柴油燃料组合物制造技术

本发明专利技术提供了包含碳酸二甲酯(DMC)和多功能助剂的柴油燃料组合物，用于降低柴油发动机颗粒物排放和改善发动机效率，同时可用于寒冷和/或缺氧环境中。

【技术实现步骤摘要】
专利
本专利技术涉及柴油燃料组合物，以及其制备和使用。专利技术背景由于柴油的性能、效率和安全性等优点，其被广泛应用于各种交通运输手段中，比如卡车、火车、轮船以及航空器，同时在农业和建筑业上也有广泛应用。另一方面，柴油发动机会排放出大量的烟尘(亦即颗粒物)，特别是在缺氧运行状态时，这导致了严重的环境隐患。目前已经有多种方法降低柴油发动机的烟尘排放，这些方法均采用通过添加诸如甲醇、乙醇、烷基酯类(如美国专利U.S.Pat.2,089,580、2,104,021、3,270,497和5,425,790)以及生物柴油和碳酸二甲酯(DMC，dimethylcarbonate)等添加物以实现。目前已经有多种方法利用DMC改进柴油性能，例如美国专利U.S.Pat.4,891,049中Dillon等人所述含有5％DMC的柴油能够降低10～30％的颗粒物排放；美国专利U.S.Pat.6,387,138中Murayama等人披露10％DMC能够抑制50％或更多的颗粒物排放。其它例子能够在美国专利U.S.Pat.2,311,386、4,891,049、4,904,279和5,004,480中找到。而另一方面，DMC的一些性质阻碍了其作为柴油燃料添加物的广泛应用。例如，DMC会在低温下从燃料中分离出来，这将会导致柴油发动机的熄火。另外，由于DMC十六烷值为35～36，低于柴油，柴油中的过量DMC会使混合燃料的十六烷值降低，从而降低发动机性能和效率。本专利技术的一个目的是提供在柴油中使用的含有DMC的添加组分，使其能够抑制烟尘排放并同时解决相分离和低效率的问题。专利技术摘要本专利技术的一个方面提供了用于柴油处理的组合物。在某些实施例中，所述组合物包含碳酸二甲酯和多功能助剂。在某些实施例中，所述多功能助剂包含大约20～99wt％的相稳定剂，该相稳定剂含有低碳数甲酯；在多功能助剂中同时还有含量大约为0.5～20wt％的十六烷值改进剂。在某些实施例中，所述低碳数甲酯为乙酸甲酯、丙烯酸甲酯以及丁酸甲酯。在某些实施例中，所述低碳数甲酯含量为80～90wt％。在某些实施例中，所述相稳定剂进一步包含烷基醇类、芳香醇类、酮类、酯类或上述组成的混合物。在某些实施例中，所述烷基醇类选自下组：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、庚醇、辛醇、异辛醇、癸醇或其混合物。在某些实施例中，所述芳香醇为苯甲醇或苯乙醇。在某些实施例中，所述酮类为丙酮、丁酮或2-丁酮。在某些实施例中，所述醚类为甲基叔丁基醚或二乙二醇二甲醚。在某些实施例中，所述相稳定剂含有二乙二醇二甲醚。在某些实施例中，所述十六烷值改进剂选自下组：硝酸异戊基，硝酸异辛基，硝酸环己酯，草酸丁酯，草酸二丁酯，草酸二异戊酯，二叔丁基过氧化物，过氧化苯甲酸叔丁酯或其混合物。在某些实施例中，所述十六烷值改进剂为二叔丁基过氧化物或过氧化叔丁基苯甲酸。在某些实施例中，所述多功能助剂进一步含有含量为0～70wt％的助溶剂。在某些实施例中，所述助溶剂由碳酸烷基酯、烷烃、二甲苯、乙基苯、异丙苯或其混合物构成。在某些实施例中，所述多功能助剂进一步包含0.001～1wt％抗腐蚀剂。在某些实施例中，所述抗腐蚀剂选自下组：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，2,6-二叔丁基苯酚，N,N-二叔丁基对苯二胺，苯并三氮唑，甲基苯并三氮唑或其混合物。在某些实施例中，所述多功能助剂进一步包含0.01～1wt％的润滑改进剂。在某些实施例中，所述润滑改进剂选自下组：植物油，脂肪酸，脂肪酸酯，脂肪胺，胺酯，胺酯衍生物或其混合物。在某些实施例中，所述多功能助剂进一步包含0.01～10wt％低温流动改进剂。在某些实施例中，所述低温流动改进剂为乙烯乙酸聚合物，聚丙烯酸甲酯或其混合物构成。另一方面，本专利技术提供柴油燃料组合物，包含50～95wt％普通柴油，2～50wt％的碳酸二甲酯，0.01～10wt％的多功能助剂。在其它方面，本专利技术提供了制备柴油燃料组合物的方法。在某些实施例中，所述方法包括通过混合相稳定剂、助溶剂、十六烷值改进剂、抗腐蚀剂、润滑改进剂以及低温流动改进剂制备多功能助剂，以及混合普通柴油、碳酸二甲酯和多功能助剂的方法。在其它方面，本专利技术提供了降低烟尘排放的方法。在某些实施例中，所述方法包括在柴油发动机中使用上述柴油燃料组合物的步骤。在某些实施例中，柴油发动机在海拔至少2000米的地方使用。本专利技术给出的各种特征、性能和有利之处将会通过以下的描述、附加要求和附图得以更好的理解和说明。附图说明图1比较了使用0#D20A1(含DMC和多功能助剂A1的柴油燃料组合物)和0#普通柴油的烟尘排放结果。对比普通柴油，在发动机所有的测试转速(1000～2100rpm)中，使用柴油燃料组合物0#D20A1的烟尘排放都大大降低。图2A给出了重型柴油发动机在模拟高原环境下使用普通柴油尾气排放温度和烟尘排放的测量结果。随着海拔高度的增加，柴油发动机性能持续恶化：尾气排放温度逐步升高，同时烟尘排放增加。图2B给出了重型柴油发动机在模拟高原环境下使用0#D20A1(含有DMC和多功能助剂A1的柴油燃料组合物)的尾气排放温度和烟尘排放的测量结果。相较于普通柴油，烟尘排放以及尾气排放温度均获得降低。专利技术详细说明在上述的专利技术简述、专利技术详述以及以下的权利声明和附图给出了本专利技术的某些特征(包括方法步骤)。应当理解为本专利技术的说明书中包括这些特征的所有可能的组合。例如，对于在本专利技术给出的特殊方面或实施例或特别的权利要求中的特征，在可能的范围内，所述特征同样可用于本专利技术的其它特定方面和实施例的内容中，以及整个专利技术范围内。所述用于表示其它组分、成分、步骤等的术语“包括”或“包含”以及语法等同物是可任意选择使用的。例如，某物品“包括”(或“那包括”)成分A、B和C由(或者仅仅含有)成分A、B和C构成，或者能含有不仅仅成分A、B和C还有一种或多种其它成分。本方明所述包含有两个或多个已定义步骤的方法，所述已定义的步骤能够以任何顺序或同时(除了上下文能够排除了可能性)实行，并且所述方法能够包括一个或多个其它步骤，所述步骤可以在任何已定义步骤之前，之中或之后(除了那些已经为上下文排除可能性的地方)执行。本专利技术所述的紧接一个数字的术语“至少”表示一个由这个数(这个可能是一个有上限，或一个没有上限的范围，这取决于被定义的变量)作为开始的范围的开始。比如，“至少1”表示1或者多于1。在这里紧接一个数字的术语“最多”表示一个由这个数(这个可能是一个有1或0作为它的下限，或一个没有下限的范围，这取决于被定义的变量)作为结束的范围的结束。比如，“最多4”表示4或者少于4，以及“最多40％”表示40％或少于40％。在本说明中，一个范围以“(第一个数字)”到“(第二个数字)”，或者“(第一个数字)～(第二个数字)”的形式给出，这表明一个范围的低限是第一个数字，而高限为第二个数字。例如，25到90wt％表明一个范围的低限为25wt％，而高限为90wt％。在一方面，本专利技术给出了含有DMC的添加组合物，该组合物能够提高柴油的性能和效率。在某些实施例中，所述组合物包含DMC和多功能助剂，所述多功能助剂包括了(1)含量为20～99wt％的相稳定剂，相稳定剂包含低碳数甲酯；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
柴油燃料组合物，包含：碳酸二甲酯；和多功能助剂，其包括：占20～99wt％的相稳定剂，所述相稳定剂包含低碳数甲酯；和占0.5～20wt％的十六烷值改进剂。

