具有低蒸汽压的燃料组合物制造技术

提供了适用于火花点火发动机的液态燃料组合物，所述组合物包含烃混合物和表现出大于约25kPa和小于约50kPa的蒸汽压。所述组合物在燃料经济性方面提供改进，特别是在包含汽油‑驱动的内燃机作为动力系统一部分的混合动力车中。本发明专利技术还提供了所述组合物的制备方法和用途。

Fuel composition having low vapor pressure

A liquid fuel composition suitable for a spark ignition engine is provided that contains a hydrocarbon mixture and exhibits a vapor pressure greater than about 25kPa and less than about 50kPa. The compositions provide improvement in fuel economy, especially in the internal combustion engine includes gasoline driven hybrid power system as part of the. The invention also provides a preparation method and use of said composition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有低蒸汽压的燃料组合物
本专利技术涉及燃料制剂领域，特别是汽油类的燃料制剂。
技术介绍
烃基燃料成本持续增长以及针对二氧化碳排放对环境影响的日益关切使得人们对于部分或全部依赖电能操作的机动车的需求日益增长。混合动力车(HEV)可利用在充电电池中贮存的电能和通过传统内燃机(ICE)由燃料(通常为烃基)转化的机械能。在ICE驱动操作的过程中以及在减速和刹车过程中通过回收动能使电池充电。这个过程由多个车辆初始设备制造商(OEM)针对他们的一些车辆模型提供。HEV通常提供正常的驾驶体验，相比于传统的只用ICE驱动的车辆，其主要优势为改进燃料消耗。插入式混合动力车(PHEV)具有与HEV类似的功能，但对这种应用来说，也可以将电池连接到主电路系统，用于在停车时进行充电。PHEV通常比HEV具有更大的电池组，以承担部分全程用电的容量。动态驱动将使用电力和ICE，但应用内燃机(ICE)推进的操作区域可能局限于巡航和城际间驾驶。因此车辆燃料很可能不同于常规配备有ICE或HEV的车辆目前所需要的燃料。对于只在城市环境中运行的车辆，EV模式容量和插入充电功能的增加进一步降低了ICE活动水平。相比于HEV和传统ICE车辆，这可能会导致燃料贮罐内容物的停留时间明显延长。传统的ICE车辆对于约200kg的推进系统重量可以输送约600km(400英里)里程，和需要约2分钟的重新加油时间。与之相比较，据认为基于目前的LiON技术，提供相当里程和可用电池寿命的电池组将重约1700kg。发动机、动力电子设备和车辆底盘的附加重量将会造成所述车辆相比于传统ICE等同车辆来说重得多。在常规的ICE车辆中，发动机扭矩和发动机动力输出必须覆盖车辆操作动力的全部里程。但内燃机的热力学效率不能在宽的操作条件范围内完全优化。ICE具有相对较窄的动力范围。另一方面，可以设计电机使其具有很宽的动力范围，例如能够在0速度下输送最大扭矩。这种控制灵活性在工业驱动领域公认为是有用性能，并在汽车应用中提供可能性。在它们的操作范围内，电机可以应用精密电子设备控制以给出非常平滑的扭矩输出，以满足用户需求。但也可能提供对驾驶员来说更有吸引力的不同扭矩输出曲线。因此，对于汽车设计者来说这可能是感兴趣的一个方面。在更高速度下，电驱动系统可能受限于电力电子设备的排热能力和电机本身的冷却系统。对于高速度下高扭矩电机的更多关注与转动组件的质量相关，其中在高速下可能会产生非常大的离心力。这些力可能是破坏性的。因此，在HEV和PHEV中，电动机只能提供一部分动力范围。但这可能允许ICE的效率在较窄的操作范围内优化。这在发动机设计方面提供一些优点。因此，现在针对整个ICE范围开发的烃燃料对于HEV或PHEVICE装置来说可能并不优化或者不是实际有益。对于常规ICE车辆来说，燃料的配制和调整已经进行了很多年，因此可以认为已经稳定，只是在熟知的配方范围存在一些自由度。最近引入的混合动力技术提供了从全新角度考虑燃料配方范围的机会。
技术实现思路
