 20% van de alkyl-ketens, dienen de vertakkingen methyl te zijn. De andere waterstof- en 20 koolstof-bevattende groepen kunnen korter zijn, bijvoorbeeld minder dan 6 koolstofatomen bevatten, of kunnen desgewenst tenminste 10 koolstofatomen bevatten. Voorbeelden van geschikte alkylgroepen zijn methyl, ethyl, propyl, hexyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, eicosyl en docosyl (behenyl). Voorbeelden van geschikte alkyleengroepen zijn hexyleen, oc-25 tyleen, dodecyleen en hexadecyleen, maar zij hebben niet de voorkeur.The alkyl groups preferably contain at least 10 carbon atoms, preferably 10-22 carbon atoms, eg 14-20 carbon atoms, and are preferably linear or branched at the 1 or 2 positions. If branching is present in more than 20% of the alkyl chains, the branching should be methyl. The other hydrogen and carbon-containing groups can be shorter, for example, contain less than 6 carbon atoms, or optionally contain at least 10 carbon atoms. Examples of suitable alkyl groups are methyl, ethyl, propyl, hexyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, eicosyl and docosyl (behenyl). Examples of suitable alkylene groups are hexylene, octylene, dodecylene and hexadecylene, but they are not preferred.
In de voorkeursuitvoering, waarin het tussenprodukt tot reactie wordt gebracht met het secundaire amine, is één van de substi-tuenten bij voorkeur een amide en is het andere een amine of dialkyl-ammoniumzout van het secundaire amine.In the preferred embodiment, wherein the intermediate is reacted with the secondary amine, one of the substituents is preferably an amide and the other is an amine or dialkyl ammonium salt of the secondary amine.
30 Bijzonder geprefereerde toevoegsels zijn de amiden en aminezouten van secundaire aminen.Particularly preferred additives are the amides and amine salts of secondary amines.
Voor het verkrijgen van de brandstoffen volgens de uitvinding worden deze toevoegsels in het algemeen toegepast in combinatie met andere toevoegsels. Voorbeelden van deze andere toevoegsels zijn 35 zulke, aangeduid als "kam" polymeren met de algemene formule 4, waarin D = R, Co.OR, OCO.R, R'CO.OR of OR E = H of CH3 of D of R' .. i 7 2 0498°* 14 m = 1,0 (homopolymeer) tot 0,4 (molverhouding) J = H, R', aryl of heterocyclische groep, R'CO.OR K = H, CO.OR', OCO.R', OR', C02H L = H, R', CO.OR', OCO.R', aryl, C02H 5 n=0,0-0,6 (molverhouding) R Ï C10 R' > CjThese additives are generally used in combination with other additives to obtain the fuels according to the invention. Examples of these other additives are those, referred to as "comb" polymers of the general formula 4, wherein D = R, Co.OR, OCO.R, R'CO.OR or OR E = H or CH3 or D or R 7 7 0498 ° * 14 m = 1.0 (homopolymer) to 0.4 (molar ratio) J = H, R ', aryl or heterocyclic group, R'CO.OR K = H, CO.OR' , OCO.R ', OR', CO 2 H L = H, R ', CO.OR', OCO.R ', aryl, CO 2 H 5 n = 0.0-0.6 (molar ratio) R 1 C 10 R'> Cj
Een ander monomeer kan zonodig ge-terpolymeriseerd zijn. Wanneer deze andere toevoegsels copolymeren zijn van alke-10 nen-1 en maleïnezuuranhydride, kunnen zij op geschikte wijze worden bereid door polymerisatie van de monomeren zonder oplosmiddel of in oplossing in een koolwaterstof-oplosmiddel, zoals heptaan, benzeen, cyclo-hexaan of witte olie, bij een temperatuur die in het algemeen in het traject van 20 - 150°C is gelegen, gewoonlijk met als promotor een per-15 oxyde of azo-type katalysator, zoals benzoylperoxyde of azo-di-isobutyro-nitrile, onder een deken van inert gas, zoals stikstof of kooldioxyde ter uitsluiting van zuurstof. Bij voorkeur maar niet noodzakelijk worden equimolecualire hoeveelheden van het alkeen en maleïnezuuranhydride gebruikt, hoewel ook molverhoudingen van 2 : 1 tot 1 : 2 geschikt zijn.Another monomer may be terpolymerized if necessary. When these other additives are copolymers of alkene-10-nen-1 and maleic anhydride, they can be conveniently prepared by polymerizing the monomers without solvent or in solution in a hydrocarbon solvent such as heptane, benzene, cyclohexane or white oil , at a temperature generally in the range of 20-150 ° C, usually promoted by a peroxide or azo-type catalyst, such as benzoyl peroxide or azo-di-isobutyro-nitrile, under a blanket of inert gas, such as nitrogen or carbon dioxide to exclude oxygen. Preferably, but not necessarily, equimolecular amounts of the olefin and maleic anhydride are used, although mole ratios of 2: 1 to 1: 2 are also suitable.
20 Voorbeelden van alkenen, die met maleïnezuuranhydride kunnen worden ge-copolymeriseerd, zijn deceen-1, dodeceen-1, tetradeceen-1, hexadeceen-1, octadeceen-1.Examples of olefins which can be copolymerized with maleic anhydride are decene-1, dodecene-1, tetradecene-1, hexadecene-1, octadecene-1.
Het copolymeer van het alkeen en maleïnezuuranhydride kan volgens elke geschikte techniek worden veresterd; bij voorkeur, 25 maar niet noodzakelijk wordt het maleïnezuuranhydride voor tenminste 50% veresterd. Voorbeelden van te gebruiken alcoholen zijn n-decanol-1, n- dodecanol-1, n-tetradecanol-1, n-hexadecanol-1, n-octadecanol-1. De alcoholen kunnen ten hoogste één methylvertakking per keten bevatten, bijvoorbeeld 1-methylpentadecanol-l, 2-methyl-tridecanol-l. De alcohol 30 kan een mengsel zijn van normale en enkelvoudig methyl-vertakte alcoholen.The copolymer of the olefin and maleic anhydride can be esterified by any suitable technique; preferably, but not necessarily, the maleic anhydride is esterified for at least 50%. Examples of alcohols to be used are n-decanol-1, n-dodecanol-1, n-tetradecanol-1, n-hexadecanol-1, n-octadecanol-1. The alcohols may contain at most one methyl branch per chain, for example 1-methylpentadecanol-1,2-methyl-tridecanol-1. The alcohol 30 can be a mixture of normal and mono-methyl branched alcohols.
Voor de verestering van copolymeren van maleïnezuuranhydride met een der alkenen kan elke alcohol worden gebruikt. Bij voorkeur worden zuivere alcoholen gebruikt in plaats van de in de handel verkrijgbare alcohol- mengsels, maar indien mengsels worden gebruikt heeft R betrekking op het 35 gemiddelde aantal koolstofatomen in de alkylgroep, en indien alcoholen met een vertakking op de 1- of 2-positie worden gebruikt heeft R betrek-Any alcohol can be used for the esterification of copolymers of maleic anhydride with one of the alkenes. Preferably pure alcohols are used in place of the commercially available alcohol mixtures, but when mixtures are used R refers to the average number of carbon atoms in the alkyl group, and when alcohols are branched at the 1 or 2 position R has involved
„ 811 Ö 4 8 I"811 Ö 4 8 I
15 king op het lineaire ruggegraatsegment van de alcohol. Wanneer mengsels worden gebruikt is het van belang dat niet meer dan 15% van de groepen 1 1 R de waarde R + 2 bezit. De keuze van de alcohol zal uiteraard afhankelijk zijn van de keuze van het maleïnezuuranhydride gecopolymeriseer- 5 de alkeen, zodanig dat R + R gelegen is tussen 18 en 38. De voorkeurs- waarde van R + R kan afhankelijk zijn van de kookeigenschappen van de brandstof, waarin het toevoegsel moet worden toegepast.15 king on the linear spinal segment of the alcohol. When mixtures are used, it is important that no more than 15% of the groups 1 1 R have the value R + 2. The choice of the alcohol will of course depend on the choice of the maleic anhydride copolymerized olefin, such that R + R is between 18 and 38. The preferred value of R + R may depend on the cooking properties of the fuel , in which the additive is to be applied.
De kam-polymeren kunnen ook fumaraatpolymeren en -copoly-meren zijn, zoals beschreven in de Europese octrooiaanvragen 0153176, 10 0153177, 85301047 en 85301048. Andere geschikte kam-polymeren zijn de polymeren en copolymeren van alkenen-1 en de veresterde copolymeren van styreen en maleïnezuuranhydride.The comb polymers can also be fumarate polymers and copolymers, as described in European patent applications 0153176, 10 0153177, 85301047 and 85301048. Other suitable comb polymers are the polymers and copolymers of olefins-1 and the esterified copolymers of styrene and maleic anhydride.
Voorbeelden van andere toevoegsels, die tezamen met de cyclische verbinding kunnen worden gebruikt, zijn de polyoxyalkyleen-15 esters, ethers, ester/ethers en mengsels daarvan, in het bijzonder bevattende tenminste één, bij voorkeur tenminste twee C^q-C^q lineaire verzadigde alkylgroepen en een polyoxyalkyleenglycolgroep met een molecuul-gewicht van 100 - 5000, bij voorkeur van 200 - 5000, welke alkylgroep in het polyoxyalkyleenglycol 1-4 koolstofatomen bevat. Deze materialen 20 vormen het onderwerp van Europees octrooischrift 0.061.895 B. Andere dergelijke toevoegsels zijn beschreven in US octrooischrift 4.491.455.Examples of other additives that can be used in conjunction with the cyclic compound are the polyoxyalkylene esters, ethers, ester / ethers and mixtures thereof, especially containing at least one, preferably at least two C 1 -C 2 -C linear linear saturated alkyl groups and a polyoxyalkylene glycol group with a molecular weight of 100-5000, preferably 200-5000, the alkyl group in the polyoxyalkylene glycol containing 1-4 carbon atoms. These materials are the subject of European Patent No. 0,061,895 B. Other such additives are described in U.S. Patent No. 4,491,455.
