复合酯在燃料中的用途制造技术

复合酯作为燃料中的添加剂用于在使用了该燃料的内燃机运行中降低燃料消耗的用途，所述复合酯可通过脂族的直链或支链C2‑至C12‑二元羧酸、具有3至6个羟基的脂族的直链或支链多羟基醇、以及作为链终止剂的脂族的直链或支链C1‑至C30‑一元羧酸或脂族的直链或支链一元C1‑至C30‑醇之间的酯化反应得到。

【技术实现步骤摘要】
复合酯在燃料中的用途本申请是2014年10月20日提交的名称为“复合酯在燃料中的用途”的201480058575.7专利技术专利申请的分案申请。本专利技术涉及复合酯作为燃料中的添加剂用于不同目的的用途，所述复合酯可通过以下组分之间的酯化反应得到：(A)至少一种脂族的直链或支链C2-至C12-二元羧酸，(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族的直链或支链多羟基醇，以及(C)作为链终止剂的(C1)在组分(B)过量的情况下的至少一种脂族的直链或支链C1-至C30-一元羧酸，或(C2)在组分(A)过量的情况下的至少一种脂族的直链或支链一元C1-至C30-醇。本专利技术还涉及燃料组合物，其包含汽油燃料、所述复合酯和至少一种具有清净作用的燃料添加剂。本专利技术还涉及添加剂浓缩物，其包含所述复合酯和至少一种具有清净作用的燃料添加剂。已知燃料中的特定物质会降低内燃机，尤其是汽油机中的内摩擦，并因此有助于节约燃料。这类物质也称为润滑性改进剂、减摩剂或摩擦改进剂。市场上常见的用于汽油燃料的润滑性改进剂通常是天然存在的羧酸(如脂肪酸)与多元醇(如甘油)或与链烷醇胺的缩合产物，例如单油酸甘油酯。现有技术润滑性改进剂的缺点是与其他通常所使用的燃料添加剂，尤其与清净添加剂(如聚异丁烯胺)和/或载体油(如聚环氧烷)的溶混性差。实践中的一个重要要求是所提供的组分混合物或添加剂浓缩物即使在相对较低温度下，尤其是在例如低至-20℃的户外冬季温度下仍易于泵送，并且在长时间内保持均匀稳定，即不可出现相分离和/或沉淀物。通常，所述溶混性问题通过将烷属烃或芳族烃与醇(如叔丁醇或2-乙基己醇)的相对较大量的混合物作为增溶剂加入至组分混合物或添加剂浓缩物而避免。然而，在某些情况下，为达到所需的均匀性，必需相当大量的这些昂贵的增溶剂，因此对该问题的此解决方案变得不经济。此外，现有技术润滑性改进剂通常具有与组分混合物或添加剂浓缩物中或燃料本身中的水形成乳液的倾向，以至于只能困难地或至少只能非常缓慢地通过相分离再次除去已经渗透的水。WO99/16849公开了一种由多官能醇和多官能羧酸之间的酯化反应产生的复合酯，所述酯化反应使用链终止剂来与剩余的羟基或羧基形成酯键，所述复合酯包含作为多官能羧酸组分的二聚和/或三聚脂肪酸。这种复合酯被推荐用作传动油、液压液、四冲程油、燃料添加剂、压缩机油、润滑脂、链条油中的添加剂、基液或增稠剂，以及用于金属加工轧制应用。WO98/11178公开了一种多元醇酯馏出物燃料添加剂，其由多元醇和一元羧酸或多元羧酸以使所得的酯具有未转化的羟基的方式合成，这种多元醇酯可用于柴油机燃料、喷气式发动机燃料和煤油的润滑性添加剂。WO03/012015公开了用于改善低硫燃料油的润滑能力的添加剂，这种添加剂包含二元醇或多元醇与碳链长度在8至30个碳原子之间的不饱和或饱和的一元羧酸或二羧酸的混合物的酯。本专利技术的一个目的是提供燃料添加剂，其首先实现了在火花点火式内燃机运行中有效的燃料节约，其次不再有现有技术的所述缺点，即更具体而言是不能在无任何相分离和/或沉淀物的情况下在长时间内保持均匀稳定、与其他燃料添加剂的混溶性差以及具有与水形成乳液的倾向。此外，它们不应使通过现代燃料添加剂所实现的高水平的进气阀清洁度变差。因此，已经发现如上所述的复合酯作为燃料中的添加剂用于在使用了该燃料的内燃机运行中降低燃料消耗的用途。优选地，已经发现作为汽油燃料中的添加剂用于在使用了该燃料的火花点火式内燃机运行中降低燃料消耗或作为汽油燃料中的添加剂用于在使用了该燃料的自点燃式内燃机运行中降低燃料消耗的所述用途。可以猜想，凭借所述复合酯节约燃料的原因基本上是基于其作为降低内燃机，尤其是汽油机中的内摩擦的添加剂的效果。因此，所述反应产物在本专利技术上下文中本质上用作润滑性改进剂。此外，已经发现如上所述复合酯作为燃料中的添加剂用于使内燃机功率损失最小化以及用于提高内燃机加速性能的用途。此外，已经发现如上所述的复合酯作为燃料中的添加剂用于通过用包含有效量的至少一种所述复合酯的燃料运行内燃机来改善出于润滑目的而包含在所述内燃机中的润滑油的润滑性的用途。可以猜想，燃料中所包含的所述复合酯的一部分经由燃烧室输送，在所述燃烧室中包含添加剂的燃料烧成润滑油并在该处作为进一步的润滑剂。这种机制的优点在于所述进一步的润滑剂通过燃料进料而连续更新。火花点火式内燃机优选理解为意指通常用火花塞点火的汽油机。除了常规的四冲程和二冲程汽油机外，火花点火式内燃机还包括其他发动机类型，例如汪克尔(Wankel)发动机。这些通常是使用常规汽油类型(尤其是符合EN228的汽油类型)、汽油-醇混合物(如具有75至85体积％的乙醇的Flex燃料)、液压气(“LPG”)或压缩天然气(“CNG”)作为燃料而运行的发动机。然而，本专利技术的所述复合酯的用途还涉及新开发的内燃机，如“HCCI”发动机，其为自点燃式并用汽油燃料运行。本专利技术优选用于直喷式汽油驱动的内燃机。组分(A)的脂族二元羧酸可为支链的或优选直链的；它们可为不饱和的或优选饱和的。用于组分(A)的典型实例为乙二酸(草酸)、丙二酸(malonicacid)、丁二酸(琥珀酸)、(Z)-丁烯二酸(马来酸)、(E)-丁烯二酸(富马酸)、戊二酸(谷酸)、戊-2-烯二酸(戊烯二酸)、己二酸(肥酸)、庚二酸(蒲桃酸)、辛二酸(软木酸)、壬二酸(杜鹃花酸)、癸二酸(皮脂酸)、十一烷二酸、十二烷二酸、十二碳-2-烯二酸(愈伤酸)以及(2E,4E)-己-2,4-二烯二酸(粘康酸)。也可以使用上述脂族二元羧酸的混合物。在一个优选的实施方案中，组分(A)的所述至少一种脂族二元羧酸选自脂族的直链C6-至C10-二元羧酸，其优选是饱和的。最优选的是己二酸和癸二酸。组分(B)的脂族多羟基醇可为支链的或直链的；它们可为不饱和的或优选饱和的；它们可以包含3至12个，优选3至8个，尤其是3至6个碳原子并优选包含3、4或5个羟基。用于组分(B)的典型实例为三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、山梨醇、甘油和季戊四醇。也可以使用上述脂族多羟基醇的混合物。在一个优选的实施方案中，组分(B)的所述至少一种脂族多羟基醇选自甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。根据组分(B)是否相对于组分(A)以过量用于酯化反应而产生剩余的游离羟基，或组分(A)是否相对于组分(B)以过量用于酯化反应而产生剩余的游离羧基，使用链终止剂(C1)或(C2)来合成所述复合酯。羧酸酯组分(C1)会将剩余的游离羟基转变成其他羧酸酯基。一元醇组分(C2)会将剩余的游离羧基转变成其他羧酸酯基。组分(C1)的脂族一元羧酸可为支链的或直链的；它们可为不饱和的或优选饱和的。用于组分(C1)的典型实例为甲酸、乙酸、丙酸、2,2-二甲基丙酸(新戊酸)、己酸、辛酸(羊脂酸)、2-乙基己酸、3,5,5-三甲基己酸、壬酸、癸酸(羊蜡酸)、十一烷酸、十二烷酸(月桂酸)、十三烷酸、十四烷酸(肉豆寇酸)、十六烷酸(棕榈酸)、十八烷酸(硬脂酸)、异硬脂酸、油酸、亚油酸、反亚油酸(linolaidicacid)、芥酸、花生酸、山嵛酸、木蜡酸和蜡酸。上述一元羧酸，包括所谓的脂肪酸，可为合成的或天然来源的。也可以使用上述脂族一元羧酸的混合物。在一个优选的实施方案中，组分(C1)的所述至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.燃料组合物，其包含较大量的汽油燃料和较小量的至少一种复合酯以及至少一种不同于所述复合酯且具有清净作用的燃料添加剂，所述复合酯可通过以下组分之间的酯化反应得到(A)至少一种脂族的直链或支链C2‑至C12‑二元羧酸，(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族的直链或支链多羟基醇，以及(C)作为链终止剂的(C1)在组分(B)过量的情况下，至少一种脂族的直链或支链C1‑至C30‑一元羧酸，或(C2)在组分(A)过量的情况下，至少一种脂族的直链或支链一元C1‑至C30‑醇，所述燃料添加剂选自(Da)聚异丁烯单胺或聚异丁烯多胺，其具有Mn＝300至5000、具有至少50摩尔％的亚乙烯基双键并且通过对各自的聚异丁烯进行加氢甲酰基化且随后用氨、单胺或多胺进行还原胺化制备，且与至少一种矿物或合成载体油结合。

【技术特征摘要】
2013.10.24 US 14/0623201.燃料组合物，其包含较大量的汽油燃料和较小量的至少一种复合酯以及至少一种不同于所述复合酯且具有清净作用的燃料添加剂，所述复合酯可通过以下组分之间的酯化反应得到(A)至少一种脂族的直链或支链C2-至C12-二元羧酸，(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族的直链或支链多羟基醇，以及(C)作为链终止剂的(C1)在组分(B)过量的情况下，至少一种脂族的直链或支链C1-至C30-一元羧酸，或(C2)在组分(A)过量的情况下，至少一种脂族的直链或支链一元C1-至C30-醇，所述燃料添加剂选自(Da)聚异丁烯单胺或聚异丁烯多胺，其具有Mn＝300至5000、具有至少50摩尔％的亚乙烯基双键并且通过对各自的聚异丁烯进行加氢甲酰基化且随后用氨、单胺或多胺进行还原胺化制备，且与至少一种矿物或合成载体油结合。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：M·沃尔特，D·瑞特梅耶，M·汉斯，L·沃克勒，B·T·哈恩，M·科米尔，T·海登，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE