作为燃料或润滑剂添加剂的季铵化合物的制作方法_2

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饱和的、直链或支链的,例如烷基或烯基),脂环族 (例如环烷基、环烯基)取代基,和芳族、脂族和脂环族取代的芳族取代基,以及环状取代基, 其中环通过分子的另一部分来变得完整(例如,两个取代基一起形成环); (ii) 取代的烃基团,即含有非烃基团的取代基,其在本发明的上下文中不改变取代基 的主要的烃性质(所述取代基例如为卤素(尤其是氯和氟)、羟基、烷氧基、酮基、酰基、氰基、 疏基、烷基疏基、氣基、烷基氣基、硝基、亚硝基和硫氧基); (iii) 杂取代基,即在具有主要的烃特征的同时,在本发明的上下文中在另外由碳原子 构成的环或链中还含有不同于碳的取代基。杂原子包括硫、氧、氮,并涵盖取代基如吡啶基、 呋喃基、噻吩基和咪唑基。一般而言,对于烃基中的每十个碳原子而言,将存在不超过两个、 优选不超过一个的非烃取代基;通常,在烃基中将不存在非烃取代基。
[0051] 组分(c)是二酸,并因此包含两个羧酸官能团和任选取代的烃基部分,所述烃基部 分具有至少5个碳原子,优选至少6个碳原子。在一些实施方案中,组分(c)可为简单的脂肪 二酸化合物。然而,组分(c)也可为包含这些官能团的更为复杂的分子。
[0052] 为免生疑惑,组分(c)是活化烷基化剂(b)的酸,且其形成季铵盐的阴离子反离子。
[0053] 组分(c)是相对组分(a)的单独的组分。本发明的季铵盐由三种单独的化合物的反 应制备。
[0054] 组分(c)优选是包含任选取代的烃基部分的酸,所述烃基部分具有至少8个碳原 子,优选具有至少10个碳原子。
[0055] 组分(c)是包含两个式⑶0H的官能团的二酸。组分(c)也可包含其它官能团,包括 其它基于酸的基团。然而,任何此类另外的酸基团优选被酯化。
[0056] 在一些优选的实施方案中,组分(c)是任选取代的邻苯二甲酸或琥珀酸衍生物。在 一些实施方案中组分(c)是烃基取代的邻苯二甲酸或琥珀酸衍生物,其中烃基取代基的分 子量为100至5000,优选200至3000。
[0057] 在一些优选的实施方案中,任选取代的烃基为聚异丁烯基,其分子量优选为100 至5000,更优选200至3000。
[0058] 在一些优选的实施方案中,组分(c)是邻苯二甲酸或琥珀酸衍生物,其被C6至C30 烷基或烯基(其合适地为取代的烷基或烯基),优选C8至C26烷基或烯基,更优选C1Q至C 24烷基 或烯基所取代。最优选邻苯二甲酸或琥珀酸被烷基所取代。
[0059] 根据本发明的第二方面,提供制备季铵盐的方法,所述方法包括:在包含任选取代 的烃基部分的二酸(c)的存在下,使分子量小于1000的叔胺(a)与酸衍生的烷基化剂(b)反 应,所述烃基部分具有至少5个碳原子,优选具有至少6个碳原子。
[0060] 所述第二方面的优选方面如关于第一方面所定义的那样。
[0061] 在第二方面的方法中,组分(a)、(b)和(c)优选以2 ± 0.5 : 2 ± 0.5:1;优选2 ± 0.2 : 2 ± 0.2:1,更优选2 ± 0.1 : 2 ± 0.1:1的摩尔比反应。
[0062] 用于进行第二方面的方法的合适的条件是本领域技术人员公知的,且可如在实施 例中所描述的那样。
[0063] 本发明可合适地提供下式的季铵盐:
其中护、妒、1?3、1?4、1?5、1?6和1? 7为如本文所定义的那样,且厶包含任选取代的烃基部分,所 述烃基部分具有至少5个碳原子,优选具有至少6个碳原子。
[0064] 合适地A是包含任选取代的烃基的邻苯二甲酸或琥珀酸衍生物的残基,所述烃基 具有至少5个碳原子,优选具有至少6个碳原子。在优选的实施方案中,A是CHRCH 2,其中R是 任选取代的烃基,所述烃基具有至少5个碳原子,优选至少6个碳原子。在一些实施方案中,R 是如本文之前所描述的聚异丁基(polyisobutyl group)。在一些实施方案中,R是如本文之 前所描述的C6至C3Q烷基或烯基。
[0065] 本发明主要涉及通过在二酸的存在下叔胺与酸活化的烷基化剂的反应制备的二 酸的季铵盐。然而预计的是通过替代的方法形成的相同化合物也在本发明的范围内。因此 本发明可进一步提供式(X)的季铵化合物:
其中RQ、R1、R2和R3中的每个独立地为任选取代的烷基、烯基或芳基,且Α包含任选取代 的烃基部分,所述烃基部分具有至少5个碳原子,优选至少6个碳原子。
[0066] 合适地,式(X)中所示的残基N、R\R2和R3的合并的分子量小于1000。
[0067] 在式(X)中,R\R2和R3合适地为如本文之前所定义的那样,且-00CA⑶0-优选为如 本文之前所描述的二酸的残基。
[0068] 妒可为小的烷基,例如甲基。优选其为下式的基团:
其中R4、R5、R6和R7为如本文所定义的那样。
[0069] 已经发现本发明的季铵化合物作为用于燃料或润滑组合物中的清净剂添加剂是 有效的。
[0070] 因此本发明提供了第一方面的季铵化合物作为用于燃料或润滑油组合物的添加 剂的用途。
[0071] 本发明可提供第一方面的季铵化合物作为用于燃料或润滑油组合物的清净剂添 加剂的用途。
[0072] 本发明可提供第一方面的季铵化合物作为用于润滑油组合物的清净剂添加剂的 用途。
[0073] 本发明可提供第一方面的季铵化合物作为用于燃料组合物的清净剂添加剂的用 途。
[0074] 本发明可提供第一方面的季铵化合物作为用于汽油或柴油燃料组合物的清净剂 添加剂的用途。
[0075] 本发明可提供第一方面的季铵化合物作为用于汽油燃料组合物的清净剂添加剂 的用途。
[0076] 本发明可提供第一方面的季铵化合物作为用于柴油燃料组合物的清净剂添加剂 的用途。
[0077] 根据本发明的第三方面,提供添加剂组合物,其包含第一方面的季铵盐以及稀释 剂或载体。
[0078] 第三方面的添加剂组合物可为用于润滑油的添加剂组合物。
[0079] 第三方面的添加剂组合物可为用于汽油的添加剂组合物。
[0080] 优选地第三方面的添加剂组合物为用于柴油燃料的添加剂组合物。
[0081 ] 季铵化合物合适地以1至99 wt%,例如1至75 wt%的量存在于添加剂组合物中。
[0082] 添加剂组合物可包含两种或更多种本发明的季铵化合物的混合物。在此类实施方 案中上面的量合适地指存在于组合物中的全部此类化合物的总量。
[0083] 添加剂组合物可包含一种或多种另外的添加剂。这些可选自抗氧化剂、分散剂、清 净剂、金属钝化化合物、錯抗沉降剂(wax anti-sett 1 ing agent)、低温流动改进剂(coId flow improver)、十六烧值改进剂、去雾剂、稳定剂、破乳剂、消泡剂、腐蚀抑制剂、润滑性能 改进剂、染料、标记物(marker )、燃烧改进剂、金属钝化剂、气味遮蔽剂(odour mask)、减阻 剂和传导性改进剂(conductivity improver)。
[0084] 在一些优选的实施方案中,添加剂组合物包含一种或多种其它的含氮清净剂。
[0085] 本发明可提供燃料或润滑油组合物,其包含第一方面的季铵盐。
[0086] 根据本发明的第四方面,提供润滑组合物,其包含具有润滑粘度的油和作为添加 剂的季铵化合物,所述季铵化合物为以下物质的反应产物: (a) 分子量小于1000的叔胺; (b) 酸活化的烷基化剂;和 (c) 包含任选取代的烷基或烯基部分的二酸,所述烷基或烯基部分具有至少5个碳原 子,优选具有至少6个碳原子。
[0087] 季铵化合物的优选特征如关于第一和第二方面所定义的那样。
[0088] 根据本发明的第五方面,提供燃料组合物,其包含作为添加剂的季铵化合物,所述 季铵化合物为以下物质的反应产物: (a) 分子量小于1000的叔胺; (b) 酸活化的烷基化剂;和 (c) 包含任选取代的烷基或烯基部分的二酸,所述烷基或烯基部分具有至少5个碳原 子,优选具有至少6个碳原子。
[0089] 季铵化合物的优选特征如关于第一和第二方面所定义的那样。
[0090] 第三方面的添加剂组合物合适地在稀释时提供第四方面的燃料组合物。
[0091] 本发明可进一步提供制备燃料组合物的方法,所述方法包括:根据第二方面的方 法制备季铵盐,并将所述季铵盐混合到燃料中。
[0092] 优选地本发明提供燃料组合物,其包含作为添加剂的季铵化合物,其为以下物质 的反应产物: (a) 分子量小于1000的叔胺; (b) 环氧化物;和 (c) 包含任选取代的烷基或烯基部分的二酸,所述烷基或烯基部分具有至少5个碳原 子,优选具有至少6个碳原子。
[0093] 本发明的组合物可为汽油组合物或柴油燃料组合物。优选其为柴油燃料组合物。
[0094] 柴油燃料,在本文包括适合用于无论是路用还是非路用的柴油发动机的任何燃 料。这包括但不限于描述为柴油、船用柴油、重质燃料油、工业燃料油等的燃料。
[0095] 本发明的柴油燃料组合物可包括基于石油的燃料油,尤其是中间馏出物燃料油。 此类馏出物燃料油通常在110 °C至500 °C,例如150 °C至400 °C的范围内沸腾。柴油燃料可包 括常压馏出物或减压馏出物、裂化瓦斯油或直馏馏分和精炼厂物流(例如热和/或催化裂化 以及加氢裂化的馏出物)以任何比例的共混物。
[0096] 本发明的柴油燃料组合物可包含不可再生的费托(Fischer-Tropsch)燃料,例如 描述为GTL(气体至液体)燃料、CTL(煤至液体)燃料和0TL(油砂至液体)燃料的那些。
[0097] 本发明的柴油燃料组合物可包括可再生燃料,例如生物燃料组合物或生物柴油组 合物。
[0098] 柴油燃料组合物可包含第一代生物柴油。第一代生物柴油含有例如植物油、动物 油脂和用后的烹调用油脂的酯。可通过油与醇通常在催化剂的存在下的酯交换来获得该形 式的生物柴油,所述油例如为菜籽油、大豆油、红花油、棕榈25油、玉米油、花生油、棉籽油、 牛油、椰子油、麻风子油(Jatropha)、葵花籽油、用后的烹调用油、氢化植物油或它们的任何 的混合物,所述醇通常为一元醇。
[0099] 柴油燃料组合物可包含第二代生物柴油。第二代生物柴油衍生自可再生资源,例 如植物油和动物油脂,并通常在精炼厂中通常使用加氢处理例如Petrobras开发的H-Bio工 艺进行处理。第二代生物柴油在性质和品质方面可与基于石油的燃料油物流类似,其例如 为由植物油、动物油脂等生产,且由ConocoPhillips以Renewable Diesel和由Neste以 NExBTL进行销售的可再生柴油。
[0100]本发明的柴油燃料组合物可包含第三代生物柴油。第三代生物柴油使用气化和费 托技术,其包括描述为BTL(生物质至液体)燃料的那些。第三代生物柴油与一些第二代生物 柴油区别不大,但其目的在于开拓全植物(生物质)并由此拓宽原料基础。
[0101 ]柴油燃料组合物可含有上面的柴油燃料组合物中的任意或全部的共混物。
[0102] 在一些实施方案中,本发明的柴油燃料组合物可为包含生物柴油的共混的柴油燃 料。在此类共混物中生物柴油可以例如多至〇. 5%,多至1%,多至2%,多至3%,多至4%,多至5%, 多至10%,多至20%,多至30%,多至40%,多至50%,多至60%,多至70%,多至80%,多至90%,多至 95%或多至99%的量存在。
[0103] 在一些实施方案中,燃料组合物可包含纯的生物柴油。
[0104] 在一些实施方案中,燃料组合物可包含纯的GTL燃料。
[0105]在一些实施方案中,柴油燃料组合物可包含次级燃料(secondary fuel),例如乙 醇。然而优选柴油燃料组合物不含有乙醇。
[0106] 本发明的柴油燃料组合物可含有相对高的硫含量,例如大于0.05wt%,例如0.1%或 0.2%〇
[0107] 然而在优选的实施方案中,柴油燃料的硫含量为至多〇.〇5wt%,更优选至多 0.035wt%,尤其至多0.015%。具有甚至更低水平的硫的燃料也是合适的,例如按重量计具有 小于50 ppm、优选小于20 ppm、例如10 ppm或更少的硫的燃料。
[0108] 合适地,季铵盐添加剂以至少O.lppm,优选至少1 ppm,更优选至少5 ppm,合适地 至少10 ppm,例如至少20 ppm或至少25 ppm的量存在于柴油燃料组合物中。
[0109] 合适地,季铵盐添加剂以小于lOOOOppm,优选小于1000 ppm,优选小于500 ppm,优 选小于250 ppm,合适地小于200 ppm,例如小于150 ppm或小于100 ppm的量存在于柴油燃 料组合物中。
[0110] 本发明的第五方面的柴油燃料组合物可包含第一方
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