Brevet FR2637608A1 — publié le 19900413

NOUVEAUX ADDITIFS AMéLIORANT LA RESISTANCE A L'AUTO-INFLAMMATION DES CARBURANTS La présente invention concerne de nouveaux additifs améliorant la résistance à l'auto-inflammation des carburants. Le bon fonctionnement d'un moteur à allumage commandé nécessite l'utilisation d'un carburant ayant une résistance minimaLe à l'auto-inflammation, souvent représentée par L'indice d'octane. Le non-respect de cette exigence peut conduire à des dégradations très rapides du moteur, en particulier de la culasse des pistons et du joint de culasse. L'obtention d'un carburant à indice d'octane spécifié peut se faire par un choix rigoureux de ses éléments constitutifs, ce qui conduit à un prix de revient élevé. Une solution plus économique consiste à utiliser un mélange de "bases" donnant- un indice d'octane inférieur à celui requis et à améliorer L'indice d'octane par des additifs. On sait, depuis longtemps, que certains métaux, tels que, par exemple et de préférence, le plomb et le manganése, peuvent constituer, lorsqu'ils sont présentés sous forme convenable, de tels additifs. Mais le problème reside alors dans la possibilité de présenter lesdits métaux sous uniforme qui les rende compatibles avec le carburant et, si possible, faciles à utiliser. On a déjà proposé et on utilise ces métaux, notamment le plomb, sous la forme de plomb tétramethyle ou de plomb tétraéthyle. Ces molécules permettent d'introduire dans le carburant L'élément actif sous forme d'une solution vraie. Ceci évite les risques de ségrégation du plomb par différence de densité. Ces additifs présentent le gros inconvénient d'être volatils et inflammables, d'ou Les risques d'incendie et d'explosion. De plus, la toxicité du métal de base se trouve accrue puisqu'il peut pénétrer dans l'organisme sous forme métabolisable par inhalation des vapeurs ou simple contact cutané. On a, également, proposé d'introduire le métal sous forme micellaire à L'aide de molécules organiques soufrées et de leurs dérivés organométalliques de type : - acides alkylarylsulfoniques et alkylarylsulfonates métalliques, - acides alkylsulfoniques et alkylsulfonates métalliques, - sulfates d'alcool gras linéaires ou ramifiés, saturés ou non et sels métalliques correspondants. L'utilisation de ces composés soufrés a l'inconvénient d'introduire du soufre dans le carburant en même temps que le métal actif. Les quantités totales de soufre admissibles dans les carburants étant très limitées, il faudrait donc, pour pouvoir introduire les quantités de métal nécessaires à L'obtention de l'indice d'octane, n'utiliser que des bases très fortement désoufrées, ce qui ne peut qu'accroître leur prix. L'invention faisant l'objet du présent brevet consiste à utiliser l'élément actif métallique sous forme d'un composé micellaire constitué par L'association d'un sel métallique d'un acide organique non soufré avec un composé métallique. Les produits utilisables comme additifs pour les carburants sont donc les produits de formule (R - COOM) (M'X) n (I) dans laquelle - R est un radical aLiphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié comportant de 3 à 32 atomes de carbone et, de préférence, 6 à 18 atomes de carbone. Il est également possible que R représente plusieurs radicaux différents, comme cela est le cas, par exemple, lorsque l'acide RCOOH représente un mélange d'acides gras de C6 à C18. - M et M' sont des atomes métalliques. Au moins l'un de ces atomes est un métal connu pour améliorer t'indice d'octane des carburants, à savoir, de préférence, le plomb et le manganèse. M et M' peuvent être identiques ou différents. - X est, soit le nombre convenabLe d'atomes d'oxygéne formant avec M' un oxyde, soit un reste acide formant avec M' un sel. - n est un nombre compris entre 0 et 1. Le radical R sera, avantageusement, sature (paraffinique) pour présenter une faible réactivité et une meilleure stabilité dans le temps. Il sera avantageusement ramifié (isoparaffine) de façon à être natureLlement résistant à l'auto-inflammation et à avoir un point de congélation plus élevé que la n-paraffine de même poids moléculaire. Les ramifications pourront être simples ou multiples et seront, avantageusement, situées sur les atomes de carbone autres que l'atome a, cet atome a étant défini comme L'atome de carbone contigu à celui de la fonction acide. Les avantages exposés ci-dessus seront obtenus en particulier avec Les sels métalliques des acides ramifiés de type : Il est possible, comme indiqué ci-dessus, que les atomes M et M' soient identiques. Lorsqu'ils sont différents, il est préférable que l'atome métallique connu pour améliorer l'indice d'octane soit l'atome M'. On peut alors utiliser la molécule RCOOM pour conférer à L'additif selon l'invention des propriétés complémentaires, telles que détergentes, anticorrosion, antisuie, etc. Les produits selpn l'invention sont utilisés sous forme de micelles de diamètre moyen supérieur à environ 2 nanomètres, de façon, d'une part, à conduire à des mélanges stables desdits produits avec les carburants et, d'autre part, à réduire, par rapport aux composés organométalliques actuellement utilisés, les risques d'incendie et latoicité. Par exemple, lorsque M et M' sont du plomb, que X est l'oxygène et que n est égal à environ 0,5, il est assez facile d'obtenir des produits de formule (I) pour lesquels Les micelles ont des dimensions comprises entre 2 et 15 manomètres. Il est possible, lors de ta préparation des micelles ou de la suspension'contenant lesdits micelles, qui sera utilisée comme additif, de faire -en sorte d'ajouter, auxdites micelles ou audit additif, au moins un autre corps qui pourrait conférer à ces micelles des propriétés supplémentaires connues et résultant directement de la présence dudit autre corps. Comme exemple non limitatif selon l'invention, on utilisera, avantageusement, comme additif, le sel de plomb surdosé en oxyde de plomb, de formule suivante ce sel formant spontanément des micelles. REVENDICATIONS 1 - Utilisation pour améliorer la résistance.B l'autoinflammation des carburants de nouveaux additifs, caractérisée en ce que ces additifs sont sous forme d'un composé micellaire constitué par l'association d'un sel métallique d'un acide organique non soufré avec un composé métallique, au moins un des métaux dudit sel ou dudit composé étant connu comme métal améliorant l'indice d'octane des carburants. 2 - Utilisation d'additifs selon la7revendication 1, caractérisée en ce que ces additifs ont pour formule (RCOOM) (M'X) n tI) dans laquelle : - R est un radical aliphatique ayant de 3 à 32 atomes de carbone, de préférence 6 à 18 atomes de carbone, - M et M' sont des atomes-métalliques identiques ou différents, - X est de l'oxygene, M'X formant alors un oxyde métallique de M' ou un reste acide, M'X formant alors un sel métallique de M', - n est un nombre compris entre O et 1. 3 - Utilisation d'additifs selon la revendication 2, caractérisée en ce que les additifs sont des produits de formule (I), dans laquelle M et M' sont choisis parmi le plomb et le manganese. 4 - Utilisation d'additifs selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que lesdits additifs sont des produits de formule (I), dans laquelle R est un radical aLiphatique saturé comportant au moins une ramification portée par -un atome de carbone qui n'est pas en position a par rapport au radical COOM.