專利名稱：多相餾出燃料合成物和含乳化硼酸的濃縮物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，特別是餾出燃料，比如含硼酸的柴油機燃料。
背景技術(shù)：
柴油機燃料被廣泛應(yīng)用于柴油動力的引擎。對這種可以提供相對高燃料
經(jīng)濟的引擎來說是一個有利條件。這種燃料通常包括相當(dāng)于40,000百萬分 比濃度(ppm)的硫磺。硫磺能夠給予燃料幾種有價值的特性。例如，柴油動 力的引擎中，硫磺提供潤滑，且柴油機燃料中的硫磺可以降低接觸的金屬表 面的磨損，此作用在燃油泵和噴油器的使用中尤其明顯。但是，硫磺存在幾 條嚴(yán)重的缺點。存在于發(fā)動機廢氣中的高濃度二氧化硫和危害性顆粒會引起 環(huán)境問題。就是由于這樣高濃度的二氧化硫和危害性顆粒的噴射，現(xiàn)在很多 大城市已經(jīng)不再允許使用柴油動力的引擎，這種引擎也不再被廣泛使用了 。
因此，人們迫切需要研制出一種含低硫磺成分的餾出燃料合成物，特別 是， 一種低硫磺的柴油機燃料合成物。例如，目前的2號低硫柴油機燃料含 有大約500百萬分比濃度的硫磺，并且人們?nèi)栽诓粩嗟嘏οＭM一步將硫 磺的含量降低到300百萬分比濃度以下。但令人遺憾的是，硫磺的減少將導(dǎo) 致柴油機燃料潤滑性能的降低，加速損耗，而大大影響其經(jīng)濟效用。
硼酸是一種對環(huán)境無害的物質(zhì)，價格便宜，且對提高金屬表面的潤滑性 和耐磨性有著顯著成效。硼酸是一種水晶化合物，不溶解于如柴油機燃料這 樣的碳?xì)浠衔?。人們想盡各種辦法來研制出一種穩(wěn)定的含硼酸成分的燃 料。例如，美國第6,783,561號專利Erdemir就披露了這樣的一種燃料，它 僅含有約30-3000百萬分比濃度的硼酸。該專利就告訴人們，要想用形成一種穩(wěn)定的含硼酸成分的燃料，就要讓硼酸以 一種納米計量的微粒形式出現(xiàn)。
美國第6,368，369號專利，Sanduja等人就披露了 一種液烴燃料接枝聚合物一 穩(wěn)定的硼酸產(chǎn)品，此產(chǎn)品可用于制造液烴燃料濃縮物，之后也被混合加工制 造含硼酸的液烴燃料。
但是，目前仍然需要一種含餾出燃料合成物的穩(wěn)定的硼酸，用于降低磨 損，同時提高以柴油機燃料和其他餾出燃料為動力的引擎的經(jīng)濟效用。人們 更期待一種餾出燃料濃縮物，其可很容易地被混合來制成這樣的餾出燃料。 本發(fā)明不但滿足了以上這些需求，同時也體現(xiàn)了所述優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
目前，就本項發(fā)明來說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的含餾出燃料合成物的硼酸，它 可以在降低磨損的同時提高以柴油機燃料和其它餾出燃料為動力的引擎的 經(jīng)濟效用，也發(fā)現(xiàn)了可以很容易地和餾出燃料一起被稀釋制成這樣的合成物 的餾出燃料濃縮物 多相(multi-phrase )餾出燃料合成物是由 一種含有以下 成分的乳狀液體組成，
(a) 由餾出燃料組成的第一相；
(b) 含硼酸和可溶解硼酸的液體的第二相，在第一相下所述液體不可融合.
(c) 表面活性劑。該液體可以是有機液體，例如弱羥基的多羥基化合物， 優(yōu)選丙三醇、乙酸乙酯、丙酮，以及一些酒精類物質(zhì)，如曱醇、乙醇、1-丙 醇、2-曱基-1-丙醇和3-曱基-l-丁醇，或是一種無才幾液體，比如水醋酸和水。
典型的條出燃料包括柴油機燃料、噴氣機燃料、煤油以及這些燃料的混 合物，并具有低疏柴油機燃料的特性。典型的有機液體包括弱羥基的多羥基 化合物，含丙三醇成分尤詿。
在一些實施例中，基于燃料成分的重量，第一相的濃度約為30 wt.%-70wt,%,優(yōu)選約45 wt,%-55 wt,%,第二相的濃度約為30 wt,%-70wt.%， 優(yōu)選約45 wt.%-55 wt.%。在一些實施例中，基于第二相的重量，第二相中含硼酸約10 wt.%-25 wt.%,舍有機液體約90 wt.%-75 wt.%。
通常，基于燃料成分的重量，餾出燃料合成物中的最終硼酸濃度約在 10ppm-50000ppm范圍，優(yōu)選約在30ppm-5000ppm范圍。在那些餾出燃料為 2號柴油機燃料的實施例中，基于餾出燃料合成物的重量，硼酸濃度通常約 在50ppm-25000ppm范圍，優(yōu)選約在100ppm-1500ppm范圍。
具體實施例方式
以下值得思考的細(xì)節(jié)為本發(fā)明的特殊實施例描述，旨在闡明其原理及操 作過程。但是，也可以做出各種各樣的修改，本發(fā)明的范圍不限于以下描述 的作為范例的實施例。
舉例來說，對于一種隨后將與另外的餾出燃料混合的餾出燃料合成物的 濃縮物#支出的詳細(xì)而精確的說明時，將被理解為第二相可以在最終濃縮時凈皮 加入到餾出燃料中。
本發(fā)明中的多相燃料合成物是由含有以下成分的乳狀液體形成的
(a) 由餾出燃料組成的第 一相；
(b) 含硼酸和可溶解硼酸的液體的第二相，在第一相下所述液體不可融 合，例如丙三醇；
(c) 表面活性劑。
可供使用的作為第 一相的具有代表性的餾出燃料包括柴油機燃料，尤其 是含硫較低的(即硫成分小于0.05質(zhì)量百分比)柴油機燃料、噴氣機燃料、 煤油以及這些燃料的混合物。餾出燃料本身可以是一種傳統(tǒng)的石油餾出物或 者是一種可被合成的燃料，比如說被費-托(Fischer-Tropsh)等方法合成的燃料。
在形成第二相時起起作用的硼酸通常是以一種大小約為100微米或更 小、優(yōu)選65微米左右或更小的微粒形式存在。在更多優(yōu)選實施例中，硼酸 微粒能小到約在0.1-2.5微米的范圍，優(yōu)選的仍在約0.5-1微米的范圍。優(yōu)選 硼酸微粒是將商業(yè)上可用的硼酸在低溫下進行噴射研磨方便地制成的。適合的可溶解硼酸的且在第一相下不可融合的液體必須要和餾出燃料 以及該餾出燃料合成物作用于引擎中的方式相兼容。該液體可以是有機的， 也可以是無機的。典型的有機液體包括弱羥基的多羥基化合物。在形成第二 — 相時起作用的弱幾基的多羥基化合物通常包含三至七個碳原子和至少三個 羥基。優(yōu)選的弱羥基的多羥基化合物為丙三醇。其它適合的液體包括乙酸乙
酯、丙酮以及一些酒精類物質(zhì)，比如甲醇、乙醇、l-丙醇、2-甲基-l-丙醇和 3-甲基-]-丁醇。適合的無機液體包括冰醋酸和水。
在第二相下硼酸的總量取決于硼酸的溶解性。通常需要添加足夠的硼酸 以使第二相飽和。 一般來說，基于第二相的重量，第二相包含約10 wt.'y。-25wt /。的硼酸和約卯wt.%-75wt.°/"々液體
適合本項創(chuàng)造性的餾出燃料合成物的表面活性劑包括三苯乙烯基苯酚 乙氧基化物，例如懸浮劑分散劑TS-lO(Rhone Poulenc S. A,)或者BSU(Rhodia Geronazzo Spa) ， EO /PO /EO嵌段共聚物，例如聚丙二醇與環(huán)氧乙烷的加聚 物(聚醚)F-108,聚丙二醇與環(huán)氧乙烷的加聚物(聚醚)F-38,聚丙二醇與環(huán) 氧乙烷的加聚物(聚醚)P-105(BASF懷恩多特雞公司)，及/或磺化萘磺酸曱 醛鈉鹽凝聚物,比如Morwet D-425 (Witco化學(xué)公司)or Or()tan SN (Rohm & Haas, France S.A.),木素磺化鹽(Hgnosi 1 fonates), PO/EO 丁醇共聚物，例 如AtloxG-5000,多羥基硬脂酸和聚乙烯亞羥基乙二醇的嵌段共聚物，例如 At]ox 4912 or 4914 (Uniqema),或者部分或全部水解的多乙酸乙烯酯，如 Mowiol8-88或者Mowiol 4-88 (Hoechst AG)。
最有效的方法是最初準(zhǔn)備 一 種含有在餾出燃料中的第二相下相對高濃 縮物的餾出燃料合成物。在該濃縮物中，基于濃縮物的重量，餾出燃料的總 量通常約為30wt.%-70wt.%,優(yōu)選約為45wt.%-55wt.%。在該濃縮物中，基 于濃縮物的重量，第二相的總量大約為30wt,%-70wt,%,優(yōu)選約為 45wt.%-55wt.%。該濃縮物包舍足夠用來穩(wěn)定第一相和第二相的表面活性劑， 基于濃縮物的重量，約為0.5wt.%-1.5wt.%
然后，該濃縮物將在加另外的餾出燃料的同時被稀釋，從而獲得最終需要的濃度。在餾出燃料合成物的成品中，硼酸的濃度取決于特定的燃料和特 定的引擎系統(tǒng)。盡管如此，基于燃料成分的重量，通常最終硼酸濃度約在
1 Oppm-50000ppm范圍，優(yōu)選約在30ppm-5000ppm范圍。例如，基于餾出燃
料合成物成品的重量，2號柴油機燃料中的硼酸濃度優(yōu)選約在 50ppm-25000ppm范圍，更優(yōu)選時可在約100ppm-1500ppm范圍。
餾出燃料合成物中可以包含其它傳統(tǒng)的燃料添加劑。典型的添加劑包括 抗氧化劑、金屬減活劑、抗腐蝕添加劑、分散劑以及清潔劑等等。餾出燃料 合成物也可包含另外的增強型潤滑劑，比如硬脂酸。
此項發(fā)明中的潤滑劑合成物是將硼酸、液體以及表面活性劑放入高剪切 攪拌機中混至均勻而成。在此時，也可隨意添加其它傳統(tǒng)的燃料添加劑。通 常，數(shù)種成分在華氏〗50度下進行混合。當(dāng)然，也可在更高和更低的溫度中 來獲取混合物，但要想形成更均勻的溶液，高些的溫度比低些的溫度更為適 宜，然后，將該混合物慢慢冷卻至室溫。
將此混合物緩緩加入到餾出燃料當(dāng)中，總計形成濃縮物或形成餾出燃料 合成物。在加入過程中和，優(yōu)選地，之后一段時間將多相合成物在高剪切攪 拌機中混合直至形成穩(wěn)定的乳狀液。
以上所述例子旨在進 一 步闡述說明此項發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
舉例說明
下面是一個含有1 Owt，/。硼酸的多相餾出燃料濃縮物的例子。
丙三醇(39.5克):故加熱至華氏150度，然后加入硼酸(10克)。在此溫度 下，丙三醇/硼酸混合物變成幾乎純凈。將該混合物慢慢冷卻至室溫。
因為丙三醇會讓硼酸達到充分飽和，該混合物將呈琥珀色外觀。將表面 活性劑Atlox 4912 (1.5克)(Uniqema)加入到該混合物，并在高剪切攪拌機中 將其充分混合直到不再出現(xiàn)表面活性劑個別的微粒為止。
將低疏柴油機燃料(49.5 g)緩緩(PA/ wt. 。/。/min.)加入到丙三醇/硼酸相中，利用高剪切攪拌器讓其充分混合。當(dāng)把所有的低硫柴油機燃料都加入其 中之后，將混合物放在高剪切攪拌機中完成多相餾出燃料濃縮物的準(zhǔn)備工
作。將四分之一的濃縮物加入到250加侖的低硫柴油機燃料中，來制成最終 含lOOppm硼酸的多相餾出燃料合成物。
