減少金屬混入燃料中的添加劑的制作方法

專利名稱：減少金屬混入燃料中的添加劑的制作方法
減少金屬混入燃料中的添加劑
背景技術：
本發明涉及減少氧化金屬混入燃料中的燃料添加劑、燃料添加劑組合物和燃料組合物以及為內燃機加燃料的方法。過去，關于通過燃料混入或增溶的某些氧化金屬對發動機性能的影響存在一些不確定性。通常從防腐蝕的立場評估這類問題。然而，有增長的證據證明金屬混入，例如鋅混入是可影響發動機性能的問題。燃料如柴油燃料中痕量級溶解或可溶金屬如鋅(Zn)和銅(Cu)已顯示出增加了噴油器結垢。痕量金屬如這些金屬可通過污染或通過混入金屬而經由燃料由燃料接觸的構成部分燃料分配系統的金屬部件進入燃料分配系統。例如，柴油燃料可在油箱中混入來自鍍鋅鋼表面的鋅，導致燃料中鋅含量提高，這可導致如上所述的加速的噴油器結垢。鋅和其它金屬也可通過在車用燃料注入系統中接觸含這種金屬的表面而通過燃料混入。需要有效減少金屬混入，更具體而言鋅混入的量的燃料添加劑和燃料組合物，同時使對添加劑和燃料組合物的成本和復雜性的影響最小化。發明概述已發現減少燃料組合物中所見金屬混入的量的燃料添加劑、燃料添加劑組合物和燃料組合物。本發明提供這種組合物以及減少燃料組合物中污染物金屬混入如鋅混入的方法。根據本發明，已發現將包含烴的添加劑加入燃料組合物中導致燃料組合物中氧化金屬混入的量減少，所述烴被至少兩個酸形式的羧基官能團或至少一個酐形式的羧基官能團取代。在一些實施方案中，取代烴添加劑為具有至少兩個酸或酐形式的羧基官能團的烴基取代酰化劑。在一些實施方案中，取代烴添加劑和/或烴基取代酰化劑具有二酸官能。在其他實施方案中，添加劑為琥珀酸酰化劑。在可與本文所述一個或多個實施方案組合使用的又一些實施方案中，添加劑的烴基衍生自聚異丁烯。要減少其混入的金屬包括IV族過渡金屬。在一些實施方案中，金屬為V、Cr、Mn、 i^e、C0、Ni、Cu、ai或其組合。在一些實施方案中，金屬可選自銅、鋅、鐵或其組合。在一些實施方案中，氧化金屬為鋅。在其他實施方案中，氧化金屬，要降低燃料組合物將其混入的傾向，可以為上述除鐵外的任一種金屬或任一組金屬。本發明還提供所述方法，其中取代烴添加劑可以為(a)烴基取代的琥珀酸酐；(b) 水解的烴基取代的琥珀酸酐；或(c)其組合。在一些實施方案中，當保持與含氧化金屬的固體材料長期接觸時，在本方法中處理的燃料容易混入大于0. 5ppm的所述金屬。本發明方法還可導致應用本方法燃料組合物的發動機中噴油器沉積物減少。本發明還提供一種燃料組合物，其包含(a)燃料；(b)包含本文所述取代烴添加劑的添加劑；和(c)任選其它性能添加劑。本發明還提供一種燃料添加劑組合物，其包含(a)任選溶劑；(b)本文所述取代烴添加劑；和(C)任選其它性能添加劑。發明詳述下面將通過非限定性說明描述各個優選特征和實施方案。 發明領域本發明涉及燃料添加劑、燃料添加劑組合物、燃料組合物和為內燃機加燃料的方法。本發明提供在一些實施方案中在內燃機操作期間減少金屬混入，在一些實施方案中鋅混入燃料組合物中的方法。本發明組合物可用于燃料組合物中以降低它們由它們所接觸的表面混入金屬的傾向。本發明添加劑組合物當用于燃料組合物中時還可提供可比和/或改進的去污力，尤其是改進的發動機沉積物控制。這些特征為改進的發動機性能創造條件，包括但不限于減少噴油器結垢、降低沉積物導致的發動機功率損失、降低沉積物導致的燃料經濟性損失并減少沉積物導致的發動機排放。取代烴添加劑本發明取代烴添加劑包含被至少兩個酸形式的羧基官能團或至少一個酐形式的羧基官能團取代的烴。在一些實施方案中，添加劑為被至少兩個酸或酐形式的羧基官能團取代的烴。在其他實施方案中，添加劑為烴基取代的琥珀酸酰化劑。在其他實施方案中，取代烴添加劑為二聚酸化合物。