保持最佳喷嘴性能的燃料添加剂技术领域
本公开涉及某些柴油燃料添加剂和包括所述添加剂的柴油燃料和柴油
燃料添加剂包装品。具体地讲，本公开涉及可有效提高柴油发动机在燃料
经济性和功率输出方面的性能的柴油燃料添加剂。
背景技术
人们长期希望柴油燃料动力运输工具的燃料经济性、功率和驱动性能
达到最大化，同时提高加速性能、减少排放物和防止迟缓。尽管已知通过
使用能够保持阀门和燃料喷嘴清洁的分散剂可以提高汽油动力发动机性
能，但这种汽油分散剂在柴油燃料应用中不一定有效。这种不可预测性的
理由在于：在柴油发动机和汽油发动机如何运转之间存在许多差别，并且
在柴油燃料和汽油之间具有化学差别。
这些年来，已经研发了柴油燃料的分散剂组合物。本领域已知的用于
柴油燃料的分散剂组合物包括：包含聚亚烷基(polyalkylene)琥珀酰亚胺(其
是聚亚烷基(polyalkylene)琥珀酸酐和胺的反应产物)的组合物。分散剂适合
于使烟灰和油泥保持悬浮在流体中，然而，一旦表面上已经形成了沉积
物，这些分散剂则不能特别有效地清洁表面。由此，包含分散剂的柴油燃
料组合物仍然常常在柴油发动机喷嘴上产生不合需要的沉积物。喷嘴上的
沉积物可以导致燃料经济性差和发动机的单位功率性能差。沉积物可能包
括由燃料燃烧所引起的焦化沉积物和由燃料喷嘴部件上的固体分解或沉积
所引起的内部沉积物。
相应地，需要可以防止喷嘴和喷口沉积形成的改进组合物，使车辆在
使用期限保持“完整如新”的清洁度。理论上，在希望降低空气传播的尾
气排放方面，可以清洁脏的燃料喷嘴从而使性能恢复至先前的“完整如
新”条件的相同组合物是同样合乎需要和有价值的。
发明内容
按照本公开，示范性的实施方案提供了柴油燃料、柴油燃料添加剂包
装品和提高柴油发动机的燃料经济性的方法。在一个实施方案中，所述燃
料添加剂包括：(a)烃基取代的二羧酸或酸酐和(b)下式的胺化合物或其盐的
反应产物
其中R选自氢和包含大约1至大约15个碳原子的烃基，R1选自氢和包含大
约1至大约20个碳原子的烃基。所述反应产物在大约155至大约200℃范
围内的温度、在常压下产生，并且包含至少一个氨基三唑基团。添加剂包
装品的组分(2)是烃基琥珀酰亚胺分散剂。所述添加剂包装品还包括：(3)C2-
C10烷基醇；和(4)任选的润滑添加剂，当使用时，存在于燃料中的组分(2)与
组分(4)的重量比可以是大约0.5∶1至大约1.5∶1范围内。在所述添加剂包装
品中，组分(1)和(2)的烃基源自于500至1300数均分子量的烃基，组分(1)
与组分(2)在燃料中的重量比在大约1∶3至大约1∶5的范围内。
本公开的另一个实施方案提供了提高柴油发动机的燃料经济性的方
法。所述方法包括：在所述发动机中燃烧燃料组合物，所述燃料组合物包
含主要量的燃料和每Kg燃料20mg至1000mg的燃料添加剂组合物。所述
燃料添加剂组合物包括：(1)来源于(a)下式的胺化合物或其盐
其中R选自氢和包含大约1至大约15个碳原子的烃基，R1选自氢和包含大
约1至大约20个碳原子的烃基，和(b)下式的烃基羰基化合物的反应产物
其中R2是具有大约500至大约1300范围内的数均分子量的烃基。在大约
155至大约200℃范围内的温度、在常压下产生所述反应产物，并且所述反
应产物包含至少一个氨基三唑基团。所述添加剂组合物的另一个组分是(2)
烃基琥珀酰亚胺分散剂，其衍生自具有大约500至小于大约1300道尔顿范
围内的数均分子量的烃基和琥珀酸酐。所述添加剂还包括：(3)C2-C10烷基
醇；和(4)润滑添加剂；和(5)任选的破乳剂。在燃料中，组分(1)与组分(2)的
重量比在大约1∶3至大约1∶5的范围内，这样就可以使柴油发动机的燃料经
济性提高(相对于在没有所述燃料添加剂的情况下的相同柴油发动机的燃料
经济性)。
本公开的另一实施方案提供了清洁燃料喷射的柴油发动机的燃料喷嘴
的方法。所述方法包括：在所述发动机中燃烧燃料组合物，所述燃料组合
物包含主要量的柴油燃料和每Kg燃料20mg至1000mg的燃料添加剂组合
物。所述燃料添加剂组合物包括：(1)来源于(a)下式的胺化合物或其盐
其中R选自氢和包含大约1至大约15个碳原子的烃基，R1选自氢和包含大
约1至大约20个碳原子的烃基，和(b)下式的烃基羰基化合物的反应产物
其中R2是具有大约700至大约1000范围内的数均分子量和大约60摩尔％
以上末端双键的烃基。在大约155至大约200℃范围内的温度、在常压下产
生所述反应产物，并且所述反应产物包含至少一个氨基三唑基团。所述添
加剂组合物还包括：(2)烃基琥珀酰亚胺分散剂，其衍生自具有大约700至
小于大约1000道尔顿范围内的数均分子量的烃基和琥珀酸酐。所述添加剂
组合物的其它组分包括：(3)润滑添加剂；和(4)破乳剂。在燃料中，组分(1)
与组分(2)的重量比在大约1∶3至大约1∶5的范围内。在柴油发动机中使用燃
料和添加剂，使得在燃烧包含所述添加剂组合物的发动机的喷嘴与在没有
所述添加剂的情况下燃烧所述燃料的发动机的喷嘴相比较更清洁。
本文所描述的燃料添加剂包装品的一个优点是：所述添加剂包装品不
但可以降低在直接和/或间接柴油燃料喷嘴上所形成的沉积物的量，而且所
