链烷醇酰胺及其作为燃料添加剂的用途制造技术

本发明专利技术涉及含有链烷醇酰胺的组合物，并且特别涉及通过脂肪酸与二乙醇胺（ＤＥＡ）反应形成的含有低水平不希望的副产物的含有链烷醇酰胺的组合物。这些组合物特别适用于燃料添加剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有链烷醇酰胺的组合物，更具体地涉及通过脂肪酸与二乙醇胺(DEA)反应形成的含有低水平不希望的副产物的含有链烷醇酰胺的组合物。这些组合物特别适用作染料添加剂。本专利技术还涉及降低柴油燃料摩擦、改善汽油燃料经济性以及通常向燃料提供抗老化和稳定性调节的方法。
技术介绍
液烃燃料驱动的发动机用于各种应用包括机动车、运输、船舶、发电和压缩机。这些发动机通常效率较低并且可能放出大量的污染气体和颗粒。当发动机用于所导致污染影响很多人的聚居区域例如城市时这种情况特别令人担心，在其它情况下也令人担心。液烃燃料中通常含有多种添加剂，以提高燃烧效率、降低污染物水平、改善燃料的燃烧特性并保持发动机清洁。分散剂和净化剂，例如低分子量胺，用于提高发动机清洁。由于其能够提高燃料经济性，可降低摩擦水平或另外提高发动机效率的添加剂特别令人感兴趣。即便是在效率上很小的提高也会在全球范围内产生很大影响。作为燃料添加剂已经发现具有重要作用的一类化学制品为通过脂肪酸与二乙醇胺(DEA)反应形成的链烷醇酰胺。这些添加剂特别适于用作汽油添加剂，并且还适于其它液烃燃料例如柴油。然而，现有链烷醇酰胺制备方法中存在明显问题并且由此形成副产物。已经发现在整个反应过程中易于形成副产物。通过两分子DEA的二聚形成了特别重要的杂质双-羟乙基哌嗪(BHEP)。如果以超过5000ppm的浓度(尽管在某些情况下更低浓度也可能存在问题)存在，BHEP从组合物中结晶出来。这具有明显的隐患，即当该组合物被用作燃料添加剂时，BHEP可能会阻塞燃料进口或在发动机中引起其它不希望的阻塞。此外，即便是BHEP在使用中没有有害作用，BHEP从组合物中结晶出来也会导致最终用户感觉到组合物存在问题，因为出现在例如-->组合物桶中的BHEP沉积物将会产生被污染的或劣质批料的外观。因此，链烷醇酰胺组合物中BHEP存在的重要影响使其成为不希望的组分。因此希望提供包括改善链烷醇酰胺的组合物，其中含有减少量的不希望的反应副产物，特别是BHEP，并且其将适于用作液烃燃料添加剂。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了含有链烷醇酰胺的组合物，所述组合物通过包括以下步骤的方法制备：a)将DEA与脂肪酸在较低加入速率混合以形成脂肪酸和DEA的混合物，其中混合物中脂肪酸的总摩尔量超过混合物中DEA的总摩尔量；b)向混合物施加至少局部真空；和c)将混合物保持在合适温度和降低压力足够时间，以使反应进行形成组合物。此处“DEA”和/或“二乙醇胺”指的是H-N-(CH2CH2OH)2的任何分子或其来源，以及任意或所有能够原位形成H-N-(CH2CH2OH)2的前体，或者含有H-N-(CH2CH2OH)2的混合物。其可包括例如但不限于路易斯酸的二乙醇胺盐。在一个实施方案中，本专利技术涉及一种含有链烷醇酰胺的组合物，其为脂肪酸和DEA的反应产物，其中组合物含有少于百万分之5000(5000ppm)的双-羟乙基哌嗪(BHEP)。优选地，其中所述的脂肪酸包括异硬脂酸。进一步优选地，其中所述的脂肪酸为异硬脂酸。优选其中组合物含有少于5000ppm的BHEP。还优选其中组合物含有少于3000ppm的BHEP。进一步优选其中组合物含有少于2000ppm的BHEP。在另一个实施方案中，本专利技术涉及一种含有链烷醇酰胺的组合物，通过含有以下步骤的方法制备：a)将二乙醇胺(DEA)以较低加入速率加入到脂肪酸中以形成脂肪酸和DEA的混合物，其中混合物中脂肪酸的总摩尔量超过DEA的总摩尔量；-->优选地，其中所述的脂肪酸包括异硬脂酸；进一步优选地，其中所述的脂肪酸为异硬脂酸；优选地，其中DEA以DEA总量0.0001％/分钟至DEA总量约10％/分钟的速率加入。进一步优选地，其中DEA以DEA总量约0.001％/分钟至DEA总量约1％/分钟的速率加入。更进一步优选地，其中DEA以DEA总量0.002％/分钟至DEA总量0.5％/分钟的速率加入。优选地，其中摩尔比为约1∶0.5-0.85(脂肪酸∶DEA)。更优选其中摩尔比为约1∶0.6-0.8(脂肪酸∶DEA)。进一步优选其中摩尔比为约1∶0.7(脂肪酸∶DEA)。