本专利技术涉及的发现是对于混合动力车(HEV)和特别是PHEV，低蒸汽压燃料不损害冷启动性能，并且在燃料消耗和动力方面有所改进。本专利技术的第一个方面提供一种适用于火花点火发动机的液态燃料组合物，所述组合物包含烃混合物，和其中所述组合物表现出大于约25kPa和小于约50kPa的蒸汽压。在本专利技术的具体实施方案中，所述燃料组合物表现出低于45.0kPa、合适地低于42.5kPa、或任选低于40.0kPa的蒸汽压。按照本专利技术的一个实施方案，所述燃料组合物为汽油。在第二个方面，本专利技术提供一种操作火花点火内燃机的方法，包括应用液态燃料组合物操作内燃机，其中所述组合物包含烃混合物，和其中所述组合物表现出大于约25kPa和小于约50kPa的蒸汽压。在本专利技术的具体实施方案中，所述火花点火内燃机包含在混合动力车(HEV)的动力系统内，任选地所述混合动力车为插入式混合动力车(PHEV)。合适地，所述燃料组合物表现出低于45.0kPa、合适地低于42.5kPa、或任选低于40.0kPa的蒸汽压。本专利技术的第三个方面提供蒸汽压大于25kPa和小于50kPa的液态烃组合物作为火花点火内燃机的燃料的用途。合适地，所述火花点火内燃机包含在混合动力车或任选的插入式混合动力车的动力系统内。本专利技术的第四个方面提供蒸汽压大于约25kPa和小于约50kPa的液态烃组合物用于改进混合动力车或任选的插入式混合动力车中燃料消耗的用途。附图说明本专利技术的实施方案在附图中给出，其中图1的直方图给出了在传统的配备ICE的小汽车中两种燃料(燃料A和B)在三种运行速度下对于燃料消耗的对比试验结果；图2的直方图给出了在配备PHEV的小汽车中两种燃料(燃料A和B)在三种运行速度下对于燃料消耗的对比试验结果。具体实施方式本专利技术提供用于PHEV和HEV的改进的燃料组合物，所述组合物包含更少的挥发性组分，因此比用于常规的火花点火ICE车辆目前规定的燃料表现出更低的蒸汽压。正如这里所应用，术语“包含”目的是指至少包括所述组分，但也可以包含没有规定的其它组分。不希望被任何理论所局限，据信本专利技术人的发现可能来自于如下事实：汽油燃料的更轻更易挥发组分对于HEV的冷启动性能较不关键，因为可以应用电能来辅助ICE初始启动时燃料的气化。确实，对于相当大比例行程预期只应用电力来实现的PHEV来说，油箱中燃料的停留时间可以延长，导致一些‘轻端组分’损失。通过降低燃料的挥发性组分含量，由于用于HEV和PHEV的燃料制剂不需要更昂贵的轻端组分，本专利技术提供相当大的经济节约。这也使得可以更好地利用烃资源，其中有价值的较轻挥发性组分可以不再用于燃料用途而转用于化学合成过程。另外，本专利技术提供一种组成更稳定的燃料组合物，其烃含量基本不随时间变化。汽油沸程内的合适液态烃燃料为沸程约25℃至约232℃的烃的混合物。但从降低挥发性组分含量的角度看，可以预期本专利技术的燃料组合物比常规配制的汽油掺混物具有更高的预期初沸点(IBP)。在本专利技术的一个具体的实施方案中，IBP为至少30℃，任选至少33℃，合适地为至少35℃。在本专利技术的一个具体的实施方案中，燃料组合物的IBP大于38℃。本专利技术的燃料组合物包含饱和烃、烯属烃和芳烃的混合物。优选的汽油混合物的饱和烃含量为约40-80vol％，合适地超过50vol％，烯属烃含量为0％-约30vol％，和芳烃含量为约10-60vol％。基础燃料衍生自直馏汽油、聚合汽油、天然汽油、二聚和三聚烯烃、合成产生的芳烃混合物、或来自催化裂化或热裂化石油馏分以及它们的混合物。辛烷值水平(RON+MON)/2通常高于约85。可以将常规的发动机燃料基础油应用在本专利技术的实施中。例如，可以将汽油中的烃替代为通常已知用于燃料中的高达主要量的常规醇或醚。基础燃料理想地基本不含水，因为水会妨碍平稳燃烧。通常，本专利技术适用的烃燃料混合物基本不含铅，但可以包含少量掺混组分如甲醇、乙醇、乙基叔丁基醚、甲基叔丁基醚、叔戊基甲基醚和类似物，其含量为基础燃料的约0.1-15vol％，当然也可以应用更大量。所述燃料也可以包含常规的添加剂，包括：抗氧化剂，如酚类例如2,6-二-叔丁基苯酚，或苯二胺例如N,N′-二-仲-丁基-对-苯二胺，染料，金属钝化剂，脱雾剂如聚酯类乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于火花点火发动机的液态燃料组合物，所述组合物包含烃混合物，和其中所述组合物表现出大于约25kPa和小于约50kPa的蒸汽压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.06 EP 14187819.91.一种适用于火花点火发动机的液态燃料组合物，所述组合物包含烃混合物，和其中所述组合物表现出大于约25kPa和小于约50kPa的蒸汽压。2.权利要求1的组合物，其中所述燃料组合物表现出低于45.0kPa、合适地低于42.5kPa、或任选低于40.0kPa的蒸汽压。3.前述权利要求任一项的组合物，其中所述燃料为汽油。4.一种操作火花点火内燃机的方法，包括应用液态燃料组合物操作内燃机，所述组合物包含烃混合物，和其中所述组合物表现出大于约25kPa和小于约50kPa的蒸汽压。5.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·N·奥尔巴，G·J·威尔森，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL