CN101405373A - 生物柴油燃料添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明通常涉及降低含有生物柴油的燃料的燃烧排放物的组合物和方法,其中所述组合物含有至少一种发火促进剂和至少一种植物提取物或类似于植物提取物的一部分的合成组分。所述发火促进剂优选是过氧化物,例如,过氧化二叔丁基。所述组合物可以任选地含有绣线菊油或霍霍巴油。所述组合物还可以提高所述含有生物柴油的燃料的润滑性。
Description
发明领域
本发明通常涉及降低柴油燃料燃烧排放物的组合物和方法,所述柴油燃料至少含有一些生物柴油作组分。
发明背景
随着我们的天然资源的减少和燃料成本的持续增加,改进燃料效率的重要性变得极为重要。可通过添加燃料添加剂改进燃料效率。几种现有的燃料添加剂已知提高燃料效率,例如,美国专利4,274,835,5,826,369,和6,193,766描述了改善燃烧的燃料添加剂。尽管这些发明成功了,但仍然需要改善燃烧的燃料添加剂。
烃燃料一般含有复杂的烃混合物-含有氢和碳原子的多种构型的分子。它们也可以含有多种添加剂,包括清净剂、防冻剂、乳化剂、腐蚀抑制剂、染料、沉积改进剂、和非烃类例如含氧化合物。
当这类烃燃料燃烧时,会产生多种污染物。这些燃烧产物包括臭氧、微粒、一氧化碳、氮氧化物(NO、NO2和N2O,统称为NOx)、二氧化硫和铅。美国环境保护署(EPA)和加州空气资源委员会(CARB)都采用了针对这些污染物的环境空气质量标准。两个机构也采用了更低排放的汽油的规格。加州新配方汽油(CaRFG2)第2阶段的规则于1996年3月1日实施。Davis州长于1999年3月25日签署了D-5-99行政命令,该命令指示到2002年12月31日逐步淘汰加州汽油中的甲基叔丁基醚(MTBE)。加州新配方汽油(CaRFG3)第3阶段的规则于2000年8月3日获得批准,并于2000年9月2日实施。
柴油机在贫燃料条件下运行。因此,烃和一氧化碳的排放通常很低。然而,柴油机废气含有相对高含量的氮氧化物和微粒。美国和欧洲已经采用了排放标准以降低氮氧化物和微粒的排放。得克萨斯州和加州已经制定了他们自己的对柴油排放物的严格限制。
生物柴油是植物油或动物脂肪基燃料,其中天然的游离脂肪酸转化为单烷基酯,最常为甲基酯。所述生物柴油一般与石油基柴油调和以产生最终燃料。最普通的调和物是20%的生物柴油,80%的石油基柴油,通常称为B20,其中B后面的数字指的是所述调和物中生物柴油的百分比。纯生物柴油是B100。所述生物柴油可以以任何含量与石油基柴油调和,例如但不限于5%、10%、15%等。
来自纯生物柴油和生物柴油调和物的燃烧的排放物通常低于石油基柴油的燃烧。参见,例如,EPA的题目为“生物柴油对废气排放的影响的综合分析”的报告,该报告可于www.epa.gov/otag/models/biodsl.htm上获得。生物柴油与常规柴油相比,调节后的燃烧排放物的减少位于B20的颗粒物降低12%和B100的全部未燃烧的烃的降低67%之间。B100燃烧的NOx排放比常规柴油燃烧的NOx排放高10%。B20燃烧的NOx排放比常规柴油燃烧的NOx排放高2%。较新的数据表明,B20的NOx排放的提高可能甚至更高,比常规柴油燃烧高2.4-3%。
对于柴油燃料车辆的排放物的政府法规将来很可能变得更严格。此外,以生物柴油和生物柴油调和物为燃料的车辆的NOx排放稍高于以常规柴油燃料为燃料的车辆。需要可与含有生物柴油的柴油燃料调和以降低排放物,特别是NOx排放的添加剂。
发明概述
本发明一方面涉及减少在包含生物柴油的燃料燃烧过程中产生的污染物排放的燃料添加剂。在一个实施方案中,有用于生物柴油燃料的燃料添加剂,所述燃料添加剂包含:包含发火促进剂的第一组分;和,选自植物提取物、合成形式的植物提取物和它们的组合的第二组分。在一些实施方案中,所述发火促进剂包含过氧化物。在一些实施方案中,所述过氧化物选自过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、氢过氧化异丙苯、di-oleal peroxide、氢过氧化大豆、过氧化二乙基和它们的任意组合。在一些实施方案中,所述过氧化物包含过氧化二叔丁基。在一些实施方案中,所述燃料添加剂还包含第三组分,所述第三组分包含选自长链脂肪酸、长链脂肪酸酯和它们的任意组合的化合物。在一些实施方案中,所述燃料添加剂包含合成的长链脂肪酸、合成的长链脂肪酸酯、或既包含合成的长链脂肪酸又包含合成的长链脂肪酸酯。在一些实施方案中,所述第三组分还包含选自绣线菊油(meadowfoam oil)、霍霍巴油(jojoba oil)和它们的组合的油。在一些实施方案中,所述燃料添加剂还包含溶剂。在一些实施方案中,所述溶剂包含芳族溶剂。在一些实施方案中,所述燃料添加剂还包含硝酸烷基酯。在一些包含硝酸烷基酯的实施方案中,所述硝酸烷基酯包括硝酸2-乙基己酯。在一些实施方案中,所述植物提取物包含植物的绿色提取物。在一些包含绿色提取物的实施方案中,所述绿色提取物是叶绿素。在一些实施方案中,所述植物提取物包含豆科(leguminosae family)植物的提取物。在一些实施方案中,所述第二组分选自β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、类胡萝卜素、叶绿素、有色体、艾索米汀(isomixtene)和它们的任意组合。在一些实施方案中,所述植物提取物包含一种或多种叶绿素。在一些实施方案中,所述燃料添加剂具有约0.1-约80的叶绿素a与叶绿素b之比。在一些实施方案中,所述第二组分包含叶绿素和类胡萝卜素。在一些实施方案中,所述燃料添加剂具有约0.1-约100的叶绿素与类胡萝卜素之比。在一些实施方案中,所述燃料添加剂还包含稳定组分。在具有稳定化合物的一些实施方案中,所述稳定组分包含至少一种化合物,所述化合物选自2,2,4-三甲基-6-乙氧基-1,2-二氢喹啉、乙氧基喹啉、2-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-正丁基苯酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-正丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、2,2’-亚甲基-双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯、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]、膦酸二正十八烷基(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)酯、2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三甲苯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸酯、N,N′-二苯基苯二胺、对辛基二苯胺、对,对-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、N-烷基吩噻嗪、亚氨基(双苄基)、6-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚、4,4′-亚甲基双(-2,6-二叔丁基苯酚)、二苯胺、二萘胺和苯基萘基胺。
本发明的另一方面是燃料组合物,每加仑包含生物柴油的所述燃料包含:约0.32-约799g发火促进剂;约0.001g-约60g植物提取物或合成形式的植物提取物,或它们的混合物。在一些实施方案中,所述燃料组合物还包含硝酸2-乙基己酯。在一些包含硝酸2-乙基己酯的实施方案中,硝酸2-乙基己酯的含量为约1ppm-约5000ppm。
本发明的另一方面是减少生物柴油燃烧的污染物排放的方法,包括燃烧燃料,包括:将所述生物柴油燃料与燃料添加剂混合,所述燃料添加剂包含:包含发火促进剂的第一组分;和选自植物提取物、合成形式的植物提取物和它们的混合物的第二组分。
本发明的另一方面,是提高包含生物柴油的燃料的润滑性的方法,包括:向所述包含生物柴油的燃料中加入添加剂,所述添加剂包含:包含发火促进剂的第一组分;选自植物提取物、合成形式的植物提取物和它们的混合物的第二组分;和,至少一种选自绣线菊油、霍霍巴油和它们的混合物的油。
上述内容相当广泛地概述了本发明的特征和技术优势以便以下的发明详述可以更容易理解。本发明其它的特征和优势会在下文进行叙述,这些形成本发明的权利要求的主题。应该意识到,所公开的概念和具体实施方案可以很容易地用作实现本发明相同目的的其它结构的修改或设计基础。也应当认识到,此类等价结构没有背离所附权利要求中所阐述的本发明。当与附图结合起来考虑时,从以下描述会更容易理解被认为是本发明特性的新颖性特征(既涉及其组织又涉及其操作方法)以及其它的目的和优势。然而要清楚地了解,每一个附图仅是出于说明和描述的目的给出的,并不打算规定本发明的界限。
优选实施方案详述
引言
下面的描述和实施例详细地说明了本发明的优选实施方案。本领域技术人员会意识,在本发明的范围内有许多变化和更改。因此,优选实施方案的描述不应该被认为是限制本发明的范围。
尽管在降低可以包含生物柴油的柴油燃料的燃烧排放物的添加剂和方法的上下文中进行了描述,根据本发明实施方案的所述添加剂和方法也可以应用到其它烃燃料中,例如衍生自石油的柴油燃料或不含生物柴油的其它燃料。所述添加剂和方法也可以应用到汽油燃料、渣油燃料和其它烃燃料中。应用到包含生物柴油的燃料中是优选的实施方案。
柴油燃料
衍生自石油的柴油燃料包括在约150℃-370℃(698°F)温度范围内蒸馏的那部分原油,该温度范围高于汽油的沸程。柴油燃料也可以从合成燃料例如页岩油、衍生自合成气的费-托燃料、煤液化产物等得到。任何柴油燃料来源可以潜在地适合作为与生物柴油调和的基础燃料。
柴油燃料在内燃机气缸中被高压缩下的空气的热量点燃,这与车用汽油不同,车用汽油是用电火花点燃的。由于该点燃模式,在良好的柴油燃料中高十六烷值通常是优选的。柴油燃料在沸程和组成与更轻的导热油接近。通常有两种由ASTM所确立的柴油燃料等级:1类柴油和2类柴油。1类柴油是煤油型燃料,比2类柴油更轻、更易挥发和燃烧更清洁。1类柴油用在速度和负载经常变化的发动机应用中。2类柴油用在工业和重型汽车服务(heavy mobile service)中。
适当的柴油燃料可以既包括高硫燃料又包括低硫燃料。低硫燃料通常包括含500ppm(基于重量)或更少硫的那些,并且可以含有低至100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、20或5ppm或者更少的硫,或者,例如在合成柴油燃料的情况下甚至0ppm的硫。高硫柴油燃料一般包括含有多于500ppm硫的那些,例如多至1、2、3、4或5wt%或者更高的硫。含有低含量硫的柴油燃料可比含有高含量硫的柴油燃料提供更低的润滑度。
在大约150℃-330℃范围内沸腾的燃料可在柴油机中工作最佳,因为它们在燃烧过程中被彻底消耗,没有燃料废物或过量的排放物。通常优选提供最佳十六烷等级的链烷烃与柴油调和。燃料的链烷烃含量越高,它就越容易燃烧,提供更快的升温和完全燃烧。虽然不那么希望,但也可以使用在更高范围内沸腾的较重的原油组分。下一个最轻的组分是环烷烃,并且芳族化合物是在柴油中发现的最重的馏分。使用这些较重的组分有助于使柴油燃料的蜡质最小化。在低温下,链烷烃易固化,堵塞燃料过滤器。
生物柴油
正如,例如,在美国生物柴油委员会网站(www.biodiesel.org)上描述的,生物柴油是可包含衍生自植物油或动物脂肪的长链脂肪酸单烷基酯的产品。可以通过酸或碱催化的所述油与醇的酯交换反应来生产生物柴油。尽管甲醇通常用作所述醇,但其它醇也可以是适用的。
一些比较老的柴油机可能能够燃烧没有酯化的植物油或动物脂肪。本申请中使用的术语生物柴油包括生物柴油(所述酯化了的油或脂肪)和未酯化的油或脂肪。本文使用的术语生物柴油通常包含酯化了的和未酯化的油和脂肪,并且比常规术语的范围宽。
当术语生物柴油被限制在仅包括酯化了的油和脂肪的常规含义时,可以使用术语“常规生物柴油”或“酯化了的生物柴油”。
常规生物柴油和未酯化的生物柴油都可以与在机动车中使用的石油柴油调和。所述调和物通常被描述为“BXX”,其中XX是所述调和物中生物柴油的百分比。例如,B20是20%的生物柴油,80%的常规柴油。B100是100%的生物柴油。术语生物柴油在技术上是通过酯交换方法生产的纯燃料,其中所述生物柴油是常规生物柴油。更适当地,将所述调和物物描述为BXX。尽管B20通常被描述为“生物柴油”,但术语B20是优选的,以区分纯生物柴油B100。
常规的酯化了的生物柴油燃料,经过调和或未经调和,都可以用在柴油车辆中。例如,B100是被大多数常规柴油车辆所接受的燃料。未酯化的生物柴油燃料的粘度通常可能太高以至于未经不调和就不能使用。对所述未酯化的生物柴油燃料进行调和可以降低其粘度。对未酯化的生物柴油燃料进行调和通常是优选的。所述生物柴油可以以任何含量与石油基柴油调和,例如但不限于,5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、99%等。
下表1显示了常规生物柴油(B100)和常规B20与常规柴油相比的排放数据。在美国生物柴油委员会网站www.biodiesel.org上报道了这些数据,这些数据基于EPA的题目为“生物柴油对废气排放的影响的综合分析”的报告。没有报道未酯化的生物柴油的数据。
表1
相比于常规柴油的平均生物柴油排放
排放物类型 | B100 | B20 | 有添加剂的B20 |
烃 | -67% | -20% | -33% |
一氧化碳 | -48% | -12% | -19% |
微粒物质 | -47% | -12% | -18% |
NOx | +10% | +2% | -5% |
来自生物柴油(B100)和B20的燃烧的烃、一氧化碳和微粒物质的排放显著地低于相应的常规柴油燃料燃烧的排放。尽管生物柴油和生物柴油调和物的NOx排放稍高于常规柴油,但NOx排放可取决于发动机类型和测试程序而变化。
正如下面的实施例所示,包含生物柴油和根据本发明的实施方案的添加剂的燃料的燃烧排放可以低于包含相同燃料但不包含根据本发明的实施方案的添加剂的燃料的燃烧排放。
表1中最后一列,“有添加剂的B20”显示了实施例1中包含根据本发明的实施方案的添加剂的B20的排放数据。表1中包含根据本发明实施方案的添加剂的B20的所有排放物类型的排放低于单独B20的排放。
包含根据本发明实施方案的添加剂的B20与单独的B20相比,降低的排放为:微粒物质排放减少6%,烃排放物减少13%。根据本发明实施方案的添加剂与单独的B20相比,在降低所有四种排放类型上是有效的。与常规柴油相比,所述排放的降低在5%和37%之间。
B20的NOx排放比常规柴油的NOx排放高2%。包含根据本发明实施方案的添加剂的B20的NOx排放比常规柴油燃料的NOx排放低5%,并且比B20的NOx排放低7%。
与常规柴油和B20相比,根据本发明实施方案的添加剂对于降低包含生物柴油的柴油燃料的排放是有效的。
添加剂
根据本发明实施方案的添加剂可以包含第一组分和至少一种第二组分,其中所述第一组分包含至少一种发火促进剂,和所述第二组分包含至少一种选自植物提取物、合成形式的植物提取物和它们的混合物的物质。合成形式的植物提取物,正如本文使用的表达,指的是一种或多种合成产生的在植物提取物中自然存在的组合物。所述合成组合物可以包括,例如,类胡萝卜素、叶黄素、叶绿素或有色体。
所述添加剂也可以包含额外的组分,例如但不限于,长链脂肪酸或酯和/或溶剂。正如本文使用的,术语“长链”指的是具有约16个或更多碳原子的碳链的分子。所述长链脂肪酸或酯可包括,例如,绣线菊油、霍霍巴油或它们的混合物。可包含长链脂肪酸或酯的其它油也可以是适用的。合成的长链脂肪酸或酯也可以是适用的。其它组分,例如十六烷值改进剂、稳定化合物或其它组分可以作为额外组分加入。
所述长链脂肪酸或酯和所述溶剂是根据本发明实施方案的添加剂的任选组分。除所述第一组分和所述第二组分外还可包含长链脂肪酸或酯的添加剂是优选的实施方案。
发火促进剂
根据本发明实施方案的添加剂可以包含至少一种发火促进剂作为第一组分。所述发火促进剂可以是有机硝酸酯或过氧化物。在根据本发明实施方案的添加剂中通常优选过氧化物作为发火促进剂。
有机硝酸酯发火促进剂
如果所述发火促进剂是有机硝酸酯,优选的有机硝酸酯是取代的或未取代的硝酸烷基酯或硝酸环烷基酯,其具有最多达约10个碳原子,优选2-10个碳原子。所述烷基可以是直链或支链的。适合在优选实施方案中使用的硝酸酯化合物的具体实例包括但不限于下列: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,和烷氧基取代的脂族醇的酯,例如1-甲氧基丙基-2-硝酸酯、1-乙氧基丙基-2-硝酸酯、硝酸1-异丙氧基丁酯、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。伯是指硝酸酯官能团连接在连有两个氢原子的碳原子上。硝酸伯己酯的实例包括硝酸正己酯、硝酸2-乙基己酯(2-EHN)、硝酸4-甲基正戊酯等。通过任何普遍使用的方法可完成硝酸酯的制备:例如,适当醇的酯化反应、或合适的烷基卤化物与硝酸银的反应。
所述有机硝酸酯发火促进剂硝酸2-乙基己酯是示例性的有机硝酸酯发火促进剂。尽管其它含量是有用的并且在本发明范围内,但在燃料组合物中优选使用最终浓度为1-5000ppm的有机硝酸酯发火促进剂。
