Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Топливная композиция на основе дистиллятного топлива, выкипающего при температуре в интервале 120-500°С с добавлением присадки, отличающая-с я тем, что, в качестве присадки она содержит 0,006-0,5 мас.% соединения общей формулы

R3 - водород, метильная группа или углеводородная группа С10-С22, причем некоторые R3 могут быть одинаковыми или различными,

- часть бензольного или нафталинового кольца.

2. Топливная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит этилен-винилацетатный сополимер и/или полиэтиленгликоль, и/или продукт реакции фталевого ангидрида с дигидрогенированным жирным амином и/или сополимер этилена с пропиленом, и/или этерифицированный сополимер стирола и малеинового ангидрида в количестве 0,003-0,035 мас.%.

Текст

Данное изобретение относится к топливным композициям на основе дистиллят-ных топлив с добавлением присадок. Известна топливная композиция на основе дистиллятного топлива, выкипающего в интервале 120-500°С с добавлением смеси присадок А-полимерная (полиэтилен, сополимер этилена с различными мономерами и т.д.) и В-продукт конденсации циклического ангидрида и Н-алкилполиамина [1]. Однако низкотемпературные свойства композиции недостаточны. Целью данного изобретения является улучшение низкртемпературных свойств композиции. Поставленная цель достигается топливной композицией на основе дистиллятного топлива с добавлением 0,006-0,5 мас.% присадки - соединения общей формулы в которой -Y-R2 является -SO3(-)(+)HNR23R2, -SO3(-)(+)H2NR3R2 или -SO2NR3R2, -X-R 1 является-CONR3R1 COOR1 или -CO2(X+)H2NR3R1. R1 и R2 алтсилом С 10-С22 R3 - водородметильная группа или углеводородная группа С 10-С22, (причем некоторые R могут быть одинаковыми или различными), группа - часть бензольного или нафталинового кольца. Примерами соединений на ароматической основе, из которых может быть приготовлена присадка, являются в которых ароматическая группа может быть замещенной. Альтернативно они могут быть получены из полициклических соединений, т.е. из тех, имеющих два или более циклических стр уктур, которые могут быть в различных формах. Они могут быть а) конденсированными бензольными структурами, б) конденсированными циклическими структурами, у которых не имеется бензольных ядер или не все. ядра являются бензольными, в) циклами, соединенными "конец-начало", г) гетероциклическими соединениями, д) неароматическими или частично насыщенными кольцевыми системами или е) трехмерными структурами. Конденсированные бензольные структуры, из которых могут происходить соединения., включают, например, нафталин, антрацен, фенантрен и пирен. Конденсированные циклические структуры, у которых не имеется бензольных колец или не все циклы являются бензольными, включают, например, азулен, инден, гидроинден, флюорен, дифенилен. Соединениями, у которых циклы соединены по типу "конец-начало" включают дифенил. Два заместителя могут быть присоединены к соседним атомам в кольце, когда имеется только одном кольцо, или к соседним атомам в одном из колец, когда соединение является полициклическим. В последнем случае это означает, что если используют нафталин, эти заместители не могут быть присоединены в 1,8 - или в 1,4-положениях, они могут быть присоединены только в положениях 1,2-, 2,3-, 3,4-, 5,6-, 6,7- или 7,8-. Соединения настоящего изобретения получают при взаимодействии обеих функциональных гр упп в этих соединениях с ами-нами, спиртами, четвертичными аммониевыми солями и т.п. Когда соединения представляют собой амиды или амин-ные соли, предпочтительно они получены из -вторичных аминов, которые имеют водород-и угле род-соде ржа щую гр уппы, содержащую по крайней мере 10 атомов углерода. Такие амиды или соли могут быть получены при взаимодействии кислоты или ангидрида со вторичным амином или альтернативно, при взаимодействии производного амина с карбоновой кислотой или ее ангидридом. Обычно необходимо удаление воды и нагревание для получения амидов из кислот. АльтернативнО; карбоновая кислота может быть введена в реакцию со спиртом, содержащим по крайней мере 10 атомов углерода, или со смесью спирта и амина. Особенно предпочтительными соединениями являются амиды или аминные соли вторичных аминов. Хотя для циклических производных, описанных выше, необходимы две заместителя, должно быть отмечено, что эти циклические соединения могут содержать один или более других заместителей, присоединенных к атомам кольца циклических соединений. При использовании соединений настоящего изобретения могут быть получены особенно маленькие кристаллы воска, которые будут проходить через фильтры обычных дизельных двигателей и нагревательных систем, а не образовывать осадок на фильтре. Использование соединений настоящего изобретения приводит к получению маленьких кристаллов, уменьшая тенденцию кристаллов воска осаждаться в топливе при хранении, а также может привести в результате к дальнейшему улучшению CFPP характеристики топлива. Количество соединения, добавленного к дистиллятному топливному маслу, предпочтительно составляет 0,006-0,5 мас.%., например, 0,01-0,10 мас.%, считая на массу топлива. Соединение 'обычно может быть растворено в подходящем растворителе для образования концентрата от 20 до 90%, например, 30-80 мас.% в растворителе. Подходящими растворителями являются керосин; ароматическая нафта, минеральные смазочные маслам т.п. Использование присадок настоящего изобретения позволяет получать дистиллятное топливное масло, кипящее в интервале от 120°С до 500°С, и которое имеет содержание воска по крайней мере 0,5 мас.% при температуре на 10°С ниже температуры появления воска, получая при этой температуре кристаллы воска, имеющие средний размер частиц менее 4000 нм, иногда менее 2000 нм, а в зависимости от топлива кристаллы могут быть менее 1000 нм. Температура появления воска (ТПВ) в топливе измеряется дифференциальным сканирующим калориметром (ДСК). В этом тесте маленький образец топлива (25 мкл) охлаждают со скоростью 2 С/мин вместе со стандартным образцом с подобной теплоемкостью, но из которого не осаждается воск в интересующем температурном интервале (таком как керосин). Получают экзотерму, когда начинается кристаллизация образца. Например, ТПВ топлива может быть измерена экстраполяции на приборе Меттлер ТА 2000 В. Содержание воска определяется с помощью ДСК путем интегрирования площади заключенной между базовой линией и экзотермой ниже определенной температуры.. Калибровку проводят заранее на известном количестве кристаллизающего воска. Средний размер частиц кристаллов воска измеряют при анализе на сканирующем электронном микроскопе образца топлива при увеличении 4000-8000Х и измерении самой длинной оси 50 кристаллов через заранее определенную решетку. Мы обнаружили, что обеспечивая средний размер частиц менее 4000 нм, воск будет начинать проходить через обычные бумажные фильтры, используемые в дизельных двигателях, вместе с топливом, хотя мы предпочитаем, чтобы размер частиц был ниже 3000 нм, более предпочтительно менее 2000 нм, а еще более предпочтительно ниже 1000 нм, достигаемый в действительности размер зависит от природы от природы топлива и от природы и количества используемой присадки, но мы обнаружили, что желательными являются эти размеры и меньше. Возможность получения таких маленьких кристаллов воска в топливе создает значительное преимущество для работоспособности дизельных двигателей, как показано перекачкой предварительно, перемешенного для снятия эффектов осажденного воска топлива через дизельный фильтр со скоростью 8-15 мл/сек и 1,0-2,4 л/мин на м* поверхности фильтра при температуре по крайней мере на 5°С ниже температуры появления воска с по крайней мере 1 мас.% топлива, находящегося в виде твердого воска. Считается, что как топливо, так и воск успешно проходят через фильтр, если удовлетворяются одно или более из следующи х требований: (I) Когда 18-20 л топлива пропустили через фильтр, давление капли через фильтр не превышает 50 кПа, предпочтительно 25 кПа, более предпочтительно 10 кПа, еще более предпочтительно 5 кПа. (II) По крайней мере 50%, предпочтительно по крайней мере 80%, более предпочтительно по крайней мере 90 мас.%, воска находящегося в топливе, как определено ДСК тестом, будет найдено в топливе, прошедшем через фильтр. (III) При перекачке 18-20 л топлива через фильтр скорость топлива всегда остается равной более 60% от первоначальной скорости, а предпочтительно более 80%. Эти топлива, содержащие соединения настоящего изобретения, обладают явными преимуществами по сравнению с известными дистиллятными топливами, у которых свойства холодного течения улучшены добавлением традиционных присадок. Например, топлива являются эксплуатируемыми при температурах, приближающихся к точке застывания, и не ограничиваются неспособностью пройти CFPP тест. Следовательно, эти топлива или проходят CFPP тест при значительно низких температурах или устраняют необходимость в проведении этого теста. Топлива также имеют улучшенные свойства для холодного старта при низких температурах, так как они не требуют рециркуляции теплого топлива для растворения нежелательных отложений воска. Топлива также имеют пониженную тенденцию к отложению кристаллов воска в топливе во время хранения, снижая тенденцию воска к агломерации на дне резервуаров для хранения, блокируя таким образом фильтры, и т.п. Наиболее значительный эффект обычно > получают, когда соединения изобретения используют в сочетании с другими присадками, известными для улучшения свойств холодного течения дистиллятных топлив, хо тя они могут быть использованы и самостоятельно. Эти ленвинил ацетатный сополимер и/или полиэтиленгликоль, и/или продукт реакции фталевого' ангидрида с дигидрогенированным жирным амином, и/или сополимер этилена с пропиленом-, и/или этерифицированный сополимер стирола и малеинового ангидрида в количестве 0,003-0,035 маc. %. Особенно предпочтительным углеводов родным полимером является сополимер этилена и пропилена, имеющий содержание этилена предпочтительно между 20 и 60 мас.