基于聚甲醛二烷基醚的自点火发动机用燃料的制作方法_2

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烷基。在一个更加特别优选的实施方式中,R为甲基,因为这类化合物是经济的并且可 容易从市场上买到。
[0041] 在一个优选实施方式中,所述至少一种较高分子量的聚甲醛二烷基醚和/或聚乙 二醇二烷基醚的分子量为200-1200道尔顿。如果这是较高分子量的聚甲醛二烷基醚,则分 子量优选为100-500道尔顿,特别优选为150-400道尔顿。另一方面,如果这是聚乙二醇二 烷基醚,则分子量优选大于300道尔顿,特别优选大于400道尔顿。
[0042] 合适的较高分子量的聚甲醛二烷基醚例如是聚乙二醇DME 500,聚乙二醇DME 750以及聚乙二醇DME 1000,均可得自Clariant公司。
[0043] 使用较高分子量的聚甲醛二烷基醚和/或聚乙二醇二烷基醚对于相应地提高 十六烷值是重要的。
[0044] 所述至少一种较高分子量的式R0(-CH20-) nR的聚甲醛二烷基醚的存在量优选为 1 -1 Owt %,特别优选为1 _5wt %。
[0045] 所述至少一种较高分子量的式R0(-CH2CH 20_)nR的聚乙二醇二烷基醚的存在量优 选为1-10wt%,特别优选为1-5wt%。
[0046] 有机过氧化物优选为二叔丁基过氧化物(DTBP)。二叔丁基过氧化物也导致十六烷 值增加。
[0047] 有机过氧化物的添加量优选为0. 01-0. 5wt %以及特别优选添加量为 0.01-0.3wt%。更加特别优选的是0.01-0.05wt%的数量。数量过低不会导致期望的十六 烷值增加,同时由于成本原因,应当避免数量过高。
[0048] 使用二叔丁基过氧化物另外具有的优点是,与基于硝酸酯(例如2-乙基己基硝酸 酯)的十六烷值改进剂相比,它燃烧而不会产生燃料N0 X。
[0049] 二叔丁基过氧化物特别适合作为十六烷值改进剂用于采用低分子量的式 R() (-CH2〇-) nR的聚甲醛二烷基醚作为基础燃料的用于自点火发动机的燃料。
[0050] 除了所述成分以外,可以额外使用有机过氧化物结合体(bond)。然而,由于它们 的使用,也可能降低所述至少一种较高分子量的聚甲醛二烷基醚和/或所述至少一种较高 分子量的聚乙二醇二烷基醚的用量,或者,所述至少一种较高分子量的聚甲醛二烷基醚和/ 或所述至少一种聚乙二醇二烷基醚可以由此完全省却。
[0051] 所述至少一种较长链脂肪酸优选为式CnH2n+1C00H和/或式QHuCOOH的较长链脂 肪酸,其中n = 9-19,特别优选为油酸、硬脂酸、棕榈酸和/或月桂酸。硬脂酸是更加特别优 选的,因为它比较经济并且化学上稳定。
[0052] 除所述各成分之外,所述较长链脂肪酸也可以存在于根据本发明的用于自点火发 动机的燃料中。然而,由于其使用,也可能降低所述至少-一种聚亚烷基二醇烷基醚的用量。
[0053] 优选,所述较长链脂肪酸的用量为0. 01-0. 1,特别优选0. 01-0. 05。
[0054] 在一个特别优选的实施方式中,根据本发明的燃料是含有下列成分的自点火发动 机用的燃料:
[0055]a)至少一种低分子量的式R0 (_CH20_)nR的聚甲醛二烷基醚,其中R为甲基或烷基, 以及n为0-5,
[0056] b) 0. 05-5wt %的至少一种式fO (-CII2-CHR2-0-) nII的聚亚烷基二醇烷基醚及其混 合聚合物和 / 或式 H(-0-CHR2-CH2-)n-〇-CH2-CH 2-0-(-CH2-CHR2-0-)nH 的聚亚烷基二醇烷基 醚及其混合聚合物,其中R1为甲基或丁基,R2是氢基或甲基,以及n为10-200,以及这些聚 亚烷基二醇烷基醚的混合物,
[0057] c)0-20wt%的至少一种较高分子量的式R0(-CH2〇-) nR的聚甲醛二烷基醚,其中R 为烷基以及n为6-10,
[0058] d) 0_5wt %的至少一种较高分子量的式R0(-CH2CH20_)nR的聚乙二醇二烷基醚,其 中R为烷基以及n为11-23,
[0059] e) 0-0?5wt. %的至少一种有机过氧化物,
[0060] f) 0-0? 1被%的至少一种式CnH2n+1C00H和/或式QU00H的较长链脂肪酸,其中 n = 9-19,以及,
[0061] g)0-12wt% 的二甲醚,
[0062] 其中不足100wt%的比例由所述至少一种低分子量的聚甲醛二烷基醚补足。
[0063] 在--个进一步更加特别优选的实施方式中,根据本发明的燃料是自点火发动机用 的燃料,包含以下成分或由以下成分组成:
[0064] a)至少一种低分子量的式R0 (-CII2〇-)nR的聚甲醛二烷基醚,其中R为甲基或乙基, 以及n为1-5,和
[0065] b) 0? 005-5wt. % 的式 H (-〇-CHR2-CH2-) n-〇-CH2-CH2-〇- (-CH2_CHR2-〇-) nH 的聚亚燒基 二醇烷基醚的混合聚合物。
[0066] 在该实施方式中,特别优选使用二甲氧基甲烷作为低分子量的聚甲醛二烷基醚。 还优选的是含有约50-90wt%的聚乙二醇烷基醚和约10-50wt%的聚丙二醇烷基醚的混合 聚合物。混合聚合物的分子量优选大于约7500道尔顿,优选大于约9500道尔顿以及特别 优选大于约11500道尔顿。分子量应当优选不高于15000道尔顿。
[0067] 在一个优选实施方式中,自点火发动机用的根据本发明的燃料的氧含量大于 40wt %。这具有的优点是,甚至在高AGR率的情况下,颗粒排放仍在期望的目标范围内。
[0068] 在一个更加特别优选的实施方式中,根据本发明的燃料含有不超过5000ppm,优选 不超过500ppm以及特别优选不超过lOOppm的高级烃及其衍生物。高级烃及其衍生物用来 表不具有多于三个C原子的经类。
[0069] 在一个进一步优选的实施方式中,硫含量不大于Ippm,优选不大于0? Ippm(根 H R. Hearn, M. Berglund, M. Ostermann, N. Pusticek, P. Taylor, Analvtica Chimica Acta 532 (2005) 55-60测定)。因此,使得使用经济型非贵金属催化剂对未燃烧的含氧化合物和 一氧化碳进行后氧化是可能的。
[0070] 在一个进一步优选的实施方式中,灰分含量不大于20ppm,优选不大于2ppm (根据 DIN EN ISO 6245 测定)。
[0071] 在一个优选实施方式中,燃料的十六烷值彡45,优选彡47,以及特别优选彡51。 十六烷值的测定方法描述于实施例中。
[0072] 在一个优选实施方式中,自点火发动机用的根据本发明的燃料的运动粘度 彡0. 4mm2/s以及优选彡0. 5mm2/s。运动粘度是在20°C下根据DIN ISO 3104测定的。
[0073] 在一个优选实施方式中,润滑性(HFRR (高频往复试验机))彡400ppm,优选 彡310ppm,以及特别优选彡300ppm。润滑性是在20°C下根据DIN EN 590测定的。
[0074] 在一个特别优选的实施方式中,最多至约12wt%,优选最多至约l()wt%的所述至 少一种低分子量的聚甲醛二烷基醚可以被二甲醚所替代。这导致蒸气压升高至60kPa(夏 季燃料)或90kPa(产生"油脂蒸气钟"),并且减低成本。此处,使用二甲醚作为低分子量 的聚甲醛二烷基醚,特别是二甲氧基甲烷的替代物。二甲醚在20°C下的蒸气压为504kPa并 且很好地溶解于低分子量聚甲醛二烷基醚,特别是二甲氧基甲烷中。
[0075] 在一个特别优选的实施方式中,自点火发动机用的根据本发明的燃料含有至少一 种低分子量的式R〇 (-CH2〇-)nR的聚甲醛二烷基醚,其中R为甲基以及n为1,至少一种较高 分子量的式R〇 (-CH2〇-)nR的聚甲醛二烷基醚,其中R为甲基以及n为6-10,以及至少一种式 1^0(-〇1 2-〇11?2-〇-)丨的聚亚烷基二醇烷基醚,其中R1为正丁基,以及R 2为氢基或甲基,并且 其中聚亚烷基二醇烷基醚以混合聚合物形式存在。特别有利的是聚乙二醇烷基醚和聚丙二 醇烷基醚的混合聚合物。
[0076]自点火发动机用的根据本发明的燃料允许间接使用甲醇作为发动机用的燃料。由 于其毫无疑问的毒性,将来准许在欧盟和USA的公共加油站配给甲醇作为燃料看来似乎是 不可能的。另一方面,甲醇可以在工业规模上转化为单氧亚甲基二甲醚。因此,自点火发动 机用的根据本发明的燃料允许间接使用甲醇作为自点火发动机用的燃料,这是由于甲醇仅 仅适合火花点火发动机的操作。
[0077] 因此,自点火发动机用的根据本发明的燃料允许间接使用甲醇和二甲醚作为柴油 发动机的液体燃料。二甲醚是出色的柴油燃料,其就像单氧亚甲基二甲醚,燃烧而不产生碳 烟。二甲醚的主要缺点是其-25°C的低沸点。因此,它必须作为液化气进行处理,并因此具 有不能使用目前用于液体燃料的基础设施的缺陷。
[0078] 本发明还涉及根据本发明的燃料在自点火发动机中的用途。
[0079]自点火发动机用的根据本发明的燃料优选与基于聚亚烷基二醇醚的机油一起使 用。特别优选作为基础油的是基于聚亚丙基烷基謎,特别优选基于聚丙一醇丁基酿的机油。 换句话说,自点火发动机用的根据本发明的燃料可以用于发动机中,所述发动机使用基于 聚亚烷基二醇醚的化学上相关的发动机油进行润滑。因此,由于这两种燃料的化学关系,保 持了在机油中引入少量燃料以及在燃料中更少的机油级分的通常引入而没有不利效果。
[0080] 采用自点火发动机用的根据本发明的燃料,可能会消除从柴油燃料已知的碳烟/ NOJP PN/N0亦此消彼长。
[0081] 最后,使用根据本发明的燃料允许在不进行废气后处理的情况下降低到根据 欧-VI标准的法律规定的颗粒数限值和叽限值以下。这适用于自点火发动机在相应高(高 达40% )的废气再循环率下运行的情形。
[0082] 另选,根据本发明的燃料也可以在使用SCR催化剂时用作还原剂。
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