常规发火促进剂-在优选的实施方案中,常规发火促进剂可以在所述根据本发明实施方案的添加剂中用作所述第一组分发火促进剂。常规发火促进剂可包括但不限于,例如,过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基(DTBP)、氢过氧化异丙苯、di-oleal peroxide、氢过氧化大豆、和过氧化二乙基。其它有机过氧化物和氢过氧化物也是适合的。DTBP是示例性的发火促进剂。
在实施方案中,根据本发明实施方案的添加剂可包含除常规发火促进剂以外的有机硝酸酯发火促进剂。在实施方案中,根据本发明实施方案的添加剂可以既包含过氧化二叔丁基(DTBP),又包含硝酸2-乙基己酯(2-EHN)。所述2-EHN可以备选地与所述添加剂分别加入到柴油燃料中。
第二组分植物提取物
根据本发明实施方案的添加剂的第二组分可以至少包含选自植物提取物、类似于植物提取物一部分的合成组合物和它们的混合物的物质。所述植物提取物或类似于植物提取物的合成组合物可以包含至少一种类胡萝卜素和/或至少一种叶绿素组分。所述第二组分可以包含合成的类胡萝卜素或叶绿素以及天然的类胡萝卜素和叶绿素。
类胡萝卜素是衍生自40个碳的多烯链的脂溶性颜料。所述链可以被环终止,和也可以含有含氧基团。烃类类胡萝卜素被称为胡萝卜素,而类胡萝卜素的氧化了的衍生物被称为叶黄素。
β-胡萝卜素是存在于多种水果和蔬菜(例如胡萝卜、菠菜、桃、杏和甘薯)中的天然类胡萝卜素。
“艾索米汀”,DSM化学公司(以前的Roche维生素有限公司)的产品,是合成纯的反式-β-胡萝卜素的中间体。艾索米汀是约89-98%的反式β-胡萝卜素和约1.4-约11%的异构体形式的顺式β-胡萝卜素的混合物。艾索米汀可适合作为在根据本发明实施方案的添加剂中的第二组分。
类胡萝卜素可以作为生物抗氧化剂,保护细胞和组织免受自由基伤害。
植物提取物
本文使用的术语“植物提取物”或“植物油提取物”是广义术语且使用其普通含义,包括但不限于存在于植物物质中的在正己烷、其它合适的非极性溶剂或极性溶剂中可提取的那些组分。术语“可提取的”是比“可溶的”更广义的术语。一些植物物质在溶剂中是可提取的,即使所述组分可能不溶于所述溶剂。
植物提取物可以,例如,含有有色体或有色体的组分。有色体是赋予系统颜色的分子的集合。在植物学意义上,经典的有色体是叶绿体(从字面意义解释为有色体),它是含有叶绿素、蛋白质和其它颜料以及光合作用过程必需的结构的细胞器官。所述整个细胞器官可以作为实体而传送。
所述植物提取物可优选包含来自植物绿色部分的提取物。对植物的非绿色部分提取物的希望比所述植物的绿色部分的植物提取物的希望要低。与植物的绿色部分的提取物相比,非绿色部分,例如树皮和植物的其它部分的提取物通常可能不是那么适合用作根据本发明实施方案的添加剂中的植物提取物。
叶绿素可以用作所述植物提取物的全部或一部分的替代物,或在所述植物提取物的全部或一部分之外另加叶绿素。所述植物提取物可以包含叶绿素。叶绿素是植物中完成光合作用的绿色颜料,其中光合作用是二氧化碳与水结合形成葡萄糖和氧气的过程。所述植物提取物一般也含有多种其它化合物,包括但不限于金属有机化合物、抗氧化剂、油、脂热稳定剂或这些类型的产物的起始物质,和大约300种主要包含低到高分子量抗氧化剂的其它化合物。
在优选的实施方案中,所述第二组分可以包含来自例如野豌豆、蛇麻草、大麦或紫花苜蓿的植物提取物。尽管来自野豌豆的植物提取物在多个实施方案中是优选的,但在其它实施方案中希望用另一种植物提取物来全部或部分地代替它,所述另一种植物提取物包括但不限于紫花苜蓿、蛇麻草提取物、牛毛草提取物、大麦提取物、绿色三叶草提取物、小麦提取物、谷物绿色部分的提取物、绿色食品材料提取物、绿篱或绿叶或绿草提取物、任何含绿色部分的花、任何豆科成员植物的叶子或绿色部分、叶绿素或含叶绿素的提取物、或它们的组合或混合物。适合的豆类包括选自利马豆、芸豆、花豆、红豆、黄豆、北方大豆、小扁豆、菜豆、黑龟豆、豌豆、鹰嘴豆和黑眼豌豆的豆。适合的谷物包括牛毛草、三叶草、小麦、燕麦、大麦、黑麦、高粱、亚麻、小黑麦、大米、玉米、斯佩耳特小麦、小米、苋菜、荞麦、昆诺阿藜、kamut和埃塞俄比亚画眉草。
特别优选的植物提取物是衍生自豆类(豆类)植物科成员的植物的那些,豆类通常被称为豆科,也被称为豌豆科或豆科。所述豆科包括700多个属和17000多个种,包括灌木、乔木和草本植物。所述科分为三个亚科:含羞草亚科,主要是热带乔木和灌木;苏木亚科,包括热带和亚热带灌木;以及蝶形花亚科,包括碗豆和菜豆。多数所述豆科成员的共同特征是存在含有固氮根瘤菌的根瘤。许多豆科成员也在其种子里积累高含量的植物油。所述豆科包括lead plant、同株二型豆、野生菜豆、加拿大紫云英、靛蓝、黄豆、苍白连理草(pale vetchling)、沼泽连理草、多静脉豌豆(veiny pea)、圆头灌木胡枝子、多年生羽扇豆、田野车轴草、紫花苜蓿、白花草木樨、黄花草木樨、白三叶、紫三叶,普通刺槐、小野菜豆、红三叶草、白三叶草、窄叶野豌豆、毛苕子、豌豆、鹰嘴豆、青豆、芸豆,绿豆、利马豆、蚕豆、小扁豆、花生或落花生、和豇豆,不再一一列举。
可以使用本领域技术人员熟悉的提取方法获得所述植物提取物。通常优选溶剂提取法。可以使用任何适合的能够从所述植物物料中分离出所述油和油溶部分的提取溶剂。可以使用极性或非极性溶剂。按照惯例,非极性提取溶剂可最经常使用。极性溶剂可以用在备选的实施方案中。所述溶剂可以包括单一溶剂,或者两种或多种溶剂的混合物。所述植物提取物在溶剂中是可提取的,即使所述植物提取物不溶于所述溶剂。
适合的非极性溶剂包括但不限于:含约5个或更少至12或更多个碳原子的环状、直链和支链烷烃。无环烷烃提取剂的具体实例包括戊烷、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、异辛烷等。环烷烃提取剂的实例包括环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、甲基环己烷等。烯烃例如己烯、庚烯、辛烯、壬烯和癸烯也适于使用,芳烃例如苯、甲苯和二甲苯也适于使用。也可以使用卤代烃例如氯苯、二氯苯、三氯苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、四氯乙烯、三氯乙烯、三氯乙烷和三氯三氟乙烷。通常优选的非极性溶剂是C6-C12烷烃,特别是正己烷。
适合的极性溶剂可包括但不限于丙酮、甲乙酮、其它酮、甲醇、乙醇、其它醇、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、或任何其它适合的极性溶剂。
己烷提取是最普遍使用的从种子中提取油的技术。它是提取植物物料中几乎全部油溶部分的高效的提取方法。在一般的己烷提取中,所述植物物料被粉碎。禾本科植物和多叶植物可以切割成小片。种子一般是磨碎的或片状的。所述植物物料一般在升高的温度下与己烷接触。己烷是高度易燃的无色挥发性溶剂,其提取植物物料的可提取部分,并溶出所述油,一般只在残余的植物物料中剩下几个wt%的油。可以加热所述植物提取物/溶剂混合物,例如使用蒸汽浴或其它适合的加热方法,来闪蒸出己烷。或者,可以通过在加热或不加热条件下在减压下蒸发移出己烷。所得到的提取物可适用于优选实施方案的配方中。
用于可食用项目或化妆品中的植物油提取物一般要经历额外的加工步骤以便除去可能影响外观、保质期、味道等的杂质,以产生精炼油。这些杂质可包括磷脂、粘树胶、游离脂肪酸、有色颜料和植物的细颗粒。用来移出这些副产物的不同的方法包括水沉淀或用有机酸水溶液沉淀。有色化合物一般通过漂白除去,其中所述油一般经过吸附剂,例如硅藻粘土。也可以进行除臭,一般通过蒸气蒸馏来进行。这类额外的处理步骤通常不是必需的。然而,经过这些处理的油可适合在根据所述优选实施方案的添加剂中用作植物提取物。
其它优选的提取方法包括但不限于超临界流体提取,一般用二氧化碳。其它气体,例如氦气、氩气、氙气和氮气也适合在超临界流体提取法中用作溶剂。
任何其它适合的方法也可以用来获得所希望的植物提取物组分,包括但不限于机械挤压法。机械挤压法,也就是已知的螺旋压榨法,通过使用连续驱动的螺杆将所述种子或其它含油的物料粉碎成浆并从中压榨出油来移出油。所述方法中产生的摩擦会产生约50℃-90℃的温度,或者可使用外部热量。冷压法通常指的是在40℃或更低温度下进行的、不使用外部热量的机械挤压法。
可从植物物料中获得的植物提取物或植物油提取物的产率可取决于许多因素,但主要取决于所述植物物料的油含量。例如,野豌豆的一般油含量(己烷提取,干基)为约4-5wt%,而大麦的油含量为约6-7.5wt%,而紫花苜蓿的油含量为约2-4.2wt%。
溶剂提取的物料的最优选形式包括在提取之后具有糊剂或泥浆状粘稠度的物料,也就是提取之后是固体或半固体而不是液体。在所述提取物中,这类糊剂一般含有比较高的叶绿素a与叶绿素b的浓度比。这类物料的颜色通常是深黑绿色,所述物料遍及某种程度的荧光。可以从多种或所有列举的豆科植物源中回收这类物料。尽管这种类型对于大多数实施方案来说通常是优选的,但在某些其它实施方案中可能优选液体或一些其它形式。
有几种形式的叶绿素。进行光合作用的所有植物、藻类和蓝藻含有叶绿素a。叶绿素b仅在绿藻和植物中出现。仅在藻界的光合作用成员中和在甲藻中发现叶绿素c。叶绿素c不同与其它叶绿素之处在于其在17和18位上是不饱和的。此外,叶绿素c在17位上具有游离酸。大部分叶绿素在17位上具有酯基团。
叶绿素a和叶绿素b彼此不同之处在于具有不同的侧链。叶绿素a在7位上的侧链是-CH3,而叶绿素b的侧链是-CHO。叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱在不同波长处对阳光的吸收是互补的。在绿区,在500-600nm之间任何一种叶绿素都吸收很少的光。这就是为什么植物是绿色的原因。
高等植物通常具有约1.3-1.4的叶绿素a/b之比,而绿藻LHC II具有在0.7和2.7之间的叶绿素a/b之比。原绿球藻是含有叶绿素a和b的二乙烯基衍生物(DV-Chls a和b)的光合作用原核生物。所述MED4菌株具有11.4-15.0的DV-Chls a/b之比,而所述SS120菌株具有1.1-2.2的DV-Chl a/b之比(F.Partensky,J.La Roche,K.Wyman,和P.G.Falkowski,Photosynthesis Research 51,109(1997)。因此所述叶绿素a/b之比可以在相当大的范围内变化,特别是对于原绿球藻中所含的二乙烯基叶绿素衍生物来说。
在单一植物物种内,当所述植物处于压力下时,所述叶绿素a/b之比和叶绿素与类胡萝卜素物种之比可以变化。植物叶中的叶绿素浓度会对压力例如脱水、水浸、冰冻、臭氧、除草剂、竞争、病害、昆虫和外生菌根缺乏做出响应而降低(G.A.Carter和A.K.Knapp,Am.J.of Botany 88,677(2001)。
例如,所述叶绿素和叶绿素a和b浓度可取决于所述植物经历的光强度而改变。通常,在暴露于阳光下的植物中,叶绿素浓度可能会降低。暴露于阳光下的桃花心木植物的总的叶绿素浓度(叶绿素a和b)为约1.78μmol.g-1,而暴露于阴凉处的桃花心木植物的总的叶绿素浓度为3.15μmol.g-1(J.F.de Carvalho Goncalves,R.A.Marenco,和G.Vieira,R.Bras.Fisiol.Veg.13,149(2001)。处于阴凉处的桃花心木植物的总的叶绿素浓度比暴露于阳光下的桃花心木植物的总的叶绿素浓度高大约75%。暴露于阳光和阴凉的黑香豆植物的对应的浓度分别为2.45和3.93μmol.g-1,相差60%。
阳光下和阴凉处的桃花心木植物的叶绿素a与b之比分别为1.87和1.62。在阳光下和阴凉处种植的黑香豆植物相应的比值为2.6和2.85。
所述叶绿素/类胡萝卜素之比也随着在阳光下和阴凉处种植的植物的不同而改变。在阳光下种植的桃花心木植物的叶绿素/类胡萝卜素之比为2.06,而在阴凉处种植的桃花心木植物的叶绿素/类胡萝卜素之比为3.89。在阳光下和阴凉处种植的黑香豆植物的叶绿素/类胡萝卜素之比分别为2.97和3.25(de Carvalho Goncalves等人)。根据Gonvales等人,叶绿素或类胡萝卜素的合成都可以增强对更强照射的适应性。所述叶绿素/类胡萝卜素之比在桃花心木植物中的变化比在香豆植物中的变化大。Gonvales等人的参考文献表明,香豆植物具有与桃花心木不同的适应阳光的策略。所述香豆植物具有厚且皮革似的叶子,相比之下桃花心木的叶子比较薄且嫩。
据信,植物提取物在减少包含生物柴油的柴油燃料的排放中的效率将取决于总的叶绿素浓度和/或叶绿素a/b之比。据信在有压力的条件下生长的植物的植物提取物提供更好的减排效果。
叶绿素a/b之比为约0.7-约15的植物提取物可适合在根据本发明实施方案中的添加剂中用作植物提取物,其中所述叶绿素a/b之比包括叶绿素a和b的二乙烯基衍生物之比以及叶绿素a与b之比。
更优选所述叶绿素a/b之比可为约0.1-约80,甚至更优选为0.7-约5,和最优选比值为约1.3-约3。
所述叶绿素/类胡萝卜素之比可以为约0.1-约100,更优选约0.5-约50,和甚至更优选约2-约20。
植物提取物的合成部分,例如合成的类胡萝卜素、叶绿素或叶黄素可用来代替所述天然植物提取物,或在所述天然植物提取物之外另加。
β-胡萝卜素
β-胡萝卜素可以作为任选的单独组分加入到所述添加剂中或者可以存在于或天然地出现在所述其它基础组分之一(例如,所述植物提取物的组分之一)内。β-胡萝卜素是高分子量抗氧化剂。在植物中,其功能是作为氧基清除剂并保护叶绿素免于氧化。然而并不希望被限制在任何特定机理中,据信优选实施方案的配方中的β-胡萝卜素可以清除燃烧过程中的氧基,或者可以作为存在于用于燃烧的空气/燃料物流中的可用氧的氧增溶剂或吸氧剂。
所述β-胡萝卜素可以是天然的或合成的。在优选的实施方案中,所述β-胡萝卜素以相当于纯度为160万维生素A活性单位的维生素A的形式提供。较低纯度的维生素A也适合于使用,只要调节用量以获得相当的活性即可。例如,如果纯度是800000维生素A活性单位,则使用量加倍以产生所希望的活性。
在优选的实施方案中,β-胡萝卜素可以作为十六烷值改进剂而存在。所述β-胡萝卜素可以作为独立的组分或者可以存在于或天然出现在另一种组分中(例如,植物油提取物)而被加入到所述燃料配方中。所述β-胡萝卜素可以是加入到所述燃料中的唯一十六烷值改进剂添加剂,或者可以作为燃料添加剂包的一部分而存在。β-胡萝卜素是高分子量抗氧化剂。在植物中,其起到氧基清除剂的作用并保护叶绿素免于氧化。β-胡萝卜素还可以作为第二组分存在于根据本发明实施方案的燃料添加剂中。
所述β-胡萝卜素可以是天然的或合成的。在优选的实施方案中,所述β-胡萝卜素以相当于纯度为160万单位维生素A活性的维生素A的形式提供。较低纯度的维生素A也适合于使用,只要调节用量以获得相当的活性即可。例如,如果纯度为800000维生素A活性单位,则使用量加倍以产生所希望的活性。
β-胡萝卜素的前体或衍生物,例如维生素A,可适合用在优选的实施方案中。然而并不希望被限制在任何特定机理中,据信优选实施方案的配方中的β-胡萝卜素,或者胡萝卜素或类胡萝卜素的前体或衍生物,可以清除燃烧过程中的氧基,或者可以作为存在于用于燃烧的空气/燃料物流中的可用氧的氧增溶剂或吸氧剂。
尽管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的α-胡萝卜素或类胡萝卜素来代替β-胡萝卜素。或者,其它组分可补充到β-胡萝卜素中,包括但不限于:α-胡萝卜素或来自下列的额外的类胡萝卜素: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、水飞雉提取物、姜黄提取物、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、银杏提取物、多酚、黄酮类、姜根提取物、山楂浆果提取物、越桔提取物、丁基化羟基甲苯(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、和它们的组合或混合物的任何或所有的油提取物。
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。在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。但在其它实施方案中,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配方中之外,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加入。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-胡萝卜素可通过包括冷冻干燥、真空干燥或风干、冻干、喷雾干燥、流化床干燥在内的方法和本领域已知的其它保存和脱水方法来制备。脱水形式的β-胡萝卜素可以脱水形式加入燃料中,或者可以以合适溶剂中的再生液体形式加入。在优选实施方案中,将含有β-胡萝卜素的固体加入待加入添加剂的燃料中。适合的固体形式包括但不限于片剂、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,优选可溶于待加入添加剂的燃料的聚合材料或其它材料。包封材料在燃料中溶解,释放出被包封的材料。片剂优选在可接受的时间内溶于燃料或稀释剂。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,和固体可在任何优选时间加入燃料或稀释剂中。
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、甜菜、蛇麻草、葡萄、万寿菊、水果、蔬菜的油提取物;棕榈油、棕榈仁油、棕榈树油、胡椒、棉籽油、稻糠油、在自然界中生长的自然颜色为橙色、红色、紫色或黄色的任何植物、或可能是天然除氧剂但仍保持有机本性的任何其它物质。在某些实施方案中,可优选用这些组分中的一种或多种代替全部或部分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,还有来自绿茶提取物、水飞雉提取物、姜黄提取物、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、银杏提取物、多酚、黄酮类、生姜根提取物、山楂浆果提取物、越桔提取物的油提取物、丁基化羟基甲苯、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、人和动物的食物原料、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。
在某些实施方案中,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种或多种常规的十六烷值改进剂例如硝酸烷基酯一起存在。当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,技术人员会意识到,其它硝酸烷基酯或常规的十六烷值改进剂或发火促进剂(如前面所述),类似地完成硝酸2-乙基己酯的功能,因此也可以替代。理想地,可制备许多不同配方的十六烷值改进剂,每一种具有不同的硝酸烷基酯或多于一种的硝酸烷基酯和/或其它们相对于β-胡萝卜素的比例。
稳定化合物或抗氧化剂
所述植物提取物、胡萝卜素、类胡萝卜素、艾索米汀、所述叶绿素、所述柴油、所述生物柴油或包含生物柴油的柴油燃料的其它组分可能易被氧化。氧化可降低所述燃料的性能。
可以向包含生物柴油的柴油燃料中加入至少一种稳定化合物或抗氧化剂以便稳定所述组分防止氧化。例如美国专利6630324,在此引用其全部作为参考,公开了在惰性气氛例如氮气、氦气或氩气下在溶剂中溶解或以其它方式制备β-胡萝卜素。在惰性气氛下溶解或以其它方式制备的β-胡萝卜素被称作“未氧化的β-胡萝卜素”。所述惰性气氛可以保护β-胡萝卜素和/或其它组分不被氧化。也参见2001年4月12日提交的PCT公布号为WO01/79398的同时待审的申请,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084602,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084603,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084237,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084835,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084601,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084836,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084579,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084243,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084833,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084236,2002年2月26日提交的美国专利申请号10/084831,2002年2月26日提交的PCT申请号US02/06137,和2002年2月26日提交的加拿大申请号2273327,在此引用所有专利的全部作为参考。
在优选的实施方案中,可以通过下述方法配制包含胡萝卜素的十六烷值改进剂。在惰性气氛下,(例如氮气、氦气或氩气),将3克β-胡萝卜素(每克含有160万维生素A国际活性单位)溶解在200ml包含甲苯的液体烃载体中。优选在加热和搅拌下溶解所述β-胡萝卜素。在惰性气氛下溶解或以其他方式制备的β-胡萝卜素被称作“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者胡萝卜素或类胡萝卜素的前体或衍生物,被称作“未氧化的胡萝卜素或类胡萝卜素或者胡萝卜素或类胡萝卜素的前体或衍生物”。接下来,将大约946ml硝酸2-乙基己酯的100%溶液加入到所述混合物中并加入甲苯以获得3.785L的总体积。
在广义上,所述惰性气氛可以认为是稳定所述组分防止氧化的稳定化合物或抗氧化剂。下面描述了其它更常规的稳定化合物。
在以下专利中公开了其它稳定化合物或抗氧化剂,例如,美国专利公开号2005/0160662A1,2003年6月10日提交的美国专利申请号10/517901,在此引用其全部作为参考。在优选的实施方案中,所述′901申请的稳定化合物含有喹啉结构部分,优选2,2,4-三甲基-6-乙氧基-1,2-二氢喹啉,通常称作乙氧基喹啉(ethyoxyquin)。所述化合物由位于MO.St.Louis的Solutia公司以商标为出售。是广泛使用的用于动物饲料和草料的抗氧化剂。
用于β-胡萝卜素、胡萝卜素、类胡萝卜素、柴油、生物柴油、或包含根据本发明实施方案的生物柴油的柴油燃料的其它组分的其它适合的稳定化合物包括但不限于:丁基化羟基茴香醚;丁基化羟基甲苯;没食子酸酯例如没食子酸辛酯、没食子酸十二烷酯和没食子酸丙酯;脂肪酸酯,包括但不限于甲基酯,例如亚油酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯,和其它酯例如抗坏血酸棕榈酸酯;二硫龙;生育酚,例如γ-生育酚、σ-生育酚、和α-生育酚,和生育酚衍生物和前体;除臭的迷迭香提取物;丙酸酯和硫代丙酸酯,例如硫代二丙酸月桂酯或硫代二丙酸二月桂酯;β-乳球蛋白;抗坏血酸;氨基酸例如苯丙氨酸、半胱氨酸、色氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、亮氨酸、酪氨酸、赖氨酸、丝氨酸、组氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和丙氨酸;2,2,6,6-四甲基哌啶醇(2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxy),也称作tanan;2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧(2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidine-1-oxyl),也称作tanol;二甲基-对-苯基氨基苯氧基硅烷;di-p-anisylazoxides;2,2,4-三甲基-6-乙氧基-1,2,3,4-四氢喹啉;二氢山道喹;山道喹;对羟基二苯胺;和它们的碳酸酯,邻苯二甲酸酯和己二酸酯;和二氢吡啶,1,4-二氢吡啶衍生物。
然而不希望束缚于任何特定机理或理论,据信稳定化合物通过抑制胡萝卜素、类胡萝卜素、柴油、生物柴油、所述植物提取物、所述发火抑制剂,或包含生物柴油和根据本发明实施方案的添加剂的燃料的其它组分的氧化而起防腐剂或稳定剂的作用。当所述稳定化合物,例如乙氧基喹啉与β-胡萝卜素一起存在时,不是必须在惰性气氛下制备可以包含胡萝卜素的燃料添加剂,例如2004年2月27日提交的申请序号10/789836中所描述的。还在′836申请中描述了稳定化合物(例如乙氧基喹啉)与十六烷值改进化合物(例如β-胡萝卜素)的组合可以导致十六烷值的协同增加。
其它具有抗氧化剂性质的物质也适合用在优选实施方案的配方中,要么作为β-胡萝卜素的替代物要么作为额外的组分,包括酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂、硫化的酚类化合物、有机亚磷酸酯等,如在本申请的其它地方所列举的。优选地,所述抗氧化剂是油溶性的。如果所述抗氧化剂不溶于水溶液或仅微溶于水溶液,希望使用表面活性剂来改进其溶解性。
