Brevet FR2520376A1 — publié le 19830729

La présente invention concerne des additifs pour carburants hydrocarbonés liquides tels qu'essence et carburant Diesel, pour obtenir un meilleur rendement du carburant et une combustion plus propre. Le progrès industriel réalisé au cours des 100 dernières années a été rendu possible en grande partie du fait de l'abondance relative et de la commodité d'uti- lisation de carburants et combustibles hydrocarbonés liquides comme source d'énergie Malgré les efforts actuellement déployés pour économiser les ressources de pétrole et pour utiliser d'autres sources d'énergie telles que le charbon, l'énergie nucléaire, l'énergie solaire, l'énergie géo- thermique, etc, le combustible tiré du pétrole reste notre principale source d'énergie pour tout ce qui va des véhicules et des installations de chauffage domestique aux installations industrielles les plus importantes. Toutefois, le fait de dépendre de combustibles hydrocarbonés liquides n'a pas été sans inconvénient. A mesure que son utilisation s'est accrue, le combustible à base de pétrole a été la source d'une importante pollution industrielle et urbaine En outre, bien qu'autrefois très abondant et peu coûteux, le pétrole est depuis quel- que temps devenu une denrée qui coûte très cher, et, puisqu'il s'agit d'une ressource qui ne se renouvelle pas il deviendra rare dans le futur Toutefois, son utilisation est si universelle que même les prévisions les plus opti- mistes de passage à d'autres possibilités prévoient de nombreuses années de forte consommation. En conséquence, des efforts ont été orientés vers une amélioration de la performance des machines en utilisant des carburants hydrocarbonés liquides, par exemple en réduisant la consommation de véhicules automobiles. Cela a impliqué en partie une conception nouvelle des ma- chines qui utilisent le carburant Toutefois, une autre tactique a consisté à modifier les caractéristiques de combustion du carburant lui- même par un raffinage et par l'utilisation d'additifs En ce qui concerne ces derniers, l'utilisation de dérivés alkyliques du plomb pour accroître l'indice d'octane d'un carburant constitue peut-être le meilleur exemple Toutefois, attendu que les composés du plomb constituent eux-mêmes un danger pour l'environnement, on est en train de renoncer à leur utilisation Divers autres additifs pour carburants destinés à améliorer la performance sont décrits, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N' 4 231 756, N O 3 563 715, N O 2 662 817, N O 1 923 048, N O 1 682 561 et N'1 313 158. Bien que des efforts importants aient été faits en vue d'améliorer des carburants et combustibles hydro- carbonés en y ajoutant divers additifs, ces efforts n'ont pas reçu un accueil très favorable ou n'ont pas eu un grand succès à cause d'un inconvénient ou d'un autre En conséquence, il est depuis longtemps nécessaire, et cette nécessité demeure, de trouver un additif peu coûteux mais efficace pour des carburants hydrocarbonés liquides en vue d'améliorer le rendement et de permettre une combustion plus propre en vue de faire durer les provisions de cette ressource critique et de réduire les dépenses. La présente invention propose un additif per- fectionné pour carburants hydrocarbonés liquides tels que l'essence et l'huile Diesel, en vue d'améliorer le rende- ment du carburant et de permettre une combustion plus propre L'additif comprend, sur une base volume/volume, un mélange d'un alcool de bas poids moléculaire ( 3-10 %); d'un ester aliphatique ( 5-15 %); d'un hydrocarbure aro- matique ( 3-13 %); d'un alcène halogéné ( 3-13 %); d'un hydrocarbure aliphatique dont une proportion de 50 % a un point d'ébullition compris entre 115 'C et 1820 C ( 35-70 %); et d'une huile végétale hydroxylique non satu- rée ( 20-30 %) Lorsque le mélange est ajouté à un carbu- rant hydrocarboné liquide tel que l'essence ou le carburant Diesel, le carburant a un plus grand rendement et brûle plus proprement. En conséquence, l'un des buts de la présente invention est de trouver un carburant hydrocarboné liquide plus performant et doué de très bonnes caractéristiques de combustion. Un autre but de la présente invention est de trouver un carburant pour véhicules qui offre -une augmen- tation du nombre de kilomètres au litre et réduise la formation de dépôts dans le moteur. Un autre but de la présente invention est de trouver un combustible pour installations de chauffage et centrales produisant de l'énergie, qui brûle plus pro- prement et dont le rendement thermique soit amélioré. Comme indiqué ci-dessus, la présente invention réside dans un additif pour carburants et combustibles hydrocarbonés liquide, comprenant un mélange d'ingrédients. L'un des ingrédients est un alcool de bas poids moléculaire, c'est-à-dire un alcool ayant 4 ou moins de 4 atomes de carbone Parmi ces alcools, on peut mentionner le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'isopropanol, le butanol, etc. L'alcool constitue, sur une base volume-à-volume, 3 à 10 % du mélange On donnera la préférence au méthanol On peut utiliser des mélanges d'alcools. Un deuxième ingrédient est un ester aliphatique. Des esters convenables ont 6 ou moins de 6 atomes de carbone et comprennent, à titre non limitatif, l'acétate de méthyle, l'acétate d'éthyle, l'acétate de propyle, l'acétate de tertio-butyle, le propionate de méthyle, le propionate d'éthyle, le n-butyrate de méthyle, l'acétate d'isopropyle, l'isobutyrate de méthyle et leurs mélanges. Les esters constituent 5 à 15 % de l'additif On apprécie des acétates et notamment l'acétate de propyle. Un troisième ingrédient de l'additif est un hydro- carbure aromatique Des hydrocarbures aromatiques conve- nables comprennent, à titre non limitatif, le benzène, le toluène, les o-, m et p-xylènes, le naphtalène, le biphényle, etc y compris leurs mélanges L'hydrocarbure aromatique constitue 3 à 13 % du mélange et on donnera la préférence au toluène. Un quatrième ingrédient est un alcène halogéné. On apprécie des alcènes chlorés, bromés et chloro-bromés mixtes La chaîne alcénique comprend généralement 3 ou moins de 3 atomes de carbone et des halogénalcènes convenables sont le tétrachloréthylène, le tétrabrométhylène, le dibromodichloréthylène et le trichloréthylène et leurs mélanges L'halogénalcène constitue 3 à 13 % de l'additif. On apprécie le tétrachloréthylène. L'hydrocarbure aliphatique, qui constitue 35 à % de l'additif, est avantageusement une fraction hydro- carbonée dont une proportion de 50 % bout entre 115 C et 182 C On donnera la préférence à un kérosène de bas point d'ébullition (Eb 160 C). Le dernier ingrédient est un acide insaturé à substituant hydroxy qui constitue 20 à 30 % de l'additif. Des huiles végétales qui comprennent un tel acide consti- tuent une source avantageuse L'huile de ricin, qui est principalement formée d'acide ricinoléique, est une huile appréciée Toutefois, il convient également d'utiliser d'autres acides hydroxylés insaturés ayant 16 à 24 atomes de carbone. Une quantité suffisante de l'additif est ajoutée au combustible ou au carburant pour améliorer le rendement avec lequel il brêle ou est consommé dans un moteur, ou d'autres caractéristiques effectives La quantité qui donnera les résultats optimaux peut varier selon la nature et la qualité du carburant ou combustible, la conception du moteur ou du brûleur, etc Toutefois, on obtient de très bons résultats en n'utilisant qu'une partie d'addi- tif pour 2500 parties de carburant ou combustible, sur une base volume-àvolume Géndralement,les meilleurs résultats sont obtenus dans la plage d'environ 1/2000 à 1/5000 parties d'additif par rapport au carburant ou combus- tible, la plage de 1/2000 à 1/1000 étant préférée. Une composition que l'on utilisera avantageusement dans la présente invention a la composition suivante (% en volume/volume): Méthanol 5,0 Acétate de propyle 8,0 Toluène 6,0 Tétrachloréthylène 6,0 Hydrocarbure aliphatique (proportion de 50 % bouillant à 160 C) 50 Huile de ricin 25 Exemple 1 L'adjonction de l'additif particulier décrit ci-dessus à un supercarburant du commerce (indice d'octane = 89) dans un rapport approximatif d'une partie d'additif pour 1000 parties de carburant, sur une base volume-à- volume ( 74 ml pour 75,7 litres) a donné les résultats suivants: a) la couleur et la densité sont restées inchan- gées; b) la plage de distillation a présenté une légère variation du point extrême, qui est considérée comme insi- gnifiante si l'on' considère la vitesse d'évaporation; c) la teneur en gomme du carburant a légèrement augmenté, mais elle est restée dans les limites spécifiiées par les normes concernant les carburateurs de véhicules automobiles; d) le taux de corrosion n'a pas été affecté, parce qu'on n'a détecté aucun effet défavorable sur le cuivre ou l'alliage de cuivre dont les composants du circuit de carburant sont formés; et e) l'indice d'octane a été élevé de 0,6 unité dans des essais portant sur le moteur, en passant de 89 à 89,6. Les résultats ci-dessus démontrent l'avantage de l'addition de l'additif de la présente invention à l'essence Une élévation de l'indice d'octane est associée à une meilleure performance et à un meilleur rendement du carburant dans des moteurs modernes, du fait que le cognement et d'autres effets défavorables sont réduits, d'o une combustion plus propre dans le moteur, entraînant une vie plus longue du moteur et une consommation de car- burant réduite. Exemple 2 L'addition du même additif à un combustible lourd du commerce, à savoir une partie d'additif pour 2000 parties de combustible, a donné les résultats suivants: 1) La teneur totale en cendres a été réduite de 33 % Ceci est un signe de meilleure performance de la part d'un combustible lourd, en ce qui concerne l'obturation et la formation de dépôt, et indique que la corrosion à haute température serait réduite. 2) Le résidu de carbone a été réduit de 7,5 %. Cela est un signe de réduction de la formation de dépôts de carbone dans les vaporiseurs, les gicleurs à pression et les brûleurs du type à atomisation par la vapeur, lors- que -des rapports optimaux du cxmbustible à l'air ne sont pas respectés. 3) La teneur en soufre des cendres est réduite de 10 % Cela est également un signe de combustion plus propre et souligne un avantage particulier de la présente invention, attendu que des dépôts contenant du soufre sur des surfaces externes de tubes de surchauffeurs, d'économiseurs, d'appareils de chauffage d'air et d'autres parties de chaudières sont réduits Le soufre est un ingré- dient particulièrement corrosif dans la cendre et les dépôts, et la réduction de la quantité de soufre dans des dépôts prolonge la vie des pièces et améliore leur rende- ment thermique. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Composition d'additif pour carburants et combus- tibles hydrocarbonés liquides, caractérisée en ce qu'elle comprend, sur une base volume-à-volume: a) 3-10 % d'un alcool n'ayant pas plus de 4 atomes de carbone; b) 5-15 % d'un ester aliphatique n'ayant pas plus de 6 atomes de carbone; c) 3-13 % d'un hydrocarbure aromatique; d) 3-13 % d'un alcène halogéné; e) 35-70 % d'un hydrocarbure aliphatique dont une proportion de 50 % a un point d'ébullition compris entre 115 et 182 C; et f) 20-30 % d'un acide insaturé à substituant hydroxy. 2 Composition suivant la revendication 1, caracté- risée en ce que l'alcool est choisi entre le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'isopropanol, le butanol et leurs mélanges; l'ester aliphatique est choisi entre l'acétate de méthyle, l'acétate d'éthyle, l'acétate de propyle, l'acétate de tertio-butyle, le propionate de méthyle, le propionate d'éthyle, le n-butyrate de méthyle, l'acé- tate d'isopropyle, l'isobutyrate de méthyle et leurs mélanges; l'hydrocarbure aromatique est choisi entre le benzène, le toluène, le oxylène, le m-xylène, le p-xylène, le napthalène, le biphényle et leurs mélanges; et l'alcène halogéné est choisi entre des chloralcènes, des bromalcènes et des chlorobromalcènes; et l'acide insaturé est un acide ayant 16 à 24 atomes de carbone. 3 Composition suivant la revendication 2, caracté- risée en ce que l'alcène halogéné est choisi entre le tétrachloréthylène, le tétrabrométhylène, le dibromo- dichloréthylène, le trichloréthylène et leurs mélanges. 4 Composition suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'acide insaturé est l'acide ricinoléique. Composition suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisée en ce que la source d'acide est une huile végétale. 6 Composition suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'huile est l'huile de ricin. 7 Composition suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'hydrocarbure aliphatique est un kérosène de bas point d'ébullition dont une proportion de 50 % a un point d'ébullition de 1600 C. 8 Composition suivant la revendication 1, caracté- risée en ce qu'elle comprend 5 % de méthanol, 8 % d'acétate de propyle, 6 % de toluène, 6 % de tétrachloréthylène, % de kérosène dont une proportion de 50 % a un point d'ébullition de 1600 C et 25 % d'huile de ricin.