多元醇载体流体和包括多元醇载体流体的燃料组合物

文档序号:1785716 发布日期:2019-12-06 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 多元醇载体流体和包括多元醇载体流体的燃料组合物 (Polyol carrier fluid and fuel composition comprising a polyol carrier fluid ) 是由 马卡耶·塔比比 斯科特·D·施瓦布 查尔斯·S·沙纳汉 威廉·J·科卢西 于 2018-03-13 设计创作,主要内容包括:本文描述一种用于燃料性能添加剂或包括这类添加剂的燃料的载体流体或流化剂。所述新颖载体流体包括烷氧基化醇或多元醇的独特共混物,其为燃料性能添加剂和并入所述添加剂的燃料提供出乎意料的性能改进。所述载体流体当与至少一种清洁剂组合时提供期望的阀粘着性能并且同时出乎意料地改进所述进气阀沉积物性能。(Described herein is a carrier fluid or fluidizer for a fuel performance additive or a fuel including such an additive. The novel carrier fluid comprises a unique blend of alkoxylated alcohols or polyols that provides unexpected performance improvements for fuel performance additives and fuels incorporating the additives. The carrier fluid provides desirable valve sticking performance when combined with at least one cleaning agent and at the same time unexpectedly improves the intake valve deposit performance.)

多元醇载体流体和包括多元醇载体流体的燃料组合物

技术领域

本公开大体上涉及用于控制沉积物和进气阀性能的燃料的载体流体。具体来说,本公开涉及多元醇载体流体、包括多元醇载体流体的燃料性能添加剂,和包括多元醇载体流体的燃料,以控制沉积物和进气阀性能。

背景技术

多年来,相当多的工作致力于用于控制(防止或减少)在火花点燃内燃机的燃料进气系统中的沉积物形成以及其它因素的燃料性能添加剂。具体来说,可有效控制燃料喷射器沉积物、进气阀沉积物和燃烧室沉积物的添加剂通常是研究活动的焦点,并且尽管有这些努力,但是特别是鉴于用于改进燃料经济性和发动机磨损的发动机技术的进一步发展,经常需要进一步改进。

典型的燃料性能添加剂的一种组分是清洁剂。清洁剂的作用通常是控制在内燃机中进气阀沉积物和喷射器沉积物的形成,以及减少或最小化在燃烧室中沉积物的形成或去除现有沉积物。清洁剂通常与流化剂或流体载体组合使用以改进清洁剂的性能。为了增强清洁剂控制沉积物的能力,通常将清洁剂连同石油基或合成载体流体添加到燃料。石油基载体流体包括环烷烃和链烷烃基础原料油,并且常规合成流体包括低分子量聚丙烯、聚异丁烯、聚α-烯烃、酯、多元醇和聚环氧烷。近年来,由于它们对燃烧室沉积物的贡献,已经减少或消除使用矿物油作为载体。

虽然在燃料中并入清洁剂和载体在减少进气阀沉积物方面是有效的,但是载体流体本身通常几乎没有清洁剂活性。载体流体有助于分散清洁剂,并且通常为燃料提供流化特性。在许多应用中,载体流体通常包括相对大部分的添加剂包;因此,载体流体技术的任何减少或改进可对燃料性能添加剂的性能和成本具有显著影响。

发明内容

根据一个方面,本文描述适合于火花可点燃燃料的添加剂组合物。在一种方法中,燃料添加剂组合物包括清洁剂、任选的烃溶剂和至少一种液体载体,所述液体载体包括脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物,其中共混物的每种烷氧基化醇具有24到32个环氧烷重复单元。在一些方法中,环氧烷选自以下组成的组:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷,其共聚物和其组合。在其它方法中,环氧烷为形成脂肪族C16到C18丙氧基化或丁氧基化醇的共混物的环氧丙烷或环氧丁烷,其中共混物的每种醇具有24到32个环氧丙烷或环氧丁烷重复单元。

在燃料添加剂组合物的又其它方法中,共混物的重均分子量可为约1300到约2600;脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物可包括约30重量%到约70重量%的具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元的直链或支链脂肪族C16烷氧基化醇,并且,在其它方法中,还包括约70重量%到约30重量%的具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元的直链或支链脂肪族C18烷氧基化醇;至少一种液体载体的共混物可进一步包括约6重量%或更少的C20或高级烷氧基化醇和/或约4%或更少的C14或低级烷氧基化醇;清洁剂可选自以下组成的组:(i)通过长链脂肪族烃取代的酚或甲酚与醛和胺缩合形成的曼尼希反应产物,(ii)与胺或多元胺连接的长链脂肪族烃,(iii)燃料可溶性含氮盐、酰胺、酰亚胺、丁二酰亚胺、咪唑啉、酯和长链脂肪族烃取代的二羧酸或其酸酐或其混合物,(iv)聚醚胺;和(v)其组合;燃料添加剂组合物的清洁剂与液体载体的重量比可为约1∶0.25到约1∶1.5;燃料添加剂组合物的粘度在约-20°F下可为约320到约400cSt;任选的烃溶剂可选自以下组成的组:甲苯、二甲苯、四氢呋喃、异丙醇、异丁基甲醇、正丁醇、石脑油和其组合;燃料添加剂组合物可包括约0重量%到约90重量%的烃溶剂并且清洁剂装载为约10重量%到约50重量%;和/或脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物的粘度在40℃下可为约80cSt到约170cSt。应了解,在本段落和前述段落中提到的上述特征的任何组合可根据特定应用的需要在燃料添加剂组合物中以任何组合进行组合。

在另一个方面,描述用于火花可点燃烃类燃料的燃料组合物。在此方面的一种方法中,燃料组合物包括基础燃料、清洁剂、任选的烃溶剂和至少一种液体载体,所述液体载体包括脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物,其中共混物的每种烷氧基化醇具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元。在一些方法中,液体载体的环氧烷选自以下组成的组:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、其共聚物和其组合。在其它方法中,环氧烷为形成脂肪族C16到C18丙氧基化或丁氧基化醇的共混物的环氧丙烷或环氧丁烷,其中共混物的每种醇具有24到32摩尔环氧丙烷或环氧丁烷或24到32个环氧丙烷或环氧丁烷重复单元。

在燃料组合物的其它方法中,共混物的重均分子量可为约1300到约2600;脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物可包括约30重量%到约70重量%的具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元的直链或支链脂肪族C16烷氧基化醇,并且,在其它方法中,还包括约70重量%到约30重量%的具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元的直链或支链脂肪族C18烷氧基化醇;至少一种液体载体的共混物可进一步包括约6重量%或更少的C20或高级烷氧基化醇和/或约4%或更少的C14或低级烷氧基化醇;清洁剂可选自以下组成的组:(i)通过长链脂肪族烃取代的酚或甲酚与醛和胺缩合形成的曼尼希反应产物,(ii)与胺或多元胺连接的长链脂肪族烃,(iii)燃料可溶性含氮盐、酰胺、酰亚胺、丁二酰亚胺、咪唑啉、酯和长链脂肪族烃取代的二羧酸或其酸酐或其混合物,(iv)聚醚胺;和(v)其组合;燃料组合物的清洁剂与液体载体的重量比可为约1∶0.25到约1∶1.5;任选的烃溶剂可选自以下组成的组:甲苯、二甲苯、四氢呋喃、异丙醇、异丁基甲醇、正丁醇、石脑油和其组合;燃料组合物可包括约0到约90重量%的烃溶剂并且清洁剂装载可为约10重量%到约50重量%;和/或脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物的粘度在40℃下可为约80cSt到约170cSt。应了解,在本段落和前述段落中提到的上述特征的任何组合可根据特定应用的需要在燃料组合物或添加剂中以任何组合进行组合。

