燃料添加剂制造技术

本发明专利技术涉及一种改善燃料在燃料燃烧装置尤其是内燃机内燃烧时的效率的方法，该方法包括使至少一种适量的颗粒状镧系氧化物，尤其是氧化铈，分散于燃料中。本发现再还涉及适用于使镧系氧化物分散于燃料中的片剂，胶囊剂，组合物和液体燃料添加剂。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
燃料添加剂专利
本专利技术涉及关于改善燃烧过程的效率和/或减少有害排气污染物的方法。本专利技术更涉及适用于能使镧系元素(稀土元素)氧化物分散于燃料中的组合物、片剂、胶囊剂或液体燃料添加剂。专利技术背景已知镧系化合物，尤其是铈的有机金属化合物，是燃料有效添加剂，因为它们能助燃。据信这些化合物会吸附在燃油中总是存在的沥青质上。在燃烧过程中会有金属氧化物形成，并且由于稀土氧化物对沥青质的燃烧有催化影响，故它们能减少燃烧过程中释放出来的未燃烧固体组分。因此，有机金属镧系燃料添加剂具有改善燃烧和减少有害排气污染物的作用。在现有技术中有一些文献讲述到使用镧系化合物作为燃料添加剂。例如，法国专利2172797讲述了从稀土元素特别是利用铈配制的有机酸盐类，这些有机酸盐类可用作燃烧助剂。使用有机酸盐类稀土化合物是必要的，因为这些化合物被发现能溶于燃料中。US 4,264,335讲述了利用2-乙基己酸铈来抑制以汽油为燃料的内燃机的辛烷值要求。2-乙基己酸铈被发现与辛酸铈相比，它更能溶于汽油中。US 5,240,896讲述了含有稀土氧化物的陶瓷材料的功用。这陶瓷材料是不溶于燃料的。据说当与固体陶瓷相接触时就能加速液体燃料的燃烧。欧洲专利0485551讲述了一种能将稀土氧化物干状颗粒，经由进气口直接输送到内燃机的燃烧室的装置。通常，在现有技术中所述的燃料添加剂采用能溶于燃料的稀土元素的有机酸盐类。据信这些化合物在燃烧室内转变成了稀土氧化物。因此，这稀土氧化物是活性催化化合物。镧系元素例如铈的有机酸盐类通常是粘性高的液体或低熔点的固体。这些化合物用简便的方法很难以将其掺入燃料中。此外，上述材料制造昂贵且难以保管。-->虽然镧系氧化物可以相对较低的价格大量地购买，但认为这些化合物不适宜供内燃机的燃料中使用。通常，最理想的是要避免微粒物质弥散在内燃机的燃料系统中和燃烧室内。众所周知微粒物质会堵塞燃料过滤器并且还起着对发动机的活塞和燃烧室具有有害影响的研磨剂作用。尤其是铈的氧化物是熟知的研磨剂。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种改善例如内燃机的燃烧效率的方法，这方法是低费用的且比现有技术中所述的方法更简便。因此，本专利技术提供了一种改善燃料在燃料燃烧装置内燃烧时的效率的方法和/或一种能减少由燃料在燃料燃烧装置内燃烧所产生的排气污染物的方法，所述方法包括使至少一种适量的颗粒状镧系氧化物分散于燃料中。当应用本专利技术的方法时，燃料燃烧装置可以是例如锅炉、加热炉、喷气发动机或内燃机。含有上述镧系氧化物的分散体的燃料被输送到内燃机的燃烧室或燃烧器装置的点火室或喷油头。内燃机可以是包括火花点火式发动机和压燃式发动机在内的任何类型的发动机。同样地，燃料可以是任何类型的，包括汽油(既包括含铅的也包括不含铅的)，柴油和LPG(液化石油气)燃料。当使用本专利技术的方法，尤其是用于内燃机时，能减少有害污染物排放量。这些污染物包括例如CO，CO2，碳氢化合物(HCs)和NOx。有害污染物排放量的减少，可免除在某些运载工具上使用催化转化器的必要。此外，与例如采用要求贵金属诸如铑，铂和钯的催化转化器相比，采用本专利技术的方法可以显著低的费用实现有害污染物排放量的减少。而且，本专利技术的方法改善了例如内燃机(“发动机”)的效率。于是，发动机将得益于在喷油器和燃烧室中聚集的碳的减少，功率和扭矩的增加，发动机磨损的减小，燃料消耗量的减小和在大多数发动机中会发生的局部不发火的数目的减少。附加的好处包括润滑油消耗量的减少和延长了滑油使用期限。采用本方法后，还由于进入催化剂中的未燃烧碳氢化合物减少和通过镧系氧化物沉积物使催化剂得到补充，故延长了催化转化器寿命。本专利技术的方法的一个重大优点是它能应用于现有的运载工具，即使是由使用无铅燃料的发动机驱动的运载工具。此外，因软性阀座而不能-->使用无铅燃料的运载工具，通过应用本专利技术的方法后也将能够使用无铅燃料。例如，燃料中的氧化铈将提供和四乙基铅相同的预防阀座凹陷的保护性能。此外，氧化铈能抑制辛烷值要求，起着辛烷值改进剂作用。此处使用的术语“镧系元素”包括任何稀土元素；也就是从原子序数58到71的任何元素，也还包括钪，钇和镧。优选地，镧系氧化物包含选自铈、镧、钕和镨的镧系元素。优选的镧系氧化物是CeO2。此处使用的术语“分散体”意指一种溶于液体介质中的长效固体颗粒悬浮体或乳剂，或指一种溶于液体介质中的含固体的溶液。本术语“分散体”不包括那些颗粒最初是分散的，但随后便沉淀出来的含有固体颗粒的液体。镧系氧化物的颗粒状特性便于其在燃料中分散。加到燃料中的镧系氧化物颗粒呈离散颗粒，而不是呈团粒。因此，此处使用的术语“粒度”系指最初的颗粒尺寸。优选地，镧系氧化物的平均粒度为1nm(毫微米)～100微米。更优选地，平均粒度为1nm～5微米，更优选1nm～0.5微米，更优选1nm～50nm，和更优选1nm～10nm。镧系氧化物的粒度影响该化合物在燃料中的分散程度。通常优选平均粒度小的(小于5微米)，因为小颗粒通常比大颗粒更易于在燃料中分散。镧系氧化物颗粒可采用本领域中熟知的方法生产，例如机械研磨。研磨机在研磨镧系氧化物时赋予其高频率低振幅振动。本领域中其它已知的适用方法包括蒸汽凝结，燃烧合成，热化学合成，溶胶-凝胶加工和化学沉淀。生产镧系氧化物颗粒的优选方法是机械的化学的加工(参阅US 6,203,768)和等离子蒸气合成(参阅US 5,874,684，US 5,514,349和US 5,460,701)。优选的颗粒通常呈球状。镧系氧化物的粒度可以采用任何简便的方法，例如激光衍射分析法或超声波频谱测定法进行测量。要求的镧系氧化物的数量将取决于镧系氧化物颗粒的总表面积和还有燃料箱容量。因此，颗粒度越小，所需要的镧系氧化物的量越少，因为较小的颗粒具有较高的表面积与容积之比和提高的催化性能，这是因其处于高受力状态的表面原子是极其活性的。优选地，镧系氧化物颗-->粒具有的表面积至少约为20m2/g，更优选至少约为50m2/g，和更优选至少约为80m2/g。优选地，添加到燃料中的镧系氧化物的含量应能使其浓度为0.1～400ppm。更优选地，镧系氧化物的浓度为0.1～100ppm，更优选1～50ppm，和更优选1～10ppm。已经发现，用等离子蒸气合成法生产出的氧化铈颗粒在高温下能保持其高的表面积。所谓高的温度，它指的是内燃机的典型燃烧温度。通常对大多数颗粒而言，在高温下表面积往往会减小。可是，本专利技术的再一个优点就是用等离子蒸气合成或物理化学加工方法生产的氧化铈颗粒在高温下不会损失表面积。这就使它们可以在浓度低到1～10ppm的条件下加以使用。在本专利技术的一个实施方案中，给镧系氧化物涂以能使镧系化合物的表面变得亲油的物质。这亲油涂层帮助镧系氧化物分散于燃料中且还有助于防止这些颗粒凝聚。在某些情况下，这亲油涂层允许镧系氧化物在燃料中完全溶液化。这亲油涂层还使镧系氧化物颗粒不致与贮存期间在燃油箱内的燃油发生反应。在贮存期间镧系氧化物和燃料的反应是极不希望发生的，因为这会在燃料中留下固体沉淀物。这些颗粒可以采用本领域中熟知的适合的涂覆方法加以涂覆。适合的涂覆方法在US 5,993,967和US 6,033,781中作了讲述。用来涂覆镧系氧化物表面的物质优选表面活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善燃料在燃料燃烧装置内燃烧时的效率的方法和／或一种能减少由燃料在燃料燃烧装置内燃烧所产生的排气污染物的方法，所述方法包括使至少一种适量的颗粒状镧系氧化物弥散于燃料中。

【技术特征摘要】
GB 2000-6-29 0016032.5;GB 2000-9-13 0022449.31.一种改善燃料在燃料燃烧装置内燃烧时的效率的方法和/或一种能减少由燃料在燃料燃烧装置内燃烧所产生的排气污染物的方法，所述方法包括使至少一种适量的颗粒状镧系氧化物弥散于燃料中。2.按照权利要求1的方法，其中的至少一种镧系氧化物包含选自铈、镧、钕和镨的镧系元素。3.按照权利要求1或2的方法，其中的至少一种镧系氧化物是CeO2。4.按照上述任一项权利要求的方法，其中的至少一种镧系氧化物具有1～50nm的粒度。5.按照上述任一项权利要求的方法，其中的至少一种镧系氧化物采用等离子蒸气合成或物理化学加工方法制成。6.按照上述任一项权利要求的方法，其中的至少一种镧系氧化物被涂以能使镧系氧化物的表面变得亲油的物质。7.按照权利要求6的方法，其中的涂覆镧系氧化物的物质是具有HLB为7或更小的表面活性剂。8.按照权利要求6或7的方法，其中的涂覆镧系氧化物的物质是油酸或十二碳烯基琥珀酸酐。9.一种加入燃料中的适于作为至少一种镧系氧化物的分散体用的片剂，它包含至少一种根据权利要求2～8之任一项的镧系氧化物和可分散于燃料中的制片助剂。10.按照权利要求9的片剂，其中的制片助剂选自C7～C30烷基羧酸，C6～C30芳族化合物，和高分子制片助剂。11.按照权利要求10的片剂，其中的制片助剂是十四烷酸。12.按照权利要求9～11之任一项的片剂，其中的镧系氧化物的含量以片剂的总重计为1～99.99...

【专利技术属性】
技术研发人员：R哈扎里卡，BL莫甘，
申请(专利权)人：纽弗特克有限公司，
类型：发明
国别省市：DO[多米尼加]