在又一些實施方案中，本發明取代烴添加劑包括該段所述兩種或更多種添加劑的組合。本發明取代烴添加劑當用于本文所述組合物和方法中時，減少了燃料組合物混入金屬的傾向。取代烴添加劑包括二聚酸。二聚酸為一類衍生自脂肪酸和/或聚烯烴，包括本文所述聚烯烴的二酸聚合物，其含有酸官能團。在一些實施方案中，用于本發明的二聚酸衍生自Cltl-C2tl聚烯烴、C12-C18聚烯烴和/或C16-C18聚烯烴。取代烴添加劑包括琥珀酸、鹵化物、酐及其組合。在一些實施方案中，該試劑為酸或酐，在其他實施方案中，該試劑為酐，在又一些實施方案中，該試劑為水解酐。取代烴添加劑的烴和/或烴基取代琥珀酸酰化劑的主要烴基通常含有平均至少約8，或約30，或約35 至約350，或至約200，或至約100個碳原子。在一個實施方案中，烴基衍生自聚烯烴。聚烯烴的特征可在于至少約300的Mn (數均分子量)。通常，聚烯烴的特征在于約500，或約700，或約800，或甚至約900至約5000，或至約2500，或至約2000，或甚至至約 1500的Mn。在另一實施方案中，η在約300，或約500，或約700至約1200或至約1300之間變化。聚烯烴包括具有2至約16或至約6，或至約4個碳原子的可聚合烯烴單體的均聚物和共聚物。烯烴可以為單烯烴，例如乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯和1-辛烯；或聚烯烴單體，例如二烯烴單體，例如1，3_ 丁二烯和異戊二烯。在一個實施方案中，共聚物為均聚物。 聚合物的實例為聚丁烯。在一種情況下，約50%的聚丁烯衍生自異丁烯。聚烯烴通過常規程序制備。在一個實施方案中，烴基衍生自η為至少約1300，或約1500，或約1600至約5000， 或至約3000，或至約2500，或至約2000，或至約1800的聚烯烴，且Mw/Mn為約1. 5或約1. 8，或約2，或至約2. 5至約3. 6，或至約3. 2。在一些實施方案中，聚烯烴為分子量為800-1200 的聚異丁烯。其中烴和/或取代基衍生自這種聚烯烴的取代烴和/或取代琥珀酸酰化劑的制備和用途描述于美國專利4，234，435中，在此將其公開內容通過引用并入本發明。在另一實施方案中，取代烴和/或琥珀酸酰化劑通過使上述聚烯烴與過量馬來酸酐反應以提供取代琥珀酸酰化劑而制備，其中對于每當量取代基，琥珀酸基團的數為至少 1. 3，或至約1. 5，或至約1. 7，或至約1. 8。最大數通常不超過4. 5，或至約2. 5，或至約2. 1， 或至約2. 0。這里聚烯烴可以為上述那些中任一種。在另一實施方案中，烴和/或烴基含有平均約8，或約10，或約12至約40，或至約 30，或至約對，或至約20個碳原子。在一個實施方案中，烴基含有平均約16至約18個碳原子。在另一實施方案中，烴基為四丙烯基。在一個實施方案中，烴基為鏈烯基。烴和/或烴基可衍生自一種或多種具有約2-約40個碳原子的烯烴或其低聚物。 這些烯烴優選為α-烯烴(有時稱作單-1-烯烴)或異構化α-烯烴。α-烯烴的實例包括乙烯、丙烯、丁烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、 1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1- 二十碳烯、ι- 二十一碳烯、1-二十二碳烯、1-二十四碳烯等。可使用的市售α-烯烴餾分包括C15_18a-烯烴、 112-16 ^ -烯烴、 114-16 ^ -烯烴、 114-18 ^ -烯烴、 116-18 ^ -烯烴、 116-20 ^ -烯烴、 122-28 ^ -烯烴等。 在一個實施方案中，烯烴為C16和C16_18 α -烯烴。另外，可使用C3tl+α -烯烴餾分如可從Gulf Oil公司以名稱Gulftene得到的那些。