本领域中已知的合适的热稳定剂包括烷基酚类的液体混合物,包括2-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-正丁基苯酚、2,4,6-三叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基-4-正丁基苯酚,这些适合用作中等蒸馏物燃料的稳定剂(授予Hanlon等人的美国专利5076814和5024775)。也表现出热稳定性效果的其它可商购得到的受阻酚包括:2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、2,2′-亚甲基-双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯、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]、膦酸二正十八烷基(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)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)异氰尿酸酯(美国专利4,007,157,美国专利3,920,661)。术语热稳定剂是比“稳定剂”或“抗氧化剂”更广义的术语。抗氧化能力可以是热稳定性的一种形式。
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(授予Dunski等人的US4,806,675和US4,734,519);丙二酸、十二醛和牛油脂肪胺的反应产物(授予Nelson等人的US4,670,021);受阻的亚磷酸苯酯(授予Spivack的US4,207,229);受阻的哌啶羧酸和其金属盐(授予Ramey等人的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(授予Stephen的US4,000,113);双环受阻胺(授予Ramey等人的US3,991,012);二烷基-4-羟基苯基三嗪的含硫衍生物(授予Dexter等人的US3,941,745);双环受阻氨基酸和其金属盐(授予Ramey等人的US4,051,102);三烷基取代的丙二酸羟苄酯(授予Spivack的US4,081,475);受阻哌啶羧酸和其金属盐(授予Ramey等人的US4,089,842);吡咯烷二羧酸和酯(授予Stephen的US4,093,586);N,N-二取代的β-丙胺酸的金属盐(授予Stephen等的US4,077,941);硫代亚烷基亚磷酸烃基酯(US3,524,909);硫代亚烷基亚磷酸羟苄酯(US 3,655,833)等。
某些化合物能既用作抗氧化剂又用作热稳定剂。因此,在某些实施方案中,可能优选制备含有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制剂。本领域中已知的同时提供一定程度的抗氧化性和热稳定性的化合物的实例包括二苯胺、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、对,对-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)苯酚、2,6-二-(叔丁基)苯酚、4-甲基-2,6-二-(叔丁基)苯酚、4,4′-亚甲基双(-2,6-二-(叔丁基)苯酚)等。
现有技术中已知某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,同样可用来代替部分或全部的霍霍巴油。适当的基础原料包括聚α-烯烃、二元酸酯、多元醇酯、烷基化的芳族化合物、聚亚烷基二醇、和磷酸酯。
抗氧化剂-多种已知用作氧化抑制剂的化合物可以在多种实施方案的燃料配方中使用。这些包括酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂、硫化的酚类化合物和有机亚磷酸酯等。为获得最佳的结果,所述抗氧化剂主要包括或全部包括:或者是(1)受阻酚抗氧化剂例如2,6-二叔丁基苯酚、4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、4,4′-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)和混合的亚甲基桥连的多烷基酚,或者是(2)芳胺抗氧化剂例如环烷基-二-低级烷基胺,和苯二胺,或一种或多种这样的酚类抗氧化剂与一种或多种这样的胺抗氧化剂的组合。特别优选叔丁基苯酚的组合,例如2,6-二叔丁基苯酚,2,4,6-三叔丁基苯酚和邻叔丁基苯酚的组合。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,以及这样的苯二胺和这样的叔丁基苯酚的组合也是有用的。
通常称作乙氧基喹啉的化合物2,2,4-三甲基-6-乙氧基-1,2-二氢喹啉是热稳定剂、稳定化合物,或抗氧化剂的优选实施方案。所述化合物由位于MO.St.Louis的Solutia公司以商标出售。
术语热稳定剂、稳定化合物和抗氧化剂是密切相关的。正如本文使用的,术语“稳定化合物”意味着包括热稳定剂、稳定化合物和抗氧化剂。
根据本发明实施方案的添加剂的任选组分
根据本发明实施方案的添加剂还可以包含除所述至少一种发火促进剂第一组分和所述至少一种第二组分以外的额外组分,其中所述第二组分选自植物提取物、类似于植物提取物的合成组合物和它们的混合物。
例如,所述添加剂还可以包含含有长链脂肪酸或酯或它们的混合物的组分,例如但不限于绣线菊油、霍霍巴油或它们的混合物。合成的长链脂肪酸或酯也可用作所述包含长链脂肪酸或酯的任选组分。
所述添加剂也可进一步包含溶剂作为额外组分。所述包含长链脂肪酸或酯的组分和所述包含溶剂的组分都是任选的组分。两种任选的组分都是根据本发明实施方案的添加剂的优选组分。
所述稳定化合物是所述添加剂的另一种任选组分。所述任选的稳定化合物还可以与根据本发明实施方案的燃料添加剂分别加入到所述燃料中。
绣线菊油
绣线菊是美国西北部地区所产的一年生植物。所述植物的植物学名称为绣线菊。所述植物被称作“绣线菊”是因为有正开花植物的白花的田野像草地一样。
绣线菊籽可含有大约20-30%的油。通过碎粉所述种籽和利用溶剂提取法可以回收所述油。所述绣线菊油包含大于98%的长链脂肪酸。所述长链脂肪酸具有非常高水平的单不饱和度和非常低水平的多不饱和度。绣线菊油是已知的最稳定的植物油之一。绣线菊与芥酸油菜籽油最相似(Dan Burden,Ag Marketing Resource Center,Iowa StateUniversity,2003年11月)。油菜籽油比绣线菊油略微更饱和(E.A.Oelke,E.S.Oplinger,C.V.Hanson,K.A.,Kelling,AlternativeField Crops Manual,University of Wisconsin-Extension,Cooperative Extension,University of Minnesota,Center forAlternative Plant&Animal Products and the Minnesota ExtensionService)。
绣线菊油的稳定性似乎不是由于普通抗氧化剂引起的。对于绣线菊油的氧化稳定性的一种可能的解释是其非同寻常的脂肪酸组合物。绣线菊油中主要的脂肪酸是5-二十碳烯酸,发现这种脂肪酸对氧化的稳定性比最普通的脂肪酸油酸稳定几乎5倍,以及比其它单不饱和脂肪酸稳定16倍。参见“Oxidative Stability Index of Vegetable Oilsin Binary Mixtures with Meadowfoam Oil”,Terry等人,美国农业部,农业研究所,1997年。
绣线菊油的典型的脂肪酸组合物为大约58-64%的C20:1(Δ5),3-6%的C22:1(Δ5),10-14%的C22:1(Δ13),和15-21%的C22:2(Δ5Δ13)。
油稳定性指数(OSI)正变成最广泛使用的评定液体物料稳定性的方法。所述OSI分析涉及在规定温度下将所述油暴露于空气流中。以在规定温度下克服所述油的阻力所需要的小时数来报告最终结果。
绣线菊油的OSI值高于其它油的OSI值。meadowfoam.com网站上提出,绣线菊籽油的高稳定性是由于存在天然出现的生育酚(抗氧化剂)和不存在可能易于氧化的多不饱和脂肪酸。所述生育酚可被看作是稳定化合物,其稳定绣线菊油不被氧化。
通过调和绣线菊油与其它油,绣线菊油也可以用来提高其它油的稳定性。
霍霍巴油
在实施方案中,根据本发明实施方案的添加剂可包含霍霍巴油作为任选的长链组分,该霍霍巴油可在绣线菊油以外另加或代替绣线菊油。霍霍巴油是具有抗氧化剂特性的液体,并且能够耐受非常高的温度而不损失其抗氧化剂的能力。霍霍巴油是从产于亚利桑那州、加利福尼亚州和墨西哥州北部的灌木的磨碎或粉碎的种籽中提取的液体蜡酯混合物。所述霍霍巴油的来源是Simmondsia chinensis灌木,通常称作霍霍巴植物。它是木质的常绿灌木,具有厚的、皮革似的、蓝绿色的叶子和深棕色、坚果状的果实。可通过常规的挤压或溶剂提取法从所述果实中提取霍霍巴油。所述油是澄清和金色的。霍霍巴油几乎完全由单不饱和的直链酸与高分子量的醇(C16-C26)的蜡酯组成。霍霍巴油一般定义为通式为RCOOR″的液体蜡酯,其中RCO表示油酸(CIS)、二十烷酸(C20)和/或芥酸(C22),和其中OR″表示二十烯醇(C20)、二十二烯醇(C22)和/或二十四烯醇(C24)结构部分。分子式为RCOOR″的纯酯或混合酯,其中R是C20-C22的烷基(烯基),和其中R″是C20-C22的烷基(烯基),可以是部分或全部替代霍霍巴油的替代物。最优选包括单不饱和直链烯基的酸和醇。
然而不希望受限于任何特定机理,据信所述霍霍巴油可以通过赋予所述配方热稳定性而在燃烧前预防或延迟所述配方中的植物油提取物和/或β-胡萝卜素组分的预氧化。霍霍巴油通常降低燃料的十六烷值。在优选更高十六烷值的配方中,通常优选降低所述配方中的霍霍巴油含量。
绣线菊油或霍霍巴油可以用在润滑剂中。在根据本发明实施方案的实施方案中,包含绣线菊油或霍霍巴油的添加剂可以提高柴油燃料的润滑性。例如,包含绣线菊油和/或霍霍巴油的添加剂可以提高发动机部件例如燃料泵的寿命。
根据低排放的柴油燃料通常含有低含量的硫这一事实,包含绣线菊油的添加剂的润滑性可能是重要的。低硫柴油通常遭受不良润滑性能的损害。生物柴油是非常低硫的柴油燃料。在实施方案中,根据本发明实施方案的添加剂中的任选的绣线菊油可以为包含生物柴油的柴油燃料提供增加的润滑性。
虽然绣线菊油或霍霍巴油是根据本发明实施方案的添加剂的优选的任选组分,包含长链脂肪酸或酯的其它油也可以是适合的。所述包含长链脂肪酸或酯的任选组分可以选自绣线菊油、霍霍巴油、天然的或合成的长链脂肪酸、天然的或合成的长链脂肪酸酯、和它们的混合物。所述长链脂肪酸和/或酯可以是纯化合物或混合物。
溶剂-适合于与优选实施方案的配方一起使用的溶剂是可与所述配方的一种或多种组分混溶的和相容的。优选的溶剂包括芳族溶剂,例如苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯等,以及非极性溶剂,例如环己烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷等。适合的溶剂还包括基础燃料,例如1类柴油、2类柴油、生物柴油等。取决于待被溶剂化的物质,其它液体也适合用作溶剂,例如含氧化合物、载液、或者甚至本文列举的添加剂。通常可优选芳族溶剂或载液。
芳烃100和芳烃150是适合的溶剂的实例,尽管其它溶剂也是适合的。根据埃克森美孚化学公司的销售规定Rev 11(03/01),芳烃100最低含有98.0体积%的芳族化合物,IBP最小值为154℃,和DP最大值为174℃。芳烃150最低含有98.0的芳族化合物,CIBP为179℃,和DP最大值为213℃。
芳烃100和芳烃150作为溶剂的实施例仅仅是说明性的实施例,而不是意味着限制。
溶剂的量可优选足以维持所述组分溶解在所述燃料中。溶剂的最佳量可取决于所述组分、燃料调和物和所述溶剂的成本。所述溶剂的成本可以高于其它燃料组分。有利地,将溶剂的量最小化以使成本最小化。当所述溶剂是柴油或生物柴油时,所述溶剂的成本就不是考虑因素了。
根据本发明实施方案的添加剂的组分的量
降低包含生物柴油的柴油燃料的燃烧排放的添加剂可以包含发火促进剂和至少一种选自植物提取物、类似于植物提取物的一部分的合成组合物和它们的混合物的物质。所述发火促进剂可以优选是有机过氧化物或有机氢过氧化物。在实施方案中,也可以使用有机硝酸酯发火促进剂。
在所述发火促进剂是过氧化二叔丁基(DTBP)的实施方案中,所述添加剂可以包含约0.32-约799g DTBP和约0.001-约60g植物提取物或类似于植物提取物的合成组合物每加仑柴油燃料,其中柴油燃料的体积是包含柴油燃料和生物柴油的柴油燃料的总体积。更优选地,所述添加剂可以包含约0.32-约80g DTBP和约0.001-约6g植物提取物或类似于植物提取物的合成组合物每加仑柴油燃料。最优选地,所述添加剂可以包含约9.5-约30g DTBP和约0.002-约0.6g植物提取物或类似于植物提取物的合成组合物每加仑柴油燃料。
如果使用其它发火促进剂,可以由本领域技术人员确定其在所述添加剂中的量。该量可以与DTBP的量相似。
绣线菊油,霍霍巴油和/或溶剂是根据本发明实施方案的添加剂的任选组分。如果根据本发明实施方案的添加剂中存在绣线菊油、霍霍巴油或绣线菊油与霍霍巴油的混合物,该添加剂可以包含约0.001-约0.544g绣线菊油和/或霍霍巴油每加仑柴油燃料,更优选包含约0.001-约0.05g绣线菊油和/或霍霍巴油每加仑柴油燃料,和最优选包含约0.002-约0.03g绣线菊油和/或霍霍巴油每加仑柴油燃料。
如果根据本发明实施方案的添加剂中存在溶剂,该添加剂可以包含约0.12g-约106g溶剂每加仑柴油燃料,更优选包含约0.12g-约10.6g溶剂每加仑柴油燃料,和最优选包含约0.23g-约10.6g溶剂每加仑柴油燃料。
需要理解的是,合成的植物提取物可以全部或部分代替所述添加剂中的植物提取物。合成的长链脂肪酸或酯可以全部或部分代替绣线菊油和/或霍霍巴油。
如果所述添加剂包含硝酸2-乙基己酯(2-EHN),所述添加剂可以包含约0.025-约19g 2-EHN每加仑柴油燃料,更优选包含约0.075g-约15.2g 2-EHN每加仑柴油燃料,和最优选包含约0.12g-约11.4g 2-EHN每加仑柴油燃料。
在实施方案中,所述添加剂可以包含充足的2-EHN以在包含生物柴油的所述燃料中提供约1ppm-约5000ppm的2-EHN,更优选约2ppm-约4000ppm的2-EHN,和最优选在包含生物柴油的所述燃料中提供约5ppm-约3000ppm的2-EHN。
在实施方案中,所述任选的2-EHN也可以与所述添加剂分别加入到所述柴油燃料中。
降低包含生物柴油的柴油燃料燃烧中的污染物排放的方法
降低包含生物柴油的柴油燃料燃烧中的污染物排放的方法包括在机动车中燃烧包含生物柴油和根据本发明实施方案的添加剂的所述柴油燃料。所述方法还可包括向所述柴油燃料中加入所述添加剂,其中在燃烧所述柴油燃料之前将所述添加剂加入到柴油燃料中。
正如下面的实施例所表明的,燃烧包含生物柴油和根据本发明实施方案的添加剂的柴油燃料的机动车的排放可以比燃烧不包含根据本发明实施方案的添加剂的相同燃料的机动车的排放低。
所述添加剂可以包含至少一种发火促进剂和至少一种第二组分,所述第二组分包含至少一种选自植物提取物、类似于植物提取物的一部分的合成组合物和它们的混合物的物质。
提高包含生物柴油的柴油燃料的润滑性的方法
提供了提高包含生物柴油的柴油燃料的润滑性的方法。生物柴油燃料可具有低硫含量。具有低硫含量的柴油燃料可具有低润滑性。所述方法包括向所述柴油燃料中加入添加剂,其中所述添加剂可以包含:至少一种发火促进剂;至少一种第二组分,其包含至少一种选自植物提取物、类似于植物提取物的一部分的合成组合物和它们的混合物的物质;和至少一种选自绣线菊油、霍霍巴油和它们的混合物的油。
所述发火促进剂可以包含有机硝酸酯或过氧化物。所述发火促进剂优选是过氧化物。在示例性的实施方案中,所述发火促进剂可以包含过氧化二叔丁基。其它的有机过氧化物也可以是适合的。
所述添加剂中的绣线菊油或霍霍巴油可以提高所述柴油燃料的润滑性。
下面的实施例举例说明了本发明多个方面的实施方案。所述实施例不意味着限制权利要求的范围。
实施例1
通过共混995mL芳烃150、5mL绣线菊油和5.1g牛毛草提取物(己烷提取的)来形成含有牛毛草提取物和绣线菊油的溶液。在下面的实施例中,将该溶液称为“添加剂2”或“牛毛草提取物绣线菊油原料溶液”或“提取物添加剂”。
表2提供了所制备的处理物混合物的列表:
表2
处理物混合物
处理物 | 添加剂2:牛毛草提取物-绣线菊油原料溶液的体积(mL/加仑B20) | DTBP的体积(mL/加仑B20) |
1 | 无 | 34.05 |
2 | 无 | 37.85 |
3 | 无 | 23.0 |
4 | 4.0 | 23.0 |
5 | 4.0 | 13.89 |
6 | 4.0 | 19.0 |
表3提供了使用上述用牛毛草提取物/绣线菊油添加剂(添加剂2或提取物添加剂)制备的处理物的多种污染物的排放结果。在第一天测量不含添加剂的B20生物柴油的基准。以此作为参考以确定所述含添加剂样品的排放减少。表3中提供的加权平均是使用冷启动结果为1/7的权重因子和热启动结果为6/7的权重因子计算的。该表提供了全部烃(THC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)和颗粒物(PM)的数据。除PM以外,单位是ppm。颗粒物的单位是g/BHp-h(克/每制动功率-小时)。
表3
表4显示了多种处理物的排放相比于所述B20基准数据的变化。所述变化是每一种处理物的排放相比于所述B20基准运行的平均排放之间的差异。所述排放变化表(表4)的第一个数字是每一种处理物的排放与所述B20基础燃料的平均排放的基准排放之间的差异(Δ)。第二个数字是每一种处理物的排放与B20排放基准之间的百分比差异(%Δ)。
表4
处理物编号 | 处理物量/加仑B20 | THCppmΔ%Δ | COppmΔ%Δ | NOxppmΔ%Δ | CO2ppmΔ%Δ | PMg/BHP-hΔ%Δ |
1 | 34.05ml DTBP | -0.02-18% | -0.313-11.9% | -0.263-5.23% | +1.86+0.34% | -0.0017-8.67% |
2 | 37.85ml DTBP | -0.026-24% | -0.325-12.4% | -0.249-4.95% | +0.79+0.15% | -0.023-11.7% |
3 | 23.0ml DTBP | -0.02-18% | -0.26-9.89% | -0.215-4.28% | +2.28+0.42% | -0.02-10.2% |
4 | 23.0ml DTBP+4ml提取物添加剂 | -0.019-17% | -0.209-7.95% | -0.238-4.73% | +2.57+0.47% | -0.013-6.63% |
4 | 23.0ml DTBP+4ml提取物添加剂 | -0.022-20% | -0.211-8.03% | -0.211-4.20% | +3.51+0.65% | -0.016-8.16% |
5 | 13.89ml DTBP+4ml提取物添加剂 | -0.018-17% | -0.181-6.89% | -0.187-3.72% | +2.44+0.45% | -0.009-4.59% |
6 | 19.0ml DTBP+4ml提取物添加剂 | -0.022-20% | -0.158-6.01% | -0.171-3.40% | +1.1+0.20% | -0.011-5.61% |
6 | 19.0ml DTBP+4ml提取物添加剂 | -0.022-20% | -0.0148-5.63% | -0.197-3.92% | +0.38+0.07% | ------------ |
6 | 19.0ml DTBP+4ml提取物添加剂 | -0.02-18.3% | -0.175-6.66% | -0.08-1.59% | +1.02+0.188% | ------------ |
所有的处理物降低了所有规定的污染物的排放。虽然CO2的排放比纯B20基础情况的二氧化碳排放有小幅增加,但目前柴油废气中的二氧化碳排放还没有受法规限制。
处理物4、5和6显示了根据本发明实施方案的添加剂引起的排放减少。与B20基准相比,用本发明的添加剂使总烃排放降低了27-20%。与不含根据本发明实施方案的添加剂的基础B20相比,CO排放降低了6.01-8.03%,NOx降低了3.40-4.73%,和颗粒物降低了4.59-8.16%。与所述基础B20燃料相比,根据本发明实施方案的添加剂在降低总烃、一氧化碳、NOx和颗粒物的排放上是有效的。
上述描述公开了本发明的几种方法和物质。本发明易于在所述方法和物质上进行修改,例如基础燃料的选择、选为基础配方的组分、以及在燃料配方和添加剂混合物上的修改。本领域技术人员考虑到本公开内容或本文所公开的发明实践,显然可做出这些修改。因此,不想将本发明限制在本文公开的具体的实施方案内,而是要涵盖在所附的权利要求中体现的本发明真实范围和主旨内出现的所有修改和替代。本文引用的所有参考文献的全部内容通过引用并入本文。
Claims (27)
1.用于生物柴油燃料的燃料添加剂,所述燃料添加剂包含:
包含发火促进剂的第一组分;和
选自植物提取物、合成形式的植物提取物和它们的组合的第二组分。
2.权利要求1的燃料添加剂,其中所述发火促进剂包含过氧化物。
3.权利要求2的燃料添加剂,其中所述过氧化物选自过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、氢过氧化异丙苯、di-olealperoxide、氢过氧化大豆、过氧化二乙基和它们的任意组合。
4.权利要求2的燃料添加剂,其中所述过氧化物包括过氧化二叔丁基。
5.权利要求1的燃料添加剂,还包含第三组分,所述第三组分包含选自长链脂肪酸、长链脂肪酸酯和它们的任意组合的化合物。
6.权利要求5的燃料添加剂,包含合成的长链脂肪酸、合成的长链脂肪酸酯、或既包含合成的长链脂肪酸又包含合成的长链脂肪酸酯。
7.权利要求5的燃料添加剂,其中所述第三组分还包含选自绣线菊油、霍霍巴油和它们的组合的油。
8.权利要求1的燃料添加剂,还包含溶剂。
9.权利要求8的燃料添加剂,其中所述溶剂包括芳族溶剂。
10.权利要求1的燃料添加剂,还包含硝酸烷基酯。
11.权利要求10的燃料添加剂,其中所述硝酸烷基酯包括硝酸2-乙基己酯。
12.权利要求1的燃料添加剂,其中所述植物提取物包括植物的绿色提取物。
13.权利要求12的燃料添加剂,其中所述绿色提取物是叶绿素。
14.权利要求1的燃料添加剂,其中所述植物提取物包括豆科植物的提取物。
15.权利要求1的燃料添加剂,其中所述第二组分选自β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、类胡萝卜素、叶绿素、有色体、艾索米汀和它们的任意组合。
16.权利要求1的燃料添加剂,其中所述植物提取物包含一种或多种叶绿素。
17.权利要求16的燃料添加剂,其中所述燃料添加剂具有约0.1-约80的叶绿素a与叶绿素b之比。
18.权利要求1的燃料添加剂,其中所述第二组分包括叶绿素和类胡萝卜素。
19.权利要求18的燃料添加剂,其中所述燃料添加剂具有约0.1-约100的叶绿素与类胡萝卜素之比。
20.权利要求1的燃料添加剂,还包含稳定组分。
21.权利要求19的燃料添加剂,其中所述稳定组分包含至少一种化合物,所述化合物选自2,2,4-三甲基-6-乙氧基-1,2-二氢喹啉、乙氧基喹啉、2-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-正丁基苯酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-正丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、2,2’-亚甲基-双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯、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]、膦酸二正十八烷基(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)酯、2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三甲苯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸酯、N,N′-二苯基苯二胺、对辛基二苯胺、对,对-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、N-烷基吩噻嗪、亚氨基(双苄基)、6-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚、4,4′-亚甲基双(-2,6-二叔丁基苯酚)、二苯胺、二萘胺和苯基萘基胺。
22.
23.燃料组合物,包含:
约0.32-约799g发火促进剂;
约0.001g-约60g植物提取物或合成形式的植物提取物,或它们的混合物每加仑所述包含生物柴油的燃料。
24.权利要求22的燃料组合物,还包含硝酸2-乙基己酯。
25.权利要求23的燃料组合物,其中所述硝酸2-乙基己酯的含量为约1ppm-约5000ppm。
26.降低生物柴油燃料燃烧中的污染物排放的方法,包括燃烧燃料,包括:
将所述生物柴油燃料与燃料添加剂混合,所述燃料添加剂包含:
包含发火促进剂的第一组分;和
选自植物提取物、合成形式的植物提取物和它们的混合物的第二组分。
27.提高包含生物柴油的燃料的润滑性的方法,所述方法包括:
向所述包含生物柴油的燃料中加入添加剂,所述添加剂包含:
包含发火促进剂的第一组分;
选自植物提取物、合成形式的植物提取物和它们的混合物的第二组分;和,
至少一种选自绣线菊油、霍霍巴油和它们的混合物的油。
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