DE69535651T2

DE69535651T2 - Unverbleite treibstoffzusammensetzungen

Info

Publication number: DE69535651T2
Application number: DE69535651T
Authority: DE
Inventors: William C Orr
Original assignee: Orr William C Denver
Current assignee: Orr William C Denver
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2015-03-03
Also published as: JPH10500710A; WO1995023836A1; CN1150447A; OA10373A; CA2184490A1; UA70910C2; EP0748364A4; AU2115995A; AP790A; DE69535651D1; EP0748364B1; AP9600863A0; CA2184490C; JP3660357B2; EP0748364A1; ES2300103T3; BR9507429A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Organomangan-Kraftstoffzusammensetzungen, mechanische und/oder chemische Mittel, die fähig sind, die Verbrennung zu verbessern und/oder die Verbrennungstemperaturen zu reduzieren, wodurch der thermische Wirkungsgrad verbessert wird und schädliche Emissionen verringert werden.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Integration verschiedener Organomanganverbindungen als Antiklopfmittel (z. B. Methylcyclopentadienylmangantricarbonyl – MMT und andere) in Kohlenwasserstoffkraftstoffe ist bekannt. Siehe US-Patente 2 818 417 ; 2 839 552 und 3 127 351 .
Trotz der Antiklopf- und anderer Nutzen von Organomangan ruft seine Verwendung in Kohlenwasserstoffkraftstoffen eine andere Gruppe von Umwelt- und praktischen Problemen hervor. Organomanganverbindungen erzeugen nämlich, wenn sie in Kohlenwasserstoffkraftstoffen verbrannt werden, schädliche schwere Manganoxide (Mn₃O₄ und Mn₂O₃), welche wiederum Motorteile, Verbrennungssysteme, Turbinen, Auspuffoberflächen, Emissions-/Abgaskatalysatoren usw. überziehen, wodurch sie beispielsweise frühzeitige Ermüdung, Versagen, übermäßigen Verschleiß, partikelförmige Metallemissionen, Langzeitverschlechterung von Kohlenwasserstoffemission und dergleichen verursachen. Siehe US-Patente 3 585 012 ; 3 442 631 ; 3 718 444 und der EPA-Patent Nr. 0 235 280 der Anmelderin.
Beispielsweise ist auch bekannt, dass solche Ablagerungen eine Diffusionsbarriere an Katalysatoroberflächen erzeugen, was die Katalysatoreffizienz verschlechtert. Siehe Williamson, Gandhi, Weaver, „Effects of Fuel Additive MMT an Contaminant Retention and Catalyst Performance," SAE Paper 821193, 1982.
Rezent haben Automobilhersteller erneuerte Bedenken bezüglich der Geneigtheit von Mangan, schädliche Oxide zu bilden, aufgeworfen, dass selbst bei sehr niedrigen Konzentrationen von 0,008 g Mn/l (1/32 Gramm Mangan) neue an Bord befindliche Katalysator-Diagnosesysteme, die als „OBD-11-Katalysatoreffizienzüberwachungssysteme" bekannt sind, aufgrund von Oxidniederschlag auf Katalysator-Waschhüllenoberflächen behindert werden. Siehe Hurley, Hansen, Guttridge, Gandhi, Hammerle und Matso, „The Effect an Emissions and Emission Component Durability by the Fuel Additive Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl (MMT)", SAE Paper 912437, 1991; Hurley et al., "Characterization of Automotive Catalysts Exposed to the Fuel Additive MMT", SAE Paper 890582, 1989; Hubbard et al., "Effect of MMT an the OBD-II Catalyst Monitor", SAE Paper 932855, 1993.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Anmelder hat den Funktionsmechanismus entdeckt, der Kraftstoffe, die metallische Stoffe, einschließlich Orthomanganverbindungen, enthalten, veranlasst, während der Verbrennung ungünstige schwere partikelförmige/überziehende Mn-Oxide zu erzeugen, was nämlich durch einen weniger als idealen Verbrennungsprozess verursacht wird, worin Verbrennungs-Brenngeschwindigkeiten und -Temperaturen nicht optimal sind.
Durch effektives Erhöhen der Brenngeschwindigkeit des Kraftstoffs, während idealerweise die Verbrennungstemperaturen reduziert werden, steuert oder vermeidet der Anmelder nicht nur die Erzeugung ungünstiger Metalloxide, sondern setzt die Fähigkeit von Nicht-Blei-Metallen frei, Prinzipien in einer neuen, sauberen „Hochenergiequellen"-Klasse von Antriebsmitteln/Kraftstoffen und Verbrennungsprozess zu werden.
Im Wesentlichen hat der Anmelder einen Verbrennungsprozess entdeckt, der eine gewisse chemische Struktur/Unterstruktur und/oder mechanische Struktur/Unterstruktur umfasst, die gleichzeitig 1. die Brenngeschwindigkeit erhöht, 2. eine hohe Freisetzungsrate von als was als freie Energie bekannt sein könnte, aufrechterhält, bei 3. reduzierten Verbrennungstemperaturen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1. Verbrennungstemperaturunterschiede, vergleicht Unterschiede in Verbrennungstemperaturen unterschiedlicher Kraftstoffzusammensetzungen, gemessen mittels Abgastemperaturen bei verschiedenen Motorlasten.
2. Verbrennungstemperaturen und Kohlenwasserstoffemissionen, vergleicht Verbrennungstemperaturunterschiede und deren Beziehung zur Erzeugung von Emissionen von Kohlenwasserstoffen.
3. Verbrennungstemperaturen und NOx-Temperaturen, vergleicht Verbrennungstemperaturunterschiede und deren Beziehung zur Erzeugung von Nox-Emissionen.
4. Indizierte Brenngeschwindigkeit, vergleicht die Brenngeschwindigkeit verschiedener Kraftstoffe unter unterschiedlichen Lasten.
