專利名稱：：包含烴基取代的琥珀酰亞胺的燃料組合物的制作方法包含烴基取代的琥珀酰亞胺的燃料組合物
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及低硫燃料組合物，其包含摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺;和低硫燃料。本內(nèi)容還公開(kāi)了用于改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)中的摩擦的方法。
背景技術(shù)：
：為了節(jié)約能源，汽車正在進(jìn)行工程化以提供與近年來(lái)的相比更高的里程數(shù)?？紤]到規(guī)章強(qiáng)制汽車制造商達(dá)到規(guī)定的里程數(shù)，這項(xiàng)工作在美國(guó)非常緊急。為了達(dá)到要求的里程數(shù)并燃料經(jīng)濟(jì)性，新車的外部尺寸縮小了并且更輕了。EP0020037公開(kāi)了可溶于油的Ci2.36脂族烴基琥珀酰亞胺或琥珀酰亞胺當(dāng)結(jié)合到潤(rùn)滑油中時(shí)，比如在曲柄軸箱中使用時(shí)，提供了降低摩擦的效果。烴基琥珀酸酐與氨反應(yīng)生成琥珀酰亞胺。該參考文獻(xiàn)公開(kāi)了琥珀酰亞胺也可用于柴油燃料和汽油中。但是，該參考文獻(xiàn)沒(méi)有教導(dǎo)琥珀酰亞胺可以用于低硫燃料組合物中。實(shí)際上，在低硫燃料方面，該參考文獻(xiàn)沒(méi)有涉及。另一種提高燃料經(jīng)濟(jì)性的方法是減少發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦。
發(fā)明內(nèi)容一方面，本文公開(kāi)了低石危中間餾分燃料組合物(low-sulfurmiddledistillatefuelcomposition),包才舌摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺；和低硫中間餾分燃料。本文還公開(kāi)了在壓縮機(jī)中改進(jìn)摩擦的方法，包括為發(fā)動(dòng)機(jī)提供包含摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺的中間餾分燃料。更進(jìn)一步地，在另一方面，本文公開(kāi)了提高車輛燃料里程數(shù)的方法，包括為車輛提供包含摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺的中間餾分燃料。本公開(kāi)另外的目的和優(yōu)勢(shì)將在以下的描述中部分地闡明，和/或能通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明來(lái)獲知。本公開(kāi)的目的和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)所附權(quán)利要求中特別指出的要素和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。應(yīng)該理解，前面的一般性描述和下面的內(nèi)容詳述都只是示例性和解釋性的，并不是限制性的，如同所聲稱的那樣。具體實(shí)施方式本文所用術(shù)語(yǔ)"琥珀酰亞胺"旨在包括來(lái)自氨與烴基取代的琥珀酸或酐(或類似的琥珀酸?；瘎?反應(yīng)的完全反應(yīng)產(chǎn)物，并意在包括如下化合物其中，除了源自氨和酸酐部分的反應(yīng)或者接觸的酰亞胺鍵類型之外，產(chǎn)物可能具有酰胺和/或鹽鍵。這里關(guān)于烷基化的"反應(yīng)"是指將任何列舉的組分或化學(xué)品相互接觸、暴露或者放置在一起的產(chǎn)物或結(jié)果，無(wú)論生成共價(jià)鍵、離子鍵、鹽類還是其它締合。本公開(kāi)的燃料的烴基取代的琥珀酰亞胺是眾所周知的。它們制取很容易，首先通過(guò)將所需分子量的烯屬不飽和烴和馬來(lái)酸酐反應(yīng)生成烴基取代的琥珀酸酐。反應(yīng)溫度可以使用大約100—大約250°C。當(dāng)采用較高沸點(diǎn)的烯屬不飽和烴時(shí)，在大約200-大約25(TC獲得了很好的結(jié)果。該反應(yīng)可以通過(guò)加入氯來(lái)促進(jìn)。其中琥珀酸基團(tuán)包含含有至少40個(gè)碳原子的烴基取代基的鏈烯基琥珀酰亞胺在例如美國(guó)專利Nos.3,172,892;3,202,678;3,216,936;3,219,666;3，254，025;3'272，746;4,234,435;4,613,341和5,575,823中進(jìn)行了描述，該內(nèi)容以引用的方式并入本文中。典型的烯烴包括但不限于裂解的蠟烯烴、線性cx烯烴、支鏈cc彿烴、低級(jí)烯烴的聚合體和共聚物。