Emulsión de combustible diesel.

Una emulsión de combustible comprende una emulsión de agua-en-diesel que contiene una composición deemulsionante en una cantidad eficaz para formar una emulsión estable,

comprendiendo la composición deemulsionante un tensioactivo no iónico polimérico que tiene unidades de repetición hidrófilas e hidrófobas junto conal menos un componente seleccionado entre:

a) ésteres de ácidos grasos o ésteres parciales de alcoholes polihídricos;

b) ésteres de ácidos grasos alcoxilados o ésteres parciales de alcoholes polihídricos; y

c) alcoholes primarios alcoxilados;

el tensioactivo no iónico polimérico y dicho al menos un componente están seleccionados de tal manera que lacomposición de emulsionante tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de al menos 4 y de no más de 8, y en laque el tensioactivo no iónico polimérico:

(i) es un poliéster; y

(ii) comprende entre el 2,5 % y el 20 % de la composición de emulsionante basado en el peso total de lamisma,

y en donde la emulsión comprende una cantidad de composición de emulsionante en el intervalo del 0,1 % al 4 % enpeso del peso total de la composición.

Emulsión de combustible diesel

La invención se refiere a emulsiones de combustible y a composiciones de emulsionante para su uso en las mismas.

Los motores diesel se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo, la industria de la automoción, marina, generación de electricidad y en compresores. Tales motores son a menudo relativamente ineficientes y emiten cantidades significativas de gases y partículas contaminantes. Esto es especialmente preocupante cuando los motores se encuentran en vehículos de servicio público, tales como autobuses, y la contaminación resultante afecta a un número significativo de personas en los centros urbanos.

Para aumentar la eficiencia con la que el combustible diesel se quema en dichos motores y para reducir la generación de contaminantes, se añade agua en el diesel para formar una emulsión con el mismo. Normalmente, tales emulsiones contienen al menos el 80 % en peso de diesel y hasta el 15 % en peso de agua (los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición) . Dado que el agua y los aceites, tales como el diesel no se mezclan naturalmente, es necesario utilizar emulsionantes en la mezcla de agua/diesel para ayudar a la formación y retención de las emulsiones. Los emulsionantes están normalmente presentes en cantidades de hasta el 6 % en peso basado en el peso total de la composición.

Los combustibles diesel incluyen también normalmente aditivos para diversos fines. Por ejemplo, tales combustibles pueden contener mejoradores del número de cetano, por ejemplo, nitratos, compuestos nitro y nitrosos y peróxidos, a niveles de hasta el 0, 3 % en peso. Los dispersantes y detergentes, por ejemplo, aminas de bajo peso molecular, se utilizan para mejorar la limpieza del motor. Para mejorar las propiedades a baja temperatura del combustible, se pueden añadir agentes de mezcla de flujo en frío, por ejemplo, queroseno, en cantidades de hasta varios porcientos para diluir la formación de cristales de cera. Adicionalmente, los aditivos de flujo en frío, por ejemplo, copolímeros del éster etilenvinílico, hidrocarburos clorados y poliolefinas, se pueden utilizar a niveles de ppm de alterar la formación de cristales de cera.

Otros aditivos pueden incluir compuestos oxigenados, por ejemplo, éster metílico de aceite de colza, para mejorar las características de combustión del combustible; antioxidantes, por ejemplo, aminas y otros compuestos que contienen nitrógeno, para mejorar la estabilidad a largo plazo del combustible con respecto al color y la formación de sedimentos; adyuvantes de lubricidad y desactivadores de metal.

Debido al requisito de vida útil de tales emulsiones de combustible de agua/diesel (a partir de la mezcla para su uso en un motor) , un requisito principal de las emulsiones es que sean estables durante un período mínimo, es decir,

10.000 minutos (1 semana) . Otro requisito principal para las emulsiones de combustible es que tengan precios competitivos en los mercados pertinentes y que, en consecuencia, cualquier aditivo tales como los emulsionantes deban utilizarse en cantidades mínimas y/o ser lo más barato posible.

Las formulaciones actuales de combustible de agua/diesel utilizan emulsionantes simples y de bajo coste, tales como ésteres parciales de alcoholes polihídricos a niveles relativamente altos, por ejemplo, del 4 % al 6 % en peso. Sin embargo, tales emulsionantes, en dichos niveles, pueden dar como resultado que se formen depósitos dentro de los motores, lo que conlleva a una mayor ineficiencia de la operación.

Las formulaciones de combustible de agua/diesel conocidas se desvelan en los documentos WO 85/04183 A1, WO 00/63322 A1, WO 01/02516 A1, US-A-3.876.391, GB-A-2066288, GB-A-2352246, EP-B1-0012292, EP-B1-0242832, EP-B1-0372353, EP-B1-0888421, EP-A1-0893488, EP-A2-1101815, DE-A-3229918, CN 1079499 y JP-B2-2793190.

El documento GB 2 002 400 A desvela copolímeros que comprenden al menos dos componentes poliméricos con un peso molecular de al menos 500 que se derivan de un ácido monocarboxílico complejo soluble en aceite, obtenido por interesterificación de uno o más ácidos monohidroxi-monocarboxílicos junto con un ácido monocarboxílico de hidroxilo libre que actúa como terminador de cadena, y un componente polimérico con un peso molecular de al menos 500 que se deriva de un polialquilenglicol soluble en agua. Los copolímeros solubles en aceite, y sus mezclas con tensioactivos convencionales de bajo peso molecular, se utilizan para la emulsión de agua en aceites combustibles de hidrocarburos.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una emulsión de combustible estable y rentable y composiciones de emulsionante para su uso en emulsiones de combustible.

De acuerdo con la presente invención, una emulsión de combustible comprende una emulsión de agua-en-diesel que contiene una composición de emulsionante en una cantidad eficaz para formar una emulsión estable, comprendiendo la composición de emulsionante un tensioactivo no iónico polimérico que tiene, unidades de repetición hidrófilas e hidrófobas junto con al menos un componente seleccionado a partir de:

a) ésteres de ácidos grasos o ésteres parciales de alcoholes polihídricos;

b) ésteres de ácidos grasos alcoxilados o ésteres parciales de alcoholes polihídricos; y

c) alcoholes primarios alcoxilados;

el tensioactivo no iónico polimérico y dicho al menos un componente seleccionándose de tal manera que la composición de emulsionante tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de al menos 4 y de no más de 8, más preferentemente, de al menos 5, y en la que el tensioactivo no iónico polimérico:

(i) es un poliéster; y

(ii) comprende entre el 2, 5 % y el 20 % de la composición de emulsionante basado en el peso total de la misma,

y en la que la emulsión comprende una cantidad de la composición de emulsionante en el intervalo del 0, 1 % al 4 % en peso del peso total de la composición.

El equilibrio hidrófilo/lipófilo (HLB) de los tensioactivos se describe en la Conservación de Formulaciones de Tensioactivos, Ed. F F Morpeth, publicado por Blackie Academic & Professional, 1995, Cap. 4, Sección 4.5, pág. 77

y col.

La invención incluye también una composición de emulsionante para su uso en emulsiones de combustible, composición que comprende un tensioactivo no iónico polimérico que tiene unidades de repetición hidrófilas e hidrófobas junto con al menos un componente seleccionado a partir de:

a) ésteres de ácidos grasos o ésteres parciales de alcoholes polihídricos;

b) ésteres de ácidos grasos alcoxilados o ésteres parciales de alcoholes polihídricos; y

c) alcoholes primarios alcoxilados;

el tensioactivo no iónico polimérico y dicho al menos un componente seleccionándose de tal manera que la composición de emulsionante tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de al menos 4 y de no más de 8, más preferentemente, de al menos 5, y en la que el tensioactivo no iónico polimérico:

(i) es un poliéster; y

(ii) comprende entre el 2, 5 % y el 20 % de la composición de emulsionante basado en el peso total de la misma,

Las composiciones de emulsionante preferidas de acuerdo con la invención tienen un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de no más de 8 y, más preferentemente de no más de 7 y más especialmente no más de 6.

Preferentemente, la emulsión de combustible de acuerdo con la invención contiene al menos el 70 % en peso de diesel y hasta un 25 %, más particularmente aproximadamente del 10 % al 20 %, en peso de agua, siendo los porcentajes en peso basado en el peso total de la emulsión.

La emulsión de combustible puede contener también aditivos convencionales como se ha descrito anteriormente.

Preferentemente, la emulsión de combustible comprende una cantidad de composición de emulsionante en el intervalo del 0, 1 % al 4 % en peso del peso total de la composición, más preferentemente, una cantidad de la composición de emulsionante en el intervalo del 1 % al 3 % en peso, y en especial una cantidad en el intervalo del 1 % al 2, 5 % en peso.

Preferentemente, el tensioactivo no iónico polimérico tiene un HLB de entre 4 y 13, más preferentemente entre 4 y 8. El tensioactivo no iónico polimérico es preferentemente un poliéster. Preferentemente, las unidades hidrófilas son unidades de polioxialquileno, especialmente unidades de polioxietileno, y las unidades hidrófobas son restos hidrocarburo de cadena larga. Los tensioactivos no iónicos poliméricos adecuados de este tipo están disponibles por Uniqema bajo la marca comercial Hypermer (Hypermer es una... [Seguir leyendo]

1. Una emulsión de combustible comprende una emulsión de agua-en-diesel que contiene una composición de emulsionante en una cantidad eficaz para formar una emulsión estable, comprendiendo la composición de emulsionante un tensioactivo no iónico polimérico que tiene unidades de repetición hidrófilas e hidrófobas junto con al menos un componente seleccionado entre:

a) ésteres de ácidos grasos o ésteres parciales de alcoholes polihídricos; b) ésteres de ácidos grasos alcoxilados o ésteres parciales de alcoholes polihídricos; y c) alcoholes primarios alcoxilados;

el tensioactivo no iónico polimérico y dicho al menos un componente están seleccionados de tal manera que la composición de emulsionante tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de al menos 4 y de no más de 8, y en la que el tensioactivo no iónico polimérico:

(i) es un poliéster; y

(ii) comprende entre el 2, 5 % y el 20 % de la composición de emulsionante basado en el peso total de la misma,

y en donde la emulsión comprende una cantidad de composición de emulsionante en el intervalo del 0, 1 % al 4 % en peso del peso total de la composición.

2. Una emulsión de combustible de acuerdo con la reivindicación 1 que contiene al menos el 70 % en peso de diesel y hasta el 25 % en peso de agua, estando basados los porcentajes en peso en el peso total de la emulsión.

3. Una emulsión de combustible de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2 que comprende una cantidad de la composición de emulsionante en el intervalo del 1 % al 3 % en peso del peso total de la composición, y especialmente una cantidad en el intervalo del 1 % al 2, 5 % en peso.

4. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la composición de emulsionante tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de al menos 5.

5. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la composición de emulsionante tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de no más de 7 y más especialmente de no más de 6.

6. Una emulsión de combustible de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende el tensioactivo no iónico polimérico en combinación con al menos dos de los componentes a) , b) y c) .

7. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende el tensioactivo no iónico polimérico en combinación con los componentes a) y b) .

8. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el tensioactivo no iónico polimérico es un poliéster en el que las unidades hidrófilas son unidades de polioxialquileno y las unidades hidrófobas son restos hidrocarburo de cadena larga.

9. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el componente a) es un producto de reacción de uno o más alcoholes polihídricos y uno o más ácidos grasos.

10. Una emulsión de combustible de acuerdo con la reivindicación 9 en la que el alcohol polihídrico comprende alcoholes que tienen al menos tres grupos hidroxilo.

11. Una emulsión de combustible de acuerdo con la reivindicación 9 o la reivindicación 10 en la que el alcohol polihídrico se selecciona de glicerol y sorbitol.

12. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11 en la que el ácido graso comprende un ácido saturado o insaturado, de cadena lineal o ramificada, de C12 a C24.

13. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 en la que el ácido graso comprende un ácido de cadena lineal de C16 a C20.

14. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 en la que el ácido graso está seleccionado entre ácido esteárico o ácido oleico.

15. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el componente b) es un producto de reacción de al menos un componente a) con un óxido de alquileno.

16. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el componente b) es un producto de reacción de al menos un componente a) con no más de 50 moles, y preferentemente no más de 30 moles, de un óxido de alquileno.

17. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el componente c) es un producto de reacción de alcoholes primarios C7-C20, más especialmente de C9 a C15, o mezclas de los mismos con un óxido de alquileno.

18. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el componente c) es un producto de reacción de alcoholes primarios C7-C20, más especialmente de C9 a C15, o mezclas de los mismos con no más de 50 moles, y preferentemente no más de 30 moles de un óxido de alquileno.

19. Una emulsión de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un alcohol primario.

20. Una emulsión de combustible de acuerdo con la reivindicación 19 que comprende un alcohol primario seleccionado entre alcoholes primarios de C5 a C15, más especialmente de C6 a C12.

21. Una emulsión de combustible de acuerdo con la reivindicación 19 o la reivindicación 20 en la que el alcohol primario comprende hasta el 5 % en peso, más preferentemente hasta el 3 % en peso de la composición de emulsionante.

22. Una composición de emulsionante para su uso en emulsiones de combustible, composición que comprende un tensioactivo no iónico polimérico que tiene unidades de repetición hidrófilas e hidrófobas junto con al menos un componente seleccionado entre:

a) ésteres de ácidos grasos o ésteres parciales de alcoholes polihídricos; b) ésteres de ácidos grasos alcoxilados o ésteres parciales de alcoholes polihídricos; y c) alcoholes primarios alcoxilados;

seleccionándose el tensioactivo no iónico polimérico y dicho al menos un componente de tal manera que la composición de emulsionante tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de al menos 4 y de no más de 8, y en la que el tensioactivo no iónico polimérico:

(i) es un poliéster; y

(ii) comprende entre el 2, 5 % y el 20 % de la composición de emulsionante basado en el peso total de la misma.