De geprefereerde esters, ethers of ester/ethers, die geschikt zijn voor de uitvinding, kunnen structureel worden afgebeeld door de formule: 25 R - 0(A) - O - R" waarin R en R" gelijk of verschillend zijn en n-alkyl of een groep met formule 5, 6 of 7 voorstellen, welke alkylgroep lineair en verzadigd is en 10 - 30 koolstofatomen bevat, en A het polyoxyalkyleen-segment van de glycol voorstelt, waarin de alkyleengroep 1-4 koolstof-30 atomen bevat, zoals polyoxymethyleen, polyoxyethyleen, of polyoxytrime-thyleen molecuulgedeelte, dat nagenoeg lineair is; enige mate van vertakking met lagere alkylketens (zoals in polyoxypropyleenglycol) is toelaatbaar, maar bij voorkeur is het glycol nagenoeg lineair. A kan ook stikstof bevatten.The preferred esters, ethers or ester / ethers suitable for the invention can be structurally depicted by the formula: R - 0 (A) - O - R "wherein R and R" are the same or different and n-alkyl or a group of formula 5, 6 or 7, which alkyl group is linear and saturated and contains 10-30 carbon atoms, and A represents the polyoxyalkylene segment of the glycol, wherein the alkylene group contains 1-4 carbon-30 atoms, such as polyoxymethylene polyoxyethylene, or polyoxytrimethylene molecular moiety, which is substantially linear; some degree of branching with lower alkyl chains (such as in polyoxypropylene glycol) is permissible, but preferably the glycol is substantially linear. A can also contain nitrogen.
35 Geschikte glycolen in het algemeen zijn de nagenoeg line aire polyethyleenglycolen (PEG) en polypropyleenglycolen (PPG) met een .1120416 16 molecuulgewicht van 100 - 5000, bij voorkeur ongeveer 200 - 2000. Esters hebben de voorkeur en vetzuren met 10 - 30 koolstofatomen zijn geschikt voor reactie met de glycolen onder vorming van de estertoevoegsels, waarbij het de voorkeur verdient dat Ci8-C24 vetzuur' in het bijzonder beheen-5 zuren, worden gebruikt. De esters kunnen ook worden bereid door vereste-ring van poly-geëthoxyleerde vetzuren of poly-geëthoxyleerde alcoholen.Suitable glycols in general are the substantially linear polyethylene glycols (PEG) and polypropylene glycols (PPG) having a .1120416 16 molecular weight of 100-5000, preferably about 200-2000. Esters are preferred and fatty acids having 10-30 carbon atoms suitable for reaction with the glycols to form the ester additives, it being preferred that C18-C24 fatty acid, especially behenic acids, be used. The esters can also be prepared by esterification of polyethoxylated fatty acids or polyethoxylated alcohols.
Polyoxyalkyleen-diësters, diëthers, ether/esters'en mengsels daarvan zijn geschikt als toevoegsels, waarbij diësters de voorkeur hebben voor toepassing in nauw kokende destillaten, waarbij tevens onder-10 geschikte hoeveelheden monoëthers en monoësters aanwezig kunnen zijn en dikwijls in het bereidingsproces worden gevormd. Het is voor de prestaties van het toevoegsel van belang dat een overwegende hoeveelheid van de di-alkylverbinding aanwezig is. In bijzonder hebben stearinezuur- of beheên-zuur-diësters van polyethyleenglycol, polypropyleenglycol of mengsels 15 van polyethyleenglycol en polypropyleenglycol de voorkeur.Polyoxyalkylene diesters, dieters, ether / esters, and mixtures thereof are suitable as additives, with diesters being preferred for use in narrow boiling distillates, which may also include below-appropriate amounts of monoethers and monoesters, and are often formed in the manufacturing process . It is important for the performance of the additive that a major amount of the dialkyl compound is present. Stearic acid or management acid diesters of polyethylene glycol, polypropylene glycol or mixtures of polyethylene glycol and polypropylene glycol are particularly preferred.
De te gebruiken toevoegsels kunnen ook vloei-verbeteren-de copolymeren van etheen en onverzadigde esters bevatten. De onverzadigde monomeren, die met etheen kunnen worden gecopolymeriseerd, omvatten onverzadigde mono- en diësters met de algemene formule 8, waarin Rg wa-20 terstof of methyl voorstelt, Rg een -QOCRg groep is, waarin Rg waterstof of een c^~C2Qf gewoonlijk C^-C^ en bij voorkeur C^-Cg lineaire of vertakte alkylgroep is, of waarin Rg een -COORg groep is, waarin Rg de eerdergenoemde betekenis heeft maar geen waterstof voorstelt, en R^ waterstof is of -COORg zoals eerder gedefinieerd. Het monomeer, waarin 25 Rg en R^ waterstof voorstellen en Rg is -OOCRg, omvat vinylalcohol- esters van C.-C„0, gewoonlijk C.-C.0 monocarbonzuur en bij voorkeur ï zy 1 io C2~C29' 9βνοοηϋ3^ ci-ci8 monocarbonzuur, en bij voorkeur C^-Cg monocar-bonzuur. Voorbeelden van vinylesters, die met etheen kunnen worden gecopolymeriseerd, zijn vinylacetaat, vinylpropionaat en vinylbutyraat 30 of -isobutyraat, waarbij vinylacetaat de voorkeur heeft. Wanneer deze copolymeren worden gebruikt, bevatten zij bij voorkeur 5-40 gew.% van de vinylester, in het bijzonder 10-35 gew.% vinylester. Zij kunnen ook mengsels zijn van twee copolymeren, zoals beschreven in US octrooi-schrift 3.961.916. Bij voorkeur hebben deze copolymeren een getalsgemid-35 deld molecuulgewicht, gemeten door dampfase-osmometrie, van 1000 - 10.000, bij voorkeur 1000 - 5000.The additives to be used may also contain flow-enhancing copolymers of ethylene and unsaturated esters. The unsaturated monomers which can be copolymerized with ethylene include unsaturated mono- and diesters of the general formula 8 wherein Rg represents hydrogen or methyl, Rg is a -QOCRg group in which Rg is hydrogen or a C 1 -C 20 Qf C 1 -C 2 and preferably C 1 -C C is a linear or branched alkyl group, or wherein R 8 is a -COORg group, in which R 8 has the aforementioned meaning but does not represent hydrogen, and R 8 is hydrogen or -COORg as previously defined. The monomer, wherein Rg and Rg represents hydrogen and Rg is -OOCRg, includes vinyl alcohol esters of C-C 0, usually C-C 0 monocarboxylic acid, and preferably 1 2 C 2 -C 29 9 βνοοηϋ3 ^ C1 -C18 monocarboxylic acid, and preferably C1 -C8 monocarboxylic acid. Examples of vinyl esters that can be copolymerized with ethylene are vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl butyrate or isobutyrate, with vinyl acetate being preferred. When used, these copolymers preferably contain 5-40% by weight of the vinyl ester, especially 10-35% by weight of vinyl ester. They may also be blends of two copolymers as described in U.S. Patent 3,961,916. Preferably, these copolymers have a number average molecular weight, measured by vapor phase osmometry, of 1000 - 10,000, preferably 1000 - 5000.
.8720496 17.8720496 17
De te gebruiken toevoegsels kunnen ook andere polaire verbindingen bevatten, ionogene of niet-ionogene, die in brandstof kunnen fungeren als waskristalgroei-inhibitors. Gevonden werd dat polaire stik-stof-bevattende verbindingen bijzonder doelmatig zijn, indien toegepast 5 in combinatie met de glycolesters, ethers of ester/ethers. Deze polaire verbindingen zijn in het algemeen aminezouten en/of amiden, gevormd door reactie van tenminste één mol-deel hydrocarbyl-gesubstitueerde aminen met een mol-deel hydrocarbylzuur met 1-4 carbonzuurgroepen of hun an-hydriden; ook kunnen ester/amiden worden gebruikt, die 30 - 300, bij 10 voorkeur 50 - 150 koolstofatomen in totaal bevatten. Deze stikstofverbindingen zijn beschreven in US octrooischrift 4.211.534. Geschikte aminen zijn gewoonlijk Cj2-C40 Prima^-re» secundaire, tertiaire of quaternai-re aminen of mengsels daarvan met lange keten, maar ook kunnen aminen * met kortere keten worden gebruikt, mits de resulterende stikstofverbin-15 ding in olie oplosbaar is en daarom normaliter in totaal ongeveer 30_- 300 koolstofatomen bevat. De stikstofverbinding bevat bij voorkeur tenminste één lineair Cg-C24 alkyl-segment.The additives to be used may also contain other polar compounds, ionic or nonionic, which can act as wax crystal growth inhibitors in fuel. Polar nitrogen-containing compounds have been found to be particularly effective when used in combination with the glycol esters, ethers or ester / ethers. These polar compounds are generally amine salts and / or amides formed by reacting at least one mole portion of hydrocarbyl-substituted amines with a mole portion of hydrocarbic acid having 1-4 carboxylic acid groups or their anhydrides; ester / amides can also be used, which contain 30-300, preferably 50-150, carbon atoms in total. These nitrogen compounds are described in U.S. Patent 4,211,534. Suitable amines are usually C12 -C40 Fine-secondary, tertiary or quaternary amines or long chain mixtures thereof, but shorter chain amines can also be used, provided that the resulting nitrogen compound is oil soluble and therefore normally normally contains about 30-300 carbon atoms in total. The nitrogen compound preferably contains at least one linear C8 -C24 alkyl segment.
Geschikte aminen omvatten primaire, secundaire, tertiaire of quaternaire aminen, maar de voorkeur hebben secundaire aminen. Ter-20 tiaire en quaternaire aminen kunnen alleen aminezouten vormen. Voorbeelden van aminen zijn tetradecylamine, cocoamine, gehydrogeneerd tallo-amine en dergelijke. Voorbeelden van secundaire aminen zijn dioctadecyl-amine, methyl-behenylamine en dergelijke. Ook zijn mengsels van aminen geschikt en vele van natuurlijke materialen afkomstige aminen zijn 25 mengsels. Het geprefereerde amine is een secundair gehydrogeneerde tallo-amine met de formule waarin en R2 alkylgroepen zijn, afgeleid van gehydrogeneerd tallo-vet, dat is samengesteld uit ongeveer 4% C^, 31% C16 en 59% C1Q.Suitable amines include primary, secondary, tertiary or quaternary amines, but secondary amines are preferred. Teriary and quaternary amines can only form amine salts. Examples of amines are tetradecylamine, cocoamine, hydrogenated tallowamine and the like. Examples of secondary amines are dioctadecyl amine, methyl behenylamine and the like. Mixtures of amines are also suitable, and many amines derived from natural materials are mixtures. The preferred amine is a secondary hydrogenated talloamine of the formula wherein and R 2 are alkyl groups derived from hydrogenated tallo fat composed of about 4% C 31, 31% C 16 and 59% C 14.
Voorbeelden van geschikte carbonzuren (en hun anhydri-30 den) voor de bereiding van deze stikstofverbindingen zijn cyclohexaan-1,2-dicarbonzuur, cyclohexeen-1,2-dicarbonzuur, cyclopentaan-1,2-dicar-bonzuur, naftaleendicarbonzuur en dergelijke. In het algemeen bevatten deze zuren ongeveer 5- 13 koolstofatomen in het cyclische molecuulgedeel-te. Geprefereerde zuren, die volgens de uitvinding geschikt zijn, zijn 35 benzeen-dicarbonzuren, zoals ftaalzuur, isoftaalzuur en tereftaalzuur.Examples of suitable carboxylic acids (and their anhydrides) for the preparation of these nitrogen compounds are cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid, cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, cyclopentane-1,2-dicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid and the like. Generally, these acids contain about 5-13 carbon atoms in the cyclic molecular moiety. Preferred acids suitable according to the invention are benzene dicarboxylic acids, such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid.
Ftaalzuur of het anhydride daarvan heeft bijzondere voorkeur»' De bijzon- .8720490 18 der geprefereerde verbinding is het amide-aminezout, gevormd door reactie van 1 mol-deel ftaalzuuranhydride met 2 mol-delen di-gehydrogeneerd tallo-amine. Een andere geprefereerde verbinding is het diamide, gevormd door dehydratering van dit amide-aminezout.Phthalic acid or its anhydride is particularly preferred. The particular compound of the preferred compound is the amide amine salt formed by reacting 1 mole part phthalic anhydride with 2 mole parts dihydrogenated tallow amine. Another preferred compound is the diamide formed by dehydration of this amide amine salt.
5 Ook kunnen koolwaterstofpolymeren als deel van de toe- voegselcombinatie worden gebruikt voor de bereiding van de brandstoffen volgens de uitvinding. Zij kunnen worden voorgesteld door de algemene formule 9, waarin T = H of R' 10 U = Η, T of aryl v = 1,0 - 0,0 (molverhouding) w = 0,0 - 1,0 (molverhouding) R is alkyl. *Hydrocarbon polymers can also be used as part of the additive combination for the preparation of the fuels of the invention. They can be represented by the general formula 9, wherein T = H or R '10 U = Η, T or aryl v = 1.0 - 0.0 (molar ratio) w = 0.0 - 1.0 (molar ratio) R is alkyl. *
Deze polymeren kunnen direct worden bereid uit ethyle-15 nisch onverzadigde monomeren of indirect door bijvoorbeeld hydrogenering van het polymeer, bereid uit andere monomeren zoals isopreen en butadieen.These polymers can be prepared directly from ethylenically unsaturated monomers or indirectly by, for example, hydrogenation of the polymer prepared from other monomers such as isoprene and butadiene.
Een bijzonder geprefereerd koolwaterstofpolymeer is een copolymeer van etheen en propeen met een etheengehalte van bij voorkeur '50 - 60% (gewicht/gewicht) .A particularly preferred hydrocarbon polymer is a copolymer of ethylene and propylene with an ethylene content of preferably 50-60% (w / w).
20 De hoeveelheid toevoegsel, die nodig is voor de berei ding van de destillaat-brandstofolie volgens de uitvinding zal variëren in afhankelijkheid van de brandstof, maar bedraagt in het algemeen 0,001' -0,5 gew.%, bijvoorbeeld 0,01 - 0,1 gew.% (actieve stof), berekend op het gewicht van de brandstof. Het toevoegsel kan op geschikte wijze 25 worden opgelost in een geschikt oplosmiddel onder vorming van een concentraat van 20 - 90 gew. %, bijvoorbeeld 30 - 80 gew.% in het oplosmiddel. Voorbeelden van geschikte oplosmiddelen zijn kerosine, aromatische nafta1s, minerale smeeroliën enz.The amount of additive required for the preparation of the distillate fuel oil according to the invention will vary depending on the fuel, but is generally 0.001-0.5 wt.%, For example 0.01-0. 1% by weight (active substance), based on the weight of the fuel. The additive may suitably be dissolved in a suitable solvent to form a concentrate of 20-90 wt. %, for example 30-80% by weight in the solvent. Examples of suitable solvents are kerosene, aromatic naphtha1s, mineral lubricating oils, etc.
De uitvinding wordt toegelicht aart de hand van de vol-30 gende voorbeelden, waarin de grootste van de waskristallen in de brandstof werd gemeten door plaatsing van brandstofmonsters in flessen'van 60 ml, die gedurende 1 uur in koelboxen op ongeveer 8°C boven het troebe-lingspunt van de brandstof werden gehouden, terwijl de brandstoftempera-tuur zich stabiliseerde. Vervolgens werd de box met een snelheid van 35 l°C/uur afgekoeld tot de beproevingstemperatuur, die vervolgens werd gehandhaafd.The invention is illustrated by the following examples, in which the largest of the wax crystals in the fuel were measured by placing fuel samples in bottles of 60 ml, which were placed in coolers at about 8 ° C above the temperature for 1 hour. cloud point of the fuel were maintained while the fuel temperature stabilized. Then the box was cooled to the test temperature at a rate of 35 1 ° C / hour, which was then maintained.
, S 7 2 0 4 11 19, S 7 2 0 4 11 19
Een tevoren gereed gemaakte filterdrager, bestaande uit een gesinterde ring met een diameter van 10 mm, omgeven door een 1 mm brede ringvormige metalen ring, dragende een zilvermembraanfilter van 200 nanometer kwaliteit, dat door twee verticale pennen in positie wordt 5 gehouden, wordt op een vacuum-eenheid geplaatst. Een vacuum van tenminste 80 kPa wordt aangelegd, waarna de gekoelde brandstof vanuit een schone druppel-pipet op het membraan wordt gedruppeld, totdat een klein bol plasje het membraan juist bedekt. De brandstof wordt langzaam gedruppeld ter handhaving van het plasje gedurende enige minuten, en nadat ongeveer 10 10 - 20 brandstofdruppels zijn toegevoerd krijgt het plasje gelegenheid door te lekken onder achterlating van een zeer dunne doffe laag met brandstof bevochtigde waskoek op het membraan. Een dikke laag was laat zich niet op aanvaardbare wijze wassen en een zeer dunne laag kan worden weggewassen. De optimale laagdikte is een functie van de kristalgedaan-15 te, waarbij "bladachtige" kristallen dunnere lagen vereisen dan "nodulai-re" kristallen. Het is van belang dat de uiteindelijke koek een dof uiter-, lijk heeft. Een "glanzende" koek wijst op een overmaat resterende brandstof en kristal "smering" en dient te worden geëcarteerd.A pre-prepared filter support, consisting of a sintered ring with a diameter of 10 mm, surrounded by a 1 mm wide annular metal ring, carrying a silver membrane filter of 200 nanometer quality, which is held in position by two vertical pins, is placed on a vacuum unit installed. A vacuum of at least 80 kPa is applied, after which the cooled fuel is dripped onto the membrane from a clean dropper pipette, until a small round puddle just covers the membrane. The fuel is dripped slowly to maintain the puddle for several minutes, and after about 10 to 20 fuel drops have been supplied, the puddle is allowed to leak leaving a very thin dull layer of fuel-moistened washcloth on the membrane. A thick layer of wax cannot be washed acceptably and a very thin layer can be washed away. The optimal layer thickness is a function of the crystal particles, where "leaf-like" crystals require thinner layers than "nodular" crystals. It is important that the final cake has a dull appearance. A "shiny" cake indicates an excess of residual fuel and crystal "lubrication" and should be cartilaged.
De koek wordt vervolgens gewassen met enige druppels 20 methylethylketon, die men volledig laat weglekken. Het proces wordt een aantal malen herhaald. Wanneer het wassen is voltooid zal het methylethylketon zeer snel verdwijnen onder achterlating van een "stralend mat wit" oppervlak, dat bij toevoeging van nog een druppel methylethylketon grijs wordt.The cake is then washed with a few drops of methyl ethyl ketone, which is allowed to drain completely. The process is repeated several times. When the washing is complete, the methyl ethyl ketone will disappear very quickly leaving a "radiant matte white" surface, which will turn gray upon addition of another drop of methyl ethyl ketone.
25 Het gewassen monster wordt vervolgens in een koude exsic cator geplaatst en daarin gehouden tot het gereed is voor bekleding in de SEM. Het kan nodig zijn het monster gekoeld te houden om de was in stand te houden, in welk geval het monster moet worden bewaard in een koelbox, alvorens (in een geschikt monstertransportvat) te worden over-30 gebracht naar de SEM teneinde ijskristalvorming op het monsteroppervlak te voorkomen.The washed sample is then placed in a cold desiccator and held there until ready for coating in the SEM. It may be necessary to keep the sample refrigerated to maintain the wax, in which case the sample must be stored in a cool box before being transferred (in an appropriate sample transport vessel) to the SEM to allow ice crystal formation on the sample surface to prevent.