5. Brenngeschwindigkeit und Kohlenwasserstoffemissionen, vergleicht die Brenngeschwindigkeit mit der Erzeugung von Kohlenwasserstoffemissionen.
6. Brenngeschwindigkeit und NOx-Emissionen, vergleicht Brenngeschwindigkeit mit der Erzeugung von NOx-Emissionen.
7. Technische Gemisch-Abmagerung, zeigt Warmfahrverhaltens- und Verbrennungsverbesserungen von Benzin aufgrund der Aufrechterhaltung von Mindest-Destillationstemperaturen für Kraftstoff, der oxidierte Verbindungen enthält.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Entdeckung des Anmelders ist die Entdeckung der Quelle des Schwermetalloxidproblems und seiner damit einhergehenden Lösung, z. B. erhöhter Brenngeschwindigkeit und/oder Verringern von Verbrennungstemperaturen.
Im Kontext dieser Erfindung verweist der Anmelder generell auf den thermischen Wirkungsgrad, hierin nachstehend, in sowohl seinem chemischen als auch mechanischen Kontext, z. B. der Effizienz der chemischen Reaktion und der in dem System erzeugten Menge nützlicher Arbeit, z. B. freier Energie.
Der Anmelder hat festgestellt, dass der thermische Wirkungsgrad, insbesondere gemessen als eine Funktion der von dem System erzeugten netto nützlichen Arbeit, erhöht wird.
Beispielsweise hat der Anmelder unerwarteterweise entdeckt, dass der thermische Wirkungsgrad gegenüber bestehenden Kraftstoffen und Verbrennungssystemen in der Größenordnung von 2,0% bis 20% liegt.
Die Erfindung liegt grundlegend in der Erhöhung 1. der Brenngeschwindigkeit durch a) Erhöhen der Laminarflammengeschwindigkeit (ESC – chemisches und/oder Destillationsmodifikationsmittel), b) Erhöhen der Turbulenzgeschwindigkeit (chemisches und/oder mechanisches Mittel), 2. Verringern der Verbrennungstemperatur (chemisches oder mechanisches Mittel), in Kombination mit einem Kraftstoff auf Basis einer Metallkomponente.
Es wird erwogen, dass Verbindungen/Komponenten und/oder chemnische und/oder mechanische Prozesse, Verfahren und Mittel, einschließlich deren Kombinationen und Unterkombinationen, die die Verbrennungs-Brenngeschwindigkeit erhöhen, eingesetzt werden. Es wird bevorzugt, dass, während es nicht erforderlich ist, gleichzeitig die Verbrennungstemperaturen gesenkt werden.
In der Praxis der Erfindung ist, sollte eine oxidierte bzw. sauerstoffangereicherte Verbindung eingesetzt werden, das Maximimieren von Sauerstoff ein Bestreben. Sauerstoffgehalte können sich von 0,0001 bis auf 80,0 Gew.% belaufen. Individuelle Kraftstoffzusammensetzung und Verbrennungssysteme sind maßgeblich. Günstige Resultate neigen jedoch nicht dazu, aufzutreten, bis 1,0%, 1,5%, 2,0% oder mehr Sauerstoff enthalten ist. Bevorzugtere Konzentrationen sind 2,0% oder mehr. Ein wünschenswerter Bereich ist von 0,001 bis 30,0 Gew.% Sauerstoff. Zusätzliche Gewichtskonzentrationen von Sauerstoff umfassen 0,001 bis 15,0%, 0,5% bis 1,5%, 0,3% bis 2,7%, 2,0% bis 3,7%, 0,2% bis 0,9%, 1,0% bis 4%, 2,0% bis 8,0%, 1,8% bis 12%, 2,0% bis 10,0%, 3,0%, 5,0% bis 40%, 2,0% bis 53%.
In der Praxis dieser Erfindung belaufen sich akzeptable Erhöhungen der Rate der Brenngeschwindigkeit des Kraftstoffs gegenüber einem unangepassten Kraftstoff- oder Verbrennungssystem auf 1,0% bis etwa 800% oder mehr. Geschwindigkeitserhöhungen von 0,2%, 0,5%, 1,0%, 2,0%, 3,5%, 5% bis 10,0%, 7,0% bis 15%, 9,0% bis 25%, 5,0% bis 20%, 12% bis 30%, 15% bis 40%, 20% bis 50% sind wünschenswert.
Es ist ein Gegenstand der Erfindung des Anmelders, dass die Diffusion von vor bzw. nach der Zündung auftretenden Vor-Verbrennungsgasen so wirkt, dass der Kraftimpuls bzw. die Viskosität des unverbrannten Gases so nah als möglich an die Viskosität des verbrannten Gases erhöht wird, um den viskosen Widerstand zwischen den verbrannten und den unverbrannten Gasen zu reduzieren. Bei der Beseitigung dieses Widerstands wird das grundlegende Ziel von Anstiegen in der Brenngeschwindigkeit erzielt.
Es wird ausdrücklich erwogen, dass Verbrennungssysteme, welche die Verwendung eines höheren Kompressionsverhältnisses bei Kraftstoffen einer gegebenen Oktanzahl gestatten, eingesetzt werden sollen.
Chemische und/oder mechanische Mittel, einschließlich beispielsweise Abgassauerstofferfassungssysteme (einschließlich EGO-Sensoren), die Äquivalenzverhältnisse von Kraftstoff zu Luft regeln, die den Brenngeschwindigkeitsgegenstand dieser Erfindung verbessern, sind wünschenswert und werden erwogen.
SIEDETEMPERTURVERRINGERUNG UND MODIFIKATIONSPRAXIS
Verbesserte Brenngeschwindigkeiten werden erwogen. Ein solches Mittel ist durch Reduzieren des Endsiedepunkts der Zusammensetzung.
Es ist die Absicht des Anmelders, dass die Verringerung und/oder Modifikation der T-90, T-50 oder T-10-Destillation des Kohlenwasserstoff-Zusatzkraftstoffs darunterliegende Kohlenwasserstoffströme modifiziert oder spezifisch zuschneidet.
Somit werden durch Verringerung von Siedetemperaturen, z. B. Endsiede- und T-90-Temperaturen, in Kombination mit der Erfindung des Anmelders die Verbrennungstemperaturen und/oder die Brenngeschwindigkeit verbessert.
Bei breit siedenden Erdölfraktionen, z. B. Benzinen usw., ist das Reduzieren der Destillationssiedetemperaturen des Kraftstoffs, insbesondere der Endpunkt- und/oder T-90-Temperatur, um 2,8°C (5°F) bis 11,1°C (20°F), 5,6°C (10°F) bis 16,7°C (30°F), 11,1°C (20°F) bis 27,8°C (50°F), 13,9°C (25°F) bis 33,4°C (60°F), 22,2°C (40°F) bis 38,9°C (70°F), 27,8°C (50°F) bis 44,5°C (80°F) oder mehr besonders effektiv bei der Erhöhung von Verbrennungs-Brenngeschwindigkeiten usw.
Somit ist es eine spezifische Ausführungsform dieser Erfindung, die Endpunkt- und T-90-Siedetemperaturen zu reduzieren.
Bevorzugte praktische Reduzierung des Siedepunkts umfasst die Eliminierung von Alkanen mit höherem Siedepunkt, aromatische Kohlenwasserstoffe, Cyclane, Alkene werden bevorzugt.
Der Anmelder merkt an, dass die Steuerung des Siedepunkts im mittleren Bereich besonders wichtig bei der Kraftstoffanwendung ist, wo sauerstoffhaltige organische Verbindungen eingesetzt werden.
In der Praxis dieser Erfindung verbessert diese Modifikation/Kontrolle des Siedepunkts die Verbrennung und/oder die Brenngeschwindigkeitsmerkmale des Kraftstoffs.
Wenn eine Verbindung in einen Überschuss von 0,5 Gew.% Sauerstoffgehalt in dem Kraftstoff eingesetzt wird, insbesondere zum Betrieb in derzeitigen Motoren, sollten die Temperaturen des mittleren Bereichs etwa 71,1°C (160°F), 76,7°C (170°F), 82,2°C (180°F) bis etwa 96,1°C (205°F) betragen. Temperaturen des mittleren Bereichs außerhalb dieser Bereiche scheinen weniger effektiv zu sein.
Wichtigerweise hat der Anmelder entdeckt, dass beim Einsatz von sowohl T-90-Temperaturverringerung als auch Temperaturkontrolle im mittleren Bereich der Mn-Kraftstoff (ohne den Einschluss einer sauerstoffhaltigen organischen Verbindung) einen maximalen Verbrennungsvorteil erzielt, das heißt, verbesserte Kraftstoffersparnis, reduzierte Manganoxidbildung und/oder verbessertes Warmfahrverhalten.
Weiterhin verbessert der Einschluss einer sauerstoffhaltigen organischen Verbindung diesen günstigen Effekt. Je besser die oxidierte ECS-Verbindung, desto besser das günstige Ergebnis.
Beispiel 1
Ein beispielhafter Kraftstoff, worin MMT in einer Menge von 0,008 g Mn/l oder weniger (1/32 Gramm Mn oder weniger pro Gallone) enthalten ist.
Beispiel 2
Das Beispiel von 1, wobei eine oxidierte ECS-Verbindung in einer Menge über 0,5 Gew.% zum Betrieb in einem derzeitigen Automotor eingesetzt wird, und wobei die Mittelbereichstemperatur des Benzins 76,7°C (170°F) bis etwa 96,1°C (205°F) beträgt.
Beispiel 3
Das Beispiel von 2, wobei die Zusammensetzung eine ECS-Verbindung in einer ausreichenden Konzentration umfasst, um die durchschnittliche Brenngeschwindigkeit der Zusammensetzung um zusätzliche 5,0% oder mehr gegenüber der klaren Komposition, gemessen mittels Laminar-Bunsenbrenner, zu erhöhen.
Beispiel 4
Das Beispiel von 3, wobei der Zusatz der ECS-Verbindung ausreicht, um durchschnittliche Verbrennungstemperaturen um 13,9°C (25°F) zu reduzieren, gemessen unter Last von mindestens 14,71 iKW (20 indizierte Leistung, I. H. P.)).
Der Anmelder merkt an, dass dieser Aspekt seiner Erfindung (z. B. Zusatz von ECS-Verbindung mit oder ohne Metall) angewendet auf Benzin besonders günstig ist, wenn die T-90-Temperaturen gleich oder unter etwa 148,9°C (300°F), 137,8°C (280°F) betragen, und gegebenenfalls, wenn die T-50-Temperaturen im Bereich von etwa 76,7°C (170°F) bis 96,1°C (205°F) liegen.
MODIFIKATION DER VERBRENNUNGSTEMPERATUR
In der Praxis dieser Erfindung belaufen sich bevorzugte Reduzierungen der Verbrennungstemperaturen auf 5,6°C (10°F) bis 277,8°C (500°F). Reduzierungen von 13,9°C (25°F) bis 27,8°C (50°F) oder mehr sind wünschenswert. Reduzierungen von 55,6°C (100°F) oder mehr sind wünschenswert. Reduzierungen von 2,8°C (5°F) bis 8,3°C (15°F); 5,6°C (10°F) bis 13,9°C (25°F), 8,3°C (15°F) bis 16,7°C (30°F) oder mehr werden bevorzugt.
Im Fall von Benzin übertragen sich reduzierte Abgastemperaturen in erhöhte Kraft und/oder Verringerung von Abgaskatalysator-Einlasstemperaturen. Es ist eine ausdrückliche Ausführungsform dieser Erfindung, dass die Abgaskatalysator-Einlasstemperaturen reduziert werden, um ein Verstopfen des Katalysators zu vermeiden. Von daher ist es ein ausdrücklicher Gegenstand, die Katalysatoreinlasstemperaturen auf etwa 760°C (1400°F) oder weniger, 732,2°C (1350°F), 704,4°C (1300°F), 676,7°C (1250°F), 648,9°C (1200°F), 621,1°C (1150°F), 593,3°C (1100°F), 565,6°C (1050°F) oder weniger zu reduzieren, oder andere Temperatur, die ausreicht, um eine akzeptable Katalysatoraktivität zu gewährleisten, während die Wahrscheinlichkeit des Verstopfens durch Manganoxid vermieden wird.
Beispiel 5
Ein Verfahren zur Vermeidung des Verstopfens oder Überziehens von Abgaskatalysatoren mit Manganoxiden, wobei das Verfahren umfasst Mischen eines ECS- Kraftstoffs mit einem herkömmlichen unverbleiten oder umgeformten Benzin, das 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) MMT enthält, wobei die Verbrennungs- und Abgastemperaturen dieses Kraftstoffs ausreichend reduziert werden, sodass die Einlass-Abgastemperatur des Katalysators weniger als 760°C (1400°F), bevorzugt weniger als 648,9°C (1200°F) beträgt.
CHEMISCHE MITTEL
Unerwarteterweise wurde entdeckt, dass gewisse molekulare Merkmale der Verbrennung für die rasche Diffusion von Hitze und aktiven Reaktionszentren in unverbrannten Gasen verantwortlich sind, einschließlich der raschen Diffusion verbrannter Gase vor der Flammenvorderseite, was zu erhöhten Brenngeschwindigkeiten führt. Solche molekulare Struktur umfasst, ist jedoch nicht begrenzt auf, H, H₂, O, O₂, CO, F, F2, F3, N, B, Be, BO, B2, BF, AL, ALO, CH3, NH3, CH, C2H2, C2H5, Li, ONH, NH, NH2, OCH₃ (Methoxyradikale), OCH, OCH₂ und OH (Hydroxylradikale). Zusätzliche chemische Strukturen, wovon man glaubt, dass sie zur Erzielung günstiger Resultate in der Lage sind, umfassen Cl, OCOO, COOH, C2H500C, CH3CO, OCH20, OCHCO und CONH2. Der Anmelder verweist auf diese Struktur als Enhanced Combustion Structure (ECS)(Verbesserte Verbrennungsstruktur) und auf Verbindungen, die die Struktur enthalten, als ECS-Verbindungen.
Es ist auch besonders wünschenswert, dass diese ECS-Struktur und/oder die ECS-Verbindung hohe latente Verdampfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufweisen, insbesondere diejenigen gleich oder größer als 28,0 jK mol^–1. Andere Verdampfungsenthalpieen (am Siedepunkt) sind diejenigen gleich oder größer als 21, 22, 24, 26, 27, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 43, 45 oder mehr jK mol^–1. Generell gilt, je höher, desto besser.
Die Molekularstruktur, die hohe latente Hitze und/oder beschleunigte Brenngeschwindigkeit usw. ergibt, nämlich diejenige Struktur, welche die sofortige kinetische Diffusion des unverbrannten Verbrennungsdampfs verursacht usw., und/oder anderweitig in dem Verbrennungsprozess wirkt, um die Brenngeschwindigkeit (und Abgasgeschwindigkeit) zu erhöhen, und/oder die Verbrennungs-(und/oder Abgas-)Temperaturen zu reduzieren, wird hierin nachstehend als „Enhanced Combustion Strukture" (verbesserte Verbrennungsstruktur) oder „ECS" bezeichnet. Die Verbindungen, die solche Strukturen enthalten, werden als ECS-Verbindungen bezeichnet.
Nicht einschränkende Beispiele von Verbindungen, die der Anmelder identifiziert hat, die ECS-Struktur enthalten und die beim Erreichen dieses Ziels effektiv sind, umfassen Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Methylendimethylether (auch als Methylal, Dimethoxymethan bekannt), Kohlendioxiddimethylester (auch als Dimethylcarbonat bekannt), Diethylcarbonat, Methyl-tert-butylether (MTBE), Ethyl-tert-butylether (ETBE), Methyl-tert-amylether, Methanol, Ethanol, Propanol, tertiärer Butylalkohol, Dimethylether, andere C₃- bis C₆-Alkohole niedrigerer Molmasse, Diethylenglykoldimethylether, Diethylenglykoldiethylether, Dimethylether, Diethylether, Isopropylether, Diisopropyl, Nitromethan, Nitroethan, Nitropropan, Stickoxid, Distickstoffoxid, Stickstoffmonoxid, Ozon, Wasser, Gashydrate (Methanhydrat), Wasserstoffperoxid und ähnliche Verbindungen. Der Anmelder glaubt, dass viele andere ECS-Verbindungen bestehen, die noch nicht identifiziert worden sind.
Zusätzlich wird erwogen, dass gewisse ECS-Verbindungen Co-ECS-Verbindungen sind und die Unterstützung einer oder mehrerer ECS-Verbindungen erfordern, um entweder die Brenngeschwindigkeit zufriedenstellend zu verbessern und/oder die Verbrennungstemperaturen zu reduzieren. Beispielsweise kann es notwendig sein, die Verbrennungstemperaturen bestimmter Hochgeschwindigkeits-ECS-Verbindungen durch Zumischen eines Alkohols, Carbonats und/oder Zumischen von Wasser zu reduzieren. Man erwartet, dass gewisse Synergien zwischen ECS-Verbindungen bestehen, die wahrscheinlich die gegenseitigen Fähigkeiten verbessern.
Manganbereiche für die meisten herkömmlichen Anwendungen betragen etwa 0,000264 bis 1,32 g Mn/l (etwa 0,001 bis etwa 5,00 Gramm Mn/gal), 0,000264 bis etwa 0,793 g Mn/l (0,001 bis etwa 3,00 Gramm Mn/gal), 0,000264 bis etwa 0,528 g Mn/l (0,001 bis etwa 2,00 Gramm Mn/gal), 0,000264 bis 0,2642 g Mn/l (0,001 bis 1,00 Gramm Mn/gal), 0,000264 bis etwa 0,132 g Mn/l (0,001 bis etwa 0,50 Gramm Mn/gal), 0,000264 bis 0,1 g Mn/l (0,001 bis 0,375 Gramm Mn/gal), 0,00264 bis etwa 0,066 g Mn/l (0,001 bis etwa 0,25 Gramm Mn/gal), oder sogar 0,000264 bis 0,033 g Mn/l (0,001 bis 0,125 Gramm Mn/gal), oder sogar 0,000264 bis 0,0165 g Mn/l (0,001 bis 0,0625 Gramm Mn/gal) in der Zusammensetzung.
Mangankonzentrationen, die größer als 0,008 g Mn/l, 0,0165 g Mn/l (1/32, 1/16 Gramm Mangan pro Gallone) sind, sind ebenfalls ausdrücklich erwogen und wünschenswert.
Es ist eine Ausführungsform dieser Erfindung, Metalle zu substituieren, einschließlich Substituieren von Metallen der selben Gruppe. Der Anmelder erwägt die Breite von Substitution und/oder Mischen, einschließlich Mischverhältnissen, Mischbestandteilen usw. Siehe beispielsweise die US-Patente 3 353 938 ; 3 718 444 ; 4 139 349 .
Cyclomatische Verbindungen, einschließlich Cyclopentadienylcarbonylen, sind ausdrücklich wünschenswert. Ihre Herstellung ist in den US-Patenten 2 818 416 , 3 127 351 , 2 818 417 , 2 839 552 (als Referenz aufgenommen) erläutert. Der Anmelder hat festgestellt, dass Methylcyclopentadienyltricarbonyl-gruppen effektiv sind.
Ein bevorzugtes cyclomatisches Mangantricarbonyl ist Cyclopentadienylmangantricarbonyl. Ein bevorzugteres cyclomatisches Mangantricarbonyl ist Methylcyclopentadienylmangan (MMT).
Nicht einschränkende Beispiele für akzeptable Substitute umfassen die Alkenyl-, Aralkyl-, Aralkenyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Aryl- und Alkenylgruppen. Veranschaulichende und andere nicht einschränkende Beispiele akzeptabler cyclomatischer Mangantricarbonyl-Antiklopfverbindungen umfassen Benzylcyclopentadienylmangantricarbonyl; 1,2-Dipropyl-3-cyclohexylcyclopentadienylmangantricarbonyl; 1,2-Diphenylcyclopentadienylmangantricarbonyl; 3-Propenylienylmangantricarbonyl; 2-Tolyindenylmangantricarbonyl; Fluorenylmangantricarbonyl; 2,3,4,7-Propylfluorenylmangantricarbonyl; 3-Naphthylfluorenylmangantricarbonyl; 4,5,6,7-Tetrahydroindenylmangantricarbonyl; 3-3Ethenyl-4,7-dihydroindenyl mangan tricarbonyl; 2-Ethyl-3-(a-phenylethenyl)-4,5,6,7-tetrahydroindenyl mangan tricarbonyl; 3-(a-Cyclo-hexylenthenyl)-4,7-dihydroindenyl mangan tricarbonyl; 1,2,3,4,5,6,7,8-Octahydrofluorenyl mangan tricarbonyl und dergleichen. Mischungen solcher Verbindungen können auch verwendet werden. Die obigen Verbindungen können generell durch in der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden.
SUBSTITUTION DER ECS-VERBINDUNG
Die Lehren des Anmelders hierin, die sich auf eine spezifische ECS-Verbindung beziehen, beispielsweise Dimethylcarbonat, können für jede andere ECS-Verbindung oder -Komponente substituiert werden, die den Zweck des Anmelders erreicht und mit den Anforderungen der Kraftstoff-, Verbrennungs- und/oder Emissionssysteme usw. konsistent ist. Somit wird erwogen, dass Substitutionen von hierin offenbarten Verbindungen für jede ECS-Verbindung vorgenommen werden können, solange der Gegenstand der Erfindung des Anmelders beibehalten wird.
Mit anderen Worten ist es die ausdrückliche Ausführungsform dieser Erfindung, Dimethylcarbonat mit Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Methanol, Methylal, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, Methylendimethylether, Dimethylcarbonat, Methyl-tert-butylether (MTBE), Ethyl-tert-butylether (ETBE), Methyl-tert-amylether, Diisopropylether, C₃- bis C₆-Alkoholen niedrigerer Molmasse, Dimethylether, Diethylenglykoldimethylether, Diethylenglykoldiethyl-ether, Wasser, Wasserstoffperoxid und jeder anderen ECS-Verbindung oder -Mischung zu substituieren, kombinieren, mischen.
