Способ регулирования побочных продуктов или загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива (варианты), топливная композиция, топливная дисперсия и снижение количества выбросов с ее помощью

Способ регулирования побочных продуктов или загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива (варианты), топливная композиция, топливная дисперсия и снижение количества выбросов с ее помощью

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу, который включает в себя введение в топливо дисперсии, дисперсия, в свою очередь, включает: (а) смесь, по меньшей мере, двух металлосодержащих оснований, в которой каждый металл в металлосодержащем основании имеет среднюю степень окисления +2 или выше. Способ дает возможность регулирования побочных продуктов или загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива.

Уровень техники

В последние годы предприняты попытки снизить количество загрязняющих веществ/выбросов, выделяющихся при сжигании топлив. К примерам загрязняющих веществ относятся оксиды серы (например, триоксид серы), оксиды азота, монооксид углерода, диоксид углерода и твердые частицы. Известно, что эти загрязняющие вещества неблагоприятно влияют на уровень парниковых газов или способствуют возникновению других проблем, таких как смог. В случае твердых частиц проведенные исследования также указали на то, что они оказывают вредное воздействие на здоровье людей, животных и растений. К другим побочным продуктам при сжигании топлива относятся ванадатные отложения. Предполагается, что ванадатные отложения образуют коррозионный легкоплавкий шлак, который образует отложения. Топлива необходимо сжигать так, чтобы количество образующихся загрязнителей было минимальным.

В международной публикации WO 2005/097952 раскрывается получение композиции топлива, включающей металлосодержащее основание с содержанием твердых частиц в дисперсии более 35% от ее массы. В раскрываемой композиции используется одно металлосодержащее основание на одну дисперсию.

В международной публикации WO 2004/026996 раскрывается композиция присадки к топливу, которая обладает способностью снижать количество ванадатных отложений. Композиция состоит из неорганического кислородсодержащего соединения металла, жидкости, растворимой в масле, и диспергатора, включая жирную кислоту или ее сложноэфирное производное.

Однако ни одна из дисперсий не обеспечивает улучшенный способ снижения количества многих загрязняющих веществ, выбрасываемых при сжигании топлива. Поэтому было бы полезным разработать способ регулирования загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива. Настоящее изобретение предусматривает такой способ, предоставляя дисперсию, которая синергетически снижает количество многих загрязнителей, выделяющихся при сжигании топлива.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение предусматривает способ регулирования побочных продуктов или загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива, который включает в себя сжигание топлива, содержащего дисперсию, дисперсия, в свою очередь, включает: (а) смесь, по меньшей мере, двух металлосодержащих оснований, в которой каждый металл в металлосодержащем основании имеет среднюю степень окисления +2 или находится в более высокой степени окисления, (b) по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и (с) по меньшей мере, одну органическую среду, в которой металлосодержащие основания равномерно диспергируют.

В одном варианте осуществления изобретение обеспечивает способ регулирования побочных продуктов или загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива, который включает в себя сжигание топлива, включающего дисперсию, дисперсия, в свою очередь, включает: (а) смесь, по меньшей мере, трех металлосодержащих оснований, где каждый металл в металлосодержащем основании имеет среднюю степень окисления +2 или выше, (b) по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и (с), по меньшей мере, одну органическую среду, в которой металлосодержащее основании равномерно диспергируют.

В одном варианте осуществления изобретение предоставляет дисперсию, включающую: (а) смесь, по меньшей мере, трех металлосодержащих оснований, где каждый металл в металлосодержащем основании имеет среднюю степень окисления +2 или находится в более высокой степени окисления, (b) по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и (с) по меньшей мере, одну органическую среду, в которой металлосодержащие основания равномерно диспергируют.

В одном варианте осуществления изобретение предусматривает композицию, включающую: (i) топливо и (ii) дисперсию, в которой дисперсия включает: (а) смесь, по меньшей мере, двух металлосодержащих оснований, в которой каждый металл в металлосодержащем основании имеет среднюю степень окисления +2 или выше, (b) по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и (с) по меньшей мере, одну органическую среду, в которой металлосодержащие основания равномерно диспергируют.