【技术特征摘要】
1.柴油燃料组合物，包含：碳酸二甲酯；和多功能助剂，其包括：占20～99wt％的相稳定剂，所述相稳定剂包含低碳数甲酯；和占0.5～20wt％的十六烷值改进剂。2.根据权利要求1所述的柴油燃料组合物，其中所述低碳数甲酯选自下组：乙酸甲酯、丙烯酸甲酯和丁酸甲酯。3.根据权利要求1所述的柴油燃料组合物，所述相稳定剂中低碳数甲酯占80～90wt％。4.根据权利要求1所述的柴油燃料组合物，所述相稳定剂进一步包含烷基醇类、芳香醇类、酮类、酯类以及其混合物。5.根据权利要求4所述的柴油燃料组合物，其中所述烷基醇类选自下组：甲醇、乙丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、异戊醇、庚醇、辛醇、异辛醇、癸醇或由上述化合物构成的混合物；所述芳香醇选自下组：苯甲醇和苯乙醇；所述酮类选自下组：丙酮，丁酮和2-丁酮；所述醚类选自下组：甲基叔丁基醚和二乙二醇二甲醚。6.根据权利要求1所述的柴油燃料组合物，其中所述相稳定剂包含二乙二醇二甲醚。7.根据权利要求1所述的柴油燃料组合物，其中所述十六烷值改进剂选自下组：硝酸异戊酯，硝酸异辛基，硝酸环己酯，草酸丁酯，草酸二丁酯，草酸二异戊酯，二叔丁基过氧化物，过氧化苯甲酸叔丁酯或其混合物。8.根据权利要求7所述的柴油燃料组合物，其中所述十六烷值改进剂为二叔丁基过氧化物或过氧化苯甲酸叔丁基。9.根据权利要求1所述的柴油燃料组合物，其中所述多功能助剂进一步含有一种助溶剂，含量为0～70wt％。10.根据权利要求9所述的柴油燃料组合物，其中所述助溶剂由碳酸烷基酯，烷烃，
\t二甲苯，乙苯，异丙基苯或其混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王尤崎，李自运，章国明，李志坚，曹凯瑞，
申请(专利权)人：亚申科技研发中心上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31