在一個實施方案中，烯烴單體包括乙烯、丙烯和1-丁火布。異構化α -烯烴為已轉化成內烯烴的α -烯烴。適合本文使用的異構化α -烯烴通常為內烯烴與存在的一些α-烯烴的混合物的形式。使α-烯烴異構化的程序是本領域技術人員熟知的。簡單而言，這些程序包括使α-烯烴與陽離子交換樹脂在約80-約130°C 的溫度下接觸直至實現理想的異構化度。這些程序例如描述于U. S. 4，108，889中，在此將其通過引用并入本文。單烯烴可衍生自石蠟裂化。蠟裂化方法得到85-90%為直鏈1-烯烴的偶數和奇數液體C6,烯烴。裂化蠟烯烴的余量由內烯烴、支化烯烴、二烯烴、芳香烴和雜質組成。將得自蠟裂化方法的c6_2(l液體烯烴蒸餾得到用于制備琥珀酸酰化劑的餾分(例如C15_18 α -烯烴)。其它單烯烴可衍生自乙烯鏈增長方法。該方法由可控齊格勒聚合得到偶數直鏈 I"烯烴。其它制備單烯烴的方法包括石蠟的氯化-脫氯化氫和烷屬烴的催化脫氫。以上制備單烯烴的程序是本領域技術人員熟知的，詳細描述于Encyclopedia of Chemical Technology,第 2 版,Kirk and Othmer, Supplement,第 632，657 頁，Interscience Publishers, Div. of John Wiley and Son, 1971的標題“烯烴”下，在此通過引用將其關于制備單烯烴的方法的相關公開內容并入本發明。琥珀酸酰化劑通過使上述烯烴、異構化烯烴或其低聚物與不飽和羧酸酰化劑如衣康酸、檸康酸或馬來酸酰化劑在約160°C，或約185°C至約240°C，或至約210°C的溫度下反應而制備。馬來酸酰化劑為優選的不飽和酰化劑。制備酰化劑的程序是本領域技術人員熟知的，例如描述于美國專利3，412，111中；和Ben等人，“The Ene Reaction of Maleic Anhydride With Alkenes”，J. C. S. Perkin II (1977)，第 535-537 頁中。將這些參考文獻關于制備以上酰化劑的程序的公開內容通過引用并入本發明。在一個實施方案中，鏈烯基衍生自低級烯烴，即含有2-約6，或約4個碳原子的烯烴的低聚物。這些烯烴的實例包括乙烯、丙烯和丁烯。烯烴、烯烴低聚物或聚烯烴可與羧酸試劑反應使得對于每摩爾反應的烯烴、烯烴低聚物或聚烯烴，存在至少1摩爾羧酸試劑。優選，使用過量羧酸試劑。在一個實施方案中， 該過量為約5-約25 %。在另一實施方案中，該過量大于40 %，或大于50 %，甚至大于70 %。形成烴基取代琥珀酸酰化劑的條件，即溫度、攪拌、溶劑等是本領域技術人員已知的。描述制備有用酰化劑的各種程序的專利的實例包括美國專利3，172，892(Le Suer 等人)；3，215，707(Rense) ；3,219,666 (Norman 等人)；3，231，587 (Rense)； 3, 912, 764(Palmer) ；4, 110, 349(Cohen)；禾口 4，234，435(Meinhardt 等人)；禾口 U.K. 1，440，219。在此將這些專利的公開內容通過引用并入本發明。在一些實施方案中，適用于本發明的取代烴添加劑和/或烴基取代的琥珀酸酰化劑含有二酸官能團。在可單獨使用或與上述實施方案組合使用的其他實施方案中，烴基取代的琥珀酸酰化劑的烴基衍生自聚異丁烯且該試劑的二酸官能團衍生自羧酸基團，例如烴基取代的琥珀酸。在一些實施方案中，烴基取代的酰化劑包含一個或多個烴基取代的琥珀酸酐基團。在一些實施方案中，烴基取代的酰化劑包含一個或多個水解的烴基取代的琥珀酸酐基團。在一些實施方案中，上述酰化劑的烴基取代基衍生自含有2-10個碳原子的均聚物和/或共聚物。在一些實施方案中，任一種上述酰化劑的烴基取代基衍生自聚異丁烯。取決于制備它們所用的具體醇和/或胺，本發明燃料添加劑可以為固體、半固體或液體(油)。對于用作油質組合物(包括潤滑組合物和燃料組合物)中的添加劑而言，燃料添加劑有利地可溶于和/或可穩定地分散在這種油質組合物中。因此，例如意欲用于燃料中的組合物通常為燃料可溶的和/或可穩定地分散在使用它們的燃料中。如本說明書和附屬權利要求中所用的術語“燃料可溶”未必意指所有所述組合物可在所有燃料中以所有比例溶混或溶解。而是意指組合物可溶于燃料(烴、非烴、混合物等)中，它在其中作用到允許該溶液顯示出一種或多種理想性能的程度。類似地，該“溶液”未必為嚴格物理或化學意義上的真溶液。它們可代替為微乳狀液或膠態分散體，就本發明而言其顯示出充分接近真溶液的那些性能，就實踐而言在本發明上下文中可與它們互換。如前所述，本發明抗金屬混入添加劑用作燃料的添加劑，其中它們也可充當洗滌劑。本發明燃料添加劑可以以1-10，OOOppm(其中ppm基于重量重量計算)存在于燃料組合物中。在其他實施方案中，燃料添加劑以1，3，5，10，50，100，150和200 111的下限和 10，000,7, 500，5，000和2，500的上限存在于燃料組合物中，其中任何上限可與任何下限組合以提供存在于燃料組合物中的燃料添加劑的范圍。預期本發明添加劑當與使用它們的組合物的其它組分相互作用時可形成鹽或其它配合物和/或衍生物。這些添加劑的這類形式也是本發明的一部分，并包括在本文所述實施方案中。一些本發明琥珀酸酰化劑和它們的制備方法公開于美國專利5，739，356 ； 5，777，142 ；5，786，490 ；5，856，524 ；6，020，500 ；和 6，114，547 中，在此將其通過引用并入本發明。烴基取代酰化劑的其他制備方法可在美國專利5，912，213 ；5，851，966;和5，885，944中找到，在此將其通過引用并入本發明。在一些實施方案中，本發明琥珀酸酰化劑僅通過熱方法和/或無氯方法制備，如EP0355895所述，在此將其通過引用并入本發明。燃料添加劑組合物本發明燃料添加劑組合物包含上述燃料添加劑，還包含溶劑和/或一種或多種其它性能添加劑。這些添加劑組合物也稱作添加劑濃縮物和/或濃縮物，可用于通過將添加劑組合物加入未添加的燃料中而制備燃料組合物。適用于本發明的溶劑包括提供添加劑組合物相容性和/或均勻性并有利于它們的處理和轉移的烴溶劑，可包括如下所述燃料。溶劑可以為脂族烴、芳香烴、含氧組合物或其混合物。在一些實施方案中，溶劑的閃點通常為約25°C或更高。在一些實施方案中，烴溶劑為閃點在62°C以上的芳香石腦油或閃點為40°C的芳香石腦油或閃點在62°C以上，具有 16%芳香烴含量的煤油。脂族烴包括具有大部分脂族組分的各種石腦油和煤油沸點餾分。芳香烴包括苯、 甲苯、二甲苯和具有大部分芳族組分的各種石腦油和煤油沸點餾分。醇通常為具有約2-10 個碳原子的脂族醇，包括乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、異丁醇、戊醇和2-甲基-1-丁醇。含氧組合物可包括醇、酮、羧酸的酯、二醇和/或聚乙二醇，或其混合物。本發明實施方案中的溶劑基本不含硫至不含硫，在幾種情況下硫含量低于50ppm，25ppm，低于 18ppm,低于lOppm，低于8ppm，低于4ppm，或低于2ppm。溶劑可以以0-99重量％，在其他情況下以3-80重量％，或10-70重量％存在于添加劑濃縮組合物中。單獨或組合采用的本發明摩擦改性劑和其它性能添加劑可以以0. 01-100重量％存在于添加劑濃縮組合物中，在其他情況下可以以0. 01-95重量％，以0. 01-90重量％或以0. 1-80重量％存在。考慮以上范圍，在一個實施方案中，添加劑濃縮物可包含本發明燃料添加劑且基本不含任何其它溶劑。在這些實施方案中，含有本發明燃料添加劑的添加劑濃縮物是純的， 即它不含有加入以改進濃縮物的原料處理特征如其粘度的任何其它溶劑。在本發明幾個實施方案中，燃料組合物、燃料添加劑濃縮物和/或燃料添加劑本身基本不含有或不含有選自硫、磷、硫酸鹽灰分及其組合中至少一項，在其他實施方案中， 燃料組合物含有小于50ppm，20ppm,小于15ppm，小于lOppm，或小于Ippm的任一種或所有這些項。 在本發明實施方案中，含有本發明燃料添加劑的添加劑濃縮物組合物或燃料組合物可如下制備通過將組合物的各組分在環境溫度至通常至多60°C的高溫下摻混或混合直至組合物為均勻的。下面描述可包含在本發明添加劑組合物中的其它性能添加劑。腿本發明燃料組合物包含上述燃料添加劑和液體燃料，并用于為內燃機加燃料。燃料也可以為上述添加劑組合物的組分。在工業中公認許多類型的商業燃料，特別是市場上的柴油燃料和/或生物燃料當直接與敏感金屬表面接觸時具有混入或溶解一定水平的氧化金屬的能力。還有證據說明如果不是所有燃料，則大多數，特別是市場上的柴油燃料具有一些混入金屬的傾向。還公認許多燃料添加劑可提高燃料在使用所述燃料添加劑的燃料和燃料添加劑組合物中混入氧化金屬的傾向。本發明降低在這種燃料和燃料添加劑組合物中混入氧化金屬的傾向。
在一些實施方案中，適用于本發明的燃料包括任何市售燃料，在一些實施方案中任何市售柴油燃料和/或生物燃料。在其他實施方案中，適用于本發明的燃料包括易于混入金屬的任何市售燃料，在一些實施方案中易于混入金屬的任何市售柴油燃料和/或生物燃料。在又一些實施方案中，適用于本發明的燃料為當與含有所述金屬的固體材料長期接觸時易于混入大于0. 5ppm的氧化金屬的任何燃料，或任何柴油燃料和/或生物燃料。在一些實施方案中，涉及的曝露時間大于72小時，大于48小時，或大于M小時。本發明包括可含有燃料的燃料組合物和燃料添加劑濃縮物組合物。這些組合物中所用的燃料可以具有或可以不具有混入氧化金屬的傾向，且事實上可以為本申請中所述燃料中任一種或其組合。這些組合物中所用的燃料不需要與在本文所述方法中加入本發明添加劑的燃料相同。即本發明添加劑可以存在于也包含燃料的組合物中。該燃料可以具有或可以不具有混入氧化金屬的傾向。然后可將含有添加劑的組合物加入燃料和/或燃料添加劑組合物中。存在于該組合物中的燃料的同一性與含有添加劑的組合物中的任選燃料組分的同一性無關。燃料和/或燃料添加劑組合物的氧化金屬混入傾向可以是燃料性能和/或存在于燃料和/或添加劑組合物中的一種或多種添加劑的性能的結果。如本發明方法和組合物中所述，含添加劑組合物的加入導致燃料和/或燃料添加劑組合物的氧化金屬混入傾向減少。適用于本發明的燃料類型的描述涉及可存在本發明含有添加劑的組合物中的燃料以及可以添加該含有添加劑的組合物的燃料和/或燃料添加劑組合物。不過度限制適用于本發明的燃料。通常，合適的燃料通常在環境條件，即室溫 (20-300C )下為液體。液體燃料可以為烴燃料、非烴燃料，或其混合物。 烴燃料可以為石油餾分，包括如ASTM規格D4814定義的汽油，或如ASTM規格D975 定義的柴油燃料。在一個實施方案中，液體燃料為汽油，在另一實施方案中，液體燃料為無鉛汽油。在另一實施方案中，液體燃料為柴油燃料。烴燃料可以為通過氣轉液(gas to liquid)方法制備的烴，包括例如通過方法如費-托法制備的烴。在一些實施方案中，本發明所用燃料為柴油燃料、生物柴油燃料，或其組合。非烴燃料可以為含氧組合物，通常稱作氧合物(oxygenate)，其包括醇、醚、酮、羧酸的酯、硝基烷，或其混合物。