[发明专利]改进油组合物的方法

说明书

本申请涉及一种对从植物或动物材料获得的油的低温性能进行改进 的方法。

越来越多的由植物或动物获得的油被作为燃料应用，特别是，作为石 油衍生的中间馏分燃料如柴油的部分或全部替代品。一般来说，上述燃料 被认为“生物燃料”或“生物柴油”。生物燃料可由很多来源获得。其中最常 见的是由植物比如油菜籽、葵花籽等中提取的脂肪酸的烷基酯，通常是甲 基酯。这种类型的燃料通常被称为FAME(fatty acid methyl ester，脂肪酸 甲酯)。

存在环境上的驱动力以鼓励使用此类燃料，因为其来自可再生资源。 同时，也存在着燃烧时生物燃料产生的污染比相当量的石油衍生燃料少的 迹象。

由植物或动物材料获得的燃料油含有这样的组分，例如正链烷酸甲 酯，所述组分在低温下易于沉淀为大的、片状的晶体，或者形成球状的蜡 并因此形成凝胶的结构，这样会导致燃料失去流动性。燃料仍然能够流动 的最低温度即为倾点。

随着燃料温度的降低并达到倾点，通过管线和泵来运输燃料的难度增 大。此外，在温度高于倾点时，晶体的蜡容易堵塞燃料管线、滤网和过滤 器。本领域对这些问题已经有了充分的了解，已经提出了多种添加剂，其 中很多已经被商用，来降低燃料油的倾点，包括用于从石油中和从植物或 动物材料中获得的燃料油。类似的，还提出了其他添加剂并且商用用于减 小形成的蜡的晶体的尺寸和改变其形状。由于不容易堵塞过滤器，因此期 望尺寸更小的晶体。特定的添加剂可以阻止蜡结晶成片晶的倾向，代之以 形成针状的形态。与片晶相比，所获得的针相对更容易通过过滤器；或者 在过滤器上生成多孔的晶体层。这些添加剂还可以使晶体蜡在燃料中保持 悬浮状态，减缓了沉降并因此帮助阻止堵塞。

由植物或动物材料获得的油的低温性质很大程度上是由油中饱和脂 肪酸的含量、特别是存在的C₁₆-C₂₂饱和脂肪酸的比例决定的。最成问题的 是上述酸的甲酯和乙酯。在脂肪酸酯混合物中的物质结晶出来的温度或之 下对上述油进行运输和操作时很困难的。含有很少量饱和脂肪酸酯的油有 时可以通过传统添加剂处理成功改善其低温性质。但是，已经发现传统的 添加剂对含有甚至相对低含量的特别是衍生自棕榈酸和硬脂酸的酯的油 没有作用。

尽管存在上述这些问题，仍需要利用由植物或动物材料获得的含有 C₁₆-C₂₂饱和脂肪酸的油。这是由于这些油是由相对便宜和丰富的资源获 得。本发明提供了一种这些油在低温下运输和操作问题的解决方法。

根据本发明，提供了一种改善由植物或动物材料获得的含有脂肪酸烷 基酯的油的低温性质的方法，其中至少5重量％的脂肪酸烷基酯为C₁₆-C₂₂饱和脂肪酸的酯，该方法包括将至少一部分油与至少一种具有3个或更多 个氮原子的化合物反应，其中至少一个氮原子以伯胺的形式存在；其中至 少一种具有3个或更多个氮原子的化合物含有聚亚烷基多胺或咪唑啉化合 物，其带有聚亚烷基亚胺取代基和至少一个伯胺基团。

在本发明的上下文中，关于油的低温性质的改善可包括对倾点、浊点、 冷滤堵塞点(CFPP)或其他操作性测试中的改善中的一项或多项。本领域技 术人员熟知合适的测试。优选低温性质的改善包括对倾点和/或对CFPP的 改善。

不希望受到任何理论限制，应认为对各种类型的使得低温性能变差的 脂肪酸酯的混合物进行酰胺化，提供了可有效改善含有大量这些酯的油的 低温性质的“添加剂”。该“添加剂”是通过将含有3个或更多氮原子的化合 物直接与含有成问题的饱和脂肪酸衍生的酯原位反应制得的。如本领域所 熟知的，例如甲酯和胺形成酰胺的反应是很容易进行的。

与具有3个或更多个氮原子的化合物反应的油的比例优选为以油重量 计0.05-10重量％，更为优选为0.05-2重量％，例如0.05-1重量％。

一旦油与具有3个或更多个氮原子的化合物反应后，可以独立的使用， 例如，作为纯生物燃料，或以任何比例与石油衍生油混合使用。

在一个优选实施方式中，使用了至少一种额外的脂肪酸。优选使用脂 肪酸的混合物，例如，由植物或动物材料获得的脂肪酸的混合物。所述至 少一种的脂肪酸与油和至少一种具有3个或更多个氮原子的化合物一同反 应，或者加入油中。所述至少一种脂肪酸和所述至少一种具有3个或更多 个氮原子的化合物可按任意顺序加入油中。