Применение полученных прививкой сополимеров этилена и/или пропилена и виниловых эфиров в качестве бифункциональной добавки в жидких углеводородах для улучшения холодостойкости и смазочных свойств

Номер патента: 19963

Опубликовано: 30.07.2014

Авторы: Долмазон Нелли, Эрогес Валери, Папен Жеральдин, Тор Фредерик

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Применение в качестве бифункциональной добавки, улучшающей смазочные свойства и холодостойкость, в композиции жидких углеводородов по меньшей мере одного сополимера, содержащего:

a) звенья производных этилена формулы A

-(CH2-CH2)n1

и/или пропилена формулы А'

-((СН3)СН-СН2)n2

с n1+n2=n, варьирующимся от 98 до 643;

b) звенья производных сложных виниловых эфиров формулы В

-(CH2-CHOOCR1)m-,

в которой R1 означает линейную или разветвленную алкильную группу C1-C15 и/или разветвленную алкильную группу C5-C15, в которой разветвление может находиться в любой точке алкильного радикала; с m, варьирующимся от 2 до 105, и х, варьирующимся от 0,2 до 105;

d) звенья формулы D

-(CH2-CHOOCR2)x2-,

в которой х2 составляет от 0,70х до х и R2 означает линейную или разветвленную насыщенную или ненасыщенную нециклическую углеводородную цепь C8-C24.

2. Применение по п.1, в котором мольная доля звеньев А и/или А' в сополимере составляет от 79 до 99 мол.%; мольная доля звеньев В в полимере составляет менее 19 мол.%; мольная доля звеньев D в полимере составляет от 0,1 до 21 мол.%.

3. Применение по одному из пп.1 или 2, в котором указанный по меньшей мере один сополимер находится в виде концентрированного раствора в углеводородном дистилляте.

4. Применение по одному из пп.1 или 2, в котором композиция жидких углеводородов представляет собой углеводородный дистиллят, содержащий от 0 до 5000 ч./млн серы, и содержит от 10 до 5000 ч./млн указанного по меньшей мере одного сополимера.

5. Применение по п.4, в котором дистиллят содержит по меньшей мере одну углеводородную фракцию из группы, состоящей из дистиллятов с температурой кипения, составляющей от 150 до 450°С, температурой начала кристаллизации, Тсс, больше или равной -20°С, содержащей дистилляты прямой перегонки, вакуумные дистилляты, дистилляты с гидроочистки, дистилляты с каталитического крекинга и/или гидрокрекинга вакуумных дистиллятов, дистилляты, полученные в результате процессов десульфурации остатков атмосферной перегонки (конверсии типа ARDS) и/или процессов уменьшения вязкости, дистилляты с повышения качества фракций процесса Фишера-Тропша, дистилляты, полученные конверсией растительной и/или животной биомассы в жидкость (BTL-конверсии), взятые по отдельности или в комбинации, и сложные эфиры растительных и животных масел или их смеси.

6. Применение по п.5, в котором дистиллят имеет содержание н-парафинов С940, составляющее от 1 до 40 мас.%.

7. Применение по одному из пп.1-6 указанного сополимера для добавления в качестве присадки в дистиллят для дизельного топлива, содержащего от 0 до 500 ч./млн серы.

8. Применение по одному из пп.1-5 указанного сополимера для добавления в качестве присадки в дистиллят для отопительного мазута, содержащего от 0 до 5000 ч./млн серы.

9. Применение по одному из пп.1-5 указанного сополимера для добавления в качестве присадки в дистиллят для тяжелого мазута.

10. Применение по п.1, где n1=n.

11. Применение по п.1, где сложные виниловые эфиры формулы В выбраны из винильных сомономеров C5-C15.

12. Применение по п.11, где сложные виниловые эфиры формулы В выбраны из пивалата, изопентаноата, изогексаноата, изононаноата, изодеканоата и/или изотридеканоата.

13. Применение по п.1, где сополимер дополнительно содержит

с) звенья формулы С

-(СН2-СНОН)x1-,

в которой х1 составляет от 0 до 0,30х; с х=x1+x2.

14. Применение по п.13, где мольная доля звеньев А и/или А' в сополимере составляет от 79 до 99 мол.%; мольная доля звеньев В в полимере составляет менее 19 мол.%; мольная процентная доля звеньев С в полимере составляет до 6,3 мол.% и мольная доля звеньев D в полимере составляет от 0,1 до 21 мол.%.

