含有有機(jī)遮光化合物的液體柴油燃料組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液體燃料組合物，特別地涉及一種具有改進(jìn)的燃料燃燒和增加的 十六烷值的液體燃料組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 燃料組合物的十六烷值為其點(diǎn)火和燃燒的容易度的量度。在使用較低的十六烷值 燃料的情況下，壓縮點(diǎn)火（柴油）發(fā)動(dòng)機(jī)往往更難以起動(dòng)，并且可能在寒冷時(shí)更吵地運(yùn)行； 相反，具有更高十六烷值的燃料往往賦予更容易的冷起動(dòng)，減小發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，減少之后的不 完全燃燒所導(dǎo)致的白煙（"冷煙"）。
[0003] 因此，通常優(yōu)選柴油燃料組合物具有高十六烷值，并且由于排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，且 由于這種汽車(chē)柴油規(guī)范通常規(guī)定最小十六烷值，這樣的優(yōu)選變得更加強(qiáng)烈。為此，許多柴油 燃料組合物含有點(diǎn)火促進(jìn)劑（也稱(chēng)為十六烷促進(jìn)添加劑或十六烷（值）促進(jìn)劑/增強(qiáng)劑）， 以確保符合這種規(guī)范，并通常改進(jìn)燃料的燃燒特性。
[0004] 有機(jī)硝酸酯已知作為燃料中的點(diǎn)火促進(jìn)劑達(dá)一段時(shí)間，也已知一些有機(jī)硝酸酯增 加柴油燃料的十六烷值?？赡茏畛Ｓ玫牟裼腿剂宵c(diǎn)火促進(jìn)劑為硝酸2-乙基己酯（2-EHN)， 其通過(guò)縮短添加其的燃料的點(diǎn)火延遲而起作用。
[0005] 然而，2-EHN也是自由基引發(fā)劑，并可能對(duì)燃料的熱穩(wěn)定性具有不利影響。差的熱 穩(wěn)定性轉(zhuǎn)而導(dǎo)致不穩(wěn)定反應(yīng)的產(chǎn)物（如膠料、漆料和其他不溶性物質(zhì)）增加。這些產(chǎn)物可堵 塞發(fā)動(dòng)機(jī)濾清器，并污染燃料噴射器和氣門(mén)，并因此可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)效率或排放控制的損失。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中描述為燃燒促進(jìn)劑和/或十六烷值促進(jìn)劑的有機(jī)硝酸酯具有一系列 缺點(diǎn)，特別是缺乏熱穩(wěn)定性、過(guò)高的揮發(fā)性和不足的效率。然而，可預(yù)計(jì)通過(guò)降低十六烷增 強(qiáng)劑的揮發(fā)性，例如通過(guò)使用更高分子量的分子，其作為燃燒促進(jìn)劑和/或十六烷值促進(jìn) 劑的效率則可能下降。
[0007] 關(guān)于2-EHN的使用也存在健康和安全考慮，2-EHN為強(qiáng)氧化劑，并且在其純的形式 下也易于燃燒。由于2-EHN趨于分解且因此易于形成潛在爆炸性混合物，因此其也可能難 以以濃縮形式儲(chǔ)存。此外，已注意到2-EHN在溫和發(fā)動(dòng)機(jī)條件下最有效起作用。
[0008] 這些缺點(diǎn)以及將2-EHN作為添加劑引入燃料組合物中的通常顯著的成本意味著 通常希望降低或消除柴油燃料組合物中對(duì)2-EHN和其他已知十六烷值促進(jìn)劑的需要，而同 時(shí)保持可接受的燃燒性質(zhì)。
[0009] 因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供十六烷增強(qiáng)劑，其有效作為燃燒促進(jìn)劑或十六 烷值促進(jìn)劑。
[0010] 現(xiàn)在已出乎意料地發(fā)現(xiàn)，有機(jī)遮光化合物可用于改變點(diǎn)火延遲和/或增加十六烷 值和/或改變柴油燃料組合物中的燃燒時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種液體燃料組合物，其包含：
[0012] (a)適用于內(nèi)燃機(jī)中的柴油基礎(chǔ)燃料；
[0013] (b) -種或多種有機(jī)遮光化合物。
[0014] 適當(dāng)?shù)?，所述有機(jī)遮光劑具有將柴油燃料組合物的十六烷值增加至例如所需十六 烷值或目標(biāo)十六烷值的作用。適當(dāng)?shù)?，所述柴油燃料組合物具有40或更大，50或更大，60 或更大，或70或更大的十六烷值。
[0015] 在本發(fā)明的另一方面，提供了一種有機(jī)遮光劑在柴油燃料組合物中用于增加柴油 燃料組合物的十六烷值的用途。
[0016] 在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于增加柴油燃料組合物的十六烷值的方法， 所述方法包括將一定量的根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)遮光劑添加至組合物中。
[0017] 所述方法可涉及增加柴油燃料組合物的十六烷值以獲得目標(biāo)十六烷值。
[0018] 本發(fā)明的用途和方法可另外地或可選擇地用于調(diào)節(jié)燃料組合物的與十六烷值等 同或與十六烷值相關(guān)的任意性質(zhì)，例如改進(jìn)燃料組合物的燃燒性能，通常例如改變/縮短 點(diǎn)火延遲（即在燃料使用過(guò)程中在燃燒室中燃料噴射與點(diǎn)火之間的時(shí)間），促進(jìn)冷起動(dòng)或 降低不完全燃燒和/或在運(yùn)轉(zhuǎn)燃料組合物的燃料消耗系統(tǒng)中的相關(guān)排放和/或改進(jìn)燃料經(jīng) 濟(jì)性或廢氣排放。
[0019] 因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了有機(jī)遮光化合物在柴油燃料組合物中用于 改變柴油燃料組合物的點(diǎn)火延遲的用途。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于改變柴油燃料組合物的點(diǎn)火延遲的方 法，所述方法包括將一定量的有機(jī)遮光劑添加至組合物中。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種改變用于為內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)燃料的液體燃料組合 物的點(diǎn)火延遲的方法，所述方法包括為內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)本文描述的液體燃料組合物。
[0022] 本發(fā)明的又一方面涉及一種操作壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)和/或由這種發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力 的車(chē)輛的方法，所述方法涉及將如本文所述的柴油燃料組合物引入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中。
[0023] 本發(fā)明的又一方面涉及有機(jī)遮光化合物在柴油燃料組合物中用于改變柴油燃料 組合物的燃燒時(shí)間的用途。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于改變柴油燃料組合物的燃燒時(shí)間的方 法，所述方法包括將一定量的有機(jī)遮光劑添加至組合物中。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種改變用于為內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)燃料的液體燃料組合 物的燃燒時(shí)間的方法，所述方法包括為內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)本文描述的液體燃料組合物。
[0026] 適當(dāng)?shù)?，所述有機(jī)遮光劑也具有增加由本發(fā)明的柴油燃料組合物供應(yīng)燃料的內(nèi)燃 機(jī)的功率輸出和加速的作用。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了協(xié)助理解本發(fā)明，本文限定數(shù)個(gè)術(shù)語(yǔ)。
[0028] 術(shù)語(yǔ)"十六烷（值）促進(jìn)劑"和"十六烷（值）增強(qiáng)劑"可交換地用于涵蓋如下任 意組分：當(dāng)將其以合適的濃度添加至燃料組合物中時(shí)，其具有在分別的燃料或發(fā)動(dòng)機(jī)的操 作條件內(nèi)在一種或多種發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)下相對(duì)于先前的十六烷值增加燃料組合物的十六烷值 的作用。如本文所用，十六烷值促進(jìn)劑或增強(qiáng)劑也可稱(chēng)為十六烷值增加添加劑/試劑等。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，燃料組合物的十六烷值可以以任何已知的方式確定，例如使用標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)試工序ASTMD613(ISO5165,IP41)，所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試工序提供在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件下獲得 的所謂"測(cè)量"十六烷值。更優(yōu)選地，可使用更近期和準(zhǔn)確的"點(diǎn)火質(zhì)量測(cè)試"（IQT;ASTM D6890,IP498)確定十六烷值，所述測(cè)試基于引入恒定體積的燃燒室的燃料樣品的噴射與 燃燒之間的時(shí)延而提供"衍生的"十六烷值。所述相對(duì)快速的技術(shù)可用于一系列不同燃料 的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模（ca100ml)樣品。
[0030] 或者，燃料的十六烷值或衍生的點(diǎn)火質(zhì)量可使用獲自FueltechSolutionsAS/挪 威的CombustionResearchUnit(CRU)測(cè)試。將燃料注入預(yù)調(diào)節(jié)為設(shè)定條件的恒定體積燃 燒室中。
[0031] 衍生的點(diǎn)火質(zhì)量〇)IQ)可測(cè)定為點(diǎn)火延遲（ID)的函數(shù)，所述點(diǎn)火延遲（ID)記錄 為從噴射開(kāi)始（SOI)到室壓升高至SOI之前的壓力以上0. 2巴的點(diǎn)的時(shí)間。衍生的點(diǎn)火質(zhì) 量（DIQ)也可測(cè)定為點(diǎn)火延遲（ID)的函數(shù)，所述點(diǎn)火延遲（ID)記錄為從噴射開(kāi)始（SOI) 到室壓等于其初始值加上最大壓力增加（MPI)的5%的點(diǎn)的時(shí)間。
[0032] 或者，十六烷值可通過(guò)近紅外光譜（NIR)測(cè)得，如例如US5349188中所述。該方法 在精煉環(huán)境中可以是優(yōu)選的，因?yàn)槠浔壤鏏STMD613更方便。NIR測(cè)量利用樣品的測(cè)量光 譜與實(shí)際十六烷值之間的關(guān)系。通過(guò)將多種燃料樣品的已知十六烷值與它們的近紅外光譜 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)而準(zhǔn)備基本模型。
[0033] 在一些實(shí)施方案中，方法/用途包括將本發(fā)明的一種或多種有機(jī)遮光化合物添加 至燃料組合物中，以調(diào)節(jié)十六烷值或獲得或達(dá)到所需的目標(biāo)十六烷值。在本發(fā)明的上下文 中，"達(dá)到"目標(biāo)十六烷值也可包括超過(guò)所述值。因此，目標(biāo)十六烷值可為目標(biāo)最小十六烷 值。
[0034] 本發(fā)明適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生具有50或更大，更優(yōu)選51、52、53、54或55或更大的衍生十六 烷值（IP498)的燃料組合物。例如，在一些實(shí)施方案中，所得燃料組合物可具有60或更大， 65或更大或甚至70或更大的十六烷值。
[0035] 本發(fā)明可另外地或可選擇地用于調(diào)節(jié)燃料組合物的與十六烷值等同或與十六烷 值相關(guān)的任意性質(zhì)，例如改進(jìn)燃料組合物的燃燒性能，通常例如縮短點(diǎn)火延遲（即在燃料 使用過(guò)程中在燃燒室中燃料噴射與點(diǎn)火之間的時(shí)間），促進(jìn)冷起動(dòng)或降低不完全燃燒和/ 或在運(yùn)轉(zhuǎn)燃料組合物的燃料消耗系統(tǒng)中的相關(guān)排放和/或改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性或廢氣排放。
[0036] 本發(fā)明也可在本文用于改變?nèi)紵龝r(shí)間。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"燃燒時(shí)間"意指在燃燒 過(guò)程中獲得的壓力曲線中的兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間。
[0037] 本發(fā)明的十六烷值促進(jìn)劑可用于增加燃料組合物的十六烷值。如本文所用，在 十六烷值的上下文中的"增加"包括在相同或相同條件下相比于之前測(cè)得的十六烷值的任 意程度增加。因此，增加適當(dāng)?shù)嘏c在引入十六烷值增加（或促進(jìn)）組分或添加劑之前相同 燃料組合物的十六烷值進(jìn)行比較?；蛘?，十六烷值的增加可相比于不包含本發(fā)明的十六烷 值增強(qiáng)劑的其他類(lèi)似燃料組合物（或批料或相同燃料組合物）而進(jìn)行測(cè)量?；蛘撸鄬?duì)于 對(duì)比燃料的燃料十六烷值的增加可由對(duì)比燃料的測(cè)得的可燃性的增加或測(cè)得的點(diǎn)火延遲 的減小而推斷。
[0038] 十六烷值的增加（或例如點(diǎn)火延遲的減小）可以以任何合適的方式測(cè)量和/或 記錄，如以百分比增