Composición de aditivo antioxidante, una solución del mismo y un procedimiento para mejorar la estabilidad al almacenamiento de combustible biodiésel.

Una composición de aditivo antioxidante basado en alquilfenol para estabilizar combustible biodiésel que consiste en lo siguiente en % en masa:

2,6-di-terc-butil-4-metilciclohexanona - 0,2-0,3;

2,6-di-terc-butifenol - 0,7-6,0;

2-sec-butil-6-terc-butil-p-cresol - 1,5-5,0;

4,6-di-terc-butil-o-cresol - 3,0-8,0;

2,4-di-terc-butifenol - 0,3-0,5;

2,4-di-terc-butil-6-dimetilaminometilfenol - 2,0-5,0;

4,4-metilen-bis(2,6-di-terc-butilfenol) - 0,1-0,3 y

2,6-di-terc-butil-4-metilfenol - hasta el resto.

Composición de aditivo antioxidante, una solución del mismo y un procedimiento para mejorar la estabilidad al almacenamiento de combustible biodiésel

Campo técnico

La presente invención se refiere a la industria petroquímica, en particular a un procedimiento para mejorar la estabilidad al almacenamiento de combustible biodiésel usando un aditivo antioxidante.

Antecedentes de la invención El ahorro de las fuentes de energía derivadas del petróleo, el endurecimiento de los estándares de emisión para los gases de escape de motores diésel y la limitación de las emisiones de dióxido de carbono causan que la mayoría de países busquen modos de reducir los impactos de los motores térmicos en el medioambiente. Los biocombustibles alternativos basados en aceites vegetales y grasas animales se han vuelto últimamente aún más generalizados. Los combustibles biodiésel (o biodiéseles) se producen mediante la transesterificación de aceites vegetales (triglicéridos de ácidos grasos superiores) tales como aceite de semilla de colza, aceite de soja, aceite de palma, aceite de girasol y otros, y grasas animales, con metanol, más raramente con etanol o isopropanol, en presencia de hidróxido de potasio o sodio para servir como catalizador. Los biodiéseles representan mezclas de ésteres de ácido graso metílico; son combustibles ambientalmente prometedores en el mercado internacional. El biodiésel se usa como combustible para motores diésel y de automóviles, bloques combinados de calor y electricidad, buques y barcos, así como para motores diésel estacionarios de vehículos terrestres sin vías con tracción motora. El biodiésel es un tipo de combustible no tóxico naturalmente degradable, está prácticamente exento de azufre y benceno carcinogénico y deriva de recursos renovables que no conducen a la acumulación de gases que causan el efecto invernadero (CO, CO2, SO2, partículas finas y compuestos orgánicos volátiles) en contraposición al combustible derivado del petróleo. Las ventajas del biodiésel incluyen buenas características de lubricación (que prolongan la vida del motor) , mayores índices de cetano y la facilitación de la limpieza de inyectores, bombas de combustible y canales de suministro de combustible.

Una desventaja del combustible biodiésel es su estabilidad al almacenamiento limitada. Esto es debido a los altos contenidos de ésteres metílicos de ácidos grasos insaturados, que progresivamente deterioran con el tiempo el valor de energía de este combustible y conducen a la precipitación (que se reconoce como enturbiamiento del combustible) como resultado de la degradación oxidativa de productos de cadena corta. Los productos formados en el curso de la degradación de los ésteres de ácido graso insaturados, a saber peróxidos, aldehídos y ácidos grasos libres de cadena corta, conducen a precipitados escasamente solubles, causan la corrosión del metal del motor y del sistema de inyección, y acortan la vida del motor y su potencia.

Los combustibles derivados del petróleo se usan con un amplio espectro de aditivos que mejoran la estabilidad a la oxidación y otras propiedades de los mismos. Los aditivos de biodiésel son aún muchos menos, pero amplían considerablemente las capacidades de este tipo de biocombustible. Es especialmente importante un aditivo estabilizante para biodiéseles derivados de aceites vegetales con altos contenidos de ácido graso insaturado.

Es conocido un procedimiento para mejorar la estabilidad de combustible biodiésel que comprende la adición al biodiésel del antioxidante principal en una cantidad de 10 a 20.000 ppm (partes por millón) y adicionalmente la adición de un antioxidante secundario. En la presente memoria, el antioxidante principal representa bisfenol y se disuelve en un disolvente orgánico antes de añadirse al biodiésel (véase el documento US 2006/0219979 A1 C09K15/04, publicado el 5 de octubre de 2006) .

Un inconveniente de este procedimiento consiste en la complejidad de la estabilidad del biodiésel, en la que los aditivos usados crean un efecto estabilizante insuficiente a largo plazo cuando se añaden al biodiésel.

El uso de 3, 5-di-terc-butil-4-hidroxitolueno y/o tocoferol en concentraciones de hasta 500 ppm es conocido para estabilizar mezclas de ésteres metílicos de ácidos grasos que tienen números de átomos de carbono de 12 a 18 y preparados mediante la transesterificación de aceite de palma con metanol (véase el documento EP 0189049 A1 C07C69/24, C07C67/62, C11B5/00, publicado el 7 de enero de 1986) .

Los aditivos antioxidantes usados en este procedimiento crean un efecto estabilizante insuficiente a largo plazo cuando se añaden al biodiésel.

Se ha estudiado diversos aditivos antioxidantes de biodiésel en "Effect of Antioxidants on the Oxidation stability of Rapeseed Oil Methyl Esters" de Simkovsky, N.M., y en Ecker, A., Analytik, 1999, nº 6, pág. 317-318 y en "Storage stability and ageing effects of biodiesel blends treated with different antioxidants" de Karavalakis, G, en Energy 36 (2011) , pág. 369-374.

Se ha mostrado que las fenilendiaminas (tales como Irganox L57 e Irganox L74) y fenoles estéricamente impedidos (Hitec 4702, BHT (4-metil-2, 6-di-terc-butiltolueno) , Ionol CP, Lowinox y galato de propilo) en una cantidad de 300 ppm causan un efecto estabilizante extremadamente bajo a 120 ºC y un efecto un poco mejor a 100 y 90 ºC.

Es conocido un procedimiento para mejorar la estabilidad al almacenamiento de biocombustible diésel, que comprende la adición de una solución líquida inicial que contiene 2, 6-di-terc-butilhidroxitolueno (BHT) en una cantidad de 15 a 60 % en masa, en base a la solución inicial disuelta en biocombustible diésel, al biocombustible diésel para estabilizar, alcanzando una concentración de 2, 6-di-terc-butilhidroxitolueno de 0, 005 a 2 % en masa, en base a la solución de biocombustible diésel completa (véase la patente RU 2340655 C10L1/183, publicada el 10 de diciembre de 2008) .

El aditivo antioxidante usado en este procedimiento crea un efecto estabilizante a largo plazo insuficiente cuando se añade al combustible biodiésel a dosificaciones relativamente altas.

Se deduce que son desconocidos hasta ahora aditivos que proporcionen una mejora considerable de la estabilidad al almacenamiento de combustible biodiésel.

Sumario de la invención El objeto de la presente invención es aumentar considerablemente la estabilidad al almacenamiento de biocombustible diésel.

Para satisfacer este objeto, se propone una composición de aditivo antioxidante basada en alquilfenol en la que la composición comprende, en % en masa:

2, 6-di-terc-butil-4-metilciclohexanona – 0, 2-0, 3

2, 6-di-terc-butifenol – 0, 7-6, 0

2. sec-butil-6-terc-butil-p-cresol – 1, 5-5, 0

4, 6-di-terc-butil-o-cresol – 3, 0-8, 0

2, 4-di-terc-butifenol – 0, 3-0, 5

2, 4-di-terc-butil-6-dimetilaminometilfenol – 2, 0-5, 0

4, 4-metilen-bis (2, 6-di-terc-butilfenol) – 0, 1-0, 3 y

2, 6-di-terc-butil-4-metilfenol – hasta el resto.