非烴燃料可例如包括甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚、甲乙酮、來自植物和動物的酯交換油和/或脂肪如油菜子甲酯和大豆甲酯，和硝基甲烷。烴與非烴燃料的混合物可例如包括汽油與甲醇和/或乙醇、柴油燃料與乙醇、和柴油燃料與酯交換植物油如油菜子甲酯和其它生物衍生燃料。在一個實施方案中，液體燃料為水在烴燃料、非烴燃料或其混合物中的乳液。在本發明幾個實施方案中，液體燃料可以具有5000ppm或更小，IOOOppm或更小，300ppm或更小，200ppm或更小，30ppm或更小，或 IOppm或更小的基于重量的硫含量。本發明液體燃料以通常大于95重量％的主要量存在于燃料組合物中，在其他實施方案中以大于97重量％，大于99. 5重量％，或大于99. 9重量％存在。其它性能添加劑本發明添加劑組合物和燃料組合物還可包含一種或多種其它性能添加劑。取決于幾個因素，包括內燃機類型和發動機中所用燃料的類型、燃料品質和發動機操作的操作條件，可將其它性能添加劑加入燃料組合物中。在一些實施方案中，本文所述其它性能添加劑可提高燃料組合物混入金屬如鋅的傾向。在這種情況下本發明的使用可減少和/或消除其它添加劑的這一影響。其它性能添加劑可包括抗氧化劑如位阻酚或其衍生物和/或二芳胺或其衍生物；腐蝕抑制劑；和/或不同于本發明燃料添加劑的洗滌劑/分散劑添加劑，例如聚醚胺或含氮洗滌劑，包括但不限于PIB胺分散劑、季鹽分散劑和琥珀酰亞胺分散劑，包括琥珀酰亞胺分散劑的衍生物，例如其季銨鹽。其它性能添加劑還可包括冷流改進劑，例如馬來酸酐與苯乙烯的酯化共聚物和 /或乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物；抑泡劑和/或消泡劑如硅酮液；反乳化劑如聚烷氧基化醇；潤滑劑如脂肪羧酸；金屬減活劑如芳族三唑或其衍生物，包括但不限于苯并三唑；和/ 或閥座衰退添加劑(recession additive)如堿金屬磺基琥珀酸鹽。合適的消泡劑還包括有機聚硅氧烷，例如聚二甲基硅氧烷、聚乙基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯、三甲基-三氟-丙基甲基硅氧烷等。其它添加劑還可包括殺菌劑；抗靜電劑、除冰劑、流化劑如礦物油和/或聚(α -烯烴)和/或聚醚，和助燃劑如辛烷值增進劑或十六烷值增進劑。可存在于本發明燃料添加劑組合物和燃料組合物中的其它性能添加劑還包括通過使二羧酸(例如酒石酸)和/或三羧酸(例如檸檬酸)與胺和/或醇任選在已知酯化催化劑的存在下反應而制備的二酯、二酰胺、酯酰胺和酯酰亞胺摩擦改進劑。通常衍生自酒石酸、檸檬酸或其衍生物的這些摩擦改進劑可衍生自支化的胺和/或醇，使得摩擦改進劑本身具有存在于其結構中的顯著量的支化烴基。用于制備這些摩擦改進劑的合適支化醇的實例包括2-乙基己醇、異十三醇、Guerbet醇或其混合物。其它性能添加劑可包含高TBN含氮分散劑，例如琥珀酰亞胺分散劑，它是烴基取代琥珀酸酐與聚(亞烷基胺)的縮合物。琥珀酰亞胺分散劑是潤滑劑領域中非常熟知的。 這類分子通常衍生自鏈烯基酰化劑與多胺的反應，兩個結構部分之間可以是各種鍵，包括簡單的酰亞胺結構以及各種酰胺和季銨鹽。琥珀酰亞胺分散劑更完全地描述于美國專利 4，234，435和3，172，892中。這類原料還可含有酯鍵或酯官能團。另一類含氮分散劑為曼尼希堿。它們為通過較高分子量的烷基取代苯酚、亞烷基多胺與醛如甲醛縮合而形成的物質。這類物質更詳細地描述于美國專利3，634，515中。其它含氮分散劑包括聚合分散劑添加劑，其通常為含有含氮極性官能度以賦予聚合物分散特征的烴基聚合物。胺通常用于制備高TBN含氮分散劑。可使用一種或多種多(亞烷基胺)，這些可包含一種或多種具有3-5個亞乙基單元和4-6個氮的多(亞乙基胺)。這類物質包括三亞乙基四胺(TETA)、四亞乙基五胺(TEPA)和五亞乙基六胺(PEHA)。這類物質通常作為含鎖個亞乙基單元和氮原子，以及多種異構結構，包括各種環狀結構的各種異構體的混合物市售。 多(亞烷基胺)同樣可包括工業中作為亞乙基胺釜腳已知的較高分子量胺。其它性能添加劑可包括季鹽，其包括以下的反應產物(i)至少一種選自如下的化合物(a)烴基取代酰化劑與具有能與所述酰化劑縮合的氧或氮原子的化合物的縮合物，且所述縮合物還具有叔氨基；(b)具有至少一個叔氨基的多亞烷基取代的胺；和(C)具有叔氨基的曼尼希反應產物，所述曼尼希反應產物由烴基取代苯酚、醛和胺反應而制備；和( )適于將化合物(i)的叔氨基轉化成季氮的季銨化劑，其中季銨化劑選自二烷基硫酸鹽、芐基商、烴基取代的碳酸鹽；烴基環氧化物與酸的組合或其混合物。在一個實施方案中，季鹽包括以下的反應產物(i)至少一種選自如下的化合物 具有至少一個叔氨基的聚亞烷基取代的胺和/或具有叔氨基的曼尼希反應產物；和(ii)季銨化劑。在另一實施方案中，季鹽包括以下的反應產物(i)琥珀酸酐與胺的反應產物；和 (ii)季銨化劑。在這類實施方案中，琥珀酸酐可衍生自聚異丁烯和酐，其中聚異丁烯具有約 800-約1600的數均分子量。在一些實施方案中，琥珀酸酐不含氯。在一些實施方案中，上述組分(i)的烴基取代酰化劑(a)為長鏈烴，通常是被單不飽和羧酸反應物如(1)單不飽和C4-Cltl 二羧酸如富馬酸、衣康酸、馬來酸；(2)(1)的衍生物如(1)的酐或C1-CJ 衍生的單酯或二酯；(3)單不飽和C3-Cltl單羧酸如丙烯酸和甲基丙烯酸，或(4) (3)的衍生物如(3) WC1-C5醇衍生的酯取代的聚烯烴與任何含有以下通式代表的烯鍵的化合物的反應產物 (R1) (R1) C = C (R1) (CH (R1) (R1))(I)其中各個R1獨立地為氫或烴基。用于與單不飽和羧酸反應的烯烴聚合物可包括包含主要摩爾量C2-C2tl如C2-C5單烯烴的聚合物。這類烯烴包括乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、戊烯、辛烯-ι或苯乙烯。聚合物可以為均聚物如聚異丁烯，以及兩種或更多種這類烯烴的共聚物如乙烯與丙烯；丁烯與異丁烯；丙烯與異丁烯的共聚物。其它共聚物包括其中次要摩爾量的共聚物單體，例如1-10摩爾％為C4-C18 二烯烴的那些，例如異丁烯與丁二烯的共聚物；或乙烯、丙烯與1，4_己二烯的共聚物。在一個實施方案中，式(I)的至少一個R衍生自聚丁烯，即C4烯烴，包括1-丁烯、 2-丁烯和異丁烯的聚合物。C4聚合物可包括聚異丁烯。在另一實施方案中，式(I)的至少一個R衍生自乙烯-α烯烴聚合物，包括乙烯-丙烯-二烯聚合物。乙烯-α烯烴共聚物和乙烯-低級烯烴-二烯三聚物描述于大量專利文件中，包括歐洲專利公開文本ΕΡ0279863 和以下美國專利3, 598，738 ；4，026，809 ；4, 032, 700 ；4，137，185 ；4，156，061 ；4，320,019 ； 4，357，250 ；4，658，078 ；4，668，834 ；4，937，299 ；5，324，800，在此將它們各自關于這些乙烯基聚合物的相關公開內容通過弓I用并入本發明。在另一實施方案中，式(I)的烯鍵主要為下式表示的亞乙烯基團-(H)C = C(R2) (R2)(II)其中R2為烴基，在一些實施方案中，兩個R2基團為甲基，和- (H) (R3) C (C (CH3) = CH2) (III)其中R3為烴基。在一個實施方案中，式(I)亞乙烯基含量可包含至少約30摩爾％亞乙烯基，至少約50摩爾％亞乙烯基或至少約70摩爾％亞乙烯基。這種材料及其制備方法描述于美國專利 5，071，919 ；5，137，978 ；5，137，980 ；5，286，823,5, 408，018,6, 562，913,6, 683，138、 7, 037, 999 和美國公開 20040176552AU20050137363 和 20060079652A1,在此明確地將其通過引用并入本發明，這類產品由BASF以商品名GLISSOPAL 市售并由Texas Petrochemicals LP 以商品名 TPC 1105 和 TPC 595 市售。
由單不飽和羧酸反應物與式(I)化合物反應制備烴基取代酰化劑的方法是本領域熟知的且公開于以下專利中美國專利3，361,673和3，401，118導致熱“烯”反應進行；美國專利 3，087，436 ；3，172，892 ；3，272，746，3，215，707 ；3，231，587 ；3，912，764 ； 4，110，349 ；4, 234，435 ；6, 077，909 ；6, 165，235，在此通過引用并入本發明。在另一實施方案中，烴基取代酰化劑可以由至少一種下式表示的羧酸反應物與任何式(I)表示的含有烯鍵的化合物反應而制備(R4C(O) (R5)nC(O)) R4(IV)和
權利要求
1.一種減少燃料組合物中的氧化金屬混入量的方法，其中所述方法包括向所述燃料組合物中加入包含烴的添加劑，所述烴被至少兩個酸形式的羧基官能團或至少一個酐形式的羧基官能團取代。
2.根據權利要求1的方法，其中所述取代烴為具有二酸官能團的烴基取代的酰化劑。
3.根據權利要求1的方法，其中所述取代烴為琥珀酸酰化劑。
4.根據權利要求1-3中任一項的方法，其中所減少混入的氧化金屬選自銅、鋅、鐵或其組合。
5.根據權利要求1-4中任一項的方法，其中取代烴的烴基包括聚異丁烯。
6.根據權利要求1-5中任一項的方法，其中取代烴試劑選自(a)烴基取代的琥珀酸酐；(b)水解的烴基取代的琥珀酸酐；(c)其組合。
7.根據權利要求1的方法，其中所述燃料組合物還包含反乳化劑、消泡劑、冷流劑、分散劑/洗滌劑添加劑或其組合；且其中所述燃料當與含有所述金屬的固體材料長期接觸時容易混入大于0. 5ppm的氧化^^ I^l ο
8.根據權利要求7的方法，其中所述分散劑/洗滌劑添加劑包括琥珀酰亞胺分散劑、季銨鹽或其組合。
9.根據權利要求1-8中任一項的方法，其中所述燃料組合物包括柴油燃料、生物柴油或其組合。
10.根據權利要求1-9中任一項的方法，其中所述燃料組合物為燃料添加劑組合物。
11.根據權利要求1-10中任一項的方法，其中所述方法還導致其中應用本方法燃料組合物的發動機中噴油器沉積物減少。
12.一種燃料組合物，其包含(a)燃料；(b)包含烴的添加劑，所述烴被至少兩個酸形式的羧基官能團或至少一個酐形式的羧基官能團取代；和(c)任選其它性能添加劑。
13.一種燃料添加劑組合物，其包含(a)任選溶劑；(b)包含烴的添加劑，所述烴被至少兩個酸形式的羧基官能團或至少一個酐形式的羧基官能團取代；和(c)任選其它性能添加劑。
14.包含被至少兩個酸形式的羧基官能團或至少一個酐形式的羧基官能團取代的烴的燃料添加劑在燃料組合物中減少由所述燃料組合物混入的氧化金屬的量的用途；其中所述用途還任選減少其中使用含添加劑的燃料組合物的發動機中噴油器沉積物的形成。
全文摘要
本發明涉及燃料添加劑、燃料添加劑組合物和燃料組合物，以及為內燃機加燃料的方法，其減少通過燃料混入金屬，其中本發明組合物含有被至少兩個酸形式的羧基官能團或至少一個酐形式的羧基官能團取代的烴。
文檔編號C10L10/00GK102239238SQ200980148703
公開日2011年11月9日 申請日期2009年10月1日 優先權日2008年10月10日
發明者E·法埃, P·R·斯蒂文森, R·H·巴伯 申請人:盧布里佐爾公司