Tijdens de bekleding moet het monster zo koud als mogelijk worden gehouden teneinde beschadiging van de kristallen tot een minimum te beperken. In electrisch contact met de "stage" wordt het 35 beste voorzien door een borgschroef, die de ringvormige ring tegen de zijkant van een put in de "stage" drukt, ingericht om het monsteropper- V 8 7 2 0 4 9 6 20 vlak op hetbeeldvlak van het instrument te doen liggen. Ook kan elec-trisch geleidende verf worden gebruikt.During coating, the sample should be kept as cold as possible to minimize damage to the crystals. In electrical contact with the "stage", it is best provided by a locking screw, which presses the annular ring against the side of a well in the "stage", arranged to face the sample surface 8 8 2 0 4 9 6 20 the image plane of the instrument. Electrically conductive paint can also be used.
Eenmaal bekleed worden de micrografieën verkregen op conventionele wijze op de Scanning Electron Microscope (SEM). De foto-5 micrografieën worden geanalyseerd ter bepaling van de gemiddelde kristal-grootte door bevestiging van een doorzichtig vel, gemerkt met 88 punten (als stukken) op de snijpunten van een regelmatig rooster van 8 rijen en 11 kolommen op gelijke afstanden, op een geschikte micrografie. De vergroting dient zodanig te zijn dat slechts enkele van de grootste 10 kristallen worden geraakt door meer dan één stuk, waarbij 4000 - 8000 x geschikt is gebleken. Bij elk roosterpunt kan het kristal worden gemeten, indien de stip een kristalafmeting raakt, waarvan de gedaante duidelijk kan worden gedefinieerd. Ook wordt een meting gedaan van "ver- . strooiïng" in de vorm van de Gauss standaard-deviatie van kristallengte 15 onder toepassing van Bessel correctie.Once coated, the micrographs are obtained in a conventional manner on the Scanning Electron Microscope (SEM). The photo-5 micrographs are analyzed to determine the mean crystal size by attaching a transparent sheet marked 88 points (as pieces) at the intersections of a regular grid of 8 rows and 11 columns equally spaced, at an appropriate micrography. The magnification should be such that only some of the largest crystals are hit by more than one piece, with 4000-8000 times proven suitable. The crystal can be measured at any grid point if the dot contacts a crystal size, the shape of which can be clearly defined. A measurement of "scattering" in the form of the Gaussian standard deviation of crystal length 15 is also made using Bessel correction.
Het wasgehalte voor en na het filter wordt gemeten met een Differential Scanning Calorimeter DSC (zoals de du Pont 9900 reeks), die een grafiek kan produceren met een oppervlak van ongeveer 100 cm2/ 1% brandstof in de vorm van was met een instrumentruis-geïnduceerde 20 uitgangsvariatie met een standaard-deviatie van minder dan 2% van het gemiddelde uitgangssignaal.The wax content before and after the filter is measured with a Differential Scanning Calorimeter DSC (such as the du Pont 9900 series), which can produce a graph with an area of approximately 100 cm2 / 1% fuel in the form of wax with an instrument noise induced 20 output variation with a standard deviation of less than 2% of the mean output signal.
De DSC is gecalibreerd door toepassing van een toevoegsel, dat grote kristallen produceert, die zeker door het filter worden verwijderd, waarbij deze gecalibreerde brandstof bij de beproevings-25 temperatuur in de opstelling wordt gevoerd en de WAT van de aldus ont-paraffineerde brandstof op de DSC wordt gemeten. Vervolgens worden de monsters van de brandstof uit de tank en de brandstof na het filter geanalyseerd op de DSC en voor elke brandstof wordt het oppervlak boven de basislijn tot de WAT van de ijkbrandstof bepaald.The DSC is calibrated using an additive that produces large crystals, which are certainly removed by the filter, this calibrated fuel being fed to the test temperature at the test temperature and the WHAT of the thus dewaxed fuel to the DSC is measured. Subsequently, the samples of the fuel from the tank and the fuel after the filter are analyzed on the DSC and for each fuel the area above the baseline to the WHAT of the calibration fuel is determined.
30 De verhouding van DSC oppervlak voor monster na het filter/DSC oppervlak voor monster uit de tank x 100 is het percentage was, dat na het filter is achtergebleven.The ratio of DSC area for sample after the filter / DSC area for sample from the tank x 100 is the percentage of wax remaining after the filter.
Het troebelingspunt van destillaat-brandstoffen werd bepaald door de standaard Cloud Point Test (IP-219 of ASTM-D 2500); ande-35 re metingen van het begin van kristallisatie zijn de Wax AppearanceThe cloud point of distillate fuels was determined by the standard Cloud Point Test (IP-219 or ASTM-D 2500); Other measurements of the beginning of crystallization are the Wax Appearance
Point (WAP) Test (ASTM D.3117-72) en de Wax Appearance Temperature (WAT), . §72 8488 21 gemeten door DSC met behulp van een Mettler TA 2000B Differential Scanning Calorimeter.Point (WAP) Test (ASTM D.3117-72) and the Wax Appearance Temperature (WAT),. §72 8488 21 measured by DSC using a Mettler TA 2000B Differential Scanning Calorimeter.
Het vermogen van de brandstof om door een hoofdfilter van een dieselvoertuig te passeren werd bepaald in een inrichting, 5 bestaande uit een typisch hoofdfilter van een dieselvoertuig, gemonteerd in een standaard-huis in een brandstofleiding; het Bosch type, zoals toegepast in een 1980 Volkswagen Golf diesel-personenauto, en een Cummins FF105, zoals toegepast in de Cummins NTC motorreeks, zijn geschikt. Een reservoir en een toevoersysteem, dat in staat is tot toevoer 10 van de helft van de brandstof in een normale brandstoftank, verbonden met een brandstof-injectiepomp, zoals toegepast in de Volkswagen Golf, wordt gebruikt om brandstof vanuit de tank met een constante stroomsnelheid door het filter te zuigen, zoals ook in het voertuig het geval isv Er wordt voorzien in instrumenten voor meting van het drukverval over 15 het filter, de stroomsnelheid vanuit de injectiepomp en de temperaturen in de eenheid. Er wordt voorzien in vaten voor het opvangen van de verpompte brandstof, zowel "geïnjecteerde" brandstof als de overmaat brandstof.The ability of the fuel to pass through a main filter of a diesel vehicle was determined in a device consisting of a typical main filter of a diesel vehicle mounted in a standard housing in a fuel line; the Bosch type, as used in a 1980 Volkswagen Golf diesel passenger car, and a Cummins FF105, as used in the Cummins NTC engine series, are suitable. A reservoir and a supply system, capable of supplying half of the fuel in a normal fuel tank, connected to a fuel injection pump, as used in the Volkswagen Golf, is used to transfer fuel from the tank at a constant flow rate. suction the filter, as is also the case in the vehicle. Instruments are provided for measuring the pressure drop across the filter, the flow rate from the injection pump and the temperatures in the unit. Barrels for collecting the pumped fuel, both "injected" fuel and the excess fuel, are provided.
Bij de proef wordt de tank gevuld met 19 kg brandstof en 20 beproefd op lekkage. Indien bevredigend bevonden, wordt de temperatuur gestabiliseerd op een luchttemperatuur van 8°C boven het troebelingspunt van de brandstof. De eenheid wordt vervolgens met een snelheid van 3°C/ uur afgekoeld tot de gewenste beproevingstemperatuur en daarop tenminste 3 uur gehouden voor stabilisatie van de brandstoftemperatuur. De 25 tank wordt krachtig geschud om de aanwezige was volledig te dispergeren; een monster wordt uit de tank genomen en via een monsterpunt in de afvoer leiding onmiddellijk na de tank wordt 1 1 brandstof verwijderd en naar de tank teruggevoerd. Vervolgens wordt de pomp gestart waarbij het toerental van de pomp wordt ingesteld op dezelfde waarde als het toeren-30 tal van de pomp bij een wegsnelheid van 110 kg/uur. In het geval van de Volkswagen Golf is dit 1900 toeren/minuut, overeenkomend met een motor-snelheid van 3800 toeren/minuut. Het drukverval over het filter en de stroomsnelheid van de brandstof vanuit de injectiepomp worden bewaakt totdat de brandstof is uitgeput, hetgeen typisch na 30 - 35 minuten het 35 geval is.In the test, the tank is filled with 19 kg of fuel and 20 tested for leakage. If found satisfactory, the temperature is stabilized at an air temperature of 8 ° C above the cloud point of the fuel. The unit is then cooled to the desired test temperature at a rate of 3 ° C / hour and held there for at least 3 hours for fuel temperature stabilization. The tank is shaken vigorously to completely disperse the wax present; a sample is taken from the tank and 1 l of fuel is removed via a sampling point in the discharge pipe immediately after the tank and returned to the tank. Then the pump is started with the speed of the pump set to the same value as the speed of the pump at a road speed of 110 kg / hour. In the case of the Volkswagen Golf, this is 1900 rpm, corresponding to an engine speed of 3800 rpm. The pressure drop across the filter and the flow rate of the fuel from the injection pump are monitored until the fuel is exhausted, which is typically the case after 30 - 35 minutes.
Als de brandstoftoevoer aan de injectors kan worden gehouden op 2 ml/seconde (overmaat vloeistof zal ongeveer 6,5-7 ml/seconde . %Tt 04 i i f 22 zijn) is het resultaat "geslaagd". Een daling in de brandstoftoevoerstroom aan de injectors wordt beschouwd als een "grensgeval"; een stroom van nul betekent "gefaald".If the fuel supply to the injectors can be kept at 2 ml / second (excess liquid will be approximately 6.5-7 ml / second.% Tt 04 i i f 22), the result is "successful". A drop in fuel flow to the injectors is considered a "limit case"; a current of zero means "failed".
Een "geslaagd" resultaat kan typisch gepaard gaan met 5 een toenemend drukverval over het filter, dat zo hoog als 60 kPa kan zijn. In het algemeen moeten aanmerkelijke hoeveelheden was door het filter passeren om een dergelijk resultaat te bereiken. Een "goed geslaagd" resultaat wordt gekarakteriseerd door een proef, waarbij het drukverval over het filter niet stijgt boven 10 kPa, en is de eerste 10 aanduiding dat het grootste gedeelte van de was door het filter is gepasseerd; een uitstekend resultaat heeft een drukverval van minder dan 5 kPa.A "successful" result can typically be accompanied by an increasing pressure drop across the filter, which can be as high as 60 kPa. Generally, significant amounts of wax must pass through the filter to achieve such a result. A "successful" result is characterized by a test in which the pressure drop across the filter does not rise above 10 kPa, and is the first indication that most of the wax has passed through the filter; an excellent result has a pressure drop of less than 5 kPa.
Verder worden brandstofmonsters genomen van de "overmaat" brandstof en de "injectortoevoer" brandstof, in het ideale geval elke 15 4 minuten tijdens de gehele proef. Deze monsters worden tezamen met de tankmonsters van vóór de proef door DSC vergeleken ter vaststel ling van de hoeveelheid toevoerwas, die door het filter is gepasseerd.Furthermore, fuel samples are taken from the "excess" fuel and the "injector feed" fuel, ideally every 15 minutes for the entire run. These samples are compared together with the pre-test tank samples by DSC to determine the amount of feed wax that has passed through the filter.
Ook worden monsters van de brandstof van vóór de proef genomen, waarvan na de proef SEM monsters worden gemaakt ter vergelijking van de was-20 kristalgrootte en -type met het feitelijke gedrag.Samples of pre-test fuel are also taken, SEM samples are taken after the test to compare the wax crystal size and type with actual performance.
De volgende toevoegsels werden gebruikt.The following additives were used.
Toevoegsel 1Additive 1
Het Ν,Ν-dialkylammoniumzout van 2-dialkylamido-benzeen-sulfonaat, waarin de alkylgroepen nC^g_^Q ^33 37 zijn, bereid door reac-25 tie van 1 mol ortho-sulfobenzoëzuur cyclisch anhydride met 2 mol di- (gehydrogeneerd) tallo-amine in een xyleen-oplosmiddel bij een concentratie van 50% (gewicht/gewicht). Het reactiemengsel werd geroerd bij een temperatuur tussen 100°C en de refluxtemperatuur. Het oplosmiddel en de chemicaliën dienen zo droog mogelijk te worden gehouden teneinde 30 hydrolyse van het anhydride te voorkomen.The Ν, dial-dialkylammonium salt of 2-dialkylamido-benzene-sulfonate, in which the alkyl groups are nC ^ g_ ^ Q ^ 33 37, prepared by reacting 1 mole of ortho-sulfobenzoic acid cyclic anhydride with 2 moles of di- (hydrogenated) talloamine in a xylene solvent at a concentration of 50% (w / w). The reaction mixture was stirred at a temperature between 100 ° C and the reflux temperature. The solvent and chemicals should be kept as dry as possible to prevent hydrolysis of the anhydride.
Het produkt werd geanalyseerd door 500 MHz NMR spectroscopie, waarbij werd bevestigd dat de structuur die van formule 10 was.The product was analyzed by 500 MHz NMR spectroscopy, confirming that the structure was of Formula 10.
Het moleculaire model van deze verbinding wordt getoond in fig. 11. Toevoegsel 2 35 Een copolymeer van etheen en vinylacetaat met een vinyl- acetaatgehalte van 17 gew.%, een molecuulgewicht van 3500 en een mate .872848β 23 van zijketenvertakking van 8 methylgroepen per 100 methyleengroepen, zoals gemeten door 500 MHz NMR.The molecular model of this compound is shown in Fig. 11. Additive 2 35 A copolymer of ethylene and vinyl acetate with a vinyl acetate content of 17% by weight, a molecular weight of 3500 and a side chain branching degree of 8 methyl groups per 100 methylene groups, as measured by 500 MHz NMR.
Toevoegsel 3Additive 3
Een styreen-dialkylmaleaat-copolymeer, bereid door ver-5 estering van een 1 : 1 molair styreen-maleïnezuuranhydride-copolymeer met 2 mol van een 1 : 1 molair mengsel van c^2H25OH en C14H29°H Per mol anhydridegroepen (er werd een kleine overmaat van 5% alcohol gebruikt) met p-tolueensulfonzuur als katalysator (1/10 mol) in xyleen-oplosmiddel; het produkt had een molecuulgewicht (Mn) van 50.000 en bevatte 3% (gew/ 10 gew.) onbehandelde alcohol.A styrene dialkyl maleate copolymer, prepared by esterifying a 1: 1 molar styrene-maleic anhydride copolymer with 2 moles of a 1: 1 molar mixture of C 2 H 25 OH and C 14 H 29 OH per mole of anhydride groups (a small excess of 5% alcohol used) with p-toluenesulfonic acid as a catalyst (1/10 mol) in xylene solvent; the product had a molecular weight (Mn) of 50,000 and contained 3% (w / 10 wt) untreated alcohol.
Toevoegsel 4Additive 4
De dialkylammoniumzouten van 2-N,N-dialkylamidobenzoaat, gevormd door menging van 1 mol-deel ftaalzuuranhydride met 2 mol-delen -di-gehydrogeneerd tallo-amine bij 60°C.The dialkyl ammonium salts of 2-N, N-dialkylamidobenzoate formed by mixing 1 mole part phthalic anhydride with 2 mole parts dihydrogenated tallowamine at 60 ° C.
15 De resultaten waren als volgt.15 The results were as follows.
Voorbeeld 1Example 1
BrandstofeigenschappenFuel properties
Troebelingspunt -14°CCloud point -14 ° C
WAT -18,6°CWHAT -18.6 ° C
20 Beginkookpunt 178°C20 Initial boiling point 178 ° C
20% 230°C20% 230 ° C
90% 318°C90% 318 ° C
Eindkookpunt 3 5 5 0 CFinal boiling point 3 5 5 0 C
Wasgehalte bij -25°C 1,1 gew.% 25 In de brandstof werden 250 delen per miljoen van elk van de toevoegsels 1, 2 en 3 opgenomen en de beproevingstemperatuur was -25°C. De waskristalgrootte bleek 1200 nanometer te bedragen en meer dan 90 gew.% van de was passeerde door het Cummins FF105 filter.Wax content at -25 ° C 1.1 wt% 25 The fuel contained 250 parts per million of each of additives 1, 2 and 3 and the test temperature was -25 ° C. The wax crystal size was found to be 1200 nanometers and more than 90% by weight of the wax passed through the Cummins FF105 filter.
Tijdens de proef steeg het drukverval over het filter 30 met slechts 2,2 kPa, hetgeen een verder blijk was van het feit dat was door het filter passeerde.During the test, the pressure drop across the filter 30 increased by only 2.2 kPa, further demonstrating that wax had passed through the filter.
Voorbeeld 2Example 2
Voorbeeld 1 werd herhaald, waarbij de waskristalgrootte 1300 nanometer bleek te zijn en het maximum uiteindelijke drukverval 35 over het filter 3,4 kPa bedroeg0 o 172. 0411 24Example 1 was repeated, the wax crystal size being found to be 1300 nanometers and the maximum final pressure drop across the filter being 3.4 kPa 0.072. 0411 24
Voorbeeld 3Example 3
BrandstofeigenschappenFuel properties
Troebelingspunt 0°CCloud point 0 ° C
WAT -2,5°CWHAT -2.5 ° C
5 Beginkookpunt 182°c5 Initial boiling point 182 ° c
20% 220°C20% 220 ° C
90% 354°C90% -354 ° C
Eindkookpunt 385°CFinal boiling point 385 ° C
Wasgehalte bij beproevingstemperatuur 1,6 gew.% ^ Van elk van de toevoegsels 1, 2 en 3 werd 250 delen per miljoen gebruikt. De waskristalgrootte bleek 1500 nanometer te zijn en ongeveer 75 gew.% van de was passeerde bij de beproevingstemperatuur van -8,5°C door het Bosch 145434106 filter. Het maximum drukverval over het filter bedroeg 6,5 kPa.Wax content at test temperature 1.6 wt% ^ Of each of additives 1, 2 and 3, 250 parts per million was used. The wax crystal size was found to be 1500 nanometers and about 75% by weight of the wax passed at the test temperature of -8.5 ° C through the Bosch 145434106 filter. The maximum pressure drop across the filter was 6.5 kPa.
1515
Voorbeeld 4Example 4
Voorbeeld 3 werd herhaald, waarbij de waskristalgrootte 2000 nanometer bedroeg, waarvan ongeveer 50 gew.% door het filter passeerde, hetgeen een maximum drukverval van 35,3 kPa opleverde.Example 3 was repeated, the wax crystal size being 2000 nanometers, of which about 50% by weight passed through the filter, yielding a maximum pressure drop of 35.3 kPa.
Voorbeeld 5 20Example 5 20
De in voorbeeld 3 gebruikte brandstof werd behandeld met 400 dpm van toevoegsel 1' en 100 dpm van een mengsel van toevoegsel 2, waarna de brandstof werd beproefd als in voorbeeld 3 bij -8°C, bij welke temperatuur het wasgehalte 1,4 gew.% bedroeg. De waskristalgrootte bedroeg 2500 nanometer en 50 gew.% van de was passeerde door het filter 25 met een maximum uiteindelijk drukverval van 67,1 kPa.The fuel used in Example 3 was treated with 400 ppm of Additive 1 'and 100 ppm of a mixture of Additive 2, after which the fuel was tested as in Example 3 at -8 ° C, at which temperature the wax content was 1.4 wt. %. The wax crystal size was 2500 nanometers and 50% by weight of the wax passed through the filter 25 with a maximum final pressure drop of 67.1 kPa.
Bij gebruik van deze brandstof in de proefopstelling steeg het drukverval betrekkelijk snel en de proef faalde. Aangenomen wordt dat dit werd veroorzaakt door het feit dat de kristallen, zoals in de foto getoond, vlak zijn. Vlakke kristallen, die niet door het 30 filter worden doorgelaten, hebben de neiging het filter te bedekken met een dunne, ondoordringbare laag. "Kubusachtige" (of "nodulaire") kristallen verzamelen zich daarentegen, wanneer zij niet door het filter worden doorgelaten, in een betrekkelijk losse "koek", waardoor brandstof kan passeren totdat de massa zó groot wordt dat het filter gevuld raakt en de totale dikte van de was "koek" zo groot is, dat het drukverval weer overmatig is.When this fuel was used in the test rig, the pressure drop increased relatively quickly and the test failed. This is believed to be caused by the fact that the crystals, as shown in the photo, are flat. Flat crystals, which do not pass through the filter, tend to cover the filter with a thin, impermeable layer. On the other hand, "cube-like" (or "nodular") crystals, when not passed through the filter, collect in a relatively loose "cake", allowing fuel to pass until the mass becomes so large that the filter fills and the total thickness of the wax "cake" is so great that the pressure drop is again excessive.
35 .,87 2 04 9 8 2535., 87 2 04 9 8 25
Voorbeeld 6 (vergelijkend)Example 6 (comparative)
De in voorbeeld 3 gebruikte brandstof werd behandeld met 500 dpm van een mengsel van 4 delen toevoegsel 4 en 1 deel toevoegsel 2 en vervolgens bij -8°C beproefd; de waskristalgrootte bleek 6300 5 nanometer te bedragen en 13 gew.% van de was passeerde door het filter.The fuel used in Example 3 was treated with 500 ppm of a mixture of 4 parts of additive 4 and 1 part of additive 2 and then tested at -8 ° C; the wax crystal size was found to be 6300 nanometers and 13% by weight of the wax passed through the filter.
Dit voorbeeld is één van de allerbeste voorbeelden van de stand van de techniek, waar uitstekende resultaten worden verkregen zonder kristaldoorgang.This example is one of the very best examples of the prior art where excellent results are obtained without crystal passage.
Figuren 1-6 tonen Scanning Electron Micrograph van 10 de zich in de brandstof van de voorbeelden 1-6 vormende waskristallen.Figures 1-6 show Scanning Electron Micrograph of 10 wax crystals that form in the fuel of Examples 1-6.
De voorbeelden 1-4 tonen derhalve dat de kristallen op betrouwbare wijze door het filter kunnen passeren, dat het uitstekende gedrag bij lage temperatuur kan worden uitgestrekt tot veel hogere wasgehalten van de brandstof dan tot nu toe mogelijk was en ook tot 15 temperaturen verder beneden de WAT van de brandstof dan tot nu toe mogelijk was. Dit geldt ongeacht de bijzonderheden van het brandstof-systeem, zoals de mogelijkheid van recirculatie van brandstof vanuit de motor ter opwarming van de brandstof, die uit de brandstoftank wordt gepompt, de verhouding van brandstoftoevoer tot brandstof-recirculatie, 20 de verhouding van het oppervlak van het hoofdfilter tot de brandstof-toevoerstroom en de afmetingen en plaats van voorfilters en zeefgazen.Examples 1-4 therefore show that the crystals can reliably pass through the filter, that the excellent low temperature behavior can be extended to much higher fuel wash levels than previously possible, and also to temperatures below 15 WHAT of the fuel than was possible so far. This applies irrespective of the particularities of the fuel system, such as the possibility of recirculation of fuel from the engine to heat the fuel pumped from the fuel tank, the ratio of fuel supply to fuel recirculation, the ratio of the surface area of the main filter to the fuel supply flow and the dimensions and location of pre-filters and screen meshes.
Deze voorbeelden tonen dat voor de beproefde filters kristallengten van minder dan ongeveer 1800 nanometer resulteren in een dramatisch beter brandstofgedrag.These examples show that for the tested filters, crystal lengths of less than about 1800 nanometers result in dramatically better fuel behavior.
25 Voorbeeld 725 Example 7
In dit voorbeeld werd toevoegsel 1 toegevoegd aan een destillaat-brandstof met de volgende eigenschappen:In this example, additive 1 was added to a distillate fuel with the following properties:
Beginkookpunt 180®CInitial boiling point 180®C
20% 223°G20% 223 ° G
30 90% 336°C90% 336 ° C
Eindkookpunt 365°CFinal boiling point 365 ° C
WAT 5,5°CWHAT 5.5 ° C
Troebelingspunt -3,5°CCloud point -3.5 ° C
Voor vergelijkingsdoeleinden werden ook de volgende 35 toevoegsels aan de destillaat-brandstof toegevoegd: * 872 84 Si 26For comparison purposes, the following 35 additives were also added to the distillate fuel: * 872 84 Si 26
Toevoegsel A:Additive A:
Een mengsel van etheen/vinylacetaat-copolymereny één van deze copolymeren was toevoegsel 2 (1 gew.deel) en het andere (3 gew. delen) had een vinylacetaatgehalte van 36 gew.%, een molecuulgewicht 5 (Mn) van 2000 en een mate van zijketenvertakking tussen 2 en 3 methyl-groepen per 100 methyleengroepen, zoals gemeten door 500 MHz nmr.A mixture of ethylene / vinyl acetate copolymers. One of these copolymers was additive 2 (1 part by weight) and the other (3 parts by weight) had a vinyl acetate content of 36% by weight, a molecular weight of 5 (Mn) of 2000 and a degree of side chain branching between 2 and 3 methyl groups per 100 methylene groups, as measured by 500 MHz nmr.
Toevoegsel B:Additive B:
Een mengsel van toevoegsels 4 en 2 in een molverhouding van 4:1.A mixture of additives 4 and 2 in a molar ratio of 4: 1.
10 Toevoegsel C:10 Addition C:
Het dibehenaat van een polyethyleenglycolmengsel met een gemiddeld molecuulgewicht van 600.The dibehenate of a polyethylene glycol blend with an average molecular weight of 600.
Toevoegsel D:Additive D:
Een etheen/propeen-copolymeer met een etheengehalte van 15 56 gew.% en een getalsgemiddeld molecuulgewicht van ongeveer 60.000.—An ethylene / propylene copolymer having an ethylene content of 56 wt.% And a number average molecular weight of about 60,000.
De toevoegsels werden toegevoegd in de hoeveelheden, die in de volgende tabel zijn vermeld, en er werden proeven uitgevoerd volgens de PCT zoals in het navolgende uiteengezet:The additives were added in the amounts listed in the following table, and tests were performed according to the PCT as set forth below:
Programmed Cooling Test (PCT) 20 Dit is een langzame afkoelingsproef, bedoeld voor corre latie met het pompen van een opgeslagen verwarmingsolie. De koude vloei-eigenschappen van de toevoegsels bevattende brandstof worden volgens de PCT als volgt bepaald. 300 ml Brandstof wordt lineair met een snelheid van l°C/uur afgekoeld tot de beproevingstemperatuur, waarna de tem-25 peratuur constant wordt gehouden. Na een verblijf van 2 uur op de beproevingstemperatuur wordt ongeveer 20 ml van de oppervlaktelaag door afzuigen verwijderd om te voorkomen dat de proef wordt beïnvloed door de abnormaal grote waskristallen, die tijdens de afkoeling aan het olie/ lucht-grensvlak worden gevormd. Was, die in de fles is bezonken, wordt 30 door zacht roeren gedispergeerd, waarna een CFPPT^ filtersamenstel wordt ingestoken. De kraan wordt geopend voor het aanleggen van een vacuum van 500 mm kwikdruk en gesloten wanneer 200 ml brandstof door het filter in het van een maatverdeling voorziene opvangvat is gepasseerd: de proef is geslaagd indien de 200 ml binnen 10 seconden door een filter 35 met een gegeven maaswijdte wordt verzameld, of is mislukt indien de stroomsnelheid te gering is, hetgeen er op wijst dat het filter geblokkeerd is .8720496 27 geraakt.Programmed Cooling Test (PCT) 20 This is a slow cooling test, intended for correlation with the pumping of a stored heating oil. The cold flow properties of the additive-containing fuel are determined according to the PCT as follows. 300 ml fuel is cooled linearly at the rate of 1 ° C / hour to the test temperature, after which the temperature is kept constant. After a 2 hour stay at the test temperature, about 20 ml of the surface layer is removed by suction to prevent the test from being affected by the abnormally large wax crystals formed at the oil / air interface during cooling. Wax which has settled in the bottle is dispersed by gentle stirring, after which a CFPPT filter assembly is inserted. The tap is opened to apply a vacuum of 500 mm of mercury pressure and closed when 200 ml of fuel has passed through the filter in the graduated collecting vessel: the test is successful if the 200 ml is passed through a filter 35 with a filter within 10 seconds. given mesh size is collected, or has failed if flow rate is too slow, indicating that the filter has become blocked. 8720496 27.
De maaswijdte van het bij de beproevingstemperatuur gepasseerde filter wordt genoteerd.The mesh size of the filter passed at the test temperature shall be recorded.
(1) CFPPT - Cold Filter Plugging Point Test (CFPPT), 5 gedetailleerd beschreven in "Journal of the Institute of Petroleum", 52, (Nr, 510) juni 1966, 173 - 185.(1) CFPPT - Cold Filter Plugging Point Test (CFPPT), described in detail in "Journal of the Institute of Petroleum", 52, (No. 510) June 1966, 173-185.
