JPH11315289A - 燃料組成物 - Google Patents

燃料組成物

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JPH11315289A
JPH11315289A JP11061485A JP6148599A JPH11315289A JP H11315289 A JPH11315289 A JP H11315289A JP 11061485 A JP11061485 A JP 11061485A JP 6148599 A JP6148599 A JP 6148599A JP H11315289 A JPH11315289 A JP H11315289A
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fuel
alkyl
tert
fuel composition
cetane number
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JP11061485A
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English (en)
Inventor
Rajiv Manohar Banavali
ラジブ・マノハール・バナバリ
Bharati Dinkar Chheda
ブハラティ・ディンカール・シェッダ
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Rohm and Haas Co
Original Assignee
Rohm and Haas Co
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/12Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving the cetane number

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良された熱安定性を有する、セタン価改良
剤を含む燃料油組成物の提供 【解決手段】 (A)過半量の燃料、(B)半分に満た
ない量の少なくとも1種のセタン価改良剤、および
(C)半分に満たない量の以下の構造式を有する少なく
とも1種のtert−アルキル1級アミン、 【化1】 式中、R、RおよびRはそれぞれ独立に(C
21)アルキル、置換(C−C21)アルキル、
(C−C21)アルケニル、または置換(C−C
21)アルケニルである、を含む燃料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は改良された燃料油組成物に関す
る。より詳細には、改良された熱安定性を有する、セタ
ン価改良剤を含む燃料油組成物に関する。本発明の組成
物は、さらに、改良されたセタン価、さび抑制、および
解乳化性、並びに1)沈殿物の形成、2)貯蔵および流
通の間における劣化に対する改良された安定性を有す
る。
【0002】燃料の使用期間は、その品質と貯蔵条件の
関数である。たとえば、粗原料およびクラックされた分
画の量により、ディーゼル燃料、ジェット燃料、および
暖房用油などの中間蒸留油は、ガム、着色先駆体、ワッ
クス、芳香族物質、および他の生成物の量が大きく異な
る。燃料の貯蔵安定性は、低硫黄ディーゼル油の開発の
前からより理解されていた問題である。ディーゼル燃料
が長期間貯蔵された場合(貯蔵安定性)、または高温の
エンジン部分と接触した場合(熱安定性)に、不安定に
なることはよく知られていた。1993規格を満たすた
めの水素化処理は、ハイウェイ燃料(highway
fuels)の貯蔵安定性の問題を低減する。しかし、
低硫黄燃料は、蒸留燃料における過酸化物および熱安定
性の問題のような他の問題を生じる。しかし、燃料は物
流システム上および経済上の必要性から、しばしば長時
間貯蔵される。
【0003】長時間の貯蔵および熱ストレスの下に形成
される酸化性の劣化生成物は、たとえばディーゼル燃料
のようなものの使用の際に、引き続き問題となってい
る。燃料の不安定性による反応は、心身に有害な生成物
の発生、たとえば濾過可能な沈殿、付着性のガム、およ
び過酸化物の形成として定義される。酸化反応により生
ずる沈殿およびガムはフィルターをふさぎ、表面に堆積
する。低温貯蔵および高温熱劣化に関心がもたれてい
る。水素化処理は、一般に安定性を改良するための最も
効果的な手段と考えられている。しかし、添加剤を加え
ることによる安定性改良のコストは、水素化処理のコス
トよりもしばしば低くすることができる。
【0004】セタン価改良剤の使用は、ディーゼル燃料
に使用される化合物をより複雑にし、安定性の問題をも
