CN101003760A - 含未氧化的十六烷值改进剂添加剂的烃燃料 - Google Patents

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Abstract

本发明一般涉及含未氧化十六烷值改进剂添加剂的烃燃料，所述添加剂选自α－胡萝卜素、类胡萝卜素、或它们的前体或衍生物或其混合物。

Description

含未氧化的十六烷值改进剂添加剂的烃燃料
技术领域
本发明一般涉及提高燃料中十六烷含量的组合物和方法。更具体地，公开了可通过混入包含在惰性气氛中制备的胡萝卜素的燃料添加剂提高燃料中十六烷含量。
背景技术
随着自然资源减少和燃料成本不断升高，改进燃料效率的利益变得极为重要。已知几种现有的燃料添加剂能提高燃料效率，例如US4274835、5826369和6193766描述了改进燃烧的燃料添加剂。尽管已有这些发明的成就，但仍需要改进燃烧的燃料添加剂。
烃类燃料通常含有烃(即含有各种氢和碳原子排列的分子)的复杂混合物。可能还含有各种添加剂，包括清净剂、防冻剂、乳化剂、缓蚀剂、染料、沉积物改性剂、和非烃类如含氧化合物。
此烃类燃料燃烧时会产生各种各样的污染物。这些燃烧产物包括臭氧、颗粒、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫和铅。美国环境保护局(EPA)和加利福尼亚空气资源委员会(CARB)已通过了针对这些污染物的环境空气质量标准。两机构也已经通过了低排放汽油的规范。
第II阶段加州新配方汽油(CaRFG2)管理条例于1996年3月1日生效。州长Davis于1999年3月25日签署了行政命令D-5-99，要求到2002年12月31日之前加州汽油中逐渐停止使用甲基叔丁基醚(MTBE)。第III阶段加州新配方汽油(CaRFG3)管理条例于2000年8月3日获得批准，并于2000年9月2日生效。表1中列出CaRFG2和CaRFG3标准。
表1
第II和III阶段加州新配方汽油规范
性质   低限     均限     高限
  CaRFGI     CaRFGII  CaRFGIII     CaRFGI     CaRFGII     CaRFGIII     CaRFGI     CaRFGII     CaRFGIII
雷德蒸汽压(psi) n/a 7.0 7.0或6.9 7.8 n/a n/a n/a 7.0 6.4-7.2
硫量(wt.ppm)   n/a     40  20     151     30     15     n/a     80     60
30
苯含量(vol.％) n/a 1.0 0.8 1.7 0.8 0.7 n/a 1.2 1.1
芳烃含量(vol.％) n/a 25 25 32 22 22 n/a 30 35
烯烃含量(vol.％) n/a 6.0 6.0 9.6 4.0 4.0 n/a 10.0 10.0
T50()   n/a     210  213     212     200     203     n/a     220     220
T90()   n/a     300  305     329     290     295     n/a     330     330
氧含量(wt.％) n/a 1.8-2.2 1.8-2.2 n/a n/a n/a n/a     1.8-3.5     1.8-3.5
    0-3.5     0-3.5
MTBE和其它含氧化合物含量(乙醇除外) n/a n/a 禁用 n/a n/a n/a n/a n/a 禁用
n/a＝不适用的
为配制符合EPA和CARB标准的汽油，主要的石油公司已付出相当大的努力。配制应允汽油的最常用方法涉及调整炼厂工艺以生产满足上述规范的汽油基础燃料。这种方法有许多缺点，包括改造炼厂工艺所涉及的高成本、可能对其它炼制产品的质量或数量造成的负面影响、以及与必须生产应允基础汽油相伴的不灵活性。
发明内容
基于传统炼厂的用于生产符合EPA和CARB标准汽油的工艺有许多缺点。因此期望获得没有这些缺点的应允汽油的生产方法。提供可与常规非应允汽油组合产生符合EPA和CARB标准的汽油的燃料添加剂。因为使用添加剂生产应允汽油，所以避免了与炼厂解决方案相伴的设备和产品成本。所述添加剂还可与其它烃类燃料如柴油燃料、喷气发动机用燃料、两冲程发动机用燃料、和煤组合以降低燃料燃烧过程中污染物的排放。
第一实施方案中，提供一种十六烷值改进剂，所述十六烷值改进剂包括未氧化的十六烷值改进剂如未氧化的胡萝卜素、未氧化的类胡萝卜素、未氧化的胡萝卜素前体、未氧化的类胡萝卜素前体、未氧化的胡萝卜素衍生物、未氧化的类胡萝卜素衍生物、及其混合物。
第一实施方案的一方面，所述十六烷值改进剂还包括补充稀释剂。所述补充稀释剂可包括硝酸烷基酯。所述硝酸烷基酯可包括硝酸2-乙基己酯。
第一实施方案的一方面，所述十六烷值改进剂还包括稀释剂。所述稀释剂可包括甲苯。
第二实施方案中，提供一种十六烷值改进添加剂，包括稀释剂和未氧化的十六烷值改进剂如未氧化的胡萝卜素、未氧化的类胡萝卜素、未氧化的胡萝卜素前体、未氧化的类胡萝卜素前体、未氧化的胡萝卜素衍生物、未氧化的类胡萝卜素衍生物、及其混合物。
第二实施方案的一方面，所述十六烷值改进添加剂还包括补充的十六烷值改进剂。所述补充的十六烷值改进剂可包括硝酸烷基酯。所述硝酸烷基酯可包括硝酸2-乙基己酯。
第二实施方案的一方面，所述稀释剂包括甲苯。
第三实施方案中，提供一种柴油燃料，所述柴油燃料包括基础燃料和未氧化的十六烷值改进剂如未氧化的胡萝卜素、未氧化的类胡萝卜素、未氧化的胡萝卜素前体、未氧化的类胡萝卜素前体、未氧化的胡萝卜素衍生物、未氧化的类胡萝卜素衍生物、及其混合物。
第三实施方案的一方面，所述柴油燃料还包括补充的十六烷值改进剂。所述补充的十六烷值改进剂可包括硝酸烷基酯。所述硝酸烷基酯可包括硝酸2-乙基己酯。
第三实施方案的一方面，所述稀释剂包括甲苯。
第三实施方案的一方面，所述柴油燃料包括约0.0001克至约0.03克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料，或约0.00025克至约0.025克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料，或约0.0005克至约0.02克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料，或约0.001克至约0.015克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料，或约0.002克至约0.01克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
第三实施方案的一方面，所述柴油燃料包括约0.025克至约10克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料，或约0.075克至约7.5克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料，或约0.1克至约5克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料，或约1克至约4.0克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料。
第三实施方案的一方面，所述柴油燃料包括2号柴油燃料。
第四实施方案中，提供一种提高燃料十六烷值的方法，所述方法包括在惰性气氛下使组分溶于稀释剂产生十六烷值改进剂，所述组分选自胡萝卜素、类胡萝卜素、胡萝卜素前体、类胡萝卜素前体、胡萝卜素衍生物、类胡萝卜素衍生物及其混合物；和将所述十六烷值改进剂加入基础燃料中产生含有添加剂的燃料，使所述含有添加剂的燃料的十六烷值比所述基础燃料的十六烷值高。
第四实施方案的一方面，所述基础燃料包括柴油燃料。
第四实施方案的一方面，所述基础燃料包括2号柴油燃料。
第四实施方案的一方面，所述稀释剂包括甲苯。
第四实施方案的一方面，所述惰性气氛包括氮气。
第四实施方案的一方面，所述方法还包括使补充的十六烷值改进组分与所述十六烷值改进剂混合的步骤。所述补充的十六烷值改进组分可包括硝酸烷基酯。所述硝酸烷基酯可包括硝酸2-乙基己酯。
第五实施方案中，提供一种柴油燃料的生产方法，所述方法包括以下步骤：在惰性气氛下使组分溶于稀释剂产生十六烷值改进剂，所述组分选自胡萝卜素、类胡萝卜素、胡萝卜素前体、类胡萝卜素前体、胡萝卜素衍生物、类胡萝卜素衍生物及其混合物；和将所述十六烷值改进剂加入基础燃料中。
第六实施方案中，提供一种配有柴油燃料发动机的车辆的操作方法，所述方法包括在发动机内燃烧柴油燃料的步骤，所述柴油燃料包括基础燃料和未氧化的十六烷值改进剂，所述未氧化的十六烷值改进剂选自未氧化的胡萝卜素、未氧化的类胡萝卜素、未氧化的胡萝卜素前体、未氧化的类胡萝卜素前体、未氧化的胡萝卜素衍生物、未氧化的类胡萝卜素衍生物、及其混合物，其中所述柴油燃料的十六烷值比所述基础燃料的十六烷值大。
附图简述
图1示出用于向残油燃料中加添加剂的计量喷射泵送系统。
图2提供用未处理燃料和经OR-1添加剂处理的燃料作燃料时，汽油发动机活塞循环的假想温度随时间的变化曲线。
图3提供位于Section 27，Selangor Darul Ehsan，Shah Alam，Malaysia的车辆排放测试实验室的观测系统的示意图。
图4提供欧洲排放标准ECE R15-04和EUDC排放测试循环的图示。
图5提供Ford Taurus的NOx排放随里程表英里数的变化。
图6提供Ford Taurus的CO排放随里程表英里数的变化。
图7提供Ford Taurus的NMHC排放随里程表英里数的变化。
图8提供Ford Taurus的CO2排放随里程表英里数的变化。
图9提供Ford Taurus的mpg燃料经济性随里程表英里数的变化。
图10提供Honda Accord的NOx排放随里程表英里数的变化。
图11提供Honda Accord的CO排放随里程表英里数的变化。
图12提供Honda Accord的NMHC排放随里程表英里数的变化。
图13提供Honda Accord的CO2排放随里程表英里数的变化。
图14提供Honda Accord的mpg燃料经济性随里程表英里数的变化。
图15提供Honda Accord中NOx的Shewhart对照图，不包括前三条基线。
图16提供Honda Accord中CO的Shewhart对照图，不包括前三条基线。
图17提供Honda Accord中NMHC的Shewhart对照图，不包括前三条基线。
图18提供Honda Accord中CO2的Shewhart对照图，不包括前三条基线。
图19提供Honda Accord中mpg燃料经济性的Shewhart对照图，不包括前三条基线。
图20为用OR-2柴油燃料运转1300小时后General MotorsElectro Motor Division 645-12、2000马力、900rpm两冲程发动机活塞顶部的照片。
图21为用OR-2柴油燃料运转1300小时后General MotorsElectro Motor Division 645-12、2000马力、900rpm两冲程发动机活塞头部的照片。
图22为用OR-2含添加剂的柴油燃料运转之前Caterpillar 930装载机#2活塞顶部的照片。
图23为用OR-2含添加剂的柴油燃料运转7385小时后Caterpillar 930装载机#2活塞顶部的照片。
优选实施方案详述
前言
以下描述和实施例详细说明本发明的优选实施方案。本领域技术人员将认识到在其范围内本发明有许多变化和修改。因此，不能认为这些优选实施方案的描述限制本发明的范围。
降低排放的添加剂配方
降低排放的添加剂配方含有三种组分：野豌豆油提取物、β-胡萝卜素、和霍霍巴油。
野豌豆油提取物
一优选实施方案中，所述配方的组分之一是从例如野豌豆、蛇麻草、大麦或紫花苜蓿中提取的植物油。本文所用术语“植物油提取物”是广义的术语，以其通常含义使用，包括但不限于植物原料中存在的可溶于正己烷的组分。叶绿素可作为全部或部分油提取物的替代物，或额外添加。疏水性油提取物含有叶绿素。叶绿素是植物中实现光合作用的绿色素，光合作用是二氧化碳和水化合形成葡萄糖和氧的过程。疏水性油提取物通常还含有许多其它化合物，包括但不限于有机金属化合物、抗氧化剂、油类、脂类热稳定剂或这些类型产品的起始原料，和约300种主要由低至高分子量抗氧化剂组成的其它化合物。
虽然许多实施方案中优选野豌豆的油提取物，但其它实施方案中可能希望用其它的植物油提取物全部或部分地替代它，其它的植物油提取物包括但不限于紫花苜蓿、蛇麻草油提取物、牛毛草油提取物、大麦油提取物、绿苜蓿油提取物、小麦油提取物、谷物绿色部分的提取物、绿色食物原料油提取物、绿篱或绿叶或绿草油提取物、任何含有绿色部分的花、任意豆类植物的叶或绿色部分、叶绿素或含有叶绿素的提取物、或其组合或混合物。适合的豆类包括选自利马豆、四季豆、杂色豆、红豆、黄豆、北方大豆、小扁豆、菜豆、黑海龟豆、豌豆、鹰嘴豆和黑眼豆的豆类。适合的谷物包括牛毛草、苜蓿、小麦、燕麦、大麦、裸麦、高梁、亚麻、小黑麦、大米、玉米、、斯佩耳特小麦、小米、苋属植物、荞麦、奎奴亚藜、埃及小麦草和埃塞俄比亚画眉草。
特别优选的植物油提取物是源于豆科植物(豆科)的，通常称为豆科，也称为豌豆或豆科。豆科包括超过700多属和17000多种，包括灌木、乔木和草本植物。科分成三个亚科：金合欢亚科，主要是热带乔木和灌木；云实亚科，包括热带和亚热带灌木；和Papilioniodeae，包括豌豆和豆。大多数豆科植物的共同特征是存在含有固氮根瘤菌的根瘤。许多豆科类植物还在其种子中积聚了大量植物油。豆科包括灰毛紫穗槐、苞状两型豆、野生豆、加拿大黄芪、木蓝、大豆、淡色山黧豆、沼泽山黧豆、纹理豆、圆头灌木胡枝子、四季羽扇豆蓝、黄花苜蓿、紫花苜蓿、白草木樨、黄草木樨、白草原-三叶草、紫草原-三叶草、普通洋槐、小野豆、红三叶草、白三叶草、窄叶野豌豆、毛苕子、青豆、鹰嘴豆、绿豆均三甲苯壳须、四季豆、绿豆、利马豆、蚕豆、小扁豆、花生或落花生、和豇豆等。
油提取物的最优选形式由提取后稠度类似糊或泥浆的物质组成，即提取后为固体或半固体，而非液体。此糊通常含有提取物中较高浓度的叶绿素A至叶绿素B。该物质的颜色通常是深黑-绿色，整个物质中有一定程度的荧光。这种物质可以从所列举的许多或全部豆科植物源中获得。虽然大多数实施方案优选此形式，但某些其它实施方案中可能优选液体或其它形式。
