方法和用途技术

包含酯化合物作为添加剂的柴油燃料组合物，所述酯化合物是任选取代的多元羧酸或其酸酐和式H‑(OR)

Method and use

A diesel fuel composition containing an ester compound as an additive, which is an optional substituted polycarboxylic acid or its anhydrides and formula h \u2011 (or)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方法和用途本专利技术涉及使用燃料添加剂改进柴油发动机的性能的方法和用途。本专利技术特别涉及用于带有高压燃料系统的柴油发动机中的柴油燃料组合物的添加剂。由于消费者需求和立法，柴油发动机近年来变得节能得多，表现出改进的性能并具有降低的排放。已通过燃烧过程中的改进带来性能和排放的这些改进。为实现这种改进的燃烧所必需的燃料雾化，已经开发出使用更高喷射压力和降低的燃料喷射器喷嘴孔直径的燃料喷射设备。喷射喷嘴处的燃料压力现在一般超过1500巴(1.5x108Pa)。为实现这些压力，必须在燃料上做的功也提高了燃料的温度。这些高压力和温度会造成燃料降解。此外，燃料喷射的正时、量和控制变得越来越精确。必须保持这种精确燃料计量以实现最佳性能。具有高压燃料系统的柴油发动机可包括但不限于重型柴油发动机和较小的乘用车型柴油发动机。重型柴油发动机可包括非常大功率的发动机，例如功率输出高达4300kW的主要为船舶和发电设计的具有20种气缸变体的MTU系4000柴油发动机，或例如具有6个气缸和大约240kW的功率输出的RenaultdXi7的发动机。一种典型的乘用车柴油发动机是具有4个气缸且功率输出根据变体为100kW或更低的PeugeotDW10。柴油发动机的一个共有问题是喷射器、特别是喷射器本体(injectorbody)和喷射器喷嘴的结垢(fouling)。在燃料过滤器中也可能发生结垢。当喷嘴变得被来自柴油燃料的沉积物堵塞时，发生喷射器喷嘴结垢。燃料过滤器的结垢可能与燃料再循环回燃料罐相关。随着燃料降解，沉积物增加。沉积物可能呈现碳质焦炭状残余物、漆状物(lacquers)或粘性或胶态残余物的形式。柴油燃料越加热，就变得越不稳定，特别是如果在压力下加热。因此，具有高压燃料系统的柴油发动机可能造成提高的燃料降解。近年来，减少排放的需求已经导致不断重新设计喷射系统以助于满足更低的指标。这已导致越来越复杂的喷射器和更低的沉积物耐受性。在使用任何类型的柴油燃料时都可能发生喷射器结垢问题。但是，一些燃料可能特别倾向于造成结垢，或在使用这些燃料时可能更快发生结垢。例如，含生物柴油的燃料和含金属物类的燃料可能造成增加的沉积物。当喷射器变得堵塞或部分堵塞时，燃料输送较低效且燃料与空气的混合不良。随着时间经过，这造成发动机功率的损失和增加的废气排放和差的燃料经济性。已知沉积物在喷射器的喷射通道中形成，导致流量降低和功率损失。随着喷射器喷嘴孔的尺寸降低，沉积物积聚的相对影响变得更显著。也已知沉积物在喷射器端头(injectortip)形成。在此它们影响燃料喷流型式并造成较低效的燃烧和相关的较高排放和增加的燃料消耗。除了导致流量降低和功率损失的这些在喷嘴孔中和在喷射器端头处的"外部"喷射器沉积物外，也可能在喷射器本体内形成沉积物，造成进一步的问题。这些沉积物可被称作内部柴油喷射器沉积物(或IDID)。IDID在喷射器更内部在关键活动部件上形成。它们可阻碍这些部件的运动，影响燃料喷射的正时和量。由于现代柴油发动机在非常精确的条件下运行，所以这些沉积物对性能可具有显著影响。由于非最佳燃料计量和燃烧，IDID造成若干问题，包括功率损失和降低的燃料经济性。最初，发动机可能发生冷启动问题和/或不平稳的发动机运转。这些沉积物可导致更严重的喷射器卡死(injectorsticking)。这在沉积物使喷射器的部件停止运动和因此喷射器停止工作时发生。当几个或所有喷射器卡死时，发动机可能完全失效。IDID被本领域工作人员认定为是严重问题并且行业组织欧洲协调委员会(CoordinatingEuropeanCouncil，CEC)已经开发出新的发动机试验。开发了IDIDDW10C试验以能够区分不产生可测量的沉积物的燃料和产生使启动性能问题被认为不可接受的沉积物的燃料。该试验的目的是区分在直喷共轨柴油发动机中产生IDID的能力不同的燃料。本专利技术人已经研究了内部柴油喷射器沉积物并且已经发现它们含有若干组分。除碳质沉积物外，漆状物和/或羧酸盐残余物的存在也会造成喷射器卡死。漆状物是不溶于燃料和常见有机溶剂的清漆样沉积物。通过分析已发现一些存在的漆状物含有酰胺官能度并且已经表明它们由于在燃料中存在低分子量含酰胺物类而形成。羧酸盐残余物可因若干来源而存在。对于羧酸盐残余物，本专利技术是指羧酸的盐。这些可以是短链羧酸，但更通常存在长链脂肪酸残余物。羧酸残余物可作为铵和/或金属盐存在。羧酸和金属都可因若干来源而存在于柴油燃料中。羧酸可能由于燃料的氧化产生，可能在燃烧过程中形成并通常作为润滑添加剂和/或缓蚀剂添加到燃料中。残留脂肪酸可能存在于作为生物柴油包含的脂肪酸甲酯中，它们也可能作为其它添加剂中的副产物存在。也可能存在脂肪酸的衍生物，并且这些可反应或分解以形成羧酸。在燃料组合物中可存在各种金属。这可归因于在制造、储存、运输或使用过程中燃料的污染或归因于燃料添加剂的污染。也可能有意将金属物类添加到燃料中。例如，过渡金属有时作为燃料载催化剂(fuelbornecatalysts)加入以改进柴油微粒过滤器的性能。本专利技术人相信，当燃料中金属或铵物类与羧酸物类反应时，会出现喷射器卡死的许多成因中的一个。由于燃料的钠污染出现了喷射器卡死的一个例子。钠污染可由于若干原因而发生。例如，氢氧化钠可用于加氢脱硫过程中的洗涤步骤中并可造成污染。钠也可能由于在管道中使用含钠缓蚀剂而存在。另一例子可起因于钙的存在，钙来自例如与润滑剂的相互作用或被润滑剂污染或来自在炼油厂中的盐干燥过程中所用的氯化钙。可能出现其它金属污染，例如在运输过程中由于水垫导致。柴油燃料的金属污染和由此导致的羧酸盐形成据信是喷射器卡死的一个重要原因。漆状物的形成是喷射器卡死的另一主要原因。对抗由羧酸盐造成的IDID和喷射器卡死的一种途径是尝试消除金属污染和/或羧酸的来源或尝试确保消除特别成问题的羧酸。这还尚未完全成功并且需要添加剂以提供IDID控制。在燃料中通常包含沉积物控制添加剂以对抗喷射器喷嘴中或喷射器端头处的沉积物。这些在本文中可被称为"外部喷射器沉积物"。也使用添加剂来控制车辆燃料过滤器上的沉积物。但是已被发现可用于控制"外部沉积物"和燃料过滤器沉积物的添加剂对于控制IDID并非总是有效的。添加剂配方师面临的一个挑战是提供更有效的清净剂(detergents)。本专利技术的一个目标是提供改进柴油发动机、尤其是具有高压燃料系统的柴油发动机的性能的方法和用途。这可例如通过防止或减少IDID的形成和/或通过减少或除去已有IDID实现。本专利技术提供控制"外部喷射器沉积物"和/或燃料过滤器沉积物的方法和用途。减少或防止沉积物的形成可被视为提供"保持清洁(keepclean)"性能。减少或除去已有沉积物可被视为提供"净化(cleanup)"性能。本专利技术的一个目标是提供"保持清洁"和/或"净化"性能。许多不同类型的化合物在本领域中已知用作燃料油组合物中的清净剂添加剂来控制发动机中的沉积物。常见清净剂的实例包括烃基取代胺；烃基取代琥珀酰亚胺；曼尼希反应产物和季铵盐。所有这些已本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.包含酯化合物作为添加剂的柴油燃料组合物，所述酯化合物是任选取代的多元羧酸或其酸酐和式H-(OR)

