液体燃料组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液体燃料组合物，特别是改进了燃料燃烧和提高了十六烷值的液体燃 料组合物。
【背景技术】
[0002] 燃料组合物的十六烷值是其易于点火和燃烧的量度。燃料的十六烷值较低，压缩 点火(柴油)发动机有可能在寒冷时更难于启动并且可能运行时噪音很大;相反，燃料的十 六烷值较高有可能更易于冷启动、降低发动机噪音、并减少随后由于不完全燃烧造成的白 烟(〃冷烟〃）。
[0003]因此，对于柴油燃料组合物通常偏好具有较高十六烷值，随着排放法规日趋严格， 该偏好变得越来越强，并因此汽车用柴油的规格通常规定最低十六烷值。为了这个目的，许 多柴油燃料组合物包含点火改进剂，也称为十六烷值提高添加剂或十六烷(值)提高剂/增 强剂，以确保符合这些规格并通常改进燃料的燃烧特性。
[0004] 有机硝酸盐酯作为燃料中的点火促进剂已经有一段时间了，并且有些还能提高柴 油燃料的十六烷值。或许最常用的柴油燃料点火改进剂是2-乙基己基硝酸酯(2-EHN)，它通 过缩短它所加入其中的燃料的点火延迟而操作。
[0005] 但2-EHN也是一种自由基引发剂，它对于燃料的热稳定性可能具有负面影响。热稳 定性较差反过来会造成不稳定反应产物增加，如胶质、干漆和其它不溶物质的增加。这些产 物有可能使发动器过滤器堵塞并使燃料喷射器和阀门结垢，并因而可能造成发动机效率或 排放控制的损失。
[0006] 作为燃烧改进剂和/或十六烷值改进剂，在现有技术中描述的有机硝酸酯具有一 系列的缺点，特别是缺乏热稳定性、过高的挥发性和效力不足。但可以预期的是通过降低十 六烷值增加剂的挥发性，例如通过应用更高分子量的分子，它作为燃烧改进剂和/或十六烷 值改进剂的功效可能会降低。
[0007] 关于应用2-EHN，还有一些健康和安全问题，因为它是强氧化剂并在纯态时还很易 燃。它还很难以浓缩态贮存，这是因为它可能分解，并因此容易形成可能的爆炸混合物。另 外，已经发现2-EHN在温和的发动机条件下功效最好。
[0008] 这些缺点以及将2-EHN作为添加剂加入燃料组合物通常产生明显的费用成本一起 意味着通常希望减少或消除对于柴油燃料组合物中2-EHN和其它已知十六烷值改进剂的需 求，同时保持可接受的燃烧特性。
[0009] CN 101 921 638 A公开了一种清净剂添加剂，它含有5-20wt%的烷基咪唑作为一 种清净剂组分;该添加剂用于柴油燃料但用量多少不清楚。US 4 857 073 A公开了在添加 剂组合物中应用约lwt %的妥尔油脂肪咪唑啉，在柴油燃料组合物中应用少量这种添加剂 组合物目的是成为无灰清净剂和作为减少水分的组分并减少发动机生锈和腐蚀。US 3 063 819 A主要涉及减少燃料如航空燃料中冰的形成，但顺便提及了应用N，C-双取代的咪唑啉 作防锈剂。CN 102 977 948 A公开了按照与肼化合物和胍化合物的特定重量比应用唑化合 物作为甲醇的增溶剂。
[0010]因此，本发明的目的是提供有效作为燃烧改进剂的十六烷值增强剂或十六烷值改 进剂。
[0011]现在已经令人惊奇地发现，有机uv滤光剂化合物可以用于改进柴油燃料组合物的 点火延迟和/或提高其十六烷值和/或改进其燃烧时长和/或改进其峰值压力。
【发明内容】
[0012] 按照本发明，提供一种液体燃料组合物，包含：
[0013] (a)适用于内燃机的柴油基础燃料；
[0014] (b)选自咪唑、三嗪、三嗪酮和三唑以及它们的混合物的一种或多种有机UV滤光剂 化合物。
[0015] 合适地，所述有机UV滤光剂化合物具有提高柴油燃料组合物十六烷值如至所需或 目标十六烷值的效果。合适地，柴油燃料组合物的十六烷值为40或更高、50或更高、60或更 尚、或70或更尚。
[0016] 在本发明的另一个方面，提供选自咪唑、三嗪、三嗪酮和三唑以及它们的混合物的 有机UV滤光剂化合物在柴油燃料组合物中的用途，用于提高柴油燃料组合物的十六烷值。
[0017] 在本发明的另一个方面，提供一种提高柴油燃料组合物的十六烷值的方法，所述 方法包括向所述组合物中加入一定量的选自咪唑、三嗪、三嗪酮和三唑以及它们的混合物 的有机UV滤光剂化合物。
[0018] 所述方法可以包括提高柴油燃料组合物的十六烷值以达到目标十六烷值。
[0019] 概括而言，提供一种或多种上述有机UV滤光剂化合物在柴油燃料组合物中用作燃 烧改进剂的用途。
