Brevet FR2403381A1 — publié le 19790413

La présente invention est relative à une composition destinée à améliorer la combustion des dérivés pétroliers tels que les fuels lourds ou domestiques et le gas-oil, avec la possibilité d'y disperser dlune façon stable trois à vingt fois son poids en eau Les applications de cette composition peuvent servir dans l'amélioration de la combustion de tout type de fuel avec ou sans catalyseur métallique ; dans l'amélioration des gas-oils et fuels domestiques pour obtenir et garder un bon rendement dans les moteurs type diesel ; dans les carburants gazéifiables pour augmenter le rendement thermique des moteurs à gaz d'essence et diminuer leur consommation en stabilisant l'évaporation de ces essences en augmentant leur chaleur de vaporisation. I1 est connu actuellement d'ajouter au fuel certains adjuvants ayant des rôles et des fonctions particulières qui sont utilisés dans des applications déterminées. Ainsi, il est possible actuellement de diminuer la corrosion de la chaudière ou de la pompe de compression destinée à la pulvérisation du fuel en ajoutant des produits chimiques dont les caractéristiques anticorrosion ou anti-usure sont bien connues. Aucune composition n'a toutefois donné à ce jour satisfaction puisqu'il est extrêmement délicat d'ajouter au fuel des composés hétérogènes parfaitement solubles pour obtenir un mélange limpide, stable dans le temps. Un des buts de la présente invention est de proposer une composition qui améliorera la combustion des fuels tout en leur permettant de garder une bonne stabilité et homogénéité dans le temps, même en cas de mélange de fuels incompatibles et de refroidissement par stockage prolongé. Par un traitement approprié desEtockages de fuels, on évitera le curage des cuves et leur purge . On obtiendra alors au brûleur un fuel homogène en composition et de fluidité régulière qui se pulvérisera plus facilement et plus finement et donc brûlera plus complètement du fait d'un mélange plus intime avec l'air de combustion. La combustion sera plus complète avec moins d'excès d'air ce qui permettra de réaliser une économie comprise selon les cas entre 5 et 15 % , notamment par la diminution des imbrulés liquides dans les petites installations à régime tout ou rien, et à pulvérisation mécanique. La composition selon l'invention est avantageuse puisque Ses différents constituants ont tous un rôle principal et ne s'opposent pas. On a constaté au contraire qu'ils avaient entre eux une action synergisante, qui permet de donner à la composition des propriétés accrues et nouvelles comme l'effet de peptisation dans les produits pétroliers d'une quantité d'eau 3 à 20 fois plus importante que celle de l'additif. La composition selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend une carboxylamide d'acide gras dont la chaîne carbonée est entre C8 et C20. Un autre composutcaractéristique de la composition selon l'invention est un alkyl phénol, et/ou un acide gras, et/ou un dérivé d'acide gras polyéthoxylé dont lléthoxylation est comprise entre 4 et 10 moles d'oxyde d'éthylène. Un autre compostbcaractéristique est un sel d'alkyl diamine utilisé avec la diamine correspondante, dont les chaînes carbonées sont comprises entre C8 et C20. La composition selon l'invention peut également comprendre les solvants polaires à bas point d'ébullition, c'està-dire à point d'ébullition inférieur à 100 O On utilisera également un catalyseur d'oxydation du type organo-métalliqae à base de fer ou de manganèse stable avec les composants précédents et ne modifiant pas leurs propriétés. L'utilisation de ce catalyseur qui pourrait par ailleurs avoir tendance à augmenter les boues de certains fuels est compensée par l'action des autres composants:au niveau des sédiments, de l'eau et des paraffines. Des effets anti-corrosion de la cuve, ducystème d'alimentation, ainsi que du brûleur sont obtenus par l'effet polaire et hydrophobe de l'alkyl diamine et de son sel sur les métaux ainsi que par l'alcalinisation du fuel lui-meme. La composition selon l'invention permet en effet notamment d'abaiaser le taux de formation de Se provenant de la combustion du soufre toujours contenu en quantité plus ou moins importante dans le fuel. Cet abaissement est obtenu par l'action conjuguée de I'alkyl diamine, de son sel et de la carboxylamide. L'alkyl diamine neutralise par ailleurs le S03 restant et l'faction de liteau résiduelle dissoute dans le fuel, qui pourrait s'acidifier et attaquer la cuve de stockage. Outre son rôle dlalcalinisation et de tensio-actif, l'alkyl diamine synergise également loepropriétés de son sel. Ils peuvent être solubilisés dans le fuel grâce à la présence de l'alkyl phenol polyéthoxylé. Une protection accrue des pièces fragiles du système de pulvérisation telles qu la pompe est obtenue par élimination du risque d'aspirer de liteau ou des boues fortement aqueuses, ainsi que par l'effet de graissage obtenu par le sel d'amine qui fait office de dope d'onctuosité , et maintient dans un excellent état de propreté filtres, gicleurs, électrodes, et autres pièces du brûleur, grâce à l'effet tensio-actif de tous les composants sur les crasses et dépôts gommeux. Le débit des fuels traités aura tendance à s'accroître dans une canalisation et à température donnee par l'effet de fluidification du à l'additif et le filmage interne des conduites métalliques. L'utilisation d'un catalyseur d'oxydation stable du type organo-mêtallique contribue également à améliorer la combustion du fuel en empêchant les parties les plus lourdes , asphaltènes et paraffines, de charbonner et de brûler incomplêtement, ce qui provoque de la suie et des fumées noires. Les sels cathoniques d'alkyl diamine contribuent à stabiliser et anti-redéposer les sédiments- et les asphaltènes par filmage, les empêchant ainsi de s'agglomérer , et neutralisent les effets oxydants des sels et oxydes métalliques inhérents au fuel. Les dépôts i paraffine sont éliminés, ou fortement diminués, par le ou les émulgateurs éthoxylés, ainsi que le colmatage des filtres, notamment lors de l'utilisation du fuel domestique à basse température. Le carboxylamide contribue fortement avec les autres élé ment s à la propriété de peptiser très finemeXtNpuouvant se trouver dans les différents fuels et dans les duves de stockage, notamment par condensation. Les solvants de la composition, et surtout l'eau peptisée en se vaporisant à la sortie du brûleur, augmentent la finesse des gouttelettes de fuel surtout s'il y a prêchauffage à 100 C et plus. La composition selon l'invention se présente-sous la forme d'un liquide fluide transparent, homogène et stable dans un large intervalle de température, à titre indicatif de moins 20 C à plus 80 C,et soluble instantanément dans les fuels et combustibles pétroliers. L'expérience a montré que la quantité de chacun des constituants pouvait varier dans les limites suivantes pour conserver à la composition toutes ses propriétés, et en particulier son pouvoir peptisant de l'eau ler exemple 2ème exemple Alkyl diamine : 3 à 8 % 5 5 Sel d'alkyl diamine :30 à 40 % 35 35 Emulgateurs non ioniques : 8 à 25 % 10 10 Carboxylamide :30 à 40 % 30 30 Solvants polaires :10 à 40 % 20 Catalyseurs métalliques: 0 à 20 % 0 10 Correspondant à 5% de métal A titre d'exemple, la dose d'utilisation de l'additif suivant les types de fuels et la matière active organique de la composition peut varier de 100 à 300 ppm, clest-à-dire de 100 à 300 grammes d'additif par tonne de fuel (ce qui correspond à environ 90 à 180 ppm de matières actives organiques), et a un pouvoir peptisant de l'eau égal à 3 à 5 fois le volume de l'additif dans les essences et white epirit, 5 à 10 fois dans les gas-oils et fuels domestiques, et 10 à 20 fois dans les fuels lourds. Dans les moteurs thermiques type diesel, la composition de base est diluée par 10 volumes de solvants polaires et utilisée à raison de 100 à 200 ppm de matière active organique dans le gas-oil et fuel domestique, c'est-à-dire, 1 à 3 pour mille de la composition diluée pour - Peptiser l'eau de condensation ou accidentelle dans le réservoir, - Eliminer les risques de colmatage du filtre, notamment en hiver, et de détérioration de l'ensemble pompe et injecteurs, - Augmenter l'indice de cétane, - Maintenir en parfait état de propreté et renforcer l'anti-corro sion et le graissage du système d'injection, et augmenter la durée d'utilisation entre deux révisions - Améliorer le rendement thermique global qui se traduit par une diminution notable des fumées et une économie de combustible minimum de l'ordre de 5 %, ainsi qu'une pollution moindre. Dans les moteurs thermiques type gazéification, la compo sition de base est diluée par environ 100 volumes de solvant polaire associé à un solvant aromatique et utilisée à raison de 100 à 300 ppm de matières actives organiques, c'est-à-dire 1 à 5 % de la solution diluée,pour - Peptiser l'eau de condensation du réservoir et avoir la possi bilité d'en rajouter pour maintenir un degré d'humidité dans le carburant (qui reste à déterminer) ce qui améliorera la combus tion et donc le rendement thermique du moteur, ce qui va égale ment stabiliser la gazéification de l'essence et réduire la con sommation notamment au ralenti et en période d' été , - Obtenir un ralenti du moteur plus régulier, et des gaz d'échappe ment moins polluants, - Garder le carburateur en parfait état de propreté et graisser les hauts de cylindres, - Augmenter l'indice d'octane de 5 à 10 points de l'essence norma le. Del-tous ces effets, il résultera une diminution de la consommation de l'ordre de 8 à 18 %, suivant la dose et le type de véhicule utilisé. On pourra naturellement réaliser d'autres compositions avec des proportions différentes ou des constituants secondaires sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. De préférence, le nombre de moles d'oxyde d'éthylène de l'alkylphénol polyéthoxylé est compris entre 4 et 10 pour donner au produit tout son pouvoir émulgateur et permettre la solubilisation de l'alkyl diamine et de son sel. REVENDICATIONS 1) Composition destinée à améliorer la combustion des fuels lourds et domestiques, caractérisée par le fait qu'elle comprend une carboxylamine d'acide gras dont la chaine carbonée est comprise entre C8 et C20. 2) Composition destinée à améliorer la combustion des fuels lourds-selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend un alkyl phenol ou un acide gras polyéthoxylé dont l'éthoxylation est comprise entre 4 et 10 moles d'oxyde d'éthylène. 3) Composition destinée à améliorer la combustion des fuels lourds et domestiques selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend un sel d'alkyl diamine dont l'acide gras est une chaîne carbonée comprise entre C8 et C20. 4) Composition destinée à améliorer la combustion des fuels lourds selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend en combinaison une alkyl diamine à un sel dtalkyl diamine et un alkyl phénol polyéthoxylé dont l'éthoxylation est comprise entre 4 et 10 moles d'oxyde d'éthylène. 5) Composition destinée à améliorer la combustion des fuels lourds et domestiques selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle comprend une alkyl diamine dont la chaîne carbonée est comprise entre C8 et C20 et un alkyl phénol ou un acide gras polyéthoxylé dont I'éthoxylation est comprise entre 4 et 10 moles d'oxyde d'éthylène. 6) Composition destinée à améliorer la combustion des fuels lourds et domestiques selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu ' elle comprend : - une alkyl diamine dont la chaîne carbonée est comprise entre C8 et C20, - un sel d'alkyl diamine dont l'acide gras a une chaîne carbonée comprise entre C8 et C20, - une carboxylamine d'acide gras dans la chaîne carbonée est comprise entre C8 et C20, - un alkyl phénol ou un acide gras polyéthoxylé dont l'é- thoxylation est comprise entre 4 et 10 moles d'oxyde dtéthylène, - un catalyseur d'oxydation type organo-métallique à base de fer ou de manganèse. 7) Composition selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle comprend 100 à 300 gr de l'ensemble des constituants par tonne de fuel à traiter.