含有机金属络合物的低硫柴油机燃料制造技术

技术编号:1686389 阅读:202 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机的低硫柴油机燃料。这类燃料含有有机金属络合物,以降低收集在捕集器内的废气微粒的着火温度。这些柴油燃料的硫含量不超过约0.1%重量。该络合物在柴油燃料中可溶或可以稳定分散,得自(1)一种在烃链上含有至少两个官能团的有机化合物,和(2)一种能与有机化合物(1)形成络合物的金属反应物,该金属是能降低废气微粒着火温度的任何金属。(*该技术在2012年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
本申请是1991年5月13日提交的美国专利申请07/699,424的部分继续申请。前一申请的公开内容在这里全部引用作为参考。本专利技术涉及低硫柴油机燃料,可用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机。这些燃料含有有效量的有机金属络合物,以降低收集在捕集器中的废气微粒的着火温度。这些柴油的硫含量不多于约0.1%重量,最好是不多于0.05%重量。有机金属络合物溶解在或稳定地分散在柴油燃料中,它们是得自(1)一种有机化合物,其中含有至少两个与烃链相连结的官能团,和(2)一种能与有机化合物(1)形成络合物的金属反应物。这种金属可以是能降低废气微粒着火温度的任何金属,可用的有Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、V、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、B、Pb、Sb或它们中的两个或多个的混合物。柴油机已被用作路面车辆的发动机,因为燃料的价格较低,而且每加仑油行驶的里数高。但是,由于它的工作特性,与汽油发动机相比,柴油机排放出更多的碳黑粒子或很细的冷凝微粒或者它们的微粒。这些微粒或冷凝物有时称为“柴油烟灰”,它的排放造成了令人讨厌的污染。另外,已观察到柴油烟灰中富含着稠合的多环烃,其中有些已被公认为致癌物。因此,已设计出供柴油机用的能捕集碳黑及冷凝微粒的微粒捕集器或过滤器。通常,微粒捕集器或过滤由一个由多孔陶瓷或金属纤维制成的耐热过滤元件和一个电子加热器构成,加热器用来对过滤元件收集到的碳粒子加热和点火。需要有加热器,因为在正常工作条件下的柴油机废气的温度不足以将过滤器或捕集器中积累的烟灰烧光。一般来说,需要的温度约为450-600℃,加热器提供了废气温度的必要的增加,以便使收集在捕集器中的粒子着火,将捕集器再生。不然的话,碳黑将积累起来,捕集剂最终会堵塞,由于形成废气的反压而造成工作故障。上述的加热捕集器没有彻底解决这一问题,因为当车辆在正常状态下行驶时废气的温度比碳粒子的着火温度低,而当流出的废气的体积大时,电子加热器产生的热量被流出的废气带走。另一种作法是,通过定期地增加在柴油机中燃烧的空气/燃料混合物使废气温度升高,从而提高捕集器的温度。但是,这样的高温可能使再生过程失控,结果造成能损坏捕集器的局部高温。还曾经建议用降低粒子的着火温度从而使粒子在最低可能的温度下开始燃烧的方法,控制粒子在捕集器内的积累。降低着火温度的一种方法涉及向废气粒子中加入燃烧改进剂,而向废气粒子中加入燃烧改进剂的最实际可行的方法是将燃烧改进剂加到燃料中。已提出过用铜化合物作为包括柴油机燃料在内的燃料的燃烧改进剂。美国环境保护局(EPA)估计,公路用柴油机燃料的平均硫含量约为0.25%重量,并且要求在1993年10月1日前将这一含量降至不超过0.05%重量。EPA还要求这种柴油燃料的最低十六烷值为40(或满足最大芳族化合物含量35%)。这一规定的目的是减少硫酸盐粒子和碳质及有机粒子排放量。参见联邦年鉴(Federal Register)55卷162期(1990年8月21日)34120-34151页。满足这些排放要求的低硫柴油机燃料和技术在工业上尚未实现。满足这些要求的一种方法是提供一种低硫柴油机燃料添加剂,它能在低硫柴油燃料的环境中有效地使用,以降低收集在柴油机粒子捕集器内的烟灰的着火温度。美国专利3,346,493公开了含金属络合物的润滑组合物,该络合物由烃取代的丁二酸(例如,聚异丁烯取代的丁二酸酐)化合物和亚烷基胺(例如,多亚烷基多胺)的反应产物制得,用至少约0.1当量的形成络合物的金属化合物与上述反应产物反应,形成该络合物。所述的金属是原子序从24到30的那些金属(即,Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn)。美国专利4,673,412公开了含有金属化合物和肟的燃料组合物(例如,柴油机燃料、馏出燃料、供热油、残余燃料油、船用燃料)。该文献指出,含这种混合物的燃料在贮存期间稳定,而且能减少内燃机废气中形成的烟灰。一种优选的金属化合物是一种曼尼期碱的过渡金属络合物,该曼尼期碱是由(A)一种芳香酚、(B)一种醛或酮、和(C)一种含羟基和/或硫羟基的胺形成的。适宜的金属已确定为Cu、Fe、Zn、Co、Ni和Mn。美国专利4,816,038公开的燃料组合物(例如,柴油机燃料、馏出燃料、供热油、残余燃料油、船用燃料)含有带羟基和/或硫羟基的芳族曼尼期碱的过渡金属络合物与席夫碱的反应产物。该资料指出,含这种组合物的燃料在贮存时稳定,而且能有效地减少在内燃机废气中形成的烟灰。该曼尼期碱是由(A)含羟基和/或硫羟基的芳族化合物,(B)醛或酮,和(C)含羟基和/或硫羟基的胺形成的。适宜的金属已确定为Cu、Fe、Zn和Mn。1992年12月2日 申请日期1992年3月30日 优先权日1991年5月13日专利技术者D·T·戴利, P·E·亚当斯, N·Z·黄, S·T·杰利, F·W·科克, C·J·科尔普, S·H·斯托尔特, R·H·沃尔士, R·A·丹尼斯, D·M·迪什宏 申请人:鲁布里佐尔公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油燃料组合物,可用于装有排气系统微粒捕集器的柴油机中,该组合物含有:大量的柴油燃料,其特点在于硫含量不超过约0.1%重量;较少数量的至少一种有机金属配合物,它能有效地降低收集在捕集器内的废气粒子的着火温度,该络合物是得自:(1)至少一种含有烃链和至少两个官能团的有机化合物,上述官能团各自独立地为=X、-XR、-NR↓[2]、-NO↓[2]、=NR、=NXR、=N-R↑[*]-XR、***、***、-N=CR↓[2]、-CN或-N=NR,其中,X是O或S,R是H或烃基,R↑[*]是烃撑型或烃叉型的亚烃基,a是从0到大约10的数字;(2)至少一种能与组分(1)形成络合物的金属反应物,该金属能降低废气粒子的着火温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:DT戴利PE亚当斯NZ黄ST杰利FW科克CJ科尔普SH斯托尔特RH沃尔士RA丹尼斯DM迪什宏
申请(专利权)人:鲁布里佐尔公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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