[发明专利]烷氧基化季铵盐和含有所述盐的柴油燃料

说明书

技术领域：

本公开涉及柴油燃料添加剂并涉及包括可用于改进直接燃料喷射发动机的性能的添加剂的柴油燃料。本公开特别涉及有效增强柴油机的直接燃料喷射器的性能的烷氧基化季铵盐燃料添加剂。

背景和概述:

长久以来希望使柴油燃料动力车辆中的燃料经济性、动力和驾驶性能最大化，同时增强加速、减少排放并防止延迟。尽管已知使用分散剂增强汽油动力发动机性能以使进气道（port）燃料喷射发动机中的阀和燃料喷射器保持洁净，但此类汽油分散剂不一定对直接燃料喷射柴油机有效。此外，间接燃料喷射柴油机用的分散剂可能对直接燃料喷射柴油机无效。这种不可预测性的原因在于直接和间接燃料喷射柴油机之间和适用于此类发动机的燃料之间的许多差异。

例如，在间接燃料喷射柴油机与更现代的高压共轨（HPCR）直接燃料喷射柴油机之间存在显著差异。低硫柴油燃料和超低硫柴油燃料如今在市场上也常用于此类发动机。“低硫”柴油燃料是指硫含量占燃料总重量的50重量ppm或更少的燃料。“超低硫”柴油燃料（ULSD）是指硫含量占燃料总重量的15重量ppm或更少的燃料。HPCR发动机中的燃料喷射器与更老式发动机和燃料喷射系统相比在高得多的压力和温度下运行。低硫或ULSD和HPCR发动机的组合导致如今市场上发现的喷射器沉积物的类型和喷射器沉积物的形成频率改变。

数年来，已开发用于柴油燃料的分散剂组合物。本领域中已知用于燃料的分散剂组合物包括可能包含聚亚烷基琥珀酰亚胺、聚胺和聚烷基取代的曼尼希化合物的组合物。分散剂适用于使烟灰和油泥保持悬浮在流体中，但上述分散剂对于净化已在表面上形成的沉积物不是特别有效。

因此，用于直接燃料喷射柴油机的燃料组合物通常在内燃机表面和燃料过滤器中产生不合意的沉积物。相应地，需要可防止沉积物积聚的改进的组合物，以在车辆寿命中保持“像新的一样”的洁净度。理想地，可净化肮脏燃料喷射器以使性能恢复到之前的“像新的一样”的状况的相同组合物在减少空气传播的废气排放物和改进发动机的动力性能的尝试中同样合意和有价值。

根据本公开，示例性实施方案提供柴油机的燃料可溶添加剂、含有该添加剂的柴油燃料、改进燃料喷射器的性能的方法和净化柴油机的燃料喷射器的方法。该燃料可溶添加剂包含在质子给体存在下衍生自含有至少一个叔氨基的酰氨基胺和环氧化物的季铵盐。该酰氨基胺在基本不含酰化剂的反应介质中制造。

本公开的另一实施方案提供改进直接燃料喷射柴油机的喷射器性能的方法。该方法包括用含有主要量的柴油燃料和占燃料组合物总重量的大约5至大约100重量ppm的季铵盐的柴油燃料组合物运行发动机，该季铵盐在选自羧酸和烷基酚的质子给体存在下衍生自含有至少一个叔氨基的酰氨基胺和环氧化物。该酰氨基胺在基本不含酰化剂的反应介质中制造。

本公开的另一实施方案提供运行直接燃料喷射柴油机的方法。该方法包括在发动机中燃烧含有主要量的燃料和占燃料组合物总重量的大约5至大约100重量ppm的季铵盐的燃料组合物，该季铵盐在选自羧酸和烷基酚的质子给体存在下衍生自含有至少一个叔氨基的酰氨基胺和环氧化物。该酰氨基胺在基本不含酰化剂的反应介质中制造。

在该燃料添加剂的另一实施方案中，酰氨基胺衍生自脂肪酸。

本文所述的燃料添加剂的一个优点在于，该添加剂不仅减少在燃料喷射器上形成的沉积物的量，该添加剂还有效净化肮脏的燃料喷射器至足以为发动机提供改进的动力恢复。

本文所述的燃料添加剂的另一优点在于其可以在比由衍生自酰化剂的胺制成的季铵盐低得多的浓度下使用，但仍提供比由衍生自酰化剂的胺制成的传统季铵盐好的喷射器洁净度性能。

本发明还包含以下方面：

1. 用于燃料喷射柴油机的燃料可溶添加剂，其包含在质子给体存在下衍生自含有至少一个叔氨基的酰氨基胺和环氧化物的季铵盐，其中所述酰氨基胺在基本不含酰化剂的反应介质中制造。

2. 方面1的燃料添加剂，其中所述质子给体选自羧酸和烷基酚。

3. 方面1的燃料添加剂，其中所述胺包含衍生自具有大约1至大约54个碳原子的酸的酰氨基胺。

4. 方面1的燃料添加剂，其中所述环氧化物选自下式的烃基环氧化物

其中各R独立地选自H和C₁至C₅₀烃基，和多环氧化物。

5. 方面1的燃料添加剂，其中所述烃基环氧化物选自氧化苯乙烯、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、1,2-环氧基环己烷、2,3-环氧基-5-甲基己烷、均二苯代乙烯氧化物和C₅至C₂₀₀环氧化物。