% и обычно получаемый с помощью гомогенного катализа. Используемое соотношение присадок будет зависеть от обрабатываемого топлива, но обычно 30-60 мас,% присадок составляет соединение настоящего изобретения. Системы присадок, которые образует часть -настоящего изобретения, обычно могут быть поданы в виде концентратов для введения в массу дистиллята топлива (эти концентраты также могут содержать другие присадки). Эти концентраты предпочтительно содержат от 3 до 75 мас.%, более предпочтительно 3-60 мас.%, еще более предпочтительно 10-50 мас.% присадок, предпочтительно в виде раствора в масле. Такие концентраты также входят в область настоящего изобретения. Присадки настоящего изобретения могут быть использованы для широкого набора дистиллятных топлив, кипящих в интервале от 120° до 500°С. Пример 1. Готовят N.N-диалкиламмониевую соль 2-диалкиламидобензолсульфоната, где алкильные группы являются H-C16-18H33-37 при взаимодействии 1 моль циклического ангидрида орто-сульфобензойной кислоты с 2 молями ди-(гидрированного)таллового амина в растворе ксилола при концентрации 50 мас.%. Реакционную смесь перемешивают при температуре между 100°С и температурой кипения с обратным холодильником. Растворитель и химикаты должны быть по возможности сухими, чтобы не вызвать гидролиза ангидрида. Продукт анализируют с помощью ЯМР-спектроскопии при 500 МГц, спектр соответствуе т стр уктуре: Пример 2. Работают по методике примера 1 с тем исключением, что ортосульфобензойную кислоту вводят в реакцию сначала с 1 молем октадекан-1-ола и 1 молем дигидрированного жирного амина. Продукт анализируют ЯМР-спектроскопией при 500 МГц и системы показывают структуру: Испытание. Эффективность продукта примера 1 и присадочных систем, содержащих продукт в качестве вещества, улучшающе го фильтр уемость дистиллятных топлив, определяли следующим методом. По основному методу реакцию масла к присадкам измеряли методом холодного фильтрования (CFPP). Это испытание предназначено для корреляции с холодным потоком среднего дистиллята в автомобильных дизелях. Коротко говоря, 40 мл образца масла, которое подвергается испытанию, охлаждают в бане, которую поддерживают при температуре -34°С, проводя нелинейное охлаждение со скоростью около 1°С/мин. Периодически (через один градус С начиная выше точки помутнения) охлажденное масло испытывают на его способность протекать через тонкую сетку за определенный период времени с использованием испытательного прибора, который представляет собой пипетку, к нижнему концу которой присоединена перевернутая воронка, которая расположена ниже поверхности испытуемого масла. На входе воронки натянута сетка 350 меш (отверстия 0,04 мм) площадью 12 мм. Периодические испытания осуществляются путем создания вакуума в верхней части пипетки, тем самым вызывая прохождение масла через сетку в пипетку до отметки 20 мл масла. После каждого успешного отбора масло немедленно возвращается в трубку CFPP. Испытание повторяют через каждый градус падения температуры до тех пор, пока масло не потеряет способность заполнять пипетку в пределах 60 секунд. Эта температура регистрируется как температура прекращения холодного фильтрования CFPP. Различие между температурой CFPP для топлива без присадки и топлива с присадкой регистрируется как депрессия CFPP за счет присадки. Более эффективный депрессант приводит к большей депрессий CFPP при одинаковой концентрации присадки. Другое определение эффективности присадки проводится в условиях испытаний программного охлаждения (РСТ), которое является тестом медленного охлаждения, предназначенного для обнаружения того эффекта, что будет ли парафиновая фракция топлива проходить через фильтры, работающие в системе нагревания этого топлива. В испытании свойства холодного потока описанных топлив, содержащих присадки, определяли следующим образом. 300 мл топлива линейно охлаждали со скоростью 1°С/ч до температуры испытания и затем температуру поддерживали постоянной. Через 2 ч при -9°С приблизительно 20 мл поверхностного слоя удаляли, состоящего из очень больших кристаллов парафина, которые обычно образуются в течение охлаждения на границе масло/воздух. Парафин, который осаждается в колбе, диспергируют осторожным перемешиванием, и затем в колбу вводят фильтровальное устройство CFPP. Открывают кран пипетки при вакууме 500мм ртутного столба и закрывают после того, что 200 мл топлива проходили через фильтр в градуированный резервуар. Прохождение (PASS) регистрируют, если 200 мл топлива отбираются в течение 10 секунд через фильтр с данным размером отверстий (меш), и регистрируют FAIL, если скорость потока слишком мала, что показывает на блокировку фильтра. Для этого определения использовали фильтровальные устройства CFPP с сетками в 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 150,200,250 и 350 меш (0,84; 0,59; 0,42; 0,25; 0,177; 0,149; 0,125; 0,09; 0,074; 0,058 и 0,04 мм), что позволяет определять тончайшую сетк у (с большим числом меш), через которую будет проходить топливо. Чем больше число меш сетки, через которую буде т проходить парафиновую фракция, содержащаяся в топливе, тем меньше размер кристаллов парафина и тем больше эффективность присадки для топлива. Следует отметить, что не будет двух топлив, которые покажут одинаковые результаты испытаний для одинакового уровня обработки одной и той же присадкой, улучшающей текучесть топлива. Перед фильтрацией РСТ были также изучены процессы осаждения. Величину осажденного слоя визуально измеряли как % от общего объема топлива. Это излишнее отложение парафина составляло небольшие число, в то время как неотложенное топливо составляло 100%. В этих случаях следует быть внимательными, так как плохие образцы сгущающегося топлива с большими кристаллами парафина почти всегда характеризуются высокими величинами осадка, и эти результаты следует регистрировать как "гель". Эффективность присадок настоящего изобретения в понижении точки помутнения дистиллированных топлив определяли стандартным испытанием (IP-219 или ASTM-D2500), и другие характеристики такие как точка загустевания (WAP)TecT(ASTM D31T7-72) и температуру загустевания (WAT) измеряли дифференциальной сканирующей калориметрией с использованием дифференциального сканирующего калориметра ТА 2000В фирмы Меттлер. В испытании 25 микролитров образца топлива охлаждали со скоростью 2°С/мин от температуры по крайней мере на 30°С выше точки помутнения топлива. Оценивали наблюдаемое начало кристаллизации без коррекции на термическую задержку (приблизительно 2°С), как температуру загустевания, как это фиксировалось дифференциальной сканирующей калориметрией. Способность топлива проходить через фильтр дизельного топлива двигателя, определяли в устройстве, состоящем из типичного фильтра дизельного двигателя, вмонтированного в стандартную топливную линию, в качестве автомобиля был использован пассажирский дизельный автомобиль. Резервуар и подающую систему, способную поддерживать снабжение половины нормального топливного бака, связанного с бензиновым насосом, использовали для прокачки топлива через фильтр от бака с постоянной скоростью потока, как это осуществляется в автомобиле. Были обеспечены средства измерения падения давления вдоль фильтра, скорости потока от бензинового насоса и температуры системы. Предусматривают приемник для прокачанного топлива как для "введенного" топлива, так и для излишнего топлива. В испытании бак заполняли 19 кг топлива и снабжали устройством для испытания на протечку. Температуру стабилизировали на воздухе при температуре на 8°С выше точки загустевания топлива. Затем систему охлаждали со скоростью 3°С/ч до целевой температуры испытания, и поддерживали эту температуру по крайней мере 3 ч для стабилизации температуры топлива. Бак энергично встряхивали для полностного диспергирования присутствующего парафина; образец брали из бака и 1 л топлива удаляли через линию питания сразу после бака и возвращали в бак. Затем включали насос с числом оборотов, соответствующим работе при движении автомобиля по улице со скоростью 110 км/ч. Скорость работы насоса составляла 1900 об/мин, что соответствовало скорости работы двигателя в 3800 об/мин. Падение давления вдоль фильтра и скорость потока топлива из бензонасоса регистрировали до тех пор, пока не выкачивали топливо, обычно в течение 30-35 минут. Если подача топлива к инжекторам могла быть поддержана при уровне 2 мл /сек (излишки топлива составят 6.5-7 мл/с), результат регистрировали как "PASS". Паление скорости потока к инжекторам означали как "BORDERLINE", нулевой поток означал; как "FAIL". Обычно результат "PASS" может быт*., связан с увеличением падения давления вдоль фильтра, которое может достигать 60 кПа. При этом значительная часть парафина должна проходить через фильтр для получения такого результата. Оценка "GOODPASS" характеризует испытание, когда падение давления вдоль фильтра не превышает 10 к.Па, и означает, что наибольшая часть парафина прошла через фильтр, а отличный результат соответствует падению давления ниже 5 кПа. Кроме того, через каждые четыре минуты в течение испытания отбирали образцы топлива из "излишков" топлива и топлива, поданного "инжектором". Эти образцы, вместе с предварительно отобранными образцами из топливного бака, сравнивали по данным ДСК для установления доли поданного парафина, который прошел через фильтр. Также были взяты образцы перед испытанием топлива и образцы SEM, полученные после испытания, для сравнения типа и размера кристаллов парафина с фактическими характеристиками. Были использованы следующие добавки: (I) Продукт примера 1. (II) Присадка А. AI означает смесь 1:3 по весу двух этилен-винилацетатных сополимеров; A3 состоит из этилена и около 38 вес.% винилацетата, и имеет средний молекулярный вес 1800 (VPO) и А2 состоит из этилена и примерно 17 вес.% винилацетата и имеет средний молекулярный вес 3000 (VPO). A4 состоит из смеси 50/50 в процентах А2 и A3. А5 состоит из полимера, содержащего 13.5 вес.% винилацетата и имеет средний молекулярный вес (N/PO). (III) Присадка В. Полиэтиленгликолевые (PEG) сложные эфиры и полипропиленгликолевые (PPG) сложные эфиры были получены смешением одной мольной доли полиэтилен или поли-пропиленгликоли с одной или двумя мольными долями карбоновых кислот для получения "моно" и "ди" сложных эфиров соответственно. Паратолуолсульфокислоту добавили к реагентной массе (0,5 вес.%) в качестве катализатора. Смесь нагревали 90--150° С перемешиванием и слабым потоком азота для отгонки воды из реакции. После завершения реакции, как это фиксировали ИК-спектроскопией, продукт вылили в расплавленном состоянии и оставили охлаждаться до получения ларафинообразного состояния. PEG и PPG обычно называются в сочетании с их молекулярными весами, например PEG 600 означает полиэтиленгликоль со средним молекулярным весом 600, Эта номенклатура здесь продолжается таким образом, что PEG 600 дибегенат означает сложноэфирный продукт реакции двух мольных долей бегеновой кислоты с одним молем PEG 600, что обозначает Присадку В, используемую здесь. (IV) Присадка С. Продукт реакции одного моля фталевого ангидрида с двумя молями дигидрогенизи-рованного жирного амина, с образованием полиамид/полиаминной соли. (V) Присадка D. Сополимер этилена и пропилена, содержащий 56 вес.% этилена и имеющий средний молекулярный вес 60000. (VI) Присадки Е. EI получают этерифицированием 1:1 мольного стирол-малеинового ангидридного сополимера с 2 молями 1:1 мольной смеси С 12Н25ОН и С14Н29ОН на моль ангидридных групп, которые были использованы в этерификации (используют небольшой избыток, приблизительно 5% спирта) с применением паратолуолсульфокислоты в качестве катализатора (1/10 моль) в ксилоле (в качестве растворителя). Присадка имела молекулярный вес (Мп) 50000 и содержала 3 вес.% необработанного спирта. Полимер Е2 был образован с помощью 2 молей С14Н29ОН для этерификации стирол-малеинового ангидридного сополимера и это привело к среднему молекулярному весу 50000 и содержанию свободного спирта 3.3 вес.%. В дальнейших примерах топлива были обработаны присадками, затем охлаждали до температуры на 10° С ниже температуры загустения (WAT) и размер кристаллов парафина измеряли на электронном сканирующем микроскопе и определяли способность топлива проходить через топливный фильтр. Результаты были следующие: г , В топливо были введены добавки, включающие 250 ч. на млн. каждого из продукта примера 1, добавок А5 и Е1 и топлива были проверены при -25°С, и, как было определено, размер кристалла парафина составлял 1200 нанометров в длину и свыше 90% парафина проходило через фильтр. В процессе испытания прохождение парафина было зафиксировано наблюдением падения давления вдоль фильтра, которое составило 2.2 кПа. Пример 4. Повторили пример 3 и нашли размер кристалла парафина 1300 на-номеров и максимальное падение давления вдоль фильтра составило 3,4 кПа. Пример 5. Характеристики используемого топлива: В топливо ввели сочетание добавок по 250 ч/млн, каждого из продукта примера 1 и присадок А5 и Е2, и размер кристалла парафина составил, как было найдено, 1500 нанометров и около 75 вес.% парафина прошло через фильтр при температуре испытания -8,5°С. Максимальное падение давления на фильтре составило 6,5 кПа. Пример 6. Пример 5 повторили и получили значения для размера кристалла парафина 2000 нанометров, из которого 50% прошло через фильтр с максимальным падением давления на фильтре 35.3 кПа. Пример 7. Топливо, используемое в примере 5, обработали 400 ч. млн продукта примера 1 и 100 ч./млн. А1, и топливо испытывали как в Примере 5 при температуре -8°С, при которой содержание парафина составило 1,4 вес.%. Размер кристалла парафина, как было найдено, составил 2500 нанометров и 50 вес.% парафина прошло через фильтр с падением давления на фильтре 67,1 кПа. Пример 8 (сравнительный). Топливо, используемое в примере 5, обработали 500 ч./млн. смеси 4 частей присадки С и 1 части присадки А5 и испытали при -8°С, при этом размер кристалла парафина, как было найдено, составил 6300 нанометров и 13 вес.% парафина прошло через фильтр, Этот пример находится среди лучши х примеров прототипа, но без данных по прохождению кристаллов парафина. Эти данные были получены помещением образцов топлива в 2 колбы в холодных боксах, температура которых поддерживалась на 8°С выше температуры помутнения в течение 1 ч для стабилизации температуры топлива. Бокс затем охлаждали при 1°С в течение часа до температуры испытания, которую затем поддерживали постоянной. Затем соединяют с вакуумом предварительно собранное фильтровальное устройство, состоящее из дренажного круга диаметром 10 мм, окруженного металлическим кольцом 1мм ширины, которое является суппортом серебряного фильтра с отверстиями 200 нанометров, закрепленного в этом положении двумя вертикальными шпильками. Применяют вакуум по крайней мере 30 кПа и охлажденное топливо по каплям подают на мембрану из чистой капельной