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燃料組合物的用途的制作方法

文檔序號:5100898閱讀:348來源:國知局

專利名稱::燃料組合物的用途的制作方法
技術領域
:本發明涉及燃料組合物的用途,特別是在壓縮點火發動機操作中的用途。
背景技術
:已知使烴通過過濾或吸附性材料例如漂白土或木炭而處理烴,例如在US-A-2090007、US+2338142或GB-A-614636中乂>開的那樣。GB-A-437023公開了一種在適于將所述烴保持在基本液相下的高溫和超大氣壓的條件下通過用固體活性吸附劑例如漂白土、粘土或其它適合的吸附催化劑的處理而精煉基本為汽油沸程內的裂解烴的方法,該方法包括首先從所述烴中脫除相對不穩定的低沸點組分即溶解的氣體、丙烷、一部分或全部的丁烷及它們相應的不飽和物,且通過使它們進行穩定分餾并緊接著在穩定的烴還熱的時候使它們進行所述精煉處理而降低所述烴的蒸氣壓。US-A-3529944公開了一種凈化和穩定經歷氧化劣化的烴液體、特別是噴氣燃料的方法,該方法包括向燃料中加入加速燃料氧化劣化的材料例如多苯基取代的低級烷烴或低級烯烴、檸檬酸的鏈烷醇酯或乙酰氧基乙基單丁醚;使烴液體通過固態粒狀吸附介質以脫除微小雜質和氧化劣化的產物;和其后加入額外量的穩定材料以穩定烴液體防止進一步的氧化劣化。合適的吸附材料(第5欄,第22-25行)包括各種類型的處理的或未處理的天然或合成粘土、漂白土、綠坡縷石、硅膠和吸附催化劑。在實施例中,采用通過綠坡縷石粘土過濾而處理噴氣燃料。在US-A-4225319中,為了抑制汽化器沉積物形成,將吸附劑處理的催化裂解汽油摻混入用于內燃機的燃料組合物中。在第2欄,第57-62行中,說明了"用于處理催化裂解汽油的吸附劑包括許多公知的吸收劑例如二氧化硅、氧化鋁、二氧化硅-氧化鋁、木炭、炭黑、珪酸鎂、硅酸鋁、沸石、粘土、漂白土、氧化鎂等,,。在實施例中,使用的吸收劑是硅膠。US-A-5951851涉及一種從流體,特別是燃料例如汽油、噴氣燃料、柴油、煤油和燃料添加劑如醚中脫除元素硫的方法。這種方法包括使>琉污染的流體與層狀雙氬氧化物(或水滑石)Mg2AlN03;mH20或Mg3AlN03;mH20接觸,其中m為水合水的數目。在實施例1中,顯示的是綠坡縷石粘土、5A分子篩、硅膠、氧化鋁、三羥鋁石、四苯基磷鎮-蒙脫石、Kao-EG.9.4A、Kao-四甘醇、Ah3柱狀蒙脫石、四甲基銨-蒙脫石、坡縷石-PF1-s、高呤石KGa-l、Kao-溶纖劑和鐵(ffl)蒙脫石對脫除元素石危是無效的,而水滑石Al2LiCl、Mg2AlN03、Mg2FeN03、Mg3FeN03和Mg3AlN03對脫除元素硫特別有效。NewEncylopaediaBritannicaMacropaedia,第4巻,第15版,1984,ISBN0-85229-413-1,第700-706頁根據原子結構和化學組成的變化將粘土礦物分類為9組即(l)水鋁英石;(2)高嶺石;(3)多水高嶺石;(4)蒙脫石;(5)伊利石;(6)綠泥石;(7)蛭石;(8)海泡石、綠坡縷石和坡縷石;和(9)混合層狀粘土礦物。第(8)組海泡石、綠坡縷石和坡縷石被描述為纖維狀粘土礦物,和它們含有作為重要結構元素的平行于c軸取向的閃石雙二氧化硅鏈。已知柴油可以含有許多痕量金屬。這些金屬的含量取決于多種因素,該因素包括燃料由其衍生的原油來源、所使用的精煉工藝類型、以及燃料的處理、儲存和配送歷史。使用柴油運轉的壓縮點火(柴油)發動機會在發動機操作過程中在它們的燃料噴射系統中,特別是在噴射器噴嘴中形成沉積物。這種結垢會削弱發動機的性能。為了降低結垢,在燃料中可以包括含有清凈劑的添加劑。但當將柴油組合物的至少一種烴組分用物理相態與所述烴組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理以降低所述組分中痕量金屬污染物的水平、更優選重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平時,燃料組合物自身可引起噴射器結垢的減少和/或逆轉,所述金屬吸附性或吸收性材料可以是例如是與所述烴組分不混溶(包括具有最小或低溶解度)的液體形式或固體,優選固體。所述處理包括烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,例如通過不混溶液體的潷析、過濾、起凝渦、離心以及重力分離的一種或多種進行。經如此處理的燃料組合物因此可以用于幫助保持發動機的清潔和/或改進這種清潔和/或降低這種清潔的劣化速度。為本公開目的,"重金屬"定義為原子數為20或更大的金屬。根據本發明,提供一種燃料組合物的用途,所述燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,至少一種所述烴組分已經用物理相態與所述經組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理,優選以降低所述至少一種烴組分中的至少一種金屬的水平、更優選至少一種重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平,所述處理包括所述烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,目的在于減少在發動機操作期間在向其中引入所述燃料組合物的壓縮點火發動機中沉積物、優選燃燒相關沉積物的隨后形成和/或從所述發動機除去先前生成的沉積物,優選其中在所積物水平低于在所述發動機中采用替代燃料組合物的發動機操作之后所述發動機中的沉積物水平,所述替代燃料組合物具有與所述燃料組合物基本相同的特征,但其烴組分未用所述金屬吸附性或吸收性材料進行處理。優選地,在本發明的用途中,減少所述壓縮點火發動機中沉積物發動機中任何功^率損失或提高由所述發動機產生的功率的效果,優選間的功率損失或產生的功率相比,在所述發動機中采用所述燃料組合,,,,,間生的功率較高根據本發明,還提供一種運轉壓縮點火發動機和/或采用壓縮點火發動機驅動的車輛的方法,所述方法包括向所述發動機的燃燒室中引入一種燃料組合物,所述燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,至少一種所述烴組分已經用物理相態與所述烴組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理,優選以降低所述至少一種爛組分中的至少一種金屬的水平、更優選至少一種重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平,所述處理包括所述烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,目的在于減少在發動機操作期間在所述壓縮點火發動機中沉積物、優積物,優選其中在所述發動機中采用所述燃料組合物的發動機操作之:的發動機操作之后所述發動機中的沉積物水平,所述替代^料組合物具有與所述燃料組合物基本相同的特征,但其烴組分未用所述金屬吸附性或吸收性材料進行處理。根據本發明,進一步提供了一種減少在發動機操作期間在向其中引入燃料組合物的壓縮點火發動機中沉積物、優選燃燒相關沉積物的隨后形成和/或從所述發動機除去先前生成的沉積物的方法,所述方法包括向所述發動機的燃燒室中加入燃料組合物,所述燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,至少一種所述烴組分已經用物理相態與所述爛組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理,優選以降低所述至少一種烴組分中的至少一種金屬的水平、更優選至少一種重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平,所述處理包括所述烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,優選其中在所述發動機中采用所迷燃料組合所述替代燃料組合物具有與所述燃料組合物基本相同的特征,但其烴組分未用所述金屬吸附性或吸收性材料進行處理。根據本發明,仍然進一步提供一種減少在發動機操作期間在向其中引入燃料組合物的壓縮點火發動機中沉積物、優選燃燒相關沉積物的隨后形成和/或從所述發動機除去先前生成的沉積物的方法,所述方法包括用另一種燃料組合物替代所述發動機中的燃料組合物,所述另一種燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,至少一種所述烴組分優選以降低所述至少一種烴組分中的至少一種金屬的水平、更優選至少一種重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平,所述處理包括所述烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,優選其中在所述發動水后所述發動機中的沉積物水平,所述被替代的燃料組合物具有與所述燃料組合物基本相同的特征,但其烴組分未用所述金屬吸附性或吸收性材料進行處理。優選地,在本發明的方法中,減少所述壓縮點火發動機中沉積物發動機中任何功-率損失或提高由所述發動機產生的功率的效果,優選作期間的;率損失或產生的功率相比:在所述;動機中采用所述燃料中產生的功率較高。'<、^、-'優選地,在采用燃料組合物的發動機操作之后該發動機中沉積物的水平下降至少10%、優選至少20%、更優選至少25%的量,所述燃料組合物的一種或多種所述經已經用所述金屬吸附性或吸收性材料處理。術語"基本相同的特征"具體但并不唯一地涉及燃料組合物的金屬含量、密度、硫含量以及蒸餾特征的一種或多種。根據本發明,還進一步提供一種制備燃料組合物的方法,該方法包括(a)提供主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分;(b)用物理相態與所述烴組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理至少一種所述烴組分,從而降低所述至少一種烴組分中至少一種金屬的水平;和(c)使如此處理的爛組分與所迷金屬吸附性或吸收性材料物理分離。根據本發明,還進一步提供一種處理燃料組合物的方法,所述燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,所述方法包括(a)向所述燃料組合物中加入一種或多種金屬,優選選自銅、鐵和鋅的一種或多種理至少一種所述烴組分,從而降低所述至少一種烴組分中至少一種金屬的水平;和(c)使如此處理的烴組分與所述金屬吸附性或吸收性材料物理分離。優選地,金屬吸附性或吸收性材料選自纖維狀粘土礦物、硅藻土、石墨、木炭、聚合物吸附劑或吸收劑、離子交換樹脂,以及絡合劑或螯合劑,所述材料可以與烴組分不混溶(包括具有最小或低溶解度)的液體形式或固體,更優選固體。所述絡合劑或螯合劑優選包括具有一個或多個用作配體或形成絡合物或另外是吸引金屬的官能團的分子。海泡石、綠坡縷石和坡縷石組的纖維狀粘土礦物必須至少含有海泡石、綠坡縷石和坡縷石組的至少一種礦物。術語"漂白土"在公開的文獻中以許多不同的方式表達粘土,但在本發明的上下文中"漂白土,,包括海泡石、綠坡縷石和坡縷石組的至少一種纖維狀粘土礦物。一種類型的漂白土可以包括蒙脫石和坡縷石的混合物。優選地,纖維狀粘土礦物為海泡石、綠坡縷石或漂白土。優選地,所述聚合性材料選自聚烯烴例如聚丙烯酸酯或聚苯乙烯、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚胺和聚砜材料例如AMBERLITEXAD-4、AMBERLITEXAD-7和AMBERLITEXAD-16非離子聚合物吸附劑以及硅膠上的聚乙烯亞胺(獲自Aldrich),所述聚合性材料為固體形式,或結合到固體上,或為與烴組分不混溶(包括具有最小或低溶解度)的液體或懸浮液或溶解的形式。優選地,所述硅藻土的實例為DAMOLINMOLER(獲自Damolin)和HYFLOSUPERCEL(獲自Aldrich)。優選地,所述絡合劑或螯合劑選自含氮材料例如胺、酰胺、聚胺、包括但不限于卟啉的環狀聚胺、N,If-二亞水楊基-丙二胺的衍生物,含硫材料例如硫化物、砜、亞砜、磺酸酯(鹽)、硫醇,陰離子材料例如羧酸酯(鹽),含氧類材料例如醇、酮、酚和醚(包括聚醚和環醚(冠醚)),以及既含氮又含氧類的材料例如穴狀配體和喁唑及其衍生物,所述絡合劑或螯合劑為固體形式,或結合到固體上,或為與烴組分不混溶(包括具有最小或低溶解度)的液體或懸浮液或溶解的形式。優選地,所述離子交換樹脂選自礦物類例如硅膠,以及具有官能團如磺酸根和羧酸根的聚合物,例如一些從Aldrich以商品名稱AMBERLITE、AMBERLYST、DOWEX和SEPHADEX獲得的產品。優選地,將至少兩種所述烴組分的共混物用金屬吸附性或吸收性材料處理。在本說明書中術語"降低"、"降低的"和"減少"適當地表示上述處理的柴油組合物時相比。在本發明的上下文中,"降低,,包括完全防止和"脫除"包括完全和部分脫除兩者。尚未完全理解痕量元素到粘土上的吸附或吸收過程。一種可能性就是金屬以它們鍵合到配體的相同方式鍵合到表面。配體是作為給電子體且吸引金屬原子或離子的分子或離子。本發明涉及的燃料組合物包括用于汽車壓縮點火發動機以及用于其它類型發動機例如船舶、鐵路和固定發動機的柴油組合物,和用于加熱應用(如鍋爐)的工業瓦斯油,條件是這些非汽車燃料不包含殘余(未蒸餾的)組分。基礎燃料本身可包含兩種或更多種不同柴油組分的混合物和/或:i口下聲斤述,皮加入添力口劑。這種柴油組合物含有一種或多種基礎燃料,所述基礎燃料可以典型地包含液態烴中間餾出物瓦斯油,例如石油衍生的瓦斯油。這種燃料組合物的沸點典型地在通常柴油沸程150-400匸內,這取決于柴油的等級和用途。它們在151C下(例如ASTMD4502或IP365)的密度典型地為750-1000kg/m3,優選對于汽車用途為為780-860kg/m3,以及十六烷值(ASTMD613)為35-120,更優選40-85。它們的初始沸點典型地為150-230X:和最終沸點為290-400t:。它們在40X:下(ASTMD445)的運動粘度應該合適地為1.5-6mm7s。這種工業瓦斯油將包含基礎燃料,所述基礎燃料含有燃料餾分,如在傳統的精煉加工方法中得到的煤油或瓦斯油餾分,其會提升原油原料以得到有用的產品。優選所述餾分包含碳原子數為5-40、更優選5-31、還更優選6-25、最優選9-25的組分,且這種餾分在15C下的密度為650-1000kg/m3,在20匸下的運動粘度為1-80mmVs和沸程為150-400°C。任選地,非礦物油基燃料例如費-托衍生燃料、生物質衍生的材料、生物燃料組分如脂肪酸曱酯或頁巖油也可以在燃料組合物中形成或存在。這種費-托燃料可以例如衍生自天然氣、天然氣液體、石油或頁巖油、石油或頁巖油加工殘余物、煤或生物質。用于柴油組合物的費-托衍生燃料的量可以是整個柴油組合物的0.5-100%v,優選5-75%v。可能希望組合物含有10。/。v或更多、更優選20。/。v或更多、還更優選30。/。v或更多的費-托衍生燃料。特別優選組合物含有30-75°/。v以及特別為30或70%v費-托衍生燃料,燃料組合物的余量由一種或多種其它燃料組成。工業瓦斯油組合物將優選含有多于50wt。/。、更優選多于70wt。/。的費-托衍生燃料組分。這種費-托衍生燃料組分為中間餾出物燃料范圍內的任何餾分,它們可以從(氫化裂解的)費-托合成產物中分離出來。典型的餾分在石腦油、煤油或瓦期油的沸程內沸騰。優選地,使用在煤油或瓦斯油沸程內沸騰的費-托產物,這是因為這些產物更容易在例如家用環境中處理。這種產物合適地包含大于90wt。/。的在160和400X:之間、優選到大1約370n沸騰的餾分。費-托衍生煤油和瓦斯油的實例在EP-A-0583836、W0-A-97/14768、WO-A-97/14769、WO-A-00/11116、WO-A-00/11117、WO-A-01/83406、WO-A-01/83648、WO-A-01/83647、W0+01/83641、W0-A-00/20535、WO-A-00/20534、EP+1101813、US+5766274、US-A-5378348、US+5888376和US+6204426中有描述。費-托產物合適地包含大于80wt。/。且更合適地大于95wt。/。的異鏈烷烴和正鏈烷烴以及小于lwty。的芳香族物質,余量為環烷烴類化合物。疏和氮的含量將會非常低且通常低于這些化合物的檢測極限。基于此原因,包含費-托產物的燃料組合物的硫含量可以非常低。燃料組合物優選含有不超過5000ppmw的石克,更優選不超過500ppmw、或不超過350ppmw、或不超過150ppmw、或不超過100ppmw、或不超過50ppmw、或最優選不超過10ppmw的石充。基礎燃料自身可以是有添加劑(含添加劑)的或無添加劑(沒有添加劑)的。如果有添加劑例如在煉油廠,它將含有少量的一種或多種選自例如抗靜電劑、管道減阻劑、流動改進劑(例如乙烯/醋酸乙烯酯共聚物或丙烯酸酯/馬來酸酐共聚物)、潤滑性添加劑、抗氧化劑和蠟防沉降劑的添加劑。含有清凈劑的柴油添加劑是已知的和可商購的。可以將這種添加劑在意圖減少、脫除或減緩發動機沉積物累積的水平下加入到柴油中。適用于本發明目的的燃料添加劑的清凈劑的實例包括聚烯烴取代的聚胺的琥珀酰亞胺或琥珀酰胺,例如聚異丁烯琥珀酰亞胺或聚異丁烯胺琥珀酰胺、脂族胺、曼尼希堿或胺以及聚烯烴(例如聚異丁烯)馬來酸酐。琥珀酰亞胺分散劑添加劑例如在GB-A-960493、EP-A-0147240、EP-A-0482253、EP-A-0613938、EP+0557516和WO-A-98/42808中有描述。特別優選是聚烯烴取代的琥珀酰亞胺例如聚異丁烯琥珀酰亞胺。添加劑除清凈劑之外還可以包含其它組分。例子是潤滑性增強劑;去霧劑組合物例如含有烷氧基化酚醛聚合物的那些;消泡劑(例如聚醚改性的聚硅氧烷);點火改進劑(十六烷值改進劑)(例如硝酸2-乙基己酯(EHN)、硝酸環己酯、二-叔丁基過氧化物和在US-A-4208190第2欄第"行到第3欄第21行公開的那些);防銹劑(例如四丙烯基琥珀酸的丙烷-1,2-二醇半酯、或琥珀酸衍生物的多元醇酯,該琥珀酸衍生物在其至少一個oc-碳原子上含有未取代的或取代的含有20-500個碳原子的脂肪族烴基,例如聚異丁烯取代的琥珀酸的季戊四醇二酯);緩蝕劑;芳香劑;耐磨添加劑;抗氧化劑(例如酚類如2,6-二-叔丁基苯酚,或苯二胺類例如N,r-二-仲丁基-對苯二胺);金屬失活劑;以及燃燒改進劑。特別優選的是添加劑包括潤滑性改進劑,特別是當燃料組合物具有較低(例如500ppmw或更低)的硫含量時。在含有添加劑的燃料組合物中,潤滑性改進劑方便地以小于lOOOppnw、優選5-1000ppmw的濃度存在。合適的可商購潤滑性改進劑包括酯基添加劑和酸基添加劑。其它的潤滑性改進劑在專利文獻中有描述,特別結合它們在低硫含量柴油中的使用,例如在如下文獻中有描述—DanpingWei和H.A,Spikes的文章"7%"w6r/c"7oZ""/ese7Fwe/s",Wear,m(1986)217-235;—WO-A-95/33805—增強低硫燃料潤滑性的冷流改進劑;一WO-A-94/17160-作為柴油發動機噴射系統中磨損減少的燃料添加劑的羧酸和醇的某些酯,其中酸具有2-50個碳原子和醇具有1個或更多個碳原子,特別是甘油單油酸酯和己二酸二異癸酯;一US-A-5490864-作為低石危柴油的耐磨損潤滑性添加劑的某些二硫代磷酸二酯-二醇;以及一WO-A-98/01516—特別是為在低疏柴油中賦予耐磨潤滑性效果,具有連接到其芳香核上的至少一個羧基的某些烷基芳族化合物。還優選添加劑中含有消泡劑,更優選與防銹劑和/或緩蝕劑和/或潤滑性添加劑組合。除非另外說明,含有添加劑的燃料組合物中每種所述附加組分的(活性物質)濃度優選為至多10000卯mw,更優選為0.1-1000卯mw,有利地為0.1-300ppmw,例如0.1-150ppmw。燃料組合物中任何去霧劑的(活性物質)濃度優選為0.1-20ppmw,更優選l-15ppmw,還更優選1-10pp隨,有利地1-5ppmw。任何點火改進劑的(活性物質)濃度優選為2600ppmw或更少,更優選2000ppmw或更少,更方Y更地300-1500卯mw。如果需要,可以將上面列出的添加劑組分在添加劑濃縮物中共混,優選與合適的稀釋劑一起共混,可以將所述添加劑濃縮物以合適的量分散到燃料中以得到本發明的組合物。在柴油組合物的情況下,例如添加劑典型地任選與上述其它組分一起包含清凈劑,和與柴油相容的稀釋劑,其可以是載體油(例如礦物油)、封端或未封端的聚醚、非極性溶劑例如甲苯、二甲苯、白色溶劑油和由Shell/>司以商標"SHELLSOL,,銷售的那些。添加劑的總含量可以合適地為Q-10000ppmw,和優選低于5000ppmw。在本說明書中,組分的量(濃度,%v,ppmw,wt。/o)為活性物質的量,即排除揮發性溶劑/稀釋劑材料。適當地可以在將任何添加劑摻混入燃料組合物之前或之后,應用本發明的處理。燃料噴射系統中測量,參考噴射器噴嘴的結祐程度。噴嘴的結垢程度可以采用許多種方式評定,例如目測、通過測量結垢噴嘴中沉積物的質量或通過測量相對于清潔噴嘴的結垢噴嘴的流體流動(例如燃料流動或更優選空氣流動)性能。恰當的測量例如可以確定合適的柴油機中噴嘴結垢(方便地以噴射器結垢指數百分數的形式表示)的程度,例如基于由于使用燃料組合物通過一個或多個噴嘴的空氣流量的變化計。方便地,結果為對發動機的所有噴射器噴嘴的平均值。在燃料組合物用于或希望用于直接噴射柴油發動機(例如旋轉泵、管道泵、單元泵、電子單元噴射器或普通軌道型的直接噴射柴油發動機)、用于間接噴射柴油發動機或用于均勻電荷壓縮點火發動機的情況下,本發明是特別適用的。所述燃料組合物可適用于重和/或輕型柴油發動才幾。如上所述,在燃料組合物用于加熱應用例如鍋爐的情況下也是適用的。這種鍋爐包括標準鍋爐、低溫鍋爐和冷凝鍋爐,和典型地用于加熱商業或家用水,例如空間加熱和水加熱。在所述柴油組合物中,烽可以通過含氧物質例如已知用于柴油的酯補充。在本發明的方法中,采用液相的烴非常方便地在環境溫度下實施用金屬吸收劑或吸收性材料的處理。在環境溫度下,所述處理可以非常方便地在大氣壓下實施。同時,當已知特定的烴精煉廠組分或燃料組合物的組合/組分至少主要是要脫除的金屬存在的原因,已知可以將組分或組分的組合在與至少一種其它精煉廠組分共混以形成燃料組合物之前用金屬吸收劑或吸收性材料處理時,也可以處理完全預共混的燃料組合物。在發動機操作期間沉積物的形成水平可以例如通過評價發動機燃料噴射系統中噴射器噴嘴的結垢程度進行測量,如上所述。如果要測量在車輛運行期間燃料噴射器中沉積物的形成,測試循發動機。所述測試可以對單獨的發動機或對驅動車輛的發動機進行,在后者的情況下,它們可以在模擬的驅動條件下(例如使用底盤功率計)進行或包括正常的公路行駛。所述測試可以采用"保持清潔"的模式(即用處理的燃料運轉發動機,之后再測試發動機)下進行或采用"清掃"模式(即用未處理的燃料運轉一個測試循環以形成沉積物,之后再用處理的燃料運轉第二個測試循環)進行。在后者的情況下,發動機運行和/或驅動條件對于第一測試循環和第二測試循環應當相同或可比。通過例子,在"清掃,,測試中,"第一測試循環"的持續時間應當足以引起明顯和至少可檢測的燃燒相關沉積物的累積。"第二測試循環"的合適持續時間典型地為第一測試循環持續時間的10-100%,優選50-100%,最合適地100%。有時它可以是"第一測試循環"持續時間的80%或75°/。或甚至50%或更小。為了評價燃燒相關沉積物的減少(與脫除相對),雖然可以更長,但它可以是"第一測試循環"持續時間的至多120%或150%或甚至200%。在任何類型的測試中,測試可以對僅僅發動機部件(例如燃料噴射系統)進行或對模擬發動機或發動機部件進行。現在通過參考以下實施例進一步描述本發明,其中除非另外說明,份數和百分比按重量計,且溫度為攝氏度。實施例實施例1實施例1中提及的燃料列于表l中表1性質燃料A燃料B密度915t:(kg/m3)835.7835.5十六烷52.753.3硫mg/kg212210蒸餾('c)IBP183.0185.310%回收208.5210.520%回收221.5222.830%回收235.0235.540%回收248.5249.150%回收263,0263.660%回收277.5278.270%回收293.5293.980%回收311.5310.69oy。回收333,0331.995%回收350.0348.3FBP361.0361.1HPLC芳烴(%m/m)單26.826.7二4.54.20.70.5總計3231.4燃料A為來自匈牙利的市場燃料,其符合EN590和不經過任何進一步的處理而使用。燃料B為已經通過下述的粘土床處理的燃料A。通過對比表1中列出的燃料A和燃料B的特征可以看出,物理性質(密度和十六烷值)基本未被粘土處理改變。還可以看出芳烴(單-、二-和三-)含量以及硫含量也基本未被所述處理改變,蒸餾特性也是這樣。金屬含量和粘土過濾燃料A的粘土含量采用以下技術ICP-MS(感應耦合等離子質讒測定法)測定。所述技術包括將包含有金屬的燃料噴射入噴射室中以形成細噴霧。在此除去較大的液滴且使1-2%的樣品溶液進入感應耦合等離子體中。等離子體在石英噴槍中通過強磁場和流動氬氣之間的相互作用而形成。等離子體放電形成大約ioooox:的高溫。在ICP-MS中等離子體用來產生帶正電荷的離子。一旦在等離子體中形成離子,就將它們通過界面區直接導入質譜儀中,從那里正離子聚焦四倍質鐠儀。結果(以pp隨計)列入下表2中。將高為大約1米且直徑為7.5cm、底部具有栓塞和頂部具有疏松玻璃帽的玻璃柱裝配有剛好在栓塞上的玻璃棉層,然后裝載0.5kg粉末形式的干燥粘土。粘土填充柱子到栓塞以上約40cm的位置和玻璃棉層防止粘土落入栓塞中。然后將在環境溫度(20X:)下的燃料A傾倒入柱子中至粘土之上25-30cm的深度。將流量調整到l升/小時,和柱子一直用燃料封住上端。將總體積50升通過柱子。拋棄第一升的滲透物,和隨后收集5升樣品(燃料B)。測試第2、第4、第6、第8和最后的樣品(燃料B)的金屬含量。平均值(以ppbw計)列入下表2中表2金屬燃料A燃料BAg<50<50B<50<50Cr14<5Cu<50<50Fe84<5Mg76<5Mn8<5Mo<50<50Ni<50<50Pb50<40Sn<50<50Ti<50<50Zn150026V<50<50值得注意的是鉻(Cr)、鐵(Fe)、鉛(Pb)、鎂(Mg)、錳(Mn)和鋅(Zn)的水平在經過粘土處理后都降低了。鋅水平的降低尤其明顯。通過本方法操作條件的優化或使燃料通過第二個固體床或通過其它措施可以使金屬的水平進一步降低。所使用的粘土為綠坡縷石,粒度30-60(0.500-0.250mm),來自WilfridSmithLimited(Millwhite制備)。其它合適的粘土包括漂白土例如粒度30-60,來自Aldrich,以及海泡石例如等級30-60,來自SteetlyBentonite&AbsorbentsLtd。實施例2例2中提及的燃料列于表3中表3<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>燃料C為275ppmw硫的柴油。燃料D、E、F和G為分別通過DAMOLINMOLER(硅藻土,來自Damolin)、AMBERLITEXAD-7(聚合物吸附劑,來自Aldrich)、硅膠上的聚乙烯亞胺(來自Aldrich)、以及AMBERLYST15(離子交換樹脂,來自Aldrich)處理的燃料C,如下所述。可以看出燃料C至G的密度基本上沒有變化。金屬含量和過濾燃料C的金屬含量用實施例1中對于燃料A所述的技術測定。結果(以ppbw計)列于下表4中。然后將燃料C在環境溫度(201C)下分別用金屬吸附性或吸收性材料DAMOLINMOLER、AMBERLITEXAD-7、珪膠上的聚乙烯亞胺以及AMBERLYST15處理以制備燃料D到G,如下所述。將燃料C在大約1米高、直徑約7.5cm且底部有栓塞的柱子中處理后得到燃料D。在玻璃棉層的頂部上將大約2S0g干燥的固體裝栽入柱子中。固體填充柱子至松塞以上大約20cm的位置。將燃料一次通過柱子及拋棄最初的100ml。將燃料C在大約50cm高、直徑為2cm且底部有松塞的柱子中處理后得到燃料E、F和G。在每一種情況中,在玻璃棉層的頂部上將大約40g干燥的固體裝載入柱子中。固體填充柱子至栓塞以上大約30cm的位置。將燃料一次通過柱子及拋棄最初的100ml。然后測試燃料D到G的金屬含量。平均值(以ppbw計)列入下表4中..表4<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>nd-未測定值得注意的是銅(Cu)、鐵(Fe)和鋅(Zn)的水平在用每一種金屬吸附性或吸收性材料處理后都降低了。鋅水平的降低尤其明顯。可以通過本方法操作條件的優化、或使燃料通過與金屬吸附性或吸收性材料的第二接觸過程或通過替代的措施使金屬的水平進一步降低。為了實現在發動機操作期間沉積物、優選燃燒相關沉積物的最佳降低,可能希望金屬水平進一步降低可以由本發明的處理降低由所述沉積物引起的發動機燃料噴射系統中噴射器噴嘴的結垢程度。這可通過實施例3中所述的測試得到證明。實施例3下述測試中使用的燃料包括列入表5的那些<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>燃料H為無硫柴油,它使用所述金屬的金屬-有機溶液摻雜了銅、鐵和鋅以形成燃料I。使用上面實施例1中所述的技術使燃料I通過粘土柱以形成燃料J,然后向其中加入lpp卿的抗靜電添加劑("STADIS450",來自DuPont)和400ppmw的潤滑性添加劑("R655",來自Infineum)而得到燃料K。燃料I的密度、硫水平和蒸餾特征沒有測量,這是因為它們與燃料H的那些相同,即這些特征基本未被上述采用金屬摻雜而改變。相似地,燃料J的密度、硫水平和蒸餾特征沒有測量,這是因為它們與燃料H的相同,即這些特征基本未被上述添加劑的加入而改變。金屬含量和過濾燃料H、I和J的金屬含量使用實施例1中對于燃料A所述的技術進行測定。平均值(以PPbw計)列于下表6中表6<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>nd:未須'J定燃料K的金屬含量未測量,這是因為它與燃料J的相同,即未被上述添加劑的加入而改變,兩者均是非金屬材料。噴射器結垢用于測試以測定噴射器結垢的發動機如表7所示表7<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>將發動機安裝在實驗床上且封鎖廢氣再循環(EGR)以使它失去能力。在90Nm扭矩和2000rpin下使用測試燃料運轉發動機3個小時。結垢百分數是噴射器被沉積物堵塞的量度。這通過比較在結裙測試之前在Xmm噴射針提升處的空氣流量與結垢測試之后的流量而測量。空氣流量通過轉子流量計測量。對于發動機上四個噴射器中的每一個,對于三個X值(O.l、0.2和0.3)中的每一個,這產生了比值(例如20個單位的空氣流過新噴射器,在噴射器之后的13個單位的流量由測試污染,因此損失7個單位的流量和所述噴射器在所述噴射針提升處的結垢指數為7/20=35%)。然后將3x4-12個數值平均以得出對于該運轉的一個結垢指數。使用燃料H、I和K中的每一個在該發動機中進行上述過程。對應于每一種所述燃料測量的結垢指數列入表8中表8<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>從表8的結果中可以看出,當在發動機中使用燃料I時,結垢指數為33.73%。但當在發動機中使用燃料K時,結垢指數明顯降低,為23.74%。如上所述,燃料K為燃料I通過粘土柱形成燃料J然后向其中加入抗靜電添加劑("STADIS450",來自DuPont)和潤滑性添加劑("R655",來自Infineum)而得到的。同樣,從表6中可以看出,金屬銅、鐵和鋅的水平通過所述粘土處理明顯降低,即在燃料I和燃料J之間和因此在燃料I和燃料K之間比較。這相當清楚地表明燃料中金屬水平的降低導致了結垢指數的明顯降低。此外,表5、6和8中的結果還表明,不管燃料H和K中金屬水平基本相同的事實以及燃料H和K的密度、疏舍量和蒸餾特征基本相同的事實,當使用燃料K時的結垢指數明顯低于使用燃料H時的結垢指數。所述抗靜電添加劑和潤滑性添加劑的存在將不會對噴射器中的結垢產生影響,和因此將預期的是燃料J將形成與燃料K相同的結垢指數。因此,與空白柴油和摻雜銅、鐵和鋅的燃料的每一種相比,粘土處理導致燃料具有基本相同的密度、硫含量和蒸餾特征,但卻表現出更低的結垢指數。結垢的降低隨后可降低發動機中的功率損失或提高由發動機產生的功率。權利要求1.一種燃料組合物的用途,所述燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,至少一種所述烴組分已經用物理相態與所述烴組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理,優選以降低所述至少一種烴組分中的至少一種金屬的水平、更優選至少一種重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平,所述處理包括所述烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,目的在于減少在發動機操作期間在向其中引入所述燃料組合物的壓縮點火發動機中沉積物、優選燃燒相關沉積物的隨后形成和/或從所述發動機除去先前生成的沉積物,優選其中在所述發動機中采用所述燃料組合物的發動機操作之后所述發動機中的沉積物水平低于在所述發動機中采用替代燃料組合物的發動機操作之后所述發動機中的沉積物水平,所述替代燃料組合物具有與所述燃料組合物基本相同的特征,但其烴組分未用所述金屬吸附性或吸收性材料進行處理。2.權利要求1的用途,其中減少所述壓縮點火發動機中沉積物的隨后形成和/或從所述發動機除去先前生成的沉積物具有減少所述發動機中任何功率損失或提高由所述發動機產生的功率的效果,優選其的功率;員失或產生的功率相比,在所述i動k中采用所述燃料組合物的功率較高。3.權利要求1或2的用途,其中所述金屬吸附性或吸收性材料選自纖維狀粘土礦物、硅藻土、石墨、木炭、聚合物吸附劑或吸收劑、離子交換樹脂、以及絡合劑或螯合劑。4.一種運轉壓縮點火發動機和/或采用壓縮點火發動機驅動的車輛的方法,所述方法包括向所述發動機的燃燒室中引入一種燃料組合物,所述燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,至少一種所述烴理,優選以降低所述至少一種烴組分中的至少一種金屬的水平、更優選至少一種重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平,所述處理包括所述烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,目的在于減少在發動機操作期間在所述壓縮點火發動機中沉積物、優選燃燒相關沉積物的隨后形成和/或從所述發動機除去先前生成的沉積物,優選其中在沉積物水平低于在所述發動機中采用替代燃料組合物的發動機操作之后所述發動機中的沉積物水平,所述替代燃料組合物具有與所述燃料組合物基本相同的特征,但其烴組分未用所述金屬吸附性或吸收性材料進行處理。