烯烴可以選自乙烯、丙烯、丁烯比如異丁烯、1-辛烷、1-己垸和1-癸烷等。有用的聚合物和/或共聚物包括但不限于聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯、乙烯-丙晞共聚物、乙烯-異丁烯共聚物、丙彿-異丁烯共聚物和乙烯-1-癸烯共聚物等。烴基取代基也可由彿烴三聚物制得。非常有用的產(chǎn)物可以由乙烯-Cmoc烯烴-(:5-12非共軛二烯三聚物，比如乙紼-丙烯-l，4-己二烯三聚物、乙烯丙烯-1，5-環(huán)辛二烯三聚物和乙烯-丙烯降水片烯三聚物等制備。在一個(gè)實(shí)施方案中，烴基取代基源自丁烯聚合物、比如異丁烯聚合物。用于制備本文中的琥珀酰亞胺-酸的合適聚異丁烯在一個(gè)實(shí)施方案中可以包括如下聚異丁烯所迷聚異丁烯包括至少大約20%的反應(yīng)性更高的甲基亞乙烯基異構(gòu)體，比如至少50%，更進(jìn)一步比如至少70%。合適的聚異丁烯包括用BF3催化劑制備的這些。這些其中曱基亞乙烯基異構(gòu)體構(gòu)成全部組合物的高百分比的聚異丁烯的制備在美國(guó)專利Nos.4，152，499和4，605，808中有描述，該內(nèi)容以引用的方式并入本文中。烴基取代基的分子量可以在寬的范圍內(nèi)變化。烴基基團(tuán)的分子量可以小于600。示例性的范圍是數(shù)均分子量大約100-大約300,比如大約150-大約275,由凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)定。因此，主要為CVC36的烴基基團(tuán)在本文中可用在琥珀酰亞胺上以為低硫中間餾分燃料提供改進(jìn)的潤(rùn)滑性，其中Cm-C,s烴基基團(tuán)特別有效?？梢圆捎贸笋R來(lái)酸酐以外的羧酸反應(yīng)物，比如馬來(lái)酸、富馬酸、蘋(píng)果酸、酒石酸衣康酸、、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、中康酸、乙基馬來(lái)酸酐、二甲基馬來(lái)酸酐、乙基馬來(lái)酸、二甲基馬來(lái)酸、己基馬來(lái)酸等，包括相應(yīng)的酰卣和低級(jí)脂肪酯。例如，烴基取代的琥珀酸酐可以通過(guò)聚紼烴和馬來(lái)酸酐的熱反應(yīng)制取，比如在美國(guó)專利Nos.3,361,673和3,676,089中的描述，該內(nèi)容以引用的方式并入本文中。或者，取代的琥珀酸酐可以通過(guò)氯化聚烯烴和馬來(lái)酸酐的反應(yīng)制取，比如，在美國(guó)專利No.3,172,892中描述，該內(nèi)容以引用的方式并入本文中。烴基取代的琥珀酸酐的進(jìn)一步討論可以參見(jiàn)，比如美國(guó)專利Nos.4,234,435;5,620,486和5,393,309,該內(nèi)容以引用的方式并入本文中。馬來(lái)酸酐和烯烴不飽和烴的摩爾比可以變化很大。它可以從大約5:1到大約1:5,比如從大約3:1到大約1:3變化，作為進(jìn)一步的例子，馬來(lái)酸酐可以以化學(xué)計(jì)量過(guò)量使用來(lái)迫使反應(yīng)完成。未反應(yīng)的馬來(lái)酸酐可以通過(guò)真空蒸餾去除。在一個(gè)實(shí)施方案中，烴基取代的琥珀酸酐和氨的反應(yīng)可以如下進(jìn)行混合組分并加熱所述混合物至高的足以使反應(yīng)發(fā)生但是不是高到引起反應(yīng)物或產(chǎn)物分解的溫度，或者可以將酸酐加熱到反應(yīng)溫度并且在延長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)加入氨。有用的溫度是大約100。C-大約25(TC。示例性的結(jié)果可以通過(guò)在足夠高的溫度下進(jìn)行反應(yīng)獲得，該溫度高的足夠?qū)⒎磻?yīng)中形成的水蒸餾除去。經(jīng)基取代的琥珀酰亞胺能以任何所需的或者有效的量，比如摩擦改進(jìn)有效量，存在在中間餾分燃料組合物中。一方面，烴基取代的琥珀酰5亞胺存在的量能在大約10ppm到大約500ppm，比如大約20ppm到大約300ppm,進(jìn)一步的例子，大約50ppm到大約150ppm,以重量計(jì)，相對(duì)燃料組合物的總重量。用于本公開(kāi)的組合物中的中間餾分燃料包括，但不限于，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、柴油燃料和煤油。在一方面中，燃料是包含少于大約50ppm硫的低硫燃料，在另一方面中，燃料是超低硫柴油燃料或超低硫煤油。在一種實(shí)施方案中，"超低硫"是指含硫量至多大約15ppm,在另一個(gè)方案中，含硫量小于大約10ppm。本公開(kāi)包括噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，雖然它們通常不被認(rèn)為是"低硫"或"超低硫"燃料，因?yàn)樗鼈兊牧蛩娇梢韵喈?dāng)高。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料也能從本公開(kāi)和方法中受益，因此，為了本公開(kāi)的目的，這里的"低硫燃料"和"超低硫燃料"包括噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，不管它們硫的含量如何。本發(fā)明的中間餾分低硫燃料組合物可包含其他添加劑。添加劑的非限定性例子包括分散劑/清潔劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、栽體流體、金屬減活劑、染料、標(biāo)記物、腐蝕抑制劑、生物滅殺劑、抗靜電添加劑、減阻劑、去乳化劑、乳化劑、去濁劑、防水添加劑、防爆劑、防閥座陷縮添力口劑(anti-valve-seatrecessionadditive)、表面活性劑、其它潤(rùn)滑添加劑、助燃劑、十六烷值改進(jìn)劑和它們的混合物。一方面，本文公開(kāi)了在壓縮機(jī)中改進(jìn)摩擦的方法，包括為發(fā)動(dòng)機(jī)提供摩擦改性有效量的公開(kāi)的烴基取代琥珀酰亞胺。此外，本文公開(kāi)了提高車輛燃料里程數(shù)的方法，包括為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)提供低硫中間餾分燃料，該燃料包含源自馬來(lái)酸酐和氨的摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)明白，"提高燃料里程數(shù)，，應(yīng)理解為相比使用如下燃燒中間餾分燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛而言該燃料不包含源自馬來(lái)酸酐和氨的摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也會(huì)明白，因?yàn)檐囕v的摩擦如此減少了，從而它的燃料里程數(shù)和/或燃料經(jīng)濟(jì)性提高了。這可能源自于由燃料將本發(fā)明的琥珀酰亞胺引入到發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑中，以及所迷琥珀酰亞胺對(duì)活塞和汽缸表面的直接減少摩擦效果。實(shí)施例烯基琥珀酸酐的制備烯烴和馬來(lái)酸酐置于不銹鋼壓力反應(yīng)器中。馬來(lái)酸酐有3-5%摩爾的過(guò)剩(1.03-1,05馬來(lái)酸酐l烯烴)。也加入少量(約200ppm)的氯化鋁來(lái)減少反應(yīng)過(guò)程中的焦化。反應(yīng)器加熱到大約60°C來(lái)熔化馬來(lái)酸酐，用氮吹掃并密封。反應(yīng)物攪拌并加熱到225。C并保持4小時(shí)。產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到燒瓶中并在真空下加熱到20(TC保持1小時(shí)，以除去未反應(yīng)的馬來(lái)酸酐。琥珀酰亞胺的制備將制備好的烯基琥珀酸酐在裝有氮吹掃和Dean-Stark阱(trap)的燒瓶中攪拌并加熱到150°C。然后，慢速注入氨，并升溫到172。C。氨繼續(xù)注入直到反應(yīng)不產(chǎn)生水為止。紅外光譜法表明在所有實(shí)施例中，主要產(chǎn)物是烯基琥珀酰亞胺。表1描述的是上述過(guò)程中使用來(lái)制取公開(kāi)的烯基琥珀酰亞胺的各種反應(yīng)物。表1-反應(yīng)物添加劑實(shí)例反應(yīng)物1"16ASA"烯基琥珀酸酐/氨2C16-C18ot烯烴/馬來(lái)酸酐/氨的摻混物3C2o-C24異構(gòu)的a烯烴/馬來(lái)酸酐/氨的摻混物4異丁烯低聚物(C4-C36,峰值是C,6)/馬來(lái)酸酐/氨的混合物5異丁烯低聚物(C4-C36,峰值是。12)/馬來(lái)酸酐/氨的混合物6聚異丁烯(聚丁烯的Mn等于220)/馬來(lái)酸酐/氨7聚異丁烯(聚丁烯的Mn等于370)/馬來(lái)酸酐/氨添加劑1"16ASA"是Albemarle公司的商品名，由異構(gòu)烯烴(主要dJ和馬來(lái)酸酐的反應(yīng)生成。添加劑2采用來(lái)自I畫(huà)veneLLC的烯烴。添加劑3采用來(lái)自ChevronPhillips的oc烯烴摻混物。添加劑4采用來(lái)自TexasPetrochemicalsInc.的低聚物摻混物。添加劑5采用來(lái)自TexasPetrochemicalsInc.的低聚物摻混物。添加劑6采用來(lái)自InnoveneLLC的聚異丁烯。添加劑7采用來(lái)自InnoveneLLC的聚異丁烯。上述制備的烯基琥珀酰亞胺用來(lái)制取表2中的各種中間餾分燃料組合物。中間餾分燃料組合物然后進(jìn)行高頻往復(fù)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)(highfr叫uencyreciprocatingrigtest,ASTMD6079),其中平均的HFRR磨痕直徑被記錄下來(lái)。磨痕直徑越小，說(shuō)明燃料組合物展現(xiàn)了潤(rùn)滑性上的改善。HFRR試驗(yàn)結(jié)果在表2中示出。表2-HFRR試驗(yàn)(ASTMD6079)燃料添加劑實(shí)例處理率(treatrate)平均HFRR磨痕直徑<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>燃料C-超低硫煤油(ULSk)燃料D-#2ULSD燃料燃料E=#1ULSD燃料從表2可以看出，本內(nèi)容提高了低硫燃料中的改進(jìn)的潤(rùn)滑性，證據(jù)是HFRR試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)中減少的磨痕結(jié)果。隨著烴基團(tuán)分子量的增加，潤(rùn)滑性的好處減少u最好的潤(rùn)滑性結(jié)果是在烯烴含量為大約C,6時(shí)獲得，這一點(diǎn)如在100ppm時(shí)的HFRR磨痕值為435-505所示。因此，添加劑實(shí)例1、2和4的峰值烴基為C16,在測(cè)試的各種燃料中給出了極好的HFRR磨痕潤(rùn)滑性結(jié)果。具體而言，本發(fā)明體現(xiàn)在如下方面1.低硫中間餾分燃料組合物，包括摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺；和<氐石危燃料。2.方面1的燃料組合物，其中所述燃料選自柴油燃料、煤油和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。3.方面2的燃料組合物，其中所述柴油燃料是超低硫柴油燃料。4.方面1的燃料組合物，其中所述燃料是超低硫煤油燃料。5.方面1的燃料組合物，其中烴基取代的琥珀酰亞胺是烴基取代的琥珀酸酐和氨接觸的產(chǎn)物。6.方面5的燃料組合物，其中烴基取代琥珀酸酐是包含大約10到大約30個(gè)碳原子的烯屬不飽和烴和馬來(lái)酸酐接觸的產(chǎn)物。7.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴是直鏈的或者支鏈的。8.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴的數(shù)均分子量是大約100到大約600。9.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴是聚異丁烯。10.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴包括Q6-C!8a烯烴的摻混物。11.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴包括C20-24異構(gòu)化的oc烯烴的摻混物。12.方面6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴包括范圍大約C44的異丁烯低聚物的摻混物。13.改進(jìn)壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦的方法，包括為發(fā)動(dòng)機(jī)提供中間餾分燃料，它包括摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺。14.方面13的方法，其中所述烴基取代的琥珀酰亞胺是烴基取代的琥珀酸酐和氨接觸的產(chǎn)物。15.方面14的方法，其中所述烴基取代的琥珀酸酐是包括大約10到大約30個(gè)碳原子的烯屬不飽和烴和馬來(lái)酸酐接觸的產(chǎn)物。16.方面15的方法，其中所述烯屬不飽和烴是直鏈的或者支鏈的。17.方面15的方法，其中所述烯屬不飽和烴的數(shù)均分子量是大約100到大約600。18.方面15的方法，其中所迷烯屬不飽和烴是聚異丁烯。19.方面15的方法，其中所述烯屬不飽和烴包括d6-C,80C紼烴的摻混物。20.方面15的方法，其中所迷烯屬不飽和烴包括C20-24異構(gòu)化的cx烯烴的摻混物。21.提高車輛燃料里程數(shù)的方法，包括為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)提供低硫中間餾分燃料，它包括摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺，其中所迷中;述烴基:代的琥:酸酐是^括大約io到大約3:個(gè)碳原子的聚異丁烯和馬來(lái)酸酐接觸的產(chǎn)物。值得注意的是，如同在說(shuō)明書(shū)和附加的權(quán)利要求中所使用的，單數(shù)形式的"a"，"an"，"該"包括復(fù)數(shù)的所指物，除非明白地并且不含糊地限制于一個(gè)所指物。因此，比如，談到"抗氧化物"時(shí)包括2種或更多種不同的抗氧化物。在本文中，術(shù)語(yǔ)"包括"和它的語(yǔ)法變體傾i添加到列表的項(xiàng)目。、'〃、'、、、、、p、、為了說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求的目的，除非另有說(shuō)明，所有表示數(shù)量、百分?jǐn)?shù)或者比例的數(shù)字，和其它在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中使用的數(shù)值，應(yīng)該理解為在所有情況中被"大約"修飾。從而，除非有相反說(shuō)明，在下面的說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中闡明的數(shù)字參數(shù)是近似值，它們可以依據(jù)希望從本發(fā)明中獲得的所需性能而變。至少并且并非試圖限制將等同原則應(yīng)用到權(quán)利要求的范圍，每個(gè)數(shù)字參數(shù)應(yīng)該至少根椐所報(bào)導(dǎo)的有效數(shù)并應(yīng)用普通的舍入方法來(lái)理解。盡管已經(jīng)描述了具體的實(shí)施方案，但是對(duì)本領(lǐng)域申請(qǐng)人或者技術(shù)人員而言，目前存在的或者可能目前無(wú)法預(yù)料的替換、修改、變化、改進(jìn)和基本等價(jià)物是可以存在的。因而，所附的權(quán)利要求，提交狀態(tài)的以及可以修改的，旨在包括所有這些替換、修改變化、改進(jìn)和基本等價(jià)物。權(quán)利要求1.低硫中間餾分燃料組合物，包括摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺；和低硫燃料。2.權(quán)利要求1的燃料組合物，其中所述燃料選自柴油燃料、煤油和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。3.權(quán)利要求2的燃料組合物，其中所述柴油燃料是超低硫柴油燃料。4.權(quán)利要求l的燃料組合物，其中所述燃料是超低硫煤油燃料。5.權(quán)利要求1的燃料組合物，其中烴基取代的琥珀酰亞胺是烴基取代的琥珀酸酐和氨接觸的產(chǎn)物。6.權(quán)利要求5的燃料組合物，其中烴基取代琥珀酸酐是包含大約10到大約30個(gè)碳原子的烯屬不飽和烴和馬來(lái)酸酐接觸的產(chǎn)物。7.權(quán)利要求6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴是直鏈的或者支鏈的。8.權(quán)利要求6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴的數(shù)均分子量是大約100到大約600。9.權(quán)利要求6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴是聚異丁烯。10.權(quán)利要求6的燃料組合物，其中所述烯屬不飽和烴包括d6-C,8oc烯烴的摻混物。11.改進(jìn)壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦的方法，包括為發(fā)動(dòng)機(jī)提供中間餾分燃料，它包括摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺。12.提高車輛燃料里程數(shù)的方法，包括為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)提供低硫中間餾分燃料，它包括摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺，其中所述中;述烴基;代的琥柏酸酐是t括大約到大約3:個(gè)碳原子的聚異丁烯和馬來(lái)酸酐接觸的產(chǎn)物。全文摘要本公開(kāi)涉及中間餾分燃料組合物，包括摩擦改進(jìn)有效量的烴基取代的琥珀酰亞胺，所述烴基取代的琥珀酰亞胺來(lái)自馬來(lái)酸酐、聚異丁烯和氨；以及中間餾分燃料。還公開(kāi)了改進(jìn)壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)中摩擦的方法，包括為發(fā)動(dòng)機(jī)提供本發(fā)明公開(kāi)的燃料組合物。此外，還公開(kāi)了提高燃料里程數(shù)的方法。文檔編號(hào)C10L10/08GK101260328SQ20081008348公開(kāi)日2008年9月10日申請(qǐng)日期2008年3月7日優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日發(fā)明者S·D·施瓦布申請(qǐng)人:雅富頓公司