Composición de combustible.

Composición de combustible que está sustancialmente libre de alcanolamidas,

que comprende al menos 85% en volumen de un combustible a base de hidrocarburo, del 0,1 al 5% en peso de un ácido graso etoxilado que presenta entre 5 y 30 átomos de carbono y entre 4 y 20 moles de óxido de etileno por mol de ácido graso, y del 1 al 10% en volumen de un alcohol, en la que la composición de combustible es sustancialmente anhidra, conteniendo menos del 0,2% en volumen de agua.

Composición de combustible.

La presente invención se refiere a composiciones de combustible que están libres de alcanolamidas y contienen aditivos seleccionados específicos.

La invención se refiere además a un procedimiento para la preparación de mezclas de aceite de gasóleo/etanol y al uso de componentes individuales seleccionados como solubilizadores para combustible de gasóleo que contiene alcohol.

El uso de agentes tensioactivos como aditivos para combustibles se ha conocido desde hace tiempo. De este modo, por ejemplo, la patente británica GB 2 217 229 describe un aditivo que contiene 48 partes en volumen de un alcohol etoxilado, 3 a 8 partes de dietanolamida de ácido láurico, 3 a 8 partes de dietanolamida de ácido oleico y 1, 5 a 4 partes de un ácido oleico etoxilado. Tales composiciones son adecuadas como aditivos que permiten la disolución de agua en combustible y reducen así la corrosión. Sin embargo, surgen problemas cuando, en lugar del agua, deben utilizarse, por ejemplo, alcoholes de cadena corta como la fase mezclada con los combustibles. Para esta finalidad, el documento WO 98/17745 describe una composición alternativa que contiene el 25% en volumen de dietanolamida, el 50% en volumen de un alcohol etoxilado y el 25% en volumen de un ácido graso C14 etoxilado con 7 moles de óxido de etileno por mol de ácido graso. El aditivo se utiliza para mejorar la solubilidad del etanol en gasóleo, lo que al final da como resultado la reducción en las emisiones de CO2 y CO y NOx y materia en partículas (PM) cuando el combustible se quema en un motor de ignición por compresión. El documento US-A-4.083.698 describe una composición de combustible que comprende un combustible HC, un ácido graso etoxilado y 0, 1 a 10% en peso, de agua. Como en el pasado, la desventaja es que tiene que utilizarse un gran número de sustancias individuales para conseguir el efecto deseado. Durante mucho tiempo ha habido necesidad de conseguir la disolución de alcohol en combustible, preferentemente en gasóleo, utilizando aditivos económicos que sean tan simples como sea posible con el fin de conseguir de esta manera una perceptible reducción en los productos de reacción gaseosos de la combustión, en particular NOx y CO o CO2 y PM.

Un objetivo de la presente solicitud es resolver los problemas descritos anteriormente.

Sorprendentemente, se ha encontrado ahora que puede conseguirse suficiente disolución de etanol en combustibles, preferentemente en combustible de gasóleo, utilizando componentes individuales seleccionados.

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona una composición de combustible que está sustancialmente libre de alcanolamidas, que contiene al menos el 85% en volumen de un combustible a base de hidrocarburo, de 0, 1 a 5% en peso de un ácido graso etoxilado que tiene de 5 a 30 átomos de carbono y de 4 a 20 moles de óxido de etileno por mol de ácido graso, y de 1 a 10% en volumen de un alcohol, en donde la composición de combustible es sustancialmente anhidra, conteniendo menos del 0, 2% en volumen de agua.

En el contexto de esta solicitud, se entiende que el término combustibles se refiere todos los materiales que funcionan suministrando energía, cuya energía de combustión libre se convierte en trabajo mecánico. Estos incluyen todos los tipos de combustibles de motor y de aviación que son líquidos a temperatura ambiente y presión atmosférica. Los combustibles de motor, por ejemplo para motores de coches o de camiones, contienen como norma hidrocarburos, por ejemplo fracciones de petróleo o fracciones de aceite mineral de más alto punto de ebullición. Los combustibles de gasóleo se obtienen a partir de aceite gasificado por craqueo o a partir de alquitranes que se obtienen en la carbonización a baja temperatura de lignito o carbón duro. Los productos habituales tienen una densidad de entre 0, 83 y 0, 88 g/cm3, un punto de ebullición entre 170 y 360ºC y puntos de evaporación súbita entre 70 y 100ºC. El combustible de hidrocarburo puede comprender cualquier combustible de hidrocarburo conocido o mezclas de los mismos, con lo que tales combustibles incluyen, pero no deberían limitarse a ellos, gasóleo, por ejemplo gasóleo de petróleo o biodiesel, gasolina, combustible de aviación, alcohol, etc. Preferentemente, los combustibles según la invención contienen gasóleo de petróleo o consisten en gasóleo de petróleo. Incluyen también el denominado biodiesel, es decir, un éster metílico de ácido graso, preferentemente el éster metílico de ácido graso de aceite de semilla de colza.

Los combustibles según la invención se distinguen por el hecho de que contienen un único componente de aditivo de ácido graso etoxilado y, por consiguiente, no se requiere ninguna mezcla cara y complicada de diferentes sustancias individuales. Este aditivo se describe con más detalle a continuación.

Las composiciones según la invención contienen un componente de ácido graso etoxilado. Estos etoxilatos de ácido graso son compuestos conocidos y pueden prepararse por todos los métodos conocidos para una persona experta en la materia. Los etoxilatos de ácido graso contenidos en las composiciones según la invención contienen exclusivamente grupos de óxido de etileno. Contienen entre 4 y 20 moles de óxido de etileno y, en particular, de 2 a 10 moles de óxido de etileno por mol de éster.

Los componentes de ácido graso utilizados son ácidos grasos que tienen de 5 a 30 átomos C y son de origen natural

o sintético, en particular ácidos grasos de cadena recta, saturados o insaturados, incluyendo mezclas industriales de los mismos, tal como pueden obtenerse por lipólisis de grasas y aceites animales y vegetales, por ejemplo de aceite de coco, aceite de nuez de palma, aceite de soja, aceite de girasol, aceite de colza, aceite de semilla de algodón, aceite de pescado, sebo de ternera y manteca de cerdo; ejemplos específicos son ácidos caprílico, cáprico, láurico, lauroleico, mirístico, miristoleico, palmítico, palmitoleico, oleico, eláidico, aráquico, gadoleico, behénico y erúcico.

El componente de aditivo etoxilado se elige preferentemente de modo que su índice HLB sea menor que 12. El índice se calcula como sigue:

HLB = Peso molecular de la cadena hidrófila x 20/peso molecular total.

Según un aspecto adicional de la invención, el combustible a base de hidrocarburos incluye una cantidad de un alcohol, tal como etanol. Cuando el combustible a base de hidrocarburos comprende etanol, entonces la cantidad de etanol presente puede variar, pero está preferentemente presente en una cantidad de 1 a 10% en peso. Así, la composición de combustible de la invención puede comprender al menos 85% en peso de un combustible a base de hidrocarburo, de 1 a 10% en peso de un alcohol, tal como etanol y de 0, 1 a 5% en peso de un aditivo de ácido graso etoxilado, tal como se define en la presente memoria.

Las composiciones de combustible según la invención se preparan mezclando el componente de ácido graso etoxilado individualmente con una mezcla de combustible/etanol. Las composiciones de combustible preferidas son aquellas en las que la relación de volumen (v/v=volumen/volumen) de combustible, por ejemplo gasóleo de petróleo a aditivo está en el intervalo comprendido entre 1000:0, 5 y 60 y, preferentemente, entre 1000:1 y 1000:60.

En una forma de realización preferida de la invención proporcionamos una composición de combustible compuesta por entre el 90 y el 94, 5% en peso de gasóleo, entre el 5 y el 8% en peso de etanol y entre el 0, 5 y el 2% en peso de un aditivo de ácido graso etoxilado según la descripción anterior.

El uso de los aditivos según la invención posibilita preparar mezclas de combustibles con etanol, preferentemente gasóleo de petróleo con etanol, de una manera económica. Preferentemente, un máximo de 0, 5 a 2, 0% en peso de aditivo se añade a la mezcla de gasóleo/etanol. Puede estar presente también agua. Es particularmente preferible utilizar etanol sustancialmente anhidro que contenga preferentemente menos de 0, 5% en volumen de agua. Además, la composición de combustible total es anhidra, es decir, el contenido de agua deberá inferior al 0, 2% en volumen, preferentemente inferior al 0, 11% en volumen.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a una composición de combustible que está compuesta por entre el 88 y el 98, 5% en peso de gasóleo, entre el 1 y el 10% en peso de etanol y entre el 0, 5 y el 2%... [Seguir leyendo]

1. Composición de combustible que está sustancialmente libre de alcanolamidas, que comprende al menos 85% en volumen de un combustible a base de hidrocarburo, del 0, 1 al 5% en peso de un ácido graso etoxilado que presenta entre 5 y 30 átomos de carbono y entre 4 y 20 moles de óxido de etileno por mol de ácido graso, y del 1 al 10% en volumen de un alcohol, en la que la composición de combustible es sustancialmente anhidra, conteniendo menos del 0, 2% en volumen de agua.

