汽车燃料组合物的制作方法_5

文档序号:9343788阅读:来源:国知局
加剂提高的粘度量的150%或更大,或在一些情 况下为200或300或400或450 %或更大。
[0131] 汽车燃料组合物的最大粘度可能常常受限于相关的法规和/或商业技术规格-例 如欧洲柴油燃料技术规格EN590规定最大VK 40为4. 5mm2/s,而瑞典第1等级的柴油燃料 的VK40必须不高于4. 0mm2/s。但目前制造的典型的商业柴油燃料的粘度远低于这些,例如 约2-3mm2/s。因此,本发明可包括使用VI改进添加剂处理其它标准技术规格的汽车燃料组 合物,以提高其粘度,以便改进所述组合物引入或者打算引入其中的发动机的加速性能。
[0132] 在本发明的上下文中,VI改进添加剂在燃料组合物内的"用途"是指VI改进添加 剂通常作为与一种或多种燃料组分(通常为柴油基础燃料)和任选地与一种或多种燃料添 加剂的共混物(即物理混合物)掺入到所述组合物内。在将组合物引入到利用所述组合物 运行的发动机内之前,方便地掺入VI改进添加剂。相反或另外,所述用途可包括通常利用 含VI改进添加剂的燃料组合物运行发动机,通过引入所述组合物到发动机的燃烧室内进 行。
[0133] 按照本发明,VI改进添加剂的"用途"也可包括与其在汽车燃料组合物中的使用说 明一起供应这种添加剂,以实现以上所述的一个或多个目的,特别是改进所述组合物引入 或打算引入其中的内燃发动机(通常为柴油发动机)的加速性能。
[0134] VI改进添加剂本身也可以作为适合于和/或打算用作燃料添加剂、特别是柴油燃 料添加剂的配制物的组分供应,在此情况下,可在这种配制物内包括所述VI改进添加剂, 目的是影响其对汽车燃料组合物粘度的作用和/或影响其对所述燃料组合物引入或打算 引入其中的发动机的加速性能的作用。
[0135] 因此,可将VI改进添加剂与一种或多种其它燃料添加剂一起掺入到添加剂配制 物或包内。在添加剂配制物中,它可以例如与选自清净剂、抗腐蚀添加剂、酯、聚α -烯烃、 长链有机酸、含胺或酰胺活性中心的组分、及它们的混合物中的一种或多种燃料添加剂组 合。特别地,它可与通常至少包括清净剂的一种或多种所谓的性能添加剂组合。
[0136] 可例如在炼油厂处,将VI改进添加剂直接计量加入到燃料组分或组合物内。它可 在合适的燃料组分内预先稀释,所述燃料组分随后将形成总的汽车燃料组合物的一部分。
[0137] 按照本发明,可在汽车燃料组合物中使用两种或更多种VI改进添加剂,其目的如 上所述。
[0138] 按照本发明的第五方面,提供一种制备汽车燃料组合物的方法,所述方法包括共 混汽车基础燃料与VI改进添加剂。可以针对以上结合本发明第一到第四方面所述的一个 或多个目的,特别是相对于所得燃料组合物的粘度和/或所得燃料组合物对它将引入或打 算引入其中的内燃发动机的加速性能的影响,可进行共混。所述组合物特别可以是柴油燃 料组合物。
[0139] VI改进添加剂可以例如在炼油厂处与组合物的其它组分、特别是基础燃料共混。 替代地,它可在炼油厂下游加入到汽车燃料组合物中。它可以作为含有一种或多种其它燃 料添加剂的添加剂包的一部分添加。
[0140] 本发明的第六方面提供一种操作内燃发动机和/或由所述发动机驱动的车辆的 方法,所述方法包括将按照本发明第一到第五任一方面制备的燃料组合物引入到发动机的 燃烧室内。再者,所述燃料组合物优选针对结合发明第一到第四方面所述的一个或多个目 的引入。因此,优选采用燃料组合物操作发动机,目的是改进其加速性能。
[0141] 再者,发动机可具体是柴油发动机。它可以是涡轮增压的发动机,特别是涡轮增压 的柴油发动机。柴油发动机可以是直接注入型,例如旋转栗、管线栗、单位栗、电子单位注射 器或共轨型,或者是间接注入型。它可以是重型或轻型柴油发动机。它具体可以是电子单 位直接注入(EUDI)发动机。
[0142] 在本发明的说明书和权利要求中,措辞"包括"和"含有"以及该措辞的变体例如 "含"和"包含"是指"包括但不限于",和不排除其它部分、添加剂、组分、整体或步骤。
[0143] 在本发明的说明书和权利要求中,单数包括复数,除非上下文另外要求。特别地, 在使用不定冠词的情况下,说明书要理解为包括复数以及单数,除非上下文另外要求。
[0144] 本发明每一方面的优选特征可如针对其它任何一个方面所述。
[0145] 根据下述实施例,本发明的其它特征将变得显而易见。一般来说,本发明延伸到在 本说明书(其中包括任何所附的权利要求和附图)中公开的特征中的任何新的特征或者任 何新的组合。因此,结合本发明的特定方面、实施方案或实施例描述的特征、整体、特性、化 合物、化学部分或基团要理解为可用于此处描述的任何其它方面、实施方案或实施例,除非 与之不相容。
[0146] 而且,除非另外说明,此处公开的任何特征可被服务于相同或类似目的的替代特 征替代。
[0147] 下述实施例阐述按照本发明制备的汽车燃料组合物的性能,并评估所述组合物对 涡轮增压的柴油发动机的性能的影响。
[0148] 对于实施例1-5来说,将三种不同的粘度指数改进添加剂掺入到柴油燃料组合物 内。下表1中示出了所述添加剂及其性能。密度和粘度值来自制造商的数据单。
[0149] 表 1
[0151] *对于Kraton?添加剂来说,数据是估计值,因为这一材料在相关测试条件下是固 体。
[0152] SV? 206是在聚α -稀经PA06中预先稀释的15% w/w基于苯乙稀和异戊二稀单 体的固体嵌段共聚物(SV?200)。SV? 261是15% w/w在高度精炼的矿物油内预先稀释的 类似聚合物(SV?260)。这两种添加剂广泛用于润滑剂中。
[0153] Kraton? G 1650E是苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物。它在40°C下为固体和目前 以凝胶形式用于例如化妆品和蜡烛中。
[0154] 所有三种添加剂广泛地可商购。
[0155] 将添加剂掺入到标准可商购的柴油测试燃料(获自Shell)内,并评估其对所得共 混物性能的影响。所使用的三种测试燃料F1-F3具有下表2所示的性能。所有均为石油衍 生的不含硫的燃料。
[0156] 表 2
[0158] 在添加 VI改进剂之前,根据DIN EN 14214,所有三种燃料均与10% v/v的费-托 衍生的瓦斯油(获自Shell Bintulu)和5% v/v可商购的脂肪酸甲酯(获自ADM)共混。 下表3中示出了它们的所得性能。
[0159] 表 3
[0161] 实施例1-VI改进添加剂对粘度的影响
[0162] 首先,测试添加剂提高柴油燃料组合物粘度的能力。在一系列浓度下,将每一种添 加剂添加到Fl燃料共混物中。下表4中示出了使用标准测试方法EN ISO 3104测量的结 果即40°C下的运动粘度。
[0163] 表 4
[0165] 可看出,所有这三种添加剂即使在相对低的浓度下也都能引起燃料粘度明显提 高。相比之下,发现当以6% w/w的浓度掺入到Fl共混物内时,润滑剂基油HNR 40D(-种 环烷基基油,获自Shell Harburg炼油厂,过去已经用于提高赛车柴油燃料的粘度和密度, 其VK 40为8. 007mm2/s和在15°C下的密度为879kg/m3)只引起VK 40提高0. 14mm2/s。
[0166] 还在F2和F3燃料共混物中测试了两种SV?添加剂。下表5和6中分别针对F2 和F3共混物示出了 VI改进添加剂对VK 40的影响(EN ISO 3104)。
[0167] 应当注意,由于SV?添加剂含有预先稀释的VI改进聚合物,在实践中含这些添加 剂的混合物内活性成分的浓度在明显较低。例如含0.5% w/w SV?添加剂的燃料组合物事 实上只含有〇. 075% w/w活性共聚物,和含I. 0% w/w SV?添加剂的组合物事实上只含有 0. 150% w/w活性共聚物。
