本发明专利技术提供柴油机燃料组合物中的高链烷烃馏出燃料用于在具有高压燃料喷射系统的柴油机中燃烧时减少喷射器嘴沉积物的形成的用途，其中所述馏出燃料具有低于0.1重量％的芳烃含量、低于10ppm的硫含量和至少70重量％的链烷烃含量，使得所述柴油机燃料组合物具有70％以下的相对结垢行为和大于0.815g.cm-3(在15℃)的密度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体地涉及适用于具有高压燃料喷射系统的柴油机的燃料组合物；并且更具体地涉及这些组合物中的高链烧烃(highly paraffinic)懼出组分的用途。
技术介绍
近年来，消费需求和立法要求已促进柴油机技术进步，导致能量效率和性能上的改善；以及排放水平的降低。这些进步很大程度上是通过燃料在燃烧之前的细碎雾化实现的燃烧过程改善的结果。这种雾化典型地通过以下实现使用高压燃料喷射系统和高度复杂的电子喷射器-通常相对于之前采用的那些具有喷射器孔的数目增多以及尺寸减小。 然而，关键地，在这些新的喷射器系统中，喷射器结垢或结焦的负面影响变得更显著得多。当沉积物在喷射器的内部通道或表面中出现或者甚至可能在燃料输送系统的其他部件中形成时发生结垢。这些沉积物随着燃料的降解而增多，并且典型地呈现含碳焦炭状残渣或粘胶状残渣的形式。这种阻塞或结垢导致更低的有效燃料传递和在燃烧之前与空气的较差混合。这在具有非常小的孔的喷射器中进一步恶化-其中沉积物对性能具有显著影响的阈值尺寸大大减小。此外，在喷射器本体内，活动部件之间可能存在非常小的间隙；其中沉积物形成的影响可能导致喷射器粘住，尤其是在打开位置。作为这些作用的结果，已经知晓喷射器结垢导致多种问题，如功率损耗、增高的排放水平和降低的燃料经济性。如之前讨论的，高压燃料喷射系统也是与这种类型的发动机相关的最近性能改善的核心。在共轨系统中，例如，在被输送至喷射器之前，燃料在高压下储存在中央蓄压器轨中。然后任何未使用的受热燃料返回到燃料箱，在那里然后它将按需要被引入回到蓄压器轨中。经由这个路线返回到燃料箱的燃料经过测量具有超过100°c的温度。在喷射器嘴处，燃料压力通常超过1000巴；并且可以超过2000巴。此外，因为燃料通过喷射器体自身循环，所以由于通过喷射器体从燃烧室传导的热导致它被进一步加热。在喷射器的喷嘴处燃料的温度可以高达250-350°C。这些燃料输送系统内部的高压也可能导致在燃料上产生另外的压力源。因为在尖入口拐角附近的高速喷嘴流中出现的极低静压力，所以在燃料中可能形成空化气泡。拐角越尖并且速度越高，空化越可能出现。共轨柴油喷射器中空化气泡的形成被良好记载。通常，这集中于对于机械损伤或对喷射器性能的影响的潜在可能；然而，空化气泡的内爆由于在这个事件过程中产生的格外高的压力和温度导致也必定对燃料的稳定性具有影响。因此，共轨柴油机中的柴油燃料承受 超过1000巴的压力；和 在喷射事件之前高达100°C的温度并且可以被再循环回到燃料系统内，从而增加燃料暴露于这些条件的时间。在通过喷射器嘴的过程中它可能进一步经历空化，这可能潜在地引起燃料中的不稳定。柴油机燃料越被加热，它们变得越不稳定，尤其是如果它们在压力下被加热。因此，相对于在较老技术发动机中所观察到的情况，具有高压燃料喷射系统的柴油机通常展现出增加的燃料分解并且因此增加的喷射器结垢。虽然作为这些因素的结果的喷射器结垢在任何类型的柴油燃料情况下都可能出现，但是一些燃料可能特别易于具有此问题。例如，已发现含有生物柴油的燃料展现出增加的喷射器结垢。含有金属物种的柴油燃料也会经历增加的沉积物形成。金属物种可以是在添加剂组合物中故意加入到燃料中的，或者可以作为污染物物种存在。特别是过渡金属导致增加的沉积物，尤其是铜和锌物种。结合有高压燃料喷射系统和通常也是更复杂的喷射器嘴设计的现代柴油机因此比利用较老柴油技术的柴油机对于喷射器结垢问题更敏感；并且首先更可能经历显著的喷射器结垢。通常，这些问题通过在燃料组合物中使用专门的去垢添加剂解决。例如，PCT专利申请W02009/040586公开了在柴油燃料中使用至少120ppm的含氮去垢添加剂以便通过减少喷射器结垢来改善柴油机中的高压燃料系统的性能。然而，添加剂的使用对于燃料制剂涉及增加成本，并且对燃料性能或行为的其他方面也可能具有伴生的有害作用。PCT专利申请W02003/091364公开了在柴油混合物中使用费-托法(Fischer-Tropsch)衍生馏出物或瓦斯油燃料以便减少由于燃烧相关沉积物导致的发动机结垢。