以上描述內(nèi)容為本發(fā)明在各種實施例中的情況，也可以這樣理解，這些 不同的情況僅僅是以范例的形式被呈現(xiàn)出來，但是并不局限于此。對于本領(lǐng) 域?qū)I(yè)人士而言，可以對此項發(fā)明做權(quán)利要求限定的保護范圍和精神之內(nèi)的 各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。因此，從而使本發(fā)明的范圍和幅度不局限于以上 所描述的實施范例，但是仍然只能依照后面權(quán)力要求書中及相關(guān)內(nèi)容作出改 動。
權(quán)利要求
1. 多相餾出燃料合成物，包含含以下成分的乳狀液(a)由餾出燃料組成的第一相；(b)第二相，包含(i)硼酸；(ii)可溶解硼酸的液體，在第一相下所述液體不可融合；(c)表面活性劑。
2. 如權(quán)利要求1中所述多相餾出燃料合成物，其中所述液體為有機液體。
3. 如權(quán)利要求2中所述多相餾出燃料合成物，其中所述可溶解硼酸、但在 第一相下不可融合的有機液體為弱羥基的多羥基化合物，醋酸鹽，丙酮，曱 醇，乙醇，l-丙醇，2-曱基-l-丙醇，或者3-曱基-l-丁醇。
4. 如權(quán)利要求3中所述多相餾出燃料合成物，其中所述可溶解硼酸、但在 第一相下不可融合的有機液體為丙三醇。
5. 如權(quán)利要求1中所述多相餾出燃料合成物，其中所述液體可為一種無機 液體。
6. 如權(quán)利要求5中所述多相餾出燃料合成物，其中所述可溶解硼酸、但在 第一相下不可融合的有機液體是水醋酸或者水。
7. 如權(quán)利要求1中所述多相餾出燃料合成物，基于第二相的重量，其中所 述燃料合成物含約10-25wt.。/。的硼酸和約90-75wt.。/。的液體。
8. 如權(quán)利要求中所述多相餾出燃料合成物，其中所述餾出燃料是柴油機燃 料、噴氣機燃料、煤油以及它們的混合物。
9. 如權(quán)利要求1中所述多相餾出燃料合成物，其中所述餾出燃料可以是低 硫柴油機燃料。
10. 如權(quán)利要求1中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其中第一相的濃度約為30-70wt.%,第二相的濃度約為30-70wt.%。
11. 如權(quán)利要求1中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其 中第一相的濃度約為45-55wt.%,第二相的濃度約為45-55wt.%。
12. 多相餾出燃料合成物，包含 含以下成分的乳狀液(a) 由餾出燃料組成的第 一相；(b) 第二相，該相包含(i) 硼酸；(ii) 丙三醇；(c) 表面活性劑。
13. 如權(quán)利要求12中所述多相餾出燃料合成物，基于第二相的重量，其中 所述燃料合成物含約10-25wt.。/。的硼酸和約90-75wt.。/。的丙三醇。
14. 如權(quán)利要求12中所述多相餾出燃料合成物，其中所述餾出燃料物是柴 油機燃料、噴氣機燃料、煤油以及它們的混合物。
15. 如權(quán)利要求12中所述多相餾出燃料合成物，其中所述餾出燃料是低硫 柴油機燃料。
16. 如權(quán)利要求12中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述第一相的濃度約為30-70wt.%，第二相的濃度約為30-70wt.%。
17. 如權(quán)利要求12中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 第一相的濃度約為45-55wt.%,第二相的濃度約為45-55wt.%。
18. 多相餾出燃料合成物，包含 一種含以下成分的乳狀液(a) 由柴油機燃料組成的第 一相；(b) 第二相，該相包含(i) 硼酸；(ii) 可溶解硼酸的、但在第一相下不可融合的液體；(c) 表面活性劑。
19. 如權(quán)利要求18中所述多相餾出燃料合成物，其中所述液體是有機液體。
20. 如權(quán)利要求19中所述多相餾出燃料合成物，其中所述可溶解硼酸的、 但在第一相下不可融合的有機液體為弱羥基的多鞋基化合物，醋酸鹽，丙酮，甲醇，乙醇，l-丙醇，2-曱基-I-丙醇，或者3-曱基-l-丁醇。
21. 如權(quán)利要求20中所述多相餾出燃料合成物，其中所迷可溶解硼酸的、 但在第一相下不可融合的有機液體為丙三醇。
22. 如權(quán)利要求18中所述多相餾出燃料合成物，其中所述液體為無機液體。
23. 如權(quán)利要求22中所述多相餾出燃料合成物，其中所述有機液體可溶解 硼酸的、^旦在第 一相下不可融合的為冰醋酸或者水。
24. 如權(quán)利要求18中所述多相餾出燃料合成物，基于第二相的重量，其中 所述燃料合成物含約10-25wt.。/。的硼酸和約90-75wt.。/。的丙三醇。
25. 如權(quán)利要求18中所述多相餾出燃料合成物，其中所述餾出燃料為低硫 柴油機燃料。
26. 如權(quán)利要求18中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述第 一相的濃度約為30-70wt.°/。，第二相的濃度約為30-70wt.%。
27. 如權(quán)利要求18中所述多相餾出燃料合成物，根據(jù)燃料合成物的重量， 其中所述第一相的濃度約為45-55wt.%，第二相的濃度約為45-55wt.%。
28. 如權(quán)利要求1中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其 中所述硼酸的濃度約為10-50000ppm。
29. 如權(quán)利要求12中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述硼酸的濃度約為10-50000ppm。
30. 如權(quán)利要求1中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其 中所述硼酸的濃度約為30-5000ppm。
31. 如權(quán)利要求12中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述硼酸的濃度約為30-5000ppm。
32. 如權(quán)利要求7中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其 中所述硼酸的濃度約為50-25000ppm。
33. 如權(quán)利要求14中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其中所述硼酸的濃度約為50-25000ppm。
34. 如權(quán)利要求18中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量, 其中所述硼酸的濃度約為50-25000ppm。
35. 如權(quán)利要求7中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述硼酸的濃度約為100-1500ppm。
36. 如權(quán)利要求14中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述硼酸的濃度約為100-1500ppm。
37. 如權(quán)利要求18中所述多相餾出燃料合成物，基于燃料合成物的重量, 其中所述硼酸的濃度約為100-1500ppm。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種多相餾出燃料合成物，所述合成物是由含以下成分的乳狀液制成(a)餾出燃料的第一相，(b)含硼酸和可溶解硼酸的液體第二相，在第一相下所述液體不可融合，(c)表面活性劑。
文檔編號C10L1/12GK101292014SQ200680037745
公開日2008年10月22日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日
發(fā)明者威廉姆·E.·奧利治 申請人:先進潤滑技術(shù)有限公司