專利名稱：：包含烴基取代的琥珀酰亞胺的燃料組合物的制作方法包含烴基取代的琥珀酰亞胺的燃料組合物
技術領域：
本公開涉及低硫燃料組合物，其包含摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺;和低硫燃料。本內容還公開了用于改進發動機中的摩擦的方法。
背景技術：
：為了節約能源，汽車正在進行工程化以提供與近年來的相比更高的里程數。考慮到規章強制汽車制造商達到規定的里程數，這項工作在美國非常緊急。為了達到要求的里程數并燃料經濟性，新車的外部尺寸縮小了并且更輕了。EP0020037公開了可溶于油的Ci2.36脂族烴基琥珀酰亞胺或琥珀酰亞胺當結合到潤滑油中時，比如在曲柄軸箱中使用時，提供了降低摩擦的效果。烴基琥珀酸酐與氨反應生成琥珀酰亞胺。該參考文獻公開了琥珀酰亞胺也可用于柴油燃料和汽油中。但是，該參考文獻沒有教導琥珀酰亞胺可以用于低硫燃料組合物中。實際上，在低硫燃料方面，該參考文獻沒有涉及。另一種提高燃料經濟性的方法是減少發動機摩擦。
發明內容一方面，本文公開了低石危中間餾分燃料組合物(low-sulfurmiddledistillatefuelcomposition),包才舌摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺；和低硫中間餾分燃料。本文還公開了在壓縮機中改進摩擦的方法，包括為發動機提供包含摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺的中間餾分燃料。更進一步地，在另一方面，本文公開了提高車輛燃料里程數的方法，包括為車輛提供包含摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺的中間餾分燃料。本公開另外的目的和優勢將在以下的描述中部分地闡明，和/或能通過實踐本發明來獲知。本公開的目的和優勢將通過所附權利要求中特別指出的要素和組合來實現和獲得。應該理解，前面的一般性描述和下面的內容詳述都只是示例性和解釋性的，并不是限制性的，如同所聲稱的那樣。具體實施方式本文所用術語"琥珀酰亞胺"旨在包括來自氨與烴基取代的琥珀酸或酐(或類似的琥珀酸酰化劑)反應的完全反應產物，并意在包括如下化合物其中，除了源自氨和酸酐部分的反應或者接觸的酰亞胺鍵類型之外，產物可能具有酰胺和/或鹽鍵。這里關于烷基化的"反應"是指將任何列舉的組分或化學品相互接觸、暴露或者放置在一起的產物或結果，無論生成共價鍵、離子鍵、鹽類還是其它締合。本公開的燃料的烴基取代的琥珀酰亞胺是眾所周知的。它們制取很容易，首先通過將所需分子量的烯屬不飽和烴和馬來酸酐反應生成烴基取代的琥珀酸酐。反應溫度可以使用大約100—大約250°C。當采用較高沸點的烯屬不飽和烴時，在大約200-大約25(TC獲得了很好的結果。該反應可以通過加入氯來促進。其中琥珀酸基團包含含有至少40個碳原子的烴基取代基的鏈烯基琥珀酰亞胺在例如美國專利Nos.3,172,892;3,202,678;3,216,936;3,219,666;3，254，025;3'272，746;4,234,435;4,613,341和5,575,823中進行了描述，該內容以引用的方式并入本文中。典型的烯烴包括但不限于裂解的蠟烯烴、線性cx烯烴、支鏈cc彿烴、低級烯烴的聚合體和共聚物。烯烴可以選自乙烯、丙烯、丁烯比如異丁烯、1-辛烷、1-己垸和1-癸烷等。有用的聚合物和/或共聚物包括但不限于聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯、乙烯-丙晞共聚物、乙烯-異丁烯共聚物、丙彿-異丁烯共聚物和乙烯-1-癸烯共聚物等。烴基取代基也可由彿烴三聚物制得。非常有用的產物可以由乙烯-Cmoc烯烴-(:5-12非共軛二烯三聚物，比如乙紼-丙烯-l，4-己二烯三聚物、乙烯丙烯-1，5-環辛二烯三聚物和乙烯-丙烯降水片烯三聚物等制備。在一個實施方案中，烴基取代基源自丁烯聚合物、比如異丁烯聚合物。用于制備本文中的琥珀酰亞胺-酸的合適聚異丁烯在一個實施方案中可以包括如下聚異丁烯所迷聚異丁烯包括至少大約20%的反應性更高的甲基亞乙烯基異構體，比如至少50%，更進一步比如至少70%。合適的聚異丁烯包括用BF3催化劑制備的這些。這些其中曱基亞乙烯基異構體構成全部組合物的高百分比的聚異丁烯的制備在美國專利Nos.4，152，499和4，605，808中有描述，該內容以引用的方式并入本文中。烴基取代基的分子量可以在寬的范圍內變化。