[0020] 本发明的用途和方法可以附加或替代地用于调节燃料组合物与十六烷值等价或 相关的任何性能，例如改进燃料组合物的燃烧性能，例如改进/缩短点火延迟（即在应用燃 料过程中在燃烧室内燃料注入和点火之间的时间），促进冷启动或减少利用所述燃料组合 物运行的燃料消耗系统中的不完全燃烧和/或相关的排放，和/或总体上改进燃料经济性或 废气排放。
[0021] 因此，按照本发明的另一个方面，提供选自咪唑、三嗪、三嗪酮和三唑以及它们的 混合物的有机UV滤光剂化合物在柴油燃料组合物中的用途，用于改进柴油燃料组合物的点 火延迟。
[0022] 按照本发明的另一个方面，提供一种用于改进柴油燃料组合物的点火延迟的方 法，所述方法包括向所述组合物中加入一定量的选自咪唑、三嗪、三嗪酮和三唑以及它们的 混合物的有机UV滤光剂化合物。
[0023] 按照本发明的另一个方面，提供一种用于改进用作内燃机燃料的液体燃料组合物 的点火延迟的方法，所述方法包括用这里所述的液体燃料组合物作为内燃机燃料。
[0024] 本发明的又一个方面涉及压缩点火发动机和/或利用这种发动机提供动力的车辆 的操作方法，所述方法包括向发动机的燃烧室引入这里所描述的柴油燃料组合物。
[0025] 本发明的又一个方面涉及选自咪唑、三嗪、三嗪酮和三唑以及它们的混合物的有 机UV滤光剂化合物在柴油燃料组合物中的用途，用于改进柴油燃料组合物的燃烧时长。
[0026] 按照本发明的另一个方面，提供一种用于改进柴油燃料组合物的燃烧时长的方 法，所述方法包括向所述组合物中加入一定量的选自咪唑、三嗪、三嗪酮和三唑以及它们的 混合物的有机UV滤光剂化合物。
[0027] 按照本发明的另一个方面，提供一种用于改进用作内燃机燃料的液体燃料组合物 的燃烧时长的方法，所述方法包括用这里描述的液体燃料组合物作为内燃机燃料。
[0028] 合适地，有机UV滤光剂化合物还具有提高以本发明的柴油燃料组合物作为燃料的 内燃机的功率输出和加速的效果。
【具体实施方式】
[0029]为了有助于理解本发明，在这里定义几个术语。
[0030] 术语"十六烷(值)改进剂"和"十六烷(值)增强剂"可以相互替换应用，包括当以合 适浓度加入到燃料组合物中时在各燃料或发动机操作条件范围内的一个或多个发动机条 件下具有相对于其原始十六烷值提高燃料组合物十六烷值效果的任何组分。正如这里所应 用，十六烷值改进剂或增强剂也可以称作提高十六烷值的添加剂/试剂等等。
[0031] 按照本发明，燃料组合物的十六烷值可以以任何已知的方式确定，例如应用标准 测试过程ASTM D613(ISO 5165, IP 41)，其提供在发动机运行条件下获得的所谓"测量"十 六烷值。更优选地，应用更近和更精确的"点火质量测试"（IQT;ASTM D6890，IP 498)可以确 定十六烷值，其提供基于引入到恒定体积燃烧室的燃料样品的注入与燃烧之间的时间延迟 而"衍生"十六烷值。对于多种不同燃料的实验室规模(约l〇〇ml)样品，可以应用这种相对快 速的技术。
[0032]替代地，燃料的十六烧值或衍生点火质量可以应用由Fueltech Solutions AS/ Norway获得的燃烧研究装置(CRU)测试。将燃料注入按设定条件预设的恒定体积燃烧室内。 [0033] 从注入开始的时间点（SOI)至室压升至高于SOI前压力0.2bar的时间点记录为点 火延迟（ID)，以此为函数可以确定衍生点火质量(DIQ)。衍生点火质量(DIQ)也可以按以如 下记录的点火延迟（ID)作函数进行确定:从注入开始的时间点（S0I)至室压等于其初始压 力加上最大压力增加值(MPI)5%的时间点记录为点火延迟(ID)。"燃烧时长"按如下过程所 花的时间测量：（i)从开始注入(S0I)至第一室压;或（ii)从第一室压至第二室压，其中所述 压力为最大压力增加值(MPI)的百分比。
[0034]替代地，十六烷值可以由近红外光谱测量，如US5349188中所述。这种方法在炼厂 环境中可能是优选的，这是因为它可能不像如ASTM D613那样麻烦。NIR测量应用样品所测 光谱与实际十六烷值间的关联关系。通过关联多种燃料样品已知十六烷值与它们的近红外 光谱数据准备基准模型。
[0035]在一些实施方案中，所述方法/用途包括向燃料组合物中加入选自咪唑、三嗪、三 嗪酮和三唑以及它们的混合物的一种或多种有机UV