23. Una composición de emulsionante de acuerdo con la reivindicación 22 que tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de al menos 5.

24. Una composición de emulsionante de acuerdo con la reivindicación 22 o la reivindicación 23 que tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de no más de 7 y más especialmente de no más de 6.

25. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24, que comprende el tensioactivo no iónico polimérico en combinación con al menos dos de los componentes a) , b) y c) .

26. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, que comprende el tensioactivo no iónico polimérico en combinación con los componentes a) y b) .

27. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 26 en la que el tensioactivo no iónico polimérico es un poliéster en el que las unidades hidrófilas son unidades de polioxialquileno y las unidades hidrófobas son restos hidrocarburo de cadena larga.

28. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 27 en la que el componente a) es un producto de reacción de uno o más alcoholes polihídricos y uno o más ácidos grasos.

29. Una composición de emulsionante de acuerdo con la reivindicación 28 en la que el alcohol polihídrico comprende alcoholes que tienen al menos tres grupos hidroxilo.

30. Una composición de emulsionante de acuerdo con la reivindicación 28 o la reivindicación 29 en la que el alcohol polihídrico se selecciona a partir de glicerol y sorbitol.

31. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 28 a 30 en la que el ácido graso comprende un ácido saturado o insaturado de cadena lineal o ramificada, C12 a C24.

32. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31 en la que el ácido graso comprende un ácido de cadena lineal de C16 a C20.

33. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 28 a 32 en la que el ácido graso está seleccionado entre ácido esteárico o ácido oleico.

34. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 33 en la que el

componente b) es un producto de reacción de al menos un componente a) con un óxido de alquileno. 11

35. Una composición de emulsionante de acuerdo con la reivindicación 34 en la que el componente b) es un producto de reacción de al menos un componente a) con no más de 50 moles, y preferentemente no más de 30 moles, de un óxido de alquileno.

36. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 35 en la que el componente c) es un producto de reacción de alcoholes primarios C7-C20, más especialmente de C9 a C15, o mezclas de los mismos con un óxido de alquileno.

37. Una composición de emulsionante de acuerdo con la reivindicación 36 en la que el componente c) es un producto de reacción de alcoholes primarios C7-C20, más especialmente de C9 a C15, o mezclas de los mismos con no más de 50 moles, y preferentemente no más de 30 moles, de un óxido de alquileno.

38. Una composición de emulsionante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 37 que comprende un alcohol primario.

39. Una composición de emulsionante de acuerdo con la reivindicación 38 que comprende un alcohol primario seleccionado entre alcoholes primarios de C5 a C15, más especialmente de C6 a C12.

40. Una composición de emulsionante de acuerdo con la reivindicación 38 o la reivindicación 39 en la que el alcohol primario comprende hasta el 5 % en peso, más preferentemente hasta el 3 % en peso de la composición de emulsionante.

41. Un procedimiento de fabricación de una emulsión de combustible que comprende una emulsión de agua-endiesel que contiene una composición de emulsionante en una cantidad eficaz para formar una emulsión estable, comprendiendo la composición de emulsionante un tensioactivo no iónico polimérico que tiene unidades de repetición hidrófilas e hidrófobas junto con al menos un componente seleccionado entre:

a) ésteres de ácidos grasos o ésteres parciales de alcoholes polihídricos; b) ésteres de ácidos grasos alcoxilados o ésteres parciales de alcoholes polihídricos; y c) alcoholes primarios alcoxilados;

seleccionándose el tensioactivo no iónico polimérico y dicho al menos un componente de tal manera que la composición de emulsionante tiene un valor de equilibrio hidrófilo/lipófilo de al menos 4 y, más preferentemente de al menos 5 y de no más de 8, en donde dicho procedimiento comprende introducir, en una sola operación de mezcla, el diesel y la composición de emulsionante y después agua en un recipiente de mezcla, mientras la mezcla se somete a una mezcla de alta cizalla a una velocidad y durante un periodo suficientes para crear la emulsión, y en el que el tensioactivo no iónico polimérico:

(i) es un poliéster; y

(ii) comprende entre el 2, 5 % y el 20 % de la composición de emulsionante basado en el peso total de la misma,

y en el que la emulsión de combustible comprende una cantidad de la composición de emulsionante en el intervalo del 0, 1 % al 4 % en peso del peso total de la composición.