Текст

Смотреть все

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ ПРИВИВКОЙ СОПОЛИМЕРОВ ЭТИЛЕНА И/ИЛИ ПРОПИЛЕНА И ВИНИЛОВЫХ ЭФИРОВ В КАЧЕСТВЕ БИФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДОБАВКИ В ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДАХ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ХОЛОДОСТОЙКОСТИ И СМАЗОЧНЫХ СВОЙСТВ Изобретение относится к синтезу и применению сополимеров на основе этилена и/или пропилена и сложного винилового эфира (эфиров), модифицированных прививкой, эффективных для улучшения одновременно холодостойкости и смазочных свойств жидких углеводородов, в частности средних дистиллятов, поступающих с перегонки нефти и сырой нефти, в частности нефти с низким содержанием серы, и относится к сополимеру, содержащему а) звенья производных этилена формулы A и/или пропилена формулы А' с n1+n2=n, варьирующимся от 98 до 643; b) звенья производных сложных виниловых эфиров формулы В,в которой R1 означает линейную или разветвленную алкильную группу С 1-С 15 и/или разветвленную алкильную группу C5-C15, в которой разветвление может находиться в любой точке алкильного радикала; с m, варьирующимся от 2 до 105, и х, варьирующимся от 0,2 до 105; d) звенья формулы D в которой х 2 составляет от 0,70 х до х и R2 означает линейную или разветвленную насыщенную или ненасыщенную нециклическую углеводородную цепь C8-C24. Область техники Настоящее изобретение относится к синтезу и применению новых сополимеров на основе этилена и/или пропилена и сложного винилового эфира(ов), модифицированных прививкой, эффективных для одновременного улучшения холодостойкости и смазочных свойств жидких углеводородов, в частности средних дистиллятов, поступающих с перегонки нефти и сырой нефти, в частности с низким содержанием серы. Уровень техники Уже давно нефтепромышленность разработала присадки, способствующие фильтруемости горючего при низких температурах: это сополимеры этилена и винилацетата и/или винилпропионата (EVA илиEVP), называемые TLF-добавками (TLF = предельная температура фильтруемости). Их роль состоит в изменении характера кристаллизации, в частности в ограничении размера кристаллов парафина, образующихся при низкой температуре, например ниже 5 С, для их прохождения через фильтры, расположенные внутри двигателей внутреннего сгорания или в нагревательных установках. Присадки этого типа, очень широко известные среди специалистов, очень часто добавляют в средние дистилляты классического типа, в частности в дистилляты, применяемые как дизельное топливо или как топливо для отопления. Дополнительные количества этих присадок можно добавлять в топливо, продаваемое на станциях обслуживания, в частности, для удовлетворения технических требований при низких температурах. Были описаны, в частности в патенте US 2004/0226216, и другие типы присадок, такие как сополимеры этилена, винилацетата и разветвленного винилового эфира, такого как винилнеодеканоат (VeoVA),влияющие на TLF. Для улучшения холодостойкости, т.е. одновременно параметра TLF и точки текучести дистиллятов,можно к этим TLF-присадкам (EVA или EVP) добавлять добавки, функцией которых является влиять,самостоятельно или в комбинации с этими добавками, на точку текучести дистиллятов. В уровне техники широко описываются такие комбинации присадок, улучшающие одновременно предельную температуру фильтруемости и точку текучести при низких температурах углеводородных дистиллятов классического типа. Так, документ US 3275427 описывает средний дистиллят из фракции с температурой кипения от 177 до 400 С, содержащий добавку, состоящую на 90-10 вес.% из сополимера этилена, содержащего от 10 до 30 вес.% звеньев винилацетата, с молекулярным весом от 1000 до 3000, и на 10-90 вес.% из полилаурилакрилата и/или полилаурилметакрилата со средневесовой молекулярной массой, варьирующейся от 760 до 100000. Отмечается, что эти полиакрилаты улучшают температуру фильтруемости, определяемую согласно стандарту NF En116, не ухудшая температуру текучести, определяемую согласно стандарту NF 60105. При транспортировке сырой нефти и тяжелых дистиллятов по трубопроводам перед авторами патента US 3726653 встала задача улучшения текучести, в частности, при низких температурах, при которых эти продукты могли бы застыть в трубах. Для улучшения этих свойств в углеводородных составах,содержащих парафины, 5-20 вес.% которых имеют температуру кипения выше 350 С и температуру размягчения выше 35 С, авторы патента предлагают добавлять в эти составы от 10 ч./млн до 2 вес.% смеси полимера сложного олефинового эфира карбоновых кислот с 3-5 атомами углерода и спирта, содержащего от 14 до 30 атомов углерода и имеющего средневесовую молекулярную массу, варьирующуюся от 1000 до 1000000, с сополимером этилена и винилацетата, содержащим от 1 до 40, предпочтительно от 14 до 24 звеньев винилацетата, со средней молекулярной массой от 20000 до 60000. Мольное отношение полимера олефинового эфира к сополимеру этилена и винилацетата варьируется от 0,1 до 10:1. Чтобы контролировать размер кристаллов парафинов, присутствующих в содержании менее 3% в средних дистиллятах, имеющих температуру кипения от 120 до 480 С, в патенте US 4153422 предлагается добавлять к этим средним дистиллятам от 10 ч./млн до 1 вес.% смеси гомополимера сложного олефинового эфира акриловой или метакриловой кислоты, содержащего алкильную цепь с 14-16 атомами углерода и имеющего средневесовую молекулярную массу от 1000 до 200000, с сополимером этилена и винилацетата со среднечисленной молекулярной массой ниже 4000. Мольное отношение гомополимера олефинового эфира к сополимеру этилена и винилацетата варьируется от 0,1:1 до 20:1. Кроме характеристик холодостойкости, жидкие углеводороды, в частности дизельное топливо, топливо для авиации и топливо или мазуты для бытового применения (FOD), должны обладать смазочными свойствами для защиты насосов, систем впрыска и/или всех подвижных деталей, с которыми эти продукты входят в контакт, например, в двигателе внутреннего сгорания. Желая использовать все более и более чистые продукты и все меньше и меньше загрязнять окружающую среду, нефтеперерабатывающая промышленность вынуждена предлагать горючее или мазуты со все более и более низким содержанием серы: с 1 января 2005 г. доля серы, допустимая в горючем в Европейском союзе, ограничена 50 ч./млн, и она должна стать ниже 10 ч./млн, начиная с 1 января 2009 г. Однако, лишаясь соединений серы, наблюдают потерю смазывающей способности этих видов горючего. При содержании сернистых продуктов ниже определенного уровня установлено даже ощутимое проявление процессов износа и даже поломки подвижных деталей на уровне насосов и/или систем впрыска. Таким образом, необходимо возместить смазочный эффект сернистых соединений соединениями,-1 019963 как можно меньше загрязняющими окружающую среду, а если возможно, совсем не загрязняющими, но обладающими достаточной смазывающей способностью, чтобы снизить риск износа. Для решения этой проблемы уже предлагалось несколько типов добавок. Так, к газойлям добавляют противоизносные присадки, несомненно известные в области смазок, типа сложных эфиров жирных кислот и ненасыщенных димерных жирных кислот, алифатических аминов, сложных эфиров жирных кислот и диэтаноламина и длинноцепочечных алифатических монокарбоновых кислот, таких как описанные в патентах US 2257889, US 4185594, US 4204481, US 4208190, US 4248182. Большинство этих присадок имеет достаточную смазывающую способность, но при слишком высоких концентрациях, что очень невыгодно экономически для покупателя. Кроме того, присадки, содержащие димерные кислоты,как и присадки, содержащие тримерные кислоты, не могут использоваться в горючем для автомобилей, в которых горючее может находиться в контакте со смазочным маслом, так как эти кислоты в результате химической реакции образуют осадки, иногда нерастворимые в масле, но, что самое главное, несовместимые с обычно использующимися детергентами.US 4609376 советует использовать противоизносные присадки, полученные из сложных эфиров моно- и поликарбоновых кислот и полигидроксильных спиртов в горючем, содержащем в своем составе спирты.US 2686713 рекомендует вводить до 60 ч./млн таллола в дизельное топливо, чтобы предупредить образование ржавчины на металлических поверхностях, контактирующих с этим горючим. Другой выбранный способ состоит во введении сложных эфиров растительных масел или самих растительных масел в это горючее, чтобы улучшить его смазывающую способность или его маслянистость. К ним относятся эфиры, производные рапсового, льняного, соевого, подсолнечного масел или сами эти масла (см. ЕР 635558 и ЕР 605857). Одним из основных недостатков этих эфиров является их низкая смазывающая способность при концентрации в горючем ниже 0,5 вес.%. Чтобы улучшить смазывающую способность газойлей, WO 95/33805 рекомендует введение присадки для холодостойкости, состоящей из азотсодержащих добавок, содержащих одну или несколько группN-R13, где R13 содержит от 12 до 24 атомов углерода, является линейным, слаборазветвленным или алициклическим и ароматическим, причем азотная группа может быть связана посредством СО или CO2 и образовывать карбоксилаты аминов или амиды. Патент US 3667152 описывает применение талловой кислоты (или TOFA, сокращение от tall oil fatty acid) в качестве противоизносной присадки. ЕР 915944 описывает маслянистые присадки для улучшения смазочных свойств дизельного топлива с низким содержанием серы, состоящие по меньшей мере из одного алифатического монокарбонового углеводорода С 12-С 24, насыщенного или нет, и по меньшей мере одного углеводородного полициклического соединения, выбранного из группы, состоящей из смоляных кислот, их производных (карбоксилаты амина, сложные эфиры и нитрилы). Эти маслянистые присадки могут применяться в жидких углеводородах в присутствии других добавок, таких как детергенты, улучшители цетанового числа, деэмульгаторы, антикоррозионные средства, добавки, улучшающие холодостойкость, модификаторы запаха, а также известные маслянистые добавки. Документ WO 94/00536 описывает композиции, улучшающие низкотемпературные свойства мазутов, содержащие:a) тройные сополимеры этилена и двух разных ненасыщенных сложных эфиров и/илиb) смеси двух разных сополимеров [этилен - один ненасыщенный эфир или акрилат], в которых самыми длинными алкильными цепями эфиров являются алкильные цепи С 6-С 13. Патент ЕР 1116780 описывает полифункциональные добавки, улучшающие низкотемпературные свойства и смазочную способность горючего. Эти добавки содержат два разных соединения: А) 5-95% амфифильного соединения, растворимого в масле, и В) 5-95% тройного сополимера этилена, винилового эфира С 2-С 4, винилового эфира неокарбоновой кислоты (т.