b)向混合物施加真空；优选地，其中混合物在大部分反应时间保持在约250毫米汞柱或更低的压力。还优选地，其中混合物在大部分反应时间保持在约125毫米汞柱或更低的压力。进一步优选地，其中混合物在大部分反应时间保持在约50毫米汞柱或更低的压力。再进一步优选地，其中基本上全部反应时间保持压力。再进一步优选地，其中所述压力保持在基本上全部反应时间和全部DEA加入时间。c)将混合物保持在合适温度和足够时间，以使反应进行并形成组合物。优选地，其中混合物保持在约100℃-约170℃的温度。还优选地，其中混合物保持在约125℃-约160℃的温度。进一步优选地，其中混合物保持在约145℃-约155℃的温度。再进一步优选地，其中混合物保持在约148℃-约152℃的温度。反应通常进行以形成所需质量的链烷醇酰胺。当DEA量降低到可接受的程度例如2％或更低优选1％或更低时，通常实现这种质量。在一个实施方案中，本专利技术组合物具有少于1.0％的DEA含量。过去已经使用低DEA加入速率、非化学计量条件(亦即过量的脂肪酸)和/或使用减压来降低BHEP的产生速率和/或总量。这些反应参数的使用使得不希望的BHEP的浓度可以明显低于5000ppm。该方法的最佳条件可以容易地达到3000ppm或更低的BHEP浓度。通常希望-->尽可能低地降低BHEP浓度，然而较低的BHEP浓度的不利之处必须用方法的总体效率来平衡。在多数情况下，由于BHEP从组合物中结晶出来的趋势显著降低或消失，3000ppm或更低的BHEP浓度令人满意。然而在特定情况下，希望含有2000ppm或更低浓度BHEP的组合物。在一个实施方案中，本专利技术涉及一种含有链烷醇酰胺的组合物，其为脂肪酸与DEA的反应产物，其中所述组合物中含有少于百万分之5000(5000ppm)的双-羟乙基哌嗪(BHEP)。优选地，其中组合物含有少于3000ppm的BHEP。更优选地，其中组合物含有少于2000ppm的BHEP。在一个实施方案中，脂肪酸相对于DEA的总量合适地为约1∶0.4-1.0(脂肪酸∶DEA)的摩尔比，在另一实施方案中摩尔比为约1∶0.5-0.85，在又一实施方案中摩尔比为约1∶0.6-0.8，例如约1∶0.7。DEA合适的加入速率为全部DEA的约0.0001％/分钟至约全部DEA的约10％/分钟，优选约0.001％至约5％，更优选约0.001％至约1％，特别优选约0.002％至约0.5％。为了使得BHEP聚积最小化通常优选较慢的加入速率，然而必须加以平衡，以防止时间拉得过长，以致在不能接受的或不经济的持续时间内生产一批组合物。在本专利技术一个实施方案中，DEA向脂肪酸的加入和反应(亦即反应温度的时间)都在真空进行。然而在某些实施方案中DEA的加入不在真空下进行，或者在比反应时更少的真空进行也是令人满意的。真空合适地为500毫米汞柱(绝压)或更低，优选250毫米汞柱或更低，更优选125毫米汞柱或更低，尤其优选50毫米汞柱或更低的绝压。在促进反应过程和限制BHEP产生方面，通常使用更大(更深)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有链烷醇酰胺的组合物，其为脂肪酸和ＤＥＡ的反应产物，其中组合物含有少于百万分之５０００（５０００ｐｐｍ）的双－羟乙基哌嗪（ＢＨＥＰ）。

【技术特征摘要】
US 2006-9-21 11/5340481.一种含有链烷醇酰胺的组合物，其为脂肪酸和DEA的反应产物，其中组合物含有少于百万分之5000(5000ppm)的双-羟乙基哌嗪(BHEP)。2.一种含有链烷醇酰胺的组合物，通过含有以下步骤的方法制备：a)将二乙醇胺(DEA)以较低加入速率加入到脂肪酸中以形成脂肪酸和DEA的混合物，其中混合物中脂肪酸的总摩尔量超过DEA的总摩尔量；b)向混合物施加真空；和c)将混合物保持在合适温度和足够时间，以使反应进行并形成组合物。3.根据权利要求2的组合物，其中脂肪酸选自：椰油酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生四烯酸、芥酸和山嵛酸，及其混合物。4.根据前述任意一项权利要求所述的组合物，其中DEA以DEA总量约0.001％/分钟至DEA总量约5％/分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：WJ科卢奇，A卡德克霍达彦，
申请(专利权)人：雅富顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]