季銨清潔劑燃料添加劑的製作方法
2023-07-19 13:07:56
季銨清潔劑燃料添加劑的製作方法
【專利摘要】本發明公開了季銨清潔劑燃料添加劑。用於柴油發動機的燃料可溶性添加劑，改善燃料噴射器性能的方法以及清潔柴油發動機的燃料噴射器的方法。所述燃料可溶性添加劑包括季銨鹽，該季銨鹽衍生自(a)包含至少一個叔氨基的烴基胺，(b)選自縮水甘油、縮水甘油醚、縮水甘油基酯、聚縮水甘油基醚、聚縮水甘油基酯及其組合的環氧化合物，其中縮水甘油基的取代基具有平均少於五個碳原子每個雜原子，和(c)任選質子給體的反應。
【專利說明】季鎮清潔劑燃料添加劑
【技術領域】
[0001] 本公開內容涉及柴油機燃料添加劑W及可用於改善直接燃料噴射發動機性能的 包括該添加劑的柴油機燃料。具體地，本公開內容涉及有效增強柴油發動機的直接燃料噴 射器性能的季饋鹽燃料添加劑。
【背景技術】
[0002] 公知的是液體燃料包含能在發動機運行期間降解並形成沉積物的組分。該種沉積 物能導致燃料不完全燃燒，產生更多的排放物和更差的燃料經濟性。清潔劑是公知的液體 燃料中的添加劑，幫助將沉積物形成減到最少。但是，隨著發動機的動力和機構不斷發展， 對燃料和添加劑的要求必須進化W跟上該些發動機發展。例如，當今的發動機具有具備更 小容忍度且在更高壓力下運行的噴射器系統，W增強向壓縮或燃燒室的燃料噴霧。沉積物 防止和減少對於最佳運行已經變得關鍵，並且因此需要能夠在液體燃料中提供可接受的性 能W促進最佳發動機運行的新的清潔劑。
[000引另外，間接燃料噴射柴油發動機，和更現代的高壓共軌她CR)直接燃料噴射柴油 發動機之間存在顯著差異。此外，低硫柴油機燃料和超低硫柴油機燃料是現在此類發動機 市場中常用的。"低硫"柴油機燃料表示基於燃料總重量按重量計硫含量為500 ppm或更少 的燃料。"超低硫"柴油機燃料扣LSD)表示基於燃料總重量按重量計硫含量為15 ppm或更 少的燃料。與較老式發動機和燃料噴射系統相比，HPCR發動機中的燃料噴射器在高的多的 壓力和溫度下工作。低硫或化SD和HPCR發動機的組合已經導致市場中現在發現的噴射器 沉積物類型W及噴射器沉積物形成頻率的改變。
[0004] 因此，用於直接燃料噴射發動機的燃料組合物經常在發動機內表面和燃料過濾器 上產生不希望有的沉積物。因此，需要能防止沉積物積累，對於車輛壽命而言保持"如新"的 清潔度的改進組合物。理想地，能清潔髒燃料噴射器、將性能恢復至W前的"如新"狀態的 相同組合物在減少空氣傳播的廢氣排放和改善發動機動力性能的嘗試中將同樣是需要的 和有價值的。
[0005] 已知的是在燃料組合物中使用聚異下帰基玻巧醜亞胺（PIBSI)衍生的季饋鹽清 潔劑作為添加劑，通過減少、最小化和控制沉積物形成，來促進最佳發動機運行，例如燃料 經濟性提高，車輛駕駛性能更好，排放物減少和發動機維護更少。該樣的季饋化清潔劑典 型地衍生自PIBSI化合物，其具有能通過姪基環氧化物，例如環氧丙焼焼基化，即季饋化 的側掛叔胺位點。該樣的反應和反應產物的實例包括在美國專利8, 147, 569和美國公開 2012/0138004 中。
[0006] 還已經公開了新的改進種類的衍生自聚異下帰基玻巧醜胺和/或醋的季饋鹽清 潔劑。該樣的添加劑據稱比PIBSI衍生的季饋清潔劑更加熱穩定，並且可W由較不能源密 集的方法製造。
[0007] 季饋鹽洗塗劑經常需要使用易燃的和危險的環氧化物，例如環氧丙焼，並且進一 步需要使用專口的和昂貴的壓力容器用於其生產。焼氧基化步驟需要駿酸作為質子給體。 所得駿酸鹽可能導致沉積物形成及與添加劑和燃料中存在的與駿酸鹽有關的其它問題。
[0008] 另外，聚異下帰基玻巧醜胺和/或醋中間體傾向於非常粘稠，並且在製造過程期 間難W處理。反應產物經常包含不同量的聚異下帰基玻巧醜亞胺，使得難W向反應混合物 中加入準確量的環氧化物和或酸。
[0009] 另外，清潔性能可能仍然需要改進，特別是在包含生物柴油組分的燃料中。
【發明內容】
[0010] 本公開內容涉及一類更有效的季饋清潔劑，其可W由叔胺與縮水甘油、縮水甘油 基離和縮水甘油基醋的反應製備。通常，縮水甘油基環氧化物的取代基具有少於五個碳原 子每個雜原子。該樣的環氧化物是大量現成的，不需要特殊的用於處理的壓力反應器。
[0011] 根據本公開內容，示例性實施方案提供燃料可溶性添加劑及其用於柴油發動機的 製備品，包含該添加劑的燃料，燃料添加劑濃縮物，改進燃料噴射器性能的方法和清潔柴油 發動機的燃料噴射器的方法。所述燃料添加劑包括季饋鹽，該季饋鹽衍生自（a)包含至少 一個叔氨基的姪基胺，化）選自縮水甘油、縮水甘油基離、縮水甘油基醋、聚縮水甘油基離、 聚縮水甘油基醋及其組合的環氧化合物，其中縮水甘油基的取代基具有平均少於五個碳原 子每個雜原子，和（C)任選質子給體的反應。所述燃料添加劑濃縮物包含所述燃料添加劑 和一種或多種組分和/或溶劑。