在又另一个方面,提供一种用于控制进气阀沉积物和进气阀粘着的方法。在一种方法中,方法包括向火花点火内燃机提供燃料并且操作火花点火内燃机。燃料含有具有清洁剂;任选的烃溶剂;和至少一种液体载体的燃料添加剂组合物,所述液体载体包括脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物,其中共混物的每种烷氧基化醇具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元。在一些方法中,液体载体的环氧烷选自以下组成的组:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、其共聚物和其组合。在其它方法中,环氧烷为形成脂肪族C16到C18丙氧基化或丁氧基化醇的共混物的环氧丙烷或环氧丁烷,其中共混物的每种醇具有24到32摩尔环氧丙烷或环氧丁烷或24到32个环氧丙烷或环氧丁烷重复单元。

在所述方法的其它方法中,共混物的重均分子量可为约1300到约2600;脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物可包括约30重量%到约70重量%的具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元的直链或支链脂肪族C16烷氧基化醇,并且,在其它方法中,还包括约70重量%到约30重量%的具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元的直链或支链脂肪族C18;至少一种液体载体的共混物可进一步包括约6重量%或更少的C20或高级烷氧基化醇和/或约4%或更少的C14或低级烷氧基化醇;清洁剂可选自以下组成的组:(i)通过长链脂肪族烃取代的酚或甲酚与醛和胺缩合形成的曼尼希反应产物,(ii)与胺或多元胺连接长链脂肪族烃,(iii)燃料可溶性含氮盐、酰胺、酰亚胺、丁二酰亚胺、咪唑啉、酯和长链脂肪族烃取代的二羧酸或其酸酐或其混合物,(vi)聚醚胺,和(v)其组合;燃料添加剂组合物的清洁剂与液体载体的重量比可为约1∶0.25到约1∶1.5;燃料添加剂组合物的粘度在约-20°F下可为约320到约400cSt;任选的烃溶剂可选自以下组成的组:甲苯、二甲苯、四氢呋喃、异丙醇、异丁基甲醇、正丁醇、石脑油和其组合;和/或燃料添加剂组合物可包括约0到约90重量%的烃溶剂并且清洁剂装载为约10重量%到约50重量%。应了解,在本段落和前述段落中提到的上述特征的任何组合可根据特定应用和方法的需要在燃料组合物或添加剂中以任何组合进行组合。

在又另一个方面,提供一种方法以减少在燃料性能添加剂或包括这类添加剂的燃料中使用的溶剂的量。在一种方法中,方法包括通过组合清洁剂、减少量的烃溶剂和至少一种液体载体形成燃料性能添加剂,所述液体载体包括脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物,其中共混物的每种烷氧基化醇具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元。在一些方法中,环氧烷选自以下组成的组:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷,其共聚物和其组合。在其它方法中,环氧烷为形成脂肪族C16到C18丙氧基化或丁氧基化醇的共混物的环氧丙烷或环氧丁烷,其中共混物的每种醇具有24到32摩尔环氧丙烷或环氧丁烷或24到32个环氧丙烷或环氧丁烷重复单元。在一些方法中,与不包括脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物并且提供类似的进气阀沉积物和进气阀粘着的燃料性能添加剂相比,烃溶剂的量减少约1重量%到约5重量%。减少在燃料性能添加剂中溶剂量的方法可包括如在先前段落中所提到的任何其它方法和方面。

在又另一个方面,本文描述适合于火花可点燃燃料的燃料添加剂组合物,所述燃料添加剂组合物主要由清洁剂、任选的补充燃料添加剂、至少一种液体载体组成,所述液体载体包括脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物,其中共混物的每种烷氧基化醇具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元,并且其中燃料添加剂组合物基本上不含烃溶剂(如小于约2重量%,在其它方法中,小于约1重量%,并且在又其它方法中,没有溶剂)。在一些方法中,环氧烷选自以下组成的组:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷,其共聚物和其组合。在其它方法中,环氧烷为形成脂肪族C16到C18丙氧基化或丁氧基化醇的共混物的环氧丙烷或环氧丁烷,其中共混物的每种醇具有24到32摩尔环氧丙烷或环氧丁烷或24到32个环氧丙烷或环氧丁烷重复单元。任选的补充燃料添加剂可包括附加载体油、分散剂/清洁剂、抗氧化剂、金属钝化剂、染料、标记物、腐蚀抑制剂、杀生物剂、抗静电添加剂、减阻剂、破乳剂、除雾剂、防冰添加剂、防爆添加剂、防阀座凹陷添加剂、防磨损添加剂、低温流动改进剂、降凝剂、润滑添加剂、摩擦改进添加剂、燃料经济性添加剂、辛烷值改进剂、十六烷值改进剂、助燃剂和其它类似添加剂以及见于汽油中或可从处理、储存或分配燃料带出的其它添加剂。

附图说明

图1为示出燃料添加剂的粘度的图;

图2为示出燃料添加剂的进气阀粘着的图;

图3、4和5为示出包括燃料添加剂的各种燃料的进气阀沉积物的图;

图6、7和8为示出燃料添加剂的进气阀粘着的图;和

图9为示出包括燃料添加剂的各种燃料的进气阀粘着的图。

具体实施方式

本文描述一种用于燃料性能添加剂或包括这类添加剂的燃料的载体流体或流化剂。新颖载体流体包括烷氧基化醇或多元醇的独特共混物,其为燃料性能添加剂和并入添加剂的燃料提供出乎意料的性能改进。载体流体当与至少一种清洁剂组合时提供期望的阀粘着性能并且同时出乎意料地改进进气阀沉积物性能。在一些方法中,独特的载体流体还表现出降低的粘度,这使得能够降低燃料添加剂的总烃溶剂装载,从而改进性能和/或使得能够降低燃料供应器的处理率。

载体流体或流化剂大体上为对于燃料通过(一种或多种)添加剂的悬浮或溶解有助于将(一种或多种)添加剂(如清洁剂)分散到燃料中的材料。载体流体也可为大体上为燃料提供流化特性或在燃料内携带或运输(一种或多种)添加剂的能力,和/或提供超出仅仅稀释的功能的流体。在本公开中,载体流体可为如本文所描述的独特的醇或多元醇共混物以及与任选的第二载体流体组合的这类共混物,所述第二载体流体如但不限于聚-α-烯烃低聚物和单体、矿物油,液体聚(氧化烯)化合物、其它液体醇或多元醇、聚烯烃、液体酯、其组合,和类似的液体或流体载体。

在第一方面,本文描述适合于火花可点燃燃料的燃料性能添加剂或组合物。组合物包括清洁剂;任选的烃溶剂;和至少一种液体载体,所述液体载体包括脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物,其中共混物的每种烷氧基化醇具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元。脂肪族C16到C18脂肪族链可为直链或支链,并且在一些优选的方法中,这类链为直链。独特的液体载体共混物控制进气阀粘着(IVS)并同时出乎意料地控制进气阀沉积物(IVD)。如本文所用,关于IVS或IVD的控制(control或controls)大体上意指减少或防止阀粘着或减少或防止阀沉积物的形成。控制大体上也可意指去除或减少任何现有的阀沉积物。如背景技术中所讨论,预期载体流体不表现出如本文所描述的独特共混流体所发现的IVD性能的这类显著增加。

载体流体

转向更具体的说明,新颖载体流体为脂肪族C16和C18烷氧基化醇与其中选择量的环氧烷的共混物,以实现期望的性能改进。通过一种方法,醇为C16和C18烃基终止的或烃封端的聚(氧化烯)聚合物的共混物。烃基部分优选地为脂肪族链并且可为直链或支链,并且优选地为直链。在一种方法中,脂肪族烷氧基化醇的共混物可具有以下例示的结构式:

其中R1为脂肪族直链或支链,优选地饱和的C16或C18烃链,R2和R3独立地为氢或具有1或2个碳的烷基烃链,并且可相同或不同,并且n+m可为24到32。

更具体地,本文载体流体的烷氧基化醇的共混物包括选自以下组成的组的低级环氧烷:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、其共聚物和其组合。优选地,低级环氧烷为环氧丙烷或环氧丁烷或环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的共聚物(以及其任何组合)。在另一种方法中,环氧烷为环氧丙烷。共聚物可为无规或嵌段共聚物。在一种方法中,烷氧基化醇为其中各自具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元的直链或支链脂肪族C16和C18烷氧基化醇的共混物,并且在另一种方法中,每种醇具有约28到约32摩尔环氧烷或28到约32个环氧烷重复单元。

直链或支链脂肪族C16烷氧基化醇和直链或支链脂肪族C18烷氧基化醇的共混物的重均分子量可为约1300到约2600,并且,在其它方法中,约1600到约2200。高于和低于选择的载体流体共混物的摩尔和分子量范围,如在以下实例中提供的性能存在明显下降。

脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物可包括约30重量%到约70重量%(在另一种方法中,约30重量%到约50重量%)的具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元的脂肪族C16烷氧基化醇和约70重量%到约30重量%(在另一种方法中,约50重量%到约70重量%)的具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元的脂肪族C18烷氧基化醇。在一些方法中,烷氧基化醇的共混物包括相对于C16烷氧基化醇多约2到约4倍的C18烷氧基化醇,并且在其它方法中,多约2.3到约3倍的C18醇。

较低和较高分子量的醇导致性能降低。因此,本文的共混物也可包括约6%或更少(在其它方法中,约4%或更少,并且在又其它方法中,约2%或更少)的C20或高级烷氧基化醇和/或约4重量%或更少(或在其它方法中约2重量%或更少,并且在又其它方法中,约1%或更少)的C14或低级烷氧基化醇。

在本公开中采用的烃基封端的聚(氧化烯)聚合物为C16或C18封端的单羟基化合物,即,醇,并且与为二元醇(二醇)或多元醇的聚(氧化烯)醇不同,所述二元醇或多元醇不是烃基封端的或以除主要C16或C18链之外的烃链封端。烃基封端的聚(氧化烯)醇可通过在聚合条件下将低级环氧烷,如环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷添加到羟基化合物R-OH(即,起始醇)来生产,其中R为具有16或18个碳的链的烃基,并且其封端聚(氧化烯)链。

在一种方法中,本文载体流体的脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物为合成共混物,因为共混物具体地说被配制成包括选择量或比率的C16和C18醇而不是单独地纯或单一醇,如单一十八烷醇或十六烷醇。当组合时,本文醇的共混物表现出的粘度为在40℃下约80cSt到约170cSt,如通过ASTM D445测量。当在燃料性能添加剂组合物中组合时,整个燃料添加剂组合物的粘度可为在-20°F下约320cSt到约400cSt,但是如下文更多得论述,此功能粘度可在减少增加到组合物的溶剂的情况下实现。

烷氧基化醇的共混物可通过提供期望C16和C18多元醇分布的任何起始醇来制备。通过一种方法,烷氧基化醇共混物可通过使饱和直链或支链醇与期望的具有选择的环氧烷和双金属或碱性催化剂的C16到C18烃的烃共混物制备。

在其它方法中,在聚合反应中,可采用单一类型的环氧烷,例如环氧丙烷,在此情况下,产物为均聚物,例如聚(氧化烯)丙醇。然而,共聚物同样符合要求,并且无规或嵌段共聚物通过使含羟基的化合物与环氧烷的混合物,如环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷的混合物接触容易地制备。当氧化物的反应性相对相等时,更容易地制备无规聚合物。在某些情况下,当环氧乙烷与其它氧化物共聚时,环氧乙烷较高的反应速率使制备无规共聚物困难。在任一情况下,可制备嵌段共聚物。嵌段共聚物通过在聚合条件下使含羟基化合物与第一种环氧烷接触,然后以任何顺序或反复地与其它环氧烷接触来制备。在一个实例中,特定嵌段共聚物可由通过在合适的单羟基化合物上聚合环氧丙烷以形成聚(氧化丙烯)醇,并且然后在聚(氧化烯)醇上聚合环氧丁烷来制备的聚合物表示。

清洁剂

单独或组合的各种类型的清洁剂适合用于中本公开。举例来说,用于本文的燃料性能添加剂和燃料的清洁剂或分散剂可选自(i)通过长链脂肪族烃取代的酚或甲酚与醛和胺缩合形成的曼尼希反应产物,(ii)与胺或多元胺连接的长链脂肪族烃,(iii)燃料可溶性含氮盐、酰胺、酰亚胺、丁二酰亚胺、咪唑啉、酯和长链脂肪族烃取代的二羧酸或其酸酐或其混合物;(vi)聚醚胺;和(v)其组合。在本公开的燃料添加剂或燃料中,清洁剂可为选自以下组成的组的至少一个成员:多元胺、聚醚胺、丁二酰亚胺、琥珀酰胺、脂肪族多元胺和曼尼希清洁剂。

本文燃料添加剂和燃料的清洁剂与载体流体的重量比可为约1∶0.25到约1∶1.5,并且在其它方法中,约1∶0.5到约1∶0.8。

适用于本公开的合适的曼尼希碱清洁剂为烷基取代的羟基芳香族化合物、醛和胺的反应产物。本文所描述的用于制备曼尼希清洁剂反应产物的烷基取代的羟基芳香族化合物、醛和胺可为任何在所属领域中已知和应用的这类化合物。

可用于形成曼尼希碱反应产物的代表性烷基取代的羟基芳香族化合物为聚丙基苯酚(通过用聚丙烯烷基化苯酚形成)、聚丁基苯酚(通过用聚丁烯和/或聚异丁烯烷基化苯酚形成),和聚丁基-共-聚丙基苯酚(通过用丁烯和/或丁烯和丙烯的共聚物烷基化苯酚形成)。也可使用其它类似长链烷基苯酚。实例包括用丁烯和/或异丁烯和/或丙烯的共聚物烷基化的苯酚,和与其可共聚的一种或多种单烯烃共聚单体(例如乙烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯等),其中共聚物分子含有至少50重量%的丁烯和/或异丁烯和/或丙烯单元。与丙烯、丁烯和/或异丁烯聚合的共聚单体可为脂肪族的,并且也可含有非脂肪族基团,例如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、二乙烯基苯等。因此,在任何情况下,用于形成烷基取代的羟基芳香族化合物的所得聚合物和共聚物基本上为脂肪族烃聚合物。

在本文的一种方法中,聚丁基苯酚(通过用聚丁烯烷基化苯酚形成)用于形成曼尼希碱清洁剂。除非本文另外说明,否则术语“聚丁烯”以一般含义使用以包括由“纯的”或“基本上纯的”1-丁烯或异丁烯制备的聚合物,和由1-丁烯、2-丁烯和异丁烯中的两种或全部三种的混合物制备的聚合物。商品等级的这类聚合物也可含有不显著量的其它烯烃。通过如例如在美国专利第4,152,499号和西德公开说明书29 04 314中描述的方法形成的具有相对高比例的具有末端亚乙烯基的聚合物分子的所谓高反应性聚丁烯也适合用于形成长链烷基化苯酚反应物。

羟基芳香族化合物的烷基化通常在约20℃到约200℃的范围内的温度下在烷基化催化剂存在下执行。酸性催化剂大体上用于促进傅里德-克拉夫茨(Friedel-Crafts)烷基化。用于商业生产的典型催化剂包括硫酸、BF3、酚铝、甲磺酸、阳离子交换树脂、酸性粘土和改性沸石。

在酚类化合物的苯环长链烷基取代基衍生自如通过凝胶渗透色谱法(GPC)确定的数均分子量(MW为约500到约3000道尔顿(优选地约500到约2100道尔顿)的聚烯烃。也期望使用的聚烯烃的如通过GPC确定的多分散性(重均分子量/数均分子量)在约1到约4(更适合地约1到约2)的范围内。

整个说明书中提到的GPC方法的色谱条件如下:将20μL浓度大约为5mg/mL的样品(聚合物/不稳定的四氢呋喃溶剂)以1.0mL/min的流速注射到柱中。运行时间为40分钟。使用差示折射率检测器并且相对于分子量范围为284到4080道尔顿的聚异丁烯标准物进行校准。

曼尼希清洁剂可由长链烷基苯酚制备。然而,可使用其它酚类化合物,包括间苯二酚、对苯二酚、儿茶酚、羟基二苯基、苯甲基酚、苯乙基酚、萘酚、甲苯基萘酚等等的高分子量烷基取代的衍生物。特别适合于制备曼尼希缩合产物的为聚烷基酚和聚烷基甲酚反应物,例如聚丙基酚、聚丁基酚、聚异丁基酚、聚丙基甲酚、聚异丁基甲酚和聚丁基甲酚,其中烷基的数均分子量为约500到约2100,同时最合适的烷基为衍生自数均分子量在约800到约1300道尔顿的范围内的聚异丁烯的聚异丁基。

烷基取代的羟基芳香族化合物的构形为对位取代的单烷基苯酚或对位取代的单烷基邻甲酚构形。然而,可使用在曼尼希缩合反应中容易反应的任何烷基苯酚。因此,由仅具有一个环烷基取代基或两个或更多个环烷基取代基的烷基苯酚制备的曼尼希产物适合用于制备本文所描述的曼尼希碱清洁剂。长链烷基取代基可含有一些残余不饱和基团,但是一般来说,为基本上饱和的烷基。根据本公开的长链烷基苯酚包括甲酚。

代表性胺反应物包括但不限于在分子中具有至少一个适合反应性伯或仲氨基的直链、支链或环状亚烷基单胺和二或多元胺。其它取代基,如羟基、氰基、酰氨基等可存在于胺化合物中。在一个实施例中,曼尼希碱清洁剂衍生自亚烷基二或多元胺。这类二或多元胺可包括但不限于多亚乙基多元胺,如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、六亚乙基七胺、七亚乙基八胺、八亚乙基九胺、九亚乙基十胺、十亚乙基十一胺和具有对应于式H2N-(A-NH-)nH的亚烷基多元胺的氮含量的这类胺的混合物,其中A为二价亚乙基,并且n为1到10的整数。亚烷基多元胺可通过氨水和二卤烷烃,如二氯烷烃的反应获得。因此,由2到11摩尔的氨与1到10摩尔的具有2到6个碳原子和在不同碳原子上的氯的二氯烷烃的反应获得的亚烷基多元胺为合适的亚烷基多元胺反应物。

在一个实施例中,曼尼希碱清洁剂衍生自在分子中具有一个伯或仲氨基和一个叔氨基的脂肪族直链、支链或环状二胺或多元胺。合适的多元胺的实例包括N,N,N″,N″-四烷基二亚烷基三胺(两个末端叔氨基和一个中心仲氨基)、N,N,N′,N″-四烷基三亚烷基四胺(一个末端叔氨基、两个内部叔氨基和一个末端伯氨基)、N,N,N′,N″,N″′-五烷基三亚烷基四胺(一个末端叔氨基、两个内部叔氨基和一个末端仲氨基)、N,N-二羟烷基-α-、ω-亚烷基二胺(一个末端叔氨基和一个末端伯氨基)、N,N,N′-三羟烷基-α、ω-亚烷基二胺(一个末端叔氨基和一个末端仲氨基)、三(二烷氨基烷基)氨基烷基甲烷(三个末端叔氨基和一个末端伯氨基)和类似的化合物,其中所述烷基相同或不同,并且通常各自含有不大于约12个碳原子,并且其适合地各自含有1到4个碳原子。在一个实施例中,多元胺的烷基为甲基和/或乙基。因此,多元胺反应物可选自N,N-二烷基-α,ω-亚烷基二胺,如在亚烷基中具有3到约6个碳原子并且在每个烷基中具有1到约12个碳原子的那些。特别有用的多元胺为N,N--二甲基-1,3-丙二胺和N-甲基哌嗪。

具有一个可参与曼尼希缩合反应的反应性伯或仲氨基和至少一个不能以任何显著程度直接参与曼尼希缩合反应的空间位阻氨基的多元胺的实例包括N-(叔丁基)-1,3-丙二胺、N-新戊基-1,3-丙二胺、N-(叔丁基)-1-甲基-1,2-乙二胺、N-(叔丁基)-1-甲基-1,3-丙二胺和3,5-二(叔丁基)氨基乙基哌嗪。

用于制备曼尼希碱产物的代表性醛包括脂肪族醛,如甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、己醛、庚醛、硬脂醛。可使用的芳香族醛包括苯甲醛和水杨醛。用于本文的说明性杂环醛为糠醛和噻吩醛等。还有用的为产甲醛的试剂,如多聚甲醛或甲醛水溶液,如***。特别合适的醛可选自甲醛和***。