5.—種減少在發動機操作期間沉積物、優選在向其中引入燃料組合物的壓縮點火發動機中發動機操作期間燃燒相關沉積物的隨后形成和/或從所述發動機除去先前生成的沉積物的方法,所述方法包括向所述發動機的燃燒室中加入燃料組合物,所述燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,至少一種所述烴組分已經用物理相態與所述烴組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理,優選以降低所述至少一種烴組分中的至少一種金屬的水平、更優選至少一種重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平,所述處理包括所述烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,優選其中在所述發動機中采用所述燃料組合物的發代燃料組合物的發動機操作之后所述發動機中的沉積物水平,所述替代燃料組合物具有與所述燃料組合物基本相同的特征,但其烴組分未用所述金屬吸附性或吸收性材料進行處理。6.—種減少在發動機操作期間在向其中引入燃料組合物的壓縮點火發動機中沉積物、優選燃燒相關沉積物的隨后形成和/或從所述發動機除去先前生成的沉積物的方法,所述方法包括用另一種燃料組合物替代所述發動機中的燃料組合物,所述另一種燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,至少一種所述烴組分已經用物理相態與所述烴組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理,優選以降低所述至少一種烴組分中的至少一種金屬的水平、更優選至少一種重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平,所述處理包括所述烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,優選其中在所述發動機中釆用所述燃料組合物的但其烴組分未用所述金屬吸附性或吸收性材料進行處理。7,權利要求4、5或6的方法,其中減少所述壓縮點火發動機中沉所述發動機中任何功率損失或提高由所迷發動機產生的功率的效果,機操作期間的;率損失或產生的功率相比,、在所述i動機中采用所述動機中產生的功率較高。8.權利要求4-7任一項的方法,其中所述金屬吸附性或吸收性材料選自纖維狀粘土礦物、硅藻土、石墨、木炭、聚合物吸附劑或吸收劑、離子交換樹脂、以及絡合劑或螯合劑。9.一種制備燃料組合物的方法,包括(a)提供主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分;(b)用物理相態與所述烴組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理至少一種所述爛組分,從而降低所述至少一種烴組分中至少一種金屬的水平;和(c)使如此處理的烴組分與所述金屬吸附性或吸收性材料物理分離。10.—種處理燃料組合物的方法,所述燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,所述方法包括(a)向所述燃料組合物中加入一種或多種金屬,優選選自銅、鐵和鋅的一種或多種金屬;(b)用物理相態與所述烴組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理至少一種所述烴組分,從而降低所述至少一種烴組分中至少一種金屬的水平;和(c)使如此處理的烴組分與所述金屬吸附性或吸收性材料物理分離。全文摘要一種燃料組合物的用途,所述燃料組合物包含主要量的適用于壓縮點火發動機的燃料,所述燃料包含一種或多種沸點在柴油沸程內的烴組分,至少一種所述烴組分已經用物理相態與所述烴組分不同的金屬吸附性或吸收性材料處理,優選以降低所述至少一種烴組分中的至少一種金屬的水平、更優選至少一種重金屬的水平、最優選銅和/或鐵和/或鋅的水平,所述處理包括所述烴組分與金屬吸附或吸收相的物理分離,目的在于減少在發動機操作期間在向其中引入所述燃料組合物的壓縮點火發動機中沉積物、優選燃燒相關沉積物的隨后形成和/或從所述發動機除去先前生成的沉積物。優選在所述發動機中采用所述燃料組合物的發動機操作之后,所述發動機中的沉積物水平低于在所述發動機中采用替代燃料組合物的發動機操作之后所述發動機中的沉積物水平,所述替代燃料組合物具有與所述燃料組合物基本相同的特征,但其烴組分未用所述金屬吸附性或吸收性材料進行處理。文檔編號C10L1/08GK101184827SQ200680018424公開日2008年5月21日申請日期2006年4月12日優先權日2005年4月12日發明者C·W·克萊頓,G·R·李,J·F·沃林頓,M·A·達爾斯特倫,N·P·泰特,R·J·普里斯,S·J·史密斯申請人:國際殼牌研究有限公司
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