述添加剂包装品还可以有效清洁脏的燃料喷嘴、提高燃料经济性和提供提
高的功率性能。所述添加剂包装品降低内外喷嘴部件上的沉积物和净化作
用，可以在2007年后的发动机技术中得到证明。
本文所描述的燃料和添加剂包装品的另一个优点是：所述添加剂包装
品可以给燃料提供电导性能，从而减少或排除对昂贵的高含硫的电导率添
加剂(其在燃料终端(terminal)位置使用)的需要。在储存和终端位置中，包含
本文所描述的添加剂包装品的燃料也可能显示出更低的腐蚀电位。本公开
的其它实施方案和优点在下列的详细说明中部分地列出，和/或可以通过本
公开的实践学会。应该理解，上述一般说明和下列详细说明只是示范性和
说明性的，它们不限制所请求保护的公开内容。
附图的简要说明
图1和2是包含两种不同处理比例的本公开的燃料添加剂的柴油发动
机的功率恢复的图示。
图3和4是包含两种不同处理比例的本公开的燃料添加剂的柴油发动
机的燃料经济性改善的图示。
图5和6是包含两种不同处理比例的本公开的燃料添加剂的柴油发动
机喷嘴清洁之后的燃料经济性的图示。
图7是依靠没有添加剂的柴油燃料运转的四缸发动机的废气温度的图
示。
图8是依靠本公开的含有添加剂的柴油燃料运转的四缸发动机的废气
温度的图示。
示范性实施方案的详细说明
本文使用的术语“烃基基团”或“烃基”以其常规含义使用，这对本
领域技术人员是众所周知的。具体地说，它是指具有与分子的其余部分直
接连接的碳原子、并且具有主要烃特征的基团。烃基的例子包括：
烃取代基，其是脂族取代基(例如烷基或烯基)、脂环族取代基(例如环
烷基，环烯基)和芳香-、脂族-和脂环族取代的芳香取代基以及环取代基，
其中通过分子的另一个部分完成所述环(例如，两个取代基一起形成脂环族
基团)；
取代的烃取代基，其是包含非烃基团的取代基，所述非烃基团在本说
明书中不会改变主要的烃取代基(例如，卤素(特别是氯和氟)，羟基、烷氧
基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基和硫氧基)；
杂取代基，其是在本说明书中具有主要烃特征的取代基，同时在另外
由碳原子组成的环或链中包含非碳(原子)。杂原子包括硫、氧、氮，并且涵
盖下列取代基：例如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基。通常，在烃基
中，对于每十个碳原子，存在至多两个(或作为另一个例子，至多一个)非烃
取代基；在一些实施方案中，烃基中没有非烃取代基。
应该理解，本文使用的术语“主要量”是指大于或等于50wt.％的量，
例如，大约80至大约98wt.％(相对于组合物的总重量)。此外，应该理解，
本文使用的术语“次要量”是指小于50wbt.％的量(相对于组合物的总重
量)。
因此，本发明提供下述实施方式，但并不仅限于这些实施方式：
1.柴油燃料组合物，其包含：
主要量的中间馏出物燃料；和次要量的燃料添加剂，所述燃料添加剂
包含：
(1)(a)烃基取代的二羧酸或酸酐和(b)下式的胺化合物或其盐的反应产
物，
其中R选自氢和包含大约1至大约15个碳原子的烃基，R1选自氢和包
含大约1至大约20个碳原子的烃基，其中所述反应产物是在大约155至大
约200℃范围内的温度、在常压下产生的，并且含有至少一个氨基三唑基
团；
(2)烃基琥珀酰亚胺分散剂；
(3)C2-C10烷基醇；和
(4)任选的润滑添加剂，当使用时，组分(2)与组分(4)在所述燃料中的重
量比是大约0.5∶1至大约1.5∶1；
其中组分(1)和(2)的烃基源自于500至1300数均分子量的烃基，其中组
分(1)与组分(2)在所述燃料中的重量比在大约1∶3至大约1∶5的范围内。
2.实施方式1的燃料，其进一步包含破乳剂。
3.实施方式1的燃料，其中组分(1)的反应产物包括下式的化合物
及其互变异构体，其中R2是具有大约700至大约1000范围内的数均分子量
的烃基。
4.实施方式1的燃料，其中所述润滑添加剂选自：(i)烷基琥珀酸酐和
氨的反应产物，和(ii)具有大约12至大约24个碳原子的一种或多种脂肪
酸。
5.实施方式4的燃料，其中组分(2)衍生自聚异丁烯取代的琥珀酸酐和
四乙烯五胺。
6.实施方式5的燃料，其中组分(2)包括下式的化合物：
其中PIB是聚异丁烯基团。
7.实施方式6的燃料，其中所述聚异丁烯基团衍生自具有至少60摩尔
％或更多末端烯双键的高度反应性聚异丁烯。
8.实施方式5的燃料，其中所述燃料包括直接燃料喷射的柴油燃料。
9.实施方式1的燃料，其中(a)与(b)的摩尔比是大约1∶1.5至大约
1∶2.2。
10.实施方式1的燃料，其中所述C2-C10醇包括2-乙基己醇。
11.实施方式1的燃料，其中所述燃料包含每Kg燃料大约400至大约
1000mg的燃料添加剂。
12.实施方式1的燃料，其中所述胺包括碳酸氢氨基胍。
13.使柴油发动机中的燃料喷嘴保持清洁的方法，所述方法包括：在发
动机中燃烧实施方式1的燃料组合物。
14.改善柴油发动机的燃料经济性的方法，所述方法包括：在所述发动
机中燃烧燃料组合物，所述燃料组合物包含主要量的燃料和每Kg燃料400