[0012] 本公開內容的另一個實施方案提供改善直接燃料噴射柴油發動機的噴射器性能 的方法。該方法包括使發動機基於柴油機燃料組合物運行，所述柴油機燃料組合物包含主 要量的柴油機燃料和基於燃料組合物總重量按重量計約5至約200 ppm的季饋鹽，該季饋 鹽衍生自（a)包含至少一個叔氨基的姪基胺，化）選自縮水甘油、縮水甘油基離、縮水甘油 基醋、聚縮水甘油基離、聚縮水甘油基醋及其組合的環氧化合物，其中縮水甘油基的取代基 具有平均少於五個碳原子每個雜原子，和（C)任選質子給體。
[0013] 在另一個實施方案中提供用於燃料噴射柴油發動機的燃料可溶性添加劑，包含季 饋鹽，該季饋鹽衍生自混合（a)包含至少一個叔氨基的姪基胺，化）選自縮水甘油、縮水甘 油基離、縮水甘油基醋、聚縮水甘油基離、聚縮水甘油基醋及其組合的環氧化合物，其中縮 水甘油基的取代基具有平均少於五個碳原子每個雜原子，和（C)任選質子給體。
[0014] 本公開內容的的另一個實施方案提供使直接燃料噴射柴油發動機運行的方法。該 方法包括在發動機中使燃料組合物燃燒，該燃料組合物包含主要量的燃料和基於燃料組合 物總重量按重量計約5至約200 ppm的季饋鹽，該季饋鹽衍生自（a)包含至少一個叔氨基 的姪基胺，化）選自縮水甘油、縮水甘油基離、縮水甘油基醋、聚縮水甘油基離、聚縮水甘油 基醋及其組合的環氧化合物，其中縮水甘油基的取代基具有平均少於五個碳原子每個雜原 子，和（C)任選質子給體。
[0015] 在此所述的燃料添加劑的優點為該添加劑不僅可W降低在燃料噴射器上形成的 沉積物的量，而且該添加劑還可W有效地清潔髒燃料噴射器，足W為發動機提供改善的功 率恢復。
[0016] 本公開內容的其它實施方案和優點將在隨後的詳細說明中部分闡述，和/或可W 通過本公開內容的實施獲悉。應理解，上述一般性說明和W下詳細說明僅是示例性和說明 性的，並非如權利要求那樣限制本公開內容。
【具體實施方式】
[0017] 本申請的燃料添加劑組分可小量用於主要量的燃料中，並且可W直接加入到 燃料中，或者作為添加劑濃縮物的組分加入到燃料中。用於改進內燃發動機的運行的特別 合適的燃料添加劑組分可W由下式的叔胺
【權利要求】
1. 用於燃料噴射柴油發動機的燃料添加劑，包含季銨鹽，該季銨鹽衍生自（a)包含至 少一個叔氨基的烴基胺，（b)選自縮水甘油、縮水甘油基醚、縮水甘油基酯、聚縮水甘油基 醚、聚縮水甘油基酯及其組合的環氧化合物，其中縮水甘油基的取代基具有平均少於五個 碳原子每個雜原子，和（c)任選質子給體的反應。
2. 權利要求1的燃料添加劑，其中所述質子給體選自羧酸和烷基酚。
3. 權利要求1的燃料添加劑，其中所述烴基胺選自醯化胺和醯胺基胺。
4. 權利要求2的燃料添加劑，其中所述質子給體為選自脂肪酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁 酸、聚異丁烯基琥珀酸、醯胺/酸或酸/酯和聚合物酸及其混合物的羧酸。
5. 柴油機燃料組合物，包含約10至約100 ppm的權利要求1的柴油機燃料添加劑，基 於所述燃料組合物的總重量。
6. 改善燃料噴射柴油發動機的噴射器性能的方法，包括使所述發動機基於燃料組合物 運行，所述燃料組合物包含主要量的燃料和基於所述燃料組合物總重量按重量計約5至約 200ppm的季銨鹽，該季銨鹽衍生自（a)包含至少一個叔氨基的烴基胺，（b)選自縮水甘油、 縮水甘油基醚、縮水甘油基酯、聚縮水甘油基醚、聚縮水甘油基酯及其組合的環氧化合物， 其中縮水甘油基的取代基具有平均少於五個碳原子每個雜原子，和（c)任選質子給體的反 應。
7. 權利要求6的方法，其中所述發動機包括直接燃料噴射柴油發動機。
8. 權利要求6的方法，其中所述燃料組合物包含約10至約200 ppm的季銨鹽，基於所 述燃料組合物的總重量。
9. 權利要求6的方法，其中所述燃料包含生物柴油機燃料。
10. 使直接燃料噴射柴油發動機運行的方法，包括使燃料組合物在所述發動機中燃燒， 所述燃料組合物包含主要量的燃料和基於所述燃料組合物總重量按重量計約5至約200 ppm的季銨鹽，該季銨鹽衍生自（a)包含至少一個叔氨基的烴基胺，（b)選自縮水甘油、縮水 甘油基醚、縮水甘油基酯、聚縮水甘油基醚、聚縮水甘油基酯及其組合的環氧化合物，其中 縮水甘油基的取代基具有平均少於五個碳原子每個雜原子，和（c)任選質子給體的反應。
【文檔編號】C10L10/18GK104513686SQ201410524352
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】S.D.施瓦布, X.方 申請人:雅富頓化學公司