пипетки до тех пор, пока небольшое куполообразное отложение не закроет мембрану фильтра. Топливо медленно прикапывают для подкрепления отложения; после 10-20 капель топлива отложению дают высохнуть, удаляя тонкий, получая при этом матовый и непрозрачный слой влажного топливного парафинового кокса на мембране. Толстый слой парафина не может быть промыт без потерь, и тонкий слой при промывке может быть удален. Оптимальная толщина слоя является функцией формы кристалла, при этом "лепестковые кристаллы" образуют более тонкий слой, чем "комковатые кристаллы". Важно, что отложенный парафиновый кокс имеет матовую поверхность. "Блестя щи й" парафиновый кокс показывает наличие остаточного топлива и кристаллической "смазки" и должен быть удален. Затем парафиновый кокс промывают несколькими каплями метил этил кетон а, ему дают полностью высохнуть. Процесс повторяют несколько раз. После завершения промывки, метилэтилкетон будет исчезать очень быстро, оставляя "бриллиантовую матовую белую" поверхность, которая будет становится серой от применения дополнительной капли метилэтилкетона. Промытый образец затем помещают в холодный эксикатор и поддерживают его до того времени, когда он готов для покрытия в SEM. Может быть, что необходимо держать образец охлажденным для защиты парафина, в этом случае его следует хранить в холодном боксе перед переносом образца (в подходящем для переноса контейнере) на анализ SEM, чтобы избежать образования кристаллов льда на поверхности образца (SEM -сканирующая электронная микроскопия). В течение покрытия (оттенения) образец следует держать при максимально возможной минусовой температуре для того, чтобы уменьшить повреждение кристаллов, Плоский электрический контакт является наилучшим, если к стенке контакта с помощью винта прижимают кольцо фильтровального устройства, на том этапе, когда поверхность оСЗразца находится в центре пластины. Может быть также использована электропроводящая краска. Примеры 3-7 показывают, что при использовании соединений изобретения в присадочных композициях, кристаллы могут проходить через фильтр легко и отличная низкотемпературная характеристика может быть распространена на топливо с повышенным содержанием парафина по сравнению с до сих пор практикуемыми не принимая при этом в расчет такие характеристики топливной системы, как способность рециклизации топлива из двигателя для подогрева топливного питания из топливного бака, отношение потока топливного питания к рециклируемому топливу, о тношение площади поверхности основного фильтра к потоку топливного питания и размеру и расположению предфильтров и сеток. Соединение, полученное в примере 1 было испытано на его эффективность в качестве добавки для дистиллированного топлива в топливах приведенных в табл.1, температуры их кипения измерены в соответствии с ASTM-D86. Результаты в испытании с программируемым охлаждением (РСТ), осуществленные при -12°С в топливе1, приведены в табл.2. Дальнейшие результаты для топлива-1 приведены в табл.3. Результаты для топлива-3 приведены в табл. 4. Дальнейшие результаты для топлива-1 приведены в табл.5-8. Результаты по топливу-2 приведены в табл. 9-12.. Пример 9. Топливо, используемое в этом примере имело следующие характеристики: (ASTM-D86) Топливо было обработано 1000 ч./млн активного ингредиента из следующих присадок: (Е) Смесь присадки 2 (1 часть по весу) и Присадки 4 (9 частей по весу). (F)Промышленная присадка этилен-винилацетатного сополимера, выпускаемого как ЕСА5920. (Н) Промышленная присадка этилен-винилацетатного сополимера, выпускаемого как 2042Е. (I) Промышленная присадка этилен-винилпропионатного сополимера. (J) Без присадки (К) Продукт реакции 4 молей дигидрогенированного жирного амина и 1 моля пиромеллитового ангидрида. Реакцию осуществляют без растворителя при 150° С при перемешивании в атмосфере азота в течение 6 часов. Следующие свойства эти х топлив были измерены: (I) Способность топлива проходить через основной дизельный фильтр при -9°С, и процент парафина, прошедшего через фильтр, со следующими результатами: (II) Падение давления на основном фильтре от времени характеризует любой парафин, проходящий через фильтр. (III) Отложение парафина в топливе измеряли с помощью охлаждения 100 мл топлива в градуированном измерительном цилиндре. Цилиндр охлаждали со скоростью 1°С/час от температуры, предпочтительно 10°С выше точки помутнения, но не менее 5°С выше точки помутнения до испытуемой температуры, которую затем поддерживали постоянной. Температура испытания и время выдержки зависят от применения, то есть дизельного топлива и нагретого масла. Предпочтительно, чтобы температура испытания была по крайней мере на 5°С ниже точки помутнения и минимальное время холодной выдержки составляло бы 4 часа. Предпочтительно температура испытания должна быть на 10°С или более ниже точки помутнения топлива и период выдержки должен составлять 24 часа или более. После завершения выдержки измерительный цилиндр проверяется и доля отложенного кристаллического парафина визуально измеряется как высота парафинового слоя от дна цилиндра (0 мл) и выражается в процентах к общему объему (100 мл). Чистое топливо можно видеть выше отложенных кристаллов парафина и эта форма измерения часто достаточна для оценки парафинового отложения. Иногда топливо мутнеет выше слоя отложенных кристаллов парафина или кристаллы парафина, как можно видеть, являются более плотными при их осаждении на дне цилиндра. В этом случае используют более количественный метод анализа. Для этого 5% (5 мл) топлива осторожно отбирают из верхней части и хранят для анализа, затем 45% топлива отбирают и отбрасывают, далее следующие 5% отбирают и хранят для анализа, затем следующие 35% топлива отбирают и отбрасывают и, наконец, 10% донной смеси отбирают после нагревания для растворения кристаллов парафина. Эти образцы называют как Верхние, Средние и Донные образцы соответственно. Важно, чтобы вакуум, применяемый для отбора образцов, был не очень высокий, то есть 200мм водного столба, и чтобы верхняя часть пипетки была помещена непосредственно на поверхность топлива, для того, чтобы избежать потоков в жидкости, которые будут нарушать концентрацию парафина в различных слоях в цилиндре. Затем образцы нагревают до 60°С в течение 15 минут и проверяют на содержание парафина с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) как это описано ранее. В настоящем случае был использован прибор ТА 2000В DSC фирмы Меттлер. 25 микролитров образца поместили в рабочую ячейку и нормальный керосин поместили в сравнительную ячейку, затем ячейки охлаждали со скоростью 22°С/мин от 60°С до, по крайней мере 10°С, но предпочтительно 20°С выше температуры появления парафина (WAT) и затем образец охладили со скоростью 2°С/мин до температуры на 20°С ниже WAT. Сравнением должен быть опыт с неосажденным, неохлажденным обработанным топливом. Степень осажденного парафина затем коррелируется с WAT/или WAT = WAT осажденного образца - WAT оригинала). Отрицательные величины указывают на депарафинизацию топлива, а положительные величины указывают на обогащение парафином в результате отложения. Содержание парафина также может быть использовано как мера отложения для этих образцов. Это иллюстрируется с помощью % WAX или D% WAX/ D%Wax=%Wa x осажденного образца -% Wax оригинала/и, также как выше, отрицательные величины указывают на обогащение топлива в результате осаждения. В настоящем примере топливо охладили со скоростью 1 °С/ч от+10°С до -9°С с охлажденным выдерживали в течение 48 часов перед испытанием. Были получены результаты, приведенные в табл. 13 и 14. Существенное падение WAT может быть достигнуто с помощью наиболее эффективной присадки (G). Данные приведены в табл.15. Эти результаты показывают, что когда размер кристалла уменьшается с помощью присадки, то отложение кристаллов парафина происходит относительно быстро. Например, необработанные топлива, охлажденные ниже их точек помутнения, проявляют тенденцию к небольшому отложению кристаллов парафина, так как пластинко-подобные кристаллы блокируются и не могут двигаться свободно в жидкости и возникают гелеподобные структуры, но когда добавляют присадку, улучшающую текучесть, то кристаллы модифицируются таким образом, что их форма становится менее похожей на пластинку и проявляет тенденцию образовывать иглы размером в десятки микрон, которые могут двигаться в жидкости свободно и отлагаются относительно быстро. Это отложение парафина может вызвать проблемы при.хранении топлива в танках и двигателя х. Концентрированные парафиновые слои могут неожиданно засасываться в систему, особенно когда уровень топлива является низким или танк (бак) поврежден (например, угловые застойные зоны) и может произойти блокировка фильтра. Если размер кристалла парафина может быть уменьшен еще далее до размеров ниже 10000 нанометров, то кристаллы осаждаются сравнительно медленно и такое Антиосаждение парафина может привести в результате к преимуществам в характеристике топлива по сравнению со случаем топлива с осажденными кристаллами парафина. Если размер кристаллов парафина может быть уменьшен еще более, приблизительно до 4000 нанометров, то тенденция кристаллов отлагаться практически исчезает в течение времени хранения топлива. Если размеры кристалла уменьшаются до предпочтительного размера ниже 2000 нанометров, то кристаллы парафина остаются суспендированными в топливе в течение многих недель, требуемых в некоторых системах хранения, и проблемы отложения, по существу изчезают. (IV) Результаты осуществления CFPP были следующие: Пример 10. Работают по методике примера 2 за исключением того, что вместо октадекан-1-ола используют декан-1-ол, а вместо ди-(гидрированного) жирного амина используют дидециламин. Кроме того, работают по методике примера 2, причем используют спирты и амины с различными длинами алкильных цепей. Таким образом получают С 10-, С12-, С14-, С16-, С18-, С20- и С22 - производные соединения примера 2. Указанные разные 7 соединений подвергают испытанию программного охлаждения (тесту РСТ, описанному в заявке). При испытании применяют очень тонкие фильтры для определения оптимальной длины алкильных цепей для испытуемого топлива. Соединения настоящего примера добавляют к топливу в концентрации 250 частей на миллион. Топливо, кроме того, содержит 250 частей на миллион сополимера стирола и п-С 14-малеиновой кислоты и 250 частей на миллион сополимера этилена с пропиленом (56 мас.