烴基取代的二羧酸用于改善或促進從燃料油和汽油燃料中分離水的用圖
【專利說明】烴基取代的二羧酸用于改善或促進從燃料油和汽油燃料中 分離水的用途
[0001] 本發(fā)明涉及烴基取代的二羧酸用于改善或促進從燃料油和汽油燃料中分離水的 用途，所述烴基取代的二羧酸包含至少一個含有10至3000個碳原子的烴基取代基，所述燃 料油和汽油燃料包含：(B)至少一種具有凈化作用的添加劑。
[0002] 由于在運輸和貯存期間水冷凝而進入冷燃料油或汽油燃料以及進入貯罐和管道 中，燃料油如中間餾分（例如柴油、加熱油或噴氣燃料）以及汽油燃料常常含有少量的水， 通常在百萬分之幾重量份至最高達幾重量百分比的范圍內(nèi)。所述量的水部分作為貯罐底部 的層分離，部分在燃料油或汽油燃料中乳化。水的存在是不希望的，這是因為其在運輸時和 在內(nèi)燃機和加熱裝置的使用時會產(chǎn)生嚴重的問題。
[0003] 德國特許公開專利申請1 645 705(1)公開了羧酸的酰胺用于使烴混合物例如加 熱油和柴油去霧化（dehaze)的用途。沒有給出所述酰胺與其他中間餾分性能添加劑（例 如具有凈化作用的添加劑或具有去霧化作用的其他添加劑）的任何可能的相互作用或協(xié) 同相互作用的暗示。由于（1)的教導涉及使烴混合物去霧化，即通過產(chǎn)生烴-水-乳液使 其澄清，這樣的技術方案只能對相對少量的水有效；而對于大量的水該方法則不可行。
[0004] 中國專利申請102277212 A(2)涉及一種柴油性能添加劑，其為妥爾油（tall oil) 脂肪酸、油酸酰胺和環(huán)烷酸咪唑啉的混合物。推薦了將所述三組分添加劑作為乳化劑以使 柴油去霧化和澄清。與上述（1)類似，也沒有給出所述酰胺與其他中間餾分性能添加劑（例 如具有凈化作用的添加劑或具有去霧化作用的其他添加劑）的任何可能的相互作用或協(xié) 同相互作用的暗示。由于（2)的教導也涉及使柴油去霧化，即通過產(chǎn)生烴-水-乳液對其 進行清潔，這樣的技術方案只能對相對少量的水有效；而對于大量的水該方法則不可行。
[0005] 美國專利第4 129 508號（3)公開了烴基取代的丁二酸或其酸酐與聚亞烷基二醇 或其單醚、有機堿金屬鹽和烷氧基化胺的反應產(chǎn)物。所述反應產(chǎn)物在燃料例如柴油中充當 破乳劑。
[0006] 加拿大專利申請2 027 269(4)公開了烯基丁二酸或烷基丁二酸或其酸酐（在烯 基或烷基取代基中分別存在至多32個碳原子）與烷基醚二胺的反應產(chǎn)物。所述反應產(chǎn)物 在烴類燃料中充當去霧化劑。
[0007] 如上述幾個引用文獻中提及的以及本領域通常理解的"去霧化"應意指通過產(chǎn)生 澄清的烴-水-乳液（"乳化作用"）而分別使含水烴類燃料或柴油澄清，并且應不包括將 水分離成單獨相（"破乳作用"）而由此能夠通過相分離來除去水。
[0008] 需要使用能夠完全或幾乎完全將水從燃料油和汽油燃料中除去的合適的添加劑 將大量水從燃料油和汽油燃料中分離出去。這些添加劑應與燃料油和汽油燃料中存在的其 他性能添加劑以有利的方式相互作用。尤其是，應抵消具有凈化作用的現(xiàn)有添加劑產(chǎn)生不 希望的形成燃料油-水-乳液或汽油燃料-水-乳液并使其穩(wěn)定化的趨勢。
[0009] 因此，已發(fā)現(xiàn)了上文定義的烴基取代的二羧酸（A)用于改善或促進從包含一種或 多種具有凈化作用的添加劑的燃料油和汽油燃料中分離水的用途。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，存在于燃料油或汽油燃料中的水作為分離裝置底部的層而被分離， 并且隨后可以容易地除去?？梢赃@種方式除去的燃料油或汽油燃料中的含水量通常為約 200重量ppm至約10重量％，尤其是約1000重量ppm至約5重量％。通過與經(jīng)基取代的二 羧酸（A)的相互作用，在燃料油或汽油燃料中的乳化水僅以可忽略的少量出現(xiàn)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，烴基取代的二羧酸（A)改善并完成了水從燃料油和汽油燃料中的相 分離，其在無任何性能添加劑的情況下但以不完全的方式將已存在于燃料油或汽油燃料中 的較大量水分離出去。此外，若燃料油和汽油燃料中已存在其他表面活性劑，尤其是某些市 售可得的去霧化劑，則（A)會促進水從燃料油和汽油燃料中相分離。出人意料地，（A)與某 些市售可得的作為天然乳化添加劑的去霧化劑的相互作用也產(chǎn)生了改善的破乳作用和水 相分離作用。
[0012] 烴基取代的二羧酸（A)以游離酸即存在兩個COOH基團的形式施用，或以酸酐的形 式施用，所述酸酐可為分子內(nèi)酸酐（例如丁二酸酐、戊二酸酐或鄰苯二甲酸酐）或將兩個二 羧酸分子連接在一起的分子間酸酐。在較小程度上，根據(jù)液相的PH值，一些羧基官能團可 以鹽的形式存在，例如作為堿鹽或堿金屬鹽或作為銨鹽或取代的銨鹽存在?？墒褂脝螣N基 取代的二羧酸類（A)或不同烴基取代的二羧酸（A)的混合物。
[0013] 此二羧酸的烴基取代基優(yōu)選具有12至2000個、更優(yōu)選14至1000個、還更優(yōu)選16 至500個、最優(yōu)選20至200個碳原子。烴基取代基可為飽和或不飽和的、線性或支化的；其 也可包括脂環(huán)體系、雜環(huán)體系或芳環(huán)體系。烴基取代基的典型實例包括鏈中含有10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、24、26、28和30個碳原子的線性或支化的烷基和烯基基 團。
[0014] 在許多情況下，這些烴基取代基為通過烯烴單體的寡聚或聚合而合成制備，所述 烯烴單體例如乙烯、丙稀、1-丁稀、2-丁稀、異丁稀、1-戊稀、1-己稀、1-辛烯或1-癸稀，可 應用這些寡聚或聚合產(chǎn)物的后續(xù)轉化。作為典型實例，十二烷基或十二碳烯基取代基通過 丙烯的四聚或丁烯的三聚來制備，而十三烷基或十三碳烯基取代基則由上述C 12取代基通 過隨后的加氫醛化而制備。
[0015] 在取代基具有10至約30個碳原子的情況下，這些取代基也可為天然來源的。天 然來源的取代基通常衍生自飽和或不飽和的脂肪酸或相應的脂肪醇。這些天然來源的取代 基在大多情況下是線性的。
[0016] 在一個優(yōu)選的實施方案中，（A)的至少一個烴基取代基為含有20至200個、優(yōu)選 24至160個、更優(yōu)選28至140個、最優(yōu)選32至100個碳原子的聚異丁烯基取代基。作為替 代方案，當考慮同系聚合物種類的可能分布時，聚異丁烯基取代基的鏈長可通過其數(shù)均分 子量（Mn)定義，其數(shù)均分子量（Mn)為300至2800、優(yōu)選350至2300、更優(yōu)選400至2000、 最有選450至1400 ;該Mn數(shù)值通常涉及如下多分散性（Mw/Mn) :1. 1至4,優(yōu)選1. 3至2. 5。 典型的聚異丁烯基取代基含有60至80個碳原子或由850至1150的數(shù)均分子量定義。
[0017] 根據(jù)合成聚異丁烯基取代基二羧酸的方式和聚異丁烯基取代基連接至二羧酸分 子一一即連接至兩個羧基官能團之間的橋連基一一的方式，例如當通過弗瑞德-克來福特 (Friedel-Crafts)反應將聚異丁基鹵化物連接至芳族二羧酸（如鄰苯二甲酸），或連接至 烯鍵式不飽和二羧酸（如馬來酸或馬來酸酐）上時，聚異丁烯基取代基可為飽和的，或者， 例如當通過en反應使具有末端雙鍵的聚異丁烯分子連接至烯鍵式不飽和二羧酸（例如馬 來酸或馬來酸酐）時，可在連接至二羧酸分子的相鄰處包含烯鍵式雙鍵。
