N-單甲基苯胺作為提高汽油氧化穩定性的成分的製作方法

2023-12-03 17:23:56

N-單甲基苯胺作為提高汽油氧化穩定性的成分的製作方法
【專利摘要】本發明使用N-單甲基-4-甲氧基苯胺、N-單甲基-4-乙氧基苯胺和N-單甲基苯胺或它們的混合物作為發動機燃料的抗氧化添加劑，可用於改善發動機燃料的操作性能。本發明也屬於含有指定化合物的燃料結構。
【專利說明】N-單甲基苯胺作為提高汽油氧化穩定性的成分
[0001]本發明屬於化工領域，以化合物為添加對象，從而達到抗氧化的穩定性，可用於穩定發動機燃料。
[0002]本發明屬於化學成分，即汽油抗氧化添加劑，可以用於改善汽油的操作性能。
[0003]可燃碳氫燃料(主要來源於石油和天然氣)，由於已知典型的大部分碳氫化合物所固有的氧化機理(通過氧化過程滲透動力學進入到發動機燃料中)而受到氧化【文獻目錄1-7條】。碳氫化合物氧化作用的最初產品是過氧化氫，這是一種不穩定成分並會繼續轉化為其他成分的物質，轉化為何種成分取決於氧化的碳氫化合物和氧化過程的條件。此時，碳氫化合物的氧化速度取決於分子量和結構。並且烴的分子量越大，氧化速度越快。
[0004]汽油是不同分子量的各類碳氫化合物的混合物，在汽油氧化時，一次氧化產品可以自行發生反應。這導致大量含氧化合物的形成，而含氧化合物可以對氧化作用的速度和方向產生根本影響。而且，如果存在不飽和烴可使碳氫化合物氧化，純淨的碳氫化合物是不氧化的，而如果在側鏈帶雙鍵二烯烴和烷基芳烴的烴類混合物中存在不飽和烴，在常溫下幾乎可使所有碳氫化合物的混合物被空氣中的氧氣氧化。
[0005]汽油被氧化時，由於在無碳混合物(含氧或含硫化合物)的參與下一次氧化產品發生氧化聚合和氧化縮合，在汽油中形成高分子的膠質化合物。所以汽油的化學穩定性還取決於汽油中是否含有該化合物。
[0006]進入汽油(材料為原油)中的含氧化合物或在加工過程中形成的含氧化合物促使汽油發生氧化，從而降低汽油的化學穩定性，含硫化合物也有類似作用，所以要從加工原料中預先除去這些化合物。因此，現代石油的化學穩定性主要取決於其中的碳氫化合物成分和加入到汽油中的各種功能的添加劑。
[0007]眾所周知，在熱裂解汽油基礎上獲得的燃料，只能在其中加入專門的抗氧化添加劑後才能使用【文獻目錄第8條】。
[0008]汽油在石油基地的保存期限在平均氣候條件下不少於五年【文獻目錄第9條】。
[0009]最有效和最廣泛使用的抗氧化添加劑是烷基酚和胺類化合物【文獻目錄第10條】。我們還知道，在汽油中加入抗氧化添加劑會顯著減少汽油中膠質的生成。抗氧化添加劑的使用實際上完全解決了提高(通過熱裂解和催化裂化得到的)汽油的化學穩定性的問題。
[0010]我們知道，汽油在長期儲存中會變黑，這首先是由有機硫化合物的氧化造成的，而不是由累積的高分子碳氫化合物氧化產品生成物造成的，原則上，該生成物不存在較深的顏色【文獻目錄第11、12條】。
[0011]已知石油的氧化速度與石油的成分無關，在儲存過程中溫度升高10° C汽油的氧化速度增加到1.33倍【文獻目錄第13條】。存在重金屬(主要是催化該過程的銅和鐵)是汽油氧化過程中的其他重要因素。並且甚至是少量存在都會加速過氧化物的形成，所以尋找新的抗氧化劑是十分迫切的。在2008年12月30日的第US7470292號專利中描述了由N, N- 二氟-丁基-對苯二胺和曼尼希鹼(通過對壬基酚與4-烷基胺和醛之間的反應獲得，比值為1:3)製成的抗氧化劑。但是目前所使用的汽油抗氧化劑不能解決出現的所有問題，所以創造具有多功能的添加劑具有廣泛的前景。
[0012]汽油被有效利用在內燃發動機中，它應通過加入一些添加劑來提供相應的性能，每一種添加劑都有確定的功能。添加劑在汽油中的含量百分比不大，但是由於汽油產量和需求量增長，添加劑的需求量也在不斷增長。通常，現有添加劑只具有一個功能，需要進行獨立生產，而這需要很大的勞動力消耗和財政開支。所以創造具有多功能的添加劑是十分迫切的並且是能帶來經濟效益的。
[0013]本發明的技術任務是研究並創造出具有綜合性能的多功能汽油添加劑，可以只用一種添加劑同時實現幾個功能。
[0014]本發明的技術成果是，使用我們推薦的使用N-單甲基-4-烷氧基苯胺類製成的提高辛烷值的添加劑【專利2309944，俄羅斯聯邦，MPK C 07 C 217/82，C 07 C 235/24，C10L1/223, C10L1/224。提高烴燃料爆炸穩定性的衍生對甲氧基苯胺和燃料結構(草案)/伊萬諾夫Κλ A.，弗羅洛夫A.K).等人第2006111933/04號，申請日2006年4月12日，
【公開日】2007年11月10日，公告Ns 31 ;專利2309943，俄羅斯聯邦，MPK C 07 C 217/82, C 07 C 235/24，C10L1/223, C10L1/224。使用提高烴燃料爆炸穩定性的衍生對乙氧基苯胺和燃料結構(草案)/伊萬諾夫I0.A.，弗羅洛夫A.K).等人-Ns 2006108236/04,申請日2006年3月16日，
【公開日】2007年11月10日，公告第31號】作為汽油的抗氧化劑。
[0015]使用從N-單甲基苯胺類(即屬於簡單混合醚的N-單甲基-4-甲氧基苯胺和/或N-單甲基-4-乙氧基苯胺)和/或防止汽油氧化的N-單甲基苯胺中提取的提高辛烷值的添加劑可實現技術成果。
[0016] 眾所周知，帶有完全被隔離的亞胺和酚醛組的芳香胺和芳香酚是高效抗氧化劑。同時，不被隔離或輕微隔離的酚、亞胺通常不表現出抗氧化活性。但是我們所推薦的汽油抗氧化劑N-單甲基苯胺被甲基組輕微隔離，在汽油防氧化穩定性方面表現出良好的抗氧化活性，是新型的未被大家熟知的產品。
[0017]我們推薦的N-單甲基-4-烷氧基苯胺是簡單的混合醚，能有效地提高汽油氧化的穩定性，所以，在這種情況下，它被確定為有效的抗氧化劑。而且，大部分具有良好抗氧化性的物質都是低毒性的。此外，我們推薦的化合物，可以促使顯著降低聚合物、松脂狀和其他沉積在內燃發動機各部件(尤其是耐熱部件)中的汽油氧化產物的形成。同時，由於其分子中含有的醚基，包括保證汽油有效性和充分燃燒的氧氣，減少了尾氣中排放到空氣中的有毒物質的形成。這樣，使用我們推薦的N-單甲基-4-烷氧基苯胺作為汽油成分，將顯著提高汽油的質量，相應增加內燃發動機的使用壽命，並改善空氣環境。
[0018]本發明通過經以下測試結果證實
[0019]實驗的進行符合俄羅斯國家標準EN IS07536-2007,ASTM B525/1 P《氧化穩定性的確定》。誘導期法。
[0020]實驗方法的本質是確定處於壓力700千帕、溫度100° C下的氧氣中的汽油不被氧化的時間。
【權利要求】
1.使用N-單甲基-4-甲氧基苯胺和/或N-單甲基-4-乙氧基苯胺作為汽油抗氧化劑。
2.根據權利要求1，其中燃料中含有抗氧化添加劑的添加量的重量百分比為 0.001-3%。
3.根據權利要求1，其中燃料中含有抗氧化添加劑和N-單甲基苯的添加量的重量百分比為 0.001-3%。
【文檔編號】C10L1/10GK103797097SQ201280000494
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年2月21日 優先權日:2012年1月25日
【發明者】亞歷山大·尤利耶維奇·弗羅洛夫, 尤裡·亞歷山德羅維奇·伊萬諾夫 申請人:Ifo歐洲標準有限公司