专利名称：多相馏出燃料合成物和含乳化硼酸的浓缩物的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学领域，特别是馏出燃料，比如含硼酸的柴油机燃料。
背景技术：
柴油机燃料被广泛应用于柴油动力的引擎。对这种可以提供相对高燃料
经济的引擎来说是一个有利条件。这种燃料通常包括相当于40,000百万分 比浓度(ppm)的硫磺。硫磺能够给予燃料几种有价值的特性。例如，柴油动 力的引擎中，硫磺提供润滑，且柴油机燃料中的硫磺可以降低接触的金属表 面的磨损，此作用在燃油泵和喷油器的使用中尤其明显。但是，硫磺存在几 条严重的缺点。存在于发动机废气中的高浓度二氧化硫和危害性颗粒会引起 环境问题。就是由于这样高浓度的二氧化硫和危害性颗粒的喷射，现在很多 大城市已经不再允许使用柴油动力的引擎，这种引擎也不再被广泛使用了 。
因此，人们迫切需要研制出一种含低硫磺成分的馏出燃料合成物，特别 是， 一种低硫磺的柴油机燃料合成物。例如，目前的2号低硫柴油机燃料含 有大约500百万分比浓度的硫磺，并且人们仍在不断地努力希望进一步将硫 磺的含量降低到300百万分比浓度以下。但令人遗憾的是，硫磺的减少将导 致柴油机燃料润滑性能的降低，加速损耗，而大大影响其经济效用。
硼酸是一种对环境无害的物质，价格便宜，且对提高金属表面的润滑性 和耐磨性有着显著成效。硼酸是一种水晶化合物，不溶解于如柴油机燃料这 样的碳氢化合物。人们想尽各种办法来研制出一种稳定的含硼酸成分的燃 料。例如，美国第6,783,561号专利Erdemir就披露了这样的一种燃料，它 仅含有约30-3000百万分比浓度的硼酸。该专利就告诉人们，要想用形成一种稳定的含硼酸成分的燃料，就要让硼酸以 一种纳米计量的微粒形式出现。
美国第6,368，369号专利，Sanduja等人就披露了 一种液烃燃料接枝聚合物一 稳定的硼酸产品，此产品可用于制造液烃燃料浓缩物，之后也被混合加工制 造含硼酸的液烃燃料。
但是，目前仍然需要一种含馏出燃料合成物的稳定的硼酸，用于降低磨 损，同时提高以柴油机燃料和其他馏出燃料为动力的引擎的经济效用。人们 更期待一种馏出燃料浓缩物，其可很容易地被混合来制成这样的馏出燃料。 本发明不但满足了以上这些需求，同时也体现了所述优点。
发明内容
目前，就本项发明来说，已经发现稳定的含馏出燃料合成物的硼酸，它 可以在降低磨损的同时提高以柴油机燃料和其它馏出燃料为动力的引擎的 经济效用，也发现了可以很容易地和馏出燃料一起被稀释制成这样的合成物 的馏出燃料浓缩物 多相(multi-phrase )馏出燃料合成物是由 一种含有以下 成分的乳状液体组成，
(a) 由馏出燃料组成的第一相；
(b) 含硼酸和可溶解硼酸的液体的第二相，在第一相下所述液体不可融合.
(c) 表面活性剂。该液体可以是有机液体，例如弱羟基的多羟基化合物， 优选丙三醇、乙酸乙酯、丙酮，以及一些酒精类物质，如曱醇、乙醇、1-丙 醇、2-曱基-1-丙醇和3-曱基-l-丁醇，或是一种无才几液体，比如水醋酸和水。
典型的條出燃料包括柴油机燃料、喷气机燃料、煤油以及这些燃料的混 合物，并具有低疏柴油机燃料的特性。典型的有机液体包括弱羟基的多羟基 化合物，含丙三醇成分尤诖。
在一些实施例中，基于燃料成分的重量，第一相的浓度约为30 wt.%-70wt,%,优选约45 wt,%-55 wt,%,第二相的浓度约为30 wt,%-70wt.%， 优选约45 wt.%-55 wt.%。在一些实施例中，基于第二相的重量，第二相中含硼酸约10 wt.%-25 wt.%,舍有机液体约90 wt.%-75 wt.%。
通常，基于燃料成分的重量，馏出燃料合成物中的最终硼酸浓度约在 10ppm-50000ppm范围，优选约在30ppm-5000ppm范围。在那些馏出燃料为 2号柴油机燃料的实施例中，基于馏出燃料合成物的重量，硼酸浓度通常约 在50ppm-25000ppm范围，优选约在100ppm-1500ppm范围。
具体实施例方式
以下值得思考的细节为本发明的特殊实施例描述，旨在阐明其原理及操 作过程。但是，也可以做出各种各样的修改，本发明的范围不限于以下描述 的作为范例的实施例。
举例来说，对于一种随后将与另外的馏出燃料混合的馏出燃料合成物的 浓缩物#支出的详细而精确的说明时，将被理解为第二相可以在最终浓缩时净皮 加入到馏出燃料中。
本发明中的多相燃料合成物是由含有以下成分的乳状液体形成的
(a) 由馏出燃料组成的第 一相；
(b) 含硼酸和可溶解硼酸的液体的第二相，在第一相下所述液体不可融 合，例如丙三醇；
(c) 表面活性剂。
可供使用的作为第 一相的具有代表性的馏出燃料包括柴油机燃料，尤其 是含硫较低的(即硫成分小于0.05质量百分比)柴油机燃料、喷气机燃料、 煤油以及这些燃料的混合物。馏出燃料本身可以是一种传统的石油馏出物或 者是一种可被合成的燃料，比如说被费-托(Fischer-Tropsh)等方法合成的燃料。
在形成第二相时起起作用的硼酸通常是以一种大小约为100微米或更 小、优选65微米左右或更小的微粒形式存在。在更多优选实施例中，硼酸 微粒能小到约在0.1-2.5微米的范围，优选的仍在约0.5-1微米的范围。优选 硼酸微粒是将商业上可用的硼酸在低温下进行喷射研磨方便地制成的。适合的可溶解硼酸的且在第一相下不可融合的液体必须要和馏出燃料 以及该馏出燃料合成物作用于引擎中的方式相兼容。该液体可以是有机的， 也可以是无机的。典型的有机液体包括弱羟基的多羟基化合物。在形成第二 — 相时起作用的弱幾基的多羟基化合物通常包含三至七个碳原子和至少三个 羟基。优选的弱羟基的多羟基化合物为丙三醇。其它适合的液体包括乙酸乙
酯、丙酮以及一些酒精类物质，比如甲醇、乙醇、l-丙醇、2-甲基-l-丙醇和 3-甲基-]-丁醇。适合的无机液体包括冰醋酸和水。
在第二相下硼酸的总量取决于硼酸的溶解性。通常需要添加足够的硼酸 以使第二相饱和。 一般来说，基于第二相的重量，第二相包含约10 wt.'y。-25wt /。的硼酸和约卯wt.%-75wt.°/"々液体
适合本项创造性的馏出燃料合成物的表面活性剂包括三苯乙烯基苯酚 乙氧基化物，例如悬浮剂分散剂TS-lO(Rhone Poulenc S. A,)或者BSU(Rhodia Geronazzo Spa) ， EO /PO /EO嵌段共聚物，例如聚丙二醇与环氧乙烷的加聚 物(聚醚)F-108,聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物(聚醚)F-38,聚丙二醇与环 氧乙烷的加聚物(聚醚)P-105(BASF怀恩多特鸡公司)，及/或磺化萘磺酸曱 醛钠盐凝聚物,比如Morwet D-425 (Witco化学公司)or Or()tan SN (Rohm & Haas, France S.A.),木素磺化盐(Hgnosi 1 fonates), PO/EO 丁醇共聚物，例 如AtloxG-5000,多羟基硬脂酸和聚乙烯亚羟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准备 一 种含有在馏出燃料中的第二相下相对高浓 缩物的馏出燃料合成物。在该浓缩物中，基于浓缩物的重量，馏出燃料的总 量通常约为30wt.%-70wt.%,优选约为45wt.%-55wt.%。在该浓缩物中，基 于浓缩物的重量，第二相的总量大约为30wt,%-70wt,%,优选约为 45wt.%-55wt.%。该浓缩物包舍足够用来稳定第一相和第二相的表面活性剂， 基于浓缩物的重量，约为0.5wt.%-1.5wt.%