たらす。厳しいディーゼルエンジンの排出基準が世界的
に実施されつつある。米国では、1990のClean
Air Actは、1998年のモデルにおいて、N
Oxの排出を1馬力−時間(g/hp−hr)あたり
4.0gに低減することを定めている。U.S.Env
ironmentalProtection Agen
cy(EPA)によれば、ヘビーデューティートラック
およびバスにおけるNOxと炭化水素との合計の量を、
さらに2004年モデルにおいて2.5g/hp−hr
に減少することが提案されている。そのような低減のた
めには新しいエンジン技術と経済的に利用可能なディー
ゼル排出ディーゼル燃料との組み合わせが必要とされ
る。
【0005】Cordinating Researc
h Councilおよびその他による多くの研究によ
り、添加剤を使用してセタン価を大きくすると、一酸化
炭素とNOxの排出量が著しく減少し、炭化水素と粒状
物質が若干減少することが知られた。セタン価改良剤
は、ディーゼル乗用車およびトラックの低温始動性も改
良する。セタン価が大きいほど、白煙、ノイズ、ミスフ
ァイヤー、排出物質を減少させ、さらに一部のエンジン
では低温始動性を改良する。ASTM D613により
測定されたセタン価が少なくとも47であるディーゼル
燃料が適合する。
【0006】多くのユーザーは、エネルギー源としての
燃料の基本的な役割について知っている。しかし、ディ
ーゼル燃料がディーゼルエンジンおよびそれに伴う燃料
システムにおいて、多機能を果たしていることはほとん
ど知られていない。エネルギー源としての基本的な役割
に加え、燃料は重要な動きをする部分の単一の潤滑剤と
して働き、また熱移動流体としても働く。ディーゼル燃
料は高圧燃料インジェクションシステムのための循環冷
却媒としてもますます使用されてきている。この場合に
は、エンジンの熱がインジェクターから燃料に伝わり、
これが粒状物質の形成のための引き金となり、そのため
フィルターとインジェクターが詰まる場合がある。その
ような熱劣化に対する燃料の抵抗性は、近年のOcte
lは21−61試験(180分、150℃)において緑
のフィルターを使用した場合の測定で、最低80%の反
射率を有していなければならない。
【0007】適当な熱安定性は、ディーゼル燃料が熱移
動流体として効果的に働くために必要な要求特性であ
る。最近のヘビーデューティーなディーゼルエンジンで
は、燃料インジェクターへ循環される燃料の一部のみ
が、実際に燃焼シリンダーに供給される。残りは熱を持
ったまま燃料タンクに戻り、その結果、燃料全体の温度
を上昇させる。より新しいエンジンでは燃料が再循環さ
れるので、燃料は一時的に最高350℃の温度に暴露さ
れる。一部のエンジンと燃料との組み合わせにおいて、
このプロセスはディーゼル燃料の不安定性を加速する可
能性がある。いくつかの場合には、このストレスは燃料
を劣化させ、フィルターとインジェクションシステムへ
の燃料の流れを制限する不溶性物質を形成する可能性が
ある。
【0008】良好な熱安定性は将来より重要となる。デ
ィーゼルエンジンの製造者は、排出物の基準を満たすた
めの開発中のエンジンは、燃料をより過酷な作動環境
(ストレス)、すなわちより高い圧力および高温のエン
ジン部品とのより長い接触にさらすことを示している。
より詳細には、熱安定性は幅広く使用されているセタン
価改良剤とともに使用するある種の領域の1部のヘビー
デューティー用途においては問題となりうる。したがっ
て、セタン価改良剤はエンジンメーカーが高セタン燃
料、特にプレミアムディーゼル製品を奨励し、および/
または必要とするにつれてより重要となる。
【0009】添加剤は、それらが酸化に対して安定でな
い場合には、ディーゼル燃料の劣化を引き起こす場合が
ある。120℃以上において、セタン価改良剤は酸化さ
れ、分解され、フィルターを詰まらせる可能性のある粒
状物質および沈殿物質を生ずる場合がある。2−エチル
ヘキシルニトレートが、不安定、すなわち安定性試験の
温度である300゜Fのすぐ上の温度である約155℃
(311゜F)で熱分解を開始するため、ディーゼルの
始動改良剤として作用することは広く知られている。
(Bacha,John;Lesnini,D.G.,
Proceedings of the 6th In
ternational Conference on
stability and Handling o
f Liquid Fuels,1997,Eds.,
H.N.;US Dept. ofEnergy, V
ol.2,671)この結果は安定性試験温度および試
験期間のどちらもが、300゜Fでの試験において観察
される燃料の熱不安定性に寄与するために2−エチルヘ
キシルニトレートにとってちょうどよいことを示唆して
いる。
【0010】したがって、セタン価改良剤添加剤の存在
下においても燃料に熱安定性を付与する燃料添加剤に対
する必要性が存在する。tert−アルキルアミンは貯
蔵性を改良するための酸化防止剤用途のディーゼル燃料
添加剤として公知であり(米国特許第2,945,74
9号参照);脂肪アミンとともに用いられ、脂肪アミン
のエマルション乳化する傾向をうち消し(米国特許第
3,014,793号参照);および洗浄剤、さび防止
剤および解乳化剤とともに安定剤として用いられる(米
国特許第2,793,943号参照)ことは公知であ
る。しかし、これらの参考文献のいずれもtert−ア
ルキル1級アミンについて熱安定剤およびセタン価改良
剤としての議論はしていないし、特に公知のセタン価改
良剤の存在下においての議論はしていない。
【0011】本発明者は、燃料を熱的に不安定にするも
のとして知られていたセタン価改良剤の存在下におい
て、C8−C24の範囲のtert−アルキル1級アミ
ンを添加することにより、燃料を熱的に安定にできるこ
とを見いだした。さらに、本発明におけるtert−ア
ルキル1級アミンはセタン価改良剤としても作用し、セ
タン価改良剤と本発明におけるtert−アルキル1級
アミンとの組み合わせは、セタン価改良剤単独により提
供されるセタン価よりも高いセタン価を提供する。ま
た、これらのアミンを含む燃料油組成物は、改良された
分散性、改良されたさび防止性、および改良された解乳
化性という特徴も有する。
【0012】本発明の第1の態様においては、(A)
過半量の燃料、(B) 半分に満たない量の少なくとも
1種のセタン価改良剤、および(C) 半分に満たない
量の以下の構造式を有する少なくとも1種のtert−
アルキル1級アミン、
【0013】
【化4】
【0014】式中、R、RおよびRはそれぞれ独
立に(C−C21)アルキル、置換(C−C21
アルキル、(C−C21)アルケニル、または置換
(C−C21)アルケニルである、を含む燃料組成物
が提供される。
【0015】本発明の第2の態様においては、(A)
過半量のディーゼル燃料、(B) 半分に満たない量
の、ディーゼル燃料のセタン価を改良するのに効果のあ
る2−エチルヘキシルニトレート、および(C) 半分
に満たない量の以下の構造式を有する少なくとも1種の
tert−アルキル1級アミン、
【0016】
【化5】
【0017】式中、R、RおよびRはそれぞれ独
立に(C−C21)アルキル、置換(C−C21
アルキル、(C−C21)アルケニル、または置換
(C−C21)アルケニルである、を含む燃料組成物
が提供される。
【0018】本発明の第3の態様においては、燃料に、
以下の構造式を有する少なくとも1種のtert−アル
キル1級アミンを導入することを含む、セタン価改良剤
を含む燃料に熱安定性を付与する方法;
【0019】
【化6】
【0020】式中、R、RおよびRはそれぞれ独
立に(C−C21)アルキル、置換(C−C21
アルキル、(C−C21)アルケニル、または置換
(C−C21)アルケニルである、が提供される。
【0021】(C−C21)の用語は、1つの基あた
り1から21個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の
アルキル基をいう。「過半量」の用語は、50重量%よ
りも多い量をいい、「半分に満たない量」とは、50重
量%未満を言う。本明細書を通じて、他に示されていな
い限りは、パーセンテージは重量パーセントであり、全
ての温度は摂氏であり、さらに全ての圧力は大気圧であ
る。また、本明細書の意図のために、ここで列挙される
範囲および比率範囲は結合することができる。例えば、
特定のパラメータとして、1−20および5−15の範
囲が列挙されていれば、1−15または5−20の範囲
も企図される。一般に、本発明の燃料組成物の燃料は、
燃料組成物中において過半量で存在する。好ましい態様
においては、燃料油は燃料組成物の全重量の少なくとも
60重量%、好ましくは少なくとも75重量%、より好
ましくは少なくとも90重量%の量で存在する。
【0022】本発明において有用な燃料は、一般に不適
当なセタン価、熱不安定性、貯蔵安定性における問題
(貯蔵中における沈殿およびガム形成、色減退および他
の減退)、さびおよびエマルションの形成のような欠点
を有する全ての燃料である。好ましい態様においては、
燃料は少なくとも200゜Fの開始沸点と、750゜F
以下の終点沸点を有する炭化水素分画であって、その蒸
留範囲全体において実質的に連続的に沸騰するものであ
る。そのような燃料は中蒸留燃料として一般に知られて
いる。本発明の燃料組成物において使用することのでき
る中蒸留燃料の例としては、蒸留油、暖房用油、ディー
ゼル燃料、ジェット燃料、および船用燃料(bunke
r fuels)、海洋ディーゼル燃料、鉄道用ディー
