[发明专利]用于生物柴油燃料的抗氧化添加剂

说明书

发明领域

本发明涉及燃料组合物，其包含用于烃燃料如生物柴油的抗氧化添加剂。更具体地，本发明涉及燃料添加剂组合物，其包含用于生物柴油燃料的抗氧剂化合物的协同组合物。

背景技术

对石油燃料的依赖在一段时间以来已经成为一个经济和环境问题。这些因素促进了替代燃料如生物柴油的发展。

生物柴油是对各种由植物油、脂肪、油脂或其它甘油三酯源制成的酯基含氧燃料的称谓。它是无毒的和可生物降解的石油柴油的替代物和补充物。甚至在低达20％的生物柴油与80％的石油柴油的混合物(B20)中，生物柴油可以显著降低柴油废气的排放水平和毒性。生物柴油已经被美国能源部和美国运输部指定为替代燃料，并且在美国环境保护署注册为燃料和燃料添加剂。它可以用在任何柴油引擎中而不需要机械改造，并且与现有的石油分配基础结构相容。

有机燃料，例如生物柴油，可能包括来自不同来源的各种各样的污染物。例如，燃料经常氧化并形成树脂状材料，例如通常被称为沥青质的积炭。这样，稳定性，特别是氧化降解稳定性在烃燃料中是严重的问题。已知生物柴油以及其它烃燃料在储存后和在实际使用条件下形成粘性的沉积物或胶质。这些胶状残渣可能引起严重的问题：例如，这样的沉积物可能导致阀粘住，并且这样的沉淀物可以导致过滤器堵塞。这些问题可能不利地影响燃料的操作和燃烧性能。在不同类型的汽油中，热解汽油(pygas)和裂化汽油(炼焦器和FCC)最容易氧化和形成沉积物。

在有机燃料抗氧剂领域的研究已经进行了很多年。用于该目的的常见的一类抗氧剂是单独使用或与其它材料组合使用的苯二胺(PDA)。美国专利3,322，520号和3,556,748号教导到：所述苯二胺通常是N，N′-二取代的，其中取代基是脂肪族或芳族的。美国专利5,509,944号教导到：PDA、受阻酚和二甲基亚砜(DMSO)的混合物性能比单独的PDA好。当汽油具有高的酸值(>0.1mgKOH/g汽油)时，苯二胺作为稳定剂性能不好。美国专利5,169,410号教导到：强碱性有机胺的使用可以通过优先与酸结构部分反应而提高苯二胺的氧化稳定功效。

美国专利2,305,676号和2,333,294号证明，N-取代的对氨基苯酚衍生物和某些多胺的使用在使各种汽油氧化稳定方面是有效的。美国专利4,648,885号公开到：多胺和N，N-二乙基羟基胺的混合物是用于馏出燃料油的有效的稳定剂。

然而，尽管有防止生物柴油和其它有机燃料的氧化降解的这些努力，仍然需要更有效地稳定生物柴油。

发明概述

本发明涉及一种组合物，该组合物包含生物柴油和抗氧化有效量的至少一种芳族二胺和至少一种位阻酚的混合物。

本发明还涉及一种抑制生物柴油的氧化的方法，该方法包括向生物柴油燃料中添加抗氧化有效量的至少一种芳族二胺和至少一种位阻酚的混合物。

本发明的协同的燃料添加剂组合物有效地使生物柴油燃料稳定以对抗氧化降解和沉积物形成。

附图简要说明

图1图解表示了对比例1和2以及实施例1的氧化诱导时间(OIT)。

图2图解表示了对比例3和4以及实施例2的氧化诱导时间(OIT)。

图3图解表示了对比例5和6以及实施例3的氧化诱导时间(OIT)。

发明详述

如下面更具体地公开的，现已发现，某些胺抗氧剂与酚类抗氧剂的组合在生物柴油燃料中具有协同的抗氧剂活性。

本发明涉及一种组合物，其包含生物柴油和抗氧化有效量的至少一种芳族二胺和至少一种位阻酚的混合物。

本文中使用的术语“燃料”是指任何石油燃料和有机液体，例如汽油，柴油和生物柴油燃料，或喷气式发动机燃料等。

本文中使用的术语“抗氧剂”是添加到燃料如生物柴油、汽油等中以延缓氧化、劣化、降解和胶质形成的有机化合物。本文中使用的术语“稳定剂”是可用于阻止燃料改变其化学性质的化合物，如抗氧剂。在长期储存的燃料中的抗氧剂发挥稳定化能力，即防止不溶性氧化产物形成和沉降出来，这样燃料保持是澄清和透明的，或者保持是稳定的。而且，在制造时在升高的温度下添加的抗氧剂可以用作清除剂，防止热诱导的自由基形成。对于本发明来说，抗氧剂包括稳定化化合物。