油提取物可用本领域技术人员公知的提取方法获得。溶剂萃取法一般是优选的。可使用能从植物原料中分离油和油溶性馏分的任何适合的萃取溶剂。通常优选使用非极性萃取溶剂。所述溶剂可包括单一溶剂、或两或多种溶剂的混合物。适合的溶剂包括但不限于含有约5个或更少至12个或更多碳原子的环状、直链、和支链链烷烃。无环链烷烃萃取剂的具体例子包括戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、混合的己烷、混合的庚烷、混合的辛烷、和异辛烷等。环烷烃萃取剂的例子包括环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、和甲基环己烷等。烯烃例如己烯、庚烯、辛烯、壬烯、和癸烯也是适用的，同样可使用芳烃例如苯、甲苯、和二甲苯。卤代烃如氯苯、二氯苯、三氯苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、全氯乙烯、三氯乙烯、三氯乙烷和三氯三氟乙烷也可使用。通常优选的溶剂是C6-C12链烷烃，特别是正己烷。
己烷提取法是从种子中提取油的最常用方法。它是提取植物中几乎所有油溶性馏分的高效提取方法。典型的己烷提取中，将植物原料粉碎。草和叶状植物可切成小块。种子通常是磨碎或切成薄片。通常使植物原料在升温下暴露于己烷中。己烷是溶出油的易燃、无色、挥发性溶剂，通常只有很少重量百分率的油留在剩余的植物原料中。可将所述油/溶剂混合物加热至212(使己烷闪蒸出的温度)，然后蒸馏除去所有痕量的己烷。或者，可通过减压蒸发除去己烷。所得油提取物适用于优选实施方案配方。
用于食品或化妆品的植物油提取剂通常要经过附加的工艺步骤以除去可能影响外观、保存期限和味觉等的杂质产生精制油。这些杂质可包括磷脂、粘树胶、游离脂肪酸、色素和植物细粒。用不同方法除去这些副产品，包括水沉淀或用有机酸水溶液沉淀。通常通过漂白除去有色化合物，一般使油通过吸附剂如硅藻土漂白。还可进行除臭，通常涉及利用蒸汽蒸馏。这些附加的工艺步骤通常不是必要的。但是，经过此处理的油可适用于优选实施方案配方。
其它优选的提取方法包括但不限于超临界流体萃取法，通常用二氧化碳。其它气体例如氦、氩、氙和氮气也可适合在超临界流体萃取法中用作溶剂。
可用任何其它适合方法获得所要油提取物馏分，包括但不限于机械压榨。机械压榨也称为螺旋压榨机压榨，用连续从动的螺杆将种子或其它含油物质压成浆，从浆中榨出油。挤压过程中产生的摩擦可产生在约50℃和90℃之间的温度，或者可施加外热。冷榨一般是指在40℃或更低的温度下进行的机械压榨而不施加外热。
可从植物原料中获得油提取物的产率可能取决于许多因素，但主要取决于植物原料的油含量。例如，野豌豆的典型油含量(己烷提取法，干基)为约4wt％-5wt％，而大麦的油含量为约6wt％-7.5wt％，和紫花苜蓿的油含量为约2wt％-4.2wt％。
β-胡萝卜素
β-胡萝卜素是优选实施方案配方中的另一组分。β-胡萝卜素可以作为单独的组分以纯态加入基础配方中，或者可存在或自然存在于其它基本组分之一例如野豌豆油提取物组分之一中。β-胡萝卜素是高分子量抗氧化剂。在植物中，作为氧基清除剂而保护叶绿素免于氧化。虽然不希望受任何特定机理限制，但相信优选实施方案配方中的β-胡萝卜素可在燃烧过程中清除氧基或者可作为用于燃烧的空气/燃料流中存在的可用氧的氧气增溶剂或吸气剂。
β-胡萝卜素可以是天然的或合成的。一优选实施方案中，以相当于纯度为160万维他命A活性单位的维他命A的形式提供β-胡萝卜素。更低纯度的维他命A也可以适用，只要调节用量产生相当的活性。例如，如果纯度是800000维他命A活性单位，则使用量加倍以产生所要活性。
虽然许多实施方案中优选β-胡萝卜素，但其它实施方案中可能希望用另一组分全部或部分地代替β-胡萝卜素，包括但不限于α-胡萝卜素或来自藻类xeaxabthin、crypotoxanthin、番茄红素、叶黄素、椰菜浓缩物、菠菜浓缩物、番茄浓缩物、羽衣甘蓝浓缩物、卷心菜浓缩物、芽甘蓝浓缩物和磷脂、绿茶提取物、水飞雉(milk thistle)提取物、姜黄色素提取物、栎精、菠罗蛋白酶、酸果蔓和酸果蔓粉提取物、菠萝提取物、菠萝叶提取物、迷迭香提取物、葡萄籽提取物、白果提取物、多酚、类黄铜、姜根提取物、山楂浆果提取物、越桔提取物、丁化羟基甲苯(BHT)、万寿菊油提取物、胡萝卜、水果、蔬菜、花、草、天然谷物、树叶、树篱叶、干草、任何活的植物或树之任一和所有油提取物、及其组合或混合物的其它类胡萝卜素。
有保证的植物类胡萝卜素是特别优选的，包括含有番茄红素、叶黄素、α-胡萝卜素、来自胡萝卜或海藻、betatene、和天然胡萝卜提取物的其它类胡萝卜素的那些。虽然植物类胡萝卜素特别优选作为β-胡萝卜素的替代物或与β-胡萝卜素组合，但有抗氧化剂性质的其它物质也可作为β-胡萝卜素的替代物或附加组分用于优选实施方案配方，包括本申请中别处列举的酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂、含硫的酚类化合物、和有机亚磷酸酯等。优选所述抗氧化剂是油溶性的。如果所述抗氧化剂不溶或仅微溶于水溶液，则可能要使用表面活性剂改善其溶解度。
霍霍巴油
一优选实施方案中，所述配方的组分之一是霍霍巴油。它是具有抗氧化特性并能经受住非常高的温度而不损失其抗氧化能力的液体。霍霍巴油是从来自亚利桑那州、加利福尼亚和北墨西哥生长的灌木的碎种子中提取的液体蜡酯混合物。霍霍巴油的来源是Simmondsiachinensis灌木，通常称为霍霍巴植物。它是有厚而且坚韧的蓝绿色叶子和深棕色坚果状果实的木本常青灌木。可通过常规的压榨或溶剂萃取法从果实中提取霍霍巴油。该油是金色透明的。霍霍巴油几乎全部由单不饱和直链酸和高分子量(C16-C26)醇的蜡酯组成。霍霍巴油通常定义为通式RCOOR”的液体蜡酯，其中RCO代表油酸(C18)、二十烷酸(C20)和/或芥子酸(C22)，其中-OR”代表二十烯醇(C20)、二十二烯醇(C22)和/或二十四烯醇(C24)部分。可用式RCOOR”的纯酯或混合酯部分或完全代替霍霍巴油，其中R为C20-C22烷(烯)基，R”为C20-C22烷(烯)基。包括单不饱和直链链烯基的酸和醇是最优选的。
虽然许多实施方案中优选霍霍巴油，但其它实施方案中可能希望用其它组分部分或完全替代，包括但不限于热稳定性已知的油，例如花生油、棉籽油、菜籽油、澳大利亚坚果油、鳄犁油、棕榈油、棕榈仁油、蓖麻油、所有其它的植物和坚果油，包括哺乳动物油(例如鲸油)和鱼油的所有动物油，及其组合和混合物。优选实施方案中，可使所述油烷氧基化，例如甲氧基化或乙氧基化。优选对中链油例如蓖麻油、澳大利亚坚果油、和棉籽油等进行烷氧基化。烷氧基化的益处在于可使燃料中的油/水混合物偶合，导致燃料燃烧时氮氧化物和/或颗粒物质的排放可能减少。
优选实施方案中，用这些其它的油以1∶1的体积比替代霍霍巴油，部分或全部替代。其它实施方案中，可能优选用所述其它的油以大于或小于1∶1的体积比替代霍霍巴油。一优选实施方案中，用棉籽油(从棉籽中提纯的或仅仅提取或压碎的)、角鲨烯或角鲨烷以1∶1的体积比代替部分或全部霍霍巴油。
虽然不希望受任何特定机理限制，但相信霍霍巴油通过赋予配方热稳定性起防止或阻止所述配方的油提取物和/或β-胡萝卜素组分在燃烧之前预氧化的作用。霍霍巴油通常可减少燃料中的十六烷，因而在优选高十六烷值的配方中一般优选降低配方中霍霍巴油的含量。
尽管许多优选技术方案配方中优选使用霍霍巴油，但某些配方中可能优选用一或多种不同的热稳定剂代替霍霍巴油(部分或全部)。本领域已知的适合热稳定剂包括烷基酚的液体混合物，包括2-叔丁基酚、2，6-二-叔丁基酚、2-叔丁基-4-正丁基酚、2，4，6-三-叔丁基酚和2，6-二-叔丁基-4-正丁基酚，它们适合作中间馏分燃料的稳定剂(Hanlon等的US5,076,814和US5,024,775)。也显示出热稳定作用的其它商购受阻酚类抗氧化剂包括2，6-二-叔丁基-4-甲基酚；2，6-二-叔丁基酚；2，2’-亚甲基-双(6-叔丁基-4-甲基酚)；3-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷酯；1，1，3-三(3-叔丁基-6-甲基-4-羟基苯基)丁烷；季戊四醇四[3-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]；(3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基)膦酸二-正十八烷酯；2，4，6-三(3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基)均三甲苯；和三(3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯(US4,007,157，US3,920,661)。
其它热稳定剂包括：由季戊四醇、(3-烷基-4-羟基苯基)-链烷酸和烷基硫代链烷酸或此类酸的低级烷基酯衍生的季戊四醇共酯，它们适合作为通常易于氧化和/或热变质的有机物的稳定剂(Dunski等的US4,806,675和US4,734,519)；丙二酸、十二醛和牛油脂肪胺的反应产物(Nelson等的US4,670,021)；受阻的亚磷酸苯酯(Spivack的US4,207,229)；受阻的哌啶羧酸和其金属盐(Ramey等的US4,191,829和US4,191,682)；2，6-二羟基-9-氮杂双环[3.3.1]壬烷的酰化衍生物(Stephen的US4,000,113)；双环受阻胺(Ramey的US3,991,012)；二烷基-4-羟基苯基三嗪的含硫衍生物(Dexter等的US3,941,745)；双环受阻氨基酸和其金属盐(Ramey等的US4,051,102)；三烷基取代的丙二酸羟苄酯(Spivack的US4,081,475)；受阻哌啶羧酸和其金属盐(Ramey等的US4,089,842)；吡咯烷二羧酸和酯(Stephen的US4,093,586)；N，N-双取代的β-丙胺酸的金属盐(Stephen等的US4,077,941)；硫代亚烷基亚磷酸烃基酯(US3,524,909)；和硫代亚烷基亚磷酸羟苄酯(US3,655,833)等。
某些化合物能既用作抗氧化剂又用作热稳定剂。因此，某些实施方案中可能优选制备包含与同时提供热稳定性和抗氧化作用的单一化合物而非一种提供热稳定性而另一种提供抗氧化活性的两种不同化合物组合的疏水性植物油提取物的配方。同时提供一定程度的抗氧化性和热稳定性的本领域已知化合物的例子包括二苯胺、二萘胺和苯基萘胺，取代或未取代的，例如N，N′-二苯基苯二胺、对辛基二苯胺、p，p-二辛基二苯胺、N-苯基-1-萘胺、N-苯基-2-萘胺、N-(对十二烷基)苯基-2-萘胺、二-1-萘胺、和二-2萘胺；吩噻嗪如N-烷基吩噻嗪；亚氨基(双苄基)；和受阻酚如6-(叔丁基)酚、2，6-二-(叔丁基)酚、4-甲基-2，6-二-(叔丁基)酚、4，4′-亚甲基双(-2，6-二-(叔丁基)酚)等。
现有技术中已知一些润滑流体基础原料显示出很高的热稳定性。这种基础原料能给优选实施方案的配方赋予热稳定性，同样可用来代替霍霍巴油(部分或全部)。适当的基础原料包括聚α-烯烃、二元酸酯、多元醇酯、烷基化芳烃、聚烷撑二醇、和磷酸酯。
聚α-烯烃是不含硫、磷或金属的烃类聚合物。聚α-烯烃具有良好的热稳定性，但是通常与适当的抗氧化剂一起使用。二元酸酯也具有良好的热稳定性，但是通常也与抗水解和氧化的添加剂组合使用。
多元醇酯包括含有两或多个醇部分的分子，如三羟甲基丙烷、辛戊醇和季戊四醇酯。合成的多元醇酯是由动物或植物源衍生的脂肪酸和合成多元醇的反应产物。多元醇酯具有极好的热稳定性，并且可比其它基础原料更好地抗水解和氧化。天然存在的甘油三酯或植物油与多元醇酯属于相同的化学族。但多元醇酯趋于比此类油更抗氧化。通常与植物油相伴的氧化不稳定性一般是因亚油和亚麻脂肪酸含量高所致。此外，植物油脂肪酸中的不饱和(或双键)度也与氧化敏感性有关，双键数量越大导致物质越易于和倾向于迅速氧化。
三羟甲基丙烷酯可包括单、二和三酯。新戊二醇酯可包括单、二和三酯。季戊四醇酯可包括单、二、三和四酯。二季戊四醇酯可包括高达六个酯部分。优选的酯通常是长链一元脂肪酸的酯。C20或更高级酸的酯是优选的，例如巨头鲸鱼酸、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十碳五烯酸、花生酸、花生四碳酸、山嵛酸、芥子酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸或木质酸。但某些实施方案中，可能优选C18或更低级酸的酯，例如丁酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻脑酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈油酸、十六碳二烯酸、十六碳三烯酸、十六碳四烯酸、十七烷酸、margroleicacid、硬脂酸、亚油酸、十八碳四烯酸、十八碳烯酸、或亚麻酸。某些实施方案中，可能优选用不同酸的混合物使季戊四醇酯化。
烷基化芳烃是通过烯烃或烷基卤与芳烃化合物如苯反应生成的。热稳定性与聚α-烯烃相近，该添加剂通常用于提供氧化稳定性。聚烷撑二醇是具有良好热稳定性的烯化氧聚合物，但通常与提供抗氧化性的添加剂组合使用。磷酸酯由磷酰氯和醇或酚合成，也表现出良好的热稳定性。
某些技术方案中，可能优选制备含有与其它植物油组合的霍霍巴油的配方。例如，已经报道天然合叶子油(meadowfoam oil)的抗氧化时间比最普通植物油即大豆油长几乎18倍。可将少量的合叶子油添加到其它油如三油精油、霍霍巴油和蓖麻油中以改善其氧化稳定性。天然合叶子油的稳定性不能归因于普通抗氧化剂。合叶子油的氧化稳定性的一种可能解释可能在于其不寻常的脂肪酸组成。合叶子油中的主要脂肪酸是5-二十碳烯酸，已发现其氧化稳定性比最普通脂肪酸(油酸)高几乎5倍，比其它单不饱和脂肪酸高16倍。参见“含有合叶子油的二元混合物中植物油的氧化稳定指数”，Terry，et al.，UnitedStates Department  of Agriculture，Agricultural ResearchService，1997。
含添加剂的燃料中组分的比例和浓度