В одном варианте осуществления изобретение предусматривает композицию, включающую: (i) топливо и (ii) дисперсию, дисперсия включает:

(а) смесь, по меньшей мере, трех металлосодержащих оснований, в которой каждый металл в металлосодержащем основании имеет среднюю степень окисления +2 или выше, (b) по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и (с) по меньшей мере, одну органическую среду, в которой металлосодержащие основания равномерно диспергируют.

В одном варианте осуществления изобретение предусматривает применение дисперсии (дисперсия включает: (а) смесь, по меньшей мере, трех металлосодержащих оснований, в которой каждый металл в металлосодержащем основании имеет среднюю степень окисления +2 или выше, (b) по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и (с) по меньшей мере, одну органическую среду, в которой металл-содержащие основания равномерно диспергируют) в топливе для снижения количества побочных продуктов или загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение предусматривает способ регулирования побочных продуктов или загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива, как это раскрывается выше. Изобретение дополнительно предусматривает композицию, как это раскрывается выше.

В одном варианте осуществления изобретение отличается от водосодержащей эмульсии.

Используемый здесь термин "свободен от всех химикатов, раскрываемых здесь, за исключением металлосодержащего основания", который может употребляться в описании и формуле изобретения, означает отсутствие материала, за исключением такого его количества, которое присутствует в виде примесей, например, следовое количество или неэффективное количество. Как правило, в данном варианте осуществления это количество будет составлять примерно менее 0,05% или примерно менее 0,005% от массы дисперсии.

Специалист в данной области техники примет во внимание, что примеси в металлосодержащем основании, как правило, присутствуют в количестве от 1% до 3% от массы металлосодержащего основания. Предполагается, что причиной присутствия примесей, как правило, в количестве примерно от 1% до 3% от массы металлосодержащего основания, являются горнодобывающие процессы. Как правило, к основным примесям в металлосодержащем основании относятся карбонат кальция, диоксид кремния или силикаты.

В различных вариантах осуществления дисперсия может быть непрозрачной или полупрозрачной, либо светопроницаемой или прозрачной, либо может находиться в какой-либо градации упомянутых степеней прозрачности.

Топливо

Топливо включает жидкое топливо, биотопливо, твердое топливо или их смеси. В одном варианте осуществления топливом является твердое топливо. В другом варианте осуществления топливом является жидкое топливо. К примерам подходящих твердых топлив относится уголь.

В том случае, когда топливо содержит жидкое топливо, то жидкое топливо можно также использовать в качестве соответствующей органической среды для приготовления дисперсии. Поэтому, чтобы не повторяться при описании, более подробное описание жидкого топливо раскрывается ниже в разделе, посвященном органической среде.

Металлосодержащее основание

Дисперсия металлосодержащего основания содержит двух-, трех, четырехвалентный металл или их смесь.

В варианте осуществления металлосодержащее основание, кроме того, может содержать одновалентное металлосодержащее основание. В одном варианте осуществления металлосодержащее основание является соединением одновалентного металла, включая литий, калий, натрий, медь или их смеси. В одном варианте осуществления степень окисления металла может иметь другое значение, кроме +1.

В другом варианте осуществления средняя степень окисления металла в металлосодержащем основании варьируется в диапазоне от +2 до +4 или от +2 до +3. Как правило, металл в металлосодержащем основании является двухвалентным или трехвалентными металлом. В одном варианте осуществления металлосодержащее основание является производным двухвалентного металла, включая магний, кальций, барий или их смеси. Металл может также иметь различную валентность, например, металл может быть одно- или двух-, или трехвалентным, в качестве примеров можно привести церий, медь или железо. В одном варианте осуществления металлосодержащее основание является производным четырехвалентного металла, включая церий.

В различных вариантах осуществления к основаниям в металлосодержащем основании относятся оксиды, карбонаты, гидрокарбонаты, гидроксиды, сульфонаты, карбоксилаты (например, С_1-30 или С_8-84 неразветвленные или разветвленные алкилкарбоксилаты), нитраты, фосфаты, сульфаты, сульфиты, нитриты, фосфонаты или их смеси.

В различных вариантах осуществления к основаниям в металлосодержащем основании относятся оксиды, карбонаты, гидрокарбонаты, гидроксиды, сульфонаты, карбоксилаты или их смеси. Металлосодержащее основание, кроме того, необязательно содержит кристаллизационную воду или адсорбированную (или абсорбированную) воду. В одном варианте осуществления металлосодержащее основание является кристаллическим.

В различных вариантах осуществления первое металлосодержащее основание содержит оксид железа (Fe₂O₃, FeO или Fe₃O₄), карбоксилаты железа (например, железную соль октадекановой кислоты), гидроксид магния, гидроксид кальция, карбонат кальция, карбонат магния, оксид кальция, оксид магния или их смеси.

В различных вариантах осуществления второе металлосодержащее основание включает оксид церия (СеО или CeO₂), сульфонат церия, оксид железа (Fe₂O₃, FeO или Fe₃O₄), карбоксилаты железа (например, железную соль октадекановой кислоты), оксид меди (CuO) или оксиды хрома.

В одном варианте осуществления металлосодержащее основание по существу не содержит металлосодержащих оснований, отличающихся от двух или трех оснований, выбираемых из группы, состоящей из гидроксида магния, гидроксида кальция, карбоната кальция, карбоната магния, оксида кальция, оксида магния, оксида церия (СеО или СеО₂), оксида железа (Fe₂O₃, FeO или Fe₃O₄), оксида меди (CuO) или оксидов хрома, и их смесей.

В одном варианте осуществления первое металлосодержащее основание содержит металл, выбираемый из группы, состоящей из железа, магния, кальция и их смесей; а второе металлосодержащее основание содержит металл, выбираемый из группы, состоящей из магния, кальция, церия, железа, меди, хрома и их смесей, с условием, что первое металлосодержащее основание отличается от второго металлосодержащего основания.

В одном варианте осуществления, в том случае, когда в смеси имеется, по меньшей мере, два металлосодержащих основания, то в металлосодержащем основании используется металл, который находится в степени окисления +2 или в более высокой степени окисления, и металлы могут быть выбраны из:

(i) первого металлосодержащего основания, включающего металл, выбираемый из группы, состоящей из железа, магния, кальция и их смесей;

(ii) второго металлосодержащего основания, включающего металл, выбираемый из группы, состоящей из магния, кальция, церия, железа, меди, хрома и их смесей, с условием, что первое металлосодержащее основание отличается от второго металлосодержащего основания; и

(iii) необязательно, другого металлосодержащего основания, отличающегося от металлосодержащего основания (i) или (ii).

В одном варианте осуществления первое металлосодержащее основание содержится в количестве, превышающем массу второго металлосодержащего основания. Масса имеющегося первого металлосодержащего основания может составлять более 50 массовых %, или более 75 массовых %, или более 95 массовых % от общего количества имеющегося металлосодержащего основания. Масса имеющегося второго металлосодержащего основания может составлять менее 50 массовых %, или менее 25 массовых %, или менее 5 массовых % от общего количества имеющегося металлосодержащего основания.

В одном варианте осуществления в том случае, когда в смеси имеется, по меньшей мере, три металлосодержащих основания, то в металлосодержащем основании используют металл, который находится в степени окисления +2 или выше, и металлы могут быть выбраны из:

(i) первого металлосодержащего основания, включающего металл, выбираемый из группы, состоящей из железа, магния, кальция и их смесей;

(ii) второго металлосодержащего основания, включающего металл, выбираемый из группы, состоящей из магния, кальция, церия, железа, меди, хрома и их смесей, с условием, что первое металлосодержащее основание отличается от второго металлосодержащего основания; и

(iii) по меньшей мере, одного другого металлосодержащего основания, в котором металл в металлосодержащем основании выбирается из группы, состоящей из кальция, магния, церия, железа, меди, хрома, бария, платины, свинца, марганца, стронция и их смесей; при условии, что третье металлосодержащее основание отличается от металлосодержащего основания, уже использующегося в (i) и (ii).

В одном варианте осуществления металл в металлосодержащем основании (iii) выбирают из группы, состоящей из кальция, магния, церия, железа, меди, хрома и их смесей; при условии, что третье металлосодержащее основание отличается от металлосодержащего основания, уже использующегося в (i) и (ii).

В том случае, когда используют, по меньшей мере, три металлосодержащих основания, то в одном варианте осуществления два металлосодержащих основания являются производными оснований кальция и магния. Третье (либо более высокое по счету основание, т.е. четвертое или пятое) металлосодержащее основание может являться производным металла, выбираемого из группы, состоящей из церия, железа, меди, хрома и их смесей.

Количество металлосодержащего основания, содержащегося в дисперсии, а именно содержание твердых частиц, составляет более 15 массовых % и может варьироваться в диапазоне от 17 массовых % до 90 массовых %, или от 25 массовых % до 80 массовых %, или от 35 массовых % до 70 массовых %, или от 40 массовых % до 65 массовых % от массы дисперсии. Данное количество определяют на основе исходной дисперсии, и оно не включает какой-либо дополнительный разбавитель, в который можно затем подмешать дисперсию для формирования, например, полностью составленной композиции смазки, а также оно не включает твердые частицы или нелетучие компоненты из других источников.

Металлосодержащее основание, как правило, находится в виде твердого вещества и не растворяется в заметной степени в органической среде. В различных вариантах осуществления средний размер частиц металлосодержащего основания варьируется в диапазоне от 20 нанометров до 1 мкм, или от 30 нанометров до 0,7 мкм, или от 50 нанометров до 0,4 мкм, или от 80 нанометров до 0,3 мкм.

Металлосодержащее основание обычно содержит, по меньшей мере, одно соединение, выбираемое из оксидов, гидроксидов или карбонатов. К примерам подходящих металлосодержащих оснований относятся гидроксид магния, гидроксид кальция, карбонат кальция, карбонат магния, оксид кальция, оксид магния, оксид церия, оксид железа или их смеси. В одном варианте осуществления изобретения металлосодержащее основание находится в смеси, например, с доломитовой известью, которая является коммерчески доступной.

Если изобретение, кроме того, содержит металлосодержащее основание со степенью окисления металла +1, то к примерам соответствующего металлосодержащего основания относятся карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, карбонат калия, гидрокарбонат калия, гидроксид калия, гидроксид натрия, безводный гидроксид лития, моногидрат гидроксида лития, карбонат лития, оксид лития или их смеси.

В одном варианте осуществления дисперсия вдобавок содержит координационное соединение, такое как ферроцен (циклопентадиенильное производное), карбоксилаты или сульфонаты.

Поверхностно-активное вещество

К поверхностно-активным веществам относятся ионные (катионные или анионные) или неионные соединения. Как правило, поверхностно-активное вещество стабилизирует дисперсию металлосодержащего основания в органической среде.

Подходящие поверхностно-активные соединения включают те соединения, у которых гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) варьируется примерно в пределах от 1 до 40, или от 1 до 18, или от 2 до 16, или от 2,5 до 15. В различных вариантах осуществления ГЛБ может составлять от 11 до 14 или не более 10, например, ГЛБ может варьироваться в пределах от 1 до 8 или от 2,5 до 6. Можно использовать комбинации таких поверхностно-активных веществ, у которых индивидуальные значения ГЛБ выходят за пределы этих диапазонов, но при этом предусматривается, что композиция конечной смеси поверхностно-активных веществ находится в пределах этих диапазонов. В том случае, когда у поверхностно-активного вещества имеется доступная кислотная группа, то поверхностно-активным веществом может являться соль металла и кислотной группы, где металл происходит из металлосодержащего основания.

Примеры поверхностно-активных веществ, подходящих для данного изобретения, раскрываются в издании McCutcheon′s Emulsifiers and Detergents, 1993, North American & International Edition. К общим примерам относятся алканоламиды, алкиларилсульфонаты, оксиды аминов, поли(оксиалкеновые) соединения, включая блок-сополимеры, содержащие алкеноксидные повторяющиеся звенья (например, Pluronic(tm)), этоксиды карбоксилированных спиртов, этоксилированные спирты, этоксилированные алкифенолы, этоксилированные амины и амиды, этоксилированные жирные кислоты, этоксилированные сложные эфиры жирных кислот и жирные масла, сложные эфиры жирных кислот, сложные эфиры глицерина, сложные эфиры гликолей, производные имидазолина, феноляты, лецитин и его производные, лигнин и его производные, моноглицериды и их производные, олефинсульфонаты, сложные эфиры фосфорной кислоты и их производные, пропоксилированные и этоксилированные жирные кислоты или спирты, или алкилфенолы, производные сорбита, сложные эфиры сахарозы и их производные, сульфаты или спирты, или этоксилированные спирты, или сложные эфиры жирных кислот, полиизобутиленсукцинимид и его производные.

В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество содержит сложные полиэфиры, определенные в патенте США №3778287, начиная с 44 строки 2 столбца и до 39 строки 3 столбца. Примеры подходящих полиэфирных поверхностно-активных веществ получают в патенте США №3778287 так, как это описывается в примерах сложных полиэфиров A-F (включая их соли).

В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество представляет собой замещенную углеводородной группой арилсульфоновую кислоту (или сульфонат щелочного металла, щелочно-земельного металла или их смеси). Арильной группой в арилсульфоной кислоте может являться фенил или нафтил. В одном варианте осуществления замещенная углеводородной группой арилсульфоновая кислота включает алкил-замещенную бензолсульфоновую кислоту.

Углеводородная (в частности, алкильная) группа обычно содержит от 8 до 30, или от 10 до 26, или от 10 до 15 атомов углерода. В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество представляет собой смесь С₁₀-С₁₅ алкилбензолсульфоновых кислот. К примерам сульфонатов относятся додецил или тридецил бензолсульфонаты или конденсированные нафталинсульфонаты и нефтяные сульфонаты, а также сульфосукцинаты и их производные.

В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество находится в виде нейтрального или основного поверхностно-активного вещества, как правило, являющегося солью щелочного или щелочно-земельного металла. Щелочной металл выбран из лития, калия или натрия; а щелочно-земельный металл выбран из кальция или магния. В одном варианте осуществления щелочным металлом является натрий. В одном варианте осуществления щелочно-земельным металлом является кальций.

В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество является производным полиолефина. К типичным примерам полиолефинов относятся полиизобутилен, полипропилен, полиэтилен, сополимер, полученный из изобутена и бутадиена, сополимер, полученный из изобутена и изопрена, или их смеси.

Обычно производное полиолефина содержит полиолефин-замещенный ацилирующий агент, который необязательно в последующем реагирует с образованием сложного эфира и/или сложного аминоэфира. Ацилирующий агент может быть приготовлен из карбоксильных реагентов (которые при взаимодействии с полиолефином дают желаемый ацилирующий агент, т.е. субстрат для поверхностно-активного вещества). Карбоксильные реагенты содержат функциональные группы, например, такими реагентами являются карбоновая кислота или ее ангидрид. К примерам карбоксильных реагентов относятся альфа-, бета-незамещенная моно- или поликарбоновые кислоты или их производные. Таким образом к примерам ацилирующих агентов относятся (мет)акриловая кислота, метил(мет)акрилат, малеиновая кислота или ее ангидрид, фумаровая кислота, итаконовая кислота или ее ангидрид, или их смеси, каждый из этих реагентов обычно может находиться в форме насыщенных материалов (таких как янтарный ангидрид) после взаимодействия с полиолефином.

В одном варианте осуществления полиолефин является производным полизобутена со значениями среднечисловой молекулярной массы, как минимум, 250, 300, 500, 600, 700 или 800, и до 5000 или более, часто вплоть до 3000, 2500, 1600, 1300 или 1200. Как правило, не более 5% (по массе) изобутилена, используемого для получения производных молекул имеет Mn (среднечисловую молекулярную массу) не более 250, чаще всего полиизобутилен, используемый для получения производного, имеет Mn, равную, по меньшей мере, 800. Полизобутилен, используемый для получения производного предпочтительно содержит терминальные винилиденовые группы, по меньшей мере, в количестве 30%, чаще всего, по меньшей мере, в количестве 60% или содержит терминальные винилиденовые группы в количестве, по меньшей мере, 75% или 85%. Индекс полидисперсности (отношение средневесовой и среднечисловой молекулярных масс) Mw/Mn полиизобутилена, используемого для получения производного, может составлять более 5, чаще всего от 6 до 20.

В различных вариантах осуществления полиизобутен замещают янтарным ангидридом, при этом полиизобутеновая замещающая группа имеет значение среднечисловой молекулярной массы, варьирующееся в диапазоне от 1500 до 3000, или от 1800 до 2300, или от 700 до 1700, или от 800 до 1000. Соотношение янтарных групп на эквивалентную массу полиизобутена обычно варьируется в пределах от 1,3 до 2,5, или от 1,7 до 2,1, или от 1,0 до 1,3, или от 1,0 до 1,2.

В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество представляет собой сложный эфир полиизобутилен-дигидро-2,5-фурандиона и пентаэритрита или их смеси. В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество представляет собой производное полиизобутилен-янтарного ангидрида, например, полиизобутилен-сукцинимид или его производные. В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество содержит частично или совсем не содержит основный атом азота.

К другим типичным производным полиизобутилен-янтарных ангидридов относятся гидролизованные производные янтарного ангидрида, сложные эфиры или двухосновные кислоты. Производные полиизобутилен-янтарного ангидрида предпочитают использовать для приготовления дисперсий металлосодержащего основания. Пояснения о большой группе производных полиизобутилен-янтарного ангидрида даются в патентах США №4708753 и 4234435.

В другом варианте осуществления поверхностно-активное вещество представляет собой саликсарен (или саликсарат, если оно находится в форме соли металла). Саликсарен определяют как органический субстрат саликсарата. Саликсарен можно представить в виде соединения с линейными частями, содержащего одно звено с формулой (I) или (II):

или

при этом каждый конец соединения имеет терминальную группу с формулой (III) или (IV):

такие группы связываются посредством двухвалентных связывающих групп, которые могут быть одинаковыми или различными для каждой связи;

где f представляет собой целое число, равное 1, 2 или 3, в одном аспекте 1 или 2;

R² представляет собой гидроксильную или углеводородную группу, а j равно 0, 1 или 2;

R³ представляет собой водород или углеводородную группу;

R⁴ представляет собой углеводородную группу или замещенную углеводородную группу;

g равно 1, 2 или 3, при этом предусматривается, что, по меньшей мере, одна R⁴ группа содержит 8 или более атомов углерода; и

где соединение в среднем содержит, как минимум, одно из звеньев (I) или (III) и, как минимум, одно из звеньев (II) или (IV), а соотношение общего количества звеньев (I) и (III) к общему количеству звеньев (II) и (IV) в композиции составляет примерно от 0,1:1 до 2:1.

Группой U в формулах (I) и (III) может являться -ОН или -NH₂, или -NHR¹, или -N(R¹)₂ группа, расположенная в одном или нескольких орто, мета, или пара-положениях по отношению к -COOR³ группе. R¹ представляет собой углеводородную группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода. В том случае, когда группа U представляет собой -ОН группу, формулы (I) и (III) являются производными 2-гидроксибензойной (которую часто именуют салициловой кислотой), 3-гидроксибензойной кислоты, 4-гидроксибензойной кислоты или из их смесей. В том случае, когда U представляет собой -NH₂ группу, формулы (I) и (III) представляют собой производные 2-аминобензойной кислоты (которую часто называют антраниловой кислотой), 3-аминобензойной кислоты, 4-аминобензойной кислоты или их смесей.

Двухвалентная связывающая группа, которая может быть одинаковой или различной в каждом случае, включает алкиленовый или метиленовый мостик, такой как -СН₂- или -CH(R)-, эфирный мостик, такой как -CH₂OCH₂- или -СН(R)ОСН(R)-, где R представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода, и где метиленовый и эфирный мостики являются производными формальдегида или альдегида с 2-6 атомами углерода.

Часто терминальная группа в формулах (III) или (IV) вдобавок содержит 1 или 2 гидроксиметильные группы в орто-положении к гидроксильной группе. В одном варианте осуществления изобретения присутствуют гидроксиметильные группы. В одном варианте осуществления изобретения гидроксиметильные группы не присутствуют. Более подробное описание химии саликсарена и саликсарата раскрывается в патенте ЕР 1419226 В1, включая способы получения, определенные в примерах 1-23 (начиная с 42 строки, 11 страницы и до 47 строки, 13 страницы).

В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество содержит частично или совсем не содержит жирную кислоту или ее производные, такие как сложные эфиры. В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество отличается от жирной кислоты и ее производных.

В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество содержит, по меньшей мере, замещенные углеводородными группами арилсульфоновые кислоты, производные полиолефинов, сложных полиэфиров или саликсаренов (или саликсаратов).

В различных вариантах осуществления поверхностно-активное вещество по существу свободно или полностью свободно от фосфолипидов (таких как лецитин) и/или аминокислот (таких как саркозины).

В одном варианте осуществления молекулярная масса поверхностно-активного вещества составляет не более 1000. В другом варианте осуществления - не более 950, например, 250, 300, 500, 600, 700 или 800.

Количество поверхностно-активного вещества или металлосодержащего основания в дисперсии может варьироваться, как это показано в таблице 1, где органическая среда и, необязательно, вода - остальное. В одном варианте осуществления количество масла, присутствующего в дисперсии, варьируется в диапазоне от 25 массовых % до 55 массовых %.

Таблица 1
	Варианты осуществления (в % от массы дисперсии)
Добавка	1	2	3	4
Металлическое основание	17-90	25-80	35-70	40-65
Поверхностно-активное вещество	0,01-30	1-30	2-30	5-25

Органическая среда

Органическая среда может содержать вязкое смазочное масло, жидкое топливо, углеводородный растворитель или их смеси. Обычно органический растворитель содержит вязкое смазочное масло или жидкое топливо.

Органическая среда может необязательно содержать воду, обычно в количестве вплоть до 1%, или в количестве 2%, или 3% от массы дисперсии. В различных вариантах осуществления органическая среда по существу свободна или полностью свободна от воды.

Вязкие смазочные масла

В одном варианте осуществления органическая среда содержит вязкое смазочное масло. К таким маслам относятся природные и синтетические масла, масла, получаемые при гидрокрекинге, гидрогенизации или гидроочистке, нерафинированные, рафинированные или регенерированные масла и их смеси.

Нерафинированные масла представляют собой такие масла, которые получают непосредственно из природного или синтетического источника, как правило, без последующей стадии очистки (или с последующей небольшой очисткой).

Рафинированные масла схожи с нерафинированными маслами, за исключением того, что они проходят дальнейшую обработку в одной или нескольких стадиях очистки с целью улучшения одного или нескольких их свойств. Способы очистки известны в данной области техники и включают экстракцию растворителем, вторичную перегонку, кислотную или щелочную экстракцию, фильтрование, процеживание и им подобные процедуры.

Регенерированные масла также известны как рекуперированные или переработанные масла, и их получают посредством процессов, аналогичных тем, что используют для получения рафинированных масел, при этом часто проводят дополнительную обработку по методикам, направленным на удаление отработанных добавок и продуктов масляного распада.

Природные масла, используемые при изготовлении изобретенных смазочных материалов, включают животные масла, растительные масла (например, касторовое масло, лярдовое масло), минеральные смазочные масла, такие как жидкие нефтяные масла и обработанные растворителем или кислотно-обработанные минеральные смазочные масла парафинового, нафтенового или смешанного парафино-нафтенового типов, и масла, получаемые из угля или сланца, или их смеси.

Также пригодны синтетические смазочные масла, к которым относятся углеводородные масла, такие как полимеризованные и сополимеризованные олефины (например, полибутилены, полипропилены, пропилен-изобутиленовые сополимеры), поли(1-гексены), поли(1-октены), поли(1-децены) и их смеси, алкилбензолы (например, додецилбензолы, тетрадецилбензолы, динонилбензолы, ди-(2-этилгексил)-бензолы), полифенилы (например, бифенилы, трифенилы, алкилированные полифенилы), алкилированные дифениловые эфиры и алкилированные дифениловые сульфиды и их производные, аналоги и гомологи или их смеси.

К другим синтетическим смазочным маслам относятся синтетические масла, которые могут быть получены по реакциям Фишера-Тропша, и, как правило, ими могут являться гидроизомеризованные углеводороды Фишера-Тропша или парафины.

Определение вязким смазочным маслам можно дать так, как это задано в нормативах Американского института нефтяной промышленности (API) по взаимозаменяемости базовых масел. Существуют пять следующих групп базовых масел: группа I (содержание серы >0,03 массовых %, содержание насыщенных углеводородов <90 массовых %, индекс вязкости 80-120), группа II (содержание серы ≤0,03 массовых %, содержание насыщенных углеводородов ≥90 массовых %, индекс вязкости 80-120), группа III (содержание серы ≥30,03 массовых %, содержание насыщенных углеводородов ≥90 массовых %, индекс вязкости ≥120), группа IV (все полиальфаолефины (PAOs)) и группа V (все другие, не входящие в группы I, II, III, или IV). Вязкое смазочное масло содержит масло API группы I, группы II, группы III, группы IV, группы V и их смеси. Часто вязкое смазочное масло представляет собой масло API группы I, группы II, группы III, группы IV и их смеси. Альтернативно, вязкое смазочное масло часто представляет собой масло API группы I, группы II, группы III или их смеси.

Жидкое топливо

Жидкое топливо в условиях окружающей среды обычно представляет собой жидкость. К жидкому топливу относится углеводородное топливо, неуглеводородное топливо или их смеси. Углеводородным топливом может являться нефтяной дистиллят, например бензин, определение которому дается по спецификации ASTM (Американского общества специалистов по испытаниям и материалам) D4814, или дизельное топливо, определенное по ASTM спецификации D975. В одном варианте осуществления жидким топливом является бензин, а в другом варианте осуществления жидким топливом является этилированный бензин или неэтилированный бензин. В другом варианте осуществления жидким топливом является дизельное топливо. К углеводородному топливу относят углеводород, получаемый по процессу превращения газа в жидкость, например углеводороды, получаемые по такому процессу, как, например, процесс Фишера-Тропша. К неуглеводородному топливу относятся кислородсодержащая композиция (которую часто называют оксигенатом), спирт, эфир, кетон, сложный эфир карбоновой кислоты, нитроалкан или их смеси. Неуглеводородным топливом является метанол, этанол, метилтретбутиловый эфир, метилэтил кетон, переэтерифицированные масла и/или жиры из растений и животных, такие как метиловый эфир рапсового масла и метиловый эфир соевого масла, и нитрометан. Смеси углеводородного и неуглеводородного топлив включают бензин и метанол и/или этанол, дизельное топливо и этанол, и дизельное топливо и переэтерифицированное растительное масло, например метиловый эфир рапсового масла. В одном варианте осуществления жидким топливом является неуглеводородное топливо или их смесь.

Дисперсия может использоваться в качестве единственной добавки для композиции топлива. В одном варианте осуществления дисперсию используют как одну добавку в комбинации с другими добавками для улучшения эксплуатационных характеристик с целью получения композиции топлива. В одном варианте осуществления изобретение обеспечивает композицию топлива, включающую (i) дисперсию, которая включает: (а) металлосодержащее основание, (b) поверхностно-активное вещество и (с) органическую среду, в которой диспергируют металлосодержащее основание, (ii) вязкое смазочное масло и (iii) другие добавки для улучшения эксплуатационных характеристик.

Композиция топлива, таким образом, может содержать вязкое смазочное масло, определение которому было дано выше, в дополнение к количеству, которое может быть представлено органической средой дисперсии.

Другие добавки для улучшения эксплуатационных характеристик

Композиция топлива необязательно содержит другие добавки для улучшения эксплуатационных характеристик. Другие добавки для улучшения эксплуатационных характеристик включают, по меньшей мере, один агент, выбираемый из дезактиваторов металлов, детергентов, диспергаторов, модификаторов коэффициента трения, ингибиторов коррозии, антиоксидантов, антиоксидантов, ингибиторов ценообразования, деэмульгаторов, депрессоров температуры застывания, регуляторов набухания уплотнителя, биоцидов, средств, предохраняющих от биологического обрастания, добавок для улучшения текучести (включая полиметакрилаты, сополимеры малеино