Топливная композиция с улучшенными низкотемпературными свойствами

Топливная композиция с улучшенными низкотемпературными свойствами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Данное изобретение относится, в целом, к композициям жидких топлив. Данное изобретение более конкретно относится к возобновляемым топливам и смесям легких топлив с возобновляемыми топливами в сочетании с новой присадочной композицией, разработанной для снижения образования частиц при хранении возобновляемого топлива и смесей возобновляемого топлива и легкого топлива.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Влияние сжигания ископаемых топлив на окружающую среду - широко признанная глобальная проблема. Существуют правительственные и гражданские инициативы для уменьшения этого неблагоприятного воздействия. Две из основных инициатив, которые затрагивают производство жидкого топлива, представляют собой нормы ЕРА (Управление по охране окружающей среды) для ограничения содержания S топлив для шоссейной техники, и даже повышение осведомленности о необходимости применения возобновляемых топлив.

[0003] Чтобы соответствовать требуемым показателям выбросов и эффективности топлива, первоначальные производители оборудования для автомобилей (OEM) исследуют применение ловушек для NOx, ловушек для частиц и технологии прямого впрыска. Такие ловушки и каталитические системы проявляют тенденцию быть невосприимчивыми к сере, это в сочетании с продемонстрированными неблагоприятными последствиями сжигания топлив, насыщенных серой, привело в результате к всемирной борьбе за снижение содержания серы в топливах (Reference World-Wide Fuel Charter, April 2000, Issued by ACE A, Alliance of Automobile Manufacturers, полный объем которой включен в данный документ ссылкой). Эти низкосернистые и сверхнизкосернистые топлива становятся все более и более необходимыми для обеспечения соответствия с требованиями к выбросам за полный срок службы транспортных средств последнего технологического поколения. Правительства также вводят дополнительные законопроекты для снижения выбросов твердых частиц и топливных выхлопных газов.

[0004] В Соединенных Штатах нормы Управления по охране окружающей среды (ЕРА) требуют, чтобы содержание серы топлива для шоссейной техники соответствовало характеристике Сверхнизкосернистое (Ultra Low Sulfur), в частности менее 15 ppm (частей на миллион) по массе серы в товарном компаундированном топливе с высокооктановыми компонентами. Подобные нормы также имеют место в мировом масштабе.

[0005] Способ, чаще всего используемый для снижения содержания серы в топливах, называется «гидроочистка». Гидроочистка представляет собой способ, при котором водород под давлением в присутствии катализатора реагирует с соединениями серы в топливе с образованием сероводородного газа и углеводорода.

[0006] В мировом масштабе существует значительная необходимость использовать «зеленые» или «возобновляемые топлива» в качестве источника энергии. Эти топлива приобретают популярность вследствие различных социальных и политических факторов. Влияние легких топлив на выделения диоксида углерода/глобальное потепление и зависимость от внешних ресурсов топлива представляют собой некоторые заметные факторы, вызывающие общественную поддержку.

[0007] Возобновляемые топлива приобретают все большее рыночное признание в качестве дистиллятного нефтепродукта для увеличения емкости рынка нефтяного дизеля. Смеси возобновляемых топлив с нефтяным дизелем применяют в качестве топлива для дизельных двигателей, используемых для отопления, производства электроэнергии и для передвижения на кораблях, лодках, а также автомобилях.

[0008] Часть возобновляемого дистиллятного нефтепродукта смешанного топлива общеизвестна как биодизель. Биодизель определяют как сложные эфиры жирной кислоты и алкила растительных или животных масел. Обыкновенные масла, применяемые в производстве биодизеля, представляют собой рапсовое, соевое, пальмовое, косточковое пальмовое, талловое, подсолнечное и применяемое кулинарное масло или животные жиры, хотя более экзотические масляные источники, такие как масла, полученные из водорослей, или ятрофное масло также представляют рыночный интерес.

[0009] Биодизель получают с помощью реакции (переэтерификации) цельных масел со спиртами (в основном метанолом) в присутствии катализатора (кислотного или основного), такого как гидроксид натрия или метилат натрия. Этот способ получения биодизеля, известный как CD способ, описан в многочисленных патентных заявках (смотри DE-A 4209779, патент США №5354878, ЕР-А-562504, полные объемы которых включены в данный документ ссылкой).