Es un objeto más de la invención proporcionar una solución de una composición de aditivo antioxidante basado en alquilfenol para añadir a combustible biodiésel que comprenda la composición de aditivo antioxidante basado en alquilfenol anteriormente mencionada en una concentración de 6 a 48 % en masa en el combustible biodiésel.

Inesperadamente, se ha descubierto que la composición anteriormente mencionada en la que cada componente es un antioxidante conocido puede causar un efecto antioxidante más significativo y más duradero cuando se añade a combustible biodiésel en las cantidades especificadas a una dosificación relativamente baja. Por comparación, cuando se añaden BHT y 2, 6-di-terc-butilfenol a combustible biodiésel a una dosificación de 2500 ppm, se retiene efecto antioxidante durante 10, 3 h y 8, 3 h, respectivamente (véase el documento WO 2008/065015 A1 C10L1/02, C10L1/14, C10L10/00, publicado el 5 de junio de 2008) , mientras que cuando se añade la composición de alquilfenol reivindicada a combustible biodiésel a una dosificación menor (menos de 1900 ppm) , se retiene efecto antioxidante durante más de 10, 0 h. Cuando se añade 4, 6-di-terc-butil-o-cresol, un conocido antioxidante que es un componente de la composición reivindicada, a combustible biodiésel a las mismas dosificaciones que el aditivo antioxidante reivindicado, el efecto antioxidante se retiene también durante un periodo de tiempo más corto que cuando se añade la composición de alquilfenol reivindicada a combustible biodiésel (véase el documento DE 10252715 A1 C10L1/02, C10L1/183, C10L1/18, C10L1/08, publicado... [Seguir leyendo]

1. Una composición de aditivo antioxidante basado en alquilfenol para estabilizar combustible biodiésel que consiste en lo siguiente en % en masa:

2, 6-di-terc-butil-4-metilciclohexanona – 0, 2-0, 3;

2, 6-di-terc-butifenol – 0, 7-6, 0;

2. sec-butil-6-terc-butil-p-cresol – 1, 5-5, 0;

4, 6-di-terc-butil-o-cresol – 3, 0-8, 0;

2, 4-di-terc-butifenol – 0, 3-0, 5;

2, 4-di-terc-butil-6-dimetilaminometilfenol – 2, 0-5, 0;

4, 4-metilen-bis (2, 6-di-terc-butilfenol) – 0, 1-0, 3 y

2, 6-di-terc-butil-4-metilfenol – hasta el resto.

2. Una solución de una composición de aditivo antioxidante basado en alquilfenol para adición a combustible biodiésel, que comprende la composición de aditivo antioxidante basado en alquilfenol según la reivindicación 1 con una concentración de 6 a 48 % en masa en el combustible biodiésel.

3. Un procedimiento para mejorar la estabilidad al almacenamiento de combustible biodiésel, que comprende la adición de un aditivo antioxidante basado en alquilfenol, caracterizado porque el aditivo basado en alquilfenol es la composición según la reivindicación 1, se proporciona una solución que contiene de 6 a 48 % en masa de dicha composición disuelta en combustible biodiésel y se añade la solución a combustible biodiésel, alcanzando una concentración de la composición de 0, 002 a 1, 6 % en masa, en base a la solución de combustible biodiésel

completa.

4. Un procedimiento para mejorar la estabilidad al almacenamiento de combustible biodiésel, que comprende la adición de un aditivo antioxidante basado en alquilfenol, caracterizado porque el aditivo antioxidante se añade en forma de una solución a la composición de aditivo antioxidante según la reivindicación 2, alcanzando una concentración de la composición de 0, 002 a 1, 6 % en masa, en base a la solución de combustible biodiésel

completa.