Domaine technique
[0001] La présente invention concerne une composition de combustible liquide de type Burning
Kerosene ou pétrole lampant utilisable pour la production d'énergie, pour le chauffage
ou la cuisson à usage familial ou collectif.
[0002] Ces combustibles sont du type Burning Kerozene, combustibles ayant des températures
de distillation comprises entre celles de l'essence et celles du gazole.
[0003] Sur le marché anglo-saxon, il existe deux types de Burning Kerozene
BUK C1 : Burning Kerozene de classe C1
BUK C2 : Burning Kerozene de classe C2
[0004] Le BUK C1 est du kérosène désaromatisé et désulfuré. Le BUK C1 est destiné aux appareils
de chauffage mobiles et présente une excellente qualité de combustion.
[0005] Le BUK C2 est du kérosène standard destiné aux installations classiques de chauffage,
il présente une qualité de combustion moindre que celle du BUK C1.
[0006] Ces combustibles liquides sont utilisés pour des applications fixes de production
d'énergie, pour le chauffage, notamment dans le bâtiment, et pour la cuisson. Ces
combustibles sont bien adaptés pour des appareils thermiques tels que les poêles à
vaporisation, les chaudières domestiques et les cuisinières à combustion lente, en
particulier les cuisinières AGA®.
[0007] A titre d'exemple de combustibles, on peut citer certains des combustibles liquides
commercialisés par la demanderesse sous la dénomination Kerdane® (équivalent au BUK
C1) ou Ketrul® (équivalent au BUK C2)
Etat de la technique.
[0008] Dans certains appareils de combustion tels que les poêles à vaporisation ou les cuisinières
à combustion lente, le combustible liquide passe à travers un fin conduit d'alimentation,
le plus souvent en métal, pour atteindre la foyer de combustion ; les parois de ce
conduit les plus proches de la foyer de combustion sont soumises à des températures
très élevées pendant des temps de séjour qui peuvent être importants, plus particulièrement
pour les appareils où le débit de combustible est faible. Ceci augmente fortement
les risques de dégradation thermique du combustible et peut conduire à la formation
de dépôts solides sur les parois du conduit, en entraînant une diminution du diamètre
disponible pour le passage du combustible et une réduction éventuelle du débit, voire
une interruption de l'alimentation du foyer de combustion.
[0009] Pour éviter cela, les constructeurs de ces appareils préconisent à leurs clients
de nettoyer les conduits d'alimentation tous les 6 mois, afin d'éliminer les dépôts
solides préjudiciables au bon déroulement de la combustion. Dans certains cas une
maintenance est nécessaire avant les 6 mois d'utilisation.
Résumé de l'invention
[0010] La présente invention propose une nouvelle composition de combustible liquide de
type Burning Kerosene ou pétrole lampant utilisable dans les appareils de production
d'énergie et/ou chauffage et/ou pour la cuisson. Ce combustible liquide non seulement
évite les problèmes de bouchage des conduits d'alimentation allant du réservoir de
stockage de combustible vers le foyer de combustion mais aussi assure une excellente
qualité de combustion tout en limitant les dépôts solides au niveau du brûleur, i.e.
les imbrûlés. Il permet par une additivation spécifique avec l'additif selon l'invention,
pour un BUK de classe C2 d'atteindre la qualité de combustion d'un BUK de classe C1
sur certains types d'appareils thermiques.
[0011] Selon un premier objet l'invention propose un additif pour combustible liquide comprenant
le mélange :
- a) d'au moins un agent anti-oxydant de type phénol ou phénol/amine, le ou les anti-oxydants
de type phénol/amine étant préféré,
- b) d'au moins un passivateur de métal, notamment de cuivre,
- c) d'au moins un agent anti-corrosion,
et éventuellement
- d) d'au moins un améliorant de combustion,
- e) d'au moins un agent parfumant et/ou masquant d'odeur et/ou réodorant
[0012] De préférence, l'additif contient en outre un solvant organique hydrocarboné et/ou
un agent compatibilisant ou co-solvant.
[0013] De préférence, l'additif comprend:
a) au moins un agent anti-oxydant choisi parmi les molécules contenant au moins un
groupement phénol, tel que le di-t-butyl-2,6 méthyl-4 phénol (BHT) et avantageusement
une combinaison comprenant au moins un anti-oxydant de type phénolique et un antioxydant
dérivé d'une amine ou d'une polyamine éventuellement substituée telle que la dicyclohexyl
amine,
b) au moins un passivateur de métal choisi parmi les amines substituées par des groupements
triazoles (benzotriazoles, toluyltriazoles,....) tels que le N, N-bis-(2-éthylhexyl)-4-méthyl-1H-brenzotriazole-1-méthylamine
ou par des groupements N,N'-disalicylidène, tels que N,N'-disalicylidène 1,2-diaminopropane,
c) au moins un agent anti-corrosion choisi parmi les dérivés d'acides gras tels que
les esters de dimères d'acides gras et plus particulièrement les esters éthylique
de dimères d'acide linoléique et/ou d'acide stéarique, les dérivés acides des anhydrides
alkyl succiniques,
et éventuellement
e) au moins un agent parfumant et/ou masquant d'odeur et/ou réodorant, choisi parmi
:
* les composés tricycliques organiques décrits dans EP 1.591.514 qui sont des composés tricycliques organiques de formule (I) ci-après

dans laquelle le cycle cyclopentane est saturé ou insaturé, et R1, R2, R3, identiques
ou différents, sont choisis parmi l'hydrogène et les radicaux hydrocarbonés comprenant
de 1 à 10 atomes de carbone et comportant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes
ainsi que
* les aldéhydes aliphatiques ou aromatiques tels que la vanilline,
* les esters aliphatiques ou aromatiques, tels que l'acétate de benzyle,
* les hydroxydes, tels que le linalol, les alcools phényléthyliques,
* les cétones, telles que le camphre cristallisé, l'éthylmaltol,
* les huiles essentielles, telles que l'huile essentielle dérivées d'agrumes
* leurs mélanges,
et de préférence le mélange d'au moins un composé tricyclique organique et d'au moins
un aldéhyde, un ester, un hydroxyde, une cétone, une huile essentielle.
[0014] De préférence, l'additif comprend :
- de 10 à 50 % en masse d'agent(s) anti-oxydant(s),
- de 5 à 20 % en masse de passivateur(s) de métal,
- de 1 à 10 % en masse d'agent(s) anti-corrosion,
- de 5 à 20 % en masse d'agent(s) garfumant(s) et/ou masquant(s) d'odeur et/ou réodorant(s),
- de 20 à 60 % en masse de solvant(s) organique(s) hydrocarboné(s),
- de 0 à 40 % d'améliorant(s) de combustion,
- de 0 à 30 % en masse d'agent(s) compatibilisant ou co-solvant(s).
[0015] Selon un deuxième objet l'invention propose un procédé de préparation d'un additif
tel que défini ci dessus, par mélange à température ambiante des constituants dudit
additif.
[0016] Selon un troisième objet l'invention propose une composition de combustible liquide
comprenant:
- une majeure partie d'un mélange à base d'hydrocarbures liquides de type Burning Kerosène
ou pétrole lampant ayant des températures de distillation comprises entre 180 et 370°C,
de préférence entre 180 et 280°C et particulièrement entre 180 et 260 °C; une teneur
en composés aromatiques pouvant aller jusqu'à 20%, de préférence inférieure ou égale
à 1%; ces mélanges sont issus de coupes kérosène en général riches en composés aromatiques
(benzène, ...); ces coupes issues de raffineries pétrolières contiennent en général
quelques pourcents de composés aromatiques notamment jusque 20% et peuvent être utilisées
comme combustibles liquides ou peuvent être soumises à une désaromatisation ayant
pour effet de réduire très fortement la concentration en composés aromatiques (typiquement
inférieure ou égale à 1 %) ; ces coupes sont dénommées Burning Kerosene ou pétrole
lampant ; les mélanges désaromatisés comme indiqué précédemment ont des propriétés
de combustion meilleures que les mélanges plus riches en composés aromatiques ;
- une mineure partie d'au moins un additif tel que défini ci dessus, le mélange à base
d'hydrocarbures liquides comprenant des coupes de types distillats moyens, issues
de raffineries et/ou d'agrocarburants et/ou de biocarburants et/ou de biomasse et/ou
de carburants de synthèse.
[0017] De préférence la composition selon l'invention comprend de 250 à 1.000 ppm d'additif(s)
tel(s) que défini(s) ci dessus.
[0018] Selon un quatrième objet l'invention propose l'utilisation d'une composition telle
que définie plus haut comme combustible pour la production d'énergie, pour le chauffage
et/ou pour la cuisson.
[0019] De préférence, la composition selon l'invention est utilisée comme combustible d'appareils
de chauffage et notamment de poêles à vaporisation ou de préférence encore comme combustible
de cuisinières et notamment de cuisinières à combustion lente.
Exposé détaillé des modes de réalisation de l'invention.
[0020] La composition de combustible liquide selon l'invention comprend :
- une majeure partie d'hydrocarbures liquides ayant des températures de distillation
comprises entre 180 et 370°C, de préférence entre 180 et 280 °C et particulièrement
entre 180°C et 250°C, notamment du type Burning Kerosene (BUK C1 ou BUK C2) ou pétrole
lampant;
- une mineure partie d'au moins un additif comprenant le mélange
- a) d'au moins un agent anti-oxydant de type phénol ou phénol/amine, le ou les anti-oxydants
de type phénol/amine étant préféré,
- b) d'au moins un passivateur de métal, notamment de cuivre,
- c) d'au moins un agent anti-corrosion,
et éventuellement
- d) d'au moins un améliorant de combustion,
- e) d'au moins un agent parfumant et/ou masquant d'odeur et/ou réodorant.
[0021] Selon la nature et la miscibilité des constituants a) à e) de l'additif selon l'invention
décrits ci-dessus avec le combustible liquide, l'additif peut également contenir un
solvant organique hydrocarboné et éventuellement un agent compatibilisant ou co-solvant.
[0022] A titre d'agent anti-oxydant de type phénol, on peut utiliser les molécules contenant
au moins un groupement phénol, molécules qui sont utilisées de manière usuelle dans
les compositions d'hydrocarbures liquides pour carburants au usage moteur ou pour
combustibles liquides, tel que par exemple le di-t-butyl-2,6 méthyl-4 phénol (BHT),
leurs mélanges.
[0023] On peut utiliser avantageusement des combinaisons comprenant au moins un anti-oxydant
de type phénolique et un anti-oxydant dérivé d'une amine ou d'une polyamine éventuellement
substituée telle que la dicyclohexyl amine, leurs mélanges.
[0024] A titre de passivateur de métal, on peut utiliser des amines substituées par des
groupements triazoles (benzotriazoles, toluyltriazoles,....) tels que le N, N-bis-(2-ethylhexyl)-4-methyl-1H-brenzotriazole-1-methylamine
ou par des groupements N,N'-disalicylidène, tels que N,N'-disalicylidène 1,2-diaminopropane,
leurs mélanges.
[0025] A titre d'agent anti-corrosion, on peut utiliser les dérivés d'acides gras tels que
les esters de dimères d'acides gras et plus particulièrement les esters éthyliques
de dimères d'acide linoléique et/ou d'acide stéarique, les dérivés acides des anhydrides
alkyl succiniques, leurs mélanges.
[0026] A titre d'agent parfumant et/ou masquant d'odeur et/ou réodorant, on peut par exemple
citer
* les composés tricycliques organiques décrits dans EP 1.591.514 ainsi que
* les aldéhydes aliphatiques ou aromatiques tels que la vanilline,
* les esters aliphatiques ou aromatiques, tels que l'acétate de benzyle,
* les hydroxydes, tels que le linalol, les alcools phényléthyliques,
* les cétones, telles que le camphre cristallisé, l'éthylmaltol,
* les huiles essentielles, telles que l'huile essentielle dérivées d'agrumes
* leurs mélanges.
[0027] De manière avantageuse, on préfère utiliser comme agent parfumant, masquant d'odeur
ou réodorant un mélange d'au moins un composé tricyclique organique et d'au moins
un aldéhyde, un ester, un hydroxyde, une cétone, une huile essentielle telle que définis
ci-dessus.
[0028] L'additif selon l'invention comprend avantageusement
- de 10 à 50 % en masse d'agent(s) anti-oxydant(s),
- de 5 à 20 % en masse de passivateur(s) de métal,
- de 1 à 10 % en masse d'agent(s) anti-corrosion,
- de 5 à 20 % en masse d'agent(s) parfumant(s) et/ou masquant(s) d'odeur et/ou réodorant(s),
- de 20 à 60 % en masse de solvant(s) organique(s) hydrocarboné(s),
- de 0 à 40% d'améliorant(s) de combustion,
- de 0 à 30 % en masse d'agent(s) compatibilisant ou co-solvant(s).
[0029] L'additif selon l'invention peut être préparé par simple mélange des constituants
a) à e) décrits ci-dessus, avec le solvant organique hydrocarboné et éventuellement
l'agent compatibilisant ou co-solvant.
[0030] L'additif selon l'invention présente l'avantage d'être stable au stockage pendant
au moins plusieurs mois à température ambiante (-15 à + 40 °C) et peut donc être stocké
en dépôt avant mélange avec le combustible à base d'hydrocarbures liquides.
