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L'invention concerne un procédé pour maintenir des matiè- res carbonées libres et semi-colloïdales à l'état dispersé dans un combustible.
Bien'que de nombreux produits soient obtenus en grandes quantités à partir du pétrole brut, la présente invention ne concer- ne que des combustibles qui sont brûlés directement sous forme li- quide. Elle ne concerne pas les combustibles utilisés dans les mo- teurs à combustion interne, où le combustible est vaporisé avant d'être injecté dans le cylindre. Les combustibles hydrocarbures li- quides de la présente invention comprennent donc le kérosène, le fuel oil distillé, le fuel oil résiduel et les combustibles pour moteurs à réaction et moteurs Diesel.
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Tous ces produits du pétrole renferment différentes quan- tités, d'impuretés qui ont pour conséquence que des résidus s'accu- mulent dans le.s .conduites de combustible et les filtres des chambres ,de combustion et ces résidus posent fréquemment de sérieux problè- mes dans les installations industrielles. Ces résidu.s proviennent d'ordinaire de la présence de carbone ou de coke libre ou semi- colloïdal -qui se dépose graduellement et s'accumule dans différen- tes parties 'du système. On a . eaucoup cherché à empêcher cette for- mation de résidu's ,et on a essayé d'utiliser à cet effet différents composés ,de titane.
Parmi ceux-ci, :sont compris des titanates d'al- kyle, le titanate de triéthanolamine, etc., mais aucun de ces com- posés n'a.été utilisé avec succès. On a également essayé des titana- tes d'acyle,'sans succès, parce que l'humidité présente dans le combustible réagit avec le titane d'acyle pour former au repos, des polymères condensés de titanates insolubles.
Il est donc désirable d'utiliser un composé de titane qui ne forme pas de polymères insolubles avec l'humidité présente dans l'huile combustible. Les compositions utilisées suivant la pré- sente invention évitent cette objection.
L'invention a pour objet un procédé pour maintenir en. suspension dans un combustible hydrocarbure liquide, une matière carbonée libre et semi-colloïdale, en mélangeant et dissolvant dans le combustible de 0,001% à 2% en poids d'un ester d'acyle diol d'a- cide titanique comprenant du titane tétravalent, chaque atome de titane étant fixé par covalence à 4 groupements organiaues choisis dans le groupe qui consiste en groupements diol à chaîne droite ou à chaîne ramifiée, saturés ou non saturés, dans lesquels les deux groupes hydroxyle sont fixés à des atomes de carbone voisins ou à.
des atomes de carbone séparés l'un de l'autre par 1,2 ou 3 atomes de carbone, des groupements acyle dérivés d'acides monocarboxyliques aliphatiques, à 2 à 20 atones de carbone, saturés ou non saturés, et des groupements alkyle aliphatiques contenant de 2 à 18 atomes de carbone, cet ester d'acyle diol d'acide titanique contenant de 1 à
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3 groupements diol et de 1 à 3 groupements acyle.
La préparation d'esters d'acyle diol d'acide titanique est décrite-en détails dans le brevet principal n 550.396, et n' importe lequel de ces composés. est intéressant comme agent de main- tien en suspension de matière carbonée libre et colloïdale 'dans des combustibles hydrocarbures liquides.
Pour maintenir ces matières carbonées en suspension dans le combustible,. on mélange l'ester acylique de diol d'acide titanique et on le dissout dans le combustible hydrocarbure li- quide, par tout moyen usuel, et de préférence à la température or- dinaire.' '.La quantité d'ester d'acyle diol d'acide titanique utilisée dans la composition, peut varier dans de larges limites ; toutefois, pour réaliser une dispersion efficace et effective de la'matière carbonée dans le combustible il est désirable d'utili- ser entre environ 0,001% et environ 2,0% en poids de l'agent de traitement organique dans le combustible hydrocarbure liquide..
Les exemples qui suivent illustrent davantage le procé- dé de la présente invention.
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EXFJ'lPLE 1. -
On prépare des échantillons de kérosène contenant du dibutyltitanate de 2,5-diméthylhexanediol-2,5-stéaroyle, en ajou- tant: (a) 0,001 g; (b) 0,01 g ; (c) 0,025 g; (d) 0,05 g; (e) 0,1 g et (f) 0,5 g du titanate pour 100 ml de'kérosène. On prépare le titana- te de 2,5-diméthylhexanediol-2,5., stéaroyle et dibutyle en ajoutant une mole d'acide stéarique à une mole de tétrabutyltitanate.Quand la solution est devenue limpide, on ajoute une mole de 2,5-di-
EMI3.2
néthylhexanec?i o1-2.,5 pour former une solution limpide du titanate d'acyle diol.
On introduit 10 ml de chacune des solutions de kérosène dans (les tubes d'essais, et on ajoute à chacun de ces échantil- lons quelques gouttes d'eau. Après avoir remuée on laisse les
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échantillons au repos. -près deux mois, on ne remarque la forma- tion d'aucun dépôt dû à l'hydrolyse.
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EXE'T'LE 2.'1 ' -On répète le procédé de l'exemple 1, excepté qu'au lieu d'eau, 'on ajoute 0,1 g de noir de ca.rbone à 20 ml de chacune des solutions, dans un tube d'essai. On bouche les tubes, on les remue, puis on les laisse au repos. On y ajoute un échantillon de kérosène seul, servant de témoin.
On détermine périodiquement la quantité'de carbone restant dispersée dans les échantillons et 'on les classe'comme suit : 1- complètement déposé; 2- dépôt sensi- blement complet, à part une légère quantité demeurant dispersée;
EMI4.2
3- d2spersion znodérée; 4- bonne dispersion, accompagnée de quel- ques dépôts visibles 5- excellente dispersion. Le .tableau sui- vant montre la dispersion rémanente.après différents laps de temps.
TABLEAU I.
EMI4.3
<tb> Solution <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> semaine <SEP> 1 <SEP> mois <SEP> mois
<tb>
<tb> Témoin <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> . <SEP> 1
<tb>
<tb> a <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb>
<tb> b <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP>
<tb>
<tb> c <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 4
<tb>
<tb> d <SEP> . <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb>
<tb> e <SEP> 5 <SEP> . <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb>
<tb> f <SEP> 5 <SEP> , <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb>
On remarquera que, alors que le carbone des échantil- lons témoins s'est déposé entièrement après un jour, les échantil- lons contenant le titanate d'acyle diol restent encore dispersés même aux plus faibles concentrations.
EXEMPLE 3.-
On prépare une série de six solutions de kérosène con-
EMI4.4
tenant du titanate de 2,5-cicthylhex ediol-2,, stéaroyie et dibutyle comme dans l'exemple 1. Toutefois, au lieu d'ajouter du
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noir de carbone, on utili@@ envir@@ 0,2 g d'une boue prélevée d'un filtre à huile. Les résultats obtenus sont reportes au ta.- bleau suivant, les chiffres et solution ayant la même significa- tion que dans les exemples 1 et 2.
TABLEAU 2.
EMI5.1
<tb>
Solution <SEP> .1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> semaine <SEP> 1 <SEP> mois <SEP> 3 <SEP> mois
<tb>
<tb> Témoin <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb>
<tb> (a) <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb>
<tb> (b) <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb>
<tb> (c) <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb>
<tb> (d) <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 4
<tb>
<tb> (e) <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 4
<tb>
<tb> (f) <SEP> .5 <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb>
EXEMPLE 4.-
On répète le procède de l'exemple 2 en utilisant 0,1 g de charbon de bois activé en poudre, au lieu de boue de filtre à huile. Les résultats obtenus sont pratiquement les mêmes que dans l'exemple 3 .
EXEMPLE 5 . -
On répète le procédé de l'exemple 2, excepté qu'on uti- lise de l'huile combustible n 2 au lieu de kérosène. Les résul- tats obtenus sont les suivants.
-TABLEE 3 .
EMI5.2
<tb>
Solution <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> semaine <SEP> 1 <SEP> !lois <SEP> 3 <SEP> mois <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Témoin <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> a <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> b <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> c <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> d <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> e <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> f <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 4
<tb>
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EXEMPLE 6. -
On répète le procède de l'exemple 5 excepté au-on uti-
EMI6.1
..ise., au Lieu de titanate de 2,5-d-raéthylhexanec:.ol-,5, stéaroyle et dibutyle;
, du titanate de 2-éthylhexanediol-1.,3 stcaroyie et dibutyle-prépare en faisant réagir une mole de titanate tétra- butylique avec une mole d'acide stéarique puis en faisant réagir
EMI6.2
le produit avec une mole de 2-thylhexa;nediol-1,3. Les résultats obtenus sont pratiquement les mêmes' EXEMPLE 7.-
On. répète le procédé de l'exemple 6 en utilisant une huile combustible'Diesel légère. Les résultats obtenus sont pra- tiquement 'les mêmes, excepté que, dans ce cas, le noir de car- bone se dépose beaucoup plus rapidement dans l'échantillon té- moin ne contenant pas de titanates, de sorte que le combustible devient limpide .en moins de 12 heures.
EXEMPLE 8. -
EMI6.3
On prépare du titanate de di-(2-éthyl-2-butylpropane- dil-1,3) de stéaroyle et isopropyle en faisant réagir une mole d' acide stéarique avec une mole de titanate tétraisopropylique, puis en faisant réagir le produit avec 2 moles de 2-éthyl-2-butylpro- panediol-1,3. On dissout 1 gramme de cette matière dans un litre de kérosène. Quand on ajoute du noir de carbone à cette solution et qu'on l'agite, il reste à l'état dispersé, bien que, ajouté au kérosène seul, le noir de carbone se dépose à peu près complète- ment en 6 heures. On prépare également des solutions contenant
EMI6.4
0,'1 g et 0,050g'par litre de kérosène; elles donnent de bonnes dis- persions de noir de carbone.
EXEMPLE 9 . -
On répète le processus dé l'exemple 8, excepté qu'on utilise une boue de filtre à huile, au. lieu de noir de carbone.
Après une semaine, le dépôt est à peu près complet dans un
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échantillon de témoin, tandis que les échantillons contenant le titanate demeurent bien dispersés.
EXEMPLE 10.- .On répète le procédé de l'exemple 8 en utilisant les composés reportés au ta.bleau 4, au lieu de titanate de di-(2-
EMI7.1
éthyl-?- outylprojoaneà.iol-1, 3) , stéaroyle et isopropyle.
TABLEAU 4.
EMI7.2
<tb> Composé <SEP> Taux <SEP> de <SEP> dispersion
<tb>
<tb> 1 <SEP> g/1 <SEP> de <SEP> solution.
<tb>
EMI7.3
Titanate de 2-ffiéthyl-pentane-diol-2,4 4 stéaroyle et dibutyle Titanate de di-(2-raéthyl-pentanediol-21,4). 3 stéaroyle et butyle Titanate de tri-(2-lnéthyl-entanediol-2,r) 4 et. de stéaroyle Titanate de di-(2-mëthyl-pentane-diol-2) 2 et distéaroyle Titanate de 2-(nêt'¯y1-oentane-diol-2,,), 3
EMI7.4
<tb> distéaroyle <SEP> et <SEP> butyle
<tb>
<tb> Titanate <SEP> de <SEP> di-(n-octylène-glycol) <SEP> - <SEP> 5
<tb> stéaroyle <SEP> et <SEP> butyle
<tb>
EMI7.5
Titanate de di-(2-ra.ëthyl-pentanediol-2) 3 s téaroyl e et 2-ethyl-hexyle Titanate de di- (2, 5-diïnêthyl-hexanediol-2, 5) , 4 stéa.royle et butyle Titanate de di-(butane-diol-?,3), stéaroyle 2 et butyle Titanate de di-(butane-diol-l,4), stéaroyle 4 et butyle Titanate de di- (2, ,.- tri¯né thyl-Pen tan.ediol-l, 3) ,
3
EMI7.6
<tb> stéaroyle <SEP> et <SEP> butyle
<tb>
<tb> Titanate <SEP> de <SEP> pentane-diol-2,4, <SEP> stéaroyle <SEP> et <SEP> di- <SEP> 2
<tb> isopropyle
<tb>
EMI7.7
Titanate de 3,6-diéthyl-=octyne-diol-3,6 3 stéaroyle et dibutyle Titanate de di-(2-butène-diol-l,/), stéaroyle 4 et butyle Titanate de di-(2-éthylhexane-diol-1,3), yris- 4
EMI7.8
<tb> toyle <SEP> et <SEP> butyle
<tb>
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EMI8.1
<tb> composé <SEP> Taux <SEP> de <SEP> dispersion
<tb>
<tb> 1 <SEP> g/1 <SEP> de <SEP> solution.
<tb>
EMI8.2
ritm1ate de di-(2-méthyl-pentanediol-2,4), 4 Lauroyle èt'butyle Eitanate de .di-(2-3néthyl-pentanediol-2,1), 3 Jléoyle et butyle ritanate de di-(2 ncahyl-pentanediol-2,l) .
3 linoléoyle et butyle fitanate de di-(2-méthyl-pentaneciol-2,1), 4 nonanoyle et butyle litanate de 2-éthyl-hexanediol-l.,3, acétyle 3
EMI8.3
<tb> etdibutyle
<tb>
L'efficacité de ces composés pour disperser du noir de carbone dans une. solution de kérosène, ressort également du ta- bleau 4. La dispersion du noir de carbone dans le kérosène seul, est très minime.
Il résulte clairement de la description ci-dessus et des. exemples donnés, que l'on peut maintenir du carbone semi- colloïdal et libre à l'état dispersé dans un combustible hydro- carbure liquide, en ajoutant des titanates d'acyle diol. La ma- tière carbonée demeure en suspension sans former de boues. Le titanate d'acyle diol utilisé pour la dispersion, ne réagit pas avec l'humidité pour former des polymères insolubles.
R E V E N DI C A T I 0 N S.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.