mg至1000mg的燃料添加剂组合物，所述燃料添加剂组合物包含：
(1)衍生自(a)下式的胺化合物或其盐
其中R选自氢和包含大约1至大约15个碳原子的烃基，R1选自氢和包
含大约1至大约20个碳原子的烃基，和(b)下式的烃基羰基化合物的反应产
物，
其中R2是具有大约500至大约1300范围内的数均分子量的烃基，其中
所述反应产物是在大约155至大约200℃范围内的温度、在常压下产生的，
并且所述反应产物含有至少一个氨基三唑基团；
(2)烃基琥珀酰亚胺分散剂，其衍生自具有大约500至小于大约1300道
尔顿范围内的数均分子量的烃基和琥珀酸酐；
(3)C2-C10烷基醇；
(4)破乳剂；和
(5)任选的润滑添加剂，
其中组分(1)与组分(2)在所述燃料中的重量比在大约1∶3至大约1∶5的范围
内，
由此，相对于在没有所述燃料添加剂组合物情况下的发动机的燃料经
济性，发动机的燃料经济性得到改善。
15.实施方式14的方法，其进一步包含润滑添加剂，其中组分(2)与组
分(5)在所述燃料中的重量比在大约0.5∶1至大约1.5∶1的范围内。
16.实施方式14的方法，其中所述柴油发动机包括直接燃料喷射的柴
油发动机。
17.实施方式14的方法，其中(a)与(b)的摩尔比是大约1.5∶1至大约
2.2∶1。
18.清洁燃料喷射的柴油发动机的燃料喷嘴的方法，所述方法包括：在
所述发动机中燃烧燃料组合物，所述燃料组合物包含主要量的燃料和每Kg
燃料400mg至1000mg的燃料添加剂组合物，所述燃料添加剂组合物包
含：
(1)衍生自(a)下式的胺化合物或其盐
其中R选自氢和包含大约1至大约15个碳原子的烃基，R1选自氢和包
含大约1至大约20个碳原子的烃基，和(b)下式的烃基羰基化合物的反应产
物
其中R2衍生自具有大约700至大约1000范围内的数均分子量和大于大
约60摩尔％末端双键的烃基，其中所述反应产物是在大约155至大约200
℃范围内的温度、在常压下产生的，并且所述反应产物含有至少一个氨基
三唑基团；
(2)烃基琥珀酰亚胺分散剂，其衍生自具有大约700至小于大约1000道
尔顿范围内的数均分子量的烃基和琥珀酸酐；
(3)润滑添加剂；和
(4)破乳剂，
其中组分(1)与组分(2)在所述燃料中的重量比在大约1∶3至大约1∶5的范围
内，
由此，与燃烧不含所述添加剂的燃料的发动机中的喷嘴相比较，在燃
烧包含所述添加剂组合物的燃料的发动机中，喷嘴更清洁。
19.实施方式18的方法，其中组分(2)与组分(3)在所述燃料中的重量比
在大约0.5∶1至大约1.5∶1的范围内。
20.实施方式18的方法，其进一步包含C2-C10烷基醇。
20.实施方式18的方法，其中所述润滑添加剂选自：(i)烷基琥珀酸酐
和氨的反应产物，和(ii)具有大约12至大约24个碳原子的一种或多种脂肪
酸。
21.实施方式18的方法，其中组分(2)包含下式的化合物：
其中PIB是聚异丁烯基团，所述聚异丁烯基团衍生自具有至少60摩尔
％或更多末端烯双键的高度反应性聚异丁烯。
22.加入到柴油燃料分配终端中的燃料添加剂包装品，其用于改善燃烧
包含下列成分的燃料的柴油发动机的喷嘴清洁度：
(1)衍生自(a)下式的胺化合物或其盐
其中R选自氢和包含大约1至大约15个碳原子的烃基，R1选自氢和包
含大约1至大约20个碳原子的烃基，和(b)下式的烃基羰基化合物的反应产
物
其中R2是具有大约700至大约1000范围内的数均分子量的烃基，其中
所述反应产物是在大约155至大约200℃范围内的温度、在常压下产生的，
并且所述反应产物含有至少一个氨基三唑基团；
(2)聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂，其衍生自具有大约700至小于大约
1000道尔顿范围内的数均分子量的聚异丁烯和琥珀酸酐，并且具有大于大
约60摩尔％的末端双键；
(3)C2-C10烷基醇；
(4)润滑添加剂；和
(5)破乳剂，
其中组分(1)与组分(2)在所述燃料中的重量比在大约1∶3至大约1∶5的范围
内。
23.实施方式22的燃料添加剂包装品，其中润滑添加剂选自：(i)烷基
琥珀酸酐和氨的反应产物，和(ii)具有大约12至大约24个碳原子的一或多
种脂肪酸。
24.改善中间馏出物燃料的润滑性的方法，所述方法包括：配制燃料，
使每Kg燃料含有大约400至大约1000mg的实施方式22的添加剂包装
品。
25.在储存来自管道分配系统的大量燃料的燃料分配终端改善中间馏出
物燃料的电导率的方法，所述方法包括：将每Kg燃料大约400至大约
1000mg实施方式22的添加剂包装品加到所述燃料中，由此，在基本上不
存在高含硫的电导率改进剂的情况下，含有所述添加剂包装品的燃料的电
导率大于大约25皮可西门子m-1(pS/m)。
26.柴油燃料终端，其包括从管道分配系统分配的柴油燃料和每Kg燃
料大约400至大约1000mg的实施方式22的添加剂包装品。
为了本公开的目的，所有分子量是根据凝胶渗透色谱(GPC)所测定的数
均分子量给出的。
本申请的添加剂组合物的组分(1)可以次要量用于主要量的柴油燃料
中，并且可以通过如下制备：使下式的胺化合物或其盐
其中R选自氢和包含大约1至大约15个碳原子的烃基，R1选自氢和包含大
约1至大约20个碳原子的烃基，与下式的烃基羰基化合物进行反应，
其中R2是具有大约200至大约3000范围内的数均分子量的烃基，例如，大
约500至大约1300的数均分子量。不希望受理论研究的束缚，认为所述胺
和烃基羰基化合物的反应产物是氨基三唑，例如，下式的双氨基三唑化合
物
包括互变异构体，具有大约500至大约1300范围内的数均分子量，包含大
约40至大约80个碳原子。在一个实施方案中，R2的分子量在大约750至
大约1000道尔顿的范围内。合适地，R2的分子量小于1000道尔顿。认为
所述三唑的五员环是芳香环。所述氨基三唑对氧化剂十分稳定，并且非常
抗水解。认为(虽然不确定)，所述反应产物是聚烯基双-3-氨基-1，2，4-三唑。
这种产品包含比较高的含氮量，在大约2wt％至大约10wt％氮的范围内。
合适的下式的胺化合物
可以选自胍和氨基胍或其盐，其中R和R1如以上所定义。相应地，所述胺化
合物可以选自胍的无机盐，例如胍的卤化物、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐和
正磷酸盐。术语“胍”是指胍和胍衍生物，例如氨基胍。在一个实施方案
中，制备添加剂的胍化合物是碳酸氢氨基胍。碳酸氢氨基胍可以容易地从
商业渠道获得，或可以用众所周知的方式制备。
添加剂的组分(1)的烃基羰基反应化合物可以是具有烃基部分和羰基部
分的任何合适的化合物，而且能够与胺化合物结合，形成本公开的添加
剂。合适的烃基羰基化合物的非限制性例子包括但不局限于：烃基取代的
琥珀酸酐、烃基取代的琥珀酸和烃基取代的琥珀酸的酯。
在一些方面，烃基羰基化合物可以是具有下式的聚亚烷基(polyalkylene)
琥珀酸酐反应物：
其中R2是烃基部分，例如，具有大约500至大约1300的数均分子量的聚烯
基基团。例如，R2的数均分子量可以在大约750至大约1000的范围(利用
GPC测定)。除非另外指明，否则，在本说明书中的分子量是数均分子量。
R2聚烯基基团可包括选自直链或支链烯基单元的一个或多个聚合物单
元。在一些方面，烯基单元可以具有大约2至大约10个碳原子。例如，聚
烯基基团可以包括选自乙烯基团、丙烯基团、丁烯基团、戊烯基团、己烯
基团、辛烯基团和癸烯基团的一个或多个直链或支链聚合物单元组成。在
一些方面，R2聚烯基基团可以是例如均聚物、共聚物或三聚物形式。在一
方面，聚烯基基团是异丁烯。例如，聚烯基基团可以是包含大约10至大约
60个异丁烯基团(例如，大约20至大约30个异丁烯基团)的聚异丁烯的均聚
物。用于形成R2聚烯基基团的聚烯基化合物可以通过任何合适的方法形
成，例如，烯烃的常规催化寡聚。
在另外的方面，烃基部分R2可以衍生自直链α-烯烃或酸-异构化的α-烯
烃，利用本领域众所周知的方法，通过乙烯的寡聚来制备。这些烃基部分
可以在大约8个碳原子至超过40个碳原子的范围内。例如，这种类型的烯
基部分可以衍生自直链C18α-烯烃或C20-24α-烯烃的混合物或酸-异构化的
C16α-烯烃。
在一些方面，具有比较高比例的聚合物分子(带有末端亚乙烯基)的高反
应性聚异丁烯可以用于形成R2基团。在一个实施例中，至少大约60摩尔
％(例如，大约70摩尔％至大约90摩尔％)的聚异丁烯包含末端烯双键。高
反应性聚异丁烯已在例如美国专利US 4,152,499中公开，本文以引证的方
式结合其全部公开内容。在一些实施方案中，烃基羰基化合物中的羰基数
目与烃基部分数目的比例可以在大约1∶1至大约6∶1的范围内。
在一些方面，每摩尔聚亚烷基(polyalkylene)可以反应大约一个摩尔马来
酸酐，从而得到的聚亚烷基基琥珀酸酐具有每个聚亚烷基(polyalkylene)取
代基大约0.8至大约1个琥珀酸酐基团。在其它方面中，琥珀酸酐基团与亚
烷基的摩尔比可以在大约0.5至大约3.5的范围内，例如，大约1至大约
1.1的范围内。
烃基羰基化合物可以使用任何合适的方法制备。在本领域，形成烃基
羰基化合物的方法是众所周知的。形成烃基羰基化合物的已知方法的一个
例子包括：将聚烯烃和马来酸酐混合。将聚烯烃和马来酸酐反应物加热至
例如大约150℃至大约250℃的温度，任选，借助于催化剂，例如氯气或过
氧化物。制备聚亚烷基(polyalkylene)琥珀酸酐的另一个示范性方法描述在
美国专利US 4,234,435中，本文以引证的方式结合其全部内容。
可以将上述烃基羰基和胺化合物一起混合和/或在适宜条件下反应，以
提供所需要的本公开包含的氨基三唑的产物。在本公开的一方面，可以将
反应化合物一起混合，其中烃基羰基与胺的摩尔比为大约1∶1至大约
1∶2.5。例如，反应物的摩尔比可以在大约1∶1.5至大约1∶2.2的范围内。
在常压下，合适的反应温度可以在大约155℃至大约200℃的范围内。
例如，反应温度可以在大约160℃至大约190℃的范围。可以使用任何合适
的反应压力，例如，包括负压或高于大气压的压力。然而，温度范围可以
与反应在非常压下进行所列的温度范围不同。反应可以进行大约1小时至
大约8小时，优选，在大约2小时至大约6小时范围内。
添加剂组合物的组分(2)可以包括分散剂/清净剂。分散剂/清净剂可以是
无灰分散剂、含金属分散剂或曼尼希(Mannich)分散剂。合适的分散剂/清净
剂可以包括至少一种油溶性无灰分散剂(在分子中具有碱性氮和/或至少一个
羟基)。其它合适的分散剂/清净剂包括：烯基琥珀酰亚胺，烯基琥珀酸酯，
烯基琥珀酸酯-酰胺和曼尼希碱。例如，合适的分散剂/清净剂可以包括但不
局限于乙二胺或二丁胺曼尼希碱分散剂。在一些实施方案中，合适的分散
剂可以具有大约500至大约1300的分子量，例如大约700至大约1000的数
均分子量(利用GPC测定)。合适的曼尼希碱清净剂可以包括美国专利US
4,231,759、5,514,190、5,634,951、5,697,988、5,725,612和5,876,468中所教
导的那些清净剂，本文以引证的方式结合其公开内容。
适合在本发明实施方案中使用的烃基琥珀酸酰化剂的含氮衍生物可以
包括：烃基琥珀酰亚胺、琥珀酰胺、琥珀酰亚胺-酰胺和琥珀酰亚胺-酯。烃
基琥珀酸酰化剂的含氮衍生物典型地通过烃基取代的琥珀酸酰化剂与多胺
的反应来制备。
烃基取代的琥珀酸酰化剂包括：烃基取代的琥珀酸、烃基取代的琥珀
酸酐、烃基取代的琥珀酸卤化物(特别是酰氟和酰氯)、烃基取代的琥珀酸和
低级醇(例如，包含至多7个碳原子的那些醇)的酯(即烃基取代的化合物，
其可以起羧酸酰化剂的作用)和烃基取代的琥珀酸与烃基取代的琥珀酸酐的
混合物。
烃基取代的琥珀酸酐可以通过聚烯烃和马来酸酐的热反应来制备，如
例如美国专利US 3,361,673和3,676,089中所述。或者，取代的琥珀酸酐可
以通过氯化聚烯烃与马来酸酐的反应来制备，如例如美国专利US 3,172,892
中所述。烃基取代的琥珀酸酐的进一步讨论可以例如在美国专利US
4,234,435、5,620,486和5,393,309中得到。
马来酸酐与烯烃的摩尔比可以广泛地变化。例如，可以在5∶1至1∶5之
间变化，作为另一个实例，从3∶1至1∶3，作为进一步的实例，使用化学计
量过量的马来酸酐，例如，每摩尔烯烃使用1∶1.5摩尔马来酸酐。可以从得
到的反应混合物中将未反应的马来酸酐蒸发。
合适的烃基取代基衍生自聚异丁烯的那种。用于制备琥珀酰亚胺-酸的
合适的聚异丁烯包括：含有至少大约20摩尔％的更具反应性的甲基亚乙烯
基异构体的那些聚异丁烯，作为另一个例子，至少50摩尔％，作为进一步
实例，至少70摩尔％。合适的聚异丁烯包括使用BF3催化剂制备的那些聚
异丁烯。制备这种聚异丁烯(其中在整个组合物中包含高比例的甲基亚乙烯
基异构体)的方法描述在美国专利US 4,152,499和4,605,808中。聚异丁烯可
以具有至多2000的数均分子量(利用GPC测定)。在另一个实施方案中，聚
异丁烯可以具有大约500-1300的分子量，作为另一个例子，大约700-
1000。
通过烃基取代的琥珀酸酐、酸、酸-酯或低级烷基酯与包含至少一个伯
胺基团的胺的反应，可以获得烃基琥珀酰亚胺。在美国专利US 3,172,892、
3,202,678、3,219,666、3,272,746、3,254,025、3,216,936、4,234,435和
5,575,823中给出了代表性的实例。烯基琥珀酸酐可以容易地通过将烯烃和
马来酸酐的混合物加热至大约180-220℃来制备。
可以与烯基琥珀酸酐反应以形成烃基-琥珀酰亚胺的胺包括：具有至少
一个能够反应形成酰亚胺基团的伯胺基团的任何胺。一些代表性的实例
是：甲胺、2-乙基己胺、正十二胺、硬脂胺、N，N-二甲基-丙二胺、N-(3-氨
基丙基)吗啉、N-十二烷基丙二胺、N-氨基丙基哌嗪乙醇胺、N-乙醇乙二胺
等等。合适的胺包括亚烷基多胺，例如丙二胺、二亚丙基三胺、二-(1，2-亚
丁基)三胺，四-(1，2-亚丙基)五胺。
其它合适的胺是具有式H2N(CH2CH2NH)nH的亚乙基多胺，其中n是
1至10的整数。这些亚乙基多胺包括：乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基
四胺、四亚乙基五胺、五乙烯基六胺等等，包括其混合物，在这样的情况
下，n是混合物的平均值。这些亚烯基多胺在每个末端具有伯胺基团，所
以，可以形成单烯基琥珀酰亚胺和二烯基琥珀酰亚胺。由此，合适的烃基
琥珀酰亚胺可以包括多亚乙基多胺、四亚乙基五胺与烃取代的羧酸或酸酐
(通过聚烯烃例如聚异丁烯(具有500至1300，特别是700至1000的分子量)
与不饱和多元羧酸或酸酐例如马来酸酐的反应来制备)的反应产物，并且可
以由下式代表：
其中n代表0或1至5的整数，R2是如上所定义的烃基取代基。在一个实
施方案中，n是3，R3是聚异丁烯基取代基，例如，衍生自具有至少大约
60摩尔％，例如，大约70摩尔％至大约90摩尔％和高于90摩尔％末端亚
乙烯基含量的聚异丁烯的那些。先前化学式的化合物可以是烃基取代的琥
珀酸酐(例如聚异丁烯基琥珀酸酐(PIBSA))和多胺的反应产物，例如与四亚
乙基五胺(TEPA)的反应产物以提供下式的化合物：
其中PIB是如上所述的聚异丁烯。
添加剂组合物的C2-C10烷基醇组分可以选自：乙醇、丙醇、异丙醇、
丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、2-甲基-2-丁醇、叔戊醇、己醇、庚醇、辛
醇、异辛醇、环戊醇、环己醇、2-甲基-环戊醇、壬醇、癸醇和其异构体。
特别有用的醇组分可以是2-乙基己醇。在燃料添加剂组合物中，醇的量可
以在整个添加剂组合物的大约0.1至大约5重量百分数的范围内。例如，添
加剂组合物的醇组分可以在添加剂组合物总重量的大约0.2至大约2重量百
分数的范围内。醇组分的其它量可以在添加剂组合物总重量的大约0.5至大
约1.8重量百分数的范围。
本文的破乳剂(或去雾剂)也可以在本文所描述的添加剂组合物中使用。
破乳剂可以选自任何商购的材料，例如但不局限于：烷氧基化的苯酚甲醛
聚合物、烷基化苯酚和其衍生的树脂、氧化的烷基酚醛树脂，和甲醛与4-
(1，1-二甲基乙基)苯酚、甲基环氧乙烷以及环氧乙烷反应得到的聚合物、乙
氧基化氧化乙烯/氧化丙烯(EO/PO)树脂、聚二醇酯、氧化乙烯树脂，等
等。合适的破乳剂可以是四个组分(即，两种交联的EO/PO嵌段共聚物、
改性的EO/PO嵌段共聚物和烷氧基化的烷基酚甲醛树脂)的混合物。这种
破乳剂的活性组分典型地是具有大约3,000至大约50,000范围内的数均分
子量的聚合物。在添加剂组合物中，破乳剂组分的量可以在添加剂组合物
的大约0.05至大约5重量百分数的范围内。破乳剂的其它量可以在添加剂
组合物总重量的大约0.1至大约3重量百分数的范围内，优选，可以在添加
剂组合物总重量的大约0.5至大约1.5重量百分数的范围内。
添加剂组合物的另一个组分可以是润滑添加剂。润滑添加剂可以选自
酸混合物和烃基酰化剂与氨的反应产物。特别优选的酸混合物是羧酸，例
如脂肪酸和其混合物。这种脂肪酸可以是饱和或不饱和的脂肪酸(包括多不
饱和的脂肪酸)。酸可以例如包含1或2至30个碳原子，合适地是10至22
个碳原子，更尤其12至22个或14至20个碳原子。合适的酸的例子包括油
酸、亚油酸、亚麻酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸和肉豆蔻酸。这些中，尤
其可用的是油酸、亚麻酸和亚油酸和其混合物。脂肪酸的混合物可以包括
妥尔油脂肪酸，其衍生自妥尔油，并且主要包含脂肪酸(例如油酸和亚油
酸)，具有小比例的松香酸。
除了脂肪酸润滑添加剂之外或作为脂肪酸润滑添加剂的替代物，在烃
基取代的酰化剂和氨之间的反应物也可以用作润滑添加剂。烃基取代的酰
化剂的烃基可以具有在宽范围内变化的分子量。相应地，烃基可以具有小
于600的数均分子量(利用GPC测定)。示范性的分子量范围是大约100至
大约300的数均分子量。上述润滑添加剂的更详细内容可以在美国公开号
2009/0249683中找到，本文以引证的方式结合其公开内容。
当使用润滑添加剂时，润滑添加剂可以以任何需要的量或有效量存在
于添加剂组合物之中。在一方面，润滑添加剂可以组分(2)与组分(5)的重量
比为大约0.5∶1至大约1.5∶1存在于燃料和添加剂组合物中。
一种或多种额外的任选组分可以存在于所公开实施方案的燃料添加剂
组合物之中。例如，燃料可以包含常规量的十六烷值增进剂、腐蚀抑制
剂、低温流动改进剂(CFPP添加剂)、降凝剂、溶剂、破乳剂、润滑添加
剂、摩擦调节剂、胺稳定剂、助燃剂、分散剂、抗氧化剂、热稳定剂、电
导率改进剂、金属钝化剂、标记染料、有机硝酸酯点火加速剂、含环戊二
烯基的烃基三羰基锰(cyclomatic manganese tricarbonyl，如US3015668A中
第1栏、第29-31行所公开的)化合物等等。在一些方面，基于添加剂包装
品的总重量，本文所描述的组合物可以包含大约10重量百分数或更少的一
种或多种上述添加剂，或在其它方面，包含大约5重量百分数或更少的一
种或多种上述添加剂。类似地，燃料可以包含合适量的普通燃料调和组
分，例如甲醇、乙醇、二烷基醚等等。
在所公开实施方案的一些方面，可以使用包括脂族或环脂族硝酸酯(其
中脂族或环脂族基团是饱和基团)并且含有至多大约12个碳的有机硝酸酯点
火加速剂。可以使用的有机硝酸酯点火加速剂的例子是：硝酸甲酯、硝酸
乙酯、硝酸丙酯、硝酸异丙酯、硝酸烯丙酯、硝酸丁酯、硝酸异丁酯、硝
酸仲丁酯、硝酸叔丁酯、硝酸戊酯、硝酸异戊酯、硝酸2-戊酯、硝酸3-戊
酯、硝酸己酯、硝酸庚酯、硝酸2-庚酯、硝酸辛酯、硝酸异辛酯、硝酸2-
乙基己酯、硝酸壬酯、硝酸癸酯、硝酸十一烷基酯、硝酸十二烷基酯、硝
酸环戊酯、硝酸环己酯、硝酸甲基环己酯、硝酸环十二烷基酯、硝酸2-乙
氧基乙酯、硝酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、硝酸四氢呋喃酯，等等。也可以
使用这种物质的混合物。
在本发明申请的组合物中使用的合适的任选金属钝化剂的实例公开在
美国专利4,482,357(1984年11月13日出版)中，本文以引证的方式结合其
全部公开内容。这种金属钝化剂包括，例如，亚水杨基邻氨基酚、双亚水
杨基乙二胺、双亚水杨基丙二胺和N，N′-双亚水杨基-1，2-二氨基丙烷。
当配制本申请的燃料组合物时，添加剂的使用量应该在柴油发动机中
足以降低或抑制沉积物生成，和/或，足以提高燃料的电导率和/或耐腐蚀
性。在一些方面，燃料可以含有次要量的、可有效控制或降低发动机沉积
物(例如，柴油发动机中的喷嘴沉积物)形成的上述添加剂组合物。例如，基
于活性组分，本申请的柴油燃料可以含有的添加剂组合物的量在每Kg燃料
大约5mg至大约200mg范围内，例如，每Kg燃料在大约20mg至大约
120mg添加剂的范围内。在一方面，当使用载体时，基于活性组分，燃料
组合物可以含有载体的量在每Kg燃料大约1mg至大约100mg载体的范围
内，例如，每Kg燃料大约5mg至大约50mg的分散剂。活性组分基础排
除了以下重量：(i)保留在所产生和使用的产物中的未反应的组分，(ii)溶
剂，和非活性组分(如果有的话)，但如果使用载体，应该是加入载体之前的
重量。
在配制本文所描述燃料的过程中使用的本文所描述的添加剂组合物和
任选的组分可以分别或以各种子组合物的形式混合到基础柴油燃料中。在
一些实施方案中，可以同时使用添加剂包装品将本公开的添加剂组分混合
到柴油燃料中，因为当使用添加剂包装品形式时，通过组分的组合而得到
互溶性和方便的优点。同样，使用包装品可以减少混合时间，并且减小混
合错误的可能性。可以将添加剂包装，并与柴油燃料分开销售，例如，以
浓缩形式。然后，可以由顾客依照要求将添加剂组合物与柴油燃料混合，
或可以在终端位置将添加剂组合物加入到燃料中，终端位置储存从管道分
配系统过来的大量燃料。相应地，本文所描述的添加剂组合物可以改善这
种燃料的腐蚀性能和/或改善燃料的电导率。例如，所述燃料添加剂可以有
效地消除或减少燃料储存终端所使用的高含硫电导率改进剂的量。
含有上述添加剂的添加剂包装品通常可以含有下表所示量的组分。
表1
组分
宽范围(wt.％)
典型范围(wt.％)
烃基取代的二羧酸和胺的反应产物
0.5-20
1-10
烃基琥珀酰亚胺分散剂
1-30
10-20
C2-C10烷基醇
0.1-10
1-5
破乳剂
0.01-5
0.1-2
润滑添加剂
0-40
0-25
稀释油
分量
分量
合计
100
100
下列实施例所使用的更具体的制剂包含在表2-4中。
表2
基础制剂
(wt.％)
烃基取代的二羧酸和胺的反应产物
3.69
烃基琥珀酰亚胺分散剂
14.47
C2-C10烷基醇
1.4
破乳剂
0.98
润滑添加剂
0
芳族溶剂
79.2
表3
终端包装品1
(wt.％)
烃基取代的二羧酸和胺的反应产物
3.34
烃基琥珀酰亚胺分散剂
13.37
C2-C10烷基醇
1.27
破乳剂
0.89
润滑添加剂(妥尔油脂肪酸的混合物)
14.9
芳族溶剂
66.22
表4
终端包装品2
(wt.％)
烃基取代的二羧酸和胺的反应产物
3.15
烃基琥珀酰亚胺分散剂
12.58
C2-C10烷基醇
1.2
破乳剂
0.84
润滑添加剂(烷基琥珀酸酐/氨反应产物)
17.63
芳族溶剂
64.61
本发明申请的柴油燃料可以适用于固定式柴油发动机(例如，发电站、
泵站等等使用的发动机)和非固定式柴油发动机(例如，在汽车、卡车、筑路
设备、军用车辆等等中作为原动机使用的发动机)的运转。相应地，本发明
申请的方面涉及减少柴油发动机(具有至少一个燃烧室和与所述燃烧室流体
连接的一个或多个直接燃料喷嘴)的喷嘴沉积物量的方法。在另一个方面，
在间接柴油燃料喷嘴中也观察到了改善。在一些方面，所述方法包括：通
过柴油发动机的喷嘴，将包含本发明申请的添加剂的烃基压缩点火燃料喷
射到燃烧室中，并点燃压缩点火燃料。在一些方面，所述方法还可以包
括：将至少一种上述的任选的额外组分混合到柴油燃料中。
实施例
下列实施例是本公开的示范性实施方案的例子。除非另外指出，在这
些实施例中以及本申请的其它地方，所有份数和百分比按重量计算。提供
这些实施例只是为了举例说明的目的，并不是限制本文所公开的本发明的
范围。
在下列实施例中，提供了在柴油发动机驱动的运输工具中使用本文所
描述的添加剂组合物的益处。下列试验程序和方案用于测试。
试验程序
按照该方法，依靠基础燃料运行任何运输工具，以积累里程，获得测
试用的沉积物或高里程运输工具。高里程运输工具优选超过100,000英里。
从同一荷载/批次的燃料中获得用于完成所有测试的基础燃料。基础燃料中
不存在添加剂。按照40CFR第600章B分节，使用碳平衡计算，以
L/100km(燃料消耗)的形式来测定燃料经济性测量数据。在测试期间，新欧
洲行使循环测试(NEDC)排放试验结果用于表示燃料经济性改善。收集原始
数据，并报道每个测试的结果。
实施例1
使用上述程序，使用基础燃料和添加了表2的添加剂包装品的基础燃
料进行测试，结果示于图1和2中。在图中，使用燃烧柴油(添加有407.1
ppm(重量)表2的组合物(图1)和814.2ppm(重量)表2的组合物(图2))的
Volkswagon Jettsa。在燃料中的添加剂包装品的浓度较低的条件下，7270英
里之后，功率恢复大约67％。在燃料中的添加剂包装品的浓度较高的条件
下，4319英里之后，功率恢复大约87％。相应地，使用添加燃料较短之
后，本公开的添加剂包装品可有效恢复不含添加剂包装品的燃料展示的大
部分功率损失。
实施例2
在下列测试中，证明了添加剂清洁轻型柴油发动机所使用的燃料喷嘴
的能力。用有添加剂的燃料进行测试，使用高里程Mercedes Vito Vans，测
定由表2的添加剂包装品所提供的燃料经济性改善。在图3中，燃料含有
407.1ppm(重量)的添加剂，在图4中，燃料含有814.2ppm(重量)的添加
剂。添加剂的处理比例越高，燃料经济性改善越快。在图3中，3400km之
后，总体燃料经济性改善是2.2％，在图4中，2000km之后，总体燃料经
济性改善是2.5％。
实施例3
在下列测试中，证明了添加剂清洁轻型柴油发动机所使用的燃料喷嘴
的能力。按照该试验，将用于75,000km的燃料喷嘴安装在轻型柴油车辆
上，并且在测试开始时和大约700英里(1100km)至750英里(1200km)之后
测定该车辆的NEDC燃料经济性。对于含有407.1ppm(重量)表2的添加剂
包装品的燃料，结果示于图5中，对于含有814.2ppm(重量)表2的添加剂
包装品的燃料，结果示于图6中。如图5中所示，在低处理比例条件下，
750英里(1200km)之后，相比于试验开始时的燃料经济性，燃料经济性改
善4.5％。在高处理比例条件下(图6)，700英里(1100km)之后，相比于试验
开始时的燃料经济性，燃料经济性改善4.9％。
实施例4
在下列实施例中，通过利用喷嘴阻塞发动机试验，测定添加剂组合物
的净化性能。试验方案如下：
测试方案
图7是在没有添加剂组合物情况下的阻塞喷嘴的实例。认为阻塞喷嘴
是喷嘴中内部沉积物的结果。比较起来，图8说明了含有407.1ppm(重量)
表2的添加剂包装品的燃料没有显示出任何阻塞喷嘴。
实施例5
在下列试验中，将本公开的添加剂包装品包括于燃料中，并确定燃料
的起始导电率和燃料的电导率随着时间的变化。表5包括电导率测试的结
果，该试验在含有常规高含硫电导率改进剂(具有大于大约15ppm的硫)和
表2-4的添加剂包装品的燃料样品上进行。按照ASTM 2624，使用具有大
约1至大约2000皮可西门子m-1(pS/m)量程的EMCEE电导率计(Model
1152)，评价试验燃料的电导率。在大约0℃至大约25℃的温度范围之内，
测定所有的电导率值。所有的电导率测量数据用皮可西门子m-1(pS/m)表
示，亦称CU或电导率单位。燃料的电导率大于大约25pS/m是可接受的。
表5
可以看出，样品燃料No.1、2、9和10(不包含添加剂包装品或电导率
改进剂)显示了差的电导率(0pS/m)。燃料中含有407ppm(重量)的表2的添
加剂包装品的样品燃料3、4、11和12在试验的燃料中提供了75至99
pS/m的电导率，甚至在没有常规高含硫电导率改进剂的情况下。同样，含
有表3的添加剂包装品的样品燃料8和16与含有表4的添加剂包装品的样
品燃料7和15也显示出大于25pS/m的电导率，甚至在没有高含硫电导率
改进剂的情况下。相应地，为了达到大于25pS/m的燃料电导率，所公开
实施方案的制剂，可以提供减少或消除加入高含硫电导率改进剂的需要的
额外益处。
实施例6
在下列实施例中，测试含有和不含有本公开的添加剂包装品的燃料的
腐蚀电位。该测试所使用的燃料是硅胶汽提的超低含硫柴油燃料(得自于
Citgo)(燃料A)、Conoco Phillips柴油燃料(得自于Wood River终端)(燃料B)
和Conoco Phillips柴油燃料(得自于Los Angeles终端)(燃料C)。下表给出了
腐蚀试验结果。
表6
如上述实施例所示，没有添加剂包装品的燃料显示出差的评级E(锭子
1)。含有少于大约400ppm(重量)的表2的添加剂包装品的燃料也显示出差
的评级(锭子2-4)。然而，在处理比例高于大约400ppm(重量)的条件下，含
有表2的添加剂包装品的燃料通过了B+或更好的评级。
应该注意，该说明书和附加权利要求中使用的单数形式“一”和“所
述”包括多个讨论对象，除非明确和肯定地局限于一个讨论对象。由此，
例如，“抗氧化剂”包括两种或多种不同的抗氧化剂。本文使用的术语
“包括”和其语法变体是非限制性的，因此，列表中列举的项目不排除其
它类似的项目，这种类似的项目可以替代或加入到所列项目中。
出于本说明书和附录权利要求的目的，除非另有指明，所有表示数
量、百分比或比例的数和其它在说明书和权利要求中使用的数值应理解为
在所有情况下被术语“约”修饰。相应地，除非有相反的指示，在以下说
明书和所附的权利要求中阐明的数值参数是可以根据通过本公开内容试图
获得的所需性质变化的近似值。至少，并且不试图限制等同于权利要求范
围的原则的应用，每个数值参数至少应当按照所报道的有效位数并通过应
用普通的四舍五入方法来解释。
尽管已描述了特定的实施方式，但是不可预见或者目前不可预见的替
代方案、修改、变型、改进和实质上的等价物可以由申请人或本领域其它
技术人员提出。相应地，提交的附录权利要求和它们能够修改成的权利要
求意欲包括所有这样的替代方案、修改、变型、改进和实质上的等价物。