船用燃料的改进制造技术

一种用于船用燃料或取暖用油的添加剂组合物，其包含催化金属粒子的稳定化胶态分散体、中性或过碱性碱土金属清净剂和与船用燃料油、重质燃料油、船用馏分油燃料和/或渣油燃料油混溶的载液。还提供了具有上述添加剂组合物的船用燃料组合物和取暖用油组合物以及相关方法和用途。方法和用途。

【技术实现步骤摘要】
船用燃料的改进


[0001]本专利技术涉及用于船用燃料(marine fuels)的添加剂以改进船用燃料的燃料经济性、燃烧特性和/或排放性能，特别涉及包含过碱性碱土金属清净剂(其中碱土金属选自钙和/或锶)和胶态分散和稳定化的铁和/或铈的化合物的组合的添加剂。

技术介绍

[0002]船用燃料构成一些可供燃烧的更粘和更稠密的燃料，并且由于炼制工艺，通常含有高量的硫、沥青质材料和其它污染物，如金属和催化剂细粉(cat
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fines)。因此，它们可能被认为是不适合用于许多运输模式的低级燃料。但是，由于典型的船用发动机的尺寸和稳健性，海运和其它工业可以充分利用这些燃料。尽管船用发动机的尺寸因此提供了这种优点，但是与较大发动机尺寸相称的大量此类燃料的燃烧也导致更大量的排放物，包括可能影响沿海空气质量的颗粒物，并且燃料可构成船舶的总运营成本的50
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60％。类似的考虑也适用于取暖用油(heating oils)。
[0003]为了解决来自船用发动机的一些排放问题，IMO(国际海事组织)实施2020限硫令(2020 sulfur cap)以将船用燃料中的硫含量降低到0.5％限值。预计专门针对船用发动机的进一步立法可能关注于减少NOx和温室气体(GHG)排放。例如，IMO已经设立了到2050年(与2008年的水平相比)将来自海运业的GHG排放减少70％的远大目标，并且未来可能力图解决关于微粒排放和沿海空气质量的挑战。
[0004]由于船用发动机的尺寸、海运业中的发动机技术的相对较慢周转(船舶具有大约三十年或更长的典型寿命)以及支持运输的基础设施(尤其是与燃料加注相关)，被采纳用于汽车运输并利用电池和可再生燃料解决NOx和GHG排放问题的工程替代方案在用于海上运输时实际上更具挑战性。尽管在汽车行业中电池和其它可再生燃料加入了柴油和汽油的行列，但海运业在可预见的未来很可能仍然继续需要大量的化石基燃料。
[0005]因此如果海运业要满足IMO设立的GHG/排放目标，重要的努力是寻求减少燃料消耗和来自当前船用燃料的排放的技术，或换句话说，促进产生更低的GHG/NOx/硫排放输出的更高效的船舶运行。
[0006]船用燃料添加剂如催化金属已用于影响燃料燃烧以努力改进性能。例如：WO2008084251A1描述了金属化合物如二茂铁与有机化合物和稳定剂组合现改进的燃料经济性，使得可以使用更重和/或更脏的燃料代替更轻和/或更清洁的燃料。US20150210947A1描述了分子大小的铁化合物如二茂铁与过碱性镁化合物的组合，例如通过将化合物溶解在二甲苯中而实现分子大小。指明使用催化燃料添加剂减少汽车卡车中的柴油燃料消耗并同时减少来自燃料燃烧产生的排气的污染物，所述催化燃料添加剂具有如此低的粒子密度和粒度以致几乎消除对使用该添加剂的设备的损伤并且释放到大气中的任何金属灰分显著低于当前的Environmental Protection Agency推荐标准。GB2248068A描述了用于抑制在油燃烧时的烟雾和/或微粒排放物的可溶性金属燃料油添加剂。
[0007]但是，仍然需要可为船用燃料的燃料经济性、燃烧特性和/或排放性能提供改进的
船用燃料添加剂组合物，特别是不改变所用的基础燃料。

技术实现思路

[0008]专利技术概述
[0009]出乎意料地，现在已经发现，催化金属化合物(特别是铁和/或铈氧化物/化合物)的稳定化胶态分散粒子与包含钙和/或锶的碱土金属清净剂的组合协同改进船用燃料和取暖用油的燃料经济性、排放性能和燃烧特性。
[0010]相应地，在第一个方面，本专利技术包含一种用于船用燃料或取暖用油的添加剂组合物，其包含：(A)催化金属粒子的胶态分散体，所述粒子包含：i.金属化合物核，所述金属化合物包含铁、钌、锇、铈、镍、钯和铂的至少一种；和ii.聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物；(B)包含钙和/或锶的中性或过碱性碱土金属清净剂；和(C)与船用燃料油、重质燃料油、船用馏分油燃料(marine distillate fuel)和/或渣油燃料油(residual fuel oil)混溶的载液。
[0011]在第二个方面，本专利技术包含一种船用燃料组合物或取暖用油组合物，其包含根据本专利技术的第一个方面的添加剂组合物和船用燃料油、重质燃料油、船用馏分油燃料和/或渣油燃料油。
[0012]在第三个方面，本专利技术包含一种改进船用燃料或取暖用油的燃料经济性、燃烧特性和/或排放性能的方法，其包括将船用燃料或取暖用油与根据本专利技术的第一个方面的添加剂组合物合并的步骤。
[0013]在第四个方面，本专利技术包含一种生产船用燃料组合物或取暖用油组合物的方法，其包括将船用燃料油、重质燃料油、船用馏分油燃料和/或渣油燃料油与根据本专利技术的第一个方面的添加剂组合物合并的步骤。
[0014]在第五个方面，本专利技术包含根据本专利技术的第一个方面的添加剂组合物用于改进船用燃料或取暖用油的燃料经济性、燃烧特性和/或排放性能的用途。
[0015]在第六个方面，本专利技术提供有效次要量的二元添加剂组合(two
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way additive combination)在船用燃料或取暖用油中用于改进所述船用燃料或所述取暖用油的燃料经济性、燃烧特性和/或排放性能的用途，所述二元添加剂组合包含(A)催化金属粒子的胶态分散体，所述粒子包含：(i)本文定义和确认的金属化合物核，所述金属化合物包含铁、钌、锇、铈、镍、钯和铂的至少一种；和(ii)本文定义和确认的聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物；和(B)本文定义和确认的包含钙和/或锶的中性或过碱性碱土金属清净剂。
[0016]在一些实施方案，如本专利技术的第二至第五方面中，船用燃料、取暖用油、重质燃料油、船用馏分油燃料和/或渣油燃料油分别以基于组合物的总质量计的主要量(如大于50质量％)存在。
[0017]在一些实施方案，如本专利技术的第二至第五方面中，添加剂组合物以基于组合物的总质量计的次要量(如小于50质量％)存在。
[0018]在一些实施方案中，第一个方面的添加剂组合物和第六个方面的二元添加剂组合包含(A)催化金属粒子的胶态分散体，所述金属粒子包含：(i)金属化合物核，所述金属化合物包含铁和铈的至少一种，优选铁，(ii)本文定义和确认的聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物；和(B)本文定义和确认的中性或过碱性碱土金属清净剂。
[0019]在一些实施方案中，第一个方面的添加剂组合物和第六个方面的二元添加剂组合包含(A)催化金属粒子的胶态分散体，所述金属粒子包含：(i)金属化合物核，所述金属化合物包含铁和铈的至少一种，优选铁，(ii)本文定义和确认的聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物；和(B)本文定义和确认的中性或过碱性钙清净剂。
[0020]在一些实施方案中，各自如本文定义和确认的添加剂组合物和二元添加剂组合包含(A)催化金属粒子的胶态分散体，所述金属粒子包含：(i)金属化合物核，所述金属化合物包含铁和铈的至少一种，优选铁，(ii)本文定义和确认本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于船用燃料或取暖用油的添加剂组合物，其包含：a.催化金属粒子的胶态分散体，所述粒子包含：i.金属化合物核，所述金属化合物包含铁、钌、锇、铈、镍、钯和铂的至少一种；和ii.聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物；b.包含钙和/或锶的中性或过碱性碱土金属清净剂；和c.与船用燃料油、重质燃料油、船用馏分油燃料和/或渣油燃料油混溶的载液。2.根据权利要求1的添加剂组合物，其中所述金属化合物是铁化合物、铈化合物或其混合物，或者其中所述金属化合物是铁氧化物、铈氧化物或其混合物，再或者氧化铁(III)和/或氧化铁(II,III)。3.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中所述催化金属粒子具有1nm至1μm、2nm至500nm、3nm至100nm、3nm至50nm或5nm至15nm的粒度。4.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中所述过碱性碱土金属清净剂在添加剂组合物中形成第二胶态分散体，其粒度为1nm至1μm、2nm至500nm、3nm至100nm、3nm至50nm或5nm至15nm。5.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中所述聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物是或衍生自二
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、三
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或多羧酸，或者其中所述聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物是或衍生自二
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或三羧酸，再或者其中所述聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物是或衍生自二羧酸。6.根据权利要求5的添加剂组合物，其中各羧酸基团或其衍生物在所述聚烯基取代的羧酸内与另一羧酸基团间隔不多于三个或不多于两个碳原子。7.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中聚烯基结构部分具有100至4000、200至2250、250至2000、500至1500、750至1250或850至1100的数均分子量。8.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中所述聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物是聚(异丁烯基)琥珀酸、或聚(异丁烯基)琥珀酸酐或其衍生物。9.根据权利要求1至4任一项的添加剂组合物，其中所述聚烯基取代的羧酸或酐或其衍生物是脂肪酸，任选其中所述脂肪酸是单不饱和或饱和的，进一步任选其中所述脂肪酸选自癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、癸烯酸、月桂烯酸、肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、油酸、反油酸、异油酸、鳕油酸、芥酸、巴西烯酸、神经酸，再进一步任选其中所述脂肪酸是油酸。10.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中所述碱土金属清净剂：a.是过碱性的；b.包含钙；和/或c.包含羟基苯甲酸盐、水杨酸盐或磺酸盐。11.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中所述碱土金属清净剂包含水杨酸钙，或者其中所述碱土金属清净剂是过碱性水杨酸钙清净剂，或者其中所述碱土金属清净剂是用氢氧化钙/碳酸钙过碱性化的水杨酸钙。12.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中所述碱土金属清净剂具有50％至95％，通常60％至90％，也通常65％至90％或65％至85％，进一步通常70％至80％的碳酸化程度。
13.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中所述碱土金属清净剂具有0.1至10、0.5至9、1至8.5、1.5至7、2至5、2.5至3.5或大约3的碱度指数。14.根据前述权利要求任一项的添加剂组合物，其中按催化金...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：英菲诺姆国际有限公司，
类型：发明
国别省市：