优选实施方案中，基础配方的三种组分以规定比例存在。确定组分的比例所需考虑的因素可包括海拔高度、基础燃料纯度、燃料类型(例如汽油、柴油、渣油燃料、和两冲程发动机用燃料等)、硫含量、硫醇含量、烯烃含量、芳烃含量和使用燃料的发动机或设备(例如汽油发动机、柴油发动机、两冲程发动机、固定式锅炉)。例如，如果汽油或柴油燃料是较低等级的例如有高硫含量(1wt％或更高)、高烯烃含量(12ppm或更多)、或高芳烃含量(35wt％或更高)的汽油或柴油燃料，则可通过提供附加的油提取物和β-胡萝卜素(或其它抗氧化剂)进行调节以补偿所述比例。
优选实施方案的添加剂配方和含有添加剂的液态或固态烃类燃料中，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比通常为约50∶1至约1∶0.05；一般从约24∶1至约1∶0.1；优选从约22∶1、20∶1、15∶1或10∶1至约1∶0.2、1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7、1∶0.8或1∶0.9；更优选从约9∶1、8∶1、7.5∶1、7∶1、6.5∶1、6∶1、5.5∶1、5∶1、4.5∶1、4∶1、3.5∶1、3∶1、2.5∶1或2∶1至约1∶1、1∶1.1、1∶1.2、1∶1.3、1∶1.4、1∶1.5、1∶1.6、1∶1.7、1∶1.8或1∶1.9。添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比通常为约12∶1至约1∶0.05；一般从约6∶1至约1∶0.2、1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7、1∶0.8或1∶0.9；更优选从约5.5∶1、5∶1、4.5∶1、4∶1、3.5∶1、3∶1、2.5∶1或2∶1至约1∶1、1∶1.1、1∶1.2、1∶1.3、1∶1.4、1∶1.5、1∶1.6、1∶1.7、1∶1.8或1∶1.9。添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比通常为约12∶1至约1∶0.5；一般从约6∶1至约1∶0.6、1∶0.7、1∶0.8或1∶0.9；更优选从约5.5∶1、5∶1、4.5∶1、4∶1、3.5∶1、3∶1、2.5∶1或2∶1至约1∶1、1∶1.1、1∶1.2、1∶1.3、1∶1.4、1∶1.5、1∶1.6、1∶1.7、1∶1.8或1∶1.9。
一般优选各组分之比接近约1∶1∶1，即达到配方中原料之间的平衡点，但所述总配比可根据上述各种因素调高或高低。
制备用于不同地区或海拔高度的含添加剂汽油可能优选不同比例的添加剂配方组分。汽油在美国762米以下海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约24.2∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约4∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约6∶1。
汽油在美国762米至1524米海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约7.3∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约2.9∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约2.5∶1。
汽油在美国1524米以上海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约21.8∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约4∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约5.5∶1。
汽油在墨西哥762米以下海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约4.8∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约2.4∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约2∶1。
汽油在墨西哥762米至1524米海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约1.2∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约1.0∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约1.3∶1。
汽油在墨西哥1524米以上海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约3.5∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约2∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约1.7∶1。
所述含添加剂的燃料为柴油燃料时用于不同地区或海拔高度可能优选不同比例的添加剂配方组分。柴油燃料在美国762米以下海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约8.1∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约3∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约2.7∶1。
柴油燃料在美国1524米以上海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约4.8∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约2.4∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约2∶1。或者，可将所述比例下调至更低值，即添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约3.5∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约2∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约1.7∶1。
柴油燃料在墨西哥762米以下海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约4.8∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约2.4∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约2∶1。
柴油燃料在墨西哥762米至1524米海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约6.1∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约1.7∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约2.3∶1。
柴油燃料在墨西哥1524米以上海拔高度使用时，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约4∶1；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约2.2∶1；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约1.8∶1。
所述添加剂配方用于残油燃料时，例如在美国、墨西哥或世界上其它地区，添加剂中野豌豆油提取物与β-胡萝卜素的克数比优选为约1∶0.6；添加剂中野豌豆油提取物的克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约1∶0.6；添加剂中霍霍巴油的毫升数与β-胡萝卜素的克数之比优选为约1∶1。残油配方中一般优选使用比汽油和柴油燃料配方中优选的更高比例的霍霍巴油和β-胡萝卜素和更低比例的野豌豆油提取物。这是因为残油燃料一般在更高的空气/燃料比下燃烧，一般导致燃烧温度更高。
所述添加剂配方还可用于制备排放减少的两冲程发动机用燃料。在两冲程发动机用燃料中，一般优选降低野豌豆油提取物相对于霍霍巴油和β-胡萝卜素的比例。总趋势是野豌豆油提取物的比例越低，燃料所观测到的烟量越少。或者，来自两冲程发动机的浊物浓度随β-胡萝卜素量的增加而减少。对于选定比例所观测到的相对烟量如(野豌豆油提取物∶β-胡萝卜素/野豌豆油提取物∶霍霍巴油/霍霍巴油∶β-胡萝卜素)∶2.1∶1.5∶1.4＞6.0∶2.7∶2.2＞1.0∶0.8∶1.2＞0.5∶0.5∶1.1＞0.3∶0.3∶1.1＞0.1∶0.1∶1.0。通常观测到野豌豆提取物、紫苜蓿提取物、棉籽油和叶绿素减少两冲程发动机用燃料中的氮氧化物。
当要加添加剂的烃燃料是煤(无论为固体形式或为在水中或另一种液体中的悬浮液形式)，添加剂中野豌豆油提取物的克数与β-胡萝卜素的克数比例优选约5∶4；野豌豆油提取物克数与霍霍巴油的毫升数之比优选为约2.5∶1；和霍霍巴油毫升数与β-胡萝卜素克数之比优选约1∶2。
其它添加剂
优选实施方案的添加剂包和配制的燃料组合物可含有上述添加剂以外的添加剂。这些添加剂可包括但不限于一或多种辛烷值改进剂、清净剂、抗氧化剂、破乳剂、缓蚀剂和/或金属钝化剂、稀释剂、冷塑加工改进剂和热稳定剂等，如下面所述。
辛烷值改进剂-此类化合物用于给汽油基燃料提供综合益处。这些化合物具有有效地提高燃料辛烷质量的能力。此外，这些化合物还有效地减少发动机排气管中不想要的排放物。一类适合的辛烷值改进剂包括室温下为液体的三羰基·环戊二烯基合锰类，如三羰基·甲基环戊二烯基合锰、三羰基·乙基环戊二烯基合锰、三羰基·环戊二烯基合锰和三羰基·甲基环戊二烯基合锰的液体混合物、三羰基·甲基环戊二烯基合锰和三羰基·乙基环戊二烯基合锰的混合物等。此类化合物的制备描述在例如US2818417等文献中。
十六烷值改进剂-如果所述燃料组合物为柴油燃料，则可能优选含有十六烷值改进剂或着火加速剂。所述着火加速剂优选是与上述硝酸酯或硝酸酯源不同的和以外的有机硝酸酯。优选的有机硝酸酯是取代或未取代的有高达约10个碳原子、优选2-10个碳原子的烷基或环烷基硝酸酯。烷基可以是直链或支链的。适用于优选实施方案的硝酸酯化合物的具体例子包括但不限于以下化合物：硝酸甲酯，硝酸乙酯，硝酸正丙酯，硝酸异丙酯，硝酸烯丙酯，硝酸正丁酯，硝酸异丁酯，硝酸仲丁酯，硝酸叔丁酯，硝酸正戊酯，硝酸异戊酯，硝酸2-戊酯，硝酸3-戊酯，硝酸叔戊酯，硝酸正己酯，硝酸2-乙基己酯，硝酸正庚酯，硝酸仲庚酯，硝酸正辛酯，硝酸仲辛酯，硝酸正壬酯，硝酸正癸酯，硝酸正十二烷基酯，硝酸环戊酯，硝酸环己酯，硝酸甲基环己酯，硝酸异丙基环己酯，和烷氧基取代的脂肪醇酯，例如硝酸1-甲氧基-2-丙酯、硝酸1-乙氧基-2-丙酯、硝酸1-异丙基-丁酯和硝酸1-乙氧基丁酯等。优选的硝酸烷基酯是硝酸乙酯、硝酸丙酯、硝酸戊酯和硝酸己酯。其它优选的硝酸烷基酯是硝酸伯戊酯或硝酸伯己酯的混合物。伯的含义是硝酸酯的官能团与连有两个氢原子的碳原子相连。硝酸伯己酯的例子包括硝酸正己酯、硝酸2-乙基己酯、和硝酸4-甲基-正戊酯等。硝酸酯的制备可通过任何常用方法完成：例如，适合醇的酯化，或适合的烷基卤化物与硝酸银反应。适用于改进十六烷值和/或减少颗粒排放的另一种添加剂是过氧化二叔丁基。
着火加速剂-优选实施方案中也可使用常规的着火加速剂，例如过氧化氢、过氧化苯甲酰、和过氧化二叔丁基等。此外，某些无机和有机的氯化物和溴化物例如氯化铝、氯乙烷或溴乙烷与其它着火加速剂组合使用时可在优选实施方案中用作引物。
清净添加剂-节气门段和阀片、空载空气环路以及计量孔和喷嘴中可形成化油器沉积物。这些沉积物是灰尘和发动机排气的污染物组合，通过燃料中不饱和烃形成的胶结合在一起。它们可改变空气/燃料比，导致不稳定的怠速运转，增加燃料消耗量，并增加废气污染。化油器清净剂可防止形成沉积物并除去已经形成的沉积物。适用于此的清净剂是剂量在20-60ppm范围内的胺。
燃油喷嘴对沉积物非常敏感，它们可降低燃油流量并改变喷射器的喷雾形状。这些沉积物能使车辆难以起动，导致严重的驾驶性能问题，并增加燃油消耗量和废气污染。燃油喷嘴沉积物在比化油器沉积物更高的温度下形成，因此更难对付。用于化油器沉积物的胺有点效果，但通常以约100ppm的剂量使用。在此剂量下，所述胺清净剂事实上可导致形成进气歧管和阀门沉积物。已用热稳定性比胺类清净剂高的聚合物分散剂克服此问题。它们的使用剂量在20-600ppm的范围内。这些添加剂对进气歧管和阀门沉积物的控制也是有效的。进气歧管和阀门沉积物对驾驶性能、燃油消耗量和废气污染的影响与化油器和发动机沉积物相同。清净添加剂和分散添加剂对已有沉积物的发动机产生作用可能需要几箱汽油，尤其是添加剂以低剂量比使用时。
燃烧室沉积物可导致车辆随着其里程的累计对辛烷值的要求提高。这些沉积物积聚在尾气区域和喷口区域。它们是热绝缘体，因而在发动机运转过程中可能变得很热。金属表面传导热量并保持相对冷却。热沉积物可导致早燃和缺火，导致需要较高辛烷值的燃料。已知聚醚胺和其它专有添加剂使燃烧室沉积物的量减少。已表明燃烧室沉淀物数量减少使Nox排放物减少。
各种实施方案的柴油和汽油燃料组合物中可包含许多不同类型的适合清净添加剂之任意。这些清净剂包括琥珀酰亚胺清净剂/分散剂，长链脂族多胺，长链曼尼希碱，和氨基甲酸酯清净剂。用于汽油的理想的琥珀酰亚胺清净剂/分散剂通过包括使乙烯多胺例如二亚乙基三胺或三亚乙基四胺与至少一种无环烃基取代的琥珀酰化剂反应的方法制备。这种酰化剂的取代基特征在于包含平均约50至约100(优选约50至约90、更优选约64至约80)个碳原子。另外，该酰化剂的酸值在约0.7至约1.3(例如，0.9-1.3或0.7-1.1)的范围内，更优选在0.8-1.0或1.0-1.2的范围内，最优选约0.9。所述清净剂/分散剂在其化学结合形式的分子结构中含有平均约1.5至约2.2(优选1.7-1.9或1.9-2.1，更优选1.8-2.0，和最优选约1.8)摩尔酰化剂/摩尔多胺。所述多胺可以是纯的化合物或通常由直链、支链和环状物组成的某一技术等级的乙烯多胺。
