烷氧基化季銨鹽及包含它們的燃料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了烷氧基化季銨鹽及包含它們的燃料。燃料添加劑及其用于發(fā)動機的制備品，包含所述添加劑的燃料，燃料添加劑濃縮物，改進燃料噴射器性能的方法和清潔發(fā)動機的燃料噴射器的方法。所述燃料添加劑包括季銨鹽，該季銨鹽衍生自烴基取代的酸酐、叔胺和含羥基的環(huán)氧化物的反應(yīng)，其中所述叔胺不含伯和仲氨基。
【專利說明】燒氧基化季鎮(zhèn)鹽及包含"S們的燃料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容涉及燃料添加劑W及可用于改善燃料噴射發(fā)動機性能的包括所述添 加劑的燃料。具體地，本公開內(nèi)容涉及有效增強汽油和柴油發(fā)動機的燃料噴射器性能的焼 氧基化季饋鹽燃料添加劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 公知的是液體燃料包含能在發(fā)動機運行期間降解并形成沉積物的組分。該種沉積 物能導致燃料不完全燃燒，產(chǎn)生更多的排放物和更差的燃料經(jīng)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。隨著發(fā)動機的動力和機構(gòu)不斷發(fā)展，對燃料 和添加劑的要求必須進化W跟上該些發(fā)動機發(fā)展。例如，當今的發(fā)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(tǒng)，W增強向壓縮或燃燒室的燃料噴霧。沉積物防止和 減少對于最佳運行已經(jīng)變得關(guān)鍵，并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(fā)動機運行的清潔劑。
[000引另外，間接燃料噴射柴油發(fā)動機，和更現(xiàn)代的高壓共軌她CR)直接燃料噴射柴油 發(fā)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(xiàn)在此類發(fā)動機 市場中常用的。"低硫"柴油機燃料表示基于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)表示基于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(fā)動機和燃料噴射系統(tǒng)相比，HPCR發(fā)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ULSD和HPCR發(fā)動機的組合已經(jīng)導致市場中現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)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，用于直接燃料噴射發(fā)動機的燃料組合物經(jīng)常在發(fā)動機內(nèi)表面和燃料過濾器 中產(chǎn)生不希望有的沉積物。因此，需要能防止沉積物積累，對于車輛壽命而言保持"如新"的 清潔度的改進組合物。理想地，能清潔臟燃料噴射器、將性能恢復至W前的"如新"狀態(tài)的 相同組合物在減少空氣傳播的廢氣排放和改善發(fā)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某些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(fā)動機運行，例如 燃料經(jīng)濟性提高，車輛駕駛性能更好，排放物減少和發(fā)動機維護更少。該樣的季饋化清潔劑 典型地衍生自傳統(tǒng)的PIBSI燃料添加劑化合物，其具有能通過季饋化劑，例如環(huán)氧丙焼焼 基化，即季饋化的側(cè)掛叔胺位點。該樣的反應(yīng)和反應(yīng)產(chǎn)物的實例包括在美國專利8, 147, 569 中。
[0006] 還已經(jīng)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(jù)稱比PIBSI衍生的季饋清潔劑更加熱穩(wěn)定，并且可W由較不能源密 集的方法制造。該樣的反應(yīng)和反應(yīng)產(chǎn)物的實例包括在美國公開2012/0138004中。
[0007] 季饋鹽洗涂劑經(jīng)常需要使用易燃的和危險的環(huán)氧化物，例如環(huán)氧丙焼，并且進一 步需要使用?？诘暮桶嘿F的壓力容器用于其生產(chǎn)。焼氧基化步驟需要駿酸作為質(zhì)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(guān)的其它問題。
[0008] 另外，聚異下帰基玻巧醜胺和/或醋中間體傾向于非常粘稠，并且在制造過程期 間難W處理。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)常包含不同量的聚異下帰基玻巧醜亞胺，使得難W向反應(yīng)混合物 中加入準確量的環(huán)氧化物和或酸。