е. который содержит третичный С) С 8-С 15. Смазочные свойства придает амфифильное соединение.US 5254652 описывает тройные сополимеры этилена, винилацетата и винилового эфира неоалканоата С 9 или С 10, которые улучшают характеристики хладотекучести горючего. Существует потребность в улучшении не только холодостойкости (температура фильтруемости и точка текучести), но также смазывающей способности горючего на основе жидких углеводородов, в частности горючего с низким содержанием серы или не содержащего серы. Сущность изобретения Настоящее изобретение относится к сополимерам, которые могут с выгодой использоваться в качестве бифункциональных добавок, одновременно улучшающих холодостойкость и смазывающую способность жидкого горючего, в которое они введены. Так, первая цель изобретения направлена на применение этих сополимеров как присадок в базовое горючее, предпочтительно типа дистиллятов для дизельного топлива или для бытовых мазутов (FOD). Таким образом, изобретение относится к использованию в качестве бифункциональной добавки,для улучшения смазочных свойств и холодостойкости композиции жидких углеводородов, по меньшей мере одного сополимера, содержащего: звенья производных этилена формулы А-(CH2-CHOOCR1)m-x-,в которой R1 означает линейную или разветвленную алкильную группу C1-C15, предпочтительно метил, пропил, и/или разветвленную алкильную группу C5-C15, в которой разветвление находится в любом месте алкильного радикала, предпочтительно в положении 2 или 3 алкильной цепи; предпочтительно выбранные из предпочтительных винильных сомономеров C5-C15, предпочтительно выбранных из пивалата, изопентаноата, изогексаноата, изононаноата, изодеканоата и/или изотридеканоата, предпочтительно этил-2-гексаноат, неоалканоатов, в частности неононаноата, неодеканоата и/или неоундеканоата; с m, варьирующимся от 2 до 105, предпочтительно от 16 до 71, и х, варьирующимся от 0,2 до 105, предпочтительно от 1,6 до 71; звенья формулы С-(CH2-CHOOCR2)x2,в которой х 2 составляет от 0,70 х до х, предпочтительно х 1=х, R2 означает насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную алкильную группу C8-C24, предпочтительно C14-C20 или же C14C18, c x=x1+x2. Предпочтительно мольная доля звеньев А и/или А' в сополимере составляет от 79 до 99 мол.%,предпочтительно от 86,7 до 90,7 мол.%; мольная доля звеньев В в полимере составляет от 0 до 19 мол.%,предпочтительно от 4,6 до 12 мол.%; мольная доля звеньев С в полимере составляет около 0-6,3 мол.% и предпочтительно равна 0 мол.%; мольная доля звеньев D в полимере составляет от 0,1 до 10 мол.%, от 0,1 до 21 мол.%, предпочтительно от 0,93 до 8,6 мол.%. Предпочтительно указанный по меньшей мере один сополимер находится в виде концентрированного раствора в углеводородном дистилляте, предпочтительно при концентрации более 50 вес.%, предпочтительно более 70 вес.% или предпочтительно более 80 вес.%, предпочтительно от 60 до 80 вес.%. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления композиция жидких углеводородов представляет собой углеводородный дистиллят, содержащий от 0 до 5000 ч./млн серы, который содержит от 10 до 5000 ч./млн указанного по меньшей мере одного сополимера, возможно, в смеси с другими добавками, такими как детергенты, диспергаторы, деэмульгаторы, пеногасители, биоциды, отдушки, улучшители цетанового числа, антикоррозионные добавки, модификаторы трения, добавки, улучшающие смазочные свойства, горение, температуру помутнения, точку текучести, добавки от седиментации, агенты, улучшающие проводимость, добавки для холодостойкости, смазки. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления дистиллят содержит по меньшей мере одну углеводородную фракцию из группы, образованной дистиллятами с температурой кипения от 150 до 450 С, температурой начала кристаллизации, Тсс, больше или равной -20 С, предпочтительно больше или равной -15 С, предпочтительно составляющей от -15 до 10 С, содержащей дистилляты прямой перегонки, вакуумные дистилляты, дистилляты с гидроочистки, дистилляты с каталитического крекинга и/или гидрокрекинга вакуумных дистиллятов, дистилляты, полученные в результате процессов конверсии типа ARDS и/или процессов уменьшения вязкости, дистилляты с процессов повышения качества фракций процесса Фишера-Тропша, дистилляты, полученные BTL-конверсией растительной и/или животной биомассы, взятые по отдельности или в комбинации, и сложные эфиры растительных и животных масел или их смеси. Предпочтительно дистиллят имеет содержание н-парафинов С 9-С 40 от 1 до 40 мас.%. Предпочтительно указанный сополимер для добавления в качестве присадки в дистиллят для дизельного топлива содержит от 0 до 500 ч./млн серы. Предпочтительно указанный сополимер для добавления как присадки в дистиллят для топочного мазута содержит от 0 до 5000 ч./млн серы. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления указанный сополимер предназначен для добавления как присадки в дистиллят для тяжелого мазута. Вторая цель состоит в разработке способа получения этих новых полимеров процессом этерификации звеньев винилового эфира(ов), предварительно частично или полностью гидролизованного. Третья цель настоящего изобретение относится к новым сополимерам этилена и/или пропилена и сложных виниловых эфиров, как указанные выше, которые химически модифицированы прививкой разветвлений, в основном производных жирных кислот, в частности, для их применения в базовом горючем в качестве бифункциональных добавок. Это базовое горючее обычно обогащено парафинами, малоароматическими, и поэтому имеет слабую растворяющую способность. Добавление сополимеров по настоящему изобретению в качестве присадки применимо не только в дистилляты с прямой перегонки углеводородов, происходящих из сырой нефти, очень насыщенных парафинами, но также в углеводороды из самых тяжелых фракций операций очистки, т.е. с процессов крекинга, гидрокрекинга и каталитического крекинга и с процессов уменьшения вязкости, а также в синтетические дистилляты, полученные конверсией газа и/или угля, такие как дистилляты, поступающие с процесса Фишера-Тропша, а также в дистилляты, полученные обработкой растительной и/или животной биомассы, как, в частности, процесс NexBTL, и в дистилляты, содержащие сложные эфиры растительных и/или животных масел, взятые по отдельности или в смеси. Настоящее изобретение относится к сополимерам, содержащим:a) звенья производных этилена формулы А-(CH2-CHOOCR1)m-x-,в которой R1 означает линейную или разветвленную алкильную группу C1-C15, предпочтительно метил, этил и/или разветвленную алкильную группу C5-C15, в которой разветвление может находиться в любой точке алкильного радикала, предпочтительно в положении 2 или 3 алкильной цепи; среди предпочтительных винильных сомономеров C5-C15 можно назвать пивалат, изопентаноат, изогексаноат, изононаноат, изодеканоат и/или изотридеканоат, предпочтительно этил-2 гексаноат, неоалканоаты, в частности неононаноат, неодеканоат и/или неоундеканоат; с m, варьирующимся от 2 до 105,предпочтительно от 16 до 71, и х, варьирующимся от 0,2 до 105, предпочтительно от 1,6 до 71;-(CH2-CHOOCR2)х 2-,в которой х 2 составляет от 0,70 х до х, предпочтительно х 2=х; R2 означает насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную алкильную группу C8-C24, предпочтительно C14-C20 или C14-C18, с х=x1+х 2. Предпочтительно мольная доля звеньев А и/или А' в сополимере может составлять от 79 до 99 мол.%, предпочтительно от 86,7 до 90,7 мол.%; причем мольная доля звеньев В может составлять от 0 до 19 мол.%, предпочтительно от 4,6 до 12 мол.%; мольная доля звеньев С может составлять от 0 до 6,3 мол.%, предпочтительно мольная доля звенья С близка к и даже равна 0 мол.%; мольная доля звеньев D может составлять от 0,1 до 21 мол.%, предпочтительно от 0,93 до 8,6 мол.%. Настоящее изобретение относится также к способу получения сополимеров согласно изобретению,какие определены ранее; причем этот способ содержит следующие этапы: 1) обеспечение исходного сополимера этилена и/или пропилена и сложного винилового эфира(ов),содержащего:a) звенья производных этилена формулы А-(CH2-CHOCOR1)m-,в которой R1 выбран из линейных или разветвленных алкильных групп C1-C15, самостоятельно или в смеси, предпочтительно содержит метильную группу и/или этильную группу, и/или из разветвленных алкильных групп C5-C15, какие определены ранее; причем n и m такие, как определено ранее; 2) реакция гидролиза, по меньшей мере частичного, сложных алкиловых эфиров, присутствующих в звеньях В, затем 3) реакция этерификации, по меньшей мере частичной, предпочтительно полной, этих гидролизованных центров, по меньшей мере одной жирной кислотой формулы R2COOH, причем R2 таково, как определено ранее, и/или по меньшей мере одним производным жирной кислоты, таким как ангидрид кислоты, галогенид кислоты, предпочтительно хлорид кислоты; причем степень этерификации предпочтительно выше 50%, предпочтительно выше 80% и особенно предпочтительно равна 100%. Другой способ получения сополимеров состоит в проведении трансэтерификации сополимера, какой определен в 1), спиртом типа R2CH2OH; один способ трансэтерификации описан, например, в WO 94/00536. Исходными сополимерами, применяющимися на этапе 1), являются статистические сополимеры,содержащие:a) звенья производных этилена формулы А-(CH2-CHOCOR1)m-,в которой R1 выбран из линейных или разветвленных алкильных групп C1-C15,причем n и m такие, как определено ранее. Сополимеры по изобретению имеют среднечисленную молекулярную массу Mn, измеренную методом ГПХ с калибровкой по полистирольным стандартам, обычно составляющую от 4500 до 20000 г/моль. Сополимер, полученный после этапа 2), получен этапом парциального или полного гидролиза сложноэфирных групп исходного сополимера этилена и/или пропилена и винилового эфира(ов), описанного выше. Обычно, степень гидролиза может составлять от 10 до 100% способных к гидролизу центров (звенья В). Гидролиз может быть прямым или достигнут трансэтерификацией в кислой или основной среде,предпочтительно путем основного метанолиза; степень превращения групп винилового эфира в группы винилового спирта(ов) контролируется объемом введенного метанольного раствора гидроксида натрия (в случае трансэтерификации в основной среде). Таким образом, меняя степень гидролиза на этапе а) процесса, меняют также число молекул эфира, привитых на конечный сополимер. За этапом гидролиза 2) идет по меньшей мере одна этерификация групп виниловых спиртов, образованных на предыдущем этапе, одной или несколькими жирными кислотами (этап 3), предпочтительно превращенными в хлориды кислоты, например, с помощью оксалилхлорида, для улучшения выхода этерификации. В духе настоящего изобретения под жирной кислотой понимается алифатическая карбоновая кислота, выводимая из или содержащаяся в растительных и/или животных жирах, маслах или восках. Натуральные жирные кислоты имеют насыщенную или ненасыщенную, линейную, разветвленную и/или циклическую углеродную цепь с 4-28 атомами углерода (обычно четное число); предпочтительно жирные кислоты выбраны из кислот, имеющих нециклическую углеводородную цепь C8-C24, взятых по отдельности или в смеси, таких как стеариновая кислота, олеиновая кислота, линолевая кислота,пальмитиновая кислота и/или линоленовая кислота, и предпочтительно выбраны из жирных кислот,имеющих по меньшей мере одну ненасыщенность. Рамками изобретения охватывается также случай, когда этап этерификации проводится с помощью жирных кислот, производных от таллола (по-английски tall oil), более известных под английским сокращением TOFA (tall oil fatty acids). Эти TOFA обычно получают перегонной таллола - побочного продукта производства сосновой древесной массы сульфатным способом; они содержат главным образом жирные кислоты, какие определены выше, а также меньшее количество смоляных кислот, таких как абиетиновая,дигидроабиетиновая, тетрагидроабиетиновая, дегидроабиетиновая, неоабиетиновая кислоты, пимаровая,левопимаровая и/или парастериновая кислоты и т.д. Полученные привитые сополимеры могут также содержать группы сложных эфиров смоляных кислот, образованные из смоляных кислот, содержащихся в смеси используемых кислот. На выходе с этапа 3) (этерификация сополимера с этапа 2) получают привитой сополимер, частично или предпочтительно полностью этерифицированный. Сополимеры согласно изобретению, какие получены после этапа 3), могут с выгодой использоваться в качестве добавок в жидкие углеводороды, горючее и мазуты. Сополимеры согласно изобретению имеют хорошую растворимость в углеводородах типа средних дистиллятов, выше растворимости сополимеров этилена и/или пропилена и винилового эфира(ов) согласно уровню техники, таких как EVA или EVP. Это позволяет существенно улучшить характеристики фильтруемости горючего или топлива с присадками или характеристики склонности к забивке (норма IP 387) топлива и горючего с присадками. Установлено, что растворимость сополимеров по изобретению улучшается по сравнению с растворимостью сополимеров EVA и EVP, когда измеряют значения FBT(Filter Blocking Tendency - склонность к забиванию фильтра); на практике эту лучшая растворимость углеводородных композиций с присадками сополимерами по изобретению позволяет избежать забивки фильтров (диаметром, обычно равным 1,6 мкм). Улучшение растворимости сополимеров согласно изобретению позволяет получить углеводороды с присадками, сохраняющие свои исходные характеристики фильтруемости при температуре среды и остающиеся идеально фильтрующимися на уровне систем фильтрации, которые можно найти, например, в системах питания двигателя и нагревательных установках. Кроме того, более низкая вязкость сополимеров относительно EVA и/или EVP позволяет добиться концентрированных растворов сополимера(ов) согласно изобретению в углеводородах с пониженным содержанием ароматического растворителя без ухудшения прокачиваемости и использования этих растворов (ограничения на вязкость и реологические свойства в системах перекачки или впрыска). Сополимеры согласно изобретению могут также применятся в виде концентрированного раствора в растворителе, обычно в углеводородном дистилляте, предпочтительно при концентрации выше 50 вес.%,предпочтительно выше 70 вес.%, или выгодно при концентрации больше или равной 80%; концентрированные растворы в растворителе, обычно в углеводородном дистилляте, которые также являются предпочтительными, содержат от 60 до 80 вес.% сополимера(ов) согласно изобретению. Эти сополимеры по изобретению или предпочтительно их концентрированные растворы, какие определены выше, применяются, в частности, в качестве бифункциональных добавок: одновременно как добавок улучшения фильтруемости, т.е. добавок, позволяющих снизить предельную температуру фильтруемости (TLF) композиций на основе жидких углеводородов, и как добавок, улучшающих смазывающую способность, или маслянистых добавок в эти композиции на основе жидких углеводородов. Композиции жидких углеводородов обычно поступают с процессов очистки нефти, в частности прямой перегонки углеводородов, но могут также происходить с процессов термического крекинга, гидрокрекинга и/или каталитического крекинга и с процессов уменьшения вязкости. Они предпочтительно представляют собой средние дистилляты, которые можно использовать как дизельное топливо, бытовые отопительные мазуты (FOD), керосин, тяжелые мазуты. С ростом потребности в горючем, в частности дизельном топливе, специалисты по нефтепереработке стремятся вводить фракции из других источников, отличных от нефтяных, которые более сложно использовать в этом горючем, так как они могут привести к ухудшению их свойств, что касается холодостойкости, повышая температуру фильтруемости и температуру текучести горючего. Из этих новых источников дистиллятов можно назвать, в частности наиболее тяжелые фракции с процессов крекинга и процессов уменьшения вязкости, с высокой концентрацией тяжелых парафинов, содержащих более 18 атомов углерода; синтетические дистилляты, полученные конверсией газа, такие как получаемые в процессе ФишераТропша; синтетические дистилляты, полученные в результате обработки биомассы растительного и/или животного происхождения, в частности процесса NexBTL; масла и/или сложные эфиры растительных или животных масел. Это новое базовое горючее может использоваться, самостоятельно или в смеси с классическими нефтяными средними дистиллятами, определенными выше, как базовое горючее и/или основа бытового мазута; оно содержит обычно длинные парафиновые цепи с числом атомов углерода больше или равным 16. Композиции жидких углеводородов согласно изобретению содержат в основной части жидкие углеводороды, предпочтительно типа средних дистиллятов, с содержанием серы предпочтительно ниже 5000 ч./млн, предпочтительно ниже 500 ч./млн и более предпочтительно ниже 50 ч./млн и в меньшей части по меньшей мере один сополимер согласно изобретению. Предпочтительно в дистиллятах согласно изобретению основная часть состоит из дистиллятов с температурой кипения от 150 до 450 С, температурой начала кристаллизации, Тсс, больше или равной-20 С, предпочтительно больше или равной -15 С, предпочтительно составляющей от -15 до 10 С, и содержит дистилляты прямой перегонки, вакуумные дистилляты, дистилляты с гидроочистки, дистилляты с каталитического крекинга и/или гидрокрекинга вакуумных дистиллятов, дистилляты, полученные в результате процессов конверсии типа ARDS (десульфурацией остатков атмосферной перегонки) и/или процессов уменьшения вязкости, дистилляты с повышения качества фракций процесса Фишера-Тропша,дистилляты, полученные BTL-конверсией (biomass to liquid - биомасса в жидкость) растительной и/или животной биомассы, взятые по отдельности или в комбинации, и сложные эфиры растительных и животных масел или их смеси. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения дистилляты по изобретению имеют содержание н-парафинов С 9-С 40 от 1 до 40 мас.%. Другим объектом изобретения является дизельное топливо, содержащее от 0 до 500 ч./млн серы и содержащее по меньшей мере один дистиллят по изобретению. Другим объектом изобретения является отопительный мазут, содержащий от 0 до 5000 ч./млн серы и содержащий по меньшей мере один дистиллят согласно изобретению. Другим объектом изобретения является тяжелый мазут, содержащий по меньшей мере один дистиллят согласно изобретению. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения углеводородные композиции содержат от 10 до 5000 ч./млн по весу, предпочтительно от 10 до 1000 ч./млн по меньшей мере одного сополимера согласно изобретению. Помимо бифункциональной добавки или добавок согласно изобретению углеводородные композиции могут также содержать одну или несколько других присадок, выбранных из детергентов, антикоррозионных добавок, диспергаторов, деэмульгаторов, пеногасителей, биоцидов, отдушек, улучшителей цетанового числа, модификаторов трения, добавок, улучшающих горение (каталитические промоторы горения и сажи), добавок, улучшающих температуру помутнения, добавок от седиментации, противоизносных присадок и/или модификаторов проводимости, и даже одну или несколько других добавок,улучшающих точку текучести, предельную температуру фильтруемости и смазывающую способность. Из этих добавок можно особо указать:a) добавки для улучшения кетанового числа, в частности (но без ограничений), выбранные из алкилнитратов, предпочтительно 2-этилгексилнитрат, ароилпероксидов, предпочтительно бензилпероксид,и алкилпероксидов, предпочтительно трет-бутилпероксид;b) пеногасители, в частности (но без ограничений), выбранные из полисилоксанов, оксиалкилированных полисилоксанов и амидов жирных кислот, полученных из растительных или животных масел. Примеры таких добавок даны в ЕР 861882, ЕР 663000, ЕР 736590;c) детергенты и/или антикоррозионные добавки, в частности (но без ограничений), выбранные из группы, состоящей из аминов, сукцинимидов, алкенилсукцинимидов, полиалкиламинов, полиалкилполиаминов и простых полиэфираминов. Примеры таких добавок даны в ЕР 938535;d) присадки, улучшающие смазочные свойства, или противоизносные присадки, в частности (но без ограничений), выбранные из группы, состоящей из жирных кислот и их сложноэфирных или амидных производных, в частности глицерин моноолеат, и производных моно- и полициклических карбоновых кислот. Примеры таких добавок даны в следующих документах: ЕР 680506, ЕР 860494, WO 98/04656, ЕР 915944, FR 2772783, FR 2772784;e) добавки для улучшения температуры помутнения, в частности (но без ограничений), выбранные из группы, состоящей из тройных сополимеров длинноцепочечный олефин/(мет)акриловый эфир/малеимид, и полимеров эфиров фумаровой/малеиновой кислоты. Примеры таких добавок приведены в ЕР 71513, ЕР 100248, FR 2528051, FR 2528423, ЕР 112195, ЕР 172758, ЕР 271385, ЕР 291367;f) добавки от седиментации или диспергаторы, в частности (но без ограничений), выбранные из группы, состоящей из сополимеров (мет)акриловой кислоты/алкил(мет)акрилата, аминированного полиамином, алкенилсукцинимидов полиамина, производных фталевой кислоты и жирного амина с двойной цепью; алкилфенольных смол. Примеры таких добавок приведены в ЕР 261959, ЕР 593331, ЕР 674689,ЕР 327423, ЕР 512889, ЕР 832172, US 2005/0223631; US 5998530; WO 93/14178.g) полифункциональные добавки для возможности работы при низкой температуре, выбранные из группы, состоящей из полимеров на основе олефина и алкенилнитрата, какие описаны в ЕР 573490.h) добавки для улучшения холодостойкости, такие как сополимеры альфа-олефина и винилового эфира(ов), как EVA, EVP, сополимеры этилена, винилацетата и разветвленного винилового эфира, такие как винилнеодеканоат (VEOVA), описанные, в частности, в US 2004/0226216;i) смазки, такие как жирные кислоты, TOFA, их производные, такие, в частности, как сложные эфиры. Эти другие присадки обычно добавляются в количестве, варьирующемся от 10 до 1000 ч./млн (каждая). Бифункциональные добавки согласно изобретению могут добавляться в композиции углеводородов в пределах нефтеперерабатывающего завода, и/или вводиться вне завода, возможно, в смеси с другими добавками, в виде набора присадок. Пример получения привитых полимеров. Исходя из одного и того же сополимера этилена и винилацетата EVA, содержащего 28 вес.%, или 11,2 мол.%, винилацетата (обозначенного EVA28), со среднечисленной молекулярной массой 5000 г/моль, измеренной ГПХ с полистирольными стандартами, прививают 4 типа разных прививокD1 представляет собой TOFA (смесь кислот, производных от таллола, содержащая от 2 до 3 вес.% смоляных кислот и смесь жирных кислот С 8-С 24, но в основном С 18; концентрация в нем насыщенных и/или ненасыщенных жирных кислот С 14-С 18 может варьироваться от 80 до 90%). Сополимер, привитыйD1, может также содержать сложноэфирные группы смоляных кислот, образованные из смоляных кислот, присутствующих в смеси кислот, производных таллола.D2-D4 представляют собой смеси насыщенных и ненасыщенных жирных кислот С 14-С 18, мольная концентрация жирных кислот в которых приведена в табл. 1. Характеристики привитых сополимеров (мол.% звеньев A-D сведены в табл. 2. Таблица 2 Измеряют предельную температуру фильтруемости у 5 средних дистиллятов GOM, обозначенных с"а" по "е", типа моторного газойля EN 590, характеристики которых приведены в табл. 3, с присадками одним из сополимеров 1-9 в концентрациях, составляющих от 35 до 700 ч./млн по весу. Таблица 3 Характеристики испытываемых газойлей Измеряют также FBT (склонность к забивке), согласно норме IP387, раствора, содержащего 420 ч./млн сополимера 1-9 (раствор, полученный из маточного раствора с 4 мас.