Voorbeeld 8Example 8
De in dit voorbeeld gebruikte brandstof had de volgende eigenschappen: 10 (ASTM-D86)The fuel used in this example had the following properties: 10 (ASTM-D86)
Beginkookpunt 190°CInitial boiling point 190 ° C
20% 246°C20% 246 ° C
90% 346°C90% 346 ° C
Eindkookpunt 3 74 °CFinal boiling point 3 74 ° C
15 WAT -1,5°C15 WHAT -1.5 ° C
Troebelingspunt +2,0°CCloud point + 2.0 ° C
De brandstof werd behandeld met 1000 delen actief bestanddeel per miljoen van de volgende toevoegsels: (E) een mengsel van toevoegsel 2 (1 gew.deel) en 20 toevoegsel 4 (9 gew.delen).The fuel was treated with 1000 parts of active ingredient per million of the following additives: (E) a mixture of additive 2 (1 part by weight) and additive 4 (9 parts by weight).
(F) Het in de handel verkrijgbare etheen/vinylacetaat-copolymeer-toevoegsel, in de handel gebracht door Exxon Chemicals als ECA 5920.(F) The commercially available ethylene / vinyl acetate copolymer additive sold by Exxon Chemicals as ECA 5920.
(G) Een mengsel van: 25 1 deel toevoegsel 1 1 deel toevoegsel 3(G) A mixture of: 25 1 part additive 1 1 part additive 3
1 deel toevoegsel D1 part additive D
1 deel toevoegsel K1 part additive K.
(H) Het in de handel verkrijgbare etheen/vinylacetaat-copolymeer-toe- 30 voegsel, in de handel gebracht door Amoco als 2042E.(H) The commercially available ethylene / vinyl acetate copolymer additive, sold by Amoco as 2042E.
(I) Het in de handel verkrijgbare etheen/vinylpropionaat-copolymeer-toevoegsel, in de handel gebracht door BASF als Keroflux 5486.(I) The commercially available ethylene / vinyl propionate copolymer additive sold by BASF as Keroflux 5486.
(J) Geen toevoegsel„ (K) Het reactieprodukt van 4 mol di-gehydrogeneerd tallo-amine en 1 35 mol pyromellietzuur-anhydride. De reactie wordt gedurende 6 uur onder roeren onder stikstof zonder oplosmiddel bij 150°C uitgevoerd.(J) No additive. "(K) The reaction product of 4 moles of dihydrogenated talloamine and 1 mole of pyromellitic anhydride. The reaction is carried out under stirring under nitrogen without solvent at 150 ° C for 6 hours.
. Vilt 0411 28. Felt 0411 28
Vervolgens werden de volgende gedragseigenschappen van deze brandstoffen gemeten.Subsequently, the following behavioral properties of these fuels were measured.
(i) Het vermogen van de brandstof om bij -9°C door het hoofdfilter van de dieselbrandstof te passeren onder meting van het 5 percentage door het filter passerende was, met de volgende resultaten: f(i) The fuel's ability to pass through the main diesel fuel filter at -9 ° C while measuring the 5 percent passing through the filter, with the following results: f
Toevoegsel Tijd tot falen % doorgelaten was E 11 min 18 - 30% F 16 min 30% 10 G geen falen 90 - 100% H 15 min 25% I 12 min 25% J 9 min 10% (ii) Het drukverval over het hoofdfilter tegen de tijd, 15 waarvan de resultaten grafisch worden getoond in fig. 12.Additive Time to failure% passed was E 11 min 18 - 30% F 16 min 30% 10 G no failure 90 - 100% H 15 min 25% I 12 min 25% J 9 min 10% (ii) The pressure drop across the main filter by time, the results of which are shown graphically in Fig. 12.
(iii) De in de brandstoffen bezinkende was werd gemeten door afkoeling van 100 ml brandstof in een van een maatverdeling voorziene maatcilinder. De cilinder wordt met een snelheid van l°C/uur vanaf een temperatuur van bij voorkeur 10°C, maar niet minder dan 5°C(iii) The settling wax was measured by cooling 100 ml of fuel in a graduated graduated cylinder. The cylinder is operated at a rate of 1 ° C / hour from a temperature of preferably 10 ° C, but not less than 5 ° C
20 boven het troebelingspunt van de brandstof afgekoeld tot de beproevings-temperatuur en vervolgens gedurende een voorgeschreven tijd daarop gehouden. De beproevingstemperatuur en de verblijfstijd zijn afhankelijk van de toepassing, met name dieselbrandstof en verwarmingsolie.20 cooled above the cloud point of the fuel to the test temperature and then held there for a prescribed time. The test temperature and residence time depend on the application, especially diesel fuel and heating oil.
Bij voorkeur is de beproevingstemperatuur tenminste 5°C beneden het troe-25 belingspunt gelegen en is de minimum verblijftijd bij de beproevingstemperatuur tenminste 4 uur. Bij voorkeur is de beproevingstemperatuur 10°c of meer beneden het troebelingspunt van de brandstof en is de verblijfsperiode 24 uur of meer.Preferably, the test temperature is at least 5 ° C below the cloud point and the minimum residence time at the test temperature is at least 4 hours. Preferably, the test temperature is 10 ° C or more below the cloud point of the fuel and the residence period is 24 hours or more.
Aan het einde van de verblijfsperiode wordt de maatcilin-30 der geïnspecteerd en wordt de mate van waskristalbezinking visueel gemeten als de hoogte van een waslaag boven de bodem van de cilinder (0 ml) en uitgedrukt in termen van een percentage van het totale volume (100 ml). Als een heldere brandstof boven de bezonken waskristallen te zien is, is deze vorm van meting dikwijls voldoende voor vorming van een oor-35 deel over de wasbezinking.At the end of the residence period, the graduated cylinder is inspected and the degree of wax crystal settling is visually measured as the height of a wax layer above the bottom of the cylinder (0 ml) and expressed in terms of a percentage of the total volume (100 ml). When a clear fuel is seen above the settled wax crystals, this form of measurement is often sufficient to form an opinion over the wash settling.
Soms echter is de brandstof boven een bezonken waskristal- .8720496 29 laag troebel of valt te zien dat de waskristallen zichtbaar dichter zijn naarmate zij de bodem van de cilinder benaderen. In dat geval wordt een meer kwantitatieve analysemethode toegepast. Hierbij wordt de bovenste 5% (5 ml), brandstof zorgvuldig af gezogen en bewaard; de volgende 5 45% wordt afgezogen en geëcarteerd; de daaropvolgende 5% wordt afgezo gen en bewaard; de daaropvolgende 35% wordt afgezogen en geëcarteerd; tenslotte wordt de onderste 10% verzameld na verwarming ter oplossing van de waskristallen. Deze bewaarde monsterd worden verder aangeduid als bovenste, middelste en onderste monsters. Het is van belang dat het 10 vacuum, dat voor verwijdering van de monsters wordt aangelegd, betrekkelijk gering is, met name 200 mm waterdruk, en dat de top van de pipet juist op het oppervlak van de brandstof wordt geplaatst ter voorkoming van stromingen in de vloeistof, die de concentratie van was in verschillende lagen binnen de cilinder zouden kunnen verstoren. De monsters 15 worden vervolgens gedurende 15 minuten tot 60°C verwarmd en dan door_ Differential Scanning Calorimetry (DSC) op wasgehalte onderzocht.Sometimes, however, the fuel above a settled wax crystal is cloudy or it can be seen that the wax crystals are visibly denser as they approach the bottom of the cylinder. In that case, a more quantitative analysis method is applied. The top 5% (5 ml) of fuel is carefully extracted and stored; the next 5 45% is aspirated and cartaged; the subsequent 5% is searched and stored; the subsequent 35% is suctioned and drained; finally, the bottom 10% is collected after heating to dissolve the wax crystals. These saved samples are further referred to as top, middle and bottom samples. It is important that the vacuum applied to remove the samples is relatively low, in particular 200 mm water pressure, and that the tip of the pipette is placed just on the surface of the fuel to prevent flow in the liquid, which could disturb the concentration of wax in different layers within the cylinder. Samples 15 are then heated to 60 ° C for 15 minutes and then tested for wax content by Differential Scanning Calorimetry (DSC).
In dit geval werd een Mettler TA 2000B DSC machine gebruikt. Een monster van 25 microliter wordt in de monstercel geplaatst en gewone kerosine wordt in de referentiecel gebracht; zij wor-20 den met een snelheid van 22°C/min van 60°c afgekoeld tot tenminste 10°c, maar bij voorkeur 20°C boven de WAT, en vervolgens met een snelheid van 2°C/min afgekoeld tot ongeveer 20°C beneden de WAT. Een referentiemeting moet worden uitgevoerd van de onbezonken, ongekoelde behandelde brandstof. De mate van wasbezinking houdt dan verband met de WAT (of WAT = 25 WAT bezonken monster - DAT oorspronkelijk). Negatieve waarden duiden op ontparaffinering van de brandstof en positieve waarden duiden op wasverrijking door bezinking. Het wasgehalte kan ook worden gebruikt als een maat van bezinking uit deze monsters. Dit wordt getoond door % was (% was = % was bezonken monster - % was oorspronkelijk) en ook 30 hier duiden negatieve waarden op ontparaffinering van de brandstof en positieve waarden op wasverrijking door bezinking.In this case, a Mettler TA 2000B DSC machine was used. A 25 microliter sample is placed in the sample cell and regular kerosene is introduced into the reference cell; they are cooled at a rate of 22 ° C / min from 60 ° C to at least 10 ° C, but preferably 20 ° C above the WAT, and then cooled at a rate of 2 ° C / min to about 20 ° C below the WHAT. A reference measurement must be made of the unrefined, uncooled treated fuel. The degree of settling is then related to the WHAT (or WHAT = 25 WHAT settled sample - THAT originally). Negative values indicate fuel dewaxing and positive values indicate wax enrichment from settling. The wax content can also be used as a measure of settling from these samples. This is shown by% wax (% wax =% was settled sample -% was original) and again negative values indicate dewaxing of the fuel and positive values indicate wax enrichment by settling.