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170330 GB 1705129.3;20180124 GB 1801180.91.包含酯化合物作为添加剂的柴油燃料组合物，所述酯化合物是任选取代的多元羧酸或其酸酐和式H-(OR)n-OH的多元醇的反应产物，其中R是任选取代的亚烷基且n是至少1。


2.对抗柴油发动机中的沉积物的方法，所述方法包括在所述发动机中燃烧包含任选取代的多元羧酸或其酸酐和式H-(OR)n-OH的多元醇的反应产物作为添加剂的柴油燃料组合物，其中R是任选取代的亚烷基且n是至少1。


3.酯化合物作为柴油发动机中的柴油燃料组合物中的清净剂添加剂的用途；其中所述酯化合物是任选取代的多元羧酸或其酸酐和式H-(OR)n-OH的多元醇的反应产物，其中R是任选取代的亚烷基且n是至少1。


4.根据前述权利要求任一项的组合物、方法或用途，其中所述任选取代的多元羧酸或其酸酐是烃基取代的琥珀酸或烃基取代的琥珀酸酐。


5.根据前述权利要求任一项的组合物、方法或用途，其中各R是亚乙基或亚丙基，优选-CH2CH2-或-CH(CH3)CH2-，更优选-CH(CH3)CH2-；且n是1-20。


6.根据前述权利要求任一项的组合物、方法或用途，其中所述多元羧酸或其酸酐包含具有6至100个碳原子、优选6至50个碳原子的任选取代的烷基或烯基。


7.根据前述权利要求任一项的组合物、方法或用途，其中所述任选取代的多元羧酸或烃基取代的酸酐和式H-(OR)n-OH的醇以1.5:1至1:1.5的比率反应。


8.根据前述权利要求任一项的组合物、方法或用途，其中所述添加剂包括具有式(C1)或(C2)的化合物：

。


9.根据前述权利要求任一项的组合物、方法或用途，其中所述添加剂包含式(A3)或(A4)的琥珀酸或酸酐和式H-(OR)n-OH的醇的反应产物：



其中R1是具有6至36个碳原子的烷基或烯基或具有200至1300的数均分子量的聚异丁烯基；其中式H-(OR)n-OH的醇选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、海藻糖、山梨糖醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇和具有300-1200的数均分子量的聚乙二醇或聚丙二醇。


10.根据前述权利要求任一项的组合物、方法或用途，其中所述添加剂包含具有C20至C24烷基或烯基取代基的琥珀酸或酸酐和选自1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、三丙二醇和具有300-600的数均分子量的聚丙二醇的醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：M佩茨，K莱曼凯斯，AN罗斯，
申请(专利权)人：因诺斯佩克有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB