TW446749B - Polymeric fuel additive and method of making the same, and fuel composition containing the additive - Google Patents

Description

446749 五、發明說明（i) 發明背景 發明領域 本發明係燃料添加劑。比較明確地，本發明係聚合物罔 作燃料添加劑，及製造及使用該添加劑之方法。 相關技術簡述 很多燃料添加劑有效地罔於汽油及柴油燃料。現在需要 不同的燃料添加劑以提高給定燃料不同的性質及/或述及 環境考量，如減少排放物，燃料效率，水污染，及引擎降 級。ώ於出現加氧燃料、選擇性燃料、及設計化燃料，必 須發展不同的燃料添加劑以考量這些新燃料内在固有各種 不同特性。然而，現今沒有設計單一燃料添加劑能於費甩 有效地方式下同時地考量及多樣化性能及管制要求。 共罔於汽油及柴油燃料之傳統燃料添加劑設計當作清潔 劑、表面活化劑、或潤滑劑。因為其設計限制此種燃料添 加劑的應用範圍。此外，必需較大量及更多樣化添加劑以 提高給定燃料之多樣性質。 傳統添加劑使用表面活化劑或清潔劑以指向提高燃料的 乳化作用或分散特性。雖然如當必需或令人想要地改良在 極性和非極性介質之間交互作用，如在石油和水或石油及 i固體之間時，使闬表面活化劑在傳統汽油及柴油燃料為有 用的，但使用表靣活性劑在加氧燃料、選擇性燃料、及設 計化燃料有其限制，此乃由於在混合表面活性劑與該燃料 方面固有的不安定問題，此外，使用燃料添加劑在該燃料 系統中有其限制，此及由於經濟上的限制及由於缺乏管制

C:\Program Files\Patent\55463. ptd 第5頁 44674 9 五、發明說明（2) 及/或商業動機。

在製造、運輸、分配及儲存期間暴露至、，Ca虔 燃料的水污染。百分之三或更多的水出；在以 裡及在抽水機中為通常的。水不易盥烴溫人βJ ’、杜如α I僅些微扯滚 解在酵中a當水出現成分離層且其進入内蛾播从说 疋八門a機的燃料啥射 系統之内造成不穩定性能及排放特性。此冰 .Ώ 、 ^ ^ 阳外水恭露進入 燃料遞送不統及燃燒室之内已顯示造成全體燃料—利用系 統的腐蝕而減少其操作的壽命及/或性能。其將想要一添 加劑可溶解任何存在於燃料的水或溼氣成均勻溶液而具一 致的燃燒特性。〃 在傳統ά油及柴油的分配糸統方面，由於烴燃料成分和 水之間控度不同’水保持在儲槽底部。即使當運送穿過管 線時’存在於汽油或柴油燃料中任何的水或溼氣，當儲存 在沈降槽時’分開出來成分離層。然而由於選擇性、加 氧、重組及設計化燃料之出現’微量水的存在造成燃料相 分離成二永久層則嚴重地限制了其分配、儲存、及使用特 性。 令人想要提供燃料添加劑，其有能力提高給定燃料之多 樣性性能特性。令人想要能有一種添加劑會溶解任何存在 燃料内之水或澄氣成具—致燃燒特性之均勻溶液之内。亦 令人想要提供添加劑能改良燃料之燃燒效率及排放減少特 性。此外’其令人想要提供基於增進燃料組合物之燃料添 加劑的製造方法。 發明概述

4 46 7 4 9 五、發明說明（3) 本發明之一目的為克服上述一或多問題。 根據本發明提供均勻聚合燃料添加劑及形成和使周該添 加劑之方法。方法包括形成乙氧化醇及醯胺之混合物。乙 氧化醇包含高濃度至少一或多線性直鏈醇，具烴鏈長度至 少約九個碳原子。醯胺由將醇胺與脂肪酸烷基酯反應而形 成。方法再包括將乙氧化醇/醯胺之混合物再與具烴鏈長 度至少約九個碳原子之乙氧化脂肪酸或衍生物予以混合而 形成聚合燃料添加劑。 本發明亦提供本發明方法製成之燃料添加劑，燃料包括 有效量之添加劑。 本發明其他目的及優點，由下列詳述連同所附申請專利 範圍觀之，對熟諳此藝者將為顯而易知的。 發明詳述 本發明提供燃料添加劑及製造與使用該劑之方法。添加 劑包含乙氧化醇，其包括至少約.7 5重量百分比至少一烴鏈 長約九到約十五個碳原子之線性直鏈醇，及實質上等莫耳 (相對於醇）量之醯胺，其由將醇胺與等莫耳量脂肪酸之烷 基酯反應形成，較優反應溫度由約1 0 0 °C到約11 0 °C。再 者，添加劑包括等莫耳量乙氧化脂肪酸，由將未改質脂肪 酸與環氧乙烷反應形成。較優，添加劑包括每一等莫耳量 之乙氡化醇、醯胺、及乙氧化脂肪酸。 本發明添加劑由包括下列步騍之方法製成：較優在約 5 5 °C至約58 °C溫度下形成實質上等莫耳量之乙氧化醇及醯 胺的產物，及其後等溫下將形成產物與等莫耳量乙氧化脂

C:\Prograoi Files\Patent\55463. ptd 第 7 頁 446749 五、發明說明（4) ' 肪酸反應。在聚合物添加劑製造程序中’乙氧化醆 酸當作單體，同時醯胺當作鏈起始劑。醇、醯胺:=肪 酸每一可溶解在溶劑中以達幫助本發明燃料添加 知肪 化量產目的。 工業 使用本發明燃料添加劑之方法包括以燃料摻混添加 (較優於低濃度）。因此，本發明為亦指包括烴基撚科1 發明燃料添加劑的燃料組合物，該烴基燃料包括—或多且 烴鏈長約四至約三十個碳原子之成份。本發明燃料^加; 對燃料之體積比可為非常低（舉例來說：約1 : 1 〇〇〇 )以^ 成所需性能特性。 脂肪酸可同時用作最終添加劑組合物之主要成分及在酿 胺製備中以將乙醇胺（單一、二―、或三_)與所需脂肪酸或 衍生物混合。 未改吳海肪酸及醇為使用如環氣乙烧之已知乙氧化劑在 形成添加劑之前乙氧化。添加劑乙氧化反應之總程度較優 為極大化以達成最大溶解化作用而無破壞性影響燃料的性 能特性。增加乙氧化程度造成乙氧化高級醇及脂肪酸之液 體相變化固體限制了其於燃料之應用。具較低程度乙氧化 反應的缺點為需要較高量添加劑以達成所需結果。給定應 罔中較高濃度添加劑由費兩及法規兩者所限制。任何加入 量高於百分之0,25之物質在環境法規下必須具有其完整壽 命周期評估報告，其進一步限制燃料添加劑之商業生存能 力。 之業間可得來源亦利用直鍵和支鍵兩者合成醇（此

C:\ProgramFil_es\Patent\55463.ptd 第 8 頁 446749 五、發明說明（5) 硬 即，同分異構物）及/或天然醇，如油、月桂、棕櫚 脂、及其他較高脂肪酸之醇業間可得醇，如由卜闪0化 學公司（ICI )製造之塞坡羅尼（synpe ron i c，商品名） 91/2.5及塞坡羅尼（57叩6]：〇1^(：，商品名）143，及殼牌 (Shel 1 )化學公司製造包含大量同分異構物之杜巴諾 (Dobanol，商品名）91/2.5。例如，醇之塞坡羅月 (Synperonic，商品名）品類包含多至50重量否分比之分枝 同分異構物。本發明燃料添加劑中分枝同分異構物之存在 為不受歡迎的，因為分枝同分異構物限制了在液體開始相 變化成固體之前可達成乙氧化之程度。傳統添加劑配方使 用包含大量分枝同分異構物之醇。 ‘ 醇之尼歐杜（Meodol ’商品名）品類，例如尼歐枉 (Neodol，商品名）91/2· 5及尼歐杜（Ne〇d〇l，商品名） 1 / 3產品’具有低濃度分枝同分異構物，且典型地具線性 直鏈醇濃度由約75重量百分比至約85重量百分比及平均分 子量約160(醇的尼歐杜Ueodol，商品名）品類為乙氧二 至每莫爾醇2 _ 5或3，0乙氧化度’即分別地表示為„ 9〗/ 2 5,, 及1’ 1/3 11 )。對於如柴滷及煤湳等重質燃料之應闬，相似的 量較高乙氧化醇為較優，如尼歐枉（Ne〇d〇 1，商品名、 1/6及尼歐杜（Neodol，商品名）1/8。許多其他業間可得 之醇具分子置超過2 0 0 °其已經決定，然而，較低'"分子量 醇將允許較尚程度之乙氧化反應’而並.無開始由液體相變 化成固體。因此，乙氧化醇較優應該具分子量小於約 艾 200 ’且更優少於約1 60。嘗試罔較高分子.量之醇達成較高

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五、發明說明（6) 之乙氧化反應程度’與較低分子量 ^ 較低濃度乙氧化劑時開始相變化。 醇相較，將會造成在 本發明添加劑使苒乙氧化醇製傷，= 度越低越好。在製備本發明添加辦广該醇，支鍵分子的濃 長度越大越好而益無增加點度大$ ^用乙氧化醇亦應具鏈 之起始典型地由表面張力增加所_it _相^'化發生’相變化 張力造成添加劑之固結化且抑制==二21較高醇之表面 在溫度介於1 6 0 Dc和1 8 0 r之間，生二祕u 犯竹〖生 _ 间 先丽燃料添加劑所闬之 傳統醯胺係以2 1旲耳比之脂肪酸與醇胺反應而製備。此 醯胺以自由胺污染，其不有益於乙氧化反應。己發現超醯 胺（如乙醇醯胺、一乙醇醯胺，及三乙醇醯胺）在製備本發 明燃料添加劑時比起傳統醯胺之表現更好。本發明燃料添 加劑所用之超醯胺較優由在約1 0 〇 °c至約11 0 °C溫度下將脂 肪酸烷基酯與等莫耳量醇胺（舉例來說乙醇胺）加熱而製備 之。超醯胺包含一點點到全無自由胺。 具烴鏈長度至少約九個碳原子之未改質較高脂肪酸或衍 生物可以7 :1(每莫爾脂肪酸七度之乙氧化物）莫耳比使罔 環氧乙烷進行乙氧化。未改質脂肪酸乙氧化反應產生百分 之9 0 - 9 5之乙氧化脂肪酸。然而，先前燃料添加劑製備時 所用傳統乙氧化脂肪酸使用較高脂肪酸聚乙二醇乙醚而非 未改質較高脂肪酸。較高脂肪酸的聚乙二醇乙醚之乙氧化 反應造成一個較不乙氧化之终產品。再者，業間可得基於 聚乙二醇乙醚之乙氧化脂肪酸，由於自由聚乙二醇之存在 顯示顯著地較低之終產品產率。較低程度脂肪酸之乙氧化

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' 446749 五、發明說明（7) 反應造成添加劑之劣化效應且因此為遠成相同結杲需比較 大的量。 乙氧化醇及醯胺摻合在一起之情況為使形成之摻合物並 無經歷到由液體溶液到固體之相轉化。其已決定如混合之 等溫地摻合，約5 5 °C到約5 8 °C的溫度下醇及醯胺以溫和混 合形成溶液，其不會凝固，且溶液黏度當溶液冷卻至低於 約55 °C到約5 8 °C溫度的時候不顯著地改變。直到此時，仍 不可能製造亦對溫度不敏感之摻合物。乙氧化脂肪酸而後 在5 5 °C至58 °C之定溫下如由混合接觸摻合物以形成本發明 燃料添加劑。 每一個乙氧化醇、乙氧化脂肪酸、及脂肪酸烷基酯之特 定烴鏈長度，較優為根據到燃料的成分組成選定。如技藝 習知，燃料之組成可參照蒸餾西線（其為蒸發溫度對蒸發 量之圖）決定。每一特定蒸發溫度範圍及在該溫度範圍内 蒸發之數量相對應於不同烴物質混合物代表固定範圍碳鏈 長度及其濃度。此外，到達特定蒸發溫度之時間相對應於 燃料内特定fe材料之濃度。例如，在大氣壓下約21 〇 至 約223 C洛發溫度範圍代表一般汽油燃料中煙鍵長度至 C!3。在此溫度範圍中蒸發的數量將代表存在於汽油燃料中 Cu至匕‘3烴類的濃度。因此，經亩決定在特定蒸發溫度範圍 下蒸發的數量，吾人能決定燃料中特定烴類材料之特定濃 度。 通¥ 5之’咸k乙氧j 4匕醇^芬7冬於gt·沒七戈办 p Θ及乙軋化知肪酸之選定烴鏈長 度應類似於包括燃料之烴類仆人叫夕|ε . 吨化合物之十均鏈長度。其亦相

C:\Program F i1es\Patent\55463. ptd 第II頁 446749 五、發明說明（8) 信即使較高性能添加劑之產生可甴形成相對應於燃料每一 烴成份之個別添加劑，且然後摻合所形成添加劑以形成基 於燃料中烴類成份之相對濃度之添加劑混合物。烴類成份 之種類越多，越更需要製成添加劑摻合物相對應於燃料之 選定烴類成份。例如對於柴沽燃料而言，習知其約包含二 十種烴類成份具鏈長度由約八到約3 0個碳原子，製造這些 多種成份之個別添加劑，然後基於每個成份之相對濃度而 混合添加劑成混合物將會為有利的。對設計化燃料而言， 其包含少至三個烴類成份，添加劑之摻合物可能不是必需 的。 周於特定燃料之形成添加劑的數量因所需性能增強度而 定’。如上述，根據本發明之添加劑能提高燃料之多樣性能 特性。然而依與燃料摻合添加數量而定劑，其亦能增進某 些性能特性比起其‘他的更多。例如，形成添加劑可與柴油 燃料摻混合以改良硫之排放，或溶解高水含量，或增加汽 油哩數。依特定燃料組合物而定，如果添加劑：燃料比為 1 : 1 (] 0，硫排放可大幅減少；如果那添加劑：燃料比為 2 : 10 0，汽油哩數可戲劇性地增加：若燃料包含高至五重 量百分比之水，例如，燃料中添加劑：水的比為5 : 1 0 0將 會有效地溶解水而不有害地影響燃料其他性能特性。白於 燃料各種不同特性及燃料的數目，相對於每個性能特性而 提供單一關係給所有燃料是困難的。校正面線可用以決定 增強所需性質的應用劑量。校正齿線由改變進入燃料之内 添加劑劑量且決定添加劑對選定性質的效果而產生。例

C:\Program Files\Patent\55463. ptd 第12頁 446 74 9 百 五、發明說明（9) $ ’方=人有意決定來自標準燃科特定#放成分減少6 0 « ί ί所f添加劑最小濃度時，以固定蒸餾曲線表現碳鏈之 付板’為定成分（y )的排放在添加劑（χ)之逐步增加後測 i殳圖然後用以決定所有具相似蒸鶴面線燃料 之：力:劑劑量量以達成所需排放之減少。 劑二可*已知燃料混合，其添加 可與已知燃料混合外，本發明燃料添加劑 以達成任何ί二功：：ί加劑· _體積比高至約1 :1⑽ 無酵烴頰燃料之内，己 吾為冷解水至 溶解）比為約0」：J。對/备線//關係而使添加劑：水（同以 所需晉依户右辟々k ν/Α 或含醇燃料而言’添加劑 定再減少。 時重新分配燃料中全部電化丄之：”類燃料t ’經由同 燃料介面表面張力中顯著減;；。：=氫鍵效應，已镇示 小造成顯著增加燃料與空氣接 （人由於滴粒尺寸之變 燃燒點更完全地燃燒。更々全辨植表面積，故允許燃料在 少，例如-氧化碳、氧化亞氮，二造成排放之顯著減 類。 風微粒子物質，及未燃垵 本發明燃料添加劑多種官能美 表面活性劑構造成之聚合鏈2基;^係基於使用非離子隹 做傳統燃料添加劑製造中之主要相似表面活性劑巳當 聚合鏈。聚合鏈形式之燦料添加劑；得=成 類基燃料内以造成多種燃科添加劑分子間二之關；趣

446749 五 '發明說明（10) — 因此’不需利用傳統溫度敏感可逆乳化作闬技術以有致地 分散水在燃料裡中，本發明燃料添加劑應周溶解化作吊技 術’其已證明更多穩定及對溫度變化較不敏感。此外，其 發現那溶解化作用機制能永遠保持水在膠質型懸浮液中。 因此其可能在傳統引擎中，有效率地燃燒具高水含量之總 料。使用本發明燃料添加劑以燃燒具高水含量之燃料之可 能性可去除需要昂貴單元操作以移除水及其他已知燃料 染物。 先前技藝包括表面活化劑（如較高脂肪酸，例如脂肪竣 之聚乙二醇乙醚）及醇之添加劑溶解水的能力，由於表面 活化劑上可得乙氧化反應之程度而受到限制。在添加劑上 可得乙氧化反應之程度愈高，其溶解水的能力愈高。在先 前技藝中較高脂肪酸或醇增加乙氧化反應程度之顯著限制 為由液體開始相變化到固體。變化成固相有效地限制該燃 料添加劑之應用。本發明燃料添加劑，另一方面，為能達 成沒有開始相變化之較高程度乙氧化反應。其達成為利用 線性直鏈醇。因此其為較優兩以製造添加劑之乙氧化醇包 含南濃度線性直鏈分子及很少到沒有之支鏈同分異構物。 本發明燃料添加劑可共同使芾之燃料組合物，如於1 g 9 6 年五月10曰送件申請美國專利申請序號〇8/644, 907所拮述 者’其包括：（a )百分之1 〇到5 0體積之烴類成分，包括一 或多煙類具約五到約八個碳原子直鏈或分枝的烷烴類，本 質上不含烯烴類、芳族化合物、笨及硫；（b)百分之2 5到 5 5體積之燃料級醇類；及（c )百分之丨5到5 5體積之烴類成

C:\Prograa Files\Patent\55463. ptd 第 U 頁 4 4674 9 五、發明說明（11) ----- 分及燃枓級醇類的共溶劑。燃料組合物可視需要包含高空 百分之15體積的正-丁烷。 =冋一 上述燃料組合物裡烴類成分及燃料級醇類的共溶劑較優 為衍生自如玉黍蜀外殼、玉黍蜀軸、稻草、燕麥/米殼、 甘蔗幹、低級廢紙、紙廠廢紙漿、木材廢料及其類之廢纖 維質生物材料。能夠衍生自廢纖維質材料之共溶劑包括子J 基四氫呋喃（MTHF)及如派喃及嘔嘶本（〇xepans)其他雜環 乙醪。MTHF為特優，因其可在低費用高產率下產生具整體 可用性’且具對烴類及醇之必要的溶混性、沸點、閃點及 密度。 ’ 較優馬達燃料組合物包含由約2 5到約4 0百分比體積之戊 娱；以上、由約2 5到約4 0百分比體積之乙醇 '由約2 〇到約3 〇 百分比體積之MTHF及由零到約百分之十體積之正-丁烷。 諸例 下列各例為提供以再舉例說明本發明但不意欲限制其範 圍所有的部分及百分比’除非另予指明，為體積比。 例子i ' - 為了要溶解高至百分之五的水至汽油燃料中，該燃料包 含至Cu烴鏈長度（由蒸餾曲線決定），初沸點（[β p),及 在十度間隔蒸發之體積部份經檢查以決定燃.料裡複鏈長度 的分配。而決定95.1°F ' (I 9 7. 6 °C )之最終溫度。 仔細檢驗體積蒸發相對於蒸發溫度，顯示蒸發量在每 10卞區間幾乎是相同的，表示單_(而非混合物）添加劑足

446 7 4 9 五、發明說明（12) 以溶解水至燃料内。同時基於存在碳鏈長度範圍（cs至 c!8 )，決定下列各組合物添加劑以構成聚合物。

Bis C:\Program Files\Patent\55463. ptd 第】6頁 446 74 9 五、發明說明（13) 脂肪酸1 超醯胺 較高的醇 添加劑 成分 ρ c9+c10 +cn ! 存在峡 鏈長度 1_ ! 2.75 乙氧化 的#呈度 28% 26% 46% 成分 比率 1 . 每莫爾脂肪酸七莫爾的乙氧化物 脂肪酸甲基酯之二乙醇醯胺 1:1比率之尼歐杜（Neodol，商品名） 91/2.5及尼歐杜（Neodol，商品名）l/3 備註 ._画__ C:\Program Files\Patent\55463.ptd 446749 五、發明說明（14) 較高醇類起始時在由約5 5 °C至約5 8。(：的溫度下以7 : 4體 積比慢慢地攪拌摻混超醯胺，直到獲得均勻溶液。於此混 合物令，等溫地加入乙氧化脂肪酸使成5 : 2體積比，且慢 慢地攪拌直到獲得清楚均勻溶液。 聚合添加劑以基於處理燃料體積之〇 1 %體積增量方式慢 慢地摻混。當添加劑摻混時，在所有摻合期間混合物溫度 較優高於燃料的濁點《當約〇，5%添加劑已加入時，使用卡 費（Kar 1 F i s cher)法取樣以決定汽油裡自由水數量。如果 自由水發現存在於燃料中，〇 · 1 %體積增量之添加劑持續加 入直到所有自由水溶解。 處理過燃料然後由在-2 1 °C及+ 4 0。(：之間使用氣體色層分 析法及/或高壓液相色層分析技術研究溫度對溶解水之效 果來進行穩定性測試。在此處理任何期間其觀察到為二個 不同的相，來自每層之分離樣品經萃取以決定分配係數。 獲得最終終點1 · 2%添加劑以溶解5%水在汽湳燃料中。 例2 為了要溶解高至百分之五的水至柴油燃料中，該燃料包 含cu至‘煙鏈長度（由蒸餾面線決定）’初沸點（丨Bp )，及 在十度間隔蒸發之體積部份經檢查以決定燃料裡碳鏈長度 的分配。而決定145°F (6 2.8。〇 之 ΪΒΡ 及 488 °F (253.3°C) 之最終溫度。 仔細檢驗體積蒸發相對於蒸發溫度，顯示蒸發量在每 【0 °F區間幾乎是相同的，表示單一（而非混合物）添加劑足

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C:\Program Files\Patent\55463, ptd. 第20頁 446749 五、發明說明（17) 較高醇類起始時在由約55_58°c的溫度下以3 : 1體積比 慢地攪拌接混超醒胺，直到獲得均勻溶液。於此混合物 中’等溫地加入Cu-C14乙氧化脂肪酸之混合物使成4 : i體 積比’且慢慢地攪拌直到獲得清楚溶液。 聚合添加劑以基於燃料體積之0. 1 %體積增量方式摻混a 當添加劑摻混時’在所有摻合期間混合物溫度較優高於燃 料的濁點。當約〇 · 5%添加劑已加入時，使用卡費（Kar 1 F i sche r)法取樣以決定柴油裡自由水數量。如果自由水發 現存在於燃料中’ 0. 1 %體積增量之添加劑持續加入直到所 有自由水溶解。 處理過燃料然後由在-21 °C及+ 4〇之間使用氣體色層分 析法及/或尚壓液相色層分析技術研究溫度對溶解水之效 果來進行穩定性測試。在此處理任何期間其觀察到為二個 不同來自每層之分離樣品經萃取以決定分配係數。 獲％最終終點1. 5 %添加劑以溶解5 %水在柴油燃料中。 例3 * 為了要溶解高至百分之五的水至引擎燃料中，該燃料由 乙醇、I至Cs烴類及甲基四氫呋脅所構成’具烴類鏈長介 於q至Cs之間’不需由蒸餾曲線以決定合適添加劑組合 物。燃為裡全部水溶解度’基於水在乙醇及共溶劑裡 溶解度由理論決定。例如’如果燃料混合物組合物能夠溶 解二體積百分比水而無添加劑，貝4使用添加劑只需要溶解 其餘百分之二體積的水。

既然對添加劑的需求較不迫切，且燃料由於乙醇及MTHF

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C:\Program Files\Patent\55463. ptd 446 74 9 五、發明說明（19) 1 脂肪酸 超醢胺 較高的醇 添加劑 成分 〇 C9+C10 +C" 1 石及 鏈長度 1>> ί 2.67 乙氧化 的裎度 20% 30% 1 50% _] 成分 比率 每莫爾脂肪酸三莫爾的乙氧化物 Π 脂肪酸甲基酯之單乙醇醯胺 應用2:1比率之尼歐杜（Neodol，商品名） 91/2.5及尼歐杜（Neodol，商品名）1/3 備註 | !_ _ 圓画_1 C:\Program Files\Patent\55463, ptd 第23頁 446 7 4 9 ~____ 五 '發明說明" 較兩醇類起始時在由約5 5 °c至约5 8 °C的溫度下以5 : 3體 積比慢慢地攪拌摻混單乙醇醯胺，直到獲得均勻溶液。於 匕〜合物中’等溫地加入乙氧化脂肪酸使成4 : 1體積 比’且慢慢地攪拌直到獲得清楚溶液。 ^聚合添加劑以基於燃料體積之〇：1%體積增量方式摻混。 ，當添加劑摻混時，在所有摻合期間混合物溫度較優高於燃 料的濁點。當約〇 4¾添加劑已加入時，使用卡費 (Kari Fischer)法取樣以決定設計化燃料裡自由水數量。 如果自由水發現存在於燃料中，〇 ·丨％體積增量之添加劑持 續加入直到所有自由水溶解。 處理過燃料然後由在-21 °C及+ 40 t之間使周氣體色層分 析法及/或高壓液相色層分析技術研究溫度對溶解水之效 果來進行穩定性測試。在此處理任何期間其觀察到為二個 不同的相，來自每層之分離樣品經萃取以決定分配係數。 獲诗最終終點1，1 %添加劑以溶解5 %水在燃料中。 例子4 汽法排放组成之改善為所需要的。例子1的添加劑代表 推合物提岀两以決定汽油的燃燒特性。第一校正連線為使 用參考燃料UTG-96而獲得。其係由製備具0. 05%增量各種 不同比例之汽油-添加劑摻合物樣品而完成。摻合燃料放 置在測試容載器中且使闬塑性斷裂轉變溫度（F T p)測試紀 錄燃燒’抓取氣體以決定各種不同的氣體之釋放光譜。基 於增量摻合組合物至少收集八筆資料點，且繪製齒線以關 聯化添加劑濃度及排放量。

C:\Program Files\Patent\55463. ptd 第24頁 446749 五、發明說明（21) 當依校正西線所決定，該主題燃料混合以足夠量之添加 劑。在完成穩定性測試之後，取出樣品且使用在校準所用 相同記錄在測試容載器_燃燒。如果所需的減量已達成， 則不需更多添加劑。然而，假如校正面線低估所欲排放減 少之所需添加劑，0. 0 5 %增量之添加劑加入直到獲得所需 之效應。 例子5 其需要穩定基於醬油甲酯、乙醇、煤油，及咖偶-戊内 酯成分之複雜混合物的生物基柴油燃料。酯的存在需要燃 料不應暴露於水污染。雖然沒有水溶解度'為必需的，但未 來需要保讓以防水污染。再者，由於大範圍碳鏈-長度之 分，佈各種不同燃料成分的均勻化一致化為必需的。 既然本燃料組合物相似於上例2中討論之柴油燃料，實 質上例2存在之相似添加劑组合物經某些修正後能夠使 用。仔細檢視蒸餾曲線顯示其比柴油具較低I BP數目及更 高之終點兩者。然而，低分子量（較小碳鏈）成分之存在， 如由乙醇及咖僞-戊内酯所代表，及存在煤油中非常大鏈 長做其難以配方單一添加劑聚合物以在破鏈分佈中有效地 作用。因此使用存在於例2及3中添加劑的組合。 例2製備添加劑為有效於均質化接合物中較高鍵長，而 例3製備添加劑為有效於均質化存在燃料内乙醇友咖偶-戊 内酯。依存在燃料内碳鏈的比例或分配而定*在例2及3下 製備添加劑之比依應用而決定。 最終均質化燃料測試其穩定性且基於5n/。水容許量限度之

C:\Progr_Files\Patent\55463.ptd 第 25 頁 44S 74 9 五、發明說明（22) 相分離。處理過燃料亦在-2 1 °C及+ 40 °C之間使用氣體色層 分析法及/或高壓液相色層分析技術研究溫度對溶解水之 效果來進行穩定性測試。若在此處理任何期間其觀察到為 二個不同的相，來自每層之分離樣品經萃取以決定分配係 數。 前面詳細描述之提供只為了更清楚地了解，且由其中應 了解到沒有不必要的限制，如同在本發明範圍裡之修正對 技藝中平常技術人員將會是明顯的。

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Claims (1)

1. I mm y Λ * - _ι I ， 听 ι> ι ·*ι __ I ι·_ι I. "0- Ι 修f本焱38告本L月日 修正 一 造 .該 個 與 等 反 料 生 肪 脂 肪 脂 肪 該 而 轉冬利 1 . 一種聚合物燃料添加劑，其由包含下列步驟之方法製 (a )等溫地混合實質上等莫耳量之乙氧化醇及醯胺， 乙氧化醇包括至少7 5重量百分比至少一烴鏈長九到十五 碳原子之線性直鏈醇，且該醯胺實，質上為等莫耳量醇胺 脂肪酸烷基酯之反應產物，其中該乙氧化醇及該醯胺是 溫地在5 5 °C至5 8 °C的溫度下混合；及 (b )等溫下將步驟（a )之產物與乙氧化脂肪酸或衍生物 應，其具烴鏈長九到十五個碳原子，以形成該聚合物燃 添加劑，其中該等溫混合在由5 5 °C至5 8 °C ·的溫度下發 長 第鏈 圍類 範烴 利具. 專為 請物 申生 據衍 根或 .曼 2酉 劑 加 添 之 項 化 氧 乙 該 中 其 質 改 未 之 子 原 碳 個 五 十 到 個 九 物 產 應 反 之 烷： 乙第 氧圍 環範 與利 物專 生請 衍申 或據 酸根 肪3. 劑 加 添 之 項 匕曰 月 化 氧 乙 Φ- 其 質 改 未 爾 莫。 每成 與形 物而 生應 衍反 或行 酸進 肪烷 脂乙 質氧 改環 未之 將爾 由莫 物七 生少 衍至 或酸 酸肪 脂 質 改 未 該 中 其 劑 .加 添 ο 之 匕曰 項S 2J基 第烷 圍之 範酸 利肪 專脂 請為 申物 據生 根衍 4‘酸 Τ子 烷 由 &胺 肪$醯 阍 旨 4 亥 月 含D 中^中 其'ν其 至 彳長彳 i ^ 力 i 力 ^ ^ ^ Λν' 項g項 1 肪 1 第脂第 圍該圍 範，範 利酯利 專曱.專 請之請 申酸申 據肪據 根脂根 5為6 肪成根 旨珍 · 月开7 醇 該 及 酯 基 烷 酸 圍 範 利 專 請 申 據 ο 1—ί 在 胺 第 至 應 反 行 進 度 溫 的 含 胺 醇 亥 中 其 劑 加 添 之 項

   O:\55\55463.ptc 第1頁 2000.11.20. 027 446749 _案號 871Π338_年月日_魅_ 六、申諳專利範圍 一或多選自包含下列族群十之化合物：乙醇胺、二乙醇 胺、及三乙醇胺。 8 .根據申請專利範圍第1項之添加劑，其中該直鏈醇具 烴鍵長十一個破原子。 9 .根據申請專利範圍第1項之添加劑，其中該乙氧化醇 具有平均分子量小於200. 1 0 _根據申請專利範圍第1項之添加劑，其中該乙氧化醇 具有平均分子·量小於160。 1 1. 一種製造聚合物燃料添加劑之方法^該方法包含下 列步驟 - (a)等溫地混合實質上等莫耳量之乙氧化醇及醯胺， 該乙氧化醇包括至少7 5重量百分比至少一烴鍵長九到十五 個碳原子之線性直鏈醇，且該醯胺實質上為等莫耳量醇胺 與脂肪酸烷基酯之反應產物，其中該乙氧化醇及該醯胺是 等溫地在5 5 °C至5 8 °C的溫度下混合；及 (b )等溫下將步驟（a)之產物與乙氧化脂肪酸或衍生 物反應，其具烴鏈長九到十五個竣原子，以形成該聚合物 燃料添加劑，其中該等溫混合在由5 5 °C至5 8 °C的溫度下發 生。 1 2.根據申請專利範圍第1 1項之方法，其中該乙氧化脂 肪酸或衍生物為具烴類鏈長九個到十五個碳原子之未改質 脂肪酸或衍生物與環氧乙烷之反應產物。 1 3.根據申請專利範圍第1 2項之方法，其中該乙氧化脂 肪酸或衍生物由將未改質脂肪酸或衍生物與每莫爾未改質 脂肪酸至少七莫爾之環氧乙烷進行反應而形成。

   O:\55\55463.ptc 第2頁 2000. 11.20. 028 4 46 74 9 _案號 87117338_年月日__ 六、申請專利範圍 1 4.根據申·請專利範圍第1 2項之方法，其中該未改質脂 肪酸衍生物為脂肪酸之烷基酯。 1 5.根據申請專利範圍第1 1項之方法，其中脂肪酸烷基 酯為脂肪酸之曱基酯，該脂肪酸具烴鏈長至少九個碳原 子。 1 6.根據申請專利範圍第1 3項之方法，其中該醯胺由將 該脂肪酸烷基酯及該醇胺在1 0 0 °C至1 1 0 °C的溫度進行反應 而形成° -

   1 7.根據申請專利範圍第1 1項之方法，其中該醇胺包含 一或多選自包含下列族群中之化合物：乙醇：_胺、二乙醇 胺、及三乙醇胺。 1 8.根據申請專利範圍第1 1項之方法，其中該直鏈醇具 煙鍵長十一個碳原子。 1 9.根據申請專利範圍第1 1項之方法，其中該乙氧化醇 具有平均分子量小於2 0 0。 2 0.根據申請專利範圍第1 1項之方法，其中該乙氧化醇 具有平均分子量小於1 6 0。 2 1. —種聚合物燃料添加劑，其包含下列反應產物：

   (a )乙氧化醇及醯胺之混合物，該乙氧化醇包括至少 7 5重量百分比至少一烴鏈長九到十五個碳原子之線性直鏈 醇’，且該醯胺實質上為等莫耳量醇胺與脂肪酸烷基酯之反 應產物，及 (b )乙氧化脂肪酸或衍生物，其具烴鏈長九到十五個 碳原子*該酸由將未改質脂肪酸或衍生物與環氧乙烷之反 應而形成β

   O:\55\55463.ptc 第3頁 2000.11.20. 029 446749 _案號 87117338 六'申請專利範圍 年 月 曰 修正 2 2. —種燃料組合物，其包括 (a )具烴鏈長四到三十個碳原子之烴類基燃料，‘及 (b )聚合物燃料添加，劑，其包含下列反應產物 (i )乙氧化醇及醯胺之混合物，該乙氧化醇包括 至少7 5重量百分比至少一烴鏈長九到十五個碳原子之線性 直鏈醇，且該醯胺實質上為等莫耳量醇胺與脂肪酸烷基酯 之反應產物，及 (i i ).乙氧化脂肪酸或衍生物，其具烴鏈長九到十 五個碳原子。

   O:\55\55463.ptc 第4頁 2000.11. 20. 030

   (以上各櫚由本局填註） 1^^7117338 S 修正

   O:\55\55463.ptc 第1頁 2000. 11. 20. 001 :篇蚁' ]446 7 4 9 ; 塞號_ 87117338_#r n 故工 _____ r , ^ ~ ~ ^ ~ ^ M__ .— .- 四 明摘S (發明之名稱：聚合物燃料添加劑、其製法及含該添加劑之燃料組合物） 本發明係揭露聚合燃料添加劑，添加劑製法，及含添加 劑，料二添加劑由等溫地'混合乙氧化醇及醯胺製備，其中 乙氧化醇包含至少約7 5重量百分比至少一線性直鏈醇，其 具，，長度約九到約十五個碳原子，且其中醯胺由將醇胺 與等莫耳數量脂肪酸之烷基酯或衍生物反應而形成。醇/ 總胺產品為等溫地與實質上等莫耳數量之乙氧化脂肪酸混 合以產生聚合.添加劑’該酸具烴鏈長度約九到約十五個碳 原子。本發明方法以溫和地混合進行，如此可避免添加劑 之分子降解。 英文發明摘要（發明之名稱：POLYMERIC FUEL ADDITIVE AND METHOD OF MAKING THE SAME, AND FUEL COMPOSITION CONTAINING THE ADDITIVE) A polymeric fuel additive, a method of making the additive, and a fuel containing the additive are disclosed. The additive is prepared by isothermally mixing an ethoxy 1 ated alcohol and an amide, wherein the ethoxylated alcohol comprises at least about 75 weight pejrcent of at least one linear, straight-chain alcohol having a hydrocarbon chain length of about nine to about fifteen carbon atoms, and wherein the amide is formed by reacting an alcohol amine with an T

   O:\55\55463.ptc 第2頁 2000.11.20, 002 £_£_案號 四、+申殳發明搞委 446 7 4 9 87117338 -年月 曰 修^---- (發明之名稱：聚合物燃料添加劑、其製法及含該添加剤之燃料組合物） 英文發明摘要（發明之名稱：POLYMERIC FUEL ADDITIVE AND METHOD OF MAKING ΊΉΕ SAME, AND FUEL COMPOSITION CONTAINING THE ADDITIVE) equimolar amount of an alkyl ester of a fatty acid or derivative· The a 1 cohol/amide product is i so thermal 1y mixed with a substantially equimolar amount of an ethoxylated fatty acid having a hydrocarbon chain length of about nine to about fifteen carbon atoms to produce the polymeric additive. The inventive method is carried out with gentle mixing so a s t o avoid molecular degradation of the additive.

   O:\55\55463.ptc 苐3頁 2000.11.20.003 I mm y Λ * - _ι I ， 听 ι> ι ·*ι __ I ι·_ι I. "0- Ι 修f本焱38告本L月日 修正 一 造 .該 個 與 等 反 料 生 肪 脂 肪 脂 肪 該 而 轉冬利 1 . 一種聚合物燃料添加劑，其由包含下列步驟之方法製 (a )等溫地混合實質上等莫耳量之乙氧化醇及醯胺， 乙氧化醇包括至少7 5重量百分比至少一烴鏈長九到十五 碳原子之線性直鏈醇，且該醯胺實，質上為等莫耳量醇胺 脂肪酸烷基酯之反應產物，其中該乙氧化醇及該醯胺是 溫地在5 5 °C至5 8 °C的溫度下混合；及 (b )等溫下將步驟（a )之產物與乙氧化脂肪酸或衍生物 應，其具烴鏈長九到十五個碳原子，以形成該聚合物燃 添加劑，其中該等溫混合在由5 5 °C至5 8 °C ·的溫度下發 長 第鏈 圍類 範烴 利具. 專為 請物 申生 據衍 根或 .曼 2酉 劑 加 添 之 項 化 氧 乙 該 中 其 質 改 未 之 子 原 碳 個 五 十 到 個 九 物 產 應 反 之 烷： 乙第 氧圍 環範 與利 物專 生請 衍申 或據 酸根 肪3. 劑 加 添 之 項 匕曰 月 化 氧 乙 Φ- 其 質 改 未 爾 莫。 每成 與形 物而 生應 衍反 或行 酸進 肪烷 脂乙 質氧 改環 未之 將爾 由莫 物七 生少 衍至 或酸 酸肪 脂 質 改 未 該 中 其 劑 .加 添 ο 之 匕曰 項S 2J基 第烷 圍之 範酸 利肪 專脂 請為 申物 據生 根衍 4‘酸 Τ子 烷 由 &胺 肪$醯 阍 旨 4 亥 月 含D 中^中 其'ν其 至 彳長彳 i ^ 力 i 力 ^ ^ ^ Λν' 項g項 1 肪 1 第脂第 圍該圍 範，範 利酯利 專曱.專 請之請 申酸申 據肪據 根脂根 5為6 肪成根 旨珍 · 月开7 醇 該 及 酯 基 烷 酸 圍 範 利 專 請 申 據 ο 1—ί 在 胺 第 至 應 反 行 進 度 溫 的 含 胺 醇 亥 中 其 劑 加 添 之 項

   O:\55\55463.ptc 第1頁 2000.11.20. 027