% сополимера), а также смазывающую способность, измеряемому в условиях опыта HFRR (High Frenquency Reciprocating Rigвысокочастотная возвратно-поступательная установка, EN ISO 12156-1, или как описано в статье SAE 932692 J.W. Hadley из Ливерпульского университета) с концентрацией сополимера 210 и/или 420 ч./млн соответственно. Испытание состоит в одновременном приложении к стальному шарику в контакте с неподвижной металлической пластиной давления, соответствующего весу в 200 г, и попеременного смещения на 1 мм с частотой 50 Гц. Смазывающая способность выражается через среднее значение диаметра следа истирания шариком пластины. Низкий диаметр (обычно ниже 400 мкм) выражается в хорошей смазывающей способности; наоборот, значительный диаметр износа (выше 400 мкм) соответствует смазывающей способности тем более недостаточной, чем выше значение диаметра. Результаты собраны в табл. 4. Сравнивают смазывающую способность (HFRR WS 1.4) среднего дистиллята GOM, обозначенного"а", с присадкой одного D1 в переменном количестве, варьирующемся от 0 до 84 ч./млн, одного сополимера 2, 4 или 5, или смеси сополимера 2, 4 или 5 и D1. Результаты собраны в табл. 5. Таблица 5 Сравнивают смазывающую способность (WS 1.4) среднего дистиллята GOM, обозначенного "е",более "серьезного", чем GOM, обозначенный "а", с присадкой одного D1 в переменном количестве, варьирующемся от 0 до 200 ч./млн, или только одного из сополимеров 2-5, или смеси сополимера 2-5 и D1. Чтобы избежать изменения образцов в ходе операций хранения и приготовления, растворы привитого полимера стабилизируют антиоксидантом гидроксибутилтолуолом или 2,6-ди-трет-бутил-4 метилфенолом (ВНТ) при концентрации от 0,05 до 0,1%, в расчете на D1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Применение в качестве бифункциональной добавки, улучшающей смазочные свойства и холодостойкость, в композиции жидких углеводородов по меньшей мере одного сополимера, содержащего:a) звенья производных этилена формулы Ab) звенья производных сложных виниловых эфиров формулы В-(CH2-CHOOCR1)m-х-,в которой R1 означает линейную или разветвленную алкильную группу C1-C15 и/или разветвленную алкильную группу C5-C15, в которой разветвление может находиться в любой точке алкильного радикала; с m, варьирующимся от 2 до 105, и х, варьирующимся от 0,2 до 105;-(CH2-CHOOCR2)x2-,в которой х 2 составляет от 0,70 х до х и R2 означает линейную или разветвленную насыщенную или ненасыщенную нециклическую углеводородную цепь C8-C24. 2. Применение по п.1, в котором мольная доля звеньев А и/или А' в сополимере составляет от 79 до 99 мол.%; мольная доля звеньев В в полимере составляет менее 19 мол.%; мольная доля звеньев D в полимере составляет от 0,1 до 21 мол.%. 3. Применение по одному из пп.1 или 2, в котором указанный по меньшей мере один сополимер находится в виде концентрированного раствора в углеводородном дистилляте. 4. Применение по одному из пп.1 или 2, в котором композиция жидких углеводородов представляет собой углеводородный дистиллят, содержащий от 0 до 5000 ч./млн серы, и содержит от 10 до 5000 ч./млн указанного по меньшей мере одного сополимера. 5. Применение по п.4, в котором дистиллят содержит по меньшей мере одну углеводородную фракцию из группы, состоящей из дистиллятов с температурой кипения, составляющей от 150 до 450 С, температурой начала кристаллизации, Тсс, больше или равной -20 С, содержащей дистилляты прямой перегонки, вакуумные дистилляты, дистилляты с гидроочистки, дистилляты с каталитического крекинга и/или гидрокрекинга вакуумных дистиллятов, дистилляты, полученные в результате процессов десульфурации остатков атмосферной перегонки (конверсии типа ARDS) и/или процессов уменьшения вязкости, дистилляты с повышения качества фракций процесса Фишера-Тропша, дистилляты, полученные конверсией растительной и/или животной биомассы в жидкость (BTL-конверсии), взятые по отдельности или в комбинации, и сложные эфиры растительных и животных масел или их смеси. 6. Применение по п.5, в котором дистиллят имеет содержание н-парафинов С 9-С 40, составляющее от 1 до 40 мас.%. 7. Применение по одному из пп.1-6 указанного сополимера для добавления в качестве присадки в дистиллят для дизельного топлива, содержащего от 0 до 500 ч./млн серы. 8. Применение по одному из пп.1-5 указанного сополимера для добавления в качестве присадки в дистиллят для отопительного мазута, содержащего от 0 до 5000 ч./млн серы. 9. Применение по одному из пп.1-5 указанного сополимера для добавления в качестве присадки в дистиллят для тяжелого мазута. 10. Применение по п.1, где n1=n. 11. Применение по п.1, где сложные виниловые эфиры формулы В выбраны из винильных сомономеров C5-C15. 12. Применение по п.11, где сложные виниловые эфиры формулы В выбраны из пивалата, изопентаноата, изогексаноата, изононаноата, изодеканоата и/или изотридеканоата. 13. Применение по п.1, где сополимер дополнительно содержит с) звенья формулы С-(СН 2-СНОН)x1-,в которой х 1 составляет от 0 до 0,30 х; с х=x1+x2. 14. Применение по п.13, где мольная доля звеньев А и/или А' в сополимере составляет от 79 до 99 мол.%; мольная доля звеньев В в полимере составляет менее 19 мол.%; мольная процентная доля звеньев С в полимере составляет до 6,3 мол.% и мольная доля звеньев D в полимере составляет от 0,1 до 21 мол.%.

МПК / Метки

МПК: C10L 10/14, C08F 210/06, C10L 1/197, C08F 216/06, C10L 10/08, C08F 210/02, C08F 218/10, C08F 8/14, C08F 218/04

Метки: холодостойкости, прививкой, виниловых, применение, улучшения, смазочных, сополимеров, этилена, углеводородах, свойств, жидких, полученных, эфиров, качестве, пропилена, бифункциональной, добавки

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/12-19963-primenenie-poluchennyh-privivkojj-sopolimerov-etilena-i-ili-propilena-i-vinilovyh-efirov-v-kachestve-bifunkcionalnojj-dobavki-v-zhidkih-uglevodorodah-dlya-uluchsheniya-holodostojjk.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Применение полученных прививкой сополимеров этилена и/или пропилена и виниловых эфиров в качестве бифункциональной добавки в жидких углеводородах для улучшения холодостойкости и смазочных свойств</a>

Похожие патенты