由烃基琥珀酸酐和羟基胺制得的燃料润滑添加剂及含其的中间馏出燃料制造技术

一种包含由烃基琥珀酸酐和羟基胺结合所产生的反应产物的中间馏出燃料添加剂。加入这种添加剂化合物，可显著改善低硫含量中间馏出燃料，如柴油燃料、喷气式发动机燃料或生物柴油燃料的润滑性能。使用这种中间馏出燃料添加剂就有可能避免发生机械故障问题，如燃料泵或喷嘴的故障，不适当的燃料润滑性则会引起这类故障，但仍能保留使用低硫含量燃料时对环境的益处。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
由烃基琥珀酸酐和羟基胺制得的燃料润滑添加剂及含其的中间馏出燃料
本专利技术涉及使用某些化合物来改善低硫含量燃料的润滑性质和含有该化合物的燃料和添加剂浓缩物。更具体地说，本专利技术涉及可用作中间馏出燃料，如柴油燃料、喷射式发动机燃料和生物柴油燃料润滑性添加剂的化合物。
技术介绍
在例如传统中间馏出燃料，如柴油和喷射式发动机燃料中的高硫燃料的燃烧，被认为是一种严重的环境问题，因为这会带来空气传播的微粒和酸雨。政府已颁布了法规，要严格限制可能存在于这类燃料中的硫含量。不幸的是，具有符合这些法规的硫含量适当低的燃料，其固有的润滑性质可能很差，使用这种燃料时，就有可能出现一些问题。例如，在柴油发动机中使用低硫含量燃料常常会损坏燃料泵和喷嘴，这些燃料泵和喷嘴是靠燃料天然的润滑性质来防止其部件发生故障的。因此，有必要改善低硫含量燃料的润滑性质，以弥补由于降低硫的含量所造成的润滑性质的损失。以前曾报道过许多制造添加剂的方法，这些添加剂可用于提高润滑剂和/或燃烧燃料的各种性能特性，这些添加剂的基础是琥珀酸酐和羟基胺的反应产物。美国专利No.3,272,746曾公开过长链琥珀酸酐(至少50碳原子)和胺，包括羟基胺的琥珀酰亚胺。美国专利No.3,324,033曾公开了高分子量琥珀酸酐和二乙醇胺的反应产物。美国专利No.3,364,001曾公开过烯基琥珀酸酐(ASA)和三乙醇胺的反应产物和含有这些反应产物的燃料组合物。美国专利No.3,879,306曾公开过一种含有琥珀酰胺酸或琥珀酰胺酸和羟烷基琥珀酰亚胺混合物的自动传动液。美国专利No.4,097,389报道过由C8～C300烯基琥珀酸酐和各种羟基胺制得的琥珀酰亚胺。这种琥珀酰亚胺要用各种不同的试剂进行后处-->理，使其适用于燃料和润滑剂组合物。美国专利No.4,253,876公开了包含烯基或烷基琥珀酸或酐的三酯和三烷醇胺的腐蚀抑制剂。美国专利No.4,325,827叙述过羟甲基琥珀酰亚胺和含有羟甲基琥珀酰亚胺的发动机燃料油组合物。美国专利No.4,420,407叙述了含矿物油、高碱性磺酸钙的润滑油组合物和由乙醇胺制成的琥珀酰亚胺。美国专利No.4,486,573公开过有关酰化羟基胺的内容。美国专利No.4,489,194公开过有关烃基取代的羧基酰化剂的内容。美国专利Nos.4,997,456和5,122,216报道过由C12-C30烯基琥珀酸酐和链烷醇多元胺制备的琥珀酰亚胺。美国专利No.5,194,068公开了含有少量单-和/或多羧酸与烷基链烷醇胺或烷基氨基聚二醇生成的酯的燃料组合物。美国专利No.6,001,141叙述了一种含有添加剂化合物的低硫含量燃料组合物，该化合物中包含了由至少一个羟基取代的羧酸、由至少一个羟基取代的羧酸衍生物，和一种酯，该酯是其酸主链上不含任何羟基取代物的羧酸和链烷醇胺的反应产物。欧洲专利出版物EP561947公开了用于改善馏出燃料低温性能的添加剂，该添加剂是(1)酐和/或多元酸，和(2)有长链烃基的氨基醇或氨基/醇/酰胺的反应产物。欧洲专利出版物EP632123介绍了高分子量(＞2000)的琥珀酰亚胺，其中含有用作柴油燃料有效分散剂的羟基胺。加拿大专利出版物CA744,377公开了由高分子量(＞700)烯基琥珀酸酐(ASA)和羟基胺制得的琥珀酰亚胺。英国专利出版物GB984,409介绍了由高分子量烯基琥珀酸酐和羟基胺制备的琥珀酰亚胺。以上所有专利所公开的内容都引入本文供参考。人们希望能为低硫含量的中间馏出燃料提供一种改善润滑性能的添加剂，该添加剂既能补充其中没有的硫所带来的不足，又不会削弱该燃料对环境的益处或其它想要得到的性能特点。
技术实现思路
现在已经发现，加入下面所详细介绍的某种添加剂化合物可改善低-->硫含量燃料的润滑性质。这就有可能避免因燃料的润滑性质不当而引起的机械故障问题，如燃料泵的故障，而又能保留使用低硫含量燃料时对环境的益处。在本说明书中，术语“低硫含量燃料”是指通常硫的含量为0.2重量％或更低的燃料，优选硫的含量低于500ppm(重量)，更优选低于15ppm(重量)。可以使用添加剂化合物的燃料实例包括低硫的中间馏出燃料，如柴油和喷气发动机燃料和生物柴油燃料。中间馏出燃料通常可表述为具有100-500℃，更通常为150-400℃的沸程范围。生物柴油燃料是来自植物原料或它与石油基燃料的混合物，通常含有植物油或其衍生物，如由皂化和再酯化或酯交换反应所生产的酯。一方面，本专利技术涉及能使燃料具有优异润滑性质的中间馏出燃料添加剂，该添加剂是由烃基取代的琥珀酸酐和羟基胺的反应、结合、混合或掺混制得。这些添加剂能提高燃料的润滑性能，而又不会降低该燃料的其它性能特点，如去垢性、点火质量、稳定性等等。此外，非酸性的润滑性添加剂可按照本专利技术方法制备，该添加剂对中间馏出燃料所接触的部件的腐蚀风险比较小，与燃料添加剂制剂的碱性组分发生反应的风险也比较小。另一方面，本专利技术涉及一种提高柴油燃料润滑性和降低抽吸柴油燃料的柴油燃料泵的磨损的方法，其中往柴油中加入了包含烃基琥珀酸酐和羟基胺反应产物的润滑性添加剂。烃基取代的琥珀酸酐在此常常被称为″HSA″。一方面，术语“烃基”是烯基或烷基。“烃基”指的是包括至少一个碳-碳双键的基团，即一种不饱和化合物或沿该基团的烃链上的烯键式不饱和共价键。烷基不包含不饱和化合物。同样，对本说明书而言，“羟基胺”的一般含义既包括单羟基胺，也包括多羟基胺，如二羟基胺，或其混合物，除非在上下文中另有特别说明。应当明白的是，前面的一般性描述和下面的详细描述只是例证和解释而已，并有意对本专利技术做更进一步的说明。具体实施方式本专利技术涉及用于改善低硫含量燃料润滑性质的添加剂化合物，其中的添加剂化合物是烃基琥珀酸酐(HSA)和羟基胺的反应产物。这种添加剂化合物特别适合用于提高中间馏出燃料，如柴油燃料和喷气式发动机燃-->料以及生物柴油燃料的性能。烃基琥珀酸酐本专利技术的一个方面，烃基琥珀酸酐(HSA)反应物是由下述通式I表示的一种化合物。式中，R1是含8～30碳原子，优选12～24碳原子的烃基，式中的R1可以是直链的，或支链的，或两种结构的组合。在优选实施方案中，R1是含8～30碳原子的脂肪族烷基或烯基。在更优选的实施方案中，R1是含8～30碳原子的脂肪族直的烯基链。对本说明书而言，“直链”指的是“非支链的”。除非另有说明，“烃基”可以代表烃取代基，即脂肪族、脂环族、芳族以及环式取代基，其中的环完全穿过分子的另一部分。烃基R1也可任选包括沿烃链连接的一个或多个氢原子的取代基，只要最终添加剂产品的所需润滑功能得以维持即可。在优选实施方案中，烃基是非取代基。由结构式I表示的有用的烃基琥珀酸酐化合物的实例包括十三烷基琥珀酸酐、十五烷基琥珀酸酐、十四烯基琥珀酸酐、十六烯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐、十四烷基琥珀酸酐、十六烷基琥珀酸酐、十八烯基琥珀酸酐、四丙烯取代的琥珀酸酐、二十二烯基琥珀酸酐及其混合物。在更加优选的实施方案中，结构1的R1是代表8～30碳原子，更优选是约12～24碳原子的烯基，即烯的(enoic)(单不饱和的)或二烯的(dienoic)(双不饱和)直的烃链。在该实例中，结构I代表烯基琥珀酸酐(ASA)。更具体地说，用于制备润滑性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有由烃基琥珀酸酐和羟基胺结合所产生的反应产物的中间馏出燃料添加剂。

【技术特征摘要】
US 2002-3-13 10/0965381.一种含有由烃基琥珀酸酐和羟基胺结合所产生的反应产物的中间馏出燃料添加剂。2.权利要求1的中间馏出燃料添加剂，其中，烃基琥珀酸酐的烃基是8～30碳原子的烃链。3.权利要求1的中间馏出燃料添加剂，其中，添加剂是非酸性的。4.权利要求1的中间馏出燃料添加剂，其中，烃基琥珀酸酐可由如下通式表示：式中R1是含8～30碳原子的烃基，其中的R可以是直链的、支链的，或包括直链和支链结构。5.权利要求2的中间馏出燃料添加剂，其中，R1是含一个碳-碳双键的烯基。6.权利要求1的中间馏出燃料添加剂，其中，烃基琥珀酸酐包含十六烯琥珀酸酐和十八烯琥珀酸酐的混合物。7.权利要求1的中间馏出燃料添加剂，其中，羟基胺具有如下结构：式中R2代表氢原子、非取代的烃基、含单羟基的烃基，或含多羟基的烃基，Z是亚烃基或含2～12碳原子的芳基亚烃基，X是氢原子、烃基，或多羟基取代的烃基，其中的X被键合到Z中的任何碳原子上。8.权利要求1的中间馏出燃料添加剂，其中，羟基胺选乙醇胺、二乙醇胺、N-烷基乙醇胺、N-烯基乙醇胺、N-烷基异丙醇胺、N-烯基异丙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三(羟基甲基)氨基甲烷、3-氨基-1，2-丙二醇、2-氨基-1，3-丙二醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇、4-氨基苯酚及其异构体和混合物。9.权利要求1的中间馏出燃料添加剂，其中，胺选自羟基胺、N-烷基羟基胺，其中的烷基含1～20碳原子，或N-烯基羟基胺，其中的烯基含2～20碳原子。10.权利要求1的中间馏出燃料添加剂，其中，烃基琥珀酸酐与羟基胺的摩尔比约为1∶4～约4∶1。11.一种用于低硫含量中间馏出燃料的添加剂浓缩物，该燃料中包含99～1重量％权利要求1所定义的添加剂化合物，和含1～99重量％该添加剂化合物所用的溶剂或稀释剂，该溶剂或稀释剂是混溶的和/或能够溶解在要使用该浓缩物的燃料中。12.一种包含低硫含量中间馏出燃料和权利要求1的、有...

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ亨利，JT罗珀，SD施瓦布，
申请(专利权)人：乙基公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]