[0168]表 5
[0172] 再者,可看出这两种VI改进添加剂即使在非常低的活性成分浓度下也引起粘度 明显提尚。
[0173] 实施例2-VI改进添加剂对密度的影响
[0174] 由于燃料密度降低一般来说被视为对发动机性能有害,因此同样重要的是确定在 柴油燃料组合物中所使用的添加剂不会降低总密度到不希望的程度。而且,添加剂应当理 想地不会提高密度到可能使得总的燃料组合物超出相关技术规格的程度。
[0175] 制备含Fl柴油燃料共混物和实施例1中提到的三种添加剂的混合物。然后使用 标准测试方法EN ISO 3675在15°C下测量这些共混物的密度。下表7中示出了结果。
[0176] 表 7
[0178] 还针对F2和F3柴油燃料共混物研究了两种SV?添加剂对密度的影响。表8和9 中分别示出了结果。
[0179]表 8
[0183] 根据表7-9可看出,在2% w/w或更低的处理比率下,两种SV?添加剂对燃料密度 具有或多或少的中性影响,而Kraton?添加剂在1% w/w的浓度下使密度略微提高。
[0184] 实施例3-VI改进添加剂对冷流动性能的影响
[0185] 在多个测试中研究了 SV? VI改进添加剂对燃料冷流动性能的影响。
[0186] 制备含Fl柴油燃料共混物和实施例1中提到的SV?添加剂的燃料样品。然后使 用标准测试方法EN 116测量这些共混物的冷滤堵塞点(CFPP)。下表10中示出了结果。
[0187] 表 10
[0188]
[0189] 发现这两种添加剂对三种测试燃料的CFPP只具有微小到中等程度的影响。
[0190] 在附加的测试中,发现在2% w/w的浓度下,任一添加剂均对测试燃料的浊点(EN 23015)没有明显的影响。
[0191] 针对Kraton? VI改进添加剂,预期有类似的结果。
[0192] 实施例4-VI改进添加剂对蒸馏性能的影响
[0193] 柴油燃料组合物的蒸馏性能常常需要符合法规和/或用户技术规格。例如根据欧 洲柴油燃料技术规格EN 590,汽车柴油燃料的T95 (95% w/w的燃料被蒸馏时的温度)必须 不高于360°C。同样也不希望包括较高浓度的高沸点燃料组分,因为这些组分可能更容易在 机油内累积,从而引起提高的油面和可能的溢流问题。因此,尽管任何粘度提高组分可能具 有比它加入其中的燃料组合物高的沸程,但希望所述组分对总组合物的T95沸点具有尽可 能小的影响。
[0194] 在这一实验中,使用标准测试方法EN ISO 3405测量各柴油燃料/添加剂共混物 的T95沸点。所使用的添加剂是上表1中所示的那些和以低于4% w/w的浓度范围掺入到 Fl共混物内。下表11中示出了结果。
[0195] 表 11
[0200] 可以看出,在本发明提议的浓度下,这三种添加剂无一对总的燃料组合物的T95 沸点具有过度的有害影响。而其它粘度提高组分例如矿物基油如HNR 40D可能引起较低的 沸点随浓度变化速度,因此需要以远远较高的水平包括这些组分,以便实现可操作的粘度 提高(例如约10% w/w,以便实现VK 40提高0. 2mm2/s,相比之下达到相同的效果只需要约 0. 2% w/w的Kraton? G 1650E),和结果在实践中VI改进添加剂对蒸馏性能的影响可能低 于更常规的粘度提高组分。在例如〇. 2% w//w下,Kraton?添加剂在Fl测试燃料共混物内 引起的T95沸点提高低于1°C,在类似的处理比率下,SV?添加剂引起3°C量级的提高,较高 的提高是由于在这些添加剂内使用相对高沸点的矿物油作为稀释剂。
[0201] 因此,在本发明提议的浓度下,VI改进剂看
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