[发明专利]润滑性添加剂和制造润滑性添加剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造燃料添加剂，尤其是制造在低至约-20℉的温度下保持无晶体的低硫含量润滑性添加剂的方法，以及涉及润滑性添加剂和提高燃料润滑性的方法。

背景技术

对环境的关注已促成要求减少燃料中硫水平的监管条例。已知低硫燃料润滑性较低，并因此低硫燃料和超低硫燃料，即硫水平在15ppm或15ppm以下的燃料通常用润滑性添加剂进行处理。然而，燃料添加剂，包括润滑性添加剂也受与降低硫水平相关的监管标准的制约。具体而言，美国条例要求大多数燃料添加剂含有不超过15ppm的硫。

此外，许多燃料组合物和燃料添加剂，包括润滑性添加剂是存放在室外的储罐中，并因此需要甚至在低温下保持液体和低粘度。尽管许多通常已知的润滑性添加剂具有优异的润滑性质，但在低温下不能保持不含晶体。

由于其良好的润滑性质，妥尔油脂肪酸(TOFA)被认为有价值用于各种用途。妥尔油是通过用硫化钠的碱溶液分解木材制造纸浆时的副产品。采用各种已知的加工技术可以从所述妥尔油中分离妥尔油脂肪酸。然而，妥尔油脂肪酸通常含有不合需要的高水平的在制浆工序中引入的硫。此外，即使在溶剂中大幅稀释时，妥尔油脂肪酸在低温下通常不能保持不含有晶体。因此，存在需求以制造低硫燃料添加剂组合物，其向添加剂以及随后成品燃料提供了改进的润滑性和低温性质。

发明内容

根据一个实施方式，制造润滑性添加剂的方法包括从妥尔油脂肪酸中除去硫至约25ppm或25ppm以下的水平，和分离结晶(fractionally crystallizing)所述妥尔油脂肪酸以制造在低至-20℉的温度下不形成晶体的润滑性添加剂。在一些实施方式中，在分离结晶所述妥尔油脂肪酸之前除去硫，而在另一些实施方式中，在分离结晶所述妥尔油脂肪酸之后除去硫。

根据另一个实施方式，提供了包括硫含量少于约25ppm的妥尔油脂肪酸馏分的润滑性添加剂，其中所述润滑性添加剂在低至-20℉的温度下不形成结晶。

根据另一个实施方式，提高燃料润滑性的方法包括从妥尔油脂肪酸中除去硫至约25ppm或25ppm以下的水平，分离结晶所述妥尔油脂肪酸，用溶剂稀释所述分离结晶的脂肪酸以形成在低至-20℉的温度下不形成晶体的润滑性添加剂，和将所述润滑性添加剂加入到燃料中。在一些实施方式中，在分离结晶所述妥尔油脂肪酸之前除去硫，而在另一些实施方式中，在分离结晶所述妥尔油脂肪酸之后除去硫。

本文中提供的方法和组合物可用于制备用于诸如中间馏分燃料、柴油燃料、生物柴油燃料、喷气燃料、家庭供暖油和船用燃料等燃料的添加，以及制备用于各种润滑用途的添加剂。由此处提供的本发明的说明书清楚地看到优点和其他发明特征。

具体实施方式

用于提高燃料润滑性的燃料添加物，例如润滑性添加剂可以不同方式制造。根据一个实施方式，制造润滑性添加剂的方法可包括从妥尔油脂肪酸中除去硫至约25ppm或25ppm以下的水平，和分离结晶所述妥尔油脂肪酸以制造润滑性添加剂。

如此处所使用，术语“妥尔油脂肪酸”至化学式R¹—COOH的一种或多种化合物，其中R¹是具有至少4个碳原子的烃类，而—COOH基团是酸基团。通常，所述R¹基团具有不超过99个的碳原子，因此所述脂肪酸总共有不超过100个的碳原子。例如，在许多实施方式中，R¹含有4～29个碳原子，例如7～25个碳原子，以及进一步的例子，15～23个碳原子。在某些实施方式中，R¹可取代有一个或多个羟基，例如R¹中的氢原子可用羟基(—OH)取代。根据所述脂肪酸中的碳原子数，所述脂肪酸中的羟基数目可广泛变化。例如，在一些实施方式中，所述脂肪酸可含有1～30个羟基。

与R¹的碳原子数无关，在各种实施方式中，R¹可以是直链的，支化链的或者环状，并且独立地为饱和的或不饱和的。不饱和脂肪酸可包括单不饱和和/或多不饱和脂肪酸，其中多不饱和脂肪酸包括2、3、4或更多不饱和位点。不饱和位点是R1的两个相邻碳之间的双键。示例性饱和妥尔油脂肪酸可包括硬脂酸。示例性不饱和妥尔油脂肪酸可包括油酸(单不饱和)、亚油酸(多不饱和)和亚麻酸(多不饱和)。