[發明專利]生物燃料的改進

無效

• 申請號: 200710104433.1
• 申請日: 2007-04-20
• 公開（公告）號: CN101058774A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: A·C·蘇特科斯奇
• 申請（專利權）人: 英菲諾姆國際有限公司
• 主分類號: C11B5/00
• 分類號: C11B5/00;C10L1/2383
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;張耀宏

本發明涉及防止或延遲源自植物或動物的油的氧化。

源自植物或動物的油和脂肪越來越多地用作燃料，特別是用作石油衍生中間餾分燃料(例如柴油)的部分或完全替代品。通常，這種燃料稱為“生物燃料”或“生物柴油”。生物燃料可以由許多來源衍生得到。其中最普遍的是從例如油菜籽、葵花籽等植物中提取的脂肪酸的烷基酯，往往是甲酯。這些類型的燃料往往稱為FAME(脂肪酸甲酯)。

對環境的重視促進了這種燃料的使用，因為它們由可再生來源得到。還有一點是生物燃料燃燒所產生的污染比等同的石油衍生燃料要小。

但是，由于這種燃料由天然來源衍生得到，因此它們儲存時往往會因氧化而惡化。

氧化問題對于石油衍生燃料雖不明顯，但仍重要，并且公知在石油衍生油中使用抗氧化添加劑。所用的最普遍一類是芳基-胺類和酚類抗氧化劑，例如二苯胺、二烷基苯胺、BHT、BHQ、Irganox?L118和Irganox?L57。也使用酮類、磷基和糖酯抗氧化劑，例如2，4-壬二酮、二月桂基亞磷酸酯、三甲苯基磷酸酯和抗壞血酸棕櫚酸酯。US2004/0139649?A1描述了BHT(2，4-二叔丁基羥基甲苯)用于提高生物柴油儲存穩定性的用途。

本發明基于發現了某些迄今并不知它們具有任何抗氧化性的物質可有效地防止或延遲含源自天然材料的油的組合物氧化。

本發明的另一有利方面是發現了迄今并不知它們具有任何抗氧化性的物質與某些已知抗氧化物質的組合協同地提高了源自植物或動物的油的氧化穩定性。這一方面是令人驚訝的，因為并沒有看到它們與其它已知抗氧化物質的組合表現出相似效果。

因而，根據本發明提供了烴基取代的琥珀酸酰化劑與聚亞烷基胺的反應產物，任選地與2，5-二叔丁基氫醌(BHQ)的組合在防止或延遲液體組合物氧化中的用途，其中該液體組合物包含至少2重量％的源自植物或動物的油。

在優選的實施方案中，烴基取代的琥珀酸酰化劑與聚亞烷基胺的反應產物與BHQ組合使用。

如上討論的，芳胺類物質，特別是二芳胺類物質是已知的石油衍生油的抗氧化劑。據廣泛認為，烴燃料的氧化按自由基機理進行：

(i)反應開始于自由基生成：

????????????????????????RH→R·+H·

(ii)烴自由基(R·)接著可以與氧反應，生成過氧基，而過氧基接著能夠與其它烴以永動方式反應：

????????????????????????R·+O₂→ROO·

??????????????????????ROO·+RH→ROOH+R·

(iii)抗氧化劑(AH)能夠為過氧基提供氫原子，該反應比過氧基與其它烴的反應更有利：

??????????????????????ROO·+AH→ROOH+A·

抗氧化劑中芳基的存在使得所生成的抗氧化基(A·)由于共振而充分穩定，以致傳播停止。該機理也解釋了酚類抗氧化劑的有效性，因為它們也可以通過共振生成穩定基團。

該機理也被廣泛認為是由天然來源衍生的油氧化的過程。這種油的組分結構的特征在于存在或多或少的烯烴類不飽和鍵。與烯烴類不飽和鍵相鄰的氫原子更容易移出，由此以上步驟(i)中的R·生成更容易。因此含有更高比例的烯鍵式不飽和物質和/或帶多個烯烴類不飽和鍵的物質的油更容易氧化。例如，已有報道C₁₈甲酯氧化的相對速率按遞增順序為：油酸(C18:1)、亞油酸(C18:2)、亞麻酸(C18:3)。

考慮以上概括的可接受的抗氧化機理，因而發現本發明中所用的反應產物是含由天然來源衍生得到的油的組合物用的有效抗氧化劑令人意外。這是因為該反應產物的結構不像芳胺類(和酚類)，它們不會通過共振使得自由基穩定。令人還更驚訝的是觀察到該反應產物作為含由天然來源衍生得到的油的組合物的抗氧化劑實際比芳胺更有效。

現在將更詳細地描述適合本發明所有方面的各種特征。

烴基取代的琥珀酸酰化劑與聚亞烷基胺的反應產物

這些物質在本領域中公知作為燃料油組合物中的有效無灰分散劑。

(i)烴基取代的琥珀酸酰化劑