[0009] 最后，常規(guī)的季饋化PIB/胺饋鹽傾向于消極地影響諸如柴油機燃料的燃料的抗 乳化性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明涉及新類型的焼氧基化季饋清潔劑，其提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)聚異下帰玻巧醜 亞胺、醜胺和或醋衍生的PIB/胺季饋鹽的顯著改進。該方法不需要專口的和/或昂貴的壓 力反應(yīng)器。所得季鹽不僅提供改進的清潔性能，而且提供改進的抗乳化性。
[0011] 根據(jù)本公開內(nèi)容，示例性實施方案提供燃料添加劑及其用于發(fā)動機的制備品，包 含所述添加劑的燃料，燃料添加劑濃縮物，改進燃料噴射器性能的方法和清潔用于發(fā)動機 的燃料噴射器的方法。所述燃料添加劑包括季饋鹽，該季饋鹽衍生自姪基取代的酸酢、叔胺 和含輕基的環(huán)氧化物的反應(yīng)，其中所述叔胺不含伯和仲氨基。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(nèi)容的另一個實施方案提供改善直接燃料噴射發(fā)動機的噴射器性能的方 法。該方法包括使發(fā)動機基于燃料組合物運行，所述燃料組合物包含主要量的燃料和基于 所述燃料組合物總重量按重量計約5至約200 ppm的季饋鹽，該季饋鹽衍生自姪基取代的 酸酢、叔胺和含輕基的環(huán)氧化物的反應(yīng)，其中該叔胺不含伯和仲氨基。
[0013] 本公開內(nèi)容的的另一個實施方案提供使直接燃料噴射柴油發(fā)動機運行的方法。該 方法包括使燃料組合物在發(fā)動機中燃燒，所述燃料組合物包含主要量的燃料和基于所述燃 料組合物總重量按重量計約5至約200 ppm的季饋鹽，該季饋鹽衍生自姪基取代的酸酢、叔 胺和含輕基的環(huán)氧化物的反應(yīng)，其中該叔胺不含伯和仲氨基。
[0014] 本公開內(nèi)容的另一個實施方案提供制造用作燃料清潔劑的季饋鹽的方法。該方法 包括使作為反應(yīng)物的姪基取代的酸酢、叔胺和含輕基的環(huán)氧化物混合，和使各反應(yīng)物在足 W形成季饋鹽的條件下反應(yīng)。所述叔胺不含伯和仲氨基。
[0015] 在此描述的燃料添加劑的優(yōu)點在于所述添加劑可W不僅減少在燃料噴射器上形 成的沉積物的量，而且有效地清潔臟的燃料噴射器，足W為發(fā)動機提供改進的功率恢復，并 且所述添加劑還可W出乎預料地增強燃料組合物的抗乳化性。
[0016] 本公開內(nèi)容的其它實施方案和優(yōu)點將在隨后的詳細說明中部分闡述，和/或可W 通過本公開內(nèi)容的實施獲悉。應(yīng)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，并非如權(quán)利要求那樣限制本公開內(nèi)容。

【具體實施方式】
[0017] 本申請的燃料添加劑組分可小量用于主要量的燃料中，并且可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。用于改進內(nèi)燃發(fā)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(quán)利要求】
1. 用于燃料噴射發(fā)動機的燃料添加劑，包含衍生自烴基取代的酸酐、叔胺和含羥基的 環(huán)氧化物的反應(yīng)的季銨鹽，其中所述叔胺不含伯和仲氨基。
2. 權(quán)利要求1的燃料添加劑，其中所述反應(yīng)在不向反應(yīng)物中添加羧酸或含酸化合物的 情況下進行。
3. 權(quán)利要求1的燃料添加劑，其中所述胺選自油烯基酰胺基丙基二甲胺和十二烷基二 甲胺。
4. 權(quán)利要求1的燃料添加劑，其中所述叔胺包含下式的化合物
其中R1q，R11和R14各自選自包含1至50個碳原子的烴基，R 9, R12和R13各自可以獨立 地選自氫或烴基，X可以為1至6, y可以為0或1，z可以為1至6,和η可以為1至6。
5. 燃料組合物，包含約5至約200 ppm的權(quán)利要求1的燃料添加劑，基于所述燃料組合 物的總重量。
6. 柴油機燃料組合物,包含約10至約200 ppm的權(quán)利要求1的燃料添加劑,基于所述 燃料組合物的總重量，其中所述燃料組合物在根據(jù)ASTM D-1094的抗乳化性測試中顯示出 噴射器清潔特性和全部水恢復以及Ib的界面評級。
7. 改善直接燃料噴射發(fā)動機的噴射器性能的方法，包括使發(fā)動機基于燃料組合物運 行，所述燃料組合物包含主要量的燃料和基于所述燃料組合物總重量按重量計約5至約 200 ppm的季銨鹽，該季銨鹽衍生自烴基取代的酸酐、叔胺和含羥基的環(huán)氧化物的反應(yīng)，其 中所述叔胺不含伯和仲氨基。
8. 權(quán)利要求7的方法，其中所述發(fā)動機包括直接燃料噴射汽油發(fā)動機。
9. 使直接燃料噴射柴油發(fā)動機運行的方法，包括使燃料組合物在發(fā)動機中燃燒，所述 燃料組合物包含主要量的燃料和基于所述燃料組合物總重量按重量計約5至約200 ppm的 季銨鹽，該季銨鹽衍生自烴基取代的酸酐、叔胺和含羥基的環(huán)氧化物的反應(yīng)，其中所述叔胺 不含伯和仲氨基。
10. 制造用作燃料清潔劑的季銨鹽的方法，包括 混合作為反應(yīng)物的烴基取代的酸酐、叔胺和含羥基的環(huán)氧化物，和 在足以形成季銨鹽的條件下使所述反應(yīng)物反應(yīng)，其中所述叔胺不含伯和仲氨基。
【文檔編號】C10L10/18GK104513678SQ201410524399
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】X.方, S.D.施瓦布 申請人:雅富頓化學公司