烃基可溶季铵羧酸盐和含有它们的燃料组合物制造技术

燃料添加剂组合物、燃料组合物、改进燃料喷射发动机的喷射器性能的方法、防止或净化发动机或燃料系统中的沉积物的方法、降低发动机燃料系统中的磨损的方法和改进燃料组合物的抗乳化性的方法。该燃料组合物包括占燃料组合物总重量的大约5至大约300重量ppm的衍生自季铵碳酸盐和有机酸的烃基可溶季铵羧酸盐。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及燃料添加剂组合物并涉及包括可用于改进燃料喷射发动机的性能、降 低发动机磨损、改进燃料抗乳化性的添加剂组合物的燃料。本公开特别涉及包括烃基可溶 季铵羧酸盐的燃料添加剂组合物和在燃料组合物中使用该羧酸盐的方法。 背景和概述 不断改进车辆的燃料组合物以增强燃料的各种性质，从而适应它们在更新更先进发动 机中的应用。因此，燃料组合物含有针对需要改进的某些性质的添加剂。例如，将摩擦改进 剂，如脂肪酸酰胺添加到燃料中以降低发动机的燃料供给系统中的摩擦和磨损。在燃料组 合物中包括其他添加剂以降低燃料组合物的腐蚀潜力和/或改进燃料组合物的导电性质。 另一些添加剂为改进用该燃料运行的发动机的燃料经济性而添加到燃料中。上述各添加剂 可有效改进燃料组合物的单一性质并在一些情况中可能不利地影响燃料组合物的其它性 质。相应地，燃料组合物通常包括被选为相互配合以改进燃料组合物的添加剂的复杂混合 物。一些添加剂可能有益于燃料的一种特性但对另一特性有害。因此，需要有效改进燃料 的多种特性的燃料添加剂。 发动机和燃料供给系统沉积物是现代燃烧发动机的一个特别重要的问题并使用 沉积物控制添加剂减轻这一问题。例如，柴油机受燃料供给系统中的沉积物困扰。公知的 琥珀酰亚胺型清净剂提供如通过工业DW10和XUD9试验测得的有限清净度。 汽油机也受沉积物问题困扰。公知类型的清净剂，如曼尼希清净剂，没有提供充足 的清洁力。 最近已开发出季铵化合物，如烷氧基化盐作为与传统琥珀酰亚胺和曼尼希碱清净 剂相比非常有效的清净剂。季铵化合物是已知的，如公开在美国专利No. 8, 147, 569中。但 是，需要非常危险的环氧乙烷和环氧丙烷制造此类清净剂。 在美国专利No. 8, 147, 569中公开了通过用碳酸二烷基酯烷基化而得的季铵化 合物。但是，该分子的碳酸根阴离子部分在燃料或添加剂包中容易沉淀和沉出。此外，季铵 碳酸盐的清净力仍需改进。 根据本公开，示例性实施方案提供燃料添加剂组合物、燃料组合物、改进燃料喷射 发动机的喷射器性能的方法、降低发动机燃料系统中的磨损的方法和改进燃料组合物的抗 乳化性的方法。该燃料组合物包括占燃料组合物总重量的大约5至大约300重量ppm的衍 生自季铵碳酸盐和有机酸的烃基可溶季铵羧酸盐。 本公开的一个实施方案提供一种改进燃料喷射发动机的喷射器性能的方法。该方 法包括在发动机中燃烧包含主要量的燃料和占燃料组合物总重量的大约5至大约300重量 ppm的衍生自季铵碳酸盐和有机酸的烃基可溶季铵羧酸盐的燃料组合物。 本公开的另一实施方案提供一种降低发动机燃料系统中的磨损的方法。该方法包 括用包含主要量的燃料和占燃料组合物总重量的大约5至大约300重量ppm的衍生自季铵 碳酸盐和有机酸的烃基可溶季铵羧酸盐的燃料组合物运行发动机。 本专利技术的另一实施方案提供一种改进燃料组合物的抗乳化性的方法。该方法包括 提供主要量的燃料和占燃料组合物总重量的大约5至大约300重量ppm的衍生自季铵碳酸 盐和有机酸的烃基可溶季铵羧酸盐作为燃料组合物。 本公开的另一实施方案提供一种制备烃基取代的酰胺基-三烷基季铵碳酸盐的 方法。该方法包括在基本不含质子溶剂的反应介质中在大约120°C至大约160°C的温度下 使酰胺基二烷基胺与碳酸二烷基酯以大约1:1至大约1:1. 5的胺/碳酸酯摩尔比反应。 本公开的添加剂可以通过提供改进的清净力和降低的对燃料抗乳化性的负面影 响来克服目前已知的燃料清净剂的缺陷。此外，该添加剂也能够降低使用含石油和乙醇的 汽油燃料的发动机磨损。 本文所述的组合物和方法的一个优点在于该添加剂组合物和燃料组合物不仅可 以改进燃料的摩擦和磨损性质，该添加剂组合物还可有效地改进燃料经济性和/或在相对 较低的处理率下净化或预防发动机部件上和发动机燃料系统中的沉积物。 本文所述的燃料添加剂的另一优点在于该添加剂组合物可以以相对较低的浓度 与传统燃料添加剂结合使用以提供提高的发动机性能。 本专利技术涉及如下方案（1)至（20): 方案（1).用于燃料喷射发动机的燃料添加剂组合物，其包含燃料添加剂组分和衍生 自季铵碳酸盐和有机酸的烃基可溶季铵羧酸盐。 方案（2).方案（1)的燃料添加剂组合物，其中所述季铵碳酸盐选自四烷基碳 酸铵、琥珀酰亚胺基烷基三烷基碳酸铵、琥珀酰胺基/琥珀酰酯碳酸铵（succinamido/ succinyl ester ammonium carbonates)、酰胺基烷基三烷基碳酸铵、经基醚三烷基碳酸铵 以及三烷基碳酸铵与四烷基碳酸铵的混合物。 方案（3).方案⑴的燃料添加剂组合物，其中所述有机酸选自C「C22烷基羧酸、 C「C2#基羧酸、烯基琥珀酸单甲酯单酸、烯基琥珀酸2-乙基己酯单酸、烯基琥珀酸单4-甲 基哌嗪基酰胺单酸、烯基琥珀酸单二甲基氨基乙酯单酸和烯基琥珀二酸。 方案（4).方案（1)的燃料添加剂组合物，其中每当量季铵碳酸盐与大约0. 5至大 约2. 0当量酸反应。 方案（5).方案（1)的燃料添加剂组合物，其中所述燃料添加剂组分选自载液、 十六烷值改进剂、辛烷值改进剂、燃料清净剂、破乳剂、抗氧化剂和上述两种或更多种的组 合。 方案（6).包含方案（1)的燃料添加剂的燃料组合物，其中烃基可溶季铵羧酸盐 的量为燃料组合物总重量的大约5至大约300 ppm。 方案（7).包含方案（1)的燃料添加剂的柴油燃料组合物，其中烃基可溶季铵羧 酸盐的量为燃料组合物总重量的大约10至大约200 ppm，且其中所述燃料组合物表现出喷 射器净化属性以及在根据ASTM D-1094的抗乳化性试验中的完全水回收和lb的界面评级。 方案（8). -种改进燃料喷射发动机的喷射器性能的方法，其包括用包含主要量 的燃料和占燃料组合物总重量的大约5至大约300重量ppm的衍生自季铵碳酸盐和有机酸 的烃基可溶季铵羧酸盐的燃料组合物运行发动机。 方案（9).方案（8)的方法，其中所述发动机选自直接燃料喷射柴油机和直接燃 料喷射汽油机。 方案（10).方案⑶的方法，其中所述季铵碳酸盐选自四烷基碳酸铵、琥珀酰亚 胺基烷基三烷基碳酸铵、琥珀酰胺基/琥珀酰酯碳酸铵、酰胺基烷基三烷基碳酸铵、烃基醚 三烷基碳酸铵以及三烷基碳酸铵与四烷基碳酸铵的混合物。 方案（11).方案⑶的方法，其中所述有机酸选自C「C22烷基羧酸、C「C 22烯基羧 酸、烯基琥珀酸单甲酯单酸、烯基琥珀酸2-乙基己酯单酸、烯基琥珀酸单4-甲基哌嗪基酰 胺单酸、烯基琥珀酸单二甲基氨基乙酯单酸和烯基琥珀二酸。 方案（12).方案（8)的方法，其中所述燃料组合物含有占燃料组合物总重量的大 约10至大约100 ppm的季铵羧酸盐。 方案（13). -种降低发动机燃料系统中的磨损的方法，其包括在发动机中燃烧包 含主要量的燃料和占燃料组合物总重量的大约5至大约300重量ppm的衍生自季铵碳酸盐 和有机酸的烃基可溶季铵羧酸盐的燃料组合物。 方案（14).方案（13)的方法，其中所述燃料组合物进一步包含选自载液、十六烷 值改进剂、辛烷值改进剂、燃料清净剂、破乳剂、抗氧化剂和上述两种或更多种的组合的燃 料添加剂组分。 方案（15).方案（13)的方法，其中所述季铵碳酸盐选自四烷基碳酸铵、琥珀酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于燃料喷射发动机的燃料添加剂组合物，其包含燃料添加剂组分和衍生自季铵碳酸盐和有机酸的烃基可溶季铵羧酸盐。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：X方，SD施瓦布，D泰勒，
申请(专利权)人：雅富顿化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US