这个申请公开对于在燃料中结合FT-衍生馏出物的结垢相关行为益处，其集中在燃烧相关的燃料效果。通常观察到间接喷射发动机中的发动机结垢(甚至具体的喷射器结垢)与燃料的燃烧性质相关。该申请中提供的实验数据的分析表明，为了将燃料混合物的相对结垢行为降低至50% (即原油衍生和FT衍生的混合物组分的结垢行为之间的中间值)，需要显著超过60体积％ (约70体积％)的FT衍生柴油的量。预期这样的混合物具有显著小于O. 790g. cm-3的密度，使得它不大可用作商业燃料(其中典型的商业规格需要O.80g. cm—3 (在 15°C )或者甚至 O. 81g. cm—3 (在 15°C )的最小密度)。然而，本专利技术的专利技术人已确定，在高压直接喷射柴油机的情况下，适量的高链烷烃懼出燃料(highly paraffinic distillate fuel)令人惊异地可以用来在减少喷射器结垢方面提供显著改善的性能，同时依靠其较高的密度仍然提供商业上有用的混合物。专利技术概述根据本专利技术的第一方面，提供了柴油机燃料组合物中的高链烷烃馏出燃料用于在具有高压燃料喷射系统的柴油机中燃烧时减少喷射器嘴沉积物的形成的用途，其中所述馏出燃料具有低于O. I重量％的芳烃含量(aromatics content)、低于IOppm的硫含量和至少70重量％的链烷烃含量，使得所述柴油机燃料组合物具有70%以下的相对结垢行为和大于O. 815g. cm-3(在15。。)的密度。高链烷烃馏出燃料可以衍生自费-托法、或可以是氢化可再生油(HRO)或这二者的组合。根据本专利技术的第二方面，提供了柴油机燃料组合物中的高链烷烃馏出燃料在具有高压燃料喷射系统的柴油机中的用途，其中所述馏出燃料具有低于0.1重量％的芳烃含量、低于IOppm的硫含量和至少70重量％的链烷烃含量，并且用于减少喷射器嘴沉积物的形成的目的以使所述柴油机燃料组合物具有60%以下的相对结垢行为和大于O. 80g.cm_3(在15°C )的密度。根据本专利技术的第三方面，提供了柴油机燃料组合物中的高链烷烃馏出燃料在具有高压燃料喷射系统的柴油机中的用途，其中所述馏出燃料具有低于0.1重量％的芳烃含量、低于IOppm的硫含量和至少70重量％的链烷烃含量，并且用于减少喷射器嘴沉积物的形成的目的，使得所述柴油机燃料组合物具有50%以下的相对结垢行为和大于O. 79g.cm_3(在15°C )的密度。所述高链烷烃馏出燃料可以具有大于70的十六烷值。所述柴油机燃料组合物还可以包含石油衍生馏出燃料、生物衍生燃料或这二者的组合。所述柴油机燃料组合物可以具有30%的最小相对结垢行为。所述柴油机可以是共轨柴油机。所述燃料喷射系统可以具有一个或多个喷射器嘴。所述一个或多个喷射器嘴可以具有一个或多个孔，所述孔各自具有200 μ m的最大当量直径。所述一个或多个孔各自可以具有150 μ m的最大当量直径。专利技术详述本专利技术中使用的柴油机燃料组合物将包含衍生自不同来源的至少两种中间馏出组分。这样的馏出燃料通常在110°C至500°C，例如150°C至400°C的范围内沸腾。 合适的混合物组分柴油机燃本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.06 ZA 2010/032011.柴油机燃料组合物中的高链烷烃馏出燃料用于在具有高压燃料喷射系统的柴油机中燃烧时减少喷射器嘴沉积物的形成的用途，其中所述馏出燃料具有低于O. I重量％的芳烃含量、低于IOppm的硫含量和至少70重量％的链烷烃含量，使得所述柴油机燃料组合物具有70%以下的相对结垢行为和大于O. 815g. cm_3(在15°C )的密度。2.根据权利要求I所述的高链烷烃馏出燃料的用途，其中所述柴油机燃料组合物具有60%以下的相对结垢行为和大于O. 80g. cm_3 (在15°C )的密度。3.根据权利要求I或权利要求2所述的高链烷烃馏出燃料的用途，其中所述柴油机燃料组合物具有50%以下的相对结垢行为和大于O. 79g. cm_3(在15°C )的密度。4.根据权利要求I至3中任一项所述的高链烷烃馏出燃料...
【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·沃纳·沙伯格，阿德里安·詹姆斯·韦拉尔斯，
申请(专利权)人：萨索尔技术控股有限公司，
类型：
国别省市：
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