[发明专利]碱反应性石油燃料标识物的显色剂体系

说明书

                    发明背景

本发明涉及用于显示碱反应性标识物的颜色或荧光的试剂。它亦涉及将已显色的标识物的颜色漂白的方法，使燃料恢复其原始外观，以便与未显色的已标识燃料合并，从而避免了分别处理有潜在危险的标识物提取物的必要。

一段时期以来已习惯于用存在于燃料之中不明显可视的无色或浅色化合物标识或标记石油产品，特别是燃料、加热油及相关产品。为使这些无色标识物可见，被标识燃料要和强碱，如碱金属氢氧化物或脂肪胺的水溶液或醇溶液接触。这样就产生了有色的阴离子，阴离子从相对非极性的燃料中分离出来进入不混溶的极性水溶液或醇溶液相，从中可被观察或检测。分离相被划归为有危险的废物类，从而存在着安全合法处置的问题，特别是在“现场(in the field)”进行实验时。再者，与之接触的燃料可能被水浸湿，不能如愿地返回其原始来源，所以又存在另一个废物处理的难题。

通过使用本发明的显色剂，特别是氢氧化四烃基铵的醇溶液，标识物显示的指示性颜色或荧光清晰可见，而且不必从石油产品中提取就可做定量分析。此外，试验结束时通过加入少量与燃料混溶的酸，特别是羧酸，可消除显色剂的影响。燃料可返回其原始来源从而减少或消除了危险废物的处置问题。少量的显色剂，特别是季铵碱或其盐，与羧酸对燃料的燃烧性能未显示出任何不利影响而且在相随的消耗过程中未显示会产生任何燃料燃烧的排放问题。

如前所述，标识物是一种可用来标记石油产品以便随后检测的物质。标识物溶于待鉴定的液体中，随后通过对被标记液体进行简单的物理或化学试验来检测。标识物有时被政府用来确定特种级别燃料是否已缴纳适当的税。石油公司亦标识其产品以助确认稀释或改变他们产品的人。这些公司常耗巨资以确保他们的品牌石油产品符合一定的规格，如挥发性和辛烷值，以及为其含有去垢剂和其它组分的石油产品提供有效的附加包装。消费者依据产品名称和品质标识来保证所购产品是所要求的品质。

不道德的汽油商也可能利用消费者愿意为高品质品牌或标识产品所付的价格来出售劣等产品以增加利润。更高的利润亦可通过简单地用劣等产品稀释品牌产品而获得。在汽油行业很难监督那些用一种产品替代另一种产品或将劣等产品混合到品牌产品中去的商人，因为混合产品会定性地显示出品牌产品中每一种组分的存在。品牌产品中加入的关键添加剂一般只保持在很低水平以至定量分析检验劣等产品的稀释物非常困难、耗时且昂贵。

燃料和其它石油产品的标识物体系已被提出，但存在的各种缺点阻碍了其有效性。例如，许多体系会随时间失效，经长期存放后难于检测。而且，用于显现标识物颜色的试剂经常难于操作或存在处置问题。此外，一些标识剂太易分配入水中。这样，当贮存在含一定量水的罐中时就会引起标识物失效，导致标识物淤积而难于处理。

本发明提供用于大范围的与碱反应的标识物的显色剂。液体石油产品中的有效使用量的标识物基本是不可见的，但当与本发明的适当显色剂接触时就会形成可分辨的颜色和/或荧光。显示颜色或荧光的过程在现场容易进行并且用于显色的试剂易于操作和处置。

                        发明概述

本发明包括用于检验或显色碱反应性燃料标识物的组合物和方法。本发明的显色剂含有如下分子式所示的氢氧化季或四烃基铵或醇盐：其中，R₁、R₂、R₃和R₄为相同或不同的烷基或为苄基，R₅为氢或烷基。

                        发明详述

本发明中的氢氧化烃基季铵或醇盐可从化学品供应公司，如RSA公司商购。因而以工业规模制造它们的技术是已知的。它们几乎总是以溶液状态生产和使用，因为它们通常难以以固体状态生产和使用。尽管它们多数是以水溶液存在的，而且也能在本发明中使用，但更方便和更优选的是使用它们在可与烃类燃料混溶的非水溶剂中的溶液。合适的溶剂包括脂肪或芳香醇、二醇和二醇醚。低级醇如甲醇、乙醇和丙醇都便于达此目的，特别是当石油产品是汽油时。用于其它石油产品时，如和被标识的柴油机燃料连用时，优选挥发性较小的溶剂。一般烷基二醇单醚在这方面有特殊价值，特别是乙二醇单正丙醚表现出所要求的综合性能：良好的溶解能力，与石油燃料的混溶性，在环境温度下较低的蒸汽压，这能使人类暴露和火灾的危害减至最小，并相对较低的急性毒性。

本发明的四烃基铵碱溶液的浓度可在很大范围内变化。优选使用足量的碱以和燃料样品中所有标识物反应。出于实用原因，大约1-10％，优选约5-10％的季铵碱的醇溶液就能满足商业目的。因而醇溶剂通常约占非水溶液的90-99％。