锰从润滑剂源到燃料燃烧系统的转移技术方案

本发明专利技术涉及一种将润滑剂源中的锰转移到燃料燃烧系统或燃烧系统产生的废气中的装置和方法。依据本发明专利技术，润滑剂中的锰将与燃烧产物中的磷、硫和／或铅相互作用。通过这一方式，锰可以将进入燃料或燃烧产物中、而且还会危害催化转化器、传感器和／或车载检测装置的有害物质清除或者使它们失去活性。本发明专利技术还将提高废气后处理系统的耐久性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将润滑剂源中的锰转移到燃料燃烧系统或燃烧系统产生的废气中的装置和方法。依据本专利技术，润滑剂中的锰将与燃烧产物中的磷、硫和/或铅相互作用。通过这一方式，锰可以将进入燃料或燃烧产物中的有害物质清除或者使它们失去活性，否则这些有害物质会危害催化转化器、传感器和/或车载检测装置。本专利技术还将提高废气后处理系统的耐久性。
技术介绍
燃料燃烧系统存在的一个问题是，燃烧时燃料含有、或者获得、或者产生一种或多种金属(例如铅)、硫、和/或磷污染物，这些污染物将危害或恶化催化转化器、传感器或车载检测装置。上述污染物导致的另一个问题是不合乎需要地增加了废气中的某些燃烧产物或副产物的含量。还有一个问题就是上述污染物对后处理系统所产生的损害。这些污染物可能包括处在燃料或者空气中的元素磷、铅和硫，或者上述物质的化合物。污染物还可能从发动机或者燃烧系统的润滑剂中进入燃料、或者燃烧室、或者燃烧排出气流中，所说的润滑剂通常含有含磷和含硫的添加剂，以及与燃烧系统磨损有关的铅化合物。众所周知的一个现象就是，车辆和其它燃烧系统消耗(即发动机燃烧)作为发动机或者燃烧系统运动部件的润滑剂的油类。润滑油进入燃烧系统和/或其排出气流中的途径也有很多种。很明显，润滑油中的多种组分或者添加剂也将被消耗或燃烧，而这些组分或者添加剂将对燃烧系统的催化剂、后处理系统和排放量产生不利的影响。因此希望能抑止、减少或防止组分(例如来源于润滑剂源、空气或者燃料或者进入燃烧过程的其它物质中的磷、铅和/或硫)与燃烧排出气流之间的不利的相互作用，从而防止催化剂中毒、后处理系统故障和排放量增加。专利技术内容在一个实施方式中，本专利技术提供了一种方法来抑止、减少或防止组分(例如来源于润滑剂源、任何加工助剂或辅剂、燃料、燃料添加剂、空气或者进入燃烧过程的其它物质中的磷、铅和/或硫)与燃烧排出气流之间的不利的相互作用，从而防止催化剂中毒、后处理系统故障和/或排放量增加。在另一个实施方式中，本专利技术提供了一种可以清除来自燃料或者燃料燃烧产物中的磷、铅和/或硫的系统。而且，本专利技术还涉及一种可以提高燃烧系统后处理装置的耐久性的方法，该方法包括将烃类燃料的燃烧产物与含有锰的润滑剂接触，其中，润滑剂中的锰的量足以使锰和燃烧产物中的一种或多种选自磷、硫、铅或它们的化合物的污染物进行相互作用，并因此降低与后处理设备接触的一种或多种污染物的量。本文中“锰”是指任何有机锰化合物或材料，包括但不局限于甲基环戊二烯基三羰基锰(MMT，购自Ethyl Corporation)、磺酸锰、石炭酸锰、水杨酸锰、烷基环戊二烯基三羰基锰、有机三羰基锰衍生物、烷基环戊二烯基锰衍生物、中性和高碱性的水杨酸锰、中性和高碱性的石炭酸锰、中性和高碱性的磺酸锰、羧酸锰，以及上述物质的组合物和混合物。锰优选以油溶性添加剂的形式存在于润滑剂中，其能够挥发并藉此进入燃烧室或排出气流中。它也可通过“大量”消耗的方式，也就是以通过阀导承或者围绕活塞环的方式进入燃烧室。在一个实施方式中，用少量的锰处理燃料或者其燃烧排出气，例如，在燃料或者燃烧排出气中锰的含量大约为20ppm或者更少。本文中“基础油”是指可以选自下述物质的基础油石蜡基础油、环烷基基础油、芳族基础油、聚α-烯烃、合成酯类和多羟基酯类，以及它们的混合物。在一个优选实施方式中，基础油含有少于或等于0.03wt％的硫，以及大于或等于90wt％的饱和物，其粘度指数大于或等于80并且小于或等于120。在另一个实施方式中，基础油含有小于或者等于0.03wt％的硫，以及大于或等于90wt％的饱和物，其粘度指数大于或等于120。而在一个更优选的实施方式中，基础油基本上不含硫。本文中“清除”是指通过接触、结合、反应、掺混、化学键合、物理键合、粘附、聚结、附着、使失活、使惰性、消耗、合金化、收集、清洗、消耗或者任何其它方式或途径，使得第一种材料能使第二种材料不可利用或者利用性降低。本文中“相互作用”是指清除。本文中“使失去活性”是指清除。本文中“烃类燃料”所指的烃类燃料例如，但不局限于柴油燃料、喷气式发动机燃料、醇类、醚类、煤油、低硫燃料、合成燃料(如Fischer-Tropsch燃料)、石油液化气、源自煤的燃料、基因工程生物燃料和农作物以及它们的提取物、天然气、丙烷、丁烷、发动机和航空无铅汽油、以及所谓的重整汽油(reformulated gasoline)，其一般含有汽油沸程内的烃和可溶于燃料的氧化掺合剂，如醇、醚和其它合适的含氧有机化合物。适用于本专利技术的燃料的氧化剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、混合醇、甲基叔丁基醚、叔戊基甲基醚、乙基叔丁基醚和混合的醚类。使用时，重整汽油燃料中存在的氧化剂的量通常低于约25％(体积)，其量优选可在总燃料中提供约0.5％～约5％(体积)的氧含量。这里，本文中“烃类燃料”或“燃料”也指汽油、船用燃料、煤(灰或浆)、原油、炼油“残渣”和副产物、原油提取物、危险废弃物、庭院修剪物和废弃物、木屑和锯末、农业废弃物、饲料、青贮饲料、塑料、和其它有机废品和/或副产物，以及上述物质的混合物，和它们在水、酒精和其它载流流体中的乳液、悬浮液和分散体。本文中“柴油燃料”是指选自以下物质的一种或多种燃料柴油燃料、生物柴油、生物柴油衍生物燃料、合成柴油燃料，以及它们的混合物。烃类燃料优选基本上不含硫，这是指燃料中硫的含量平均不超过约30ppm。本文中“燃烧系统”和“装置”是指，例如但不局限于，任何柴油-电力混合动力汽车、汽油-电力混合动力汽车、两冲程发动机、任何和所有燃烧器或燃烧装置，例如包括但不限于静态燃烧器、垃圾焚化炉、柴油燃料燃烧器、柴油燃料发动机、汽车柴油发动机、汽油燃料燃烧器、汽油燃料发动机、电厂发电机等。可能从本专利技术中获得益处的烃类燃料燃烧系统包括所有的燃烧装置、系统、设备和/或燃烧燃料的发动机。本文中“燃烧系统”也是指所有内部和外部燃烧设备、机器、发动机、涡轮发动机、喷气式发动机、焚化炉、锅炉、蒸发燃烧器、等离子燃烧系统、等离子弧、静态燃烧器等可以燃烧烃类燃料或烃类燃料可以在其中燃烧的装置。本文中“接触”是指接触、使聚集、反应、络合、配合、结合、掺合、混合等的可以使两种或者更多种材料之间发生联系的方式，无论该方式是否发生物理或者化学反应或变化。本文中“基本上不含磷和磷的化合物”是指元素磷或者磷的化合物在润滑剂中的含量小于约10ppm。磷的这种低含量在很多现有的润滑剂配方中是理想的，而且可以预料到，更低磷含量的润滑剂将是我们不断寻求的，或许是我们需要的。润滑剂中磷的含量优选介于1ppm和约1500ppm之间。润滑剂中更优选的磷含量介于500ppm和1200ppm之间。本文中“后处理系统”或者“后处理装置”是指设计为对燃烧产物进行氧化、还原或其它方式的处理来接触来自燃烧室的燃烧产物的任何装置或系统。这种后处理系统例如但不局限于是汽车三元催化转化器、贫NOx捕捉器，催化柴油颗粒过滤器和连续再生技术柴油颗粒过滤器。“后处理系统”也包括象O2传感器和NOx传感器这样的辅助传感器。类似的汽油燃烧后处理系统是已知的，而且由于从本专利技术中获得了益处而被包含在上述的“后处理系统”中。应该理解的是，前面的概述以及下面的详述都只是示例性和解释性的，其目的都是对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少烃类燃料在由润滑剂进行润滑的燃烧系统中燃烧时所产生的排出气流中至少一种选自磷、铅、硫及它们的化合物的污染物的危害作用的方法，该方法包括如下步骤：　　　　（ａ）用润滑剂润滑燃烧系统，该润滑剂含有大量具有润滑粘度的基础油和少量的一种或几种添加剂，所述的添加剂含有：（ｉ）至少一种有机硫化合物，或者至少一种有机磷化合物，或者此二者，和（ｉｉ）至少一种锰源；　　　　（ｂ）在燃烧系统中燃烧烃类燃料以产生燃烧产物，所述燃烧产物中含有至少一种选自硫、铅、磷和它们的化合物的物质；　　　　（ｃ）将锰与燃烧产物中的硫、铅、磷和它们的化合物进行接触，　　　　由此使锰与硫、铅、磷及它们的化合物发生相互作用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GH圭恩特，JW罗斯，VJ加托，
申请(专利权)人：乙基公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]