NO179873B

NO179873B - ORI-hemmende motordrivstoff

Info

Publication number: NO179873B
Application number: NO900562A
Authority: NO
Inventors: Rodney Lu-Dai Sung; Daniel Timothy Daly; Thomas Ernst Hayden; Rolf Sieverding
Original assignee: Texaco Development Corp; Texaco Tech Europ
Priority date: 1989-02-06
Filing date: 1990-02-06
Publication date: 1996-09-23
Also published as: DE69000504T2; US4968321A; AU4913890A; CA2009287A1; NO900562L; AU621710B2; DK0384605T3; NO179873C; EP0384605B1; IE63177B1; ZA90873B; DE69000504D1; ES2045787T3; AR247243A1; EP0384605A1; NO900562D0; BR9000964A; IE900405L

Description

Oppfinnelsen vedrører et avsetning- og ORI-hemmende motordrivstoff som fremmer motorventilrenhet og hemmer ventilfesting. Mer detaljert vedrører denne oppfinnelsen et motordrlvstoff som omfatter et basisdrivstoff og (I) reaksjonsproduktet av (a) en hydrokarbyl-substituert dibasisk syreanhydrid og (b) et polyoksyalkylendiamin; (II) en polymerisk komponent som er en polyolefinpolymer/kopolymer eller den korresponderende aminerte eller hydrogenerte polymer/kopolymer, eller blandinger av disse av en C2-C10-hydrokarbon; (III) en polyalkylenglykol som har en molekylvekt i området fra 500-2000; og (IV) en smøreolje.

Det er tidligere beskrevet et ORI- og avsetnings-hemmende motordrivstoff som fremmer motorventilrenhet og hemmer ventilfesting, motordrivstoffet omfatter et basisdrivstoff og (I) reaksjonsproduktet av (a) en hydrokarbyl-substituert dibasisk syreanhydrid og (b) et polyoksyalkylendiamin; (II) en polymerisk komponent som er en polyolefinpolymer/kopolymer eller den korresponderende aminerte eller hydrogenerte polymer/kopolymer, eller blandinger av disse, av en Cg-C^Q-hydrokarbon; (III) en polyalkylenglykol som har en molekylvekt i området på fra 500-2000; og (IV) en smøreolje.

Det er tidligere beskrevet et ORI- og avsetnings-hemmende motordrivstoff som omfatter (I) reaksjonsproduktet av en hydrokarbyl-substituert dibasisk syreanhydrid og et polyoksyalkylendiamin, og (II) en valgfri polymerisk komponent.

Det er tidligere beskrevet et motordrivstoff som omfatter (I) reaksjonsproduktet av polyoksyalkylendiaminet fra den samtidig inngitte US-PS 4,747,851, et dibasisk syreanhydrid, og en hydrokarbylpolyamin og (II) en blanding som omfatter polyisobutylenetylendiamin og polyisobutylen i et hydrokar-bonoppløsningsmiddel.

Samtidig inngitt US-PS 4,747,851 beskriver en ny polyok-syalkylendiaminforbindelse med formelen:

der c har en verdi fra 5-150, b+d har en verdi fra 5-150, og a+e har en verdi fra 2-12. Motordrivstoff som omfatter det nye polyoksyalkylendiaminet, alene eller i kombinasjon med et polymer/kopolymertilsetningsstoff er også beskrevet.

Det er også tidligere beskrevet et motordrivstoff som omfatter reaksjonsproduktet fra polyoksyalkylendiaminet i US-PS 4,747,851, et dibasisk syreanhydrid og et hydrokarbylpolyamin. Et valgfritt ytterligere polymer/kopolymertilset-ningsstoff med en molekylvekt på 500-3500 kan også bli benyttet i forbindelse med reaksjonsprodukt-tilsetningsstoffet.

Samtidig inngitt US-PS 4,659,337 beskriver anvendelse av reaksjonsproduktet med maleinanhydrid, en polyeterpolyamin som inneholder oksyetylen og oksypropyleneterdel, og en hydrokarbylpolyamin i et bensinmotordrivstoff for å redusere motor ORI og å frembringe forgasserrensing.

Samtidig inngitt US-PS 4,659,336 beskriver anvendelse av blandingen med: (i) reaksjonsproduktet av maleinanhydrid, en polyeterpolyamin som inneholder oksyetylen og oksypropylen-eterdeler, og en hydrokarbylpolyamin; og (ii) en polyolefinpolymer/kopolymer som et tilsetningsstoff i motordrivstoff for å redusere motor ORI.

Samtidig inngitt US-PS 4,631,069 beskriver et alkohol-inneholdende motordrlvstoff som i tillegg omfatter et anti-slitasjetilsetningsstoff som er i reaksjonsproduktet til et dibasisk syreanhydrid, et polyoksyisopropylendiamin med formelen

der x har en verdi fra 2-68, og en n-alkyl-alkylendiamin. Samtidig inngitt US-PS 4,643,738 beskriver et motordrivstoff som omfatter et avsetnings-regulerende tilsetningsstoff som er reaksjonsproduktet av et dibasisk syreanhydrid, et polyoksyisopropylendiamin med formelen der x har en verdi fra 2-50, og en n-alkyl-alkylendiamin. US-PS 4,604,103 beskriver et avsetningshemmende tilsetningsstoff i motordrivstoff til anvendelse i forbrenningsmotorer som opprettholder renhet i motorinntakssystemet uten å bidra til forbrenningskammeravsetninger eller motor ORI. Tilsetningsstoffet som er beskrevet er et hydrokarbylpoly-oksyalkylenpolyaminetan med molekylvekt i området 300-2500 som har formelen

der R er et hydrokarbylradikal med fra 1 til 30 karbonatomer; R' er utvalgt fra metyl og etyl; x er et helt tall fra 5 til 30; og R" og R'" er uavhengig av hverandre utvalgt fra hydrogen og -(CH2CH2NH-)y-H der y er et helt tall fra 0-5.

Samtidig inngitt US-PS 4,581,040 beskriver anvendelse av et reaksjonsprodukt som et avsetningshemmende tilsetningsstoff i drivstoff. Reaksjonsproduktet er et kondensatprodukt fra prosessen som omfatter:

(i) reagering av et dibasisk syreanhydrid med en polyoksyisopropylendiamin med formelen der x er et tall fra 2-50, og derved former maleaminsyre; (ii) reagering av nevnte maleaminsyre med en polyalkyl-polyamin og dermed danner et kondensasjonsprodukt; og (iii) utvinning av nevnte kondensasjonsprodukt.

US-PS 4,357,148 beskriver en motordrivstofftilsetning som er nyttig i å regulere ORI som er i kombinasjon med (a) en oljeoppløslig alifatisk polyamin som inneholder minst en olefinisk polymerkjede, og (b) en polymer, kopolymer eller korresponderende hydrogenert polymer eller kopolymer av en C^-Cfc-monoolefin med en molekylvekt på 500-1500.

US-PS 4,166,726 beskriver en drivstofftilsetning som er kombinasjonen av (i) reaksjonsproduktet av en alkylfenol, et aldehyd og et amin, og (ii) en polyalkylenamin.

US-PS 3,960,515 og US-PS 3,898,056 beskriver anvendelse av en blanding med høy- og lavmolekylvekt-hydrokarbylaminer som en detergent og dispergeringsmiddel i motordrlvstoff.

US-PS 3,438,757 beskriver anvendelse av hydrokarbylaminer og polyaminer med en molekylvekt i området fra 450-10000, alene eller i kombinasjon med en mineralsmøreolje, som en detergent for motordrivstoffene.

Motordrlvstoffene i foreliggende oppfinnelse omfatter en blanding med hydrokarboner som koker i området fra 32-232°C og ytterligere omfatter:

(I) fra 0,0005-5,0 vekt-# av reaksjonsproduktet oppnådd ved omsetning ved en temperatur fra 30"C-200°C; (a) 1,5-2,5 mol av et hydrokarbyl-substituert dibasisk syreanhydrid med formelen der R ^ er en hydrokarbylgruppe som har en molekylvekt i området fra 500-2000 og y har en verdi på 0-3; og (b) 0,5-1,5 mol av et polyoksyalkylendiamin med formelen der R2 og R3 er C-L-Ci2-alkylengrupper» q og r er hele tall som har en verdi på 0 eller 1, c har en verdi fra 2-150, b+d har en verdi fra 2-150, og a+e har en verdi fra 0-12; (II) fra 0,001-1,0 vekt-56 av en polyolef inpolymer, kopolymer, eller tilsvarende aminerte eller hydrogenerte polymer eller kopolymer eller blandinger av disse, av et C2-Cig-hydrokarbon, nevnte polyolefinpolymer eller kopolymer har en molekylvekt i området fra 500-10000; (III) fra 0,001-1,0 vekt-% av en polyalkylenglykol som har en molekylvekt i området fra 500-2000; og

(IV) fra 0,001-1,0 vekt-# av en smøreolje.

Figur 1 illustrerer resultatene fra en veisimulatortest som måler motor ORI mot simulert distanse for et motordrivstoff fra foreliggende oppfinnelse og et motordrlvstoff som omfatter et kommersielt drivstoff.

Forbrenning av et hydrokarbonmotordrivstoff i en forbrenningsmotor resulterer generelt i dannelse og akkumulasjon av avsetninger på forskjellige deler av forbrenningskammeret såvel som drivstoffinntaket og eksossystemet til motoren. Tilstedeværelse av avsetningen i forbrenningskammeret reduserer alvorlig operasjonseffekten til motoren. For det første hemmer akkumulasjon av avsetninger i forbrenningskammeret varmeoverføring mellom kammeret og motorkjølesystemet. Dette fører til høyere temperaturer innenfor forbrenningskammeret, og det resulterer i økning i sluttgasstemperaturen til den innkomne ladningen. Som en konsekvens forekommer sluttgasselvtenning og dette forårsaker motorbank. I tillegg, reduserer akkumulasjon av avsetninger i forbrenningskammeret volumet til forbrenningssonen, og dette forårsaker høyere kompresjonsforhold i motoren. Dette i sin tur, resulterer også i alvorlig motorbanking. En bankende motor utnytter ikke effektivt energien i forbrenningen. Videre vil en lengre periode med motorbanking forårsake pressutmattelse og slitasje i vitale deler av motoren. Det ovenfor beskrevne fenomen er karakteristisk for bensindrevne forbrenningsmotorer. Det blir vanligvis overvunnet ved å benytte en høyere oktanbensin for å drive motoren, og således har det blitt kjent som motoroktan økningsfenomen (ORI). Det vil derfor være meget fordelaktig hvis motor ORI kunne bli vesentlig redusert eller eliminert ved å forhindre eller modifisere avsetningsdannelse i forbrenningskammerene til motoren.

Et annet problem som er vanlig i forbrenningsmotorer vedrører akkumulering av avsetninger i forgasseren som har tendens til å begrense strømmen av luft gjennom forgasseren, på tomgang og lav hastighet, og dette resulterer i en overrik drivstoff-blanding. Dette forhold fremmer også ufullstendig drivstof-forbrenning og fører til ujevn tomgangskjøring og motorstopp. Omfattende hydrokarbon- og karbonmonoksyd-eksosutslipp blir også fremstilt under disse forholdene. Det vil derfor vasre ønskelig i forhold til motoropererbarhet og samlet luftkvali-tet å fremskaffe et motordrivstoff som minimaliserer og overvinner de ovenfor beskrevne problemene.

Et tredje problem som er vanlig i forbrenningsmotorer er dannelse av avsetninger på inntaksventilene. Avsetninger i inntaksventilen forstyrrer ventillukking og resulterer eventuelt i ventilbrenning. Slike avsetninger forstyrrer ventilbevegelse og ventiltetting, forårsaker ventilfesting og i tillegg reduserer den volumetriske effekten av motoren og begrenser maksimal kraft. Ventilavsetninger er vanligvis et resultat av termisk og oksydativ ustabil drivstoff- eller smøreoljeoksyderingsprodukter. Harde karbonaktige avsetninger oppsamles i rørene og innløpene som forbinder eksosgassresirkuleringsgassene (EGR). Det er antatt at disse avsetningene blir dannet fra eksospartikler som er utsatt for rask avkjøling mens de blir blandet med luft-drivstoffblan-dingen. Redusert EGR-strøm kan resultere i motorbank og NOx-utslippene øker. Det er derfor ønskelig å fremskaffe et motordrivstoff som minimaliserer eller overkommer dannelse av inntaksventilavsetninger og etterfølgende ventilfesteproblemer.

Det er et mål med denne oppfinnelsen å fremskaffe et motordrlvstoff som er avsetnings-resistent, utviser ORI-hemming, fremmer motorventilrenhet og hemmer ventilfesting når den blir benyttet i en forbrenningsmotor.

Det er et trekk med motordrivstoffene fra foreliggende oppfinnelse at avsetningsdannelse i forbrenningskammerne blir minimalisert, med ledsagende reduksjon i motor ORI. Det er et annet trekk ved denne oppfinnelsen at slikt motordrlvstoff er avsetnings-resistent og spesifikt hemmer redusert avsetningsdannelse på inntakventilene, med ledsagende reduksjon i ventilfesting.

Motordrivstoffene fra foreliggende oppfinnelse er fordelaktig ved at de utviser redusert motor ORI, redusert ventilavset-ningsdannelse og redusert ventilfesteproblemer.

ORI og avsetnings-hemmet motordrivstoff fra foreliggende oppfinnelse omfatter et basisdrivstoff og: (I) reaksjonsproduktet av (a) en hydrokarbyl-substituert dibasisk syreanhydrid og (b) et polyoksyalkylendiamin; (II) en polymerisk komponent som er en polyolefinpolymer/kopolymer eller korresponderende aminerte eller hydrogenerte polymer/kopolymer, eller blandinger av disse; (III) en polyalkylenglykol som har en molekylvekt i området fra 500-2000; og (IV) en smøreolje.

Den hydrokarbyl-substituerte dibasiske syreanhydridreak-tanten, som ble anvendt for å fremstille reaksjonsproduktkomponenten (I) i foreliggende oppfinnelse, er representert ved formelen

der Ri er en hydrokarbylgruppe, fortrinnsvis en polypropenyl-eller polybutenylgruppe, mest å foretrekke en polyisobutenyl-gruppe, som har en molekylvekt i området fra 500-10000, fortrinnsvis 5000-2500, mest å foretrekke 600-1500, og aller mest å foretrekke ca. 1290, og y har en verdi fra 0-3. Dersom R-^ er den foretrukne polyisobutenylgruppen har y fortrinnsvis verdien 0, og den foretrukne hydrokarbyl-substituerte dibasiske anhydridreaktanten til anvendelse av et polyisobutenylravsyreanhydrid med formelen: der x har en verdi fra 10-30, fortrinnsvis 20-25. Dette polyisobutenylravsyreanhydridet blir fortrinnsvis dannet ved å reagere maleinanhydrid og en polybuten slik som en polybuten kommersielt tilgjengelig fra Amoco Chemical Company under varemerket IND0P0L, og den mest foretrukne polybuten-reaktanten som er kommersielt tilgjengelig er INDOPOL H-300. Fremgangsmåter for å formulere de ovenfor beskrevne poly-isobutyenylravsyreanhydridreaktantene er beskrevet i blant annet US-PS. 4,496,746 (Powell), 4,431,825 (Powell), 4,414,397 (Powell), og 4,325,876 (Chafetz), og alle er her innbefattet med referanse. Polyoksyalkylendiaminreaktanten som ble anvendt for å fremstille reaksjonsproduktkomponenten i foreliggende oppfinnelse er et diamin med formelen der I<?>2 °§ ^3 er Ci-C^-alkylengrupper, fortrinnsvis C2-C5-alkylengrupper, mest å foretrekke en propylen eller butylengruppe, q og r er hele tall som har en verdi fra 0 til 1, fortrinnsvis med q = logr = 0, c har en verdi fra 2-150, fortrinnsvis 2-50; b+d har en verdi fra 2-150, fortrinnsvis 2-150; og a+e har en verdi fra 0-12, fortrinnsvis 2-8. I en foretrukket utførelsesform er q = 1, r = 0, P*2 er en butylengruppe og polyoksyalkylendiaminreaktanten har derfor formelen der c har en verdi fra 2-150, fortrinnsvis 2-50, b+d har en verdi fra 2-150, fortrinnsvis 2-50 og a+e har en verdi fra 2-12, fortrinnsvis 2-8. I en annen foretrukket utførelsesform er q = 1, r = 0, R2 er en propylengruppe, a+e har en verdi på 0, og polyoksyalkylendiaminreaktanten har formelen der henholdsvis c og b+d har en verdi fra 2-150, fortrinnsvis 2-50. Polyoksyalkylendiaminer med strukturen over som passer til anvendelse innbefatter de som er tilgjengelig fra Texaco Chemical Co. under varemerket JEFFAMINE ED-serien. Spesifikke eksempler på slike komponenter er fremsatt under:

Reaksjonsproduktkomponenten i foreliggende oppfinnelse ble fremstilt ved å reagere 1,5-2,5 mol, fortrinnsvis ca. 2 mol med hydrokarbyl-substituert dibasisk syreanhydrid med 0,5-1,5 mol, fortrinnsvis ca. 1 mol av den foreskrevne polyoksyalkylendiaminreaktanten ved en temperatur fra 30°C-200°C, fortrinnsvis 90"C-150°C inntil alt vannet er blitt fjernet fra systemet. Reaksjonen blir fortrinnsvis utført i nærvær av et oppløsningsmiddel. Et foretrukket oppløsningsmiddel er et som vil destillere med vann azeotropisk. Passende oppløsningsmidler innbefatter hydrokarboner som koker i bensinkokeområdet fra 30°C til 200°C. Generelt vil dette innbefatte mettede og umettede hydrokarboner som har fra 5 til 10 karbonatomer. Spesifikke passende hydrokarbon-oppløsningsmidler innbefatter heksan, cykloheksan, benzen, toluen, og blandinger av disse. Xylen er det foretrukne oppløsningsmidlet. Oppløsningsmidlet kan være tilstede i en mengde opp til 90 vekt-# av samlet reaksjonsblanding. Med en gang reaksjonen er blitt fullstendig, kan reaksjonsproduktet deretter bli separert fra oppløsningsmidlet ved å anvende konvensjonelle anordninger, eller værende i blanding med noe eller alt av oppløsningsmidlet.

De følgende eksemplene illustrerer den foretrukne fremgangsmåten for fremstilling av den nye reaksjonsproduktkomponenten i foreliggende oppfinnelse. I eksemplene er alle delene vektdeler dersom annet ikke er spesifisert.

Eksempel 1

408 deler polyisobutenylravsyreanhydrid (fremstilt ved å reagere maleinanhydrid og IND0P0L H-300), 779 deler xylen og 374,6 deler polyoksyalkylendiamin ble reagert ved en temperatur fra 90-150°C inntil det ikke kunne bli fjernet mer vann fra systemet. Polyoksyalkylendiaminet hadde formelen

der c hadde en tilnærmet verdi på 40,5, b+d hadde en tilnærmet verdi på 40,5 og a+e hadde en tilnærmet verdi på 2,5. Reaksjonsproduktet ble deretter filtrert og fjernet gjenværende oppløsningsmiddel under vakuum og identifisert ved IR, NMR, og elementanalyse.

Eksempel II

2776 deler polyisobutenylravsyreanhydrid (fremstilt ved å reagere maleinanhydrid og INDOPOL H-300), 4740 deler xylen og 2000 deler polyoksyalkylendiamin blir reagert ved en temperatur fra 90-150°C inntil det ikke kunne fjernes mer vann fra systemet. Polyoksyalkylendiamin (JEFFAMINE ED-2001) er representert ved formelen

der c har en tilnærmet verdi på 40,5 og b+d har en tilnærmet verdi på 2,5.

Eksempel I viser fremgangsmåten ved fremstilling og den foretrukne reaksjonsproduktkomponenten i foreliggende oppfinnelse. Det er fremsatt som hypotese at den aktive delen i reaksjonsproduktet i eksempel 1 er en bis-polyiso-butenylsuksenimid som har strukturen:

der x har en verdi på 21, c har en tilnærmet verdi på 40,5 og a+e har en tilnærmet verdi på 2,5.

Den polymeriske komponenten i motordrivstoffet i foreliggende oppfinnelse er en polyolefinpolymer, kopolymer eller korresponderende aminert eller hydrogenert polymer eller kopolymer, eller blandinger av disse, av en Cg-C^Q-hydrokarbon. Polymer/kopolymerkomponenten blir fremstilt fra monoolefiner og diolefiner eller kopolymerer av disse som har en gjennomsnittlig molekylvekt i området fra 500-10000, fortrinnsvis 500-3500, og mest å foretrekke 650-2600. Blandinger av olefinpolymere med en gjennomsnittlig molekylvekt som faller innenfor det foregående området er også effektive. Generelt er olefinmonomerene som polyolefinpolymerkomponenten blir fremstilt fra fortrinnsvis umettede C^-Cfj-hydrokarboner. Spesifikke olefiner som kan bli benyttet for å fremstille polyolefinpolymerkomponenten innbefatter etylen, propylen, isopropylen, butylen, isobutylen, amylen, heksylen, butadien og isopren. Propylen, isopropylen, butylen og isobutylen er særlig foretrukket til anvendelse i å fremstille polyolefinpolymerkomponenten. Andre polyolefiner som kan bli benyttet er de som blir fremstilt ved krakking av polyolefinpolymere eller kopolymere med høy molekylvekt til en polymer i det ovenfor noterte molekylvektsområdet. Derivater av de nevnte polymerene oppnådd ved å mette polymerene ved hydrogenering eller aminering av polymerene for å fremstille polymeriske mono-eller polyaminer er også effektive og er en del av denne oppfinnelsen. Når begrepet "polymerer" blir anvendt i beskrivelse og krav, har det til hensikt å innbefatte polyolefinpolymere og deres korresponderende hydrogenerte eller aminerte derivater. Den polymeriske komponenten blir vanligvis benyttet i blanding med et hydrokarbonoppløsnings-middel for å forenkle dens tilsetning i et basismotordrivstoff.

I en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, er den polymeriske komponenten polypropylen med en gjennomsnittlig molekylvekt fra 750-1000, fortrinnsvis 800. I en annen utførelsesform er den polymeriske komponenten polyisobutylen med en gjennomsnittlig molekylvekt på 100-1500, fortrinnsvis 1300. I en ytterligere foretrukket utførelses-form av foreliggende oppfinnelse, er den polymeriske komponenten en blanding av en hovedmengde med polyisobutylenetylendiamin og en mindre mengde med polyisobutylen i en blanding med en passende mengde hydrokarbonoppløsningsmid-del. I denne utførelsesformen, er polyisobutylenetylen-diaminsubkomponenten av den polymeriske komponenten typisk tilstede i et konsentrasjonsområde fra 50-75 deler, fortrinnsvis ca. 70 vektdeler basert på vekten av hele sammensetningen som utgjør den polymeriske komponenten. Polyiso-butylenetylendiaminsubkomponenten har formelen

der z har en verdi fra 10-40, fortrinnsvis 30-35, f.eks. 33. Polyisobutylensubkomponenten til den polymeriske komponenten er typisk tilstede i et konsentrasjonsområde fra 5-25 deler, fortrinnsvis 10-20 vektdeler basert på vekten av hele sammensetningen som utgjør den polymeriske komponenten. Polyisobutylensubkomponenten med formelen

der z igjen har en verdi fra 10-40, fortrinnsvis 30-35, f.eks. 33.

Hydrokarbonoppløsningsmidlet som ble benyttet for å forenkle blanding av den polymeriske komponenten inn i et basismotordrivstoff er fortrinnsvis et lett aromatisk destillat. Et kommersielt tilgjengelig lett aromatisk destillat som inneholder de ovenfor beskrevne polyisobutylenetylendiamin og polyisobutylenforbindelsene i den ovenfor spesifiserte konsentrasjonene og derfor mest foretrukne til anvendelse som den polymeriske komponenten i foreliggende oppfinnelse er det kommersielle bensintilsetningsstoffet ORONITE OGA-472, fra Chevron Chemical Company. ORONITE OGA-472 er en sammensetning som inneholder tilnærmet 60 vektdeler polyisobutylenetylendiamin, tilnærmet 13 vektdeler polyisobutylen og tilnærmet 27 vektdeler lett aromatisk destillat, innbefattet xylen og Cg alkylbenzener. Drivstoffer som inneholder ORONITE OGA-472 som et tilsetningsstoff innbefatter de som er beskrevet i US-PS 4,141,693, 4,028,065 og 3,966,429.

Polyalkylenglykolkomponenten i motordrivstoffet i foreliggende oppfinnelse har molekylvekt i området 500-2000, fortrinnsvis 750-1000. Polyalkylenglykolkomponenten blir fortrinnsvis utvalgt fra gruppen som består av polyety-lenglykol, polypropylenglykol og polybutylenglykol og mest å foretrekke en polypropylenglykol som har en molekylvekt i området fra 750-1000.

Smøreoljekomponenten i motordrivstoffet i foreliggende oppfinnelse kan være en naturlig, syntetisk eller tung olje. Passende smøreolje til anvendelse i motordrivstoffet i foreliggende oppfinnelse er f.eks. beskrevet i kolonne 29-30 i US-PS 4,670,173 (Hayashi et al.) (innbefattet her med referanse) og innbefatter i en foretrukket utførelsesform naturlige oljer, slik som animaliske oljer, vegetabilske oljer, mineralsmøreoljer (f.eks. flytende petroleumoljer, oppløsnings-behandlede og syrebehandlede mineraloljer av paraffiniske-, nafteniske- og blandede paraffiniske-nafteniske typer), og smøreoljer avledet fra skifer eller kull.

I en annen foretrukket utførelsesform er smøreoljen som blir benyttet en syntetisk smøreolje. Syntetiske oljer som passer til anvendelse innbefatter hydrokarbonoljer, ring-substituerte hydrokarbonoljer slik som polymeriserte og interpolymeriserte olefiner, oligo-alkener, alkylbenzener, polyfenyler, alkylerte difenyletere og sulfider, og substituerte og usubstituerte polyalkylener og alkyloksid-polymere og kopolymere (f.eks. olje fremstilt gjennom polymerisering av etylenoksid eller propylenoksid, alkyl og aryletere av disse polyoksyalkylenpolymerene, eller mono- og polykarboksyliske estere av disse, slik som eddiksyre eller fettsyreestere). Polyalkylensmøreoljer som har en molekylvekt i området 500-2000, fortrinnsvis 800-1400 er foretrukket til anvendelse som smøreoljekomponenten, med polypropylen som har en molekylvekt i området 800-1400 og polyisobutylen som har en molekylvekt i området 800-1000 som særlig foretrukket.

En ytterligere spesielt foretrukket klasse med oljer til anvendelse som smøreoljekomponenten er uraffinerte eller raffinerte tungoljer. Uraffinerte oljer er de som er direkte oppnådd fra en naturlig eller syntetisk kilde uten ytterligere rensebehandling. Raffinerte oljer er tilsvarende som uraffinerte oljer med unntagelse av at de har blitt videre behandlet i en eller flere rensetrinn for å forbedre en eller flere egenskaper. Mange slike renseteknikker (oppløsnings-ekstraksjon, sekundær destillasjon, syre- eller baseekstrak-sjon, filtrering, perkolering) er godt kjent innenfor fagområdet. En særlig foretrukket klasse med tungoljer til anvendelse er kjent innenfor fagområdet som paraffinisk oppløsningsnøytrale oljer (SNO). Et eksempel på en paraffinisk oppløsningsnøytral olje til anvendelse som smøre-ol jekomponenten i foreliggende oppfinnelse er SNO-600, som har en viskositet på 20-60, det vil si 25 est ved 40°C.

Motordrivstoffet i foreliggende oppfinnelse omfatter en hovedmengde av et basismotordrivstoff og: (I) 0,0005-5,0 vekt-#, fortrinnsvis 0,001-1,0 vekt-# av det ovenfor beskrevne reaksjonsproduktet med hydrokarbyl-substituert dibasisk syreanhydrid og polyoksyalkylendiamin; (II) 0,001-1,0 vekt-#, fortrinnsvis 0,01-0,5 vekt-# av den ovenfor beskrevne polymeriske komponenten; (III) fra 0,001- 1,0 vekt-io, fortrinnsvis 0,01-0,5 vekt-# av den ovenfor beskrevne polyalkylenglykolkomponenten; og (IV) 0,001-1,0 vek.t-#, fortrinnsvis 0,001-0,5 vekt-56 av den ovenfor beskrevne smøreoljekomponenten.

Foretrukne basismotordrivstoffer er de som er beregnet til anvendelse i gnisttenningsforbrenningsmotorer. Slike motordrivstoffer, generelt referert til som bensinbasis-råstoff, omfatter fortrinnsvis en blanding med hydrokarboner som koker i bensinkokeområdet, fortrinnsvis fra 32°C til 232°C. Dette basisdrivstoffet kan bestå av rette kjeder eller forgrenede kjeder eller paraffiner, cykloparaffiner, olefiner, aromatiske hydrokarboner eller blandinger av disse. Basisdrivstoffet kan være avledet fra blant andre rette nafta, polymerbensin, naturlig bensin eller katalytisk krakket eller termisk krakkede hydrokarboner og katalytisk forandret råstoff. Sammensetning og oktannivå til basisdrivstoffet er ikke kritisk og en hvilken som helst konven-sjonell motordrivstoffhasis kan bli benyttet til praktisering av denne oppfinnelsen. Et eksempel på et motordrlvstoff av foreliggende oppfinnelse er fremsatt i eksempel III, under.

Eksempel III

30 PTB av reaksjonsproduktet fremsatt i eksempel I (dvs. 13,608 kg av reaksjonsproduktet pr. 1000 tønner bensin, ekvivalent til ca. 0,01 vekt-# av reaksjonsproduktkomponenten basert på vekten av drivstoffet), 100 PTB (ca. 0,03 vekt-#) av en blanding med polyisobutylenetylendiamin og polyisobutylen i et hydrokarbonoppløsningsmiddel (OGA-472), 50 PTB (ca. 0,017 vekt-#) av polypropylenglykol og 50 PTB (ca. 0,017 vekt-#) av tungolje (SN0-600) blir blandet med en hovedmengde av en basismotordrivstoff (heretter betegnet som basis-drivstof f A) som er en høyoktanbensin i hovedsak uten bly (mindre enn 0,05 g tetraetylbly pr. 3,785 1), som omfatter en blanding av hydrokarboner som koker i bensinkokeområdet og består av ca. 22$ aromatiske hydrokarboner, 11$ olefiniske karboner, og 67$ paraffiniske hydrokarboner, som koker i området fra 32"C til 232"C.

Motordrivstoffet i foreliggende oppfinnelse er fordelaktig ved at det utviser redusert motor ORI. Fordelen med foreliggende oppfinnelse ved å regulere motor ORI er vist ved å sammenligne yteevnen til et motordrlvstoff fra foreliggende oppfinnelse med et motordrlvstoff som omfatter en kommersiell drivstofftilsetning i en veisimulatortest. I veisimulatortesten utviste ORI til motordrivstoffet i foreliggende oppfinnelse såvel som et motordrivstoff som omfatter 60 PTB (ca. 0,02 vekt-#) til en kommersiell drivstofftilsetning i en basisdrivstoff uten bly ble målt i en bilmotor (1986 Buick åtte sylinders motor) på en simulert veibane.

Resultatene fra veisimulatortesten er vist i fig. 1. Som illustrert i figuren, på slutten av en 32186 km simulering, hadde et motordrivstoff fra foreliggende oppfinnelse (som eksemplifisert ved eksempel III) en gjennomsnittlig ORI på ca. 4,8, mens motordrlvstoff som omfatter det kommersielle tilsetningsstoffet hadde en gjennomsnittlig ORI på ca. 8,80. Standardavvikene til kurvene presentert i figur 1 for kommersielt drivstoff og drivstoff ifølge foreliggende oppfinnelse var hhv. 1,65 og 0,50.

I tillegg, er motordrivstoffet fra foreliggende oppfinnelse fordelaktig i forhold til andre ORI-reduserte motordriv-stof fer. Det har blitt funnet at anvendelse av de ovenfor beskrevne konsentrasjonene av polyalkylenglykol og smøreolje-komponenter fra foreliggende oppfinnelse produserer en synergistisk effekt i forhold til hver av komponentene alene, p.g.a. hindring av ventilinntakfesting mens ORI reduksjonen bevares.

Ventilinntaksfesting av forskjellige motordrivstoffer med foreliggende oppfinnelse ble målt via Honda generatortesten. Honda generatortesten benytter en Honda ES6500 generator med følgende spesifikasjoner:

Hver generator var utstyrt med en styreinnretning for automatisk pådrag for å opprettholde den bestemte hastigheten når belastningen ble påført. Belastningen ble påført til hver generator ved å plugge inn vannoppvarmere. Forskjellige belastninger ble simulert ved å endre størrelsen på vannopp-varmerne knyttet til generatorene.

Fremgangsmåten for Honda generatortest kan kan "bli beskrevet som følger. Testen ble startet med en ny eller ren motor (ren ventil, manifold, sylinderhode, forbrenningskammer) og en ny ladning med smøremiddel. Generatoren ble operert i 80 timer på drivstoffet som skulle bli undersøkt etterfulgt av testsyklus på 2 timer ved 150 watt belastning og 2 timer på 2500 watt belastning. Motoren ble deretter tatt fra hverandre og syl inderhodet lagret, med ventilf jaerer og tettinger fjernet, i en fryser over natten ved -15°C. En trenet person kvantifiserte anstrengelsen det var for å skyve opp inntaksventilene med hånd. Størrelsen på anstrengelsen ble korrelert til ventilfesteproblemene i kjøretøyer: dvs. ventiler som ikke kunne bli åpnet med hånden korrelerte generelt med kaldstartproblemer i kjøretøyer. Til slutt, ble inntakssystemkomponentene (ventil, manifold, sylinderhode) og forbrenningskammer vurdert visuelt i henhold til standard Coordinating Research Council (CRC) prosedyrer. Yteevnen til testdrivstoffet ble målt delvis ved renhet til inntaksystem-komponentene. Resultatene av testene for forskjellige drivstoffer er fremsatt i tabell I under. Tilsetningskombinasjonene nr. 3 og 4 i tabell I representerer motordrivstoffene fra foreliggende oppfinnelse, mens driv-stofftilsetningskombinasjon nr. 1 omfatter smøreoljekompo-nenten men inneholder ikke den essensielle polyalkylenglykolkomponenten i foreliggende oppfinnelse, og kombinasjon nr. 2 omfatter polyalkylenglykolkomponenten men inneholder ikke den essensielle smøreoljekomponenten i foreliggende oppfinnelse. Nr. 3 og 4 er særlig foretrukne utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse. Nr. 1, 3 og 4 utviser lett til moderat ventilfesting, mens nr. 2 viste noe tung ventilfesting. Nr.

3 og 4 utviste synergisme mellom polyalkylenglykol og smøreoljekomponentene ved at mindre konsentrasjoner av polyalkylenglykol og smøreoljekomponenter (70 PTB og 35 PTB i hhv. nr. 3 og 4) oppnådde lett til moderat ventilfesting, mens høyere konsentrasjoner av polyalkylenglykol og smøre-ol jekomponenter (210 PTB smøreolje i nr. 1 og 90 PTB i polyalkylenglykol i nr. 2) var nødvendig i nr. 1 og 2 for å oppnå tilnærmet ekvivalente nivå med ventilfesting.

ORI tendensene og ventilinntakrenhet hie også målt for flere motordrlvstoffer på flere 2,0 liter 1983 Chevrolet motor (Throttle Body Injector) (TBI), og de er fremsatt i tabell II under.

Drivstofftilsetningskombinasjonene nr. 1 og 3 i tabell II representerer motordrivstoffer fra foreliggende oppfinnelse. Nr. 3 illustrerer at motordrivstoff som omfatter alle fire subkomponentene av motordrlvstoff fra foreliggende oppfinnelse hadde den beste samlede yteevnen (dvs. lavest gjennomsnittlig ORI og høyest gjennomsnittlig ventilvurdering) av de undersøkte drivstoffene. Nr. 3 er en særlig foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

Det har også blitt funnet at motordrivstoffer fra foreliggende oppfinnelse er effektive i å motstå akkumulering av avsetninger i forgasseren, innsugingsmanifolden og inntaksventilene i forbrenningsmotorer. Forgasserinntaksventilen og rensing av innsugingsmanifolden til et kommersielt tilgjengelig motordrlvstoff og et motordrlvstoff fra foreliggende oppfinnelse (eksempel III) ble målt via Merit Rating test. Denne testen kan bli beskrevet som følger. Etter å kjørt en Chevrolet 2,0 liters motor med et gitt motordrlvstoff, ble delene i motoren tatt fra hverandre og forskjellige motorkomponenter ble visuelt undersøkt for å bestemme grad av avsetningsdannelse. Dette ble bestemt via et visuelt vurderingssystem skalert fra 1-10, med en verdi på 10 som en ren komponent og en verdi på 1 som er en avset-ningsmettet komponent.

De eksperimentelle resultatene oppnådd fra Merit Rating testen er fremsatt i tabell III. Som illustrert ved tabell III var et motordrivstoff fra foreliggende oppfinnelse (eksempel III) overlegen i forhold til kommersielt tilgjengelig drivstoff med hensyn på både motor ORI og for-gasser- og ventilavsetningsregulering (basert på Merit-vurderinger og ventilavsetningsvekter).

Motordrivstoff fra foreliggende oppfinnelse kan ytterligere omfatte en hvilken som helst av tilsetningsstoffer som generelt blir benyttet i motordrlvstoff. Således kan foreliggende oppfinnelse ytterligere inneholde konvensjonelle forgasserdetergenter, antibankforbindelser slik som tetra-etylblyforbindelse, anti-isingstilsetningsstoffer, sylinder-smøreoljer o.l. Særlig kan slike ytterligere tilsetningsstoffer innbefatte forbindelser slik som polyolefinpolymere, kopolymere eller korresponderende hydrogenerte polymere eller kopolymere av C2-C^-umettede hydrokarboner eller blandinger av disse. Ytterligere tilsetningsstoffer kan innbefatte substituerte eller usubstituerte monoamin- eller polyaminfor-bindelser slik som alkylaminer, eteraminer og alkyl-alkylen-aminer eller kombinasjoner av disse.

Claims

1. ORI-hemmende motordrlvstoff, karakterisert ved at det omfatter en blanding hydrokarboner som koker i området fra 32 til 232°C og i tillegg omfatter: (I) fra 0,0005 til 5,0 vekt-# av et reaksj onsprodukt oppnådd ved omsetning ved en temperatur fra 30 til 200°C, av (a) 1,5 til 2,5 mol av et hydrokarbyl-substituert dibasisk syreanhydrid med formelen der Ri er en hydrokarbylgruppe som har en molekylvekt fra 500-2000 og y er 0-3; og (b) 0,5-1,5 mol av et polyoksyalkylendiamin med formelen der R2 og R3 er C-^-C^-alkylengrupper» Q °g r er 0 eller 1, c er 2-150, b+d er 2-150, og a+e er 0-12; (II) fra 0,001 til 1,0 vekt-# av en polyolef inpolymer, kopolymer eller den korresponderende aminerte eller hydrogenerte polymer eller kopolymer, eller blandinger av disse, av en C2-Cio-hydrokarbon, nevnte polyolefinpolymer eller kopolymer har en molekylvekt fra 500 til 10000; (III) fra 0,001 til 1,0 vekt-# av en polyalkylenglykol som har en molekylvekt fra 500 til 2000; og (IV) fra 0,001 til 1,0 vekt-# av en smøreolje.

2. Drivstoff ifølge krav 1, karakterisert ved at R^ er en polypropenyl eller polybutenylgruppe med en molekylvekt i området 500-2500.

3. Drivstoff ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte hydrokarbyl-substituerte dibasiske syreanhydridreaktant er en polyisobutenylravsyreanhydrid med formelen der x er 10 til 30.

4. Drivstoff ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at nevnte polyoksyalky-lendiaminreaktant har formelen der c er 2 til 50, b+d er 2 til 50, og a+e er 2 til 8.

5 . Drivstoff ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at nevnte polyoksyalkylendiamin har formelen der c er 2 til 50, og b+d er 2 til 50.

6. Drivstoff ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte polyolefinpolymer eller 'kopolymerkomponent er avledet fra en eller flere av etylen, propylen, butylen, isobutylen, amylen, heksylen, isopren og butadien.

7. Drivstoff ifølge krav 6, karakterisert ved at nevnte polyolefinpolymerkomponent er en blanding som omfatter et hydrokarbonoppløsningsmiddel og; (a) 50 til 75 vekt-# av polyisobutylenetylendiamin med formelen og (b) 5 til 25 vektdeler polyisobutylen med formelen der z er 10 til 40.