烴基基團的分子量可以小于600。示例性的范圍是數均分子量大約100-大約300,比如大約150-大約275,由凝膠滲透色譜法(GPC)測定。因此，主要為CVC36的烴基基團在本文中可用在琥珀酰亞胺上以為低硫中間餾分燃料提供改進的潤滑性，其中Cm-C,s烴基基團特別有效。可以采用除了馬來酸酐以外的羧酸反應物，比如馬來酸、富馬酸、蘋果酸、酒石酸衣康酸、、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、中康酸、乙基馬來酸酐、二甲基馬來酸酐、乙基馬來酸、二甲基馬來酸、己基馬來酸等，包括相應的酰卣和低級脂肪酯。例如，烴基取代的琥珀酸酐可以通過聚紼烴和馬來酸酐的熱反應制取，比如在美國專利Nos.3,361,673和3,676,089中的描述，該內容以引用的方式并入本文中。或者，取代的琥珀酸酐可以通過氯化聚烯烴和馬來酸酐的反應制取，比如，在美國專利No.3,172,892中描述，該內容以引用的方式并入本文中。烴基取代的琥珀酸酐的進一步討論可以參見，比如美國專利Nos.4,234,435;5,620,486和5,393,309,該內容以引用的方式并入本文中。馬來酸酐和烯烴不飽和烴的摩爾比可以變化很大。它可以從大約5:1到大約1:5,比如從大約3:1到大約1:3變化，作為進一步的例子，馬來酸酐可以以化學計量過量使用來迫使反應完成。未反應的馬來酸酐可以通過真空蒸餾去除。在一個實施方案中，烴基取代的琥珀酸酐和氨的反應可以如下進行混合組分并加熱所述混合物至高的足以使反應發生但是不是高到引起反應物或產物分解的溫度，或者可以將酸酐加熱到反應溫度并且在延長的時間內加入氨。有用的溫度是大約100。C-大約25(TC。示例性的結果可以通過在足夠高的溫度下進行反應獲得，該溫度高的足夠將反應中形成的水蒸餾除去。經基取代的琥珀酰亞胺能以任何所需的或者有效的量，比如摩擦改進有效量，存在在中間餾分燃料組合物中。一方面，烴基取代的琥珀酰5亞胺存在的量能在大約10ppm到大約500ppm，比如大約20ppm到大約300ppm,進一步的例子，大約50ppm到大約150ppm,以重量計，相對燃料組合物的總重量。用于本公開的組合物中的中間餾分燃料包括，但不限于，噴氣式發動機燃料、柴油燃料和煤油。在一方面中，燃料是包含少于大約50ppm硫的低硫燃料，在另一方面中，燃料是超低硫柴油燃料或超低硫煤油。在一種實施方案中，"超低硫"是指含硫量至多大約15ppm,在另一個方案中，含硫量小于大約10ppm。本公開包括噴氣式發動機燃料，雖然它們通常不被認為是"低硫"或"超低硫"燃料，因為它們的硫水平可以相當高。然而，已經發現，噴氣式發動機燃料也能從本公開和方法中受益，因此，為了本公開的目的，這里的"低硫燃料"和"超低硫燃料"包括噴氣式發動機燃料，不管它們硫的含量如何。本發明的中間餾分低硫燃料組合物可包含其他添加劑。添加劑的非限定性例子包括分散劑/清潔劑、抗氧化劑、熱穩定劑、栽體流體、金屬減活劑、染料、標記物、腐蝕抑制劑、生物滅殺劑、抗靜電添加劑、減阻劑、去乳化劑、乳化劑、去濁劑、防水添加劑、防爆劑、防閥座陷縮添力口劑(anti-valve-seatrecessionadditive)、表面活性劑、其它潤滑添加劑、助燃劑、十六烷值改進劑和它們的混合物。一方面，本文公開了在壓縮機中改進摩擦的方法，包括為發動機提供摩擦改性有效量的公開的烴基取代琥珀酰亞胺。此外，本文公開了提高車輛燃料里程數的方法，包括為車輛發動機提供低硫中間餾分燃料，該燃料包含源自馬來酸酐和氨的摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺。本領域普通技術人員會明白，"提高燃料里程數，，應理解為相比使用如下燃燒中間餾分燃料的發動機的車輛而言該燃料不包含源自馬來酸酐和氨的摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺。本領域普通技術人員也會明白，因為車輛的摩擦如此減少了，從而它的燃料里程數和/或燃料經濟性提高了。這可能源自于由燃料將本發明的琥珀酰亞胺引入到發動機潤滑劑中，以及所迷琥珀酰亞胺對活塞和汽缸表面的直接減少摩擦效果。實施例烯基琥珀酸酐的制備烯烴和馬來酸酐置于不銹鋼壓力反應器中。馬來酸酐有3-5%摩爾的過剩(1.03-1,05馬來酸酐l烯烴)。也加入少量(約200ppm)的氯化鋁來減少反應過程中的焦化。反應器加熱到大約60°C來熔化馬來酸酐，用氮吹掃并密封。反應物攪拌并加熱到225。C并保持4小時。產物轉移到燒瓶中并在真空下加熱到20(TC保持1小時，以除去未反應的馬來酸酐。琥珀酰亞胺的制備將制備好的烯基琥珀酸酐在裝有氮吹掃和Dean-Stark阱(trap)的燒瓶中攪拌并加熱到150°C。然后，慢速注入氨，并升溫到172。C。氨繼續注入直到反應不產生水為止。紅外光譜法表明在所有實施例中，主要產物是烯基琥珀酰亞胺。表1描述的是上述過程中使用來制取公開的烯基琥珀酰亞胺的各種反應物。表1-反應物添加劑實例反應物1"16ASA"烯基琥珀酸酐/氨2C16-C18ot烯烴/馬來酸酐/氨的摻混物3C2o-C24異構的a烯烴/馬來酸酐/氨的摻混物4異丁烯低聚物(C4-C36,峰值是C,6)/馬來酸酐/氨的混合物5異丁烯低聚物(C4-C36,峰值是。12)/馬來酸酐/氨的混合物6聚異丁烯(聚丁烯的Mn等于220)/馬來酸酐/氨7聚異丁烯(聚丁烯的Mn等于370)/馬來酸酐/氨添加劑1"16ASA"是Albemarle公司的商品名，由異構烯烴(主要dJ和馬來酸酐的反應生成。添加劑2采用來自I畫veneLLC的烯烴。添加劑3采用來自ChevronPhillips的oc烯烴摻混物。添加劑4采用來自TexasPetrochemicalsInc.的低聚物摻混物。添加劑5采用來自TexasPetrochemicalsInc.的低聚物摻混物。添加劑6采用來自InnoveneLLC的聚異丁烯。添加劑7采用來自InnoveneLLC的聚異丁烯。上述制備的烯基琥珀酰亞胺用來制取表2中的各種中間餾分燃料組合物。中間餾分燃料組合物然后進行高頻往復試驗臺試驗(highfr叫uencyreciprocatingrigtest,ASTMD6079),其中平均的HFRR磨痕直徑被記錄下來。磨痕直徑越小，說明燃料組合物展現了潤滑性上的改善。HFRR試驗結果在表2中示出。表2-HFRR試驗(ASTMD6079)燃料添加劑實例處理率(treatrate)平均HFRR磨痕直徑<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>燃料C-超低硫煤油(ULSk)燃料D-#2ULSD燃料燃料E=#1ULSD燃料從表2可以看出，本內容提高了低硫燃料中的改進的潤滑性，證據是HFRR試驗臺試驗中減少的磨痕結果。隨著烴基團分子量的增加，潤滑性的好處減少u最好的潤滑性結果是在烯烴含量為大約C,6時獲得，這一點如在100ppm時的HFRR磨痕值為435-505所示。因此，添加劑實例1、2和4的峰值烴基為C16,在測試的各種燃料中給出了極好的HFRR磨痕潤滑性結果。具體而言，本發明體現在如下方面1.低硫中間餾分燃料組合物，包括摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺；和<氐石危燃料。2.方面1的燃料組合物，其中所述燃料選自柴油燃料、煤油和噴氣式發動機燃料。3.方面2的燃料組合物，其中所述柴油燃料是超低硫柴油燃料。4.方面1的燃料組合物，其中所述燃料是超低硫煤油燃料。5.方面1的燃料組合物，其中烴基取代的琥珀酰亞胺是烴基取代的琥珀酸酐和氨接觸的產物。6.方面5的燃料組合物，其中烴基取代琥珀酸酐是包含大約10到大約30個碳原子的烯屬不飽和烴和馬來酸酐接觸的產物。7.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴是直鏈的或者支鏈的。8.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴的數均分子量是大約100到大約600。9.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴是聚異丁烯。10.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴包括Q6-C!8a烯烴的摻混物。11.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴包括C20-24異構化的oc烯烴的摻混物。12.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴包括范圍大約C44的異丁烯低聚物的摻混物。13.改進壓縮發動機的摩擦的方法，包括為發動機提供中間餾分燃料，它包括摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺。14.方面13的方法，其中所述烴基取代的琥珀酰亞胺是烴基取代的琥珀酸酐和氨接觸的產物。