In dit voorbeeld werd de brandstof met een snelheid van l°C/uur van +10°C afgekoeld tot -9°C, gevolgd door 48 uur verblijf op deze temperatuur alvorens te worden beproefd. De resultaten waren 35 als volgt: .1720431 30In this example, the fuel was cooled to -9 ° C at a rate of 1 ° C / hour from + 10 ° C, followed by a 48 hour residence time at this temperature before testing. The results were as follows: 1720431 30
Toevoegsel Visueel waargenomen WAT °C gegevens bezonken monsters wasbezinking Boven- Middel- Onderste _~ ___ ste 5% ste 5% 10%_ E geheel troebel -10,80 -4,00 -3,15 5 dichter bij de bodem F 50% helder -13,35 -0,80 -0,40 boven G 100% -7,85 -7,40 -7,50 H 35% helder -13,05 -8,50 +0,50 10 boven I 65% helder boven J 100% semi-gel -6,20 -6,25 -6,40 (De resultaten worden ook grafisch getoond in fig. 13).Additive Visually observed WHAT ° C data settled samples wash sedimentation Upper-Lower-Lower _ ~ ___ 5th 5% 5th 5% 10% _ E completely cloudy -10.80 -4.00 -3.15 5 closer to the bottom F 50% clear -13.35 -0.80 -0.40 over G 100% -7.85 -7.40 -7.50 H 35% clear -13.05 -8.50 +0.50 10 over I 65% clear above J 100% semi-gel -6.20 -6.25 -6.40 (The results are also shown graphically in Figure 13).
15 WAT oorspronkelijk WAT (°C) (bezonken monsters) (onbezonken brandstof) Boven- Middel- Onder- _ ste 5% ste 5% ste 10% E -6,00 -4,80 +2,00 +2,85 F -5,15 -8,20 +4,35 +4,75 20 G -7,75 -0,10 +0,35 +0,25 H -5,00 -8,05 -3,50 +4,50 J -6,20 0,00 -0,05 -0,20' (Het blijkt dat een aanmerkelijke verlaging van de WAT kan worden bereikt door het meest doelmatige toevoegsel (G)), 25 % WAT (bezonken monsters)15 WHAT originally WHAT (° C) (settled samples) (fuelless) Top-Middle-Bottom _ 5% th 5% th 10% E -6.00 -4.80 +2.00 +2.85 F -5.15 -8.20 +4.35 +4.75 20 G -7.75 -0.10 +0.35 +0.25 H -5.00 -8.05 -3.50 +4, 50 J -6.20 0.00 -0.05 -0.20 '(It appears that a significant reduction in WAT can be achieved by the most effective additive (G)), 25% WAT (settled samples)
Boven- Middel- Onder- ste 5% ste 5% ste 10% E —0,7 +0,8 +0,9 F -0,8 +2,1 +2,2 30 G ±0,0 +0,3 +0,1 H -1,3 -0,2 +1,1 J -0,1 ±0,0 ±0,1Top-Middle- Bottom 5% th 5% th 10% E —0.7 +0.8 +0.9 F -0.8 +2.1 +2.2 30 G ± 0.0 +0, 3 +0.1 H -1.3 -0.2 +1.1 J -0.1 ± 0.0 ± 0.1
Deze resultaten tonen dat als de kristalgrootte wordt verminderd door de aanwezigheid van toevoegsels, de waskristallen be-35 trekkelijk snel bezinken. Zo vertonen bijvoorbeeld onbehandelde brandstoffen bij afkoeling beneden hun troebelingspunt weinig waskristal- .172 04 9 6 31 bezinking, omdat de plaatachtige kristallen in elkaar sluiten en niet vrijelijk in de vloeistof kunnen tuimelen, zodat een gelachtige structuur ontstaat; wanneer echter een vloeiverbeteraar wordt toegevoegd kunnen de kristallen zodanig worden gemodificeerd dat hun habitus min-5 der plaatachtig wordt en naalden worden gevormd met afmetingen in het traject van tientallen micrometers, welke naaldjes vrijelijk in de vloeistof kunnen bewegen en betrekkelijk snel bezinken. Deze waskristal-bezinking kan problemen veroorzaken in opslagtanks en voertuigsystemen. Geconcentreerde waslagen kunnen onverwacht worden afgezogen, in het bij-10 zonder wanneer het brandstofniveau laag is of wanneer de tank wordt verstoord (bijvoorbeeld wanneer het voertuig hoeken omgaat), waardoor fil-terblokkering kan optreden.These results show that when the crystal size is reduced by the presence of additives, the wax crystals settle relatively quickly. For example, untreated fuels, when cooled below their cloud point, exhibit little wax crystal settling, because the plate-like crystals lock together and cannot tumble freely in the liquid, resulting in a gel-like structure; however, when a flow improver is added, the crystals can be modified so that their habit becomes less plate-like and needles are formed with dimensions in the range of tens of micrometers, which needles can move freely in the liquid and settle relatively quickly. This wax crystal settling can cause problems in storage tanks and vehicle systems. Concentrated wax layers can be aspirated unexpectedly, especially when the fuel level is low or when the tank is disturbed (for example, when the vehicle turns corners), which may result in filter blocking.
Indien de waskristalafmetingen verder kunnen worden verlaagd tot minder dan 10 nanometer, bezinken de kristallen betrekkelijk 15 langzaam en kan was-anti-bezinking resulteren, hetgeen voordelen opler-vert in brandstofgedrag in vergelijking met het geval van een brandstof met bezonken waskristallen. Indien de waskristalgrootte kan worden verminderd tot minder dan ongeveer 4 nanometer, is de neiging van de kristallen tot bezinking binnen de duur van de brandstofopslag bijna 20 geëlimineerd. Indien de kristalafmetingen worden gereduceerd tot de geprefereerde grootte van minder dan 2 nanometer, blijven de waskristallen gedurende de vele weken, die in sommige opslagsystemen vereist zijn, gesuspendeerd in de brandstof en zijn de bezinkingsproblemen nagenoeg geëlimineerd.If the wax crystal sizes can be further reduced to less than 10 nanometers, the crystals settle relatively slowly and wash anti-settling can result, which leads to advantages in fuel performance compared to a fuel with settled wax crystals. If the wax crystal size can be reduced to less than about 4 nanometers, the tendency of the crystals to settle within the fuel storage period is nearly eliminated. If the crystal sizes are reduced to the preferred size of less than 2 nanometers, the wax crystals remain suspended in the fuel for the many weeks required in some storage systems and the settling problems are virtually eliminated.
25 (iv) Het CFPP gedrag, dat als volgt was:25 (iv) The CFPP behavior, which was as follows:
Toevoegsel CFPP Temperatuur (°C) CFPP Verlaging E -14 11 F -20 17 G -20 17 30 H -20 17 I -19 16 J -3 (v) De gemiddelde kristalgrootte, die als volgt was: .8720496 32Additive CFPP Temperature (° C) CFPP Decrease E -14 11 F -20 17 G -20 17 30 H -20 17 I -19 16 J -3 (v) The average crystal size, which was as follows: .8720496 32
Toevoegsel Grootte (nm) E 4400 F 10400 G 2600 5 H 10800 I 8400 J dunne plaatjes van meer dan 50.000 nm „8120498Additive Size (nm) E 4400 F 10400 G 2600 5 H 10800 I 8400 J thin plates over 50,000 nm „8120498
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/GB1987/000674 WO1988002393A2 (en) | 1986-09-24 | 1987-09-24 | Improved fuel additives |
GB8700674 | 1987-09-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8720496A true NL8720496A (en) | 1988-08-01 |
Family
ID=10610603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8720496A NL8720496A (en) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Alkyl derivs. of difunctional sulphonic cpds. - used as crystal modifiers in distillate fuels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL8720496A (en) |
-
1987
- 1987-09-24 NL NL8720496A patent/NL8720496A/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0261959B1 (en) | Improved fuel additives | |
DE3751948T2 (en) | Distillate fuels | |
EP0398101B1 (en) | Reaction products of aminoalkylene-polycarboxylic acids with secondary amines and crude oil middle distillates containing them | |
JPH03115492A (en) | Method of using reaction product of alkenyl-spirobislactone with amine as paraffin dispersant | |
JP4603692B2 (en) | Paraffin dispersant with lubricating action for petroleum middle distillates | |
US5071445A (en) | Novel reaction products of aminoalkylene polycarboxylic acids with secondary amines and middle distillate compositions containing the aforesaid | |
JP2828774B2 (en) | Chemical compositions and their use as fuel additives | |
US5814110A (en) | Chemical compositions and use as fuel additives | |
CA1329623C (en) | Additive for wax containing distillate fuels to improve filterability | |
DE69112397T2 (en) | FUEL OIL ADDITIVES AND COMPOSITIONS. | |
KR960000760B1 (en) | Aromatic polycarboxylic acid amides and their usage as fuel | |
NL8720496A (en) | Alkyl derivs. of difunctional sulphonic cpds. - used as crystal modifiers in distillate fuels | |
EP0261958A2 (en) | Middle distillate compositions with reduced wax crystal size | |
NL8720511A (en) | Alkyl derivs. of difunctional sulphonic cpds. - used as crystal modifiers in distillate fuels | |
AU611862B2 (en) | Middle distillate compositions with reduced wax crystal size | |
WO1988002393A2 (en) | Improved fuel additives | |
EP0445844B1 (en) | Distillate fuel | |
DE3634082C2 (en) | ||
DE3645178C2 (en) | New substd. hydrocarbyl cpds. | |
DD262242A5 (en) | DISTILLATHEIZOEL AND DIESEL FUEL |