Zusätzliche nicht einschränkende mögliche Substitutionen für Dimethylcarbonat umfassen ECS-Verbindungen, ausgewählt aus C2-C12-Aldehyden, C2-C12-Ethern (MTBE, ETBE, 2,2-Diethyl-1,3-propandiol), C4-C15-Alkoholen (Furon, Furfuryl, 1-Hexanol, 2-Hexanol, 3-Hexanol und Polyethoxyethanole), C2-C12-Oxiden (2-Methylfuran, Methyltetrahydrofuran), C3-C15-Ketonen (Aceton, 2,3-Butandion, 2,5-Hexandion, 2,4-Pentandion, Cyclopentanon), C3-C15-Estern (Isopropylacetat, Ethylacrylat), C3-C12-Diestern, C5-C12-Phenolen (P-Cresal, 2,4-Xylenal, 3-Methoxyphenal), C5-C20-Glycolethern (einschließlich Diethylendimethylether, Diethylendiethylether, Diethylendipropylether, Diethylendibutylether, einschließlich Diethylenmonomethylether, Diethylenmonoethylether, Diethylenmonobutylether), C4-C20-Carbonaten mit Siedetemperaturen über 32,2°C (90°F) oder bevorzugter 48,9°C (120°F), C5-C25-Dicarbonaten mit Siedetemperaturen über 32,2°C (90°F) oder bevorzugter 48,9°C (120°F), organischen und anorganischen Peroxiden, einschließlich Di-tert-butylperoxid, Alkylperoxiden, Alkylhydroperoxiden, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexan, tert-Butylcumylperoxid, Di(tert-amyl)peroxid, tert-Butylhydroperoxid, tert-Amylhydroperoxid, Alkylnitratadditiven, einschließlich Ethyl-Hexylnitrat und Isopropylnitrat, und Mischungen davon. Schwerere ECS-Verbindungen können anstelle des bevorzugten Dimethylcarbonats oder sauerstoffangereicherten/ECS-Mittels verwendet werden und/oder können zusätzlich verwendet werden, mit oder ohne Lösungsmittel.
Die in dieser Erfindung erwogenen substituierten Ether umfassen verzweigte und geradkettige Ether, Diether mit zwei Sauerstoff- und doppelter Etherbindung, und Triether mit drei Sauerstoff- und mehrfachen Etherbindungen. Nicht einschränkende Beispiele umfassen Dimethylether, Methylethylether, Diethylether, Ethylpropylether, Methyl-Normalpropylether, Ethylisopropylether, Methylisopropylether, Ethyl-Normalpropylether, Propylether, Propylisopropylether, Diisopropylether, Ethyl-tert-butylether, Ethyl-sek-butylether, Methyl-Normalbutylether, Methylisobutylether, Methyl-tert-butylether, Methyl- sek.-butylether, Methyl-Normalamylether, Methyl-sek-amylether, Methyl-tert-amylether und Methyl-Isoamylether. Zusätzliche nicht einschränkende Beispiele für akzeptable Diether (mit zwei Sauerstoffen und doppelter Etherbindung) umfassen Methylendimethylether, Methylendiethylether, Methylendipropylether, Methylendibutylether und Methylendiisopropylether.
In der Praxis dieser Erfindung sind substituierte C4-Ether mit höherer Molmasse besonders wünschenswert.
Gleichzeitige Kraftstoffeinspritzung durch geeignete Mittel, unter Einsatz eines oder mehrerer Einspritzsysteme (z. B. einer doppelten Kraftstoffeinspritzung) für Kraftstoffe eines ähnlichen oder unähnlichen physikalischen Zustandes, z. B. Gas mit einer Flüssigkeit, liegt innerhalb der Reichweite dieser Erfindung und wird ausdrücklich erwogen. Solche Anwendungen wird ausdrücklich bei einem Mischen einer ECS-Verbindung mit einem Basis-Co-Kraftstoff erwogen, das vor der Kraftstoffeinspritzung nicht möglich sein könnte und/oder zur Optimierung der Verbrennung, was am besten mittels getrennter Einspritzung erfolgt. Getrennte Einspritzung wird auch erwogen, wenn Kraftstoffmischen nicht durch andere Mittel vor der Kraftstoffeinspritzung und/oder -Verbrennung erzielt werden kann.
Beispielsweise würde die Einbringung eines flüssigen Kohlenwasserstoff-Co-Kraftstoffs und eines gasförmigen ECS-Kraftstoffs, wie etwa Wasserstoff, in eine Verbrennungskammer oder Brennkammer durch getrenntes Einspritzen vollzogen, spezifisch zugeschnitten auf die spezifischen Merkmale des Brennstoffs und des Verbrennungssystems, die zur Maximierung der Verbrennungs-Brenngeschwindigkeit gestaltet sind.
Beispiel 6
In Kombination, ein verbrennungsverbessernder Kraftstoff, der eine auf sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen basierte ECS-Verbindung mit hoher latenter Verdampfungswärme und eine verbrennungsverbessernde Menge eines Metalls, ein Verbrennungssystem und ein Abgasrückführsystem (ERG) enthält, wobei der Kraftstoff verbrannt wird und Abgase in das Verbrennungssystem zurückgeführt werden.
Beispiel 7
Die Beispiele von 6, wobei das ERG-System ein geschlossenes Schleifensystem ist.
Beispiel 8
Die Beispiele von 6–7, wobei der Kraftstoff unverbleit ist, das Verbrennungssystem für unter die US-Vorschriften fallende Benzine dient, die Kombination zusätzlich ein geregeltes Emissionskontrollsystem umfasst.
Beispiel 9
Das Beispiel von 6, wobei der Kraftstoff Sauerstoff in einer Konzentration von 2,0 Gew.% und eine verbrennungsverbessernde Menge einer cyclomatischen Mangantricarbonylverbindung in einer Konzentration von 0,008 g Mn/l (1/32 Gramm Mn) enthält.
Beispiel 10
Das Beispiel von 9, wobei der Kraftstoff sich einer erhöhten Brenngeschwindigkeit erfreut und der thermische Wirkungsgrad des Systems verbessert ist; wobei die Kraftstoffersparnis um mindestens 0,5%, 1,0%, 2,0%, 5,0%, 10% oder mehr erhöht ist.
In der Praxis dieser Erfindung wird erwogen, insbesondere bei Automobilanwendungen einen Abgasemissionskatalysator (Dreiwegekatalysatoren, bevorzugt monolithische Katalysatoren) einzusetzen und gleichzeitig einen an Bord befindlichen Sauerstoffsensor einzusetzen, der zum Teil die Effizienz des Katalysators misst.
