CN101103097A - 燃料组合物 - Google Patents

燃料组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN101103097A
CN101103097A CNA2005800465686A CN200580046568A CN101103097A CN 101103097 A CN101103097 A CN 101103097A CN A2005800465686 A CNA2005800465686 A CN A2005800465686A CN 200580046568 A CN200580046568 A CN 200580046568A CN 101103097 A CN101103097 A CN 101103097A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
engine
fuel composition
metal
hydrocarbon component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2005800465686A
Other languages
English (en)
Inventor
C·W·克莱顿
M·A·达尔斯特罗姆
G·R·李
R·J·普赖斯
S·J·史密斯
N·P·泰特
J·F·沃林顿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication of CN101103097A publication Critical patent/CN101103097A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

一种燃料组合物，其包括主要量的适用于压燃式发动机中的燃料，所述燃料包括在柴油沸程内沸腾的一种或多种烃组分，至少一种所述烃组分已经利用与所述烃组分处于不同物理相态的金属吸附或吸收材料处理过，优选降低所述至少一种烃组分内至少一种金属的含量，更优选降低至少一种较重金属的含量，最优选降低锌的含量，以便降低从压燃式发动机至所述燃料组合物引入其内的燃烧腔室中的NOx和任选的颗粒物的排放，所述处理包括物理分离烃组分与金属吸附或吸收相；制备这种组合物的方法；和降低这种发动机的NOx和任选的颗粒物的排放的方法。

Description

燃料组合物
技术领域
本发明涉及燃料组合物、其制备方法及其在压燃式发动机操作中的用途。
背景技术
已知通过使烃通过过滤或吸收材料例如漂白土或活性炭来处理烃，正如在US-A-2090007、US-A-2338142或GB-A-614636中所公开的。
GB-A-437023公开的方法通过在足以维持烃基本为液相的高温和超大气压下，用固体活性吸附剂例如漂白土、粘土或其它合适的吸附催化剂处理，来精制基本为汽油沸程的裂解烃，该方法包括首先从所述烃中除去相对不稳定的低沸点成分，即溶解的气体、丙烷、部分或全部丁烷及它们相应的不饱和物，和通过对所述烃进行稳定分级降低所述烃的蒸汽压，然后对仍然热的稳定烃进行所述精制处理。
US-A-3529944公开的方法用于澄清和稳定易于氧化劣化的烃液体，特别是喷气式发动机燃料，该方法包括向燃料中添加促进燃料氧化劣化的材料，例如多苯基取代的低级烷烃或低级烯烃、柠檬酸的链烷醇酯或乙酰氧基乙基单丁醚；使烃液体穿过固体粒状吸附剂介质，以除去微小杂质和氧化劣化产物；之后添加附加量的稳定材料，以稳定烃液体防止进一步氧化劣化。合适的吸附剂材料(第5栏第22-25行)包括各类天然或合成粘土(处理或者未处理的)、漂白土、硅镁土、硅胶和吸附剂催化剂。在实施例中，通过经硅镁土粘土过滤处理喷气式发动机燃料。
在US-A-4225319中，为了抑制化油器沉积物的形成，将吸附剂处理过的催化剂裂解的汽油共混到用于内燃机中的燃料组合物内。在第2栏第57-62行中，描述了可用于“处理催化裂解汽油的吸附剂包括许多公知的吸附剂，例如二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、活性炭、碳黑、硅酸镁、硅酸铝、沸石、粘土、漂白土、氧化镁和类似物”。在实施例中，所使用的吸附剂是硅胶。
US-A-5951851涉及从流体(特别是诸如汽油、喷气式发动机燃料、柴油、煤油之类的燃料和诸如醚之类的燃料添加剂)中除去元素硫的方法。该方法包括使硫污染的流体与层状双氢氧化物(doublehydroxide)(或水滑石)Mg2AlNO3；mH2O或Mg3AlNO3；mH2O接触，其中m是水合的水的数量。实施例1中表明美国活性白土、分子筛5埃、硅胶、氧化铝、三羟铝石、四苯基-蒙脱石、Kao-EG.9.4埃、Kao-四甘醇、Al13柱状蒙脱石、四甲基铵-蒙脱石、坡缕石-PF1-s、高岭石KGa-1、Kao-溶纤剂和蒙脱石铁(III)在除去元素硫方面是无效的，而水滑石Al2LiCl、Mg2AlNO3、Mg2FeNO3、Mg3FeNO3和Mg3AlNO3可特别有效地除去元素硫。
New Encyclopedia Britannica，Macropaedia，第4卷，第15版，1984，ISBN 0-85229-413-1，第700-706页基于原子结构和化学组成的变化，将粘土矿物分成9组，即(1)水铝英石、(2)高岭石、(3)多水高岭土、(4)绿土、(5)伊利水云母、(6)绿泥石、(7)蛭石、(8)海泡石、硅镁土和坡缕石，和(9)混合层状粘土矿物。
第(8)组，海泡石、硅镁土和坡缕石被描述为纤维粘土矿物，这些物质具有与c轴平行取向的闪石双二氧化硅链作为重要的结构元素。
已知柴油燃料可含有多种痕量金属。这种金属的含量取决于多种因素，其中包括所述燃料从中衍生的原油源、所使用的炼制工艺类型和所述燃料的处理、储存以及分配历史。
现已令人惊奇地发现，若柴油组合物中的至少一种烃组分已经利用与所述烃组分处于不同物理相态的金属吸附或吸收材料处理过，所述材料可例如为与烃组分不混溶(其中包括具有最小或低的溶解度)的液体形式或固体形式，优选为固体，以降低所述组分内痕量金属污染物的含量，更优选降低较重金属的含量，最优选降低锌的含量，则当该燃料组合物用于压燃式发动机内以驱动所述发动机时，该燃料组合物显示出降低的排放量，特别是降低的NOx和任选的颗粒物的排放。所述处理包括例如通过滗析不混溶的液体、过滤、涡流、离心和重力分离中的一种或多种，从而物理分离烃组分与金属吸附或吸收相。
针对本发明目的，“较重金属”定义为原子数大于或等于20的金属。
发明内容
根据本发明，提供一种燃料组合物，其包括主要量的适用于压燃式发动机中的燃料，所述燃料包括在柴油沸程内沸腾的一种或多种烃组分，至少一种所述烃组分已经利用与所述烃组分处于不同物理相态的金属吸附或吸收材料处理过，优选降低所述至少一种烃组分内至少一种金属的含量，更优选降低至少一种较重金属的含量，最优选降低锌的含量，以便降低从压燃式发动机至所述燃料组合物引入其内的燃烧腔室中的NOx和任选的颗粒物的排放，所述处理包括物理分离烃组分与金属吸附或吸收相。
优选地，金属吸附或吸收材料选自纤维粘土矿物、硅藻土、石墨、活性炭、聚合物吸附剂或吸收剂、离子交换树脂和络合或螯合剂，所述材料可以是与烃组分不混溶(其中包括具有最小或低的溶解度)的液体形式或者固体，更优选为固体。所述络合或螯合剂优选包括具有一个或多个充当配体或形成络合物或者在其它情况下吸引金属的官能团的分子。
海泡石、硅镁土和坡缕石组的纤维粘土矿物必需至少含有海泡石、硅镁土和坡缕石组中的至少一种矿物。在公布的文献中，按照多种不同的方式，针对粘土使用术语“漂白土”，但在本发明的上下文中，“漂白土”包括海泡石、硅镁土和坡缕石组中的至少一种矿物。一类漂白土可包括蒙脱石和坡缕石的混合物。
优选地，纤维粘土矿物是海泡石、硅镁土或漂白土。
优选地，所述聚合物材料选自聚烯烃例如聚丙烯酸酯或聚苯乙烯、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚胺和聚砜材料，例如AMBERLITE XAD-4、AMBERLITE XAD-7和AMBERLITE XAD-16非离子聚合物吸附剂和在硅胶上的聚乙烯亚胺(获自Aldrich)，所述聚合物材料为固体形式、或者键合到固体上、或者为与烃组分不混溶(其中包括具有最小或低的混溶度)的液体或悬浮液或溶解形式。
优选地，所述硅藻土的实例包括DAMOLIN MOLER(获自Damolin)和HYFLO SUPER CEL(获自Aldrich)。
优选地，所述络合或螯合剂选自：氮材料，例如胺、酰胺、聚胺、环状聚胺，其中包括但不限于卟啉、N，N′-二亚水杨基丙二胺的衍生物；硫材料，例如硫化物、砜、亚砜、磺酸盐、硫醇；阴离子材料，例如羧酸盐；氧物种，例如醇、酮、酚类和醚类，其中包括聚醚和环状聚醚(冠醚)；和含有氮与氧二者的物种，例如穴状配体和唑类及它们的衍生物，所述络合或螯合剂为固体形式、或者键合到固体上、或者为与烃组分不混溶(其中包括具有最小或低的混溶度)的液体或悬浮液或溶解形式。
优选地，所述离子交换树脂选自：矿物物种，例如硅胶，和具有诸如磺酸根和羧酸根之类官能团的聚合物，例如以商品名AMBERLITE、AMBERLYST、DOWEX和SEPHADEX获自Aldrich的一些产品。
优选地，用金属吸附或吸收材料处理至少两种所述烃组分的共混物。
根据本发明，还提供制备本发明的燃料组合物的方法，该方法包括用金属吸附或吸收材料处理在柴油沸程内沸腾的至少一种烃组分，优选降低所述至少一种烃组分内至少一种金属的含量，更优选降低至少一种较重金属的含量，最优选降低锌的含量，和任选在所述处理之前或之后，共混所述至少一种烃组分与至少一种在柴油沸程内沸腾的其它烃组分，以形成适用于压燃式发动机内的燃料。
优选地，所述方法包括共混至少两种在柴油沸程内沸腾的烃组分，和利用所述金属吸附或吸收材料处理所得混合物，以形成适用于压燃式发动机内的燃料。
根据本发明，进一步提供操作压燃式发动机的方法，该方法包括将本发明的燃料组合物引入到该发动机的燃烧腔室内。
根据本发明，仍进一步提供降低压燃式发动机的NOx和任选的颗粒物的排放的方法，所述方法包括将本发明的燃料组合物引入到该发动机的燃烧腔室中。
根据本发明，仍进一步提供本发明的燃料组合物在压燃式发动机中的用途，为的是降低所述发动机的NOx和任选的颗粒物的排放。
根据本发明，仍进一步提供降低压燃式发动机的NOx和任选的颗粒物的排放的方法，所述方法包括用本发明的燃料组合物替代所述压燃式发动机内的燃料组合物。
在本说明书中，术语“降低”是指与利用金属吸附或吸收材料处理之前相比，或者适当地与使用没有进行过所述处理的柴油组合物时相比。
吸附或吸收痕量元素到粘土上的方法尚未完全被理解。一种可能性是金属以与它们键合到配体上相同的方式键合到所述表面上。配体是充当电子供体并吸引金属原子或离子的分子或离子。
本发明涉及的燃料组合物包括在机动车压燃式发动机中以及在其它类型发动机例如船舶、铁路和固定的发动机中使用的柴油组合物，和在加热应用(如锅炉)中使用的工业瓦斯油，条件是这些非机动车燃料不含有残留的(未馏出)组分。
基础燃料本身可包括两种或更多种柴油组分的混合物，和/或如以下所述添加添加剂。
这种柴油燃料组合物含有一种或多种基础燃料，所述基础燃料可以典型地包括液体烃的中间馏出液瓦斯油，例如石油衍生的瓦斯油。这种燃料组合物的沸点典型地在150-400℃的通常柴油范围内。这取决于等级和用途。它们在15℃下的密度(例如ASTM D4502或IP 365)典型地为750-1000kg/m3，优选对于机动车应用来说为780-860kg/m3，和辛烷值(ASTM D613)为35-120，更优选40-85。它们的起始沸点范围典型地为150-230℃，和最终沸点范围为290-400℃。它们在40℃下的运动粘度(ASTM D445)合适地可能为1.5-6mm2/s。
这种工业瓦斯油含有基础燃料，所述基础燃料可包括在传统的炼制工艺中获得的燃料馏分，例如煤油或瓦斯油馏分，其中所述炼制工艺将提升原油原料的质量使之成为有用的产品。优选地，这种馏分含有碳数范围为5-40、更优选5-31、仍更优选6-25、最优选9-25的组分，和这种馏分在15℃下的密度为650-1000kg/m3，在20℃下的运动粘度为1-80mm2/s，和沸程为150-400℃。
任选地，非矿物油基燃料例如沸-托衍生的燃料、生物物质衍生的材料、生物燃料组分如脂肪酸甲酯或页岩油也可形成燃料组合物或者存在于燃料组合物内。这类费-托燃料可例如衍生自天然气、天然气液体、石油或页岩油、石油或页岩油加工残渣、煤或生物物质。
在柴油燃料组合物中所使用的费-托衍生燃料的量可以是整个柴油组合物的0.5-100v％，优选5-75％v。可能希望所述组合物含有大于或等于10％v、更优选大于或等于20％v、仍更优选大于或等于30％v的费-托衍生燃料。所述组合物特别优选含有30-75％v和特别为30或70％v的费-托衍生燃料。所述燃料组合物的余量由一种或多种其它燃料组成。
工业瓦斯油组合物优选包括大于50wt％、更优选大于70wt％的费-托衍生的燃料组分。
这种费-托衍生的燃料组分是中间馏出液燃料范围的任何馏分，其可从(加氢裂解)的费-托合成产物分离出来。典型的馏分在石脑油、煤油或瓦斯油范围内沸腾。优选使用在煤油或瓦斯油范围内沸腾的费-托产品，这是因为这些产物在例如国内环境中比较容易处理。这类产物合适地包括大于90wt％的在160-400℃、优选至约370℃下沸腾的馏分。在EP-A-0583836、WO-A-97/14768、WO-A-97/14769、WO-A-00/11116、WO-A-00/11117、WO-A-01/83406、WO-A-01/83648、WO-A-01/83647、WO-A-01/83641、WO-A-00/20535、WO-A-00/20534、EP-A-1101813、US-A-5766274、US-A-5378348、US-A-5888376和US-A-6204426中描述了费-托衍生的煤油和瓦斯油的实例。
费-托产品合适地含有大于80wt％和更合适地为大于95wt％的异链烷烃和正链烷烃，和小于1wt％的芳烃，且余量为环烷化合物。硫和氮的含量非常低且通常低于这些化合物的检测极限。由于这一原因，含有费-托产品的燃料组合物的硫含量可能非常低。
燃料组合物优选含有不大于5000ppmw的硫，更优选不大于500ppmw，或不大于350ppmw，或不大于150ppmw，或不大于100ppmw，或不大于50ppmw，或最优选不大于10ppmw的硫。
基础燃料本身可添加添加剂(含有添加剂)或者未添加添加剂(不含添加剂)。若例如在炼厂添加添加剂，则它将含有少量的一种或多种选自例如抗静电剂、管线阻力降低剂、流动改进剂(例如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物或丙烯酸酯/马来酸酐共聚物)、润滑添加剂、抗氧化剂和石蜡抗沉降剂中的添加剂。
含清净剂的柴油燃料组合物是已知的且可商购。这些添加剂可以以打算降低、除去或减慢发动机沉积物累积的水平添加到柴油燃料中。
对于本发明的目的来说，适合于在燃料添加剂中使用的清净剂的实例包括多胺的聚烯烃取代的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺，例如聚异丁烯琥珀酰亚胺或聚异丁烯胺琥珀酰胺、脂族胺、曼尼希碱或胺和聚烯烃(例如聚异丁烯)马来酸酐。例如在GB-A-960493、EP-A-0147240、EP-A-0482253、EP-A-0613938、EP-A-0557516和WO-A-98/42808中描述了琥珀酰亚胺分散添加剂。特别优选的是聚烯烃取代的琥珀酰亚胺，例如聚异丁烯琥珀酰亚胺。
添加剂可含有除清净剂以外的其它组分。实例是：润滑增强剂；除雾剂组合物，例如含有烷氧基化苯酚甲醛聚合物的那些；消泡剂(例如聚醚改性的聚硅氧烷)；点火改进剂(十六烷改进剂)(例如2-乙基己基硝酸酯(EHN)、硝酸环己酯、二叔丁基过氧化物和在US-A-4208190中第2栏第27行-第3栏第21行中公开的那些)；防锈剂(例如四丙烯基琥珀酸的丙烷-1，2-二醇半酯，或琥珀酸衍生物的多元醇酯，在其至少一个α碳原子上具有含20-500个碳原子的未取代或取代的脂族烃基的琥珀酸衍生物，例如聚异丁烯取代的琥珀酸的季戊四醇二酯)；腐蚀抑制剂；芳香剂；耐磨添加剂；抗氧化剂(例如酚类如2，6-二叔丁基苯酚，或苯二胺如N，N′-二仲丁基对苯二胺)；金属失活剂；和燃烧改进剂。
特别优选的是添加剂包括润滑增强剂，特别是当燃料组合物具有低(例如小于或等于500ppmw)的硫含量时更是如此。在添加了添加剂的燃料组合物中，润滑增强剂适宜的存在浓度小于1000ppmw，优选介于5至1000ppmw之间。合适的可商购的润滑增强剂包括酯基和酸基添加剂。在专利文献中描述了其它润滑增强剂，特别涉及它们在低硫含量的柴油燃料中的用途，例如：
-Danping Wei和H.A.Spikes的论文，“The Lubricity of DieselFuels”，Wear，III(1986)217-235；
-WO-A-95/33805-低温流动性改进剂，以提高低硫燃料的润滑性；
-WO-A-94/17160-羧酸和醇的一些酯作为燃料添加剂用于在柴油发动机注入体系内降低磨耗，其中酸具有2-50个碳原子，和醇具有大于或等于1个碳原子，特别是单油酸甘油酯和己二酸二异癸酯；
-US-A-5490864-一些二硫代磷酸二酯二醇作为低硫柴油燃料的耐磨润滑添加剂；和
-WO-A-98/01516-具有至少一个连接到其芳核上的羧基的一些烷基芳族化合物，特别是在低硫柴油燃料中赋予耐磨的润滑效果。
还优选的是添加剂含有消泡剂，更优选与防锈剂和/或腐蚀抑制剂和/或润滑添加剂组合。
除非另有说明，在添加了添加剂的燃料组合物内每种所述附加组分的(活性物质)浓度优选最多10000ppmw，更优选范围为0.1-1000ppmw，有利地为0.1-300ppmw，例如0.1-150ppmw。在燃料组合物内任何除雾剂的(活性物质)浓度范围优选为0.1-20ppmw，更优选1-15ppmw，仍更优选1-10ppmw，有利地为1-5ppmw。所存在的任何点火改进剂的(活性物质)浓度优选为小于或等于2600ppmw，更优选小于或等于2000ppmw，常规地为300-1500ppmw。
视需要，可在添加剂母料内共混以上所列添加剂组分，优选与合适的稀释剂一起共混，和添加剂母料可以合适用量分散到燃料内，以形成本发明的组合物。
在柴油燃料组合物的情况下，例如添加剂典型地包含清净剂(任选与以上所述的其它组分一起)、以及与柴油燃料相容的稀释剂(其可以是载体油(例如矿物油))、聚醚(其可被封端或未封端)、非极性溶剂如甲苯、二甲苯、石油溶剂油和由Shell公司以商标“SHELLSOL”销售的那些)。
添加剂的总含量可合适地为0-10000ppmw，和优选低于5000ppmw。
在本说明书中，各组分的含量(浓度，％v，ppmw，wt％)是活性物质的含量，即不包括挥发性溶剂/稀释剂材料。
可在任何添加剂合适地共混到燃料组合物内之前或之后，应用本发明的处理。
本发明特别适用于其中所述燃料组合物用于或打算用于在例如旋转泵、在线泵、单元泵、电子单元注入器或共同轨道类型的直接注入柴油发动机内、在间接注入的柴油发动机内或者在均匀进料的压燃式发动机内的情况下。该燃料组合物可适用于重和/或轻型柴油发动机内。
如上所述，它还可用于其中燃料组合物用于加热应用例如锅炉中的情况。这种锅炉包括标准锅炉、低温锅炉和冷凝锅炉，且典型地用于加热水以供工业或家庭应用，例如空间加热和水加热。
在柴油燃料组合物中，可通过已知在柴油中使用的含氧化合物如酯补充烃。
在本发明的方法中，非常方便的是在环境温度下，利用液相烃进行利用金属吸附或吸收材料的处理。在环境温度下，所述处理可以非常方便地在大气压下进行。
尽管当已知特定的烃炼制组分或燃料组合物的组合/组分至少对待除去金属的存在负主要责任时，所述组分或组分组合可用金属吸附或吸收材料处理，之后再与至少其它烃炼制组分共混以形成燃料组合物，但也可处理充分预混的燃料组合物。
通过参考下述实施例进一步描述本发明，其中除非另有说明，份数和百分数均以重量计，和温度为摄氏度。
实施例
实施例1
实施例1中所提到的燃料如表1所述：
表1
性能 燃料A 燃料B
15℃下的密度(kg/m3)  835.7  835.5
十六烷  52.7  53.3
硫mg/kg  212  210
蒸馏(℃)
IBP  183.0  185.3
10％rec  208.5  210.5
20％rec  221.5  222.8
30％rec  235.0  235.5
40％rec  248.5  249.1
50％rec  263.0  263.6
60％rec  277.5  278.2
70％rec  293.5  293.9
80％rec  311.5  310.6
90％rec  333.0  331.9
95％rec  350.0  348.3
FBP  361.0  361.1
HPLC芳烃(％m/m)
单  26.8  26.7
二  4.5  4.2
三  0.7  0.5
总计  32  31.4
燃料A是获自Hungary的市售燃料，它符合EN590且在没有任何进一步处理的情况下使用。燃料B是如下所述已经通过流经粘土柱处理的燃料A。
通过比较表1中所列出的燃料A和B的特征，可以看出，通过粘土处理，物理性能(密度和十六烷值)基本上没有变化。也可以看出，通过所述处理，芳烃(单-、二-和三-)的含量和硫含量也基本上没有变化，这与蒸馏特征一样。
金属含量和过滤
使用下述技术ICP-MS(电感耦合等离子体质谱法)，测定燃料A的金属含量。所述技术包括喷洒含金属的燃料到喷雾腔室内，形成微细的喷雾。此处除去较大的液滴，并使1-2％的样品溶液进入电感耦合等离子体内。在石英喷灯内，借助强磁场和流动的氩气的相互作用，产生等离子体。等离子体的排放具有高的温度，约10000℃。在ICP-MS中，使用等离子体生成带正电离子。一旦在等离子体内产生离子，则它们经界面区域被导入到质谱仪内，由此处正离子向下聚焦到四倍(quadruple)质谱仪中。下表2中列出了结果(单位ppbw)。
高度约1米和直径7.5cm、在底部具有塞子和在顶部具有松玻璃盖的玻璃柱刚好在塞子上方配有玻璃棉层，然后负载0.5kg粉末形式的干燥粘土。粘土填充柱子到塞子上方约40cm处，和玻璃棉层防止粘土落到塞子内。
然后将环境温度(20℃)下的燃料A倾倒到柱子内至粘土上方25-30cm深度处。调节流量为11/h，和柱子用燃料常规加满。总计50升的体积流经柱子。弃置第1升渗透液，随后收集5升样品(燃料B)。测试第2、4、6、8和最后的样品(燃料B)中的金属含量。下表2中列出了平均值(单位：ppbw)：
表2
金属 燃料A 燃料B
 Ag ＜50 ＜50
 B ＜50 ＜50
 Cr 14 ＜5
 Cu ＜50 ＜50
 Fe 84 ＜5
 Mg 76 ＜5
 Mn 8 ＜5
 Mo ＜50 ＜50
 Ni ＜50 ＜50
 Pb 50 ＜40
 Sn ＜50 ＜50
 Ti ＜50 ＜50
 Zn 1500 26
 V ＜50 ＜50
应注意，在粘土处理之后，铬(Cr)、铁(Fe)、铅(Pb)、镁(Mg)、锰(Mn)和锌(Zn)的含量全部下降。锌含量的下降特别明显。
可通过优化工艺的操作条件，使燃料流经第二固体床层或者通过其它方式，来进一步降低金属的含量。
所使用的粘土是硅镁土，其筛目尺寸为30-60(0.500-0.250mm)，获自Wilfrid Smith Limited(由Millwhite制造)。其它合适的粘土包括漂白土，例如筛目尺寸为30-60，获自Aldrich，和海泡石，例如等级为30-60，获自Steetly Bentonite&Absorbents Ltd.。
排放行为
然后使用表3所列的车辆，测量燃料A和B的排放行为，所述车辆代表两种主要的轻型燃料注入体系(直接注入(DI)和间接注入(IDI))：
表3
车辆 发动机规格(L) 气缸个数 阀门个数 注入体系
VW Golf  1.9  4  8  DI
VW Passat  1.9  4  8  IDI
按照表4所列顺序，在上述车辆中测试燃料A和B：
表4
车辆 试验燃料
VW Golf  AABBAABB
VW Passat  AABBAABB
每一试验包括标准ECE+EUDC循环(ECE 1505M 11s 221)，其中使用2+2+1的装袋策略，测量总烃、NOx、CO、CO2和颗粒物。
在每一天的测试期间，利用一种燃料测试两辆车：
第1天：利用燃料A预调节两辆车；
第2天：利用燃料A排放测试VW Golf和VW Passat；
第3天：利用燃料A排放测试VW Golf和VW Passat，改变燃料，和采用燃料B预调节两辆车；
第4天：利用燃料B排放测试VW Golf和VW Passat等。
为了避免粘土处理燃料中的痕量金属污染，从清漆为衬里的燃料罐和非金属燃料管线到每一车辆的燃料泵中进行测试。在每一排放试验最后，保留燃料样品，并提交元素分析。这肯定了在测试过程中没有发生痕量金属污染。
以下列出了排放试验的结果，即表5(NOx)、表6(颗粒物)、表7(CO)、表8(总烃)和表9(CO2)，在所有表中单位均为g/km：
表5
燃料A 燃料B
VW Golf  0.4236  0.3848
VW Passat  1.1849  1.1306
车辆平均  0.8043  0.7577
表6
燃料A 燃料B
 VW Golf  0.05665  0.05102
 VW Passat  0.03843  0.03246
 车辆平均  0.04754  0.04174
表7
燃料A 燃料B
 VW Golf  0.577  0.572
 VW Passat  0.245  0.249
 车辆平均  0.411  0.411
表8
燃料A 燃料B
 VW Golf  0.137  0.138
 VW Passat  0.019  0.018
 车辆平均  0.078  0.078
表9
燃料A 燃料B
 VW Golf  133.75  127.65
 VW Passat  176.20  174.51
 车辆平均  154.98  151.08
根据表7、8和9可以看出，CO、总烃和CO2的含量在燃料A和B之间没有变化或者基本上没有变化。以下即表10(NOx)和表11(颗粒物)列出了与使用燃料A相比时使用燃料B的益处，即NOx和颗粒物的含量的百分数改进。
表10
 NOx益处[％]
 VW Golf  9.2
 VW Passat  4.6
 车辆平均  6.9
表11
 颗粒物益处[％]
VW Golf  9.9
VW Passat  15.5
车辆平均  12.7
实施例2
实施例2中所提到的燃料如表12中所述：
表12
性能 燃料C 燃料D 燃料E 燃料F 燃料G
15℃下的密度(g/cm3) 0.8394  0.8391  0.8391  0.8394  0.8395
燃料C是275ppmw硫的柴油燃料，燃料D、E、F和G是如下所述通过分别流经DAMOLIN MOLER(获自Damolin的硅藻土)、AMBERLITEXAD-7(获自Aldrich的聚合物吸附剂)、在硅胶上的聚乙烯亚胺(获自Aldrich)和AMBERLYST 15(获自Aldrich的离子交换树脂)处理的燃料C。
可以看出，通过处理燃料C-G的密度基本上没有变化。
金属含量和过滤
使用实施例1针对燃料A所述的技术，测定燃料C的金属含量。下表13中列出了结果(ppbw)。
然后如下所述，在环境温度(20℃)下，分别采用金属吸附或吸收材料DAMOLIN MOLER、AMBERLITE XAD-7、在硅胶上的聚乙烯亚胺和AMBERLYST 15处理燃料C，以产生燃料D-G。
当燃料C在高约1m和直径约7.5cm且在底部具有塞子的柱子内处理时，获得燃料D。在玻璃棉层的顶上将约250g干燥固体装载到柱子内。固体填充柱子至塞子上方约20cm。燃料一次通过柱子，开始的～100ml弃置掉。
当在高约50cm和直径2cm且在底部具有塞子的柱子内处理燃料C时，获得燃料E、F和G。在每一情况下，在玻璃棉层的顶上将约40g固体装载到柱子内。固体填充柱子至塞子上方约30cm。燃料一次通过柱子，开始的～100ml弃置掉。
然后测试燃料D-G的金属含量。下表13中列出了平均值(ppbw)：
表13
金属 燃料C 燃料D 燃料E 燃料F 燃料G
 Ag ＜20 ＜20 ＜20 ＜20 ＜20
 Al ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 Nd
 B ＜500 ＜500 ＜500 ＜500 Nd
 Cr ＜20 ＜20 ＜20 ＜20 ＜5
 Cu 275 ＜10 30 145 130
 Fe 10 ＜5 ＜5 ＜5 ＜5
 Mg ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜5
 Mn ＜5 ＜5 ＜5 ＜5 ＜5
 M0 ＜20 ＜20 ＜20 ＜20 ＜20
 Ni ＜20 ＜20 ＜20 ＜20 Nd
 Pb ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜50
 Sn ＜50 ＜50 ＜50 ＜50 ＜50
 Ti ＜20 ＜20 ＜20 ＜20 ＜20
 V ＜50 ＜50 ＜50 ＜50 Nd
 Zn 1740 ＜5 5 160 590
nd＝没有测定
应注意，在用每种金属吸附或吸收材料处理之后，铜(Cu)、铁(Fe)和锌(Zn)的含量下降。锌含量的下降特别明显。
可通过优化工艺条件，或通过使燃料流经与金属吸附或吸收材料接触的第二工艺，或者通过替代方式，来进一步降低燃料内金属的含量。进一步降低金属含量可能是所需的，以便在发动机的操作过程中，实现NOx和颗粒物形成的最佳降低。
上述数据很清楚地表明，通过粘土处理燃料A，NOx和颗粒物的排放下降。这一点的实现对多个燃料性能(表1)或对CO、总烃和CO2的排放(表7、8和9)没有任何明显影响。
当用任何金属吸附或吸收材料预处理燃料中的烃组分时，所述金属吸附或吸收材料例如以上所述的那些，特别是明显有效降低燃料内锌含量的那些，将预期到NOx和颗粒物的排放的类似下降。
因此，本发明提供改进即降低压燃式发动机的排放的方法，所述方法包括用金属吸附或吸收材料预处理待用于该发动机中的燃料的至少一种烃组分。

Claims (10)

1.一种燃料组合物，其包括主要量的适用于压燃式发动机中的燃料，所述燃料包括在柴油沸程内沸腾的一种或多种烃组分，至少一种所述烃组分已经利用与所述烃组分处于不同物理相态的金属吸附或吸收材料处理过，优选降低所述至少一种烃组分内至少一种金属的含量，更优选降低至少一种较重金属的含量，最优选降低锌的含量，从而降低从压燃式发动机至所述燃料组合物引入其内的燃烧腔室中的NOx和任选的颗粒物的排放，所述处理包括物理分离烃组分与金属吸附或吸收相。
2.权利要求1的燃料组合物，其中金属吸附或吸收材料选自纤维粘土矿物、硅藻土、石墨和活性炭。
3.权利要求1的燃料组合物，其中金属吸附或吸收材料选自聚合物吸附剂或吸收剂和离子交换树脂。
4.权利要求1的燃料组合物，其中金属吸附或吸收材料选自络合剂或螯合剂。
5.一种制备权利要求1-4任一项的燃料组合物的方法，该方法包括用金属吸附或吸收材料处理在柴油沸程内沸腾的至少一种烃组分，优选降低所述至少一种烃组分内至少一种金属的含量，更优选降低至少一种较重金属的含量，最优选降低锌的含量，和任选在所述处理之前或之后，共混所述至少一种烃组分与至少一种在柴油沸程内沸腾的其它烃组分，以形成适用于压燃式发动机内的燃料。
6.权利要求5的方法，所述方法包括共混至少两种在柴油沸程内沸腾的烃组分，和用所述金属吸附或吸收材料处理所得混合物，以形成适用于压燃式发动机内的燃料。
7.一种操作压燃式发动机的方法，该方法包括将权利要求1-4任一项的燃料组合物引入到该发动机的燃烧腔室内。
8.一种降低压燃式发动机的NOx和任选的颗粒物的排放的方法，所述方法包括将权利要求1-4任一项的燃料组合物引入到该发动机的燃烧腔室内。
9.权利要求1-4任一项的燃料组合物在压燃式发动机中的用途，为的是降低所述发动机的NOx和任选的颗粒物的排放。
10.一种降低压燃式发动机的NOx和任选的颗粒物的排放的方法，所述方法包括用权利要求1-4任一项的燃料组合物替代所述发动机内的燃料组合物。
CNA2005800465686A 2004-12-23 2005-12-23 燃料组合物 Pending CN101103097A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04258093 2004-12-23
EP04258093.6 2004-12-23
EP05252267.9 2005-04-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101103097A true CN101103097A (zh) 2008-01-09

Family

ID=34930967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005800465686A Pending CN101103097A (zh) 2004-12-23 2005-12-23 燃料组合物

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN101103097A (zh)
ZA (1) ZA200704734B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106675625A (zh) * 2017-01-23 2017-05-17 洛阳和梦科技有限公司 费托合成轻质馏分油精制装置
CN106753546A (zh) * 2017-01-23 2017-05-31 洛阳和梦科技有限公司 费托合成轻质馏分油精制新工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106675625A (zh) * 2017-01-23 2017-05-17 洛阳和梦科技有限公司 费托合成轻质馏分油精制装置
CN106753546A (zh) * 2017-01-23 2017-05-31 洛阳和梦科技有限公司 费托合成轻质馏分油精制新工艺

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200704734B (en) 2008-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6222082B1 (en) Diesel fuel for use in diesel engine-powered vehicles
WO2009020055A1 (ja) 軽油組成物
CN101184827B (zh) 燃料组合物的用途
Aboul-Fotouh et al. High octane number gasoline-ether blend
US20060156620A1 (en) Fuels for compression-ignition engines
CN103827272A (zh) 具有改善的润滑性的低硫燃料组合物
JP4575646B2 (ja) 軽油組成物
Aramkitphotha et al. Low sulfur fuel oil from blends of microalgae pyrolysis oil and used lubricating oil: Properties and economic evaluation
JP5121137B2 (ja) 軽油組成物
JP2007332360A (ja) ガソリン組成物
US20170058205A1 (en) Non-Oxidized Desulfurization Process and Method of Using the Same
JP4567948B2 (ja) 軽油組成物およびその製造方法
CN101103097A (zh) 燃料组合物
JP5072444B2 (ja) 軽油組成物の製造方法
JP5072010B2 (ja) 軽油組成物
JP5137335B2 (ja) ガソリン組成物の製造方法
JP5072007B2 (ja) 軽油組成物の製造方法
CN101283077A (zh) 柴油和操作柴油发动机的方法
JP2004067906A (ja) 軽油組成物及びその製造方法
CN108753383A (zh) 一种燃油助剂及其制备方法以及该燃油助剂的应用
WO2007113960A1 (ja) 燃料組成物
US20060163113A1 (en) Fuel Compositions
JP4119190B2 (ja) 軽油組成物及びその製造方法
Elazab Dr High Octane Number Gasoline-Ether Blend
Benjamin et al. Binary Solvent Pretreatment, Adsorption and Definite Characterization of the Used Engine Lubricants.

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20080109