烷基苯酚、指定的(一种或多种)胺和醛之间的缩合反应可在约40℃到约200℃的范围内的温度下进行。反应可本体(无稀释剂或溶剂)或在溶剂或稀释剂中进行。水逸出并且可在反应过程期间中通过共沸蒸馏去除水。通常,曼尼希反应产物通过使烷基取代的羟基芳香族化合物、胺和醛分别以1.0∶0.5-2.0∶1.0-3.0的摩尔比反应来形成。

用于本公开实施例的合适的曼尼希碱清洁剂包括在美国专利第4,231,759号;第5,514,190号;第5,634,951号;第5,697,988号;第5,725,612号;第5,876,468号;和第6,800,103号中教导的那些清洁剂,所述专利的公开内容以引用的方式并入本文中。

适合用于本公开的各种实施例中的丁二酰亚胺清洁剂当以对于所述目的有效的量添加时可赋予燃料组合物分散剂效果。

丁二酰亚胺清洁剂例如包括烯基丁二酰亚胺,其包含通过使烯基丁二酸酐、酸、酸-酯或低级烷基酯与含有至少一个伯胺基的胺反应获得的反应产物。代表性非限制性实例在中美国专利第3,172,892号;第3,202,678号;第3,219,666号;第3,272,746号;第3,254,025号;第3,216,936号;第4,234,435号;和第5,575,823号给出。烯基丁二酸酐可通过将烯烃和马来酸酐的混合物加热到约180℃-220℃容易地制备。在一个实施例中,烯烃为低级单烯烃如乙烯、丙烯、异丁烯的聚合物或共聚物等。在另一个实施例中,烯基源来自分子量为至多10,000道尔顿或更高的聚异丁烯。在另一个实施例中,烯基为分子量为约500-5,000道尔顿并且通常为约700-2,000道尔顿的聚异丁烯基团。在优选的实施例中,丁二酰亚胺衍生自以1∶1摩尔比的四亚乙基五胺(TEPA)和聚异丁烯丁二酸酐(PIBSA),其中PIB的分子量为约950。

可用于制备丁二酰亚胺清洁剂的胺包括具有至少一个可反应以形成酰亚胺基团的伯胺基的任何胺。几个代表性实例为:甲胺、2-乙基己胺、正十二烷胺、十八烷胺、N,N-二甲基-丙二胺、N-(3-氨基丙基)吗啉、N-十二烷基丙二胺、N-氨基丙基哌嗪乙醇胺、N-乙醇乙二胺等。特别合适的胺包括亚烷基多元胺,如丙二胺、二亚丙基三胺、二-(1,2-亚丁基)-三胺、四-(1,2-亚丙基)五胺和TEPA。

在一个实施例中,胺为具有式H2N(CH2CH2NH)nH的亚乙基多元胺,其中n为一到十的整数。这些亚乙基多元胺包括乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺等,包括其混合物,在此情况下,n为混合物的平均值。这些亚乙基多元胺在每个端部具有伯胺基,因此可形成单烯基丁二酰亚胺和双烯基丁二酰亚胺。

用于本公开实施例的丁二酰亚胺清洁剂也包括多亚乙基多元胺(例如三亚乙基四胺或四亚乙基五胺)与烃经取代的羧酸、二酸或酸酐的反应产物,所述烃经取代的羧酸、二酸或酸酐通过分子量为500到5,000道尔顿,尤其700到2000道尔顿的聚烯烃(如聚异丁烯)与不饱和聚羧酸、二酸或酸酐(例如马来酸酐)的反应制备。

也适用作本公开实施例的丁二酰亚胺清洁剂的为通过使丁二酰亚胺-酸与多元胺或部分烷氧基化多元胺反应制备的丁二酰亚胺-酰胺,如在美国专利第6,548,458号中教导。丁二酰亚胺-酸化合物可通过使α-ω氨基酸与烯基或烷基取代的丁二酸酐在合适反应介质中反应制备。合适的反应介质包括但不限于有机溶剂,如甲苯,或加工油。水为此反应的副产物。甲苯的使用允许共沸去除水。

在用于制备丁二酰亚胺清洁剂的反应混合物中马来酸酐与烯烃的摩尔比可大幅变化。在一个实例中,马来酸酐与烯烃的摩尔比为5∶1到1∶5,并且在另一个实例中,范围为3∶1到1∶3,并且在又另一个实施例中,马来酸酐以化学计量过量使用,例如每摩尔烯烃1.1到5摩尔马来酸酐。未反应的马来酸酐可从所得反应混合物蒸发。

烷基或烯基经取代的丁二酸酐可通过马来酸酐与期望聚烯烃或氯化聚烯烃在所属领域中众所周知的反应条件下的反应制备。举例来说,这类丁二酸酐可通过聚烯烃和马来酸酐的热反应制备,如例如在美国专利第3,361,673号和第3,676,089号中所描述。替代地,取代的丁二酸酐可通过氯化聚烯烃与马来酸酐的反应制备,如例如在美国专利第3,172,892号中所描述。烃基取代的丁二酸酐的进一步讨论可见于例如美国专利第4,234,435号;第5,620,486号和第5,393,309号。

多烯基丁二酸酐可通过使用常规还原条件(如催化氢化)转化成多烷基丁二酸酐。对于催化氢化,优选的催化剂为钯/碳。同样地,多烯基丁二酰亚胺可使用类似的还原条件转化成多烷基丁二酰亚胺。

在用于制备丁二酰亚胺清洁剂的丁二酸酐上的多烷基或多烯基取代基可衍生自聚烯烃,所述聚烯烃为单烯烃,特别地1-单-烯烃,如乙烯、丙烯、丁烯等的聚合物或共聚物,当使用时,单烯烃将具有2到约24个碳原子,并且通常具有约3到12个碳原子。另外,单烯烃可包括丙烯、丁烯,特别地异丁烯、1-辛烯和1-癸烯。由这类单烯烃制备的聚烯烃包括聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯和由1-辛烯和1-癸烯产生的聚α-烯烃。

在一个实施例中,多烷基或多烯基取代基为衍生自聚异丁烯的取代基。用于制备本发明的丁二酰亚胺-酸的合适的聚异丁烯包括包含至少约20%的更反应性的甲基亚乙烯基异构体,例如至少50%并且期望至少70%反应性甲基亚乙烯基异构体的那些聚异丁烯。合适的聚异丁烯包括使用BF3催化剂制备的那些聚异丁烯。其中甲基亚乙烯基异构体占总组合物的高百分比的这类聚异丁烯的制备描述于美国专利第4,152,499号和第4,605,808号。在本文所描述的燃料组合物中使用的丁二酰亚胺清洁剂的量的丁二酰亚胺清洁剂与曼尼希碱清洁剂混合物的重量比可在约1∶6到约1∶12的范围内,例如约1∶9到约1∶11丁二酰亚胺清洁剂与曼尼希碱清洁剂混合物。

烃溶剂

本文燃料添加剂组合物和燃料可根据需要包括任选的烃溶剂以实现期望的燃料添加剂粘度。合适的烃溶剂可为甲苯、二甲苯、四氢呋喃、异丙醇、异丁基甲醇、正丁醇、石脑油和其组合。如上文所提到,与现有载体流体相比,本文具有独特醇共混物的载体流体表现出降低的粘度。因此,在一些方法中,有利的是燃料添加剂组合物可包括降低水平的溶剂以便用作载体流体。

为此,本公开的燃料性能添加剂组合物可包括约0到约90重量%的烃溶剂,在其它方法中,约10重量%到约70重量%的烃溶剂,并且在又另一方法中,约20重量%到约50重量%的烃溶剂。相对于其它添加剂组分,降低溶剂水平可导致(在一些应用中)在燃料性能添加剂中相对较高百分比的清洁剂。在一些方法中,本文所描述的添加剂可表现出的清洁剂装载为约10重量%到约50重量%,并且在其它方法中,约15重量%到约40重量%。

任选的添加剂

除了上文所描述的(一种或多种)清洁剂和载体流体之外,本公开的燃料性能添加剂和燃料组合物可含有补充添加剂。所述补充添加剂包括附加分散剂/清洁剂、抗氧化剂、载体流体、金属钝化剂、染料、标记物、腐蚀抑制剂、杀生物剂、抗静电添加剂、减阻剂、破乳剂、除雾剂、防冰添加剂、防爆添加剂、防阀座凹陷添加剂、防磨损添加剂、润滑添加剂和助燃剂。

用于配制根据本公开的燃料组合物的添加剂可单独或以各种子组合共混到基础燃料中。然而,期望使用添加剂浓缩物同时混合所有组分,因为这利用通过当呈添加剂浓缩物形式时成分的组合提供的相互相容性。另外,浓缩物的使用减少共混时间并且减少共混错误的可能性。

基础燃料

用于配制本公开实施例的燃料组合物的基础燃料包括适合用于火花点火内燃机(如含铅或无铅车用和航空汽油以及所谓的重新配制的汽油)的操作的任何基础燃料,所述重新配制的汽油通常含有汽油沸程的烃和燃料可溶性含氧共混剂(“含氧化合物”),如醇、醚和其它合适的含氧有机化合物两者。举例来说,燃料可包括沸程在汽油沸程内的烃的混合物。这类燃料可由直链或支链链烷烃、环链烷烃、烯烃、芳香族烃或其任何混合物组成。汽油可衍生自直馏石脑油、聚合物汽油、天然汽油或来自沸点在约27℃到约230℃范围内的催化重整原料。汽油的辛烷值不重要,并且任何常规汽油可用于本发明的实施例。

燃料也可含有含氧化合物。适合用于本公开实施例的含氧化合物包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、混合的C1到C5醇、甲基叔丁基醚、叔戊基甲基醚、乙基叔丁基醚和混合醚。当使用时,含氧化合物通常以低于约85体积%的量,并且优选地以在全部燃料中提供在约0.5体积%到约30体积%并且在其它方法中,约0.5体积%到约5体积%的范围内的氧含量的量存在于基础燃料中。

在一个实施例中,在汽油沸程中的烃的混合物包含液体烃馏分燃料组分,或这类组分的混合物,其含有沸点在约0℃到约250℃(ASTM D86或EN ISO 3405)或约20℃或约25℃到约200℃或约230℃范围内的烃。对于这类基础燃料的理想沸程和蒸馏曲线将通常根据其既定用途的条件,例如气候、季节和任何适用的本地法规标准或消费者偏好变化。

(一种或多种)烃燃料组分可从任何合适的源获得。它们可例如衍生自石油、煤焦油、天然气或木材,具体地说石油。替代地,它们可为合成产物,如来自费舍尔-托普希(Fischer-Tropsch)合成。方便地,它们可以任何已知方式衍生自直馏汽油、以合成方式生成的芳香族烃混合物、热或催化裂解烃、加氢裂解石油级分、催化重组烃或这些的混合物。

在优选的实施例中,(一种或多种)烃燃料组分包含选自以下组中的一种或多种的组分:饱和烃、烯烃、芳香族烃和含氧烃。在特定的实施例中,在汽油沸程中的烃的混合物包含饱和烃、烯烃、芳香族烃,和任选地含氧烃的混合物。在优选的实施例中,在汽油沸程汽油混合物中的烃的混合物具有含量在约40体积%到约80体积%范围内的饱和烃,含量为0体积%到约30体积%的烯烃和含量为约10体积%到约60体积%的芳香族烃。在一个实施例中,基础燃料衍生自直馏汽油、聚合物汽油、天然汽油、二聚和三聚烯烃、合成产生的芳香族烃混合物,或来自催化裂解或热裂解的石油原料,和这些的混合物。基础燃料的烃组成和辛烷值不重要。在一个具体实施例中,辛烷值(RON+MON)/2大体上将高于约80。任何常规车用燃料基料可用于本发明的实施例。举例来说,在某些实施例中,在汽油中的烃可被通常已知用于燃料的至多大量常规醇或醚代替。在一个实施例中,基础燃料期望地基本上不含水,因为水可阻碍平稳燃烧。

汽油基础燃料或在汽油沸程中的烃的混合物代表本发明的实施例的燃料组合物的比例。本文使用术语“主要量”因为在汽油沸程中的烃的量通常为约50重量%或体积%或更多。汽油基础燃料可在汽油组合物中存在约15%v/v或更高,更优选地,约50%v/v或更高。在一个实施例中,浓度可至多约15%v/v,或至多约49%v/v。在另一个实施例中,浓度可至多约60%v/v、至多约65%v/v、至多约70%v/v、至多约80%v/v,或甚至至多约90%v/v。

在优选的汽油组合物中的烃基础流体(a)的美国汽油规范具有以下物理特性并且可见于表1中。

表1美国汽油物理特性

特性 单位 最小 最大
蒸气压 psi 6.4 15.0
蒸馏(°F/Evap) vol%
10% 122 158
50% 150 250
90% 210 365
EP 230 437
驾驶性指标* 1050 1250

*DI=1.5(T10)+3.0(T50)+2.4(ETOH vol%)

汽油规范D 4814通过设定蒸气压、蒸馏、驾驶性指标和燃料终点的限制来控制汽油的挥发性。根据ASTM D4815确定在燃料中的含氧化合物量小于20vol%;然而如果含氧化合物量大于20vol%,那么方法应为ASTM D5501。

在优选的汽油组合物中的烃基础燃料的欧盟汽油规范具有在表2中示出的以下物理特性。

表2欧洲汽油规范

特性 单位 最小 最大
蒸气压 Kpa 45.0 90.0
在以下温度下的Evap% Vol%
70℃ 20 50
100℃ 46 71
150℃ 75
FP 210
蒸馏残余物 2
VLI(10vPpsi+7E70) 1050 1250

在汽油中的烃可被通常已知用于燃料的大量常规醇或醚代替。基础流体期望地基本上不含水,因为水可阻碍平稳燃烧。

实施例的烃燃料混合物基本上无铅,但是可含有在基础燃料的约0.1体积%到约85体积%下的微量的共混剂,如甲醇、乙醇、乙基叔丁基醚、甲基叔丁基醚、叔戊基甲基醚等,但是可利用较大的量。根据本教导内容的汽油组合物可进一步包括其中燃料为生物燃料的实施例,例如乙醇和/或生物丁醇。

在本文燃料组合物的一些实施例中,燃料性能添加剂包或浓缩物可包括约10重量%到约50重量%的本文所描述的清洁剂(在其它方法中,约15重量%到约40重量%,并且在又其它方法中,约20重量%到约30重量%),约2.5重量%到约75重量%的本文所描述的载体流体(在其它方法中,约7.5重量%到约45重量%,并且在又其它方法中,约12.5重量%到约15重量%),约0到约90重量%的本文所描述的溶剂(在其它方法中,约10重量%到约70重量%,并且在又其它方法中,约20重量%到约50重量%)和约0到约15重量%的其它添加剂。在一些方法中,基础燃料可包括约百万分之10到约百万分之1000(PPM)的燃料添加剂包或浓缩物,使得燃料组合物当与添加剂包共混时可包括约1PPM到约500PPM清洁剂,约0到约900PPM溶剂和约0.25到约750PPM如本文所描述的载体流体。下文示出在燃料性能添加剂包中的各种组分的范围。

本教导内容涉及具有如本文所描述的共混C16到C18烷氧基化醇的组合物和其使用方法,所述组合物作为用于在燃料中的清洁剂和其它添加剂的载体。如此,本公开涉及并入这些载体流体的组合物、用途、系统和方法,以减少或消除燃料喷射器、阀和燃烧室沉积物以及其它益处。更具体地,本公开涉及燃料性能添加剂和包含燃料、载体流体和清洁剂的燃料组合物,以及在各种内部燃烧系统中燃料组合物的用途。本文通过燃烧系统或发动机意指内燃机,本文例如并且不限于Atkinson循环发动机、旋转发动机、喷雾引导、壁引导,和组合的壁/喷雾引导直接喷射汽油(“DIG”)发动机、涡轮增压DIG发动机、机械增压DIG发动机、均质燃烧DIG发动机、均质/分层DIG发动机、装配有压电喷射器的DIG发动机,每次喷射具有多个燃料脉冲能力、具有EGR的DIG发动机、具有稀薄NOx捕集器的DIG发动机、具有稀薄NOx催化剂的DIG发动机、具有SN-CR NOx控制的DIG发动机、具有用于NOx控制的在喷射之后(后燃烧)的排放柴油燃料的DIG发动机、装配有灵活燃料操作(例如,汽油、乙醇、甲醇、生物燃料、合成燃料、天然气、液化石油气(LPG)和其混合物)的DIG发动机。也包括带或不带先进排放后处理系统能力、带或不带涡轮机、带或不带增压器、带或不带组合的增压器/涡轮增压器、带或不带递送用于燃烧和排放物改进的添加剂的车载能力,和带或不带可变阀正时的常规和先进端口供应燃料的内燃机。进一步包括汽油供应燃料的均质充气压缩点火(HCCI)发动机、柴油HCCI发动机、二冲程发动机、柴油燃料发动机、汽油燃料发动机、固定发电机、汽油和柴油HCCI、机械增压、涡轮增压的汽油和柴油直接喷射发动机、能够可变阀正时的发动机、贫燃烧发动机、能够使气缸失活的发动机或任何其它内燃机。燃烧系统的再另一实例包括在混合动力车辆中与电马达组合的上文列出的系统中的任何一种。

本公开还涉及用于通过选择具体的载体流体控制、改进或减少进气阀沉积物并且同时控制、改进或减少进气阀粘着的方法。如本文所用,进气阀粘着通过实验室大小的装备确定,所述装备基于CEC F-16-T-96的利用8个进气阀和阀引导件,并且进气阀沉积物通过ASTM D6201确定。

方法包括向火花点火内燃机提供燃料并且操作火花点火内燃机。燃料含有具有清洁剂、任选的烃溶剂和至少一种液体载体的燃料添加剂组合物,所述液体载体包括可为直链或支链的脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物,其中如上文所描述,共混物的每种烷氧基化醇具有24到32摩尔环氧烷或24到32个环氧烷重复单元。

还提供一种方法以减少在燃料性能添加剂或包括这类添加剂的燃料中使用的溶剂的量。方法包括通过组合清洁剂、减少量的烃溶剂和至少一种液体载体形成燃料性能添加剂,所述液体载体包括脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物,其中如上文所描述,共混物的每种烷氧基化醇具有26到32摩尔环氧烷或26到32个环氧烷重复单元。在一种方法中,与不包括脂肪族C16到C18烷氧基化醇的共混物的燃料性能添加剂相比,烃溶剂的量减少约1%到约5%。

本公开实施例的实践和优点可通过以下实例证明,这些实例是出于说明而非限制的目的呈现。除非另有说明,否则所有量,百分比和比例均以重量计。

实例

实例1:

制备两种本发明的燃料添加剂,其包括具有24或28摩尔环氧丙烷或24或28个环氧丙烷重复单元的C16到C18丙氧基化醇的共混载体流体,以确定与具有与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的常规壬基酚醇载体流体的比较燃料性能添加剂相比,这类添加剂的粘度改进。此实例的三种评估的燃料添加剂包括相同组分和那些组分的量,其中仅有的变化为载体流体的类型。

本发明的燃料添加剂1至少包括清洁剂和大约70重量%与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约30重量%与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基醇的共混的载体流体。本发明的燃料添加剂2为相同的燃料添加剂,其至少包括清洁剂和共混的载体流体,例外为此样品的共混的载体流体包括大约70重量%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约30%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基醇。

下表3和图1示出当使用本文的本发明的共混的载体流体时,燃料性能添加剂粘度的降低。

表3

实例2:

使用利用8个进气阀和阀引导件的实验室规模测试装备进一步测试实例1的相同三种燃料添加剂的进气阀粘性,其同时测量当使用施加的燃料添加剂时打开每个阀需要的每单位时间的压力。此技术基于CEC F-16-96并且在-20℃下操作。与实例1一样,在此实例中测试的添加剂除载体流体以外量和组成相同。下表4和图2示出当使用本文的本发明的共混的载体流体时,燃料性能添加剂阀粘着的降低。

表4

实例3:

通过组合在燃料中的添加剂和使用Ford 2.3升发动机并遵循ASTM D6201评估进气阀沉积物(IVD),进一步测试实例1的三种燃料性能添加剂控制发动机沉积物的能力。与实例1一样,在此实例中测试的燃料和添加剂除如在下表5中所提到的载体流体类型和载体流体的处理速率以外相同。将燃料添加剂以下文所提到的量和约1∶0.5的清洁剂与载体流体的比率添加到燃料。在此实例和先前实例中的清洁剂为曼尼希类清洁剂,如公开于美国专利第6,800,103号中。下表5和图3示出本公开的共混的载体流体对IVD具有出乎意料的效果。如先前所论述,不知道载体流体表现出清洁剂能力;因此,没有预期看到如在实例2中所示的IVS下降并且同时在此实例中示出的IVD的降低。

表5

*PTB是指每1000桶燃料的磅数

如在表5中所示,本发明的载体流体当在燃料中组合时,当在与对照燃料A相同的处理速率下使用时,导致IVD出乎意料的降低。具体来说,当在相同处理速率(即,63.8PTB)下在燃料中处理时,与对照相比,燃料添加剂1和2导致IVD好约32%和约55%。当本发明的载体流体共混物添加到燃料少15%(即,54.2PTB)时,载体流体仍然表现出进气阀沉积物少11%。同样,此结果是出乎意料的,因为不知道载体流体在燃料中具有清洁剂作用。

实例4:

使用ASTM D6201测试燃料添加剂以评估用于形成载体流体的醇类型或在燃料添加剂中所得载体流体的分子量如何影响在Ford 2.3升发动机中的进气阀沉积物(IVD)。用于此实例的评估的载体流体均为与24或28摩尔环氧丙烷或24或28个环氧丙烷重复单元反应的烃基醇。

评估以下燃料和燃料添加剂:燃料E为比较样品并且包括至少具有清洁剂和实例1的与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的常规壬基酚醇的载体流体的燃料添加剂。燃料F也为比较的并且包括至少具有清洁剂和与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的2-乙基己基醇的载体流体的燃料添加剂。因此,燃料F的载体流体包括仅具有六个碳的支链烃基末端。燃料G为本发明的样品,其至少具有清洁剂和共混的载体流体的燃料添加剂,所述共混的载体流体具有大约70重量%与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约30%与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基醇。也使用相同的燃料、燃料添加剂组分和其量测试另一本发明的燃料样品(燃料H),不同在于使用具有大约70重量%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约30重量%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基醇的共混的醇的载体流体。用于此实例的评估的燃料均包括相同的燃料、燃料添加剂组分和相同的量。仅有的变化为在燃料添加剂中载体流体的类型。

下表6以及图4和5证明以芳香族烃基或仅六个碳的链烃基封端的聚(氧化烯)聚合物如何导致比具有本文本的公开的共混的C16和C18醇载体流体的本发明样品较高的IVD值。

表6

实例5

当使用不同起始醇形成载体流体时,完成进一步测试以评估如在实例2中所描述的进气阀粘着。在此实例中,评估至少具有清洁剂和载体流体的燃料添加剂。测试五种不同的载体流体。每种为与24、28或30摩尔环氧丙烷或24、28或30个环氧丙烷重复单元反应的烃基醇,但是每种载体流体包括不同烃基末端。每种燃料添加剂至少包括曼尼希清洁剂和载体流体。除载体流体类型以外,每种燃料添加剂的组成和组分的量相同:

·比较燃料添加剂4包括实例1的与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的常规壬基酚醇。

·比较燃料添加剂5包括在实例4中描述的与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的2-乙基己基醇。

·本发明的燃料添加剂6包括大约70重量%与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约30重量%与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基醇(Alfol 1618CG)的共混的载体流体。

·本发明的燃料添加剂7包括大约70重量%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约30重量%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基醇(Alfol 1618CG)的共混的载体流体。

·本发明的燃料添加剂8包括大约30重量%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约70重量%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基醇(Alfol 1618CG)的共混的载体流体。

下表7以及图6和7提供此实例的结果。

表7

虽然燃料添加剂5提供良好IVS,但是它未提供本公开的本发明的载体流体的改进的IVD,如先前在实例4中所示。在实例4中评估的燃料F包括与使用与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的2-乙基己基醇的此实例的比较燃料添加剂5相同的载体。比较实例4和此实例的结果示出,所发现的共混的载体流体实现可接受的IVS,并且同时,通常不与在燃料中使用的载体流体相关联的IVD的出乎意料的改进。

实例6:

如实例2中所描述,使用用于IVS的测试进行许多测试以评估载体流体分子量对进气阀粘着(IVS)的影响。表8和图8示出燃料添加剂的各种IVS测试结果。测试的燃料添加剂包括一种或多种清洁剂和以下载体流体:

·比较燃料添加剂9包括实例1的与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的常规壬基酚醇。

·比较燃料添加剂10包括在实例4中描述的与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的2-乙基己基醇。

·比较燃料添加剂11包括与30摩尔环氧丙烷或30个环氧丙烷重复单元反应的2-乙基己基醇。

·比较燃料添加剂12包括与35摩尔环氧丙烷或35个环氧丙烷重复单元反应的2-乙基己基醇。

·本发明的燃料添加剂13包括大约70重量%与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约30重量%与24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基醇的共混的载体流体。

·本发明的燃料添加剂14包括大约70重量%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约30重量%与28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基醇的共混的载体流体。

·比较燃料添加剂15包括大约70重量%与35摩尔环氧丙烷或35个环氧丙烷重复单元反应的C18直链烃基醇和约30重量%与35摩尔环氧丙烷或35个环氧丙烷重复单元反应的C16直链烃基终止的醇共混的载体流体。

下表8和图8提供此实例的结果。

表8

实例7:

使用根据西南研究所(Southwest Research Institute)或SWRI(德克萨斯州圣安东尼奥市(San Antonio,Texas))可获得的方法使用Volkswagen Vanagon车辆进行的车辆测试进一步评估进气阀粘着,所述方法其全文以引用的方式并入本文中。在此测试中,测试的燃料添加剂与燃料组合,并且然后根据SWRI阀粘着测试操作,不同在于在-20℃下。与其它测试一样,每种测试的燃料包括相同燃料、相同燃料添加剂和其量,例外为改变在燃料添加剂中载体流体的类型。评估以下燃料。每种评估的燃料包括相同量的至少具有清洁剂和以下载体流体的燃料添加剂:

·比较燃料添加剂I包括实例1的具有24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元的常规壬基酚终止的醇。

·比较燃料J包括在实例4中描述的具有24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元的2-乙基己基终止的醇。

·本发明的燃料K包括大约70重量%具有24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元的C18直链烃基终止的醇和约30%具有24摩尔环氧丙烷或24个环氧丙烷重复单元的C16直链烃基终止的醇的共混的载体流体。

·本发明的燃料L包括大约70重量%具有28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元的C18直链烃基终止的醇和约30%具有28摩尔环氧丙烷或28个环氧丙烷重复单元的C16直链烃基终止的醇的共混的载体流体。

表9和图9说明此评估的结果。

表9

类似于实例5,虽然使用2-乙基己基载体流体的燃料J导致良好的进气阀粘着结果,但是此载体流体导致最高的如在实例4中所示的平均进气阀沉积物,并且因此在本公开的情形下为不可接受的

上文已经描述说明性实施例。所属领域的技术人员将显而易见,上文组合物和方法在不脱离本发明的一般范围的情况下可并入改变和修改。希望在本发明范围内包括所有这些修改和更改。此外,就术语“包括”用于具体实施方式或权利要求书中来说,这类术语旨在以类似于术语“包含”的方式而为包含性的,如“包含”当用作在权利要求书中的过渡词时所解释。

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