In der Praxis dieser Erfindung können Zündverstärker eingesetzt werden, individuell und/oder in Kombination mit ECS-Verbindungen, insbesondere im Kraftstoffen, die höhere Temperaturen zum Zünden erfordern, was ihre Zündungszeitspanne verlängert. Solche Fördermittel umfassen Di-tert-butylperoxid, Alkylperoxide, Alkylhydroperoxide, Alkylnitratadditive, einschließlich Ethylhexylnitrat und Isopropylnitrat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexan, tert-Butylcumylperoxid, Di(tert-amyl)peroxid, tert-Butylhydroperoxid, tert-Amylhydroperoxid und Mischungen davon.
BEISPIELTESTS
Zur Veranschaulichung der Attribute und Gegenstände dieser Erfindung hat der Anmelder eine Serie von Benzinkraftstofftests durchgeführt. (Der Anmelder merkt an, dass diese Beispieltests in einem Vergasermotor durchgeführt wurden, jedoch sind die grundlegenden Elemente der Erfindung, nämlich diejenigen, die zu Verbesserungen der Verbrennungs-Brenngeschwindigkeit und zu Temperatursenkungen führen, auf alle in Erwägung gezogenen Verbrennungssysteme des Anmelders übertragbar, wie nachstehend ersichtlich.)
BEISPIEL-TESTKRAFTSTOFFE

A. MEOH-KRAFTSTOFF 0,033025 Gramm Mangan von MMT pro Liter Zusammensetzung, 5 Vol.% Methanol und 5 Vol.% Ethanol, und unverbleite Benzingrundlage.
B. ISO/HEX-KRAFTSTOFF 0,033025 Gramm Mangan von MMT pro Liter Zusammensetzung, 10 Vol.% Isopropanol und 10 Vol.% Hexanol, und unverbleite Benzingrundlage.
C. MTBE-KRAFTSTOFF 0,033025 Gramm Mangan von MMT pro Liter, 14,6 Vol.% MTBE, und unverbleite Benzingrundlage.
D. DMC-KRAFTSTOFF 0,033025 Gramm Mangan von MMT pro Liter, 4,6 Vol.% Dimethylcarbonat (DMC), und unverbleite Benzingrundlage.
E. METHYLAL-KRAFTSTOFF 0,033025 Gramm Mangan von MMT pro Liter, 7,2 Vol.% Methylal, und unverbleite Benzingrundlage.
F. THF-KRAFTSTOFF, 033025 Gramm Mangan von MMT pro Liter, 1,6 Vol.% Tetrahydrofuran, und unverbleite Benzingrundlage.
G. KRAFTSTOFF MIT HOHEM MANGANGEHALT 0,5284 Gramm Mangan von MMT pro Liter, 5 Vol.% Methanol, und unverbleite Benzingrundlage.
H. MANGANKRAFTSTOFF 0,033025 Gramm Mangan von MMT pro Liter, und unverbleite Benzingrundlage.
I. BASIS-KRAFTSTOFF unverbleite Benzingrundlage (klarer Kraftstoff).

Testvorgehensweise
Die obigen Beispiel-Kraftstoffe wurden in einem Chevrolet C1500 Pickup von 1988 mit einem 350 CID V-8-Motor getestet, der ein Drosselklappen-Einspritzsystem und Sauerstoffsensor-Kraftstoffregelung mit geschlossener Rückführung hat. Der Einschluss dieses Sauerstoffmesssystems verschaffte ein Mittel zum Einstellen der Stöchiometrie zum Ausgleich von Schwankungen im Sauerstoffgehalt der verschiedenen Testkraftstoffe. Dieses Merkmal beseitigte Verzerrungen in Kohlenwasserstoff- und NOx-Emissionen aufgrund von Unterschieden im Sauerstoffgehalt. Mit anderen Worten, ein Testkraftstoff mit einem hohen Sauerstoffgehalt, der dazu neigen würde, die Verbrennung zu vermagern, würde nicht unbedingt bessere oder schlechtere Emissionen zeigen als der Kraftstoff, der wenig oder keinen Sauerstoff enthält.
Die Motorköpfe und Ventile wurden gereinigt, bevor jeder Kraftstoff getestet wurde. Auch wurden ein neuer Sauerstoffsensor und neue Zündkerzen installiert.
Jeder Kraftstoff wurde zwei (2) grundlegenden Tests unterzogen. Der erste Test („Test eins" maß Kohlenwasserstoff- und NOx-Emissionen von dem Motor über einen vierzig(40)-stündigen unbelasteten Dauerzustandszyklus bei 1000 UpM. Der Zweck dieses unbelasteten Dauerzustandstests war das Hervorrufen von Kohlenwasserstoff(HC)-Emissionen im ungünstigsten Fall mit der Zeit, z. B. Erzeugung von Manganoxiden. In der Technik ist bekannt, dass niedrige Belastungs- und Leerlaufbedingungen ausgezeichnete Bedingungen zur Verschlimmerung von Oxidbildung sind, sich jedoch in Funktion der Zeit zu HC-Emissionsanstiegen überträgt. Somit beschleunigte dies die Test-Mn-Oxidbildung und folglich die Verschlechterung der Kohlenwasserstoffemission.
Vor dem Einbringen jedes neuen Testkraftstoffs wurde der saubere Motor auf dem BASIS-Kraftstoff („klarer Kraftstoff") eingefahren, bis die Abgasemissionen sich stabilisierten. Dies erforderte generell etwa 3 bis 6 Stunden Dauerzustandsbetrieb. Kohlenwasserstoff- und NOx-Emissionen wurden periodisch gemessen, unter Verwendung von Beckman-Analysevorrichtungen für Abgasemissionen. Tabelle 5 gibt eine Zusammenfassung der Testergebnisse wieder.
Der zweite Test („Test zwei") wurde unmittelbar nach dem ersten Test durchgeführt, unter Verwendung des gleichen Kraftstoffs bei dem gleichen, noch warmen Motor. Der zweite Test wurde mit dem Fahrzeug auf einem stationären Chassis-Dynamometer durchgeführt. Testmessungen wurden bei (50 Meilen/h) 80,5 Stundenkilometern „km/h" unter wechselnden Lastbedingungen durchgeführt, z. B. von 11,03 (15) bis 17,65 iKW (24 indizierte Leistung („I. H. P.")). Dieser Test maß Unterschiede in Verbrennungstemperaturen, Kraftstoffersparnis, Kohlenwasserstoff- und NOx-Emissionen. Der Test war dazu gestaltet, Verbesserungen des thermischen Wirkungsgrads zu zeigen, die in verbesserte Kraftstoffersparnis und Emissionen übersetzt würden. Siehe 1 bis einschließlich 6 für eine Zusammenfassung der Ergebnisse.
BESCHREIBUNG VON TEST ZWEI „1 BIS EINSCHLIESSLICH 6"
1
Verbrennungstemperaturunterschiede. Diese Figur vergleicht Motorabgastemperaturen („EGT") der MANGAN-, BASIS-, MEOH-, MTBE-, METHYLAL und DMC-Kraftstoffe in Funktion der Motorbelastung. Test zwei setzte den Motor unter Belastungsbedingungen von 80,5 km/h (50 mph), um Unterschiede in Kraftstoffverbrennungstemperaturen hervorzurufen, gemessen durch Motorabgastemperaturen („EGT").
Bei 11,03 ikW (15 I. H. P.) sind die BASIS- und MANGAN-Kraftstoffe die gleichen bei (707°F) 375°C, während die DMC-, MEOH- und METHYLAL-Kraftstoffe sich jeweils dicht beeinander auf (717°F) 381°C, (722°F) 383°C und (724°F) 384°C belaufen. Bei dem MTBE-Kraftstoff, der bei 11,77 ikW (16 I. H. P.) getestet wurde, ergab die Messung (749°F) 398°C. Somit haben der BASIS- und Mangan-Kraftstoff niedrigere Abgastemperaturen bei 11,03 ikW (15 I. H. P.), die sich auf –12,2°C (10°F) für DMC, –8,3°C (17°F) für METHYLAL, auf 1,1°C (34°F) für MTBE belaufen (projiziert). Bei Lasten von über 11,40 ikW (15,5 I. H. P.) haben MEOH, DMC, METHYLAL niedrigere Temperaturen verglichen mit Basis- und Mangan-Kraftstoff. Bei Lasten über etwa 12,14 ikW (16,5 I. H. P.) hat der MTBE-Kraftstoff niedrigere Temperaturen. Somit weisen bei mäßigen bis niedrigeren Lasten die BASIS- und Mangan-Kraftstoffe deutlich niedrigere Temperaturen auf.
Bei Erhöhung der Last über 11,03 ikW (15,0 I. H. P.) stiegen die Temperaturen für die Mangan- und BASIS-Kraftstoffe rasch an. Der Mangankraftstoff stieg am stärksten an. Beispielsweise betrug bei 14,71 ikW (20 I. H. P.) die BASIS-Kraftstofftemperatur (828°F) 442°C und die projizierte Temperatur des Mangans betrug bei der gleichen I. H. P. (860°F) 460°C.
Im Gegensatz dazu hatten die MEOH-, MTBE-, METHYLAL- und DMC-Kraftstoffe niedrigere EGT-Anstiegsraten. Beispielsweise waren bei 17,65 ikW (24 I. H. P.) die MEOH-, METHYLAL- und DMC-Kraftstoffe dicht gruppiert bei (785°F) 418°C, (795°F) 424°C beziehungsweise (798°F) 426°C. Gleichermaßen zeigte MTBE eine noch niedrigere Anstiegsrate von (778°F) 414°C bei 16,18 ikW (22 I. H. P.).
Der signifikanteste Aspekt von 1 ist die deutliche Anzeige, dass MEOH-, MTBE-, METHYLAL- und DMC-Kraftstoffe deutlich niedrigere Temperaturanstiege im Vergleich zu dem BASIS- oder Mangan-Kraftstoff aufweisen, nachdem sie eine Schwellenlast von 11,40 ikW (15,5 I. H. P.) bis 12,14 ikW (16,5 I. H. P.) erreicht hatten. Beispielsweise zeigt 1, dass bei 14,71 ikW (20 I. H. P.) die EGT für den Mangankraftstoff (104°F) 40°C höher ist als bei dem MEOH-Kraftstoff. Zusätzlich zeigt 1, dass die Kraftstoffe, die sowohl Mn als auch eine sauerstoffhaltige organische Verbindung enthielten (d. h. die MEOH-, MTBE-, METHYLAL- und DMC-Kraftstoffe), auch signifikant niedrigere Verbrennungstemperaturen als der BASIS-Kraftstoff hatten. Beispielsweise lag der MEOH-Kraftstoff (72°F) 22°C niedriger als der BASIS-Kraftstoff.
1 zeigt, dass, je höher die Last, desto größer die EGT-Unterschiede zwischen den zwei Kraftstoffklassen sind. 1 deutet an, dass unter Lastbedingungen sauerstoffangereicherte ECS-basierte Kraftstoffe unerwarteterweise die Verbrennungstemperaturen senken.
2
Verbrennungstemperaturen und Kohlenwasserstoffemissionen. Diese Figur zeigt Kohlenwasserstoffemissionen von Test zwei in Funktion der Motorgastemperaturen („EGT"). Diese Figur zeigt, dass eine direkte Korrelation zwischen Kohlenwasserstoffemissionen und Motorgastemperaturen besteht. Die Beziehung ist am deutlichsten bei den MEOH-, MTBE-, METHYLAL- und DMC-Kraftstoffen. 2 zeigt, dass die Kohlenwasserstoff-/EGT-Veränderungsrate für die verschiedenen sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen höher ist als die Kohlenwasserstoff-/EGT-Veränderungsrate für die nicht-oxidierten Kraftstoffe. 2 zeigt, dass, je niedriger die Verbrennungstemperatur einer gegebenen sauