Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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COMBUSTIBLE EMULSIONNE EAU / HYDROCARBURES,
SA PREPARATION ET SES UTILISATIONS
La présente invention concerne un combustible comprenant une émulsion d'eau et
d'hydrocarbures liquides, destiné à être utilisé dans les moteurs et les
machines thermiques.
Plus précisément, la présente invention concerne un combustible émulsiormé
eau/hydrocarbures qui présente une stabilité améliorée à haute température.
Depuis plusieurs années, la plupart des compagnies pétrolières travaillent à
la mise au
point de combustibles (et en particulier de carburants) comprenant des
produits de substitution
aux hydrocarbures d'origine pétrolière, dans un souci à la fois d'économie des
hydrocarbures
et de limitation de la pollution. Ainsi, l'eau est très vite apparue comme un
substituant partiel
particulièrement intéressant, à condition d'être maintenue en émulsion stable
avec les
hydrocarbures.
Ainsi, sont apparus sur le marché des combustibles constitués d'un mélange
contenant
en général au moins 5% en poids d'eau et des hydrocarbures, maintenu en
émulsion grâce à
l'utilisation de compositions particulières d'additifs tensio-actifs (ou
systèmes émulsifiants).
Par rapport à un carburant traditionnel constitué exclusivement
d'hydrocarbures, ces
combustibles permettent, lors de la combustion dans un moteur diesel, de
réduire les
émissions en composés polluants tels qu'en particulier les oxydes d'azote, le
monoxyde de
carbone, les particules solides et les hydrocarbures imbrûlés.
Ainsi le brevet EP 630.398 décrit un combustible émulsionné à base de
carburant
hydrocarboné et d'eau, dont le système émulsifiant est constitué d'une
combinaison de trois
additifs: de l'oléate de sorbitan (de préférence le sesquioléate de sorbitan),
du polyalkylène-
glycol (de préférence le polyéthylène-glycol) et de l'éthoxylate d'alkylphénol
(de préférence
l'éthoxylate de nonyl-phénol).
Le brevet EP 888.421 décrit un combustible à base d'une émulsion d'eau dans au
moins
un hydrocarbure, et comportant un système émulsifiant comprenant au moins un
ester de
sorbitol (de préférence choisi parmi les oléates de sorbitan), au moins un
ester d'acide gras
choisi de préférence parmi les oléates et/ou les stéarates et/ou les
ricinoléates de polyéthylène
glycol, et au moins un alkylphénol-polyalcoxylé de préférence choisi parmi les
nonylphénols
et/ou les octylphénols polyéthoxylés.
La demande WO 01/48123 propose d'améliorer la stabilité thermique de tels
carburants
émulsionnés, afin de permettre le stockage et l'utilisation du carburant sur
une large gamme
de température, allant de -10°C à 70°C. Cette amélioration est
obtenue grâce à l'emploi d'un
système émulsifiant comprenant au moins un ester de sorbitol (de préférence le
sesquioléate
de sorbitan), au moins un ester d'acide gras polyalcoxylé (de préférence
choisi parmi les
oléates, les stéarates et les ricinoléates de polyéthylène glycol), et au
moins un composé
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hydrocarboné ramifié polyalcoxylé de préférence choisi parmi les alcools iso,
di et trialkylés,
de préférence les alcools isotridécycliques comprenant de 3 à 10 groupements
éthoxylés.
Le brevet US 6.371.998 décrit un combustible hydrocarboné liquide dans lequel
ont été
incorporées des vésicules lipidiques contenant de l'eau. Ces vésicules
lipidiques sont par
exemple constituées de 4% en poids de polyoxyéthylène-10-stéarate d'alcool,
7,2% en poids
de distéarate de glycérol, 5% en poids d'ester méthylique de soja, 5% en poids
de sesquioléate
de sorbitan et 78,8% en poids d'eau.
Enfin, la demande brevet WO 01151593 préconise, pour améliorer la stabilité
thermique
sur une large gamme de température (-20 à +50 °C) d'un carburant à base
d'une émulsion
1o d'eau et d'hydrocarbures liquides, d'employer un émulsifiant polymérique
susceptible d'être
obtenu par réaction entre un oligomère de polyoléfine fonctionnalisé et un
polyoxyalkylène.
Cette demande décrit également, à titre comparatif, des systèmes émulsifiants
constitués de
87% en poids de monooléate de sorbitan, 3% en poids de trioléate de sorbitan,
et 10% en
poids d'huile de ricin éthoxylée à 10 moles d'oxyde d'éthylène.
Cependant, les carburants émulsionnés décrits dans l'art antérieur s'avèrent
présenter.
une stabilité insuffisante à haute température. En effet, les phases aqueuse
et hydrocarbonée
tendent à se séparer rapidement lorsque le combustible est maintenu plusieurs
heures à des
températures élevées, supérieures à 60°C. Ceci rend notamment
l'utilisation de ces carburants
émulsionnés incompatible avec les nouvelles technologies de moteurs, telles
que par exemple
les moteurs diesel équipés de systèmes d'injection directe à pompe. Dans ces
systèmes
d'injection, le carburant est soumis à des températures généralement
supérieures à 70°C et,
lorsque le moteur est à l'arrêt, l'émulsion restée stockée dans le système
d'alimentation tend à
se déphaser, en particulier au niveau de la pompe de l'injecteur. Ce phénomène
génère de
nombreux problèmes, dont des difficultés importantes au redémarrage du
véhicule.
Pour résoudre ce problème, la présente invention vise à proposer un
combustible
émulsionné à base d'hydrocarbures et d'eau, qui présente une stabilité à haute
température
améliorée par rapport aux combustibles émulsionnés connus dans l'art
antérieur, sans
dégradation des autres propriétés.
En effet, la Demanderesse a découvert que la stabilité à haute température de
telles
émulsions pouvait être améliorée de manière importante grâce à l'emploi d'un
système
émulsifiant particulier, comprenant au moins deux additifs tensio-actifs.
A cet effet, la présente invention concerne un combustible émulsionné
contenant une
proportion majeure (typiquement au moins 80%, avantageusement au moins 90%,
plus
particulièrement aû moins 95% en poids) d'une émulsion d'eau et
d'hydrocarbures liquides
avec un rapport en poids eau / hydrocarbures allant de 5 / 95 à 35 / 65. Ce
combustible se
caractérise en ce qu'il contient un système émulsifiant comprenant au moins
15% en poids
d'un ester d'acide gras et de polyol (poly)oxyalkylé, et d'au moins un
constituant du groupe
formé par les esters d'acide gras et de sorbitan et les produits de
condensation d'un acide ou
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d'un anhydride succinique avec au moins une amine, une polyamine, un acidé
gras, ùn acide
gras (poly)oxyalkylé, un alcool, un alcool (poly)oxyalkylé et les mélanges de
ces composés.
Par rapport aux combustibles émulsionnés connus, le combustible selon la
présente
invention présente une excellente stabilité thermique, permettant son stockage
et son
utilisation tant à température froide ou ambiante qu'à des températures
élevées, de l'ordre de
75°C. Ceci rend notamment son utilisation parfaitement compatible avec
les nouvelles
technologies moteur telle que l'injection directe.
Pour que le combustible émulsionné selon l'invention soit stable au cours du
temps, y
compris à température élevée (c'est à dire pour que les gouttelettes d'eau
restent dispersées de
1o maniére fine et homogène dans la phase hydrocarbonée, et éviter leur
coalescence conduisant
à terme à la séparation de la phase aqueuse et de la phase organique), il
contient un système
émulsifiant comprenant au moins deux composés, soit au moins les deux types
d'esters, soit
un ester d'acide gras et de polyol (poly)alkoxylé et un produit de
condensation d'un acide ou
d'un anhydride succinique avec au moins une amine, une.polyamine, un acide
gras, un acide
gras (poly)oxyalkylé, un alcool, un alcool (poly)oxyalkylé.
L'ester d'acide gras et de sorbitan, appelé ci-après ester de sorbitan, est
constitué d'un
ester d'acide gras et de sorbitan ou d'un mélange de tels esters. Le terme
sorbitan, bien connu
de l'homme du métier, désigne un tétraol cyclique qui est un anhydride du
sorbitol et peut être
obtenu par déshydratation de ce dernier. Par tétraol, on désigne un polyol
comprenant 4
2o groupements hydroxyle. Le sorbitan est généralement présent en équilibre
chimique avec le
sorbitol.
Ledit ester de sorbitan peut comprendre un ou plusieurs monoesters, un ou
plusieurs
polyesters, ou un mélange de monoesters et de polyesters. Il peut être obtenu
par exemple par
estérification d'un ou plusieurs acides gras et du sorbitan. Les acides gras
intervenant dans 1a
composition del'ester de sorbitan, qui peuvent être linéaires ou ramifiés,
saturés ou insaturés,
comprennent avantageusement de 6 à 22 atomes de carbone, et de préférence de
12 à 1 ~
atomes de carbone. Pax exemple, et de manière non limitative, lesdits acides
gras peuvent être
choisis parmi les acides laurique, palmitique, stéarique, oléique, linoléique,
linolénique, et
leurs mélanges.
3o De préférence, ledit ester de sorbitan comprend au moins un oléate de
sorbitan. Des
exemples d'oléates de sorbitan appropriés sont le monooléate de sorbitan, le
dioléate de
sorbitan, le trioléate de sorbitan, le tétraoléate de sorbitan, le
sesquiolétate de sorbitan. De
manière particulièrement préférée, ledit ester de sorbitan comprend au moins
un ester choisi
parmi le monooléate de sorbitan et le sesquiolétate de sorbitan.
L'ester d'acide gras et de polyol (poly)alcoxylé ci-après désigné ester de
polyol, peut
comprendre des monoesters, des polyesters ou un mélange de monoesters et de
polyesters.
Dans le cas des polyesters, les acides gras entrant dans la composition de
chacune des
molécules d'ester peuvent être identiques ou différents. De même, ils peuvent
être différents
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d'uné molécule d'ester à l'autre de telle sorte que l'on se trouve dans le cas
du mélange de
polyesters.
Par polyol, on entend les alcools comprenant de 2 à 5 groupements hydroxylés,
préférentiellement les alkylènes glycols, le glycérol, le pentaérythritol,
leur dérivés alkylés et
leurs mélanges.
Les acides gras intervenant dans la composition dudit ester de polyol peuvent
être
linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés, et comprennent avantageusement de
6 à 22 atomes
de carbone, et de préférence de 12 à 18 atomes de carbone. De préférence, ils
sont choisis
parmi les acides gras naturellement présents, sous forme libre ou estérifiée,
dans les huiles
1o végétales etlou animales, comme par exemple, et de manière non limitative,
les acides
laurique, palmitique, stéarique, oléique, linoléique, linolénique, et leurs
mélanges.
Les groupements polyoxyalkyle présents dans l'ester de polyol sont un
enchaînement
d'unités oxyallcyle identiques ou différentes, chaque unité oxyalkyle
comprenant
avantageusement de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de
carbone. De
préférence, les groupements polyoxyalkyle comprennent des unités éthoxy. De
préférence, les
groupements polyoxyalkyle comprennent au moins un groupement polyéthoxy.
Le nombre moyen de moles d'unités oxyalkyle par mole d'ester (ou nombre
d'oxyalkylation) est avantageusement compris entre 3 et 50, et de préférence
entre 10 et 35,
en particulier lorsuqe le polyol est le glycérol.
2o De préférence, l'ester de polyol est constitué en tout ou partie d'un
triester d'acide(s)
gras et de glycérol polyoxylakylé ou d'un mélange de tels triester. De façon
plus
préférentielle, il est constitué en tout ou partie d'un triester d'acide(s)
gras et de glycérol
polyéthoxylé ou d'un mélange de tels triesters.
Ledit ester de polyol peut être obtenu par exemple par polyoxyalkylation d'un
ester ou
d'un mélange d'esters d'acide gras et du polyol ou encore par estérification
d'un ou plusieurs
acides gras et d'un ou plusieurs dérivés polyoxyalkylés du polyol.
Ledit ester de polyol est avantageusement obtenu par oxyakylation d'huile
végétale
et/ou animale. Ainsi, selon un mode de réalisation préférée, l'ester de polyol
est en tout ou
partie constitué d'huile végétale et/ou animale oxyalkylée. Un tel produit
comprend des
3o triesters d'acides gras et de polyol (de préférence glycérol)
polyoxyalkylé, généralement en
mélange avec des monoesters etlou des diesters d'acides gras et de polyol (de
préférence
glycérol) (poly)oxyalkylé. Ladite huile peut si nécessaire avoir subi un
traitement de
purification, avant et/ou après son oxyalkylation. Comme huile végétale
appropriée, citons
entre autres les huiles de colza, de soja, de ricin, de tournesol, de palme,
les huiles extraites
d'arbres résineux et les mélanges de telles huiles. Comme huile animale
appropriée, citons les
graisses purifiées (« yellow grease »), le suif, les gras de volaille.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, l'ester de polyol est
en tout ou
partie constitué d'huile végétale éthoxylée.
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Selon un autre mode de réalisation préféré, l'ester de polyol est un diester
d'alkylène
glycol polyalkoxylé et plus particulièrement le dioléate d'éthylène glycol
polyéthoxylé,
notamment de masse moléculaire comprise entre 200 et 1000.
Ledit ester de polyol est avantageusement présent dans le combustible
émulsionné selon
l'invention à une teneur allant de 0,5 et 5 % en poids, de préférence de 0,5 à
2% en poids.
Dans une première forme de réalisation de l'invention, le système émulsifiant
comprend
de 15 à 100% poids d'au moins un ester de polyol, et au moins un constituant
du groupe
formé par l'ester de sorbitan et les produits de condensation d'un acide ou
d'un anhydride
succinique avec au moins une amine, une polyamine, un acide gras, un acide
gras
(poly)oxyalkylé, un alcool, un alcool (poly)oxyalkylé et les mélanges de ces
composés.
Plus particulièrement, le système émulsifiant selon l'invention contient de 15
à 100
poids d'au moins un ester de sorbitan en combinaison avec au moins un ester de
polyol. selon
un rapport en poids ester de sorbitan/ ester de polyol qui varie de 20 / 80 à
80 l 20 inclus, de
préférence de 40 I 60 à 60 / 40 inclus. De manière encore plus préférée, les
quantités en poids
de chacun des deux types d'esters, sont sensiblement égales (45 / 55 à 55 /
45).
L'ester de sorbitan est avantageusement présent dans le combustible émulsionné
selon
l'invention à une teneur allant de 0,5 et 5 % en poids, de préférence de 0,5 à
2% en poids.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le système
émulsifiant
entrant dans la composition du combustible émulsionné selon l'invention
comprend
2o également, en plus des deux types d'esters, au moins un alcool comprenant
de 3 à 22 atomes
de carbone, et de préférence de 6 à 12 atomes de carbone. Cet alcool, qui est
avantageusement
un monoalcool, peut être linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé. Il comprend
de préférence au
moins un alcool saturé ramifié. Des exemples d'alcools particulièrement
appropriés incluent
les éthyl-hexanols (par exemple le 2-éthyl-hexanol), l'iso-prapanol, le tertio-
butanol, l'iso
pentanol, l'iso-tridécanol, les alcools gras (c'est à dire comprenant de 12 à
22 atomes de
carbone).
Le combustible émulsionné selon l'invention comprend alors avantageusement de
0,1 à
5 % en poids dudit alcool, de préférence de 0,3 à 2 %, encore plus
préférentiellement de 0,5 à
1 % en poids.
3o La présence d'un tel alcool dans le système émulsifiant du combustible
selon
l'invention présente divers avantages. D'une part, cet alcool joue le rôle de
co-tensioactif vis à
vis desdits premier et deuxiëme esters, c'est à dire qu'il facilite et
renforce le pouvoir
émulsifiant de ceux-ci. Par ailleurs, il permet d'améliorer l'homogénéité en
taille des
gouttelettes d'eau : ces dernières sont d'une taille plus uniforme
(distribution plus mono-
disperse) et plus petite. L'on évite ainsi la présence de grosses
gouttelettes, ce qui a pour effet
immédiat d'améliorer la résistance du combustible à la sédimentation
(phénomène de
regroupement vers la partie inférieure du combustible des gouttelettes d'eau,
qui est d'autant
plus rapide que la proportion de grosses gouttelettes est importante).
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Selon un autre mode de réalisation également particulièrement avantageux, le
système
émulsifiant entrant dans la composition du combustible émulsionné selon
l'invention
comprend également de 0 à 85 % en poids d'au moins un composé qui est le
produit de
condensation d'un acide ou d'un anhydride succinique avec au moins une amine,
une
polyamine, un acide gras, un acide gras (poly)oxyalkylé, un alcool, un alcool
(poly)oxyalkylé
et les mélanges de ces composés, appelé ci-après produit de condensation. De
préférence, on
emploie le produit de condensation d'au moins un anhydride succinique avec au
moins une
polyamine.
L'acide ou l'anhydride succinique est avantageusement substitué par un radical
i0 hydrocarboné qui est de préférence un radical polyrnérique, par exemple un
radical poly
isobutyle.
La présence d'un tel composé dans le système émulsifiant du combustible selon
l'invention présente divers avantages. D'une part, il permet d'améliorer
l'homogénéité en
taille des gouttelettes d'eau. D'autre part, il favorise la compatibilité du
combustible
émulsionné selon l'invention avec des combustibles classiques constitués
intégralement
d'hydrocarbures, de telle sorte que ces deux types de combustibles soient
interchangeables.
Ainsi il devient possible, dans un véhicule fonctionnant usuellement avec un
combustible
hydrocarboné classique, de remplir le réservoir de carburant avec le
combustible émulsionné
selon l'invention sans avoir à purger le système de distribution de carburant,
et inversement.
Dans une autre forme préfërée de l'invention, le système émulsifiant contient
de 15 à
85 % en poids d'au moins un ester de polyol et de 85 à 15 % d'au moins un
produit de
condensation. Cette combinaison permet d'augmenter notablement l'excellente
stabilité
thermique de l'émulsion contenant des esters, lors de son stockage et son
utilisation tant' à
basse température qu'à l'ambiante et enfin qu'à des hautes températures, de
l'ordre de 75°C.
Le système émulsifiant préféré dans cette forme de l'invention contient de 20
à 50 % en poids
d'au moins un ester de polyol et de 50 à 80% d'au moins un produit de
condensation.
On ne sortirait pas du cadre de l'invention, si à ce système émulsifiant était
ajouté au
moins un alcool du type de celui décrit ci-avant, c'est-à-dire un monoalcool,
pouvant être
linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, comprenant de 3 à 22 atomes de
carbone, et de
préférence de 6 à 12 atomes de carbone.
En plus des agents émulsifiants décrits ci-avant, le combustible émulsionné
selon
l'invention peut comprendre de nombreux autres agents émulsifiants. L'homme du
métier
saura parfaitement perfectionner la formule du système émulsifiant selon
l'invention par
ajout d'autres émulsifiants connus, ioniques ou non ioniques, synthétiques ou
d'origine
naturelle tels que par exemple, mais non limitativement des composés choisis
parmi les acides
gras, les dérivés d'acides gras, les alcools gras, les amines grasses
éthoxylées, les esters de
polyols, les polymères fonctionnalisés et leurs mélanges.
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La phase hydrocarbonée du ' combustible émulsionné selon l'invention peut être
constituée de tout mélange d'hydrocarbures. Il est possible d'employer à cet
effet des coupes
d'hydrocarbures et des mélanges de coupes d'origine et de nature très
diverses. Ce choix est
essentiellement dicté par l'utilisation à laquelle le combustible est destiné,
par la disponibilité
des diverses coupes d'hydrocarbures, et par des considérations économiques
(coût du
combustible).
Lorsque le combustible est destiné à une utilisation comme carburant pour
moteurs
thermiques, la phase hydrocarbonée comprend avantageusement une ou plusieurs
coupes
d'hydrocarbures entrant dans la composition des carburants traditionnels, et
qui peuvent
1o notamment être choisies parmi les coupes essence (intervalle de
distillation généralement
compris dans la gamme 25 à 200°C), les distillats moyens tels que par
exemple les coupes
kërosène (intervalle de distillation généralement compris dans la gamme 160 à
240°C) et les
coupes gazole (intervalle de distillation généralement compris dans la gamme
160 à 400°C),
les biocarburants, et les mélanges de telles coupes. Ces coupes peuvent être
issues du
raffinage pétrolier, de l'agriculture (cas des biocarburants), ou être des
hydrocarbures de
synthèse (par exemple obtenus par oligomérisation d'oléfmes légères, ou par
synthèse
Fischer-Tropsch à partir d'hydrocarbures légers).
Par biocarburant, on désigne les alcools légers (tels que par exemple
l'éthanol), les
huiles d'origine végétale et/ou animale et les esters de telles huiles. La
phase hydrocarbonée
2o du combustible selon l'invention peut ainsi avantageusement contenir de 0,1
à 60% en, poids,
et de préférence de 0,5 à 50 % en poids de biocarburant. Les biocarburants
préférés sont les
esters d'alcools contenant de 1 à 4 atomes de carbone et d'acides gras ou de
mélanges
d'acides gras contenant de 16 à 22 atomes de carbones. Les biocarburants
particulièrement
préférés sont les esters méthyliques d'huiles végétales telles que par
exemple, mais non
limitativement, les huiles de soja, de colza, de tournesol, d'olive, de palme.
Lorsque le combustible est destiné à des utilisations autres, la phase
hydrocarbonée peut
comprendre une ou plusieurs des coupes citées ci-avant pour les carburants, et
!ou
éventuellement d'autres coupes choisies parmi les distillats sous vide
intermédiaires
(intervalle de distillation généralement compris dans la gamme 350 à
450°C), les distillats
3o sous vide lourds (intervalle de distillation généralement compris dans la
gamme 400 à 550°C),
voire les résidus de distillation, et de manière générale parmi toutes les
coupes
traditionnellement employées dans les combustibles telles que par exemple les
FOD (Fuel Oil
Domestique), les fiouls, les mazouts, les huiles de chauffe et les mëlanges de
telles coupes.
Dans le présent exposé, tous les intervalles de distillation sont cités par
référence à la
norme ASTM D 86 (distillation des produits pétroliers).
Le combustible selon l'invention se présente sous la forme d'une émulsion de
fines
gouttelettes de phase aqueuse dispersées régulièrement dans la phase
hydrocarbonée.
Avantageusement, le diamètre moyen des gouttelettes de phase aqueuse est
inférieur ou égal à
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~,m, de préférence à 3 ~.m, encore plus préférentiellement à 1 ~.m. De
préférence, le profil
granulométrique des tailles de gouttes est du type monodisperse autour d'une
valeur d'environ
0,5 ~,m. Les valeurs ci-avant de taille moyenne des gouttelettes correspondent
à des mesures
effectuées par la technique de la granulométrie laser.
5 Le combustible émulsionné selon la présente invention peut avantageusement
contenir
un ou plusieurs agents biocides, de préférence dans sa phase aqueuse. Cet
agent biocide est de
préférence un bactéricide et/ou un fongicide. Comme exemples non limitatifs
d'agents
biocides, citons les isothiazolones et leurs dérivés chlorés, les chlorures de
benzalkonium, les
peroxydes organiques, les isothiocyanates, les thiocyanates, les sels
d'ammonium, les sels
1o d'amines, les oxazolidines.
Le combustible émulsionné peut également comprendre au moins un agent anti-
gel.
Comme agents anti-gel, on peut employer par exemple des alcools, des glycols,
des dérivés de
glycols ou d'alcools, des solutions salines.
Il peut également contenir au moins un agent anti-soies. Comme exemple de tels
agents,
citons les additifs constitués par un ou plusieurs catalyseurs métalliques ou
alcalino-terreux
aptes à favoriser les réactions de post-combustion des soies. Les catalyseurs
préférés sont à
base de magnésium, calcium, baryum, cérium, cuivre, fer ou leurs mélanges. Ces
promoteurs
catalytiques de destruction des soies sont d'autant plus faciles à introduire
dans l'émulsion
que ce sont généralement des composés dont les sels sont solubles dans l'eau,
donc dans la
2o phase aqueuse des émulsions selon l'invention.
Lorsque le combustible est destiné à une utilisation comme carburant pour
moteurs
thermiques, sa teneur en soufre, déterminée selon la norme NF M 07-100, est de
préférence
inférieure ou égale à 350 ppm, de préférence inférieure ou égale à 50 ppm, et
encore plus
préférentiellement inférieure ou égale à 10 ppm.
Lorsque le combustible est destiné à une utilisation comme combustible pour
machines
thermiques, sa teneur en soufre, déterminée selon la norme NF M 07-100, est de
préférence
inférieure ou égale à 1 % en poids, de préférence inférieure ou égale à 0,2%
en poids, et
encore plus préférentiellement inférieure ou égale â 0,1% en poids.
Quelle que soit son utilisation, la teneur en hydrocarbures aromatiques
polycycliques du
3o combustible selon l'invention, déterminée selon la norme IP 391, est de
préférence inférieure
ou égale à 11 % en poids, plus préférentiellement inférieure ou égale à 6 % en
poids.
Par ailleurs, pour une utilisation comme carburant, le combustible émulsionné
selon
l'invention contient de préférence un ou plusieurs autres additifs, qui
peuvent être tout additif
usuellement employé dans des carburants, dont par exemple, mais non
limitativement
- un ou plusieurs additifs procétane, tels que par exemple les nitrates
inorganiques ou
organiques, par exemple le nitrate d'ammonium, les nitrates d'alkyle dans
lesquels le radical
alkyle, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé (de préférence ramifié et
saturé) contient de 3 à
20 et de préférence de 5 à 15 atomes de carbone (en particulier le nitrate de
2-éthyl-hexyle),
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les peroxydes organiques et en particulier les peroxydes d'aryle dans lesquels
le groupe aryle
est un groupe benzyle ou un groupe benzyle substitué (par exemple le peroxyde
de benzoyle),
ou les peroxydes d' alkyle dans lesquels le radical alkyle, linéaire ou
ramifié, saturé ou
insaturé (de préférence ramifié et saturé) contient de 2 à 20 et de préférence
de 2 à 15 atomes
de carbone (par exemple le peroxyde de tertio-butyle) ;
- un ou plusieurs additifs de filtrabilité tels que par exemple les
copolymères éthylène /
acétate de vinyle (EVA), éthylène / propionate de vinyle (EVP), éthylêne /
éthanoate de
vinyle (EVE), éthylène I méthacrylate de méthyle (EMMA), éthylène l fumarate
d'alkyle ;
- un ou plusieurs additifs anti-mousse, tels que par exemple les
polysiloxanes, les
1o polysiloxabes oxyalkylés, les amides d'acides gras ;
- un ou plusieurs additifs détergent et/ou anti-corrosion, tels que par
exemple les
amines, les succinimides, les alkénylsuccinimides, les polyalkylamines, les
polyalkyles
polyamines et les polyétheramines ;
- un ou plusieurs additifs de lubrifiance ou d'ami-usure, tels que par exemple
les acides
gras et leurs dérivés ester ou amide, les acides carboxyliques mono- et
polycycliques et leurs
dérivés ester ou amide ;
- un ou plusieurs additifs de point de trouble, tels que par exemple les
terpolymères
oléfine à chaîne longue / ester(rnéth)acrylique I maléimide, les dérivés
d'esters d'acides
fumarique ou maléfique.
- un ou plusieurs additifs anti-sédimentation, tels que par exemple les
copolymères
acide (méth)acrylique / (méth)acrylate d'alkyle amidifié par une polyamine,
les
alkénylsuccinimides de polyamine, les dérivés d'acide phtalamique et d'amine
grasse à
double chaine ;
- un ou plusieurs additifs polyfonctionnels d'opérabilité à froid, tels que
par exemple les
polymères à base d'oléfine et de nitrate d'alkényle.
L'invention concerne également un procédé de préparation d'un combustible
émulsionné tel que décrit ci-avant, par mise en émulsion des hydrocarbures et
de l'eau, en
présence du système émulsifiant et de tout ou partie des éventuels autres
additifs. On peut
employer à cet effet toutes les manières classiques de préparation des
émulsions.
3o Tl est avantageux de procéder par mélange de tout ou partie des additifs
avec l'une et/ ou
l'autre des phases, préalablement à la mise en émulsion. Par exemple, l'on
peut procéder de la
manière décrite dans la demande de brevet WO 00/34419, par mélange du systéme
émulsifiant avec la phase hydrocarbonée, puis passage du mélange résultant une
ou plusieurs
fois dans un systéme émulseur alimenté par l'eau nécessaire à la formation de
l'émulsion.
Tl est également avantageux de procéder de la manière décrite dans les
demandes de
brevet WO00/034419 et WO 01/36569, par
(al) prémélange de l'eau et du système émulsifiant, suivi de dispersion dans
la phase
hydrocarbonée, ou
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(a2) mélange simultané de la phase hydrocarbonée avec l' eâu et l' agent
émulsifiant,
puis
(b) mise en émulsion proprement dite au moyen d'un dispositif approprié,
choisi par
exemple parmi les rotor-stators, les émulseurs, les mélangeurs statiques, les
systèmes de
5 turbines en ligne, les agitateurs ultrasoniques.
Le combustible émulsionné selon la présente invention peut être utilisé dans
diverses
applications. Il peut être en particulier employé comme carburant pour moteurs
thermiques
(notamment essence ou diesel), ou pour piles à combustibles. Son utilisation
comme carburant
pour moteur diesel est particulièrement avantageuse, en particulier pour les
nouveaux moteurs
l0 diesel équipés de systémes d'injection directe.
Le combustible selon l'invention peut également être utilisé comme combustible
pour
machines thermiques telles que par exemple des chaudières industrielles ou
domestiques, des
fours, des turbines, des générateurs. Une utilisation particulièrement
avantageuse est celle en
tant que FOD (ou Fuel Oil Domestique), c'est â dire en tant que combustible
pour les
chaudières domestiques.
L'invention concerne également une composition d'additifs émulsifiants
utilisable par
exemple dans les combustibles émulsionnés eau / hydrocarbures afin d'en
améliorer la
stabilité à haute température. Cette composition d'additifs comprend 15% en
poids d'au
moins un ester d'acide gras de polyol (poly)oxyalkylé, et au moins un
constituant du groupe
formé par les esters d'acide gras et de sorbitan et les produits de
condensation d'un acide ou
d'un anhydride succinique avec au moins une amine, une polyamine, un acide
gras, un acide
gras (poly)oxyalkylé, un alcool, un alcool (poly)oxyalkylé,
Cette composition d'additifs contient de préférence de 15 à 100% poids d'au
moins un
ester de glycérol, et au moins un constituant du groupe formé par l'ester de
sorbitan et les
produits de condensation d'un acide ou d'un anhydride succinique avec au mains
une amine,
une polyamine, un acide gras, un acide gras (poly)oxyalkylé, un alcool, un
alcool
(poly)oxyalkylé et les mélanges de ces composés.
De préférence, elle contient de 15 à 100% poids d'au moins un ester de
sarbitan en
combinaison avec au moins l'ester de polyol tels que décrits ci-avant, dans un
rapport en
3o poids ester de sorbitan / ester de polyol variant de 20 / 80 à 80 / 20
De préférence, le rapport en poids ester de sorbitan/ ester de polyol varie de
40 / 60 à 60
/ 40 inclus. De manière encore plus préférée, les quantités en poids de chacun
des deux types
d'esters, sont sensiblement égales (45 / 55 à 55 l 45).
Par ailleurs, de manière avantageuse la composition d'additifs émulsifiants
selon
l'invention comprend également au moins un alcool comprenant de 3 à 22 atomes
de carbone,
et de préférence de 6 à 12 atomes de carbone. Cet alcool, qui est de
préférence un
monoalcool, peut être linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé. Il comprend de
préférence au
moins un alcool saturé ramifié.
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Les rapports en poids alcool / ester de polyol et alcool ! ester de sorbitan
sont identiques
ou différents, et avantageusement tous deux inférieurs ou égaux à 1. De
préférence, chacun de
ces rapports est compris entre 0,2 et 1.
La composition d'additifs émulsifiants selon l'invention peut par ailleurs
comprendre de
0 à 85 % en poids d'au moins un composé qui est le produit de condensation
d'un acide ou
d'un anhydride succinique avec au moins une amine, une polyamine, un acide
gras, un acide
gras (poly)oxyallcylé, un alcool, un alcool (poly)oxyalkylé et les mélanges de
ces composés.
De préférence, on emploie le produit de condensation d'au moins un anhydride
succinique
avec au moins une polyamine. L'acide ou l'anhydride succinique est
avantageusement
1o substitué par un radical hydrocarboné qui est de préférence un radical
polymérique, par
exemple un radical poly-isobutyle.
De préférence, cette composition d'additifs comprendra de 15 à 85 % en poids
d'au
moins un ester de polyol et de 85 à 15 % d'au moins un produit de
condensation. De façon
plus préférentielle, elle comprendra de 20 à 50 % en poids d'au moins un ester
de polyol et de
50 à 80% d'au moins un produit de condensation. Cette composition d'additifs
peut
comprendre également un alcool tel que décrit précédemment.
La composition d'additifs selon l'invention peut également comprendre un ou
plusieurs
des additifs ou agents tels que décrits ci-avant comme susceptibles d'être
incorporés dans le
combustible émulsionné selon l'invention, tels par exemple, mais non
limitativement, un ou
2o plusieurs autres agents émulsifiants, un ou plusieurs agents biocides, un
ou plusieurs agents
anti-gel, un ou plusieurs agent anti-suies, un ou plusieurs additifs
procétane, un ou plusieurs
additifs de filtrabilité, un ou plusieurs additifs anti-mousse, un ou
plusieurs additifs détergents
etlou anti-corrosion, un ou plusieurs additifs de lubrifiance ou d' anti-
usure, un ou plusieurs
additifs de point de trouble, un ou plusieurs additifs anti-sédimentation, un
ou plusieurs
additifs polyfonctionnels d'opérabilité à froid. De préférence, la composition
d'additifs
comprend au moins un additif procétane choisi parmi les nitrates inorganiques
ou organiques
(par exemple les nitrates d'alkyle), les peroxydes organiques et les mélanges
de ces deux
types de composés.
Ainsi, une composition d'additifs particulièrement préférée comprend au moins
quatre
3o types d'additifs : au moins un premier ester, au moins un deuxième ester,
au moins un alcool
etlou un produit de condensation et au moins un additif procétane, chacun de
ces additifs étant
tels que décrits ci-avant.
Selon un premier mode de réalisation, la composition d'additifs se présente
sous la
forme d'un mélange des additifs décrits ci-avant.
Selon un second mode de réalisation, la composition d'additifs se présente
sous la
forme d'une "solution mère", c'est à dire une solution concentrée desdits
additifs dans un
solvant approprié. Cette solution est préparée par dissolution des additifs
émulsifiants et des
éventuels autres additifs et/ou agents dans le solvant. Ce solvant peut être
choisi parmi les
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solvants aromatiques (et notamment les solvants à base d'hydrocarbures
aromatiques ou
naphténo-aromatiques, comme par exemple mais non limitativement le toluène,
les xylènes, le
düsopropylbenzène ou encore une coupe pétrolière riche en hydrocarbures
aromatiques), les
coupes pétrolières (en particulier les naphtas, les essences, les kérosènes,
les distillats), les
huiles minérales et/ou de synthèse. Les "solutions mères" peuvent contenir par
exemple de 20
à 80 % en poids et de préférence de 40 à 70% en poids d'additifs et agents.
L'invention concerne enfin une méthode d'amélioration de la stabilité
thermique d'un
combustible émulsionné eau l hydrocarbures liquides, par emploi d'une
composition
d'additifs émulsifiants telle que décrite ci-avant.
1o Sauf mention contraire, les ppm sont exprimés en poids.
Les exemples ci-après visent à illustrer l'invention, sans en limiter la
portëe.
Exemple 1
Dans le présent exemple et ceux qui suivent, on utilise un gazole G classique,
conforme
à la norme EN 590. Ce gazole présente les caractéristiques suivantes
Intervalle de distillation (norme ASTM D86)
point initial : 177,5°C
point 10% vol : 209,5°C
point 50% vol : 270,5°C
point 90% vol : 330,5°C
2o point final : 351,7°C
Teneur en soufre (norme ASTM D5453) : 335 ppm
Masse volumique à 15°C (norme NF EN ISO 12185) : 0,8444 kg/m3
Point d'aniline (norme NF M 07-021) : 63,4°C
Point de trouble (norme NF EN 23015) : -8°C
Température limite de filtrabilité (norme NF EN 116) : -8°C
Point d'écoulement (norme NF T 60105) : -15°C
A partir du gazole G, sont préparés les carburants émulsionnés respectifs E1
et E2, en
émulsionnant 87,64 % en poids dudit gazole avec 10 % en poids d'eau, en
présence de 1,86%
en poids d'un système émulsifiant S et de 0,5 % en poids d'un additif
procétane (le nitrate de
2, éthyl-hexyle).
Le carburant émulsionné E1 est conforme à l'art antérieur, et son système
émulsifiant
S 1 est constitué de
3 parties en poids de monooléate de sorbitan ;
2 parties en poids d'acide gras éthoxylé à 6 moles d'oxyde d'éthylène par mole
d'acide ;
1 partie en poids d'isotridécanol éthoxylé à 7,5 moles d'oxyde d'éthylène par
mole
d'alcool.
Le carburant E2 est conforme à l'invention, et son système émulsifiant S2 est
constitué
de
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1 partie en poids d'un premier ester qui est le monooléate de sorbitan ;
1 partie en poids d'un deuxième ester constitué d'huile de colza éthoxylée à
30 moles
d'oxyde d'éthylène par mole de triglycéride.
Test 1
La stabilité des carburants émulsionnés El et E2 a été déterminée à
température
ambiante, conformément au test de stabilité par centrifugation décrit dans la
norme NF M 07-
101. Le graphique présenté en Figure 1 ci-après illustre les résultats
obtenus, en terme de taux
de sédimentation du carburant (ie déphasage de l'émulsion) en fonction du
temps de
centrifugation. Plus le taux de sédimentation est important, plus l'émulsion
est instable.
1o Les résultats présentés en Figure 1 illustrent clairement l'effet
bénéfique, en terme de
stabilité de l'émulsion à température ambiante, du système émulsifiant S2
conforme à
l'invention: le carburant E2 présente une stabilité très nettement supérieure
à celle du
carburant E 1 de référence.
Test 2
Les carburants E1 et E2 ont été également soumis à un test de stabilité au
stockage à
haute température (75°C). Ce test a été réalisé comme suit : 450 ml
d'émulsion sont placés
dans une bouteille hermétique de 500 ml. Cette bouteille est placée dans une
étuve à 75°C. On
étudie alors le déphasage progressif en mesurant les hauteurs de phases par
intervalle de
temps de 24h. Le temps de déphasage est atteint lorsque les hauteurs de phases
n'évoluent
2o plus au cours du temps (situation stationnaire).
Le Tableau 1 ci-dessous indique les résultats obtenus, en terme de temps de
déphasage
(c'est à dire le temps au bout duquel les phases aqueuse et organique du
carburant émulsionné
sont complètement séparées).
Carburant Temps de dphasage (en jours)
E1 6
E2 9
Tableau 1
Les résultats ci-dessus illustrent le gain important apporté par la présente
invention en
terme de stabilité à haute température des carburants émulsionnés : l'emploi
du système
émulsifiant S2 selon l'invention permet d'augmenter de 50% le temps de
déphasage à 75°C.
Ainsi, les carburants émulsionnés selon l'invention présentent une stabilité
au stockage
à haute température très nettement accrue, tout en gardant une stabilité à
température
ambiante excellente, supérieure à celle des carburants émulsionnés connus dans
l'art
antérieur.
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Exemple 2
Le test 2 de l'exemple 1 (stabilité thermique à 75°C) a été reproduit,
en utilisant des
systèmes émulsifiants contenant les mêmes deux esters que S2 (ester A =
monooléate de
sorbitan ; ester B = huile de colza éthoxylée à 30 moles d'oxyde d'éthylêne
par mole de
triglycéride), mais en faisant varier les proportions respectives des deux
esters.
Les carburants émulsionnés ont été préparés en émulsionnant 87,64 % en poids
du
gazole G de l'exemple 1 avec 10 % en poids d'eau, en présence de 1,86% en
poids du
système émulsifiant S et de 0,5 % en poids d'un additif procétane (le nitrate
de 2, éthyl-
hexyle).
1o Le tableau 2 ci-dessous présente les résultats obtenus.
Echan- Composition Temps de
tillon du systme mulsifiant dphasage
(% poids)
ester A ester B (en jours)
S3 75 25 3
S2 50 50 9
S4 90 10 1
Tableau 2
Les résultats ci-dessus illustrent l'importance des proportions respectives
des deux
esters dans les combustibles émulsionnés et les compositions d'additifs
émulsifiants selon
l'invention. Avec les systèmes émulsifiants S2 et S3 conformes à l'invention,
pour lesquels
les rapports en poids premier ester / deuxième ester sont compris entre 20 /
80 et 80 / 20, la
stabilité thermique à 75 °C est très largement supérieure à celle
obtenue avec le système S4.
Les meilleurs résultats sont obtenus avec le système S2, dans lequel les
teneurs en poids
des deux esters sont égales.
Exemple 3
Le test 2 de l'exemple 1 (stabilité thermique à 75°C) a été reproduit,
en utilisant des
systèmes émulsifiants conformes à l'invention, contenant les deux esters
suivants
ester A' : sesquioléate de sorbitan ;
ester B' : huile de colza éthoxylée à 10 moles d'oxyde d'éthylène par mole de
triglycéride.
Les carburants émulsionnés ont été préparés en émulsionnant 86 % en poids du
gazole
G de l'exemple 1 avec 11,70 % en poids d'eau osmosée, en présence de 2% en
poids du
système émulsifiant S et de 0,3 % en poids d'un additif procétane (le nitrate
de 2, éthyl-
hexyle).
Le tableau 3 ci-dessous présente les résultats obtenus.
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EchantillonComposition Temps de
du systme dphasage
mulsifiant
(% poids)
ester A' ester B' (en jours)
SS 50 50 5
S6 70 30 5
Tableau 3
Par rapport aux exemples qui précèdent, cet exemple montre qu'il est possible,
dans le
cadre de la présente invention, de faire varier tant la nature chimique que
les teneurs
5 respectives des deux esters, en fonction des résultats que l'on souhaite
obtenir et compte tenu
des produits disponibles, de leurs coûts et de leur compatibilité avec
d'autres additifs
susceptibles d'êtres incorporés dans le combustible émulsionné.
Exem 1p e 4
Des compositions d'additifs émulsifiant conformes à l'invention ont été
préparées, en
1o utilisant le système émulsifiant S2 de l'exemple 1 (ester A = monooléate de
sorbitan, ester B
= huile de colza éthoxylée à 30 moles d'oxyde d'éthylène par mole de
triglycéride, 50 / 50),
seul ou en mélange avec un alcool saturé ramifié qui est le 2,éthyl-hexanol.
Des carburants émulsionnés conformes à l'invention ont été préparés a partir
de ces
compositions d'additifs en émulsionnant 85,4 à 86 % en poids (selon les
essais) du gazole G
15 de l'exemple 1 avec 11,? % en poids d'eau, 2 à 2,6 % en poids (selon les
essais) de système
émulsifiant S et de 0,3 % en poids d'un additif procétane (le nitrate de 2,
éthyl-hexyle). La
teneur précise en gazole G du carburant émulsionné est adaptée, pour chaque
essai, compte
tenu de la quantité de système émulsifiant S.
Trois essais ont étë réalisés, au cours desquels on a fait varier la
composition du
2o système émulsifiant S.
La stabilité de ces carburants a été déterminée à température ambiante
(25°C), au
moyen d'un test réalisé comme suit: 100 ml d'émulsion sont placés dans fiole
tronconique
finement graduée. Après 24 heures de stockage de l'émulsion à 25°C, on
détermine (par
lecture directe sur la fiole graduée) la teneur en volume de l'émulsion en
phase sédimentée (la
phase sédimentée étant constituée des grosses gouttes de phase aqueuse qui se
sont séparées
de l'émulsion et agglomérées dans le fond du récipient).
Le tableau 4 ci-après résume les résultats obtenus
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Caxbu- teneur du carburantteneur du carburantteneur du Phase
rapt en ester A en ester B carburant en sdimente
(% poids) (% poids) alcool (% volume)
(% poids)
E7 1 1 0 2
E8 1 1 0,4 1,5
E9 1 1 0,6 0
Tableau 4
Les résultats ci-dessus illustrent le gain supplémentaire de stabilité apporté
par
l'incorporation d'un alcool saturé ramifié dans les compositions d'additifs
émulsifiants selon
l'invention.
En l'occurrence, les compositions d'additifs émulsifiants employées dans les
carburants
respectifs E8 et E9 lesquelles comportent, en plus desdits premiers et
deuxièmes esters, du
2,éthyl-hexanol, présentent une meilleure résistance à la sédimentation : en
ajoutant 0,4 % en
poids d'alcool, on diminue de 25% la sédimentation à 25°C du carburant
émulsionné, et en
1o ajoutant 0,6 % en poids d'alcool, on fait disparaître totalement ce
phénomène de
sédimentation.
Exemple 5
Le test 2 de l'exemple 1 (stabilité thermique à 75°C) a été reproduit,
en utilisant des
systèmes émulsifiants conformes à l'invention, contenant les deux tensioactifs
suivants
ester B : huile de colza éthoxylée à 30 moles d'oxyde d'éthylène par mole de
triglycéride.
Tensioactif C : produit de condensation d'un anhydride polyisobutène
succinique avec
une trétraéthylènepentamine dans un rapport massique amine sur anhydride/amine
de 1,2.
2o Les carburants émulsionnés ont été préparés en émulsionnant 86,75 % en
poids du
gazole G de l'exemple 1 avec 11,70 % en poids d'eau osmosée, en présence de
1.25 % en
poids du système émulsifiant S et de 0,3 % en poids d'un additif procétane (le
nitrate de 2,
éthyl-hexyle).
Le tableau 6 ci-dessous présente les résultats obtenus.
EchantillonComposition Temps de
du systme dphasage
mulsifiant
(% poids)
Ester B Tensioactif C (en jours)
S7 30 70 15j
S8 40 60 24j
S9 50 50 18j
Tableau 5
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Par rapport aux exemples qui précèdent, cet exemple montre qu'il est possible,
dans le
cadre de la présente invention, de faire varier tant la nature chimique que
les teneurs
respectives des deux tensioactifs, en fonction des résultats que l'on souhaite
obtenir et compte
tenu des produits disponibles, de leurs coûts et de leur compatibilité avec
d'autres additifs
susceptibles d'êtres incorporés dans le combustible émulsionné.
Exemple 6
Le test 2 de l'exemple 1 (stabilité thermique à 75°C) a été reproduit,
en utilisant des
systèmes émulsifiants conformes à l'invention, contenant les trois
tesnsioactifs suivants
suivants
1o ester A : mono oléate de sorbitan ;
ester B : huile de colza éthoxylée à 30 moles d'oxyde d'éthylène par mole de
triglycéride.
Tensioactif C : produit de condensation d'un anhydride polyisobutène
succinique avec
une trétraéthylènepentamine dans un rapport massique amine sur anhydridelamine
de 1,2.
Les carburants émulsionnés ont été préparés en émulsionnant X6,75 % en poids
du
gazole G de l'exemple 1 avec 11,70 % en poids d'eau osmosée, en présence de
1.25% en
poids du système émulsifiant S et de 0,3 % en poids d'un additif procétane (le
nitrate de 2,
éthyl-hexyle).
2o Le tableau 6 ci-dessous présente les résultats obtenus.
EchantillonComposition Temps de
du systme dphasage
mulsifiant (en jours)
(% poids)
ester A ester B tensioactif
C
S10 20 20 60 17j
S11 10 30 60 lOj
Tableau 6
Par rapport aux exemples qui précèdent, cet exemple montre qu'il est possible,
dans le
cadre de la présente invention, de faire varier tant la nature chimique que
les teneurs
respectives des deux esters, en fonction des résultats que l'on souhaite
obtenir et compte tenu
des produits disponibles, de leurs coûts et de leur compatibilité avec
d'autres additifs
susceptibles d'êtres incorporés dans le combustible émulsionné.
Exemple 7
Des compositions d'additifs émulsifiant conformes â l'invention ont été
préparées, en
3o utilisant soit le système émulsifiant S~ de l'exemple 5 (ester A =
monooléate de sorbitan,
ester B = huile de colza éthoxylée à 30 moles d'oxyde d'éthylène par mole de
triglycéride,) en
mélange avec un alcool saturé ramifié qui est le 2,éthyl-hexanol. ; soit le
système émulsifiant
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S10 de l'exemple 6 (ester A = monooléate de sorbitan, ester B = huile de colza
éthoxylée à 30
moles d'oxyde d'éthylène par mole de triglycéride, tensioactif C = produit de
condensation
d'un anhydride polyisobutène succinique avec une tétraéthylènepentamine dans
un rapport
massique amine sur anhydride de 1,2.) en mélange avec un alcool saturé ramifié
qui est le
2,éthyl-hexanol.
Des carburants émulsionnés conformes à l'invention ont été préparés a partir
de ces
compositions d'additifs en émulsionnant 85,4 à 86 % en poids (selon les
essais) du gazole G
de l'exemple 1 avec 11,7 % en poids d'eau, 2.5 % en poids (selon les essais)
de système
émulsifiant S et de 0,3 % en poids d'un additif procétane (le nitrate de 2,
éthyl-hexyle). La
1o teneur précise en gazole G du carburant émulsionné est adaptée, pour chaque
essai, compte
tenu de la quantité de système émulsifiant S.
Quatre essais ont été réalisés, au cours desquels on a fait varier la
composition du
système émulsifiant S.
La stabilité de ces carburants a été déterminée à température ambiante
(25°C), au
moyen d'un test réalisé comme suit: 100 ml d'émulsion sont placés dans une
fiole
tronconique finement graduée. Après 24 heures de stockage de l'émulsion à
25°C, on
détermine (par lecture directe sur la fiole graduée) la teneur en volume de
l'émulsion en phase
sédimentée (la phase sédimentée étant constituée des grosses gouttes de phase
aqueuse qui se
sont séparées de l'émulsion et agglomérées dans le fond du récipient).
2o Le tableau 7 ci-après résume les résultats obtenus
TABLEAU 7
Carburantteneur Phase sdimente
du systme
mulsifiant
en
ester ester tensioactifalcool Dis l'mulsion
A B C
(% poids)(% poids)(% poids) (% poids)hale
(% volume)
S10 20 20 60 0 2
S 12 14.25 14.25 43 28.5 0
S8 0 40 60 0 1.5
S 13 0 28.5 43 28.5 0
Les résultats ci-dessus illustrent le gain supplémentaire de stabilité apporté
par
l'incorporation d'un alcool saturé ramifié dans les compositions d'additifs
émulsifiants selon
l'invention.
En l'occurrence, les systèmes émulsifiants respectifs S12 et S13 comportent,
en plus des
dits premiers ; deuxièmes esters et troisième tensioactif, du 2,éthyl-hexanol,
présentent une
3o meilleure résistance à la sédimentation : en ajoutant 28.5% en poids
d'alcool, on fait
disparaitre totalement le phénomène de sédimentation.
CA 02527324 2005-11-25
WO 2004/108864 PCT/FR2004/001343
19
Exemple 8
Le test 2 de l'exemple 1 (stabilité thermique à 75°C) a été reproduit,
en utilisant des
systèmes émulsifiants conformes à l'invention, contenant les deux tensioactifs
suivants
ester B " : dioléate de polyéthylène glycol 400 ou éthylène glycol
polyalcoxylé 400.
Tensioactif C produit de condensation d'un acide ou anhydride succinique avec
une
polyamine.
Les carburants émulsionnés ont été préparés en émulsionnant 86,75 % en poids
du
gazole G de l'exemple 1 avec 11,70 % en poids d'eau osmosée, en présence de
1.25 % en
1o poids du système émulsifiant S et de 0,3 % en poids d'un additif procétane
(le nitrate de 2,
éthyl-hexyle).
Le tableau 8 ci-dessous présente les résultats obtenus.
i5 TABLEAU 8
EchantillonComposition Temps de
du systme dphasage
mulsifiant
(% poids)
Ester B " Tensioactif C (en j ors)
S14 20 80 20j
S15 30 70 15j
Par rapport aux exemples qui précèdent, cet exemple montre qu'il est possible,
dans le
20 cadre de la présente invention, de faire varier tant la nature chimique que
les teneurs
respectives des deux tensioactifs, en fonction des résultats que l'on souhaite
obtenir et compte
tenu des produits disponibles, de leurs coûts et de leur compatibilité avec
d'autres additifs
susceptibles d'êtres incorporés dans le combustible émulsioïmé.