2. Composición de combustible según la reivindicación 1, en la que el alcohol es etanol.

3. Composición de combustible según la reivindicación 2, en la que el etanol contiene menos del 0, 5% en peso/peso de agua.

4. Composición de combustible según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el ácido graso etoxilado contiene entre 2 y 10 moles de óxido de etileno por mol de éster.

5. Composición de combustible según la reivindicación 1, caracterizada porque el ácido graso alcoxilado es un ácido graso que presenta entre 12 y 24 átomos C.

6. Composición de combustible según la reivindicación 1, caracterizada porque el ácido graso se selecciona de entre el grupo constituido por aceite de coco, aceite de nuez de palma, aceite de soja, aceite de girasol, aceite de colza, aceite de semilla de algodón, aceite de pescado, sebo de ternera y manteca de cerdo; ejemplos específicos son ácidos caprílico, cáprico, láurico, lauroleico, mirístico, miristoleico, palmítico, palmitoleico, oleico, eláidico, aráquico, gadoleíco, behénico y erúcico.

7. Composición de combustible según la reivindicación 1, caracterizada porque el combustible a base de hidrocarburo comprende un gasóleo.

8. Composición de combustible según la reivindicación 7, caracterizada porque el gasóleo es gasóleo de petróleo.

9. Composición de combustible según la reivindicación 7, caracterizada porque una proporción del gasóleo es un biodiesel.

10. Composición de combustible según la reivindicación 1, caracterizada porque el ácido graso etoxilado tiene un índice HLB inferior a 12.

11. Composición de combustible según la reivindicación 1, caracterizada porque la relación en volumen de gasóleo: aditivo (v/v=volumen/volumen) está en el intervalo comprendido entre 1000:0, 5 y 1000:50.

12. Composición de combustible según la reivindicación 1, caracterizada porque la composición contiene menos de 0, 11% en volumen de agua.

13. Composición de combustible según la reivindicación 1, caracterizada porque la composición consiste en una solución sustancialmente estable, transparente y sustancialmente homogénea.

14. Composición de combustible según la reivindicación 7, caracterizada porque la composición está compuesta por entre el 88 y el 98, 5% en volumen de gasóleo, entre el 1 y el 10% en volumen de etanol y entre el 0, 5 y el 2% en volumen de dicho ácido graso alcoxilado.

15. Composición de combustible según la reivindicación 1, que incorpora asimismo una fuente de nitrógeno.

16. Composición de combustible según la reivindicación 1, que incorpora asimismo un reforzador de cetano en cantidad comprendida entre el 0, 1% v/v y el 1, 0% v/v, sobre la base del volumen de la mezcla.

17. Composición de combustible según la reivindicación 1, que incorpora asimismo un demulsificador en una cantidad de menos del 5% v/v.

18. Procedimiento para la preparación de una composición de combustible según la reivindicación 9, que comprende mezclar un ácido graso alcoxilado, que presenta entre 12 y 24 átomos de carbono y entre 4 y 20 moles de óxido de etileno por mol de ácido graso, en una cantidad comprendida entre el 0, 1 y el 5% en volumen, con aceite de gasóleo y mezclar por sacudida la mezcla en un combustible estable y transparente.

19. Procedimiento para la preparación de una composición de combustible según la reivindicación 1, que comprende

(i) disolver un ácido graso etoxilado que presenta entre 5 y 30 átomos de carbono y entre 4 y 20 moles de óxido de etileno por mol de ácido graso, en una cantidad comprendida entre el 0, 1 y el 5% en volumen, en un alcohol; y

(ii) mezclar por sacudida la solución con un combustible de hidrocarburo.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque el combustible de hidrocarburo es gasóleo. 5

21. Método para hacer funcionar un motor de combustión interna, que comprende el uso de una composición de combustible según la reivindicación 1.

22. Uso de un ácido graso etoxilado que presenta entre 5 y 30 átomos de carbono y entre 4 y 20 moles de óxido de 10 etileno por mol de ácido graso como solubilizador para combustibles de gasóleo que contienen alcohol.