所述清净剂/分散剂的无环烃基取代基优选为有如上规定的必需碳原子数的烷基或链烯基。由适当的分子量的聚烯烃均聚物或共聚物(例如丙烯均聚物、丁烯均聚物、C3和C4烯烃共聚物等)衍生的链烯基取代基是适合的。最优选地，所述取代基是由数均分子量(通过凝胶渗透色谱法测定)在700-1200、优选900-1100、最优选940-1000范围内的聚异丁烯形成的聚异丁烯基。这些聚合物原料的固定厂商能确定它们自己生产的聚合物原料的数均分子量。因而，通常情况下可相信原料厂家所给出的标称数均分子量。
无环烃基取代的琥珀酸酰化剂及其制备方法和在形成琥珀酰亚胺中的应用是本领域技术人员公知的，并在文献中广泛报道。参见例如US3,018,247。
可溶于燃料的长链脂族多胺作为馏分燃料的清洁添加剂的应用描述在例如US3,438,757中。
由长链烷基酚、甲醛(或甲醛前体)和聚胺形成的可溶于燃料的曼尼希碱添加剂在控制内燃机吸气系统沉积物形成中的应用描述在例如US4,231,759中。
氨基甲酸酯燃料清净剂是含有通过氨基甲酸酯键连接的聚醚和胺基的组合物。US4,270,930中描述了典型的此类化合物。优选的此类原料可以OGA-480TM添加剂购自Chevron Oronite Company LLC ofHouston，TX。
驾驶性能添加剂-包括直接影响燃烧过程的抗爆、抗继续运转、抗早燃、和抗缺火添加剂。抗爆添加剂包括在美国已不再使用的烷基铅。这些和其它金属抗爆添加剂的使用剂量通常为约0.2克金属/公升燃料(或约0.1wt％或1000ppm)。在此剂量下通常可以使研究法辛烷值(RON)和马达法辛烷值(MON)提高3单位。还已知许多有机化合物具有抗爆活性。这些有机化合物包括芳族胺、醇和醚，可以1000ppm范围内的剂量使用。这些添加剂通过转移氢熄灭反应性自由基。含氧化合物例如甲醇和MTBE也提高辛烷值，但以如此高的剂量使用以致它们不是真正的添加剂而是掺混组分。早燃通常是因为存在燃烧室沉积物造成的，利用燃烧室清净剂和提高辛烷值进行处理。
抗磨剂-各实施方案的汽油和柴油机燃料组合物利于含有一或多种抗磨剂。优选的抗磨剂包括含有8-50个碳原子的烷基或链烯基的长链伯胺。所用胺可以是单一种胺或者可由此类胺的混合物组成。可用于优选实施方案的长链伯胺的例子是2-乙基己胺、正辛胺、正癸胺、十二烷胺、油胺、亚油胺、硬脂胺、二十烷基胺、三十烷基胺、和五十烷基胺等。特别有效的胺是从Akzo Nobel Surface Chemistry LLCof Chicago，IL获得的油胺，商品名为ARMEENO或ARMEENOD。其它适合的胺通常为脂族胺的混合物，包括ARMEENT和ARMEENTD，蒸馏形式的ARMEENT含有0-2％的十四烷胺、24％-30％的十六烷胺、25％-28％的十八烷胺和45％-46％的十八烯胺的混合物。ARMEENT和ARMEENTD是牛油脂肪酸衍生的。月桂胺也适合的，如从上述供应商购买的ARMEEN12D。该产品为约0-2％的癸胺、90％-95％的十二烷胺、0-3％的十四烷胺和0-1％的十八烯胺。所述适用类型的胺是本领域公知的，可通过以下方法由脂肪酸制备：使所述酸或酸混合物转化成其铵皂，通过加热使所述皂转化成相应的酰胺，再使所述酰胺转化成相应的腈，和使腈氢化产生胺。除所述各种胺之外，大豆脂肪酸衍生的胺混合物也在上述胺类之内，并且适用于本发明。注意上述适用的胺都是直链的脂族伯胺。每分子有16-18个碳原子的饱和或不饱和的胺是特别优选的。
其它优选的抗磨剂包括二聚的不饱和脂肪酸，优选较长链脂肪酸(例如含有8-30个碳原子)的二聚体，可以是纯的或基本上纯的二聚体。或者而且优选使用商业销售的称为“二聚酸”的原料。后一原料通过不饱和脂肪酸二聚制备，由所述酸的单体、二聚体和三聚物的混合物组成。特别优选的二聚酸是亚油酸的二聚体。
抗氧化剂-已知用作氧化抑制剂的各种化合物可用于各实施方案的燃料配方。这些抗氧化剂包括酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂、硫化的酚类化合物和有机亚磷酸酯等。效果最好的抗氧化剂包括(主要或者全部为)(1)受阻酚抗氧化剂例如2，6-二-叔丁基酚、4-甲基-2，6-二-叔丁基酚、2，4-二甲基-6-叔丁基酚、4，4’-亚甲基双(2，6-二叔丁基酚)和混合的亚甲基桥连的多烷基酚，或者(2)芳族胺抗氧化剂例如环烷基-二-低级烷基胺、和苯二胺，或者一或多种此酚类抗氧化剂与一或多种此胺类抗氧化剂的组合。特别优选的是叔丁基酚的组合，例如2，6-二-叔丁基酚、2，4，6-三-叔丁基酚和邻-叔丁基酚。N，N’-二-低级烷基苯二胺例如N，N’-二仲丁基-对苯二胺及其类似物，以及这种苯二胺与这种叔丁基酚的组合也适用。
破乳化剂-破乳化剂是通常在极低浓度下有助于油水分离的分子。它们阻止形成水油混合物。许多种破乳剂可用于各实施方案的燃料配方，包括例如有机磺酸酯、聚亚氧烷基二醇、烷氧基化酚醛树脂和类似的原料。特别优选的是烷基芳基磺酸酯、聚亚氧烷基二醇和烷氧基化烷基酚树脂的混合物，例如以商标TOLAD购自Baker PetroliteCorporation of Sugar Land，TX。其它已知破乳剂也可使用。
缓蚀剂-多种缓蚀剂可用于各实施方案的燃料配方。可使用二聚和三聚酸，例如由妥尔油脂肪酸、油酸、或亚油酸等生产。此类产品可由许多商业资源获得，例如Cognis Corporation of Cincinnati，OH以商标EMPOL出售的二聚和三聚酸。其它适用类型的缓蚀剂是链烯基琥珀酸和链烯基琥珀酸酐缓蚀剂，例如四丙烯基琥珀酸、四丙烯基琥珀酸酐、十四碳烯基琥珀酸、十四碳烯基琥珀酸酐、十六碳烯基琥珀酸、和十六碳烯基琥珀酸酐等。链烯基内有8至24个碳原子的链烯基琥珀酸与醇如聚乙二醇的半酯也适用。
氨基琥珀酸或衍生物也是适用的。优选使用含有15-20个碳原子的烷基或由含2-10个碳原子的饱和或不饱和羧酸衍生的酰基的氨基琥珀酸的二烷基酯。最优选的是氨基琥珀酸的二烷基酯。
金属钝化剂-需要时，所述燃料组合物可含有能与重金属如铜等形成配合物的常规类型的金属钝化剂。所用金属钝化剂通常是可溶于汽油的N，N’-二亚水杨基-1，2-烷基二胺或N，N’-二亚水杨基-1，2-环烷基二胺或其混合物。例子包括N，N’-二亚水杨基-1，2-乙二胺、N，N’-二亚水杨基-1，2-丙二胺、N，N’-二亚水杨基-1，2-环己二胺、和N，N”-二亚水杨基-N’-甲基-二亚丙基-三胺。
本发明柴油和汽油组合物中可包含的各种添加剂以常规量使用。任何特定情况下该用量都足以给燃料组合物提供要求的功能性，该用量是本领域技术人员公知的。
热稳定剂-用于汽油燃料、喷气发动机用燃料和柴油燃料的热稳定剂如Octel Starreon高温燃油稳定剂FOA-81TM或者其它的此类添加剂也可加入燃料配方中。
载液-适合用作载液的物质包括但不限于矿物油、植物油、动物油、和合成油。组合物中适合的矿物油可以主要是链烷烃、环烷烃、或芳烃。动物油包括牛油和猪油。植物油可包括但不限于菜籽油、豆油、花生油、玉米油、葵花油、棉籽油、椰子油、橄榄油、小麦胚芽油、亚麻籽油、杏仁油、红花油、和蓖麻油等。合成油可包括但不限于烷基苯、聚丁烯、聚异丁烯、聚α-烯烃、多元醇酯、单酯、二酯(己二酸酯、癸二酸酯、十二烷二酸酯、邻苯二甲酸酯、二聚酸酯)、和三酯。
溶剂-适合与优选实施方案配方一起使用的溶剂是能与配方中的一或多种组分混溶且相容的。优选的溶剂包括芳族溶剂如苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、和对二甲苯等，以及非极性溶剂如环己烷、己烷、庚烷、辛烷、和壬烷等。适合的溶剂还可包括要加添加剂的燃料例如汽油、柴油1和柴油2等。取决于要被溶剂化的原料，其它液体可能也适合用作溶剂，如含氧化合物、载液、甚至本文所列举的添加剂。
含氧化合物-汽油中加入含氧化合物以改善辛烷值并减少CO的排放。这些含氧化合物包括通常与汽油混合以使氧含量通常高达约10％(体积)的各种醇和醚。减少CO排放的益处似乎是燃料含氧量的作用，而非含氧化合物的化学结构。因为含氧化合物有比汽油更低的热值，所以含有这些组分的燃料的单位体积燃料经济性(英里/加伦)较低。但在典型的掺合量下，此作用很小以致于只有很精确的测量才可检测到。含氧化合物对NOx或烃排放的影响尚不知道。
某些实施方案中，可能优选向所述燃料中加入一或多种含氧化合物。含氧化合物是含有一或多个氧原子的烃。主要的含氧化合物是醇和醚，包括：甲醇、燃料乙醇、甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)和叔戊基甲醚(TAME)。
添加剂浓缩物
所述控制排放/燃料经济性添加剂包可直接加入基础燃料中。或者，所述添加剂配方可以添加剂包的形式提供，该添加剂包可用于制备含有添加剂的燃料。任选地，上述各种添加剂也可存在于浓缩物中。
添加剂对排放和燃料经济性的影响
汽油添加剂在低达20至60ppm的剂量下就可明显地影响排放和燃料经济性。除去现有燃料系统或燃烧室沉积物的添加剂其作用随着时间逐渐增加，从燃料中除去所述添加剂时，性能将缓慢地退至基线水平。驾驶性能添加剂是速效的，用量为约1000ppm。含氧化合物的影响也是即刻生效，但掺合量比其它类型添加剂高得多。
基础燃料
汽油
实施各种方案中所用汽油可以是传统的汽油沸程内的烃类掺合物或混合物，或者可含有含氧的掺合组分如沸点合适且燃料溶解度适当的醇和/或醚例如甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、叔戊基甲基醚(TAME)、和使汽油和/或落入汽油沸程内的烯属烃“氧化”生成的混合含氧产品。此类实施方案涉及汽油的应用，包括为满足关于基础燃料本身的组成、燃料中所用组分、性能标准、毒性考虑和/或环境考虑的各种政府条例而设计的所谓新配方汽油。因此可改变燃料中所用含氧组分、清净剂、抗氧化剂、和破乳剂等的用量以满足任何适用的政府条例。
航空汽油尤其用于航空用活塞式发动机，有适合该发动机的辛烷值，冰点为-60℃，馏程通常在30和180℃的界限内。
适用于优选实施方案的汽油还包括用于两冲程(2T)发动机的燃料。两冲程发动机中，润滑油加入燃烧室内，与汽油混合。燃烧导致尚未燃烧的燃料和黑烟的排放。某些两冲程发动机可能如此低效以致该发动机轻负载运转2小时可产生与配有典型控制排放系统的汽油发动机汽车行驶130000英里相同的污染量。典型的两冲程发动机车辆中，25至30％的燃料离开尾管时尚未燃烧。仅在加州就有约500000个两冲程发动机，产生相当于4000000百万辆汽油发动机汽车的排放量。在马来西亚和整个亚洲、中国和印度，此问题非常严重。马来西亚有4000000个两冲程发动机，产生相当于32000000辆汽车的污染。
柴油燃料
优选实施方案中所用柴油燃料包括在约150℃-370℃(698)温度范围内馏出的原油部分，该温度范围比汽油的沸程高。柴油燃料在内燃机气缸内由高压缩下空气的热量点燃，而车用汽油是用电火花点火。由于点火方式不同，优质柴油燃料要求有较高的十六烷值。柴油燃料的沸程和组成与较轻的加热用燃料油相近。由ASTM确定有两级柴油燃料：柴油1和柴油2。柴油1是煤油型燃料，比柴油2更轻、更易挥发、燃烧更清洁，在速度和负载频繁变化的发动机领域使用。柴油2用于工业和重型移动设备。
适合的柴油燃料可以包括高硫燃料和低硫燃料。低硫燃料一般包括含有500ppm(基于重量)或更少硫的燃料，可含有少至100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、20或5ppm或更少的硫，甚至0ppm的硫，例如在合成柴油燃料的情况下。高硫柴油燃料通常包括含有超过500ppm硫的柴油燃料，例如多达1、2、3、4或5wt％或更多硫。
沸程在150-330℃范围内的燃料在柴油发动机中效果最佳，因为它们在燃烧过程中完全消耗而没有燃料浪费或过多的排放物。提供最佳十六烷值的链烷烃优选用于与柴油配混。燃料中链烷烃含量越高，则越容易燃烧，升温更快而且完全燃烧。沸程较高的较重原油组分，尽管不理想的，但也可以使用。环烷烃是柴油中第二轻的组分，芳烃是柴油中最重的馏分。使用这些较重组分有助于减小柴油燃料的蜡质。在低温下，链烷烃易于固化，从而堵塞燃料过滤器。
除柴油1和柴油2燃料之外，其它能在柴油发动机中燃烧的燃料也可在各实施方案中用作基础燃料。这种燃料可包括但不限于基于煤粉乳液和植物油的燃料。植物油基柴油燃料可商购，市场上以“生物柴油”为名进行销售。它们通常含有植物源脂肪酸甲酯的混合物，经常用作常规柴油燃料的添加剂。
燃料油
燃料油是链烷烃和链烯烃、环烷烃及芳烃的复杂而且不定的混合物，含有低百分率的硫、氮和氧化合物。煤油燃料油由煤油沸程的直馏石油馏分生产。其它馏分燃料油包含直馏中间馏分，通常与直馏瓦斯油、轻真空馏分和轻裂化馏分掺合。残余燃料油的主要组分是来自蒸馏和裂化操作的重残渣。燃料油主要用于工业和家庭供热，以及电厂生产蒸汽和电。
瓦斯油是由原油常压蒸馏的最低馏分得到的，而重瓦斯油是通过常压蒸馏所得残渣真空重蒸馏得到的。瓦斯油在180℃和380℃之间馏出，可以几种等级获得，包括用于柴油压缩点火的柴油、轻取暖用油、和其它瓦斯油包括在380℃和540℃之间馏出的重瓦斯油。重燃料油残渣由蒸馏残渣组成。
某些应用中，可燃烧燃料油的水乳液。优选实施方案的添加剂配方可用于减少燃烧此类燃料产生的排放。
燃烧之前通常将残余燃料预热至116℃(240)。此高温使燃料由固体转变成更多液态从而降低粘度。此粘度降低使燃料被适当地雾化燃烧。某些实施方案的添加剂配方可能对此升温敏感，长时间处于此高温可能导致其降低排放的有效性变差。为减少燃烧之前残余燃料中添加剂配方处于高温的时间，一般优选用图1所示计量喷射泵送系统(MIPS)向燃料中加添加剂。MIPS系统能感应流入燃烧室的残余燃料流量并自动调节添加剂的添加速度以确保燃料中添加剂含量恒定。MIPS在燃料的再循环之后通常在再循环阀之后与残余燃料相连。此连接方式的结果是，加入添加剂的燃料是进入锅炉燃烧室的燃料。通常使燃料从储罐中再循环。将残余燃料加热并保持在约240的预定温度。此温度一般是使该燃料(在环境温度下通常为固体)适当雾化所必需的。
图1所示MIPS系统中，燃料在地上的重绝缘10cm(4in.)非镀锌管中再循环。为易于实现外部加热优选使用地上管。燃料线路中设置单向阀，从该阀到燃烧室约为1.2至1.8m(4-6ft.)。残油的压力通常为约103至约172kPa(约15至约25psi)。MIPS在再循环之后但刚要燃烧之前接入燃料线路。MIPS设置在约0.9m×0.9m(3ft×3ft)的方形平钢板之上。所述残余燃料通过燃料线路管连接中的接头进入MIPS。一旦进入该管，燃料则通过有脉冲信号头的极精确的燃料油表，产生电信号。此信号送入突出的隔膜正置喷射泵，经校准向所述残余燃料中供应预定量的添加剂。所述残余燃料进入静止混合器时，使添加剂雾化(通常在1034kPa(150psi)的压力下)喷入燃料中，所述混合器是1.9cm×23cm(3/4in×9in)的长型压力缓冲器，装有一系列螺旋片，使燃料旋转360度数次。手动校准管精确地置于MIPS平台之上，可进行现场校准。线路中的燃料过滤器用于从储罐至MIPS累加器过滤添加剂。所述泵是正置的以连续供应添加剂。所述燃料经添加剂处理并混合后，就直接送入雾化喷嘴和锅炉的燃烧区。操作中，残余燃料流过燃料量表，自动给泵输送信号。此信号确定分配至残余燃料中的添加剂量。该信号还允许残余燃料以30至757升/小时(8至200加仑/小时)的流量流动同时所述泵自动分配校准过的预定量添加剂。整个过程所需时间少于15秒，该时间足够短以致所述残余燃料未充分冷却而且优选实施方案的配方未明显地预氧化。
煤基燃料
优选实施方案的添加剂配方可与煤或水包煤乳液一起使用。所述添加剂可用本领域公知技术加入煤或乳液中。例如，优选在燃烧之前将优选实施方案的添加剂配方喷至粉煤之上。煤为水乳液形式时，所述添加剂配方可直接加入乳液中。
其它燃料
优选实施方案的添加剂配方适用于燃烧时产生氮氧化物、一氧化碳、颗粒和其它不想要燃烧产物的其它原料。例如，所述添加剂可掺入例如焦炭砖、含木材的燃料如Pres-to-Logs、和要在焚烧炉中燃烧的废物中，所述焚烧炉包括大型城市废物燃烧器、小型城市废物燃烧器、医院/医疗/传染性废物焚烧炉、商业和工业固体废物焚烧装置、有害废物焚烧炉、工业废物焚烧炉、或工业锅炉和燃烧废物的炉。
实施例
大麦草油提取物
在一定体积的正己烷中萃取20g干的磨碎的大麦草。萃取结束后，将萃取物蒸馏除去正己烷。正己烷蒸出后，使萃取物的温度升至101℃并在此温度下保质30分钟除去萃取物存在的任何水。将提取的油移至试样瓶中，在50℃真空烘箱内保持8小时除去提取物中存在的任何残余水或溶剂。然后称量提取物的重量，测量试样中油的百分率(干基)。
经过上述提取方法的草包括两批：草A和草B。草A以干燥的碎料形式提供。草B以未加工形式提供，提取之前需要干燥和磨碎。
针对草A研究萃取时间的影响。在70℃的温度下用125ml正己烷萃取20g干草2.0、4.0、6.0和8小时。下表所示结果表明约6小时的萃取时间一般足以从干大麦草中得到适宜产率的油提取物。
表2
  萃取时间(小时)   油重(g/20g试样)     ％油(干基)
  2.0     0.1829     0.942
  4.0     0.2522     1.299
  6.0     0.4400     2.266
  8.0     0.3880     1.998
将草B的试样干燥并磨碎。草B的碎试样的筛分试验结果如下：
表3
    筛号     重量     百分率
    10     5.10     2.47
    14     62.14     30.05
    16     72.40     35.00
    18     45.83     22.16
    ＞18     21.37     10.33
    合计     206.83     100.00
研究萃取温度、时间和正己烷体积的影响，以及磨碎和未磨碎的大麦草之间的差别。结果表明磨碎的草所得油产率较高，1至4小时的萃取时间足以提供适宜的油提取物产率。萃取所用正己烷体积从250ml减至200ml时，观察到所得油提取物产率显著下降，但从200ml减至125ml对油提取物产率无明显影响。温度从78℃降至60℃导致油提取物产率显著下降。
表4
  实验编号   温度(℃)    正己烷(ml) 萃取时间(hr)     油重(g)    ％油(干基)
  1(未磨碎) 78 250 4.0 0.125 0.676
  2     78     250     1.0     0.708     3.540
  3     78     250     3.0     0.718     3.590
  4     78     250     4.0     0.704     3.520
  5     78     200     4.0     0.589     2.945
  6     78     200     2.0     0.551     2.755
  7     78     125     4.0     0.591     2.955
  8     60     250     4.0     0.539     2.695
提取数据表明在相似的萃取条件下草B的油产率比草A更好。虽然不希望限于任何解释，但可能是生长条件或其它因素导致油产率不同。草与溶剂之比似乎对提取油量影响很大。预计250ml正己烷/20g草的比例产生令人满意的油提取物产率。在此比例下，萃取时间对油提取物的产率无明显影响。草的粒度对油产率影响很大，磨碎的草比未磨碎的草产生更多的油。78℃的萃取温度得到令人满意的油提取物产率。但60℃的温度则不行。正己烷的沸点为68℃，意味着高于正己烷沸点的萃取温度可产生令人满意的油提取物产率。
对两批大麦草进行大规模的提取。一批由1.8kg干料组成，另一批由5.5kg湿料组成。通过空隙设在3.0mm的Ferrell-Ross辊式轧片机将两批料切成片，将6.8kg片状料送入有蒸汽夹套的中试规模的不锈钢萃取容器进行一次浸油。用102升工业己烷作溶剂。在49-51℃下萃取6小时。萃取结束后，使溶剂和原料在反应器内环境温度下保留几天，然后再回收提取物。在薄膜蒸发器中回收提取物得到454.8g油提取物(产率为约6.7wt％)。
汽油-OR-1
小批量生产-将甲苯(200ml，工业级)置于400ml玻璃Erlenmeyer烧瓶中。使氮气流入烧瓶内甲苯以上的空间在甲苯上方形成氮气“保护层”。在甲苯中加入4ml霍霍巴油和4gβ-胡萝卜素，制得溶液。将该溶液在环境和低于约32℃之间的温度下搅拌约10-20分钟。使一束光以一定角度通过溶液照亮溶液中漂浮的任何未溶解颗粒确定霍霍巴油和β-胡萝卜素的溶解程度。霍霍巴油和β-胡萝卜素完全溶解之后，将霍霍巴油和β-胡萝卜素的甲苯溶液倒入装有3000ml 1号柴油的5000ml Erlenmeyer烧瓶中。将盛装霍霍巴油的甲苯溶液的烧瓶用额外的1号柴油冲洗，冲洗液加入所述5000ml烧瓶的内容物中。然后在该烧瓶中再加1号柴油至溶液总量为3785ml。将溶液加热并搅拌确保所有组分充分混合。然后在使用之前将所述添加剂包(标记为“小批量添加剂C”)贮存在顶空有氮气的1加仑金属容器内。
将200ml甲苯置于400ml Erlenmeyer烧瓶中。如上所述在甲苯上方形成氮气“保护层”。在甲苯中加入19.36g野豌豆油提取物和4ml霍霍巴油，将该混合物加热至约38-43℃的温度下搅拌约20-30分钟制得溶液。使一束光照在溶液上检测溶液中任何未溶解颗粒确定野豌豆油提取物和霍霍巴油的溶解程度。野豌豆油提取物和霍霍巴油完全溶解之后，将溶液倒入装有3000ml 1号柴油的5000ml Erlenmeyer烧瓶中。将盛装野豌豆油提取物和霍霍巴油的甲苯溶液的烧瓶用额外的1号柴油冲洗，冲洗液加入所述5000ml烧瓶的内容物中。然后在该烧瓶中再加1号柴油至溶液总量为3785ml。将溶液加热并搅拌确保所有组分充分混合。然后在使用之前将所述添加剂(标记为“小批量添加剂A”)贮存在顶空有氮气的1加仑金属容器内。
然后使小批量添加剂A和C以预定比例混入常规无铅汽油中。以下量对应于各添加剂在3785ml(1加仑)含添加剂的汽油中的存在量。
在美国，根据燃料燃烧时所处海拔高度优选表5所示比例：
表5
    美国
    海拔高度     添加剂A     添加剂C
    762m(2500ft)以下     2.5ml     0.5ml
    762-1524m(2500-5000ft) 1.2ml 0.8ml
    1524m(5000ft)以上 3.6ml 0.8ml
在汽油中的高硫醇含量令人担忧的墨西哥，根据燃料燃烧时所处海拔高度优选表6所示比例：
表6
    墨西哥
    海拔高度     添加剂A     添加剂C
    762m(2500ft)以下     2.5ml     4.5ml
    762-1524m(2500-5000ft) 1.2ml 4.8ml
    1524m(5000ft)以上 3.6ml 5.0ml
虽然上述添加剂含量对于某些实施方案而言可能是优选的，但其它实施方案中可能优选其它添加剂含量。例如，小批量添加剂A的存在量可为约0.5ml或更低至约10ml或更高/3785ml含添加剂的汽油，优选0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、4、4.5、5、6、7、8或9ml/3785ml含添加剂的汽油，小批量添加剂C的存在量可为约0.5ml或更低至约10ml或更高/3785ml含添加剂的汽油，优选0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、4、4.5、5、6、7、8或9ml/3785ml含添加剂的汽油。
汽油-OR-1
大批量生产-工业应用-将1600ml甲苯置于2000ml玻璃Erlenmeyer烧瓶中。如上所述在甲苯上方形成氮气“保护层”。在甲苯中加入32ml霍霍巴油和32gβ-胡萝卜素，如上所述加热并搅拌该混合物(即在环境至低于约32℃的温度下搅拌10-20分钟)制得溶液。如上所述确定霍霍巴油和β-胡萝卜素的溶解程度。霍霍巴油和β-胡萝卜素完全溶解之后，将霍霍巴油和β-胡萝卜素的甲苯溶液倒入装有2000ml 1号柴油的5000ml Erlenmeyer烧瓶中。将盛装霍霍巴油的甲苯溶液的烧瓶用额外的1号柴油冲洗，冲洗液加入所述5000ml烧瓶的内容物中。然后在该烧瓶中再加1号柴油至溶液总量为3785ml。将溶液加热并搅拌确保所有组分充分混合。然后在使用之前将所述添加剂包(标记为“大批量添加剂C”)贮存在顶空有氮气的1加仑金属容器内。
将1600ml甲苯置于2000ml Erlenmeyer烧瓶中。如上所述在甲苯上方形成氮气“保护层”。在甲苯中加入154.88g野豌豆油提取物和32ml霍霍巴油，如上所述加热并搅拌该混合物(即在约38-43℃的温度下搅拌约20-30分钟)制得溶液。使一束光照在溶液上检测溶液中任何未溶解颗粒确定野豌豆油提取物和霍霍巴油的溶解程度。野豌豆油提取物和霍霍巴油完全溶解之后，将溶液倒入装有2000ml 1号柴油的5000ml Erlenmeyer烧瓶中。将盛装野豌豆油提取物和霍霍巴油的甲苯溶液的烧瓶用额外的1号柴油冲洗，冲洗液加入所述5000ml烧瓶的内容物中。然后在该烧瓶中再加1号柴油至溶液总量为3785ml。将溶液加热并搅拌确保所有组分充分混合。然后在使用之前将所述添加剂(标记为“大批量添加剂A”)贮存在顶空有氮气的1加仑金属容器内。
然后使大批量添加剂A和C以预定比例混入常规无铅汽油中。以下量对应于各添加剂在3785ml(1加仑)含添加剂的汽油中的存在量。
在美国，根据燃料燃烧时所处海拔高度优选表7所示比例：
表7
    美国
    海拔高度     添加剂A     添加剂C
    762m(2500ft)以下     0.3125ml     0.0625ml
    762-1524m(2500-5000ft)     0.4ml     0.1ml
    1524m(5000ft)以上     0.45ml     0.1ml
在汽油中的高硫醇含量令人担忧的墨西哥，根据燃料燃烧时所处海拔高度优选表8所示比例：
表8
    墨西哥
    海拔高度     添加剂A     添加剂C
    762m(2500ft)以下     0.3125ml     0.5625ml
    762-1524m(2500-5000ft)     0.4ml     0.6ml
    1524m(5000ft)以上     0.45ml     0.625ml
虽然上述添加剂含量对于某些实施方案而言可能是优选的，但其它实施方案中可能优选其它添加剂含量。例如，大批量添加剂A的存在量可为约0.1ml或更低至约1ml或更高/3785ml含添加剂的汽油，优选0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9或0.95ml/3785ml含添加剂的汽油，大批量添加剂C的存在量可为约0.02ml或更低至约1ml或更高/3785ml含添加剂的汽油，优选0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9或0.95ml/3785ml含添加剂的汽油。
虽然不希望受任何理论限制，但相信燃料添加剂OR-1通过消除淬火、尖峰和/或火焰分布的不一致，换言之通过产生更平稳的燃烧，使汽油更完全地燃烧。图2示出经处理和未处理燃料活塞循环的假想温度随时间的变化曲线。A和B点之差对应于NOx的减少。经处理或“更平稳”的火焰以更高的温度和更短的时间撞击催化转化器，此时间称为催化剂点火时间(C点)。相信这使NOx进一步减少而且也使HC和CO减少。相信在更短的时间周期引入更高温度时OR-1使催化转化器保持在更“绿色状态”，烧掉胶质和碳沉积物，因而使用添加剂时观察到排放明显减少。相信燃料经济性提高是燃烧室内总燃烧效率更高的结果。
柴油-OR-2
小批量生产-如上所述制备小批量添加剂A和小批量添加剂C，然后以预定比例与2号低硫柴油燃料混合。以下量对应于各添加剂在3785ml(1加仑)含添加剂的柴油燃料中的存在量。
在美国，根据燃料燃烧时所处海拔高度优选表9所示比例：
表9
    美国
    海拔高度     添加剂A     添加剂C
    762m(2500ft)以下     2.5ml     1.5ml
    762-1524m(2500-5000ft)     2.5ml     2.0ml
    1524m(5000ft)以上     2.5ml     2.5-3.0ml
在墨西哥，根据燃料燃烧时所处海拔高度优选表10所示比例：
表10
    墨西哥
    海拔高度     添加剂A     添加剂C
    762m(2500ft)以下     2.5ml     1.2ml
    762-1524m(2500-5000ft)     2.5ml     2.0ml
    1524m(5000ft)以上     2.5ml     3.0ml
虽然上述添加剂含量对于某些实施方案而言可能是优选的，但其它实施方案中可能优选其它添加剂含量。例如，小批量添加剂A的存在量可为约0.5ml或更低至约10ml或更高/3785ml含添加剂的柴油燃料，优选0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、4、4.5、5、6、7、8或9ml/3785ml含添加剂的柴油燃料，小批量添加剂C的存在量可为约0.5ml或更低至约10ml或更高/3785ml含添加剂的柴油燃料，优选1.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、4、4.5、5、6、7、8或9ml/3785ml含添加剂的柴油燃料。
柴油-OR-2
大批量生产-工业应用-如上所述制备大批量添加剂A和大批量添加剂C，然后以预定比例与2号低硫柴油燃料混合。以下量对应于各添加剂在3785ml(1加仑)含添加剂的柴油燃料中的存在量。
在美国，根据燃料燃烧时所处海拔高度优选表11所示比例：
表11
    美国
    海拔高度     添加剂A     添加剂C
    762m(2500ft)以下     0.3125ml     0.15ml
    762-1524m(2500-5000ft)     0.3125ml     0.25ml
    1524m(5000ft)以上     0.3125ml     0.375ml
在墨西哥，根据燃料燃烧时所处海拔高度优选表12所示比例：
表12
    墨西哥
    海拔高度     添加剂A     添加剂C
    762m(2500ft)以下     0.3125ml     0.15ml
    762-1524m(2500-5000ft)     0.3125ml     0.25ml
    1524m(5000ft)以上     0.3125ml     0.375ml
虽然上述添加剂含量对于某些实施方案而言可能是优选的，但其它实施方案中可能优选其它添加剂含量。例如，大批量添加剂A的存在量可为约0.1ml或更低至约1ml或更高/3785ml含添加剂的柴油燃料，优选0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9或0.95ml/3785ml含添加剂的柴油燃料，大批量添加剂C的存在量可为约0.05ml或更低至约1ml或更高/3785ml含添加剂的柴油燃料，优选0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9或0.95ml/3785ml含添加剂的柴油燃料。
残余燃料-OR-3
小批量生产-燃料经济性-如上所述制备小批量添加剂C并作为燃料经济性添加剂加入高渣油(High Residual)或船用C级(Bunker C)燃料中。
在墨西哥，3785ml(1加仑)含添加剂的高渣油或船用C级燃料中优选存在4.5ml小批量添加剂C。但在其它国家或各种其它残油燃料配方中，所述添加剂的存在量可为约0.1ml或更低至约100ml或更高，优选0.05、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40或50ml/3785ml含添加剂的残油燃料。此外，某些实施方案中可能优选包括一或多种植物油提取物如野豌豆油提取物和/或热稳定剂如霍霍巴油作为附加添加剂，或用适用于汽油、柴油或本文优选实施方案中所述其它烃类燃料的添加剂组合作为残油燃料添加剂。
小批量生产-燃料经济性和降低排放-将200ml甲苯置于400ml玻璃Erlenmeyer烧瓶中。如上所述在甲苯上方形成氮气“保护层”。在甲苯中加入8ml霍霍巴油和4gβ-胡萝卜素，在环境至低于约32℃的温度下加热并搅拌10-20分钟制得溶液。使一束光照在溶液上检测溶液中任何未溶解颗粒确定溶解程度。霍霍巴油和β-胡萝卜素完全溶解之后，将该溶液倒入装有3000ml 2号柴油燃料的5000ml Erlenmeyer烧瓶中。将盛装霍霍巴油和β-胡萝卜素的甲苯溶液的烧瓶用额外的2号柴油燃料冲洗，冲洗液加入所述5000ml烧瓶的内容物中。将19.36克野豌豆的油提取物加到烧瓶和通过加热和搅拌混合物制得的溶液中。然后在该烧瓶中再加2号柴油至溶液总量为3785ml。将溶液加热并搅拌确保所有组分充分混合。然后在使用之前将所述添加剂包(标记为“小批量添加剂CA”)贮存在顶空有氮气的1加仑金属容器内。
使小批量添加剂CA以预定比例混入高渣油或船用C级燃料中。各残油燃料配方中所述添加剂的存在量可为约0.1ml或更低至约100ml或更高，优选0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40或50ml/3785ml含添加剂的残油燃料。
残余燃料-OR-3
大批量生产-工业应用-燃料经济性-如上所述制备大批量添加剂C，但用2号柴油燃料代替1号柴油燃料。然后将所述添加剂以预定比例混入高渣油或船用C级燃料中。在美国，优选每3785ml(1加仑)燃料中存在2至4ml添加剂。在墨西哥，优选每3785ml(1加仑)燃料中存在0.5625至4ml添加剂。但在其它国家或各种其它残油燃料配方中，所述添加剂的存在量可为约0.1ml或更低至约100ml或更高，优选0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40或50ml/3785ml含添加剂的残油燃料。此外，某些实施方案中可能优选包括一或多种植物油提取物如野豌豆油提取物和/或热稳定剂如霍霍巴油作为附加添加剂，或用适用于汽油、柴油或本文优选实施方案中所述其它烃类燃料的添加剂组合作为残油燃料添加剂。
大批量生产-燃料经济性和降低排放-将1600ml甲苯置于2000ml玻璃Erlenmeyer烧瓶中。如上所述在甲苯上方形成氮气“保护层”。在甲苯中加入32ml霍霍巴油和32gβ-胡萝卜素，在环境至低于约32℃的温度下加热并搅拌10-20分钟制得溶液。使一束光照在溶液上检测溶液中任何未溶解颗粒确定溶解程度。霍霍巴油和β-胡萝卜素完全溶解之后，将该溶液倒入装有2000ml 2号柴油燃料的5000mlErlenmeyer烧瓶中。将盛装霍霍巴油和β-胡萝卜素的甲苯溶液的烧瓶用额外的2号柴油燃料冲洗，冲洗液加入所述5000ml烧瓶的内容物中。将154.88克野豌豆的油提取物加到烧瓶和通过加热和搅拌混合物制得的溶液中。然后在该烧瓶中再加2号柴油至溶液总量为3785ml。将溶液加热并搅拌确保所有组分充分混合。然后在使用之前将所述添加剂包(标记为“大批量添加剂CA”)贮存在顶空有氮气的1加仑金属容器内。
使大小批量添加剂CA以预定比例混入高渣油或船用C级燃料中。在美国，优选每3785ml(1加仑)燃料中存在2至4ml添加剂。在墨西哥，优选每3785ml(1加仑)燃料中存在0.5625至4ml添加剂。但在其它国家或各种其它残油燃料配方中，所述添加剂的存在量可为约0.1ml或更低至约100ml或更高，优选0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40或50ml/3785ml含添加剂的残油燃料。
用于两冲程发动机的添加剂-OR-2T
在马来西亚对包含优选实施方案配方的燃料在两冲程发动机内的燃料进行几个试验。这些试验通过未加添加剂和加添加剂的Petronas2T油(下表中称为“2T”)之间的对比分析测试评价下述OR-2T添加剂的作用。
按在2T油中加入递增的少量OR-2T添加剂的标准规程进行掺混，在选定的2XT Sprinta JASO FC等效2T油中加入不同比例的OR-2T。2XT Sprinta JASO FC加OR-2T添加剂相对于汽油燃料的最终比例为1∶20。整个试验中都保持此比例。但加入2XT Sprinta JASO FC中的OR-2T添加剂的比例改变。
试验设备包括配有自动打印的Hartridge Model 4废气分析仪(来自Lucas Assembly and Test Systems England)和Yamaha RT600A49.9cm3两冲程试验用发动机。试验的汽油燃料是Petronas PrimasPX2，2T发动机油包括Sprinta 2Y9(FB)和Sprinta 2XT(FC)。
利用有集束内光源和烟柱的Hartridge Model-4测量烟含量，一次平均在100-110℃之间，另一次平均在110-120℃之间。以Hartridge烟含量单位(HSU)报告结果，在0至100HSU/加载周期的范围内。最初用Primas PX2和Sprinta 2XT空转油记录一系列烟含量读数获得良好的基线读数重复性。按规定程序评价试验对象(加有OR-2T的2XTSprinta发动机油)得到烟含量读数。以HSU记录烟含量并对试验中所和试验对象制成表格。Petronas在其位于Shah Alam，Malaysia的研究设施进行所有测试。
用于两冲程发动机的0R-2T添加剂在此两冲程发动机的烟气试验中能使烟减少50％。将所述添加剂加入油中，混入油中，然后将油直接倒入汽油燃料箱中。烟尘的平均减少量也超过40％，某些情况下高达50-55％。
此两冲程发动机添加剂的OR-2T配方是由小批量添加剂A和小批量添加剂C制得的。所观测到的烟含量减少量示于表13中。
表13
配方     烟含量变化％
未加添加剂的基础燃料(90.85-92.3的烟点)     ---
A0.28ml+C0.65ml以1∶20的比例加入1加仑2T中     -8％
A1.5ml+C1.22ml以1∶20的比例力加入1加仑2T中     -22％
A0.28ml+C1.42ml以1∶20的比例加入1加仑2T中     -30％
A1.1ml+C10ml以1∶20的比例加入1加仑2T中     -31％
A1.1ml+C20ml以1∶20的比例加入1加仑2T中     -52％
A0.6ml+C20ml以1∶20的比例加入1加仑2T中     -48％
虽然上述添加剂含量对于某些实施方案而言可能是优选的，但其它实施方案中可能优选其它添加剂含量。例如，小批量添加剂A的存在量可为约0.05ml或更低至约100ml或更高/3785ml含添加剂的两冲程发动机用油，优选0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40或50ml/3785ml含添加剂的2T燃料，小批量添加剂C的存在量可为约0.05ml或更低至约100ml或更高/3785ml含添加剂的两冲程发动机用燃料，优选0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40或50ml/3785ml含添加剂的2T燃料。所述含添加剂的2T油通常以约1∶10(基于重量)至1∶40(基于重量)的配比加入基础燃料中，优选约1∶11、1∶12、1∶13、1∶14、1∶15、1∶16、1∶17、1∶18或1∶19(基于重量)至约1∶21、1∶22、1∶23、1∶24、1∶25、1∶26、1∶27、1∶28、1∶29、1∶30、1∶35、或1∶40(基于重量)。但某些实施方案中可能优选更高或更低的比例。
十六烷值改进剂
提供用于提高燃料中十六烷含量的组合物和方法。一实施方案中，所述十六烷值改进剂包括在惰性气氛下制备的β-胡萝卜素。意外地发现在惰性气氛中溶解的β-胡萝卜素比通常常规方法制备的β-胡萝卜素更有效地提高2号柴油燃料的十六烷含量并使提高的十六烷含量保持更长时间。优选实施方案中，通过以下方法制备十六烷值改进剂：在惰性气氛下使β-胡萝卜素与甲苯载液混合，并加入硝酸烷基酯例如硝酸2-乙基己酯。通过本文所述方法制备的优选的十六烷值改进剂以协同方式提高2号柴油燃料中十六烷含量。
β-胡萝卜素作为十六烷改进剂存在于优选实施方案中。β-胡萝卜素可作为单独组分加入燃料配方中，或者可存在或自然存在于另一种组分例如植物油提取物中。β-胡萝卜素是高分子量抗氧化剂。在植物中，作为氧基清除剂而保护叶绿素免于氧化。
β-胡萝卜素可以是天然的或合成的。一种优选实施方案中，以相当于纯度为160万维他命A活性单位的维他命A的形式提供β-胡萝卜素。更低纯度的维他命A也可适用，只要调节用量获得相当的活性。例如，如果纯度是800000维他命A活性单位，则使用量加倍以产生所要活性。
β-胡萝卜素的前体或衍生物例如维他命A可适用于优选实施方案。虽然不希望受任何特定机理限制，但相信优选实施方案配方中的β-胡萝卜素或胡萝卜素或类胡萝卜素的前体或衍生物可在燃烧过程中清除氧基或者可作为用于燃烧的空气/燃料流中存在的可用氧的氧气增溶剂或吸气剂。
虽然许多实施方案中优选β-胡萝卜素，但其它实施方案中可能希望用其它胡萝卜素或类胡萝卜素或其它胡萝卜素或类胡萝卜素的前体或衍生物例如后面所述α-胡萝卜素或类胡萝卜素代替β-胡萝卜素。或者，其它组分可补充β-胡萝卜素，包括但不限于α-胡萝卜素或来自藻类xeaxabthin、crypotoxanthin、番茄红素、叶黄素、椰菜浓缩物、菠菜浓缩物、番茄浓缩物、羽衣甘蓝浓缩物、卷心菜浓缩物、芽甘蓝浓缩物和磷脂、绿茶提取物、水飞雉(milk thistle)提取物、姜黄色素提取物、栎精、菠罗蛋白酶、酸果蔓和酸果蔓粉提取物、菠萝提取物、菠萝叶提取物、迷迭香提取物、葡萄籽提取物、白果提取物、多酚、类黄铜、姜根提取物、山楂浆果提取物、越桔提取物、丁化羟基甲苯(BHT)、万寿菊油提取物、胡萝卜、水果、蔬菜、花、草、天然谷物、树叶、树篱叶、干草、任何活的植物或树之任一和所有油提取物、及其组合或混合物的其它类胡萝卜素。
有保证的植物类胡萝卜素是特别优选的，包括含有番茄红素、叶黄素、α-胡萝卜素、来自胡萝卜或海藻、betatene、和天然胡萝卜提取物的其它类胡萝卜素的那些。某些特别优选的实施方案中，β-胡萝卜素替代物的存在量足以产生与β-胡萝卜素的优选量相当的维他命A活性。但其它实施方案中，维他命A活性可能不是确定替代物量的优选方法，或者所述替代物可没有相当的维他命A活性。
除将β-胡萝卜素以液体形式加入燃料制剂之外，β-胡萝卜素(或其它胡萝卜素或类胡萝卜素、或胡萝卜素或类胡萝卜素的前体或衍生物)也可以固体形式加入，例如以脱水形式或包封的液体或固体形式。β-胡萝卜素或其它植物基材料的溶液或悬浮液的保存和贮存带来极大的益处，例如重量和贮存空间减少、而且稳定性和耐氧化性提高。脱水形式的β-胡萝卜素可通过冷冻干燥、真空干燥或风干、冻干、喷雾干燥、流化床干燥、和本领域已知的其它保存和脱水方法制备。脱水形式的β-胡萝卜素可以脱水形式加入燃料中，或者可以适合溶剂中的再生液体形式加入。一优选实施方案中，将含有β-胡萝卜素的固体加入要加添加剂的燃料中。适合的固体形式包括但不限于片、颗粒、粉末、包封固体和/或包封液体等。所述固体形式中还可存在附加组分。可使用任何适合的包封材料，优选可溶于要加添加剂的燃料的聚合或其它材料。包封材料在燃料中溶解，释放出被包封材料。片剂优选在可接受的时间内溶于燃料。片剂中可包含助溶剂，例如，活性成分的小颗粒或微粒可存在于在燃料中溶解度很高的基质中。可组合使用固体和液体配料方法，固体可在任何优选时间加入燃料或稀释剂中。
一优选实施方案中，可通过以下方法配制十六烷值改进剂。在惰性气氛(例如氮、氦或氩)下，使3gβ-胡萝卜素(160万国际单位的维他命A活性/克)溶于200ml包括甲苯在内的液态烃载体。优选在加热和搅拌下使β-胡萝卜素溶解。在惰性气氛下溶解或以其它方式制备的β-胡萝卜素称为“未氧化的β-胡萝卜素”。β-胡萝卜素的替代物或补充物包括其它胡萝卜素或类胡萝卜素或胡萝卜素或类胡萝卜素的前体或衍生物称为“未氧化的胡萝卜素或类胡萝卜素或胡萝卜素或类胡萝卜素的前体或衍生物”。然后向该混合物中加入约946ml硝酸2-乙基己酯的100％溶液，加甲苯至总体积达到3.785L。
优选实施方案的十六烷值改进剂中，以下组分可与β-胡萝卜素组合使用：丁基化羟基甲苯、番茄红素、叶黄素、所有类型的类胡萝卜素、胡萝卜的油提取物、甜菜、蛇麻草、葡萄、万寿菊、水果、蔬菜、棕榈油、棕榈仁油、棕榈树油、胡椒、棉籽油、稻糠油、任何天然生长的自然为橙色、红色、紫色或黄色的其它植物、或任何可能是天然除氧剂但仍为有机性的其它原料。某些实施方案中，可以优选用这些组分之一或多种全部或部分地代替β-胡萝卜素。
以下产品的油提取物也可与β-胡萝卜素组合使用：α-胡萝卜素，和来自藻类xeaxabthin、crypotoxanthin、番茄红素、叶黄素、椰菜浓缩物、菠菜浓缩物、番茄浓缩物、羽衣甘蓝浓缩物、卷心菜浓缩物、芽甘蓝浓缩物和磷脂的其它类胡萝卜素。此外，绿茶提取物、水飞雉(milk thistle)提取物、姜黄色素提取物、栎精、菠萝蛋白酶、酸果蔓和酸果蔓粉提取物、菠萝提取物、菠萝叶提取物、迷迭香提取物、葡萄籽提取物、白果提取物、多酚、类黄铜、姜根提取物、山楂浆果提取物、越桔提取物、丁化羟基甲苯、万寿菊油提取物、蛇麻草油、霍霍巴油提取物、胡萝卜、水果、蔬菜、花、草、天然谷物、树叶、树篱叶、干草、人和动物的任何原料、和野草的任何和所有油提取物、任何活植物的油提取物、或任何淡水或咸水鱼如鲨鱼的油提取物(包括但不限于角鲨烯、角鲨烷、所有淡水和咸水鱼油、和鱼油提取物)、或动物如鲸的油提取物的其它类胡萝卜素。
某些实施方案中，改进十六烷值的胡萝卜素或类胡萝卜素或胡萝卜素或类胡萝卜素的前体或衍生物与一或多种常规的十六烷值改进剂(如前面所述)一起存在。存在附加的十六烷值改进添加剂时，尤其优选硝酸2-乙基己酯。但应理解，虽然纯的硝酸2-乙基己酯是理想的，但其它硝酸烷基酯或其它等级的硝酸2-乙基己酯也适用。而且，其它硝酸烷基酯或常规的十六烷值改进剂或着炎加速剂(如前面所述)性能与硝酸2-乙基己酯相似因而可代替之对于本领域技术人员来说是显而易见的。理想地，可制备许多不同配方的十六烷值改进剂，有不同的硝酸烷基酯或多于一种硝酸烷基酯和/或其相对于β-胡萝卜素的比例不同。按下述方法评价某些配方提高2号柴油燃料的十六烷含量的能力。上述实施方案中，以上述顺序添加这些成分是理想的。但其它实施方案中，可改变添加顺序。
如上所述制备的十六烷值改进剂是“浓缩十六烷值改进剂”之一实施方案。为改进2号柴油燃料的十六烷含量，每加仑2号柴油燃料中加入约0.1-35ml浓缩十六烷值改进剂。优选加入1加仑2号柴油燃料中的浓缩十六烷值改进剂的量在约0.3至约30ml的范围内，更优选在约0.5至约25ml的范围内，还更优选在约0.75至约20ml的范围内，甚至更优选在约1至约15ml的范围内，最优选约2、3、4或5ml至约6、7、8、9、10、11或12ml。
在独立的石油实验室进行十六烷值测试，这些实验室都是CARB、EPA和ASTM认可的。十六烷值测试方法是ASTM D-613，是已公布的测量2号柴油燃料着火点的方法。表14-23中的试验数据证明本文所述十六烷值改进剂协同地改进2号柴油燃料的十六烷值。制备包含395.8重量份甲苯、660.6重量份硝酸2-乙基己酯和0.53重量份β-胡萝卜素的添加剂OR-CT。处理各种2号柴油燃料试样使之包含1057ppm添加剂OR-CT(称为“2+2”燃料)。下表中称为“1+0.5”的含添加剂的燃料对应于用264ppm OR-CT和132ppm硝酸2-乙基己酯处理的燃料。称为“4+4”的含添加剂的燃料包含1057ppm OR-CT和1057ppm硝酸2-乙基己酯，称为“8+8”的含添加剂的燃料包含2114ppm OR-CT和2114ppm硝酸2-乙基己酯。
表14
配方     十六烷值 相对于基线的变化
基线燃料-2号柴油     44.8 ---
加有8ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     51.8 +7
2号柴油“8+8”     54.4 +9.6
表15
配方     十六烷值 相对于基线的变化
基线燃料-2号柴油+硝酸2-乙基己酯预处理     42.5 ---
2号柴油+硝酸2-乙基己酯预处理“4+4” 44.6 +2.1
表16
配方     十六烷值 相对于基线的变化
基线燃料-2号柴油     37.0     ---
加有8ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     41.8     +4.8
2号柴油“4+4”     41.9     +4.9
2号柴油“8+8”     43.3     +6.3
表17
配方     十六烷值 相对于基线的变化
基线燃料-2号柴油     32.7     ---
加有8ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     39.4     +6.7
2号柴油“4+4”     37.3     +4.6
2号柴油“8+8”     41.4     +8.7
表18
配方     十六烷值 相对于基线的变化
基线燃料-2号柴油     40.6     ---
加有8ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     46.0     +5.4
2号柴油“2+2”     42.6     +2.0
2号柴油“4+4”     45.6     +5.0
表19
配方     十六烷值 相对于基线的变化
基线燃料-2号柴油     34.9     ---
加有1.5ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     39.9     +5.0
2号柴油“1+0.5”     38.8     +3.9
表20
配方     十六烷值 相对于基线的变化
基线燃料-2号柴油     36.4     ---
加有4ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     40.3     +3.9
2号柴油“2+2”     40.7     +4.3
表21
配方     十六烷值 相对于基线的变化
基线燃料-2号柴油     42.2     ---
2号柴油“4+4”     50.7     +8.5
2号柴油“8+8”     60.0     +17.3
基线燃料-2号柴油     47.8     ---
2号柴油“4+4”     57.4     +9.6
2号柴油“8+8”     62.5     +14.7
基线燃料-2号柴油     51.3     ---
2号柴油“4+4”     61.0     +9.7
2号柴油“8+8”     70.5     +19.2
基线燃料-2号柴油     22.9     ---
2号柴油“4+4”     31.6     +8.7
2号柴油“8+8”     36.6     +13.7
基线燃料-2号柴油     31.8     ---
2号柴油“4+4”     39.1     +7.3
2号柴油“8+8”     42.1     +10.3
基线燃料-2号柴油     38.0     ---
2号柴油“4+4”     48.5     +10.5
2号柴油“8+8”     51.1     +13.1
基线燃料-2号柴油     49.2     ---
2号柴油“4+4”     54.6     +5.4
2号柴油“8+8”     62.5     +13.3
表22
配方     十六烷值 相对于基线的变化 与硝酸2-乙基己酯之差
基线燃料-2号柴油     42.7     ---     ---
2号柴油“2+2”     47.6     +4.9     +0.3
仅有2ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     47.3     +4.6 ---
基线燃料-2号柴油     47.8     ---     ---
2号柴油“2+2”     53.6     +5.8     2.3
仅有2ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     51.3     +3.5 ---
基线燃料-2号柴油     50.0     ---     ---
2号柴油“2+2”     55.8     +5.3     +2.3
仅有2.5ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     53.5     +3.0     ---
基线燃料-2号柴油     23.5     ---     ---
2号柴油“2+2”     31.8     +8.3     +2.2
仅有2.5ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     29.6     +6.1     ---
基线燃料-2号柴油     32.4     ---     ---
2号柴油“2+2”     37.9     +5.5     +1.2
仅有2.5ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     36.7     +4.3     ---
基线燃料-2号柴油     38.9     ---     ---
2号柴油“2+2”     42.0     +3.1     +1.8
仅有2.5ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油     40.2     +1.3     ---
基线燃料-2号柴油     49.5     ---     ---
2号柴油“2+2”     51.7     +2.2     -0.1
仅有2.5ml 100％硝酸2-乙基己酯的2号柴油 51.8 +2.3 ---
表23
配方     十六烷值
基线燃料-2号柴油     40.5
仅有10571ppm 2-EHN6的2号柴油     44.98
仅有10571ppm OR-CT3的2号柴油     43.04
有混合的528.52ppm 2-EHN6+528.52ppm OR-CT3的2号柴油     45.39(+0.41)
基线燃料-2号柴油     46.8
仅有10571ppm 2-EHN6的2号柴油     52.75
仅有10571ppm OR-CT3的2号柴油     50.81
有混合的528.52ppm 2-EHN6+528.52ppm OR-CT3的2号柴油 54.02(1.27)
基线燃料-2号柴油     48.79
仅有10571ppm 2-EHN6的2号柴油     53.18
仅有10571ppm OR-CT3的2号柴油     51.13
有混合的528.52ppm 2-EHN6+528.52ppm OR-CT3的2号柴油 54.52(+1.34)
基线燃料-2号柴油     40.5
仅有3004ppm 2-EHN6的2号柴油     43.02
仅有3004ppm OR-CT3的2号柴油     41.48
有混合的1505ppm 2-EHN6+1503ppmOR-CT3的2号柴油 43.34(+0.32)
1＝4毫升/加仑
2＝2毫升/加仑
3＝1×106IU β-胡萝卜素
4＝1.14毫升/加仑
5＝0.57毫升/加仑
6＝硝酸2-乙基己酯
已观测到十六烷值改进剂中过氧化二叔丁基与β-胡萝卜素组合可协同地改善十六烷。还观测到颗粒物(PM)意外地减少。
十六烷值改进剂的某些实施方案中可能优选包括一或多种植物油提取物如野豌豆油提取物和/或热稳定剂如霍霍巴油作为附加添加剂，或者用本文优选实施方案中所述适用于汽油、柴油或其它烃类燃料的添加剂组合作为改进十六烷值的燃料添加剂。
用于煤的添加剂
在实验室制备由以下组分组成的溶液，用于来自中国的煤。使12g30％β-胡萝卜素的花生油溶液溶于100ml甲苯。在此溶液中溶入5g野豌豆油提取物和2ml霍霍巴油。加入甲苯得到4000ml溶液。制备6个试样。三个试样包含含有添加剂的煤(试样4、5和6)。另三个试样由不含添加剂的煤组成(试样1、2和3)。测试的煤来自中国两个不同地方。试样1、2、4和5源于内蒙古的万利煤田，试样3和6源于内蒙古的乌达煤田。用手使原试样尽可能地充分混合，然后从混合的煤中分出100g煤原料作为典型试样。然后以对应于约3.8至11.4L上述液体混合物/1000kg煤的配比对这些典型试样进行喷射处理。然后将这些试样送入Commercial Testing Laboratories in San Pedro，CA进行短期近似分析测试。该测试是确定煤的物性的ASTM程序。对基于“原样”和“干燥”的试样进行测试。表24示出测试结果，包括％水分、％灰分、％硫、和能含量(Btu/lb)。
表24
参数     原样     干基
试样1-基线(万利) ％水分     31.06     ---
％灰分     10.57     15.33
Btu/lb.     7519     10907
％硫     1.49     2.16
试样2-基线(万利) ％水分     3.34     ---
％灰分     17.48     18.08
Btu/lb.     11685     12089
％硫     3.97     4.11
试样3-基线(乌达) ％水分     31.12     ---
％灰分     10.52     15.27
Btu/lb.     7555     10968
％硫     1.65     2.39
试样4-处理的(万利) ％水分     33.91     ---
％灰分     9.46     14.31
Btu/lb.     11034     16696
％硫     0.68     1.03
试样5-处理的(万利) ％水分     16.89     ---
％灰分     13.94     16.77
Btu/lb.     14123     16993
％硫     2.58     3.11
试样6-处理的(乌达) ％水分     35.85     ---
％灰分     8.54     13.31
Btu/lb.     10879     16958
％硫     0.49     0.76
虽然上述添加剂含量对于某些实施方案而言可能是优选的，但其它实施方案中可能优选有其它添加剂含量。例如，添加剂的存在量可为约1ml或更低至约20ml或更高/1000kg未加添加剂的煤，优选约2ml、2.5ml、3ml、3.5ml、4ml、4.5ml、5ml、6ml、7ml、8ml、9ml、10ml、11ml、12ml、13ml、14ml、15ml、20ml、30ml、40ml、50ml、100ml、200ml、300ml、400ml、500ml、600ml、700ml、800ml、900ml、1L、2L、3L、4L、5L、6L、7L、8L、9L、10L、11L、12L、13L、14L、15L、16L、17L、18L或19L/1000kg未加添加剂的煤。
喷气发动机用燃料发烟点的改进
以下β-胡萝卜素配方(加入适合的载体中或与之混合时)可加入喷气发动机用燃料中或与之混合提高燃料的发烟点值，通过ASTMD-1322发烟点试验测量。对喷气发动机用燃料共同关心的问题是特定的批料可能不符合严格的喷气发动机用燃料规范。在喷气发动机用燃料中加入β-胡萝卜素可改善该燃料的发烟点而不需附加的精炼过程。
β-胡萝卜素优选以包含4g合成β-胡萝卜素或10g天然β-胡萝卜素、3000ml喷气发动机用燃料和足以产生3785ml添加剂混合物的甲苯的添加剂混合物形式加入燃料中。所述添加剂混合物通常如下制备：在惰性气氛如氮气气氛下使β-胡萝卜素混入适量的甲苯或另一载液中，然后将所述β-胡萝卜素混合物加入基础喷气发动机燃料中。优选使β-胡萝卜素的添加剂混合物保持在惰性气氛下直至使用。
所述添加剂混合物通常以2-6ml/3785ml喷气发动机用燃料的配比加入喷气发动机用燃料中。所观察到的发烟点提高量通常为使用2ml添加剂/3785ml喷气发动机用燃料时的约2mm至使用6ml添加剂/3785ml喷气发动机用燃料时的约6mm。
发烟点是炼厂确定喷气发动机用燃料是否满足技术要求所采用的主要ASTM测试方法之一。在喷气发动机用燃料中加入添加剂提高该燃料的发烟点使之满足技术要求。这样可使喷气发动机燃料通过最终检验，而不用先经过更苛刻的精炼过程如从喷气发动机用燃料中除去芳烃，从而当发烟点超过容许量时炼厂可以经济有效的方式生产符合ASTM规定的喷气发动机用燃料。也可将燃料送回精炼工艺，但成本更高。
以下ASTM D-1322发烟点测试结果是由纯的标准喷气发动机用燃料和用上述添加剂混合物以不同配比处理的相同燃料获得的。处理过的喷气发动机用燃料观测到发烟点明显提高。测试结果表明在6ml/3785ml处理的喷气发动机用燃料的配比下可获得发烟点的最大提高，在更高配比下观测到发烟点无明显提高。
表25
  基础燃料 配比(/3785ml加添加剂的燃料)     发烟点 相对于基线的变化
    A     0     20.0mm     ---
    A     1ml     23.5mm     +3.5
    B     0     19.5mm     ---
    B     1ml     21.0mm     +1.5
    C     0     20.0mm     ---
    C     0     20.0mm     ---
    D     4ml     24.5mm     +4.5
    D     6ml     25.0mm     +5.0
    E     4ml     24.5mm     +4.5
    E     6ml     25.0mm     +5.0
    F     0     20.0mm     ---
    F     0     20.0mm     ---
    G     8ml     25.0mm     +5.0
    G     8ml     25.0mm     +5.0
    H     8ml     25.0mm     +5.0
    H     8ml     25.0mm     +5.0
虽然上述添加剂含量对于某些喷气发动机燃料配方而言可能是优选的，但其它喷气发动机燃料配方中可能优选有其它添加剂含量。例如，添加剂的存在量可为约0.1ml或更低至约20ml或更高，优选约0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19ml/3785ml未加添加剂的喷气发动机燃料。此外，某些实施方案中可能优选包括一或多种植物油提取物如野豌豆油提取物和/或热稳定剂如霍霍巴油作为附加添加剂，或者用本文优选实施方案中所述适用于汽油、柴油或其它烃类燃料的添加剂组合作为喷气发动机燃料添加剂。
排放测试-汽油车辆
用两种不同型号的PROTON WIRA车辆对欧洲CEC-RF-08-A-85参考燃料(加和未加添加剂)进行“冷起动和热起动”排放试验。该试验是为Malaysia Canada Development Corporation Sdn.Bhd.(MCDC)进行的，由Standards and Industrial Research Ins titute ofMalaysia(SIRIM)监督。在位于Section 27，Selangor Darul Ehsan，Shah Alam，Malaysia的PETRONAS Research&Scientific ServicesSdn.Bhd.(PRSS)车辆排放测试实验室进行。图3提供该车辆排放测试设备的观测系统的示意图。
测试车辆包括两种不同型号的PROTON WIRA，即PROTON WIRA1.6XLi Aeroback-Multipoint injection(自动)和配备催化转化器的PROTON WIRA 1.6XLi Sedan-Multipoint injection(自动)汽油车辆。用未处理和经处理的参考燃料对每个测试车辆进行冷起动和热起动测试。基于未处理参考燃料的排放测量结果确定各车辆的基线排放。
用于评价排放的测试程序按表26所示测试方式进行。
表26
测试车辆 测试方式
测试车辆1(多点喷射) 用未处理参考燃料进行冷起动排放测试
用CEM催化剂燃料体系处理的参考燃料进行冷起动排放测试
测试车辆2(配备催化转化器的多点喷射) 用未处理参考燃料进行热起动排放测试
用CEM催化剂燃料体系处理的参考燃料进行热起动排放测试
测试程序中，用最新的欧洲排放标准ECE R15-04加EUDC测试循环确定测试过程中排放的各排气组分的质量。因为马来西亚政府指示马来西亚采用欧洲排放标准，所以用ECE R15-04加EUDC测试循环进行评价。图4提供欧洲排放标准ECE R15-04加EUDC排放测试循环的图示。
欧洲排放标准测试循环由两部分组成。第一部分称为市区测试循环，表示在市中心驾驶，而排放测试循环的第二部分称为市外驾驶循环。完成第一部分和第二部分测试循环的总累积时间和车辆行驶距离分别为1180秒和11007km。
车辆排放测试程序分为三段。每个测试车辆都经过以下序列：
预备状况检查-排放测试之前，进行预备状况检查，评定测试车辆的“调整状态”。检查点火系统(火花塞、和高压导线等)、点火正时、发动机冷却系统和空气滤清器元件状况，必要时更换。这是为确保车辆处于良好状态及符合发动机制造商的要求。这两辆车的预备状况检查结果示于下表27中。
表27
发动机预备状况检查
车辆1 车辆2
1蓄电池/起动器1.1蓄电池电压1.2起动电压1.3曲轴回转速度 合格合格合格 合格合格合格
2.线圈/导线/火花塞2.1火花塞2.2高压导线电阻状况 合格合格 合格合格
3.燃料喷射3.1空气过滤器检查3.2燃料过滤器检查3.3喷射器状况3.4喷射器操作3.5节气门轴 合格合格合格合格合格 合格合格合格合格合格
4.分配器4.1静态正时4.2转子状况4.3盖的状况4.4电子点火状况4.5真空点火提前装置状况 合格合格合格合格合格 合格合格合格合格合格
5.发动机冷却系统 合格 合格
评价 状况良好 状况良好

Claims (33)

1.烃燃料，包括基础燃料和未氧化的十六烷值改进剂添加剂，所述添加剂选自α-胡萝卜素、或来自藻类xeaxabthin、crypotoxanthin、番茄红素、叶黄素的类胡萝卜素，α-胡萝卜素或来自藻类xeaxabthin、crypotoxanthin、番茄红素、叶黄素的类胡萝卜素的前体，α-胡萝卜素或来自藻类xeaxabthin、crypotoxanthin、番茄红素、叶黄素的类胡萝卜素的衍生物，或其混合物。
2.权利要求1的燃料，其中所述的基础燃料是柴油燃料。
3.权利要求1的燃料，还包括补充的十六烷值改进剂、稀释剂或其混合物。
4.权利要求3的燃料，其中所述补充十六烷值改进剂包括硝酸烷基酯。
5.权利要求4的燃料，其中所述硝酸烷基酯是硝酸2-乙基己酯。
6.权利要求3的燃料，其中所述稀释剂是甲苯。
7.权利要求1的燃料，其中所述添加剂是β-胡萝卜素前体。
8.权利要求2的燃料，其中所述柴油燃料包括0.0001克至0.03克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
9.权利要求2的燃料，其中所述柴油燃料包括0.00025克至0.025克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
10.权利要求2的燃料，其中所述柴油燃料包括0.0005克至0.02克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
11.权利要求2的燃料，其中所述柴油燃料包括0.001克至0.015克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
12.权利要求2的燃料，其中所述柴油燃料包括0.002克至0.01克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
13.权利要求12的燃料，其中所述柴油燃料包括0.025克至10克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料。
14.权利要求12的燃料，其中所述柴油燃料包括0.075克至7.5克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料。
15.权利要求12的燃料，其中所述柴油燃料包括0.1克至5克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料。
16.权利要求12的燃料，其中所述柴油燃料包括1克至4.0克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料。
17.权利要求2的燃料，其中所述基础燃料包括2号柴油燃料。
18.烃燃料，包括基础燃料和未氧化的十六烷值改进剂添加剂，所述添加剂选自来自椰菜浓缩物、菠菜浓缩物、番茄浓缩物、羽衣甘蓝浓缩物、卷心菜浓缩物或芽甘蓝提取物的类萝卜素或其混合物。
19.权利要求18的燃料，其中所述的基础燃料是柴油燃料。
20.权利要求18的燃料，还包括补充的十六烷值改进剂、稀释剂或其混合物。
21.权利要求20的燃料，其中所述补充十六烷值改进剂包括硝酸烷基酯。
22.权利要求21的燃料，其中所述硝酸烷基酯是硝酸2-乙基己酯。
23.权利要求20的燃料，其中所述稀释剂是甲苯。
24.权利要求19的燃料，其中所述柴油燃料包括0.0001克至0.03克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
25.权利要求19的燃料，其中所述柴油燃料包括0.00025克至0.025克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
26.权利要求19的燃料，其中所述柴油燃料包括0.0005克至0.02克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
27.权利要求19的燃料，其中所述柴油燃料包括0.001克至0.015克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
28.权利要求19的燃料，其中所述柴油燃料包括0.002克至0.01克未氧化的十六烷值改进剂/3785毫升柴油燃料。
29.权利要求21的燃料，其中所述柴油燃料包括0.025克至10克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料。
30.权利要求21的燃料，其中所述柴油燃料包括0.075克至7.5克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料。
31.权利要求21的燃料，其中所述柴油燃料包括0.1克至5克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料。
32.权利要求21的燃料，其中所述柴油燃料包括1克至4.0克硝酸烷基酯/3785毫升柴油燃料。
33.权利要求19的燃料，其中所述基础燃料包括2号柴油燃料。
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