然后，该浓缩物将在加另外的馏出燃料的同时被稀释，从而获得最终需要的浓度。在馏出燃料合成物的成品中，硼酸的浓度取决于特定的燃料和特 定的引擎系统。尽管如此，基于燃料成分的重量，通常最终硼酸浓度约在
1 Oppm-50000ppm范围，优选约在30ppm-5000ppm范围。例如，基于馏出燃
料合成物成品的重量，2号柴油机燃料中的硼酸浓度优选约在 50ppm-25000ppm范围，更优选时可在约100ppm-1500ppm范围。
馏出燃料合成物中可以包含其它传统的燃料添加剂。典型的添加剂包括 抗氧化剂、金属减活剂、抗腐蚀添加剂、分散剂以及清洁剂等等。馏出燃料 合成物也可包含另外的增强型润滑剂，比如硬脂酸。
此项发明中的润滑剂合成物是将硼酸、液体以及表面活性剂放入高剪切 搅拌机中混至均匀而成。在此时，也可随意添加其它传统的燃料添加剂。通 常，数种成分在华氏〗50度下进行混合。当然，也可在更高和更低的温度中 来获取混合物，但要想形成更均匀的溶液，高些的温度比低些的温度更为适 宜，然后，将该混合物慢慢冷却至室温。
将此混合物緩緩加入到馏出燃料当中，总计形成浓缩物或形成馏出燃料 合成物。在加入过程中和，优选地，之后一段时间将多相合成物在高剪切搅 拌机中混合直至形成稳定的乳状液。
以上所述例子旨在进 一 步阐述说明此项发明，并不用于限制本发明。
举例说明
下面是一个含有1 Owt，/。硼酸的多相馏出燃料浓缩物的例子。
丙三醇(39.5克):故加热至华氏150度，然后加入硼酸(10克)。在此温度 下，丙三醇/硼酸混合物变成几乎纯净。将该混合物慢慢冷却至室温。
因为丙三醇会让硼酸达到充分饱和，该混合物将呈琥珀色外观。将表面 活性剂Atlox 4912 (1.5克)(Uniqema)加入到该混合物，并在高剪切搅拌机中 将其充分混合直到不再出现表面活性剂个别的微粒为止。
将低疏柴油机燃料(49.5 g)緩缓(PA/ wt. 。/。/min.)加入到丙三醇/硼酸相中，利用高剪切搅拌器让其充分混合。当把所有的低硫柴油机燃料都加入其 中之后，将混合物放在高剪切搅拌机中完成多相馏出燃料浓缩物的准备工
作。将四分之一的浓缩物加入到250加仑的低硫柴油机燃料中，来制成最终 含lOOppm硼酸的多相馏出燃料合成物。
以上描述内容为本发明在各种实施例中的情况，也可以这样理解，这些 不同的情况仅仅是以范例的形式被呈现出来，但是并不局限于此。对于本领 域专业人士而言，可以对此项发明做权利要求限定的保护范围和精神之内的 各种形式和细节上的改变。因此，从而使本发明的范围和幅度不局限于以上 所描述的实施范例，但是仍然只能依照后面权力要求书中及相关内容作出改 动。
权利要求
1. 多相馏出燃料合成物，包含含以下成分的乳状液(a)由馏出燃料组成的第一相；(b)第二相，包含(i)硼酸；(ii)可溶解硼酸的液体，在第一相下所述液体不可融合；(c)表面活性剂。
2. 如权利要求1中所述多相馏出燃料合成物，其中所述液体为有机液体。
3. 如权利要求2中所述多相馏出燃料合成物，其中所述可溶解硼酸、但在 第一相下不可融合的有机液体为弱羟基的多羟基化合物，醋酸盐，丙酮，曱 醇，乙醇，l-丙醇，2-曱基-l-丙醇，或者3-曱基-l-丁醇。
4. 如权利要求3中所述多相馏出燃料合成物，其中所述可溶解硼酸、但在 第一相下不可融合的有机液体为丙三醇。
5. 如权利要求1中所述多相馏出燃料合成物，其中所述液体可为一种无机 液体。
6. 如权利要求5中所述多相馏出燃料合成物，其中所述可溶解硼酸、但在 第一相下不可融合的有机液体是水醋酸或者水。
7. 如权利要求1中所述多相馏出燃料合成物，基于第二相的重量，其中所 述燃料合成物含约10-25wt.。/。的硼酸和约90-75wt.。/。的液体。
8. 如权利要求中所述多相馏出燃料合成物，其中所述馏出燃料是柴油机燃 料、喷气机燃料、煤油以及它们的混合物。
9. 如权利要求1中所述多相馏出燃料合成物，其中所述馏出燃料可以是低 硫柴油机燃料。
10. 如权利要求1中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其中第一相的浓度约为30-70wt.%,第二相的浓度约为30-70wt.%。
11. 如权利要求1中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其 中第一相的浓度约为45-55wt.%,第二相的浓度约为45-55wt.%。
12. 多相馏出燃料合成物，包含 含以下成分的乳状液(a) 由馏出燃料组成的第 一相；(b) 第二相，该相包含(i) 硼酸；(ii) 丙三醇；(c) 表面活性剂。
13. 如权利要求12中所述多相馏出燃料合成物，基于第二相的重量，其中 所述燃料合成物含约10-25wt.。/。的硼酸和约90-75wt.。/。的丙三醇。
14. 如权利要求12中所述多相馏出燃料合成物，其中所述馏出燃料物是柴 油机燃料、喷气机燃料、煤油以及它们的混合物。
15. 如权利要求12中所述多相馏出燃料合成物，其中所述馏出燃料是低硫 柴油机燃料。
16. 如权利要求12中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述第一相的浓度约为30-70wt.%，第二相的浓度约为30-70wt.%。
17. 如权利要求12中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 第一相的浓度约为45-55wt.%,第二相的浓度约为45-55wt.%。
18. 多相馏出燃料合成物，包含 一种含以下成分的乳状液(a) 由柴油机燃料组成的第 一相；(b) 第二相，该相包含(i) 硼酸；(ii) 可溶解硼酸的、但在第一相下不可融合的液体；(c) 表面活性剂。
19. 如权利要求18中所述多相馏出燃料合成物，其中所述液体是有机液体。
20. 如权利要求19中所述多相馏出燃料合成物，其中所述可溶解硼酸的、 但在第一相下不可融合的有机液体为弱羟基的多鞋基化合物，醋酸盐，丙酮，甲醇，乙醇，l-丙醇，2-曱基-I-丙醇，或者3-曱基-l-丁醇。
21. 如权利要求20中所述多相馏出燃料合成物，其中所迷可溶解硼酸的、 但在第一相下不可融合的有机液体为丙三醇。
22. 如权利要求18中所述多相馏出燃料合成物，其中所述液体为无机液体。
23. 如权利要求22中所述多相馏出燃料合成物，其中所述有机液体可溶解 硼酸的、^旦在第 一相下不可融合的为冰醋酸或者水。
24. 如权利要求18中所述多相馏出燃料合成物，基于第二相的重量，其中 所述燃料合成物含约10-25wt.。/。的硼酸和约90-75wt.。/。的丙三醇。
25. 如权利要求18中所述多相馏出燃料合成物，其中所述馏出燃料为低硫 柴油机燃料。
26. 如权利要求18中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述第 一相的浓度约为30-70wt.°/。，第二相的浓度约为30-70wt.%。
27. 如权利要求18中所述多相馏出燃料合成物，根据燃料合成物的重量， 其中所述第一相的浓度约为45-55wt.%，第二相的浓度约为45-55wt.%。
28. 如权利要求1中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其 中所述硼酸的浓度约为10-50000ppm。
29. 如权利要求12中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述硼酸的浓度约为10-50000ppm。
30. 如权利要求1中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其 中所述硼酸的浓度约为30-5000ppm。
31. 如权利要求12中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述硼酸的浓度约为30-5000ppm。
32. 如权利要求7中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其 中所述硼酸的浓度约为50-25000ppm。
33. 如权利要求14中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量，其中所述硼酸的浓度约为50-25000ppm。
34. 如权利要求18中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量, 其中所述硼酸的浓度约为50-25000ppm。
35. 如权利要求7中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述硼酸的浓度约为100-1500ppm。
36. 如权利要求14中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量， 其中所述硼酸的浓度约为100-1500ppm。
37. 如权利要求18中所述多相馏出燃料合成物，基于燃料合成物的重量, 其中所述硼酸的浓度约为100-1500ppm。
全文摘要
本发明披露了一种多相馏出燃料合成物，所述合成物是由含以下成分的乳状液制成(a)馏出燃料的第一相，(b)含硼酸和可溶解硼酸的液体第二相，在第一相下所述液体不可融合，(c)表面活性剂。
文档编号C10L1/12GK101292014SQ200680037745
公开日2008年10月22日 申请日期2006年6月20日 优先权日2005年8月10日
发明者威廉姆·E.·奥利治 申请人:先进润滑技术有限公司