ゼル燃料などの残油が挙げられるがこれらに限定されな
い。好ましい実施態様では、燃料はディーゼル燃料また
はジェット燃料である。より好ましい実施態様では、燃
料はディーゼル燃料である。
【0023】本発明の燃料組成物は、さらに少なくとも
1種のセタン価改良剤を含む。セタン価改良剤は容易に
分解してフリーラジカルを形成し、ついで連鎖開始反応
(chain initiation))をの速度を促
進する化合物である。増大された連鎖開始反応速度は、
ディーゼル燃料の始動特性を改良する。したがって、セ
タン価(始動特性)改良剤は、基礎となる燃料のセタン
価が要求性能に達していないときに、セタン価を改良す
るために使用される。好適なセタン価改良剤としては、
エチルヘキシルニトレート(2−EHN)のようなアル
キルニトレート;ジ−t−ブチルパーオキサイドのよう
なパーオキサイド;テトラゾール;チオアルデヒド;t
ert−アルキル1級アミン;およびこれらの混合物が
あげられるが、これらに限定されるものではない。好適
な実施態様においては、少なくとも1種のセタン価改良
剤は、アルキルニトレートである。より好適な実施態様
においては、少なくとも1種のセタン価改良剤は、エチ
ルヘキシルニトレート(2−EHN)である。
【0024】異なる実施態様においては、少なくとも1
種のセタン価改良剤は、tert−アルキル1級アミン
である。好ましい実施態様においては、少なくとも1種
のセタン価改良剤は、tert−アルキル1級アミンで
あり、燃料組成物はさらに、アルキルニトレート、パー
オキサイド、テトラゾール、チオアルデヒド、tert
−アルキル1級アミン、およびこれらの混合物から選択
される第2のセタン価改良剤を含む。さらに好ましい実
施態様においては、少なくとも1種のセタン価改良剤
は、tert−アルキル1級アミンであり、燃料組成物
はさらに、エチルヘキシルニトレート(2−EHN)の
ようなアルキルニトレートである第2のセタン価改良剤
を含む。
【0025】一般に、セタン価改良剤は燃料組成物中
に、50から7500ppm、好ましくは100から5
000ppm、より好ましくは100から2000pp
mの濃度で存在する。少なくとも1種のtert−アル
キル1級アミンは、以下の構造式を有するtert−ア
ルキル1級アミンである:
【0026】
【化7】
【0027】式中、R、RおよびRはそれぞれ独
立に(C−C21)アルキル、置換(C−C21
アルキル、(C−C21)アルケニル、または置換
(C−C21)アルケニルである。
【0028】好適な(C−C21)アルキルの例とし
ては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、
n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、n−ペンチル、
イソペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、2−エチ
ルヘキシル、オクチル、デシル、イソデシル、ウンデシ
ル、ドデシル(ラウリルとも呼ばれる)、トリデシル、
テトラデシル(ミリスチルとも呼ばれる)、ペンタテジ
ル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナ
デシル、コシルエイコシルが挙げられるが、これらに限
定されるものではない。
【0029】好適な(C−C21)アルケニルの例と
しては、エテニル、n−プロペニル、イソプロペニル、
1−ブテニル、シス−2−ブテニル、イソブテニル、ト
ランス−2−ブテニル、2,3−ジメチル−2−ブテニ
ル、3−メチル−2−ブテニル、2−メチル−2−ブテ
ニル、1−ペンテニル、シス−2−ペンテニル、トラン
ス−2−ペンテニル、1−ヘキセニル、1−ヘプテニ
ル、1−オクテニル、1−ノネニル、及び1−デセニル
が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0030】好適な置換(C−C21)アルキルおよ
び(C−C21)アルケニルの例としては、ヒドロキ
シ;フッ素、塩素、および臭素のようなハロゲン;シア
ノ;アルコキシ;ハロアルコキシ;カルボアルコキシ;
カルボキシ;アミノ;アルキルアミノ誘導体など;およ
びニトル基で置換された、上記のアルキルおよびアルケ
ニル基が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
【0031】少なくとも1種のtert−アルキル1級
アミンは、単一のアミンまたはアミンの混合物であるこ
とができ、たとえば、以下のものが例示される。ひとつ
の実施態様においては、tert−アルキルアミンは、
PRIMENE TOAの商標名でローム アンド ハ
ース カンパニーから入手できる、1,1,3,3−テ
トラメチルブチルアミンである。他の実施態様において
は、tert−アルキルアミンは、PRIMENE J
M−Tの商標名でローム アンド ハース カンパニー
から入手できる、C16からC22の、tert−アル
キル1級アミンの異性体混合物である。より好ましい実
施態様においては、少なくとも1種のtert−アルキ
ル1級アミンは、PRIMENE BC−9の商標名で
ロームアンド ハース カンパニーから入手できる、C
8からC10の、tert−アルキル1級アミンの異性
体混合物、またはPRIMENE 81−Rの商標名で
ローム アンド ハース カンパニーから入手できる、
C12からC14の、tert−アルキル1級アミンの
異性体混合物、またはPRIMENE BC−9とPR
IMENE 81−Rとの混合物である。さらに好まし
い実施態様においては、少なくとも1種のtert−ア
ルキル1級アミンは、PRIMENE 81−Rの商標
名でローム アンド ハース カンパニーから入手でき
る、C12からC14の、tert−アルキル1級アミ
ンの異性体混合物である。
【0032】一般に、少なくとも1種のtert−アル
キル1級アミンは、1から1000ppm、好ましくは
5から500ppm、より好ましくは10から200p
pm、もっとも好ましくは10から100ppmの濃度
で燃料組成物中に存在する。他の実施態様では、少なく
とも1種のtert−アルキル1級アミンは、50から
100ppm、または1から10ppmの濃度で燃料組
成物中に存在する。
【0033】本発明の燃料組成物中において使用される
tert−アルキル1級アミンは、リッター反応(Ri
tter reaction)のための基体として知ら
れている基体化合物を使用して調製をすることができ、
たとえば、アルコール、アルケン、アルデヒド、ケト
ン、およびエーテル類を使用して調製をすることができ
る。概論として、L.I.Krimen and D.
J.Cota,”TheRitter Reactio
n”,Organic Reactions,Vol.
17,1969,pp.213−325参照。tert
−アルキル1級アミンを調製するための方法は公知であ
り、たとえば米国特許第5,527,949号、および
同時に継属している仮出願の60/051,867号に
記載されている。本発明の燃料組成物は、たとえば酸化
防止剤、分散剤、発泡抑制剤のような当該技術において
公知である他の添加剤も含むことができるがこれらに限
定されない。
【0034】本発明はさらに、燃料に、以下の構造式、
【化8】
【0035】式中、R、RおよびRはそれぞれ独
立に(C−C21)アルキル、置換(C−C21
アルキル、(C−C21)アルケニル、または置換
(C−C21)アルケニルである。を有する少なくと
も1種のtert−アルキル1級アミンを導入すること
を含む、セタン価改良剤を含む燃料に熱安定性を付与す
る方法を提供する。
【0036】以下の実施例は本発明の例示のために提供
される。燃料サンプルAからIは、認可剤を含まず、商
業的に入手されるフレッシュな試験燃料である。燃料サ
ンプルは、分析され、基準を満たすことが確認され、周
囲温度の暗所で、窒素雰囲気下で貯蔵された。C8、C
9、C12およびC18のtert−アルキル1級アミ
ンのすべては、Primeneの商標名でローム アン
ド ハース カンパニーから販売されている商業的製品
である。結果を表1に示す。
【0037】
【表1】
【0038】実施例1 燃料Aについて、熱安定性とセタン価の改良が評価され
た。燃料Aのサンプルについて、Primene 81
−Rを含むものと含まないものが準備された。燃料サン
プルは、試験期間の間、室温において、空気雰囲気下で
貯蔵された。燃料サンプルは長期間の貯蔵安定性につい
て評価された。表2に示されたように、周期的に燃料は
サンプリングされ、以下に示すASTM D 2274
Diesel Oxidation Stabili
ty testにより酸化安定性が評価された。350
mLの燃料サンプルを、酸素を3リットル/時でバブリ
ングしながら、95℃で40時間加熱した。エージング
後、サンプルを室温に冷却し、濾過し、濾過可能な不溶
性物を得た。付着性の不溶解物はついでトリソルベント
(trisolvent:TAM)で付着するガラス製
品から回収された。ついでTAMを蒸発し、付着性の不
溶解物を得た。濾過可能な不溶解物と付着性の不溶解物
との合計を、100mLあたりのミリグラム数で、合計
不溶解物として示した。合計の沈殿物が1mg/100
mL以下のものは一般に許容可能であり、試験において
合格と判断され、沈殿物が1mg/100mLよりも多
いものは試験において不合格と判断された。結果を表2
に示す。
【0039】
【表2】
【0040】表2においてもっとも沈殿物が多いもの
は、ディーゼル燃料Aの27mgである。これは長期間
における燃料の不安定性を示す。表2に示された試験結
果は、100ppmの81−Rを加えた燃料Aは長期間
の彫像においてより良好な安定性を有することを示して
いる。Primene 81−Rがディーゼル燃料にお
いて安定剤として作用し、ガム/沈殿形成の防止に役立
っていることは明白である。これらの結果においてもっ
とも銘記すべき点は、Primene 81−Rを有し
ない燃料Aと比較して、100ppmのPrimene
81−Rを有する燃料Aは10週間後でも安定である
という点である。添加剤を含む燃料Aサンプルと含まな
い燃料Aサンプルは、セタン価についても試験された。
セタン価測定のために使用した方法は、ASTM D6
13であり、ASTM D 2274による酸化安定性
試験も行った。結果を表3に示す。
【0041】
【表3】
【0042】表3に示されるように、2−エチルヘキシ
ルニトレート(2−EHN)の添加は燃料Aのセタン価
を改良するが、酸化貯蔵安定性を低下させる。表3に示
されるように、1000ppmの2−EHNを含む燃料
AにPrimene 81−Rを100ppm添加する
と、2−EHNの効果を犠牲にすることなく、貯蔵安定
性を増加させる。Primene 81−Rはディーゼ
ル燃料の安定剤だけではなく、熱安定剤および相乗的セ
タン価改良剤でもある。tert−アルキル1級アミン
(Primene)は、公知のセタン価改良剤の存在下
でも非存在下でも、セタン価を増大させる。
【0043】実施例2 Texas Gulf Coast Area精油所か
ら入手されたディーゼル燃料Bのサンプルについて、A
STM D 2274試験方法により、Primene
アミンと他のアミンを用いて、40時間における酸化安
定性が評価された。結果を表4に示す。Primene
81−RとPrimeneBC−9は安定剤として作用
し、さらに酸化貯蔵安定性の改良に寄与することがわか
る。他の1級アミンは安定剤として作用を示さない。
【0044】
【表4】
【0045】実施例3 それぞれ硫黄濃度が0.047%、0.035%、およ
び0.038%である燃料C、D、およびEのサンプル
について、熱安定性およびセタン価改良効果について評
価した。これらの燃料のセタン価は表5に記載されたと
おりであり、燃料C、D、およびEについて、それぞれ
44.1、45.5および45.4であった。2−EH
Nを含むもの、含まないもの、およびPrimeneア
ミンと混合されたものについて、燃料の酸化/熱安定性
が評価された。2−EHNはセタン価改良剤として使用
され、2−EHNの添加はセタン価を増大させた。しか
し、150℃、90分間のOctel/DuPont
F21−61試験に供したときに、燃料の熱安定性に対
して悪影響を与えた。Octel/DuPontF21
−61試験は以下の通り行われた。テストチューブ内の
50mLの燃料油のサンプルを、300゜Fのバス内に
90分、または180分保持した。バスから取り出した
後、室温に冷却した(約2時間)。エージングされた燃
料を次いで4.25cmのWhatman No.1濾
紙で濾過した。濾紙を次いでヘプタンで洗浄し、濾紙の
色を標準試料と比較した。No.1は無着色であり、N
o.20は暗褐色である。表5に示されたように、2−
EHNの存在下において、Primene81−Rの添
加により、熱安定性もセタン価も増大する。Octel
/DuPont F21−61試験では、Octel/
DuPontにより提供される標準フィルターカラーチ
ャートと比較することにより、フィルターパッドも評価
する。7までは一般に合格と認められ、7よりも大きい
ものは不合格と認められる。表5のデータは3つのすべ
ての燃料サンプルにおいて2−EHNの添加はフィルタ
ーパッドの評価段階を上げ、燃料C、D、およびEのサ
ンプルについてそれぞれ16、10、および9として不
合格なものとしている。さらに、2−EHNの存在下に
おけるPrimene81−Rの添加は、パッドおよび
色の評価の観点からみて熱安定性を向上させ、同様にセ
タン価を増大させている。
【0046】
【表5】
【0047】実施例4 18時間のOctel/DuPont F21−61試
験をおこなった。試験結果は、2,6−ジ−t−ブチル
−4−メチルフェノールおよびN,N’−ジ−sec−
ブチル−p−フェニレンジアミンは、試験条件下におい
て20ppmまたは40ppmでは効果的な酸化防止剤
ではないことを示している。表6に示された結果は、P
rimeneアミン、およびジノニルジフェニルアミン
は、試験条件下において40ppmで効果的な酸化防止
剤であることを示している。しかし、比率1:1でのP
rimene81−RとPrimeneBC−9との混
合物は、試験条件下において20ppmで試験燃料の熱
安定性を向上させるのに効果的であることを示してい
る。
【0048】
【表6】
【0049】実施例5 燃料Fの試験では、安定剤の存在下および非存在下にお
ける2−EHNの効果を評価した。実施例3の結果か
ら、2−EHNの添加は熱安定性を低下させることがし
られたが、実施例3では試験は90分間行われた。燃料
Fについてのセタン価試験は2−EHNを2000pp
mで添加したときに、セタン価が平均で7増大したこと
を示した。2−EHNの添加は熱安定性を減少させるこ
とも観察された。これはPrimeneアミンを添加す
ることにより改善された。この実験の焦点は、2−EH
Nの存在下での安定剤の効果を決定することであり、P
rimeneアミンを使用した場合とジノニルジフェニ
ルアミンのみを使用した場合とを比較した。表7に示さ
れた結果は、ジノニルジフェニルアミンは、2−EHN
の存在下では燃料を安定化できないことを示している。
Primeneアミンを添加した場合には、濃度の増大
とともに熱安定性が増大することを示している。Pri
meneアミンの添加濃度の増大は、フィルターパッド
の評価段階を低くしている。
【0050】
【表7】
【0051】表8に示された結果は、2−EHNの存在
下における熱安定性の改良に関する、燃料Fについての
試験結果である。この結果は、2000ppmの2−E
HNの存在下において、Primene81−Rおよび
PrimeneBC−9、および両者の混合物を100
ppmの濃度で加えた場合、燃料の熱安定性を改良する
効果が得られることを示している。2−EHNとPri
meneとの組み合わせは、ベースの燃料のセタン価
を、2−EHN単独の場合よりもよりよく改善する。表
7は、添加剤の濃度、セタン価、およびDuPont
F−21試験のフィルターパッドの評価との関係を示し
ている。
【0052】
【表8】
【0053】実施例6 500mLの燃料油サンプルを、時計皿でふたをした6
00mLのビーカーに入れ、40℃のオーブン中で貯蔵
した。激しく攪拌した少量のサンプルをCORNING
30Fガラスるつぼを通して濾過し、その前後に光学
濃度を測定することにより、不定間隔で光学濃度を測定
した。使用しない部分は直ちにオーブンに戻し、さらに
エージングした。不合格となるまでの時間を次の3つの
方法により決定した:1)濾過しないサンプルの光学濃
度の差(デルタOD)が定められた値である0.12に
達するまでの日数、2)濾過しないサンプルの光学濃度
の値が1.00に達するまでの日数、および3)濾過に
より決定される残留物の量が2.0mg/100mLに
達するまでの日数。表9の結果は、商業的に使用されて
いる酸化防止剤に比較して、OD=1となるまでの日数
により決定した場合のPrimene81−Rの結果は
120日であり、ディーゼル燃料の分解期間を長くする
ことを示し、したがって、色および沈殿の両方の観点か
ら貯蔵安定性を改善することを示している。
【0054】
【表9】
【0055】実施例7 ストレートラン蒸留物(straigh−run di
stillates)およびライトサイクルオイル(l
ight cycle oil:LCO)との混合物で
ある燃料HおよびIについて、熱安定性が測定された。
表10に示された結果は、Primeneアミンが熱安
定性を改良することを示している。
【0056】
【表10】
【0057】実施例8 水および水と反応する他の添加剤は、燃料中においてエ
マルションを形成する可能性がある。ASTM D−1
094法が、燃料の水反応性を試験するのに使用され
た。Primeneアミンは燃料の解乳化特性を向上さ
せた。表11はASTM D−1094試験の結果を示
し、Primeneアミンは水溶性化合物を抽出し、そ
れらを燃料相に溶解させておく能力を有することを示し
ている。
【0058】
【表11】
【0059】色、沈殿およびガム形成のような種々の安
定性試験の結果は、tert−アルキル1級アミンは数
ppmレベルの添加で燃料オイルとディーゼル燃料の安
定性を顕著に変えることを示した。さらに、上記の結果
は、接触分解された分画の混合物を含むディーゼルの安
定性も30ppmのPrimeneの添加により改良さ
れることを示している。多くの商業的な燃料安定剤は、
同じ添加量では同等ないしは劣る結果を示している。
【0060】ディーゼル燃料の酸化安定性および熱安定
性が、世界中の主要な地域から集められた燃料サンプ
ル、少量および多量の硫黄を含む燃料サンプル、並びに
ストレートランおよびクラックされた成分の両者を含む
燃料サンプルについて調べられた。色、沈殿およびガム
形成のような種々の安定性試験の結果は、tert−ア
ルキル1級アミンは数ppmレベルの添加で燃料の安定
性を顕著に変えることを示した。試験結果は、少量およ
び多量の硫黄を含む燃料の熱安定性は、8−40ppm
の量のtert−アルキル1級アミンにより改良される
ことを示している。さらに、熱安定性はセタン価に対し
て悪影響を与えることなく達成されている。実際には、
セタン価は改良されている。
【0061】沈殿および色の両方ともtert−アルキ
ル1級アミンにより改良されることは銘記されるべきで
ある。同様のtert−アルキル1級アミンの効果を示
すディーゼルの酸化安定性の試験結果が先に示されてい
る。多くの商業的な燃料安定剤は、同じ添加量では同等
ないしは劣る結果を示している。多くの公知の燃料安定
剤を使用した比較試験においても、tert−アルキル
1級アミンが同等または優れた安定剤であることを示す
データがみられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブハラティ・ディンカール・シェッダ アメリカ合衆国テキサス州77068,ヒュー ストン,ワインディング・モス・ドライ ブ・15502

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)過半量の燃料、(B) 半分に満
    たない量の少なくとも1種のセタン価改良剤、および
    (C) 半分に満たない量の以下の構造式を有する少な
    くとも1種のtert−アルキル1級アミン、 【化1】 式中、R、RおよびRはそれぞれ独立に(C
    21)アルキル、置換(C−C21)アルキル、
    (C−C21)アルケニル、または置換(C−C
    21)アルケニルである、 を含む燃料組成物。
  2. 【請求項2】 少なくとも1種のセタン価改良剤が50
    から7500ppmの濃度で存在する、請求項1記載の
    燃料組成物。
  3. 【請求項3】 少なくとも1種のセタン価改良剤が2−
    エチルヘキシルニトレートである、請求項1記載の燃料
    組成物。
  4. 【請求項4】 少なくとも1種のtert−アルキル1
    級アミンがCtert−アルキルアミンである、請求
    項1記載の燃料組成物。
  5. 【請求項5】 少なくとも1種のtert−アルキル1
    級アミンがC12tert−アルキル1級アミンであ
    る、請求項1記載の燃料組成物。
  6. 【請求項6】 少なくとも1種のtert−アルキル1
    級アミンがC18tert−アルキル1級アミンであ
    る、請求項1記載の燃料組成物。
  7. 【請求項7】 燃料組成物がさらにC12tert−ア
    ルキル1級アミンを含む、請求項4記載の燃料組成物。
  8. 【請求項8】 少なくとも1種のtert−アルキル1
    級アミンが1から1000ppmの濃度で存在する、請
    求項1記載の燃料組成物。
  9. 【請求項9】 少なくとも1種のセタン価改良剤がte
    rt−アルキル1級アミンである、請求項1記載の燃料
    組成物。
  10. 【請求項10】 アルキルニトレート、パーオキサイ
    ド、テトラゾール、チオアルデヒド、tert−アルキ
    ル1級アミン、およびこれらの混合物から選択される第
    2のセタン価改良剤をさらに含む、請求項1記載の燃料
    組成物。
  11. 【請求項11】 (A)過半量のディーゼル燃料、
    (B) 半分に満たない量の、ディーゼル燃料のセタン
    価を改良するのに効果のある2−エチルヘキシルニトレ
    ート、および(C) 半分に満たない量の以下の構造式
    を有する少なくとも1種のtert−アルキル1級アミ
    ン、 【化2】 式中、R、RおよびRはそれぞれ独立に(C
    21)アルキル、置換(C−C21)アルキル、
    (C−C21)アルケニル、または置換(C−C
    21)アルケニルである、 を含む燃料組成物。
  12. 【請求項12】 少なくとも1種のtert−アルキル
    1級アミンが1から1000ppmの濃度で存在する、
    請求項11記載の燃料組成物。
  13. 【請求項13】 燃料に、以下の構造式を有する少なく
    とも1種のtert−アルキル1級アミンを導入するこ
    とを含む、セタン価改良剤を含む燃料に熱安定性を付与
    する方法; 【化3】 式中、R、RおよびRはそれぞれ独立に(C
    21)アルキル、置換(C−C21)アルキル、
    (C−C21)アルケニル、または置換(C−C
    21)アルケニルである。
  14. 【請求項14】 tert−アルキル1級アミンが1か
    ら1000ppmの濃度で導入される、請求項11記載
    の燃料組成物。
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