[0010] Биодизель представляет собой официально зарегистрированное топливо и топливную присадку Управлением по охране окружающей среды США (ЕРА). Для того чтобы материал квалифицировать как биодизель, топливо должно соответствовать ASTM D6751 (полный объем которого включен в данный документ ссылкой) для Соединенных Штатов и EN 14214 (полный объем которого включен в данный документ ссылкой) в Европе независимо от применяемого масла или жира или конкретного способа, применяемого для производства присадки. Технические требования ASTM D6751 предназначены для обеспечения качества биодизеля, применяемого в качестве базового компонента смеси для уровней смесей 20% и ниже, тогда как LN14214 применяют для обеспечения качества в 100% биодизеле, применяемом самостоятельно в качестве топлива, а также биодизеле, применяемом для получения смесей с легкими топливами.

[0011] Возобновляемые топлива также производят более новыми и отличными способами, чем традиционный способ переэтерификации, используемый для производства обычного биодизеля. Примеры этих новых способов включают BTL (биомасса в жидкость) на основе технологии Фишера-Тропша GTL (газ в жидкость) и биодизель «следующего поколения», который использует гидроочистку жиров, полученных из биоресурсов, и масел для производства углеводородного топлива. Хотя эти возобновляемые топлива обладают многими положительными политическими и экологическими характерными признаками, они также обладают некоторыми отрицательными характеристиками, которые должны быть приняты во внимание при использовании материала в качестве альтернативного топлива или в качестве базового компонента смеси для нефтяного дизеля. Одно из свойств, которое имеет особое значение в промышленности, представляет собой склонность возобновляемых топлив и смесей возобновляемого топлива/легкого топлива к образованию нерастворимых частиц во время хранения.

[0012] Данное изобретение относится к проблемам промышленной пригодности к эксплуатации топлива, связанным с образованием частиц в возобновляемых топливах, а также смесях возобновляемых топлив/нефтяного дизеля.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0013] Данное изобретение относится, в целом, к топливным композициям, данное изобретение более конкретно относится к новой присадочной композиции для ингибирования образования частиц в возобновляемых топливах (В100) и смесях возобновляемых топлив/легких топлив (Вхх), и к способам получения таких композиций.

[0014] Возобновляемая топливная композиция включает (i) возобновляемый компонент и (ii) новую присадочную композицию.

[0015] Смешанная топливная композиция включает (i) компонент на основе нефти, (ii) возобновляемый компонент и (iii) новую присадочную композицию.

[0016] Другой аспект данного изобретения, как описано в данном документе, представляет собой применение присадок, таких как (а) термические стабилизаторы, (b) ингибиторы коррозии, (с) присадки для повышения цетанового числа, (d) детергенты, (е) присадки для улучшения смазывающих свойств, (f) красители и индикаторы, (g) противообледенительные присадки, (h) деэмульгаторы/присадки против помутнения, (i) антиоксиданты, (j) дезактиваторы металлов, (k) биоциды, (1) антистатические присадки, (m) присадки для пригодности к эксплуатации при низких температурах/хладнотекучести и (n) антивспениватели; в сочетании с раскрытой новой присадочной композицией; в сочетании с возобновляемым топливом и новой присадочной композицией; или в сочетании со смесью возобновляемого топлива и легкого топлива и новой присадочной композицией для того, чтобы не только непосредственно повысить ингибирование частиц топлива, но также улучшить другие свойства топлива.

[0017] Другой вариант осуществления данного изобретения направлен на способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, такого как двигатель с воспламенением от сжатия, с применением в качестве топлива для двигателя подходящего компонента на основе нефти, подходящего компонента на основе возобновляемых ресурсов и описанной новой присадочной композиции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0018] Фигура 1 представляет собой схему колбы-приемника, 0,7-микронного стекловолоконного фильтра и воронки в качестве узла.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Данное изобретение относится, в целом, к композициям жидких топлив. Данное изобретение более конкретно относится к одному или более возобновляемому топливу в сочетании с присадочной композицией для ингибирования частиц или к смеси легких топлив с возобновляемыми топливами и присадочной композицией для ингибирования частиц.

[0020] Легкое топливо

[0021] В данном варианте осуществления легкое топливо представлет собой углеводород, полученный из переработанной нефти или в виде продукта способов Фишера-Тропша (хорошо известных специалистам в данной области техники). Углеводород может также быть растворителем. Топливные продукты обычно называют легкими дистиллятными топливами.

[0022] Легкие дистиллятные топлива охватывают диапазон типов дистиллятных топлив. Эти дистиллятные топлива используют во множестве применений, включая автомобильные дизельные двигатели и неавтомобильные применения как при изменяющейся, так и относительно постоянной скорости и режимах нагрузки, таких как применения при производстве энергии, в судовом, железнодорожном, сельскохозяйственном и строительном оборудовании.

[0023] Легкие дистиллятные топлива могут содержать атмосферные или вакуумные дистилляты. Дистиллятное топливо может включать крекинг-газойль или смесь любого соотношения прямоперегнанных или термически или каталитически крекированных дистиллятов. Дистиллятное топливо во многих случаях можно подвергнуть дополнительной обработке, такой как обработка водородом или другие способы для улучшения свойств топлива. Материал можно описать как бензин или среднедистиллятное жидкое топливо.

[0024] Бензин - низкокипящая смесь алифатических, олефиновых и ароматических углеводородов и, факультативно, спиртов или других кислородсодержащих компонентов. Обычно смесь кипит в диапазоне от приблизительно комнатной температуры до приблизительно 225°С.

[0025] Средние дистилляты можно использовать в качестве топлива для передвижения в автомобилях, самолетах, кораблях и лодках в качестве топочного мазута при обогреве домов и производстве энергии, и в качестве топлива в универсальных стационарных дизельных двигателях.

[0026] Жидкие топлива для двигателей и топочные жидкие топлива обычно имеют температуры вспышки выше чем 38°С. Среднедистиллятные топлива представляют собой высококипящие смеси алифатических, олефиновых и ароматических углеводородов и других полярных и неполярных соединений, имеющих точку кипения до приблизительно 350°С. Среднедистиллятные топлива обычно включают, но без ограничений, керосин, реактивные топлива и различные дизельные топлива. Дизельные топлива охватывают марки №№дизель-1, дизель-2, дизель-4 (легкий и тяжелый), марку 5 (легкий и тяжелый) и остаточные топлива марки 6. Технические требования к средним дистиллятам описаны в ASTM D-975 для автомобильных применений (полный объем которого включен в данный документ ссылкой) и ASTM D-396 для топливных применений (полный объем которого включен в данный документ ссылкой).

[0027] Среднедистиллятные топлива для авиации определены такими обозначениями, как JP-4, JP-5, JP-7, JP-8, Jet A, Jet A-1. Реактивные топлива определены военными техническими требованиями США MIL-T-5624-N, полный объем которых включен в данный документ ссылкой, и JP-8 определен военными техническими требованиями США MIL-T83133-D, которые в полном объеме включены в данный документ ссылкой. Jet A, Jet A-1 и Jet В определены техническими требованиями ASTM D-1655 и Военным Стандартом 91, полные объемы которых включены в данный документ ссылкой.

[0028] Каждое из различных описанных топлив (двигательные топлива, печные топлива и авиационные топлива) имеет дополнительно к своим требованиям технических условий (ASTM D-975, ASTM D-396 и D-1655, соотвественно) допустимые ограничения содержания серы. Эти ограничения обычно порядка до 15 ppm серы для топлив для шоссейной техники, до 500 ppm серы для внедорожных применений и до 3000 ppm серы для авиационных топлив.

[0029] Возобновляемое топливо (топлива В100)

[0030] В данном варианте осуществления возобновляемое топливо представляет собой органический материал, который получают из природного, возобновляемого исходного сырья, которое можно использовать в качестве источника энергии. Подходящие примеры возобновляемых топлив включают, но без ограничений, биодизель, этанол и биомассу. Другие возобновляемые материалы хорошо известны специалистам в данной области техники.

[0031] В данном варианте осуществления «биодизель» относится ко всем моноалкильным сложным эфирам длинноцепочечных жирных кислот, полученных из растительных масел или животных жиров.

[0032] Биодизель обычно получают с помощью реакции цельных масел со спиртами в присутствии подходящего катализатора. Цельные масла представляют природные триглицериды, полученные из растительных или животных ресурсов. Реакция цельного масла со спиртом для получения сложного эфира жирной кислоты и глицерина обычно называется переэтерификацией. Альтернативно, биодизель можно получить с помощью реакции жирной кислоты со спиртом с образованием сложного эфира жирной кислоты.

[0033] Сегменты жирной кислоты триглицеридов обычно состоят из С10-С24 жирных кислот, где композиция жирных кислот может быть однородной или смесью различных длин цепей. Биодизель по данному изобретению может включать компоненты, происходящие из одного сырьевого источника, или смеси различных видов исходного сырья, полученных из растительного(-ых) или животного(-ых) источника. Обычно применяемые индивидуальные или комбинированные виды исходного сырья включают, но без ограничений, кокосовое, кукурузное, касторовое, ятрофное, льняное, оливковое, пальмовое, косточковое пальмовое, арахисовое, рапсовое, сафлоровое, подсолнечное, соевое, талловое масло, жир, свиное сало, желтый жир, сардинное, менхаденовое, сельдевое и применяемые кулинарные масла и жиры.

[0034] Подходящие спирты, применимые в любых способах эстерификации, могут быть алифатическими или ароматическими, насыщенными или ненасыщенными, разветвленными или линейными, первичными, вторичными или третичными, и могут обладать любой углеводородной цепочкой, имеющей длину от приблизительно С-1 до приблизительно С-22. При этом обычный выбор и выбор для производства падает на метанол.

[0035] Композиция биодизеля утверждается параметрами технических характеристик, изложенными в международных технических требованиях, таких как EN12214 и ASTM D6751 (полное описание которых включено в данный документ ссылкой). Сложный эфир жирной кислоты должен удовлетворять и поддерживать утвержденные параметры технических характеристик, изложенные в EN14214 или ASTM D6751, независимо от сырьевого источника цельного масла или способа, используемого для его получения.

[0036] Описание ASTM D6751 перечисляет требования к биодизелю (В100) как рассматриваемого в качестве подходящего смешанного сырья для углеводородных топлив. EN14214 устанавливает требования к биодизелю как применяемому в качестве как топлива, так и в качестве смешиваемого сырья для смешивания с дистиллятными топливами.

[0037] Возобновляемое топливо может также охватывать, в дополнение к биодизельным продуктам, полученным в результате гидрообработки масел и жиров, и продукты способов BTL. Эти способы хорошо известны специалистам в данной области техники.

[0038] Возобновляемое топливо, смеси легких топлив (Вхх топлива)

[0039] Возобновляемое топливо и легкое топливо можно смешивать в любом нужном соотношении, где конечная смесь масел предназначена для использования в качестве топлива.

[0040] В объеме данного изобретения топливо может содержать приблизительно 100% возобновляемых топлив, однако содержание возобновляемых в смеси составляет обычно до приблизительно 50% по объему конечной топливной смеси, более типично до приблизительно 35% по объему конечной топливной смеси, и альтернативно до приблизительно 20% по объему конечной топливной смеси.

[0041] Данное изобретение можно применять на практике при высоких концентрациях возобновляемого топлива, где содержание возобновляемого топлива составляет более чем приблизительно 15% по объему конечной топливной смеси. Данное изобретение также применимо при концентрациях возобновляемого топлива не ниже чем приблизительно 15, 12,5, 12, 11 и 10% по объему конечной топливной смеси, и даже при очень низких концентрациях возобновляемого топлива не ниже чем приблизительно 7,5, 5, 3, 2, 1 и 0,5% по весу конечной топливной смеси.

[0042] Проанализированное ингибирование частиц

[0043] Во время исследования и проектно-конструкторских работ для оценки свойств пригодности к эксплуатации при низких температурах возобновляемых топлив и смешанных топлив из возобновляемого топлива и легкого топлива обнаружили, что применение конкретной присадочной композиции может оказывать заметное влияние на замедление образования нерастворимого материала при хранении возобновляемых топлив и смешанных топлив из возобновляемого топлива и легкого топлива при сниженных температурах.

[0044] Возможные причины образования частиц полностью не ясны. Однако промышленно-технические лидеры в Европе и Соединенных Штатах теоретически допускают, что частицы могут быть связаны с очень низкой концентрацией продуктов неполной переэтерификации, таких как моно-, ди- и триглицериды, производные глицерина (глицериды), природные стеролы или даже сложные метиловые эфиры насыщенных жирных кислот, присутствующих в топливе.

[0045] Эти материалы, как полагают, выпадают из раствора во время длительного хранения или охлаждения и с течением времени образуют достаточно большие частицы, чтобы блокировать системы доставки топлива.

[0046] Производители возобновляемого топлива пытаются ввести производственные изменения для принятия мер против этих проблем. Основная модификация в изготовлении состояла в том, чтобы установить этап холодной фильтрации для удаления любых нерастворимых материалов, которые легко осаждаются из возобновляемого топлива. Однако эти меры предосторожности не были вполне эффективными при рассмотрении всего материала, образующего частицы, в топливе.

[0047] На основе опыта топливной промышленности считается, что проблемы образования частиц в возобновляемых топливах (В100-100% FAME (метиловый эфир жирной кислоты)) и смесях возобновляемого топлива/легкого топлива (Вхх смеси) могут быть связаны с плохими свойствами пригодности к эксплуатации при низких температурах возобновляемых топлив и смесей возобновляемого топлива/легкого топлива.

[0048] Исторически пригодность к эксплуатации при низких температурах (LTO) топлива является мерой присущих характеристик доставки и использования топлива при пониженных температурах. LTO топлива на основе нефти оценивают по его точке помутнения (СР), температуре текучести (РР) и его температуре предельной фильтруемости (CFPP). В Канаде также применяют другой способ - низкотемпературное испытание на текучесть (LTFT).

[0049] Температура предельной фильтруемости топлива - это температура, при и ниже которой воск в топливе будет вызывать серьезные ограничения для протекания через сетчатый фильтр. CFPP, как полагают, хорошо согласовывается с работоспособностью транспортного средства при низких температурах.

[0050] CFPP легких топлив оценивают с помощью ASTM D6371 (полный объем которого включен в данный документ ссылкой), IP-309 (полный объем которого включен в данный документ ссылкой) и EN-116 (полный объем которого включен в данный документ ссылкой).

[0051] Низкотемпературное испытание на текучесть (LTFT) очень сходно по принципу и действию с CFPP и оценивается с помощью ASTM D4539 (полный объем которого включен в данный документ ссылкой).

[0052] Способы фильтрации нефтяного дизеля (CFPP и LTFT) рассматривают как способы заменяющего испытания. Эти способы пытаются предсказать характеристики топлива по отношению к реальным рабочим условиям двигателя. Существуют обширные промышленные данные, устанавливающие связь между CFPP и реальной пригодностью к эксплуатации в поле. Точка помутнения или температура появления воска (WAT) топлива - точка, при которой в топливе обнаруживают первые видимые кристаллы. Точку помутнения можно оценить с помощью ASTM D2500, D5771, D5772 и D5773 (видимый способ), полные объемы которых включены в данный документ ссылкой, и посредством IP-389 (способ образования кристаллов), полный объем которого включен в данный документ ссылкой.

[0053] Температура текучести - это стандартное выражение для температуры, при которой масло, например минеральное масло, дизельное топливо или масло для гидравлических систем, перестает течь при охлаждении. Температуру текучести легких топлив можно оценить с помощью ASTM D97 (полный объем которого включен в данный документ ссылкой) и ISO-3016 (полный объем которого включен в данный документ ссылкой).

[0054] Способы физической оценки нефтяного дизеля (РР и СР) представляют собою способы, применяемые для оценки низкотемпературных характеристик топлива. Хотя эти способы не рассматривают непосредственно как заменяющие испытания для производительности двигателя, существует общепринятое убеждение/практика в нефтяной промышленности, при котором использование точки помутнения топлива является очень консервативным прогностическим показателем пригодности к эксплуатации топлива в поле. В частности, если топливо хранят и применяют выше точки помутнения топлива, то редко бывают, если вообще бывают, проблемы в поле, связанные с низкотемпературными свойствами топлива.

[0055] Современные общепринятые способы пригодности к эксплуатации при низких температурах дизельного топлива, хотя используются широко в топливной промышленности для прогнозирования присущих топливных свойств доставки и использования легких топлив, не оказались полностью пригодными для обнаружения или прогнозирования полевых проблем, связанных с засорением фильтра у возобновляемых топлив и смесей возобновляемого топлива и легкого топлива.

[0056] Этот недостаток непосредственно очевиден в СР способе. Проблемы в поле возникали в случае, когда В100, или Вхх топлива, хранившиеся в течение до 24 часов при температурах выше их точек помутнения, приводили к проблемам засорения фильтра, связанным с образованием нерастворимых частиц. Обычно применение СР легкого топлива рассматривают как наиболее консервативный прогностический показатель пригодности к эксплуатации топлива при низких температурах. Как правило, LTO проблемы с нефтяным дизелем редки, если когда-либо встречаются, в случае, когда эксплуатируют выше точки помутнения легких топлив.

[0057] Непригодность стандартного испытания нефти может быть вследствие нового явления образования частиц, связанного с возобновляемыми топливами и смесями возобновляемого топлива/легкого топлива. Новое явление может быть вызвано различными химическими частицами в легких топливах по сравнению с возобновляемыми топливами и смесями возобновляемого топлива/легкого топлива и возможно отличием механизмов образования частиц между легкими топливами и возобновляемыми топливами или смесями возобновляемого топлива/легкого топлива.

[0058] Образование нерастворимых частиц при хранении возобновляемых топлив, а также смесей возобновляемого топлива/легкого топлива, сильно повышало сложность свойств полевой пригодности к эксплуатации топлив.

[0059] Следовательно, ожидается, что в конкретных климатических зонах трудности, связанные с двигателями, такие как засорение топливных каналов или топливных фильтров, могут происходить в нормальных температурных диапазонах работы двигателя.

[0060] Хотя существовали проблемы пригодности к эксплуатации при низких температурах, связанные с десульфуризацией легких топлив, уменьшенная характеристика пригодности к эксплуатации при низких температурах, такая как ухудшенная текучесть при низкой температуре (т.е. увеличенная температура текучести и/или температура предельной фильтруемое топлива), были в целом предвидены топливной промышленностью. Пакеты присадок для решения проблем ULSD (сверхнизкосернистый дизель) CFPP, СР и РР в настоящее время доступны и по большей части оказались успешными при применении против низкотемпературных проблем ULSD.

[0061] Новые проблемы образования частиц, встречающиеся с возобновляемыми топливами (В100-100% FAME) и смесями возобновляемого топлива/легкого топлива (Вхх смеси), ранее не были признаны в промышленности, или проблемы не были решены применением известных на данный момент или применяемых топливных присадок.

[0062] Данное изобретение, раскрытое в данном документе, увеличивает устойчивость возобновляемого топлива или смеси возобновляемого топлива и легкого топлива к образованию нерастворимых частиц во время длительного хранения или эксплуатации при низких температурах.

[0063] Присадочная композиция для ингибирования частиц

[0064] В контексте данного изобретения агломераты определяют как объединение подобных или различных материалов с образованием большой массы. Конгломераты определяют как объединение агломератов с образованием большей массы. Частицы определяют как объединение конгломератов и агломератов с образованием еще большей массы.

[0065] Вариант осуществления данного изобретения представляет собой применение присадочной композиции для ингибирования агломерации, конгломерации и образования частиц в возобновляемых топливах, и в смесях возобновляемых топлив и легких топлив.

[0066] Новая присадочная композиция, выбранная для ингибирования агломерации, конгломерации и образования частиц в топливах, включает комбинацию любого одного из материалов, включающего: i) замедлители агломерации, ii) диспергатор частиц, iii) ингибитор осаждения частиц и iv) усилители совместимости.

[0067] Замедлители агломерации

[0068] Замедлители агломерации - это материалы, которые ингибируют начальное объединение углеводородных оксигенатов, таких как сложные метиловые эфиры жирной кислоты (FAME), как, например, содержащиеся в биодизеле, с другими FAME для В100 топлив, и в случае смешанного топлива, объединение FAME-компонентов с другими FAME или с углеводородными или парафиновыми компонентами в легких топливах. Ингибирование приводит к замедлению скорости объединения молекул, необходимых для образования агломератов.

[0069] Замедлители агломерации, используемые в составе, выбраны из группы, включающей полимеры, полученные из производных мономеров акриловой кислоты.

[0070] Вариант осуществления данного изобретения представляет собой замедлитель агломерации, содержащий в основном гомополимеры, или сополимеры акриловой кислоты, или производные акриловой кислоты.

[0071] Мономеры, которые можно использовать для получения акрилатных полимеров, выбраны из группы, характеризующейся общими формулами I и II.

[0072] Общая формула I

[0073] где

[0074] R=атом водорода или факультативно замещенная углеводородная группа с 1-30 атомами углерода;

[0075] R1=Н или факультативно замещенная углеводородная группа с 1-30 атомами углерода;

[0076] R2=атом водорода или факультативно замещенная С 1-8 алкильная группа; и

[0077] R3=атом водорода или факультативно замещенная С 1-8 алкильная группа; или

[0078] R2 и R3 вместе с присоединенным атомом углерода представляют факультативно замещенное циклоалкильное или циклоалкиленовое кольцо с 5-20 кольцевыми атомами углерода;

[0079] Общая формула (II)

[0080] где

[0081] R=атом водорода или факультативно замещенная углеводородная группа с 1-30 атомами углерода R', R”=атом водорода или факультативно замещенная С 1-8 алкильная группа, R1=H или факультативно замещенная углеводородная группа с 1-30 атомами углерода, х=от 0 до 5, n=от 1 до 100.

[0082] Выражение «углеводород», как используют в данном документе, подразумевает какую-либо одну из насыщенных или ненасыщенных алкильных групп, где группы могут быть линейными, разветвленными или циклическими, или замещенными или незамещенными арильными группами.

[0083] Подходящие примеры факультативных заместителей включают нитрогруппы, алкильные группы, алкокси, алкитио, циано, алкоксикарбонил, алкиламино, диалкиламино, (алкилкарбонил)алкиламино, (алкоксикарбонил)-алкиламино, алкилкарбониламино, алкоксикарбониламино и карбоновые, алкилкарбоновые (сложный эфир) и гидроксильные группы.

[0084] Алкильный фрагмент, описанный как R', R”, выбранный как факультативный присутствующий, соотвественно имеет до 8 атомов углерода, предпочтительно до 4 и, в частности, 1 или 2 атома углерода. Если имеется более двух атомов углерода, они могут быть разветвленными, но предпочтительно являются линейными.

[0085] Предпочтительно R представляет атом водорода или факультативно замещенную С 1-4 алкильную группу. Более предпочтительно R представляет атом водорода или метильную группу.

[0086] Предпочтительно, R1 представляет факультативно замещенную (но предпочтительно незамещенную) алкильную группу, или алкиленовую группу, или жирнокислотную группу, или арильную группу (например, бензильную группу). Наиболее предпочтительно, он представляет ненасыщенную алкильную группу. Предпочтительно, R1 имеет 8 или более атомов углерода, предпочтительно 10 или более и более предпочтительно 12 или более.

[0087] Предпочтительно, R2 и R3 представляют атом водорода или факультативно замещенную С 1-4 алкильную группу. Наиболее предпочтительно, R2 и R3 представляют атом водорода или метильную группу.

[0088] Относительное содержание мономеров типа I или типа II или множественных мономеров одного типа могут варьировать для достижения требуемых свойств с общим суммированием 100 вес.%.

[0089] Предпочтительно, среднечисленный молекулярный вес (Мn) акрилатного полимера находится в диапазоне 750-100000, более предпочтительно 1000-50000 и наиболее предпочтительно 2000-40000 а.е.м. (атомных единиц массы).

[0090] Способ получения этих материалов описан в U.S. 6409778 (полный объем которого включен в данный документ ссылкой).

[0091] Замедлители агломерации присутствуют в составе в диапазоне от приблизительно 0% до приблизительно 80%, более предпочтительно от приблизительно 0,1% до приблизительно 70,0% объем/объем, даже более предпочтительно от приблизительно 10,0% до приблизительно 65,0% объем/объем и наиболее предпочтительно от приблизительно 20,0% до приблизительно 60,0% объем/объем присадочной композиции.

[0092] Диспергаторы частиц

[0093] Диспергаторы частиц - это материалы, которые ингибируют объединение агломерированных сложных метиловых эфиров жирной кислоты, или агломерированных FAME и углеводородных или парафиновых компонентов с образованием более больших конгломератов, и дополнительно приводят в результате к ингибированию объединения конгломератов, необходимых для образования частиц.

[0094] Диспергаторы частиц, как описано в данном изобретении, представляют собой любой подходящий азотсодержащий детергент или диспергатор, известный в данном уровне техники, для применения в смазках или жидких топливах.

[0095] Предпочтительно, диспергатор выбирают из:

[0096] замещенных аминов,

[0097] ацилированных азотных соединений и

[0098] азотсодержащих конденсатов из фенола и альдегида.

[0099] i) Замещенные амины; где азот амина непосредственно присоединен к углеводороду. Выражение «углеводород», как используется в данном документе, означает какую-либо одну насыщенную или ненасыщенную алкильную группу, где группы могут быть линейными, разветвленными или циклическими, или замещенную или незамещенную арильную группу.

[0100] Замещенные амины можно описать как гидрокарбиламины, где гидрокарбил, как используется в данном документе, означает группу с атомом углерода, непосредственно присоединенным к остатку молекулы. Гидрокарбильный заместитель в таких аминах содержит, по меньшей мере, 8 и до приблизительно 50 атомов углерода. Гидрокарбильные заместители могут включать до приблизительно 200 атомов углерода. Примеры гидрокарбильных групп включают, но без ограничений, метил, этил, пропил, изопропил, бутил, их изомеры и полимеры.

[0101] Замещенные амины могут быть описаны как ароматические амины или ароматические полиамины общей формулы:

[0102] где

[0103] Аr представляет собой ароматическое ядро из 6-20 атомов углерода, R представляет собой Н, С 1-30, и

[0104] z составляет от 2 до 8. Конкретные примеры ароматических полиаминов представляют собой различные изомерные фенилендиамины, различные изомерные нафталиндиамины и пр.

[0105] Замещенные амины могут быть описаны как полиамины, где полиамины могут быть описаны общей формулой:

[0106] где

[0107] R=водород, алкил, R=1-30 атомов углерода при условии, что, по меньшей мере, один R представляет собой атом водорода, n=целое число от 1 до 10 и Х-С1-8.

[0108] Предпочтительно, каждый R независимо выбран из водорода или гидрокарбильной группы. Примеры гидрокарбильных групп включают, но без ограничений, метил, этил, пропил, изопропил, бутил, их изомеры и полимеры. Х представляет собой предпочтительно С 1-8 алкиленовую группу, наиболее предпочтительно этилен, и n может быть целым от 0 до 10.

[0109] Замещенные амины могут быть смесью полиаминов, например смесью этиленполиаминов. Конкретные примеры полиалкиленполиаминов (1) включают этилендиамин, триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин, три-(триметилен)тетрамин, пентаэтиленгексамин, гексаэтиленгептамин, 1,2-пропилендиамин и другие коммерчески доступные материалы, которые включают комплексные смеси полиаминов.

[0110] Альтернативно, амин или полиамин может быть гидроксиалкилзамещенным амином или полиамином, где исходный амин или полиамин можно также преобразовать в их соответствующие алкоксилаты. Алкоксилаты представляют собой продукты, полученные в результате реакции 1-100 молярных эквивалентов алкоксилирующего средства с азотной составляющей. Требуемые алкоксилирующие средства выбирают из группы, включающей: этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид и эпихлоргидрин или их смеси. Алкоксилаты можно получить из отдельного алкоксилирующего средства или альтернативно из смеси средств. Алкоксилат, полученный из смесей алкоксилирующих средств, можно получить поэтапным добавлением средств к амину с образованием блокполимеров, или можно добавить в виде смешанных средств с образованием неупорядоченных блоков/альтернирующих алкоксилатов.

[0111] Замещенные амины могут включать гетероциклические заместители, выбранные из азотсодержащих алифатических и ароматических гетероциклов, например пиперазинов, имидазолинов, пиримидинов, морфолинов и пр.

[0112] Конкретными примерами гетероциклических замещенных полиаминов (2) являются N-2-аминоэтилпиперазин, N-2- и N-3-аминопропилморфолин, N-3(димэтиламино)пропилпиперазин, 2-гептил-3-(2-аминопропил)имидазолин, 1,4-бис(2-аминоэтил)пиперазин, 1-(2-гидроксиэтил)пиперазин и 2-гептадецил-1-(2-гидроксиэтил)-имидазолин и пр.

[0113] (ii) Ацилированные азотные соединения: типичными классами ацилированных азотных соединений, пригодными для применения в данном изобретении, являются те, которые образованы реакцией ацилирующего средства, полученного из карбоновой кислоты, и амина. В таких композициях ацилирующее средство связано с аминосоединением через имидо, амидо, амидин или ацилоксиаммонийную связь.

[0114] Ацилирующее средство может варьировать от муравьиной кислоты и ее ацилирующих производных до ацилирующих средств с высоким молекулярным весом алифатических заместителей до 5000, 10000 или 20000 а.е.м. Ацили