[0018] 烴基取代的二羧酸㈧本身可為脂族性質(zhì)的、脂環(huán)族性質(zhì)的、芳脂族性質(zhì)的 (araliphatic)或芳族性質(zhì)的，優(yōu)選脂族二羧酸。適于本發(fā)明的典型的經(jīng)基取代的二羧酸 (A)衍生自烴基取代的丙二酸、烴基取代的丁二酸、烴基取代的戊二酸、烴基取代的己二酸， 烴基取代的庚二酸，烴基取代的辛二酸、烴基取代的壬二酸、烴基取代的癸二酸、烴基取代 的十一烷二酸、烴基取代的十二烷二酸、烴基取代的鄰苯二甲酸、烴基取代的間苯二甲酸、 烴基取代的對苯二甲酸、烴基取代的鄰苯二乙酸、烴基取代的間苯二乙酸、烴基取代的對苯 二乙酸、烴基取代的馬來酸、烴基取代的富馬酸和烴基取代的戊烯二酸。
[0019] 在一個優(yōu)選的實施方案中，烴基取代的二羧酸（A)包含位于兩個羧基官能團間的 亞烴基橋連基，所述亞烴基橋連基含有1至10、優(yōu)選2至8、更優(yōu)選2至6、最優(yōu)選2、3或4 個呈一線（in a line)的碳原子。該橋接碳原子線（line)可為含有或不含(^至C4側鏈的 線性脂族亞烷基鏈或亞烯基鏈、在脂族碳原子鏈中引入苯環(huán)的芳脂族橋連基或亞苯基橋連 基。
[0020] 在一個特別優(yōu)選的實施方案中，烴基取代的二羧酸（A)為含有一個聚異丁烯基取 代基的聚異丁烯基丁二酸，所述聚異丁烯基取代基包含20至200、優(yōu)選24至160、更優(yōu)選28 至140、最優(yōu)選32至100個碳原子，或作為替代方案，烴基取代的二羧酸（A)為含有聚異丁 烯基的聚異丁烯基丁二酸，所述聚異丁烯基的數(shù)均分子量（Mn)為300至2800、優(yōu)選350至 2300、更優(yōu)選400至2000、最優(yōu)選450至1400。該優(yōu)選的聚異丁烯基丁二酸也可根據(jù)本發(fā) 明以聚異丁烯基丁二酸酐的形式使用。
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明，適合用于將水從燃料油中分離出來的具有兩個游離COOH官能團的 聚異丁烯基丁二酸可在干燥物質(zhì)中通過相應酸酐的水解而容易地制備，即通過將所述酸酐 與等摩爾量的水混合，并加熱至最高達約70°C至約120°C的溫度持續(xù)足夠的時間（通常為 2至20小時）。
[0022] 在一個優(yōu)選的實施方案中，化合物（A)的一個或兩個，優(yōu)選一個羧基可為取代的 銨鹽的鹽。優(yōu)選為季銨鹽，其中在所有四個取代基中碳原子之和至少為10,優(yōu)選至少為12， 更優(yōu)選至少為14,且最優(yōu)選至少為16。
[0023] 所述取代基選自C1-至C2。-烷基、2-羥基-C 2-至C2。-烷基、C6-至C14-芳基、C5-至 C14-雜芳基、C7-至C14-芳烷基，以及ω -羥基-聚氧-C2-至C5。-亞烷基。優(yōu)選的取代基選 自C「至C2。 -烷基、2-羥基-C2-至C 2。-烷基，或以及ω -羥基-聚氧-C2-至C5。-亞烷基。
[0024] 該取代基的實例為甲基、乙基、異丙基、正丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、 正己基、正庚基、正辛基、正癸基、正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基、正 二十烷基、2-乙基己基、2-丙基庚基、2-羥基乙基、2-羥基丙基、2-羥基丁基、含有2至20 個環(huán)氧乙烷單元的聚環(huán)氧乙烷，以及含有2至20