15.方面14的方法，其中所述烴基取代的琥珀酸酐是包括大約10到大約30個碳原子的烯屬不飽和烴和馬來酸酐接觸的產物。16.方面15的方法，其中所述烯屬不飽和烴是直鏈的或者支鏈的。17.方面15的方法，其中所述烯屬不飽和烴的數均分子量是大約100到大約600。18.方面15的方法，其中所迷烯屬不飽和烴是聚異丁烯。19.方面15的方法，其中所述烯屬不飽和烴包括d6-C,80C紼烴的摻混物。20.方面15的方法，其中所迷烯屬不飽和烴包括C20-24異構化的cx烯烴的摻混物。21.提高車輛燃料里程數的方法，包括為車輛發動機提供低硫中間餾分燃料，它包括摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺，其中所迷中;述烴基:代的琥:酸酐是^括大約io到大約3:個碳原子的聚異丁烯和馬來酸酐接觸的產物。值得注意的是，如同在說明書和附加的權利要求中所使用的，單數形式的"a"，"an"，"該"包括復數的所指物，除非明白地并且不含糊地限制于一個所指物。因此，比如，談到"抗氧化物"時包括2種或更多種不同的抗氧化物。在本文中，術語"包括"和它的語法變體傾i添加到列表的項目。、'〃、'、、、、、p、、為了說明書和所附權利要求的目的，除非另有說明，所有表示數量、百分數或者比例的數字，和其它在說明書和權利要求中使用的數值，應該理解為在所有情況中被"大約"修飾。從而，除非有相反說明，在下面的說明書和所附權利要求中闡明的數字參數是近似值，它們可以依據希望從本發明中獲得的所需性能而變。至少并且并非試圖限制將等同原則應用到權利要求的范圍，每個數字參數應該至少根椐所報導的有效數并應用普通的舍入方法來理解。盡管已經描述了具體的實施方案，但是對本領域申請人或者技術人員而言，目前存在的或者可能目前無法預料的替換、修改、變化、改進和基本等價物是可以存在的。因而，所附的權利要求，提交狀態的以及可以修改的，旨在包括所有這些替換、修改變化、改進和基本等價物。權利要求1.低硫中間餾分燃料組合物，包括摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺；和低硫燃料。2.權利要求1的燃料組合物，其中所述燃料選自柴油燃料、煤油和噴氣式發動機燃料。3.權利要求2的燃料組合物，其中所述柴油燃料是超低硫柴油燃料。4.權利要求l的燃料組合物，其中所述燃料是超低硫煤油燃料。5.權利要求1的燃料組合物，其中烴基取代的琥珀酰亞胺是烴基取代的琥珀酸酐和氨接觸的產物。6.權利要求5的燃料組合物，其中烴基取代琥珀酸酐是包含大約10到大約30個碳原子的烯屬不飽和烴和馬來酸酐接觸的產物。7.權利要求6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴是直鏈的或者支鏈的。8.權利要求6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴的數均分子量是大約100到大約600。9.權利要求6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴是聚異丁烯。10.權利要求6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴包括d6-C,8oc烯烴的摻混物。11.改進壓縮發動機的摩擦的方法，包括為發動機提供中間餾分燃料，它包括摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺。12.提高車輛燃料里程數的方法，包括為車輛發動機提供低硫中間餾分燃料，它包括摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺，其中所述中;述烴基;代的琥柏酸酐是t括大約到大約3:個碳原子的聚異丁烯和馬來酸酐接觸的產物。全文摘要本公開涉及中間餾分燃料組合物，包括摩擦改進有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺，所述烴基取代的琥珀酰亞胺來自馬來酸酐、聚異丁烯和氨；以及中間餾分燃料。還公開了改進壓縮發動機中摩擦的方法，包括為發動機提供本發明公開的燃料組合物。此外，還公開了提高燃料里程數的方法。文檔編號C10L10/08GK101260328SQ20081008348公開日2008年9月10日申請日期2008年3月7日優先權日2007年3月9日發明者S·D·施瓦布申請人:雅富頓公司