% действующего начала). Проводят два ряда тестов с использованием двух различных топлив, обозначенных как топливо 191 и топливо 80012/86. В рядах тестов, при которых используют топливо 191, проводят фильтрацию при -8,5°С. Результаты следующие: Получают и испытывают соединения с различными длинами алкильных цепей. Настоящий пример показывает, что возможно определить в специфическом топливе оптимальную длину алкильных цепей. В топливах, испытуемых в настоящем примере, оптимальная длина алкильных цепей составляет С 20. В более легком топливе оптимальная длина алкильных цепей короче. Пример 11. Работают по методике примера 1 заявки с тем исключением, что вместо дегидрированного) жирного талгамина используют дигексадециламин. Указанное соединение дальше обозначено как С 16/С16производное. Соединение примера 1 заявки дальше обозначено как C 16/ 18-производное. Одинаковым образом получают C16/17- C16/18-, С17/18-, С20/20-, С20/22- и С18/18 -производные. Указанные соединений подвергают тесту РСТ. Используемое топливо обозначено как топливо 80226/89. Оно представляет собой промышленное основное топливо, обработанное этиленвинилацетатным сополимером. Фильтрацию при тесте РСТ проводят при -14°С. При такой температуре основное топливо проходит через фильтр с размером отверстий 180 мкм. Кроме типичных фильтров, которые обычно используются в тесте РСТ, используют следующие фильтры: VW - сетча тый фильтр бака автомобиля, диаметр отверстий 40 мкм; I TFT - фильтр, который применяется в США при "испытании на фильтруемость при низких температурах" (40-45 мкм). Получают и испытывают соединения с различными длинами цепей. В настоящем примере определяют соединение С16/18 как производное с оптимальной длиной цепей для испытуемого топлива. Результаты приведены в табл.16. подвергают тесту РСТ. Используемое основное топливо обозначено как 80226/89. Дополнительно к вышеуказанному соединению топливо содержит примерно 50 частей на миллион промышленного среднего дистиллята, улучшающего текучесть, типа этилен-винилацетатного сополимера. Фильтрацию осуществляют при температуре -14°С. При этом. температуре основное топливо проходит через фильтр (с размером отверстий 180 мкм). Тест РСТ проводят с различными количествами соединения. Результаты следующие: Пример 13. Испытание, описанное в примере 11, проводят с использованием соединения следующей формулы Проводят другой тест РСТ с использованием топлива 191. Кроме вышеуказанного соединения топливо содержит 250 частей на миллион сополимера стирола и С 14-эфира фумаровой кислоты, 250 частей на миллион этилен-винилацетатного сополимерах низким содержанием анилацетата и 250 частей на миллион промышленного мономерного ингибитора роста. Фильтрацию проводят при -9°С. При этой температуре основное топливо, содержащее вышеназванные присадки, а не испытуемое соединение, проходит через LTFT-фильтр. Тест РСТ проводят с использованием различных количеств испытуемого соединения; Результаты следующие: Пример 14. Оба испытания согласно примеру 12 проводят с использованием соединения следующей формулы: Результаты теста РСТ, полученные в топливе следующие: Результаты, полученные в топливе 191 при одинаковых условиях, что и в примере 13, следующие: Пример 15. Испытание, описанное в примере 12, проводите использованием соединения следующем формулы: В формулах, указанных в примерах 12-15, остатки R1, R2, R3 представляют смесь из C16- и C18-алкильных остатков. Примерами 12-15 также показано, что соединения, содержащие различные кольцевые системы, применимы в качестве модификатора кристаллов в топливах. Кроме того, показано, что возможно применять несколько функциональных групп в различных Присадка: а) 0,5 мас.% продукта из примера 1; 6)0,1667 маc.% продукта из примера 1; + 0,1666 мас.% присадки А5; +0,1667 мас.% присадки Е1 (-Е1, вместо остатка фумаровой кислоты используют остаток малеиновой кислоты). Испытуемые присадки в вышеуказанных количествах растворяют в указанном топливе. Ни в процессе добавления, ни после хранения 12 часов при низких температурах не наблюдается отложения.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Fuel composition

Автори англійською

Albert Rossi

Назва патенту російською

Топливная композиция

Автори російською

Альберт Росси

МПК / Мітки

МПК: C10L 1/24, C10L 1/18, C10L 1/22

Мітки: композиція, паливна

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/19-19874-palivna-kompoziciya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Паливна композиція</a>

Подібні патенти