[0031] La composition de combustible selon l'invention comprend en général de 250 à 1.000
ppm d'un ou plusieurs additif(s) selon l'invention.
[0032] Outre les composants usuels de ceux du Burning Kerozene qui proviennent majoritairement
de raffineries pétrolières, notamment de coupes de types distillats moyens dont les
intervalles de distillation sont indiqués précédemment, les hydrocarbures liquides
peuvent provenir d'agrocarburants, de biocarburants, de la biomasse et/ou d'hydrocarbures
de synthèse.
[0033] La composition de combustible selon l'invention peut être préparée de manière simple
en incorporant le ou les additifs selon l'invention par simple mélange physique de
l'additif ou des additifs et des hydrocarbures liquides. On ne sortirait pas du cadre
de l'invention en mélangeant de manière séparée les constituants de l'additif selon
l'invention avec les hydrocarbures liquides.
[0034] La composition d'hydrocarbures selon l'invention peut contenir, outre le ou les additifs
selon l'invention, un ou plusieurs autres additifs, c'est-à-dire différents des constituants
a) à e), du solvant et du co-solvant éventuels de l'additif selon l'invention.
[0035] A titre d'exemple d'autres additifs, on peut citer à titre non limitatif, les additifs
biocides, les additifs de température limite de filtrabilité, les additifs de points
de trouble, de point d'écoulement, les additifs de lubrifiance ou anti-usure.
Exemple 1 comparatif) - Préparation de combustibles additivés (Additif A, Additif
B), validation sur poêles à vaporisation
[0036] On prépare un additif dénommé
Additif A selon le mode opératoire suivant :
A température ambiante, on mélange :
- 10 parties en poids d'antioxydant de type phénol/amine commercialisé sous l'appellation
Hitec ® 4235,
- 19 parties en poids d'améliorant de combustion de type ferrocène,
- 6 parties en poids de réodorant (mélange d'aromatiques),
- 5 parties en poids d'éthyle 2 hexanol,
- 60 parties en poids de Solvarex 10 (solvant aromatique lourd commercialisé par Total
Fluides).
[0037] A température ambiante, on mélange 1.000 ppm de l'Additif A préparé ci-dessus avec
une composition d'hydrocarbures (équivalent à un BUK C2) qui sera dénommée dans ce
qui suit BUK C2.
[0038] La teneur en soufre du BUK C2 est égale à 5 ppm, sa masse volumique à 15°C est 0,8028
g/cm
3, sa teneur massique en aromatiques est égale à 20 %, son point initial est 184,2°C
et son point final 253,3°C.
Qualité de combustion : essai d'endurance sur banc d'essai « poêle à vaporisation
»
[0039] Cet essai permet de comparer la qualité de combustion de 2 combustibles différents
sur des poêles à vaporisation.
[0040] Les 2 combustibles à comparer tournent en parallèle sur deux poêles à vaporisation
différents, de même marque et de même modèle ; ceci afin d'obtenir des résultats comparatifs
sur des produits ayant subit exactement les mêmes conditions opératoires.
[0041] Cette comparaison se fait de façon quantitative en mesurant la masse d'imbrûlés produits
au cours de l'essai dans les pots de combustion, par chacun des deux combustibles.
Cette quantité de dépôt est ramenée au poids de combustible consommé.
[0042] La durée de cet essai est de 2 semaines, le volume de fioul consommé est d'environ
200 L. Tout au long de l'essai, la mesure de la température des fumées, de l'indice
de noircissement et du débit de combustible permet de suivre une éventuelle évolution
de la qualité de combustion.
Essai BUK C2 / BUK C2+Additif A : analyse des résultats
[0043] Dans cet essai, sont évaluées les performances de l'additif A en terme de combustion
en comparant le BUK C2 vierge au BUK C2 additivé avec l'additif A.
[0044] On mesure la quantité de dépôts formés :
BUK C2 vierge : |
90 mg/kg |
BUK C2 + Additif A |
40 mg/kg |
BUK C1 |
29 mg/kg |
[0045] On observe une efficacité de l'additif A vis-à-vis de la qualité de combustion qui
se traduit par une quantité de dépôts formés inférieure pour le BUK additivé. Cette
différence de qualité de combustion est aussi observée de façon significative visuellement.
[0046] Les résultats de l'essai montrent que l'additif A est efficace sur les propriétés
de combustion d'un poêle à vaporisation en diminuant sensiblement la formation de
dépôts dans les pots de combustion. Il permet à un BUK C2, d'atteindre la qualité
de combustion d'un BUK C1.
[0047] (les caractéristiques du BUK C1 sont les suivantes : teneur en soufre : 5 ppm ; masse
volumique à 15°C : 0,8183 g/cm
3; teneur massique en aromatiques : 0 %, point initial : 185,3°C ; point final : 242,6°C)
Efficacité de l'agent anti-corrosion
[0048] La formule de l'Additif A est complétée par l'ajout d'un agent anti-corrosion dont
l'efficacité est clairement mise en avant par la méthode corrosion lame de cuivre
ASTM D655 dont les résultats sont reportés dans le tableau ci-dessous.
Echantillon |
Cotation de la corrosion |
BUK C2 |
D-E |
BUK C2 + Additif A |
D-E |
BUK C2 +Additif A +anti-corrosion |
A |
[0049] Cette nouvelle formulation est ensuite testée dans un poêle à vaporisation, les concentrations
respectives de chacun des composants du paquet d'additifs ont été adaptées pour permettre
un taux de traitement en additif de 500 ppm.
[0050] On prépare un additif dénommé
Additif B selon le mode opératoire suivant:
A température ambiante, on mélange :
20 parties en poids d'antioxydant de type phénol/amine commercialisé sous l'appellation
Hitec ® 4235,
38 parties en poids d'améliorant de combustion de type ferrocène,
12 parties en poids de réodorant,
3,5 parties en poids d'anti-corrosion,
5 parties en poids d'éthyl 2 hexanol,
21,5 parties en poids de Solvarex 10.
[0051] A température ambiante, on mélange 500 ppm de l'Additif B préparé ci-dessus avec
une composition d'hydrocarbures commercialisée sous la dénomination Ketrul (équivalent
à un BUK C2)
[0052] Un nouveau test permet de comparer du BUK C2 présentant une qualité de combustion
dégradée en simulant une pollution par du FOD (Fuel Oil Domestique) (3%) à ce même
combustible additivé par l'Additif B.
[0053] 4 essais ont été réalisés sur le banc «poêle à vaporisation»:

[0054] La quantité de dépôts formés pour le BUK C2 est de 91 mg / kg et celle pour le BUK
C2 + 3% FOD est de 300 mg / kg.
[0055] On constate que la pollution par le FOD dégrade fortement la qualité de combustion
et entraîne une variation significative de la quantité de dépôts formés.
Impact de l'additivation par l'Additif B.
[0056] Alors que la quantité de dépôts formés pour le BUK C2+3% FOD est de 300 mg/kg, elle
n'est que de 17 mg/kg pour le BUK C2+3% FOD+ 500 ppm d'Additif B.
[0057] Ces résultats mettent en évidence la très bonne efficacité de l'Additif B qui améliore
significativement la qualité de combustion.
[0058] L'additivation telle que décrite ci-dessus (Additif A, Additif B) permet d'améliorer
de façon significative la qualité de combustion sur des appareils thermiques tels
que les poêles à vaporisation en diminuant fortement la quantité de dépôts formés.
[0059] Cette additivation permet en particulier à un BUK de classe C2 d'avoir une qualité
de combustion équivalente à celle d'un BUK C1, même lorsque celui-ci est pollué par
du FOD jusqu'à des teneurs de 3 %. L'ajout d'agent anti-corrosion, dans la formulation
spécifique ne change pas ce résultat.
Exemple 2 - Préparation de combustibles selon l'invention (contenant l'Additif C ou
Additif D), essais sur cuisinière à combustion lente.
[0060] L'additif B est évalué par un essai d'endurance sur cuisinière à combustion lente,
de type AGA®. Après 6 semaines d'essai, on observe l'apparition d'un bruit marqué,
et la mise en sécurité de l'appareil. L'inspection visuelle du premier appareil après
arrêt montre :
- un dépôt de carbone important au fond du pot de combustion,
- des dépôts ressemblant à du cuivre sur les mèches.
[0061] Si l'additif B est tout à fait performant pour la combustion des poêles à vaporisation
comme le montre les résultats de l'Exemple 1, il n'est pas satisfaisant pour les cuisinières
à combustion lente.
Impact du cuivre sur la combustion poêle à vaporisation
[0062] Dans le but de simuler une contamination par du cuivre qui pourrait venir en particulier
de certains types de canalisation à base de cuivre, on réalise un essai pour quantifier
la formation de dépôts après essai banc poêle pour du BUK C2 contenant 2 ou 10 ppm
de cuivre.
[0063] Cet essai est tourné en petite allure afin de rendre plus sévères les conditions
opératoires.
[0064] On mesure les quantités de dépôts formés :
BUK C2 vierge |
155 mg/kg |
BUK C2 + Additif B |
11 mg/kg |
BUK C2 + Additif B+ 2 ppm de cuivre |
70 mg/kg |
BUK C2 + Additif B+10 ppm de cuivre |
215 mg/kg |
Conclusion:
[0065] A partir d'une certaine teneur, on constate que le cuivre a un impact direct sur
la qualité de combustion et donc sur la formation de dépôts. De plus, l'observation
visuelle des pots de combustion met en évidence l'impact du cuivre sur la formation
de dépôt à l'orifice de l'alimentation en combustible.
[0066] Un additif selon l'invention dénommé Additif C est testé sur essai d'endurance sur
cuisinière à combustion lente.
[0067] L'
Additif C est préparé comme suit :
A température ambiante, on mélange:
20 parties en poids d'anti-oxydant phénol/amine commercialisé sous l'appellation Hitec
4235,
8 parties en poids passivateur du cuivre de type benzotriazole,
3,5 parties en poids d'anti-corrosion (mélange d'esters de dimères d'acides oléique
et d'acide stéarique),
12 parties en poids d'agent réodorant,
35 parties en poids d'améliorant de combustion type ferrocène,
11,5 parties en poids de Solvarex 10 (solvant organique aromatique lourd) commercialisé
par la demanderesse,
10 parties en poids d'éthyl-2 hexanol (agent compatibilisant)
[0068] A température ambiante, on mélange 500 ppm de l'Additif C avec une composition d'hydrocarbures
commercialisée sous la dénomination Ketrul (équivalent à un BUK C2)
[0069] Les résultats de l'essai montrent une nette amélioration par rapport à l'essai précédent
avec l'Additif B : l'essai a pu tourner sans arrêt pendant au moins 6 mois, ce qui
n'était pas le cas avec l'Additif B.
[0070] En outre, on constate la présence de dépôt brillant ayant l'apparence de dépôt de
cuivre en quantité beaucoup moins importante que pour le BUK C2 additivé avec l'Additif
B ainsi qu'une forte diminution de la quantité de dépôts carbonés.
[0071] L'essai d'endurance sur cuisinière à combustion lente étant de mise en oeuvre assez
lourd (durée minimale de 6 mois), des méthodes laboratoires simulant au mieux les
contraintes de cet essai ont été mises au point par la demanderesse afin de proposer
une optimisation de l'Additif C et sont détaillées ci-dessous.
Stabilité thermique - Interaction avec le cuivre
[0072] Différentes formulations d'additifs ont été testées par l'adaptation de 2 méthodes:
a/ Méthode dérivée de l'ASTMD130
[0073] L'essai consiste à un essai corrosion lame de cuivre, à 100°C pendant 48 heures;
on mesure le taux de cuivre dans les différentes solutions de BUK vierge ou additivé
en fin d'essai et on observe l'aspect des solutions.
b/ Méthode dérivée de l'ASTMD570
[0074] Les formulations sont vieillies en présence de cuivre ou de fer (mis en solution
sous forme de fil), à 105° pendant 48 h, puis les gommes existantes et adhérentes
sont quantifiées de façon habituelle.
[0075] Ces 2 méthodes d'essais ont pour objectif d'étudier l'influence:
- de la nature chimique de l'antioxydant et du taux d'additivation pour ce composé,
- de la nature chimique du passivateur de cuivre et du taux d'additivation pour ce composé,
sur la stabilité thermique qui est un paramètre très important sur les cuisinières
à combustion lente.
Résultats d'essais: Méthode dérivée de l'ASTM D130
[0076] Une matrice de produits est testée par les deux méthodes :
Additif D = Additif C avec double dose de passivateur de cuivre et diminution du taux
d'améliorant de combustion
Additif E = Additif C avec changement de passivateur de cuivre à dosage équivalent
Additif F=Additif C avec changement de passivateur de cuivre à double dose
Additif G = Additif C avec augmentation du dosage de l'antioxydant et diminution du
dosage de l'améliorant de combustion
Additif H = Additif C avec changement d'antioxydant (mélange phénols amines, avec
une plus grande concentration en produits aminés)
[0077] Dans le tableau ci-dessous sont indiqués les teneurs en cuivre et l'aspect du mélange
combustible+ Additif « ».
Produit |
Teneur en cuivre |
Aspect |
BUK C2 vierge |
0,05 ppm |
Solution claire et limpide |
BUK C2+ Additif C |
< 0,05 ppm |
Solution légèrement jaune |
BUK C2+ Additif D |
< 0,05 ppm |
Solution légèrement jaune |
BUK C2+ Additif E |
0,8 ppm |
Solution moins claire, présence de dépôts |
BUK C2+ Additif |
F 1,10 ppm |
Solution marron présence de dépôts |
BUK C2+ Additif G |
0,25 ppm |
Solution très légèrement jaune |
BUK C2+ Additif H |
1,90 ppm |
Solution claire et limpide |
Conclusion
[0078] On constate que le choix de l'antioxydant et du passivateur de cuivre a un impact
significatif sur la stabilité thermique.
Résultats d'essai: Méthode dérivée de l'ASTM D570
[0079]
Additif B' = Additif C sans passivateur de cuivre
Additif C' = Additif C avec changement d'anti-oxydant : mélange phénol/amines avec
une plus grande concentration en produits aminés
Additif D' = Additif C sans améliorant de combustion
Additif E' = Additif C sans améliorant de combustion et sans passivateur de cuivre
Additif F' = Additif C avec changement d'anti-oxydant pour un mélange phénol amines
avec une plus grande concentration en produits aminés
Additif G'= Additif C avec changement d'anti-oxydant pour un mélange phénol amines
avec plus grande concentration en produits aminés, sans améliorant de combustion.
Essai en présence de cuivre
[0080]
Composition |
Teneur en Cu après oxydation (ppm) |
Couleur après oxydation |
GP totales.
(mg/100mL) |
BUK vierge |
0,15 |
+5 |
0,5 |
BUK + C |
0,20 |
+4 |
0,8 |
BUK + B' |
0,65 |
-5 |
1,7 |
BUK + C' |
1,05 |
+9 |
0,4 |
BUK + D' |
0,10 |
+13 |
0,3 |
BUK + E' |
0,75 |
-4 |
1,0 |
BUK + F' |
0,65 |
-8 |
1,4 |
BUK + G' |
<0,6 |
+3 |
0,4 |
[0081] Ces résultats confirment l'efficacité du passivateur de cuivre (Additif C comparé
à Additif B') ainsi que la meilleure performance de l'anti-oxydant 2 (type phénol/amine
avec plus grande concentration en produits aminés ) par rapport à l'anti-oxydant 1(
type phénol/amine classique) (Additif C comparé à Additif C' ou Additif G').
Résultats de l'essai en présence de fer
[0082]
Composition |
GP totales. (mg/100mL) |
BUK vierge |
0,1 |
BUK + C |
1,5 |
BUK + B' |
0,8 |
BUK + C' |
0,9 |
BUK + D' |
0,1 |
BUK + E' |
0,1 |
BUK + F' |
0,1 |
BUK + G' |
0,1 |
Conclusion
[0083] Ces résultats mettent en évidence que si l'améliorant de combustion agit comme catalyseur
de combustion, il amène du fer dans la solution finale ce qui dégrade fortement la
stabilité thermique de cette solution.
[0084] Un autre additif selon l'invention dénommé
Additif D est préparé comme suit :
A température ambiante, on mélange :
30 parties en poids d'anti-oxydant de type phénol/amine avec plus grande concentration
en produits aminés que l'anti-oxydant de l'Additif C,
8 parties en poids de passivateur du cuivre de type benzotriazole,
3,5 parties en poids d'anti-corrosion (mélange d'esters de dimères d'acides linoléique
et d'acide stéarique),
12 parties en poids d'agent réodorant,
36,5 parties en poids de Solvarex 10(solvant organique aromatique) commercialisé par
la demanderesse,
10 parties en poids d'éthyl-2 hexanol (agent compatibilisant)
[0085] L'Additif D est testé en essai laboratoire longue durée (pendant plusieurs mois)
et en clientèle sur cuisinière à combustion lente de type AGA® en mélangeant 500 ppm
de l'Additif D à du BUK C2.
[0086] Pendant toute la période de fonctionnement, le combustible ainsi additivé a donné
entièrement satisfaction et a permis d'augmenter de façon significative la période
de maintenance de ce type de matériel thermique.
1. Additif pour combustible liquide de type Burning Kerosene ou pétrole lampant comprenant
le mélange
a) d'au moins un agent anti-oxydant de type phénol ou phénol/amine, le ou les anti-oxydants
de type phénol/amine étant préféré(s),
b) d'au moins un passivateur de métal, notamment de cuivre,
c) d'au moins un agent anti-corrosion,
et éventuellement
d) d'au moins un améliorant de combustion,
e) d'au moins un agent parfumant et/ou masquant d'odeur et/ou réodorant
2. Additif selon la revendication 1 contenant en outre un solvant organique hydrocarboné
et/ou un agent compatibilisant ou co-solvant.
3. Additif selon la revendication 1 ou 2, comprenant
a) au moins un agent anti-oxydant choisi parmi les molécules contenant au moins un
groupement phénol, tel que le le di-t-butyl-2,6 méthyl-4 phénol (BHT) et avantageusement
une combinaison comprenant au moins un anti-oxydant de type phénolique et un antioxydant
dérivé d'une amine ou d'une polyamine éventuellement substituée telle que la dicyclohexyl
amine,
b) au moins un passivateur de métal choisi parmi les amines substituées par des groupements
triazoles (benzotriazoles, toluyltriazoles,....) tels que le N, N-bis-(2-ethylhexyl)-4-methyl-1H-brenzotriazole-1-methylamine
ou par des groupements N,N'-disalicylidène, tels que N,N'-disalicylidène 1,2-diaminopropane,
c) au moins un agent anti-corrosion choisi parmi les dérivés d'acides gras tels que
les esters de dimères d'acides gras et plus particulièrement les esters éthylique
de dimères d'acide linoléique et/ou d'acide stéarique, les dérivés acides des anhydrides
alkyl succiniques,
et éventuellement
e) au moins un agent parfumant et/ou masquant d'odeur et/ou réodorant, choisi parmi
* les composés tricycliques organiques décrits dans EP 1.591.514 ainsi que
* les aldéhydes aliphatiques ou aromatiques tels que la vanilline,
* les esters aliphatiques ou aromatiques, tels que l'acétate de benzyle,
* les hydroxydes, tels que le linalol, les alcools phényléthyliques,
* les cétones, telles que le camphre cristallisé, l'éthylmaltol,
* les huiles essentielles, telles que l'huile essentielle dérivées d'agrumes
* leurs mélanges,
et de préférence le mélange d'au moins un composé tricyclique organique et d'au moins
un aldéhyde, un ester, un hydroxyde, une cétone, une huile essentielle.
4. Additif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant:
- de 10 à 50 % en masse d'agent(s) anti-oxydant(s),
- de 5 à 20 % en masse de passivateur(s) de métal,
- de 1 à 10 % en masse d'agent(s) anti-corrosion,
- de 5 à 20 % en masse d'agent(s) parfumant(s) et/ou masquant(s) d'odeur et/ou réodorant(s),
- de 20 à 60 % en masse de solvant(s) organique(s) hydrocarboné(s),
- de 0 à 40 % d'améliorant(s) de combustion,
- de 0 à 30 % en masse d'agent(s) compatibilisant ou co-solvant(s).
5. Procédé de préparation d'un additif tel que défini dans l'une quelconque des revendications
1 à 4, par mélange à température ambiante des constituants dudit additif.
6. Composition de combustible liquide comprenant
- une majeure partie d'un mélange à base d'hydrocarbures liquides de type Burning
Kerosene ou pétrole lampant ayant des températures de distillation comprises entre
180 et 370°C, de préférence entre 180 et 280 °C et particulièrement entre 180°C et
260°C, une teneur en composés aromatiques pouvant aller jusqu'à 20 % , mais de préférence
inférieure ou égale à 1 %,
- une mineure partie d'au moins un additif tel que défini dans l'une quelconque des
revendications 1 à 4,
le mélange à base d'hydrocarbures liquides comprenant des coupes de types distillats
moyens, issues de raffineries et/ou d'agrocarburants et/ou de biocarburants et/ou
de biomasse et/ou de carburants de synthèse.
7. Composition selon la revendication 6 comprenant de 250 à 1.000 ppm d'additif(s) tel(s)
que défini(s) dans l'une quelconque des revendications 1 à 4.
8. Utilisation d'une composition telle que définie dans la revendication 6 ou 7 comme
combustible pour la production d'énergie, pour le chauffage et/ou pour la cuisson.
9. Utilisation d'une composition selon la revendication 8 comme combustible d'appareils
de chauffage et notamment de poêles à vaporisation.
10. Utilisation d'une composition selon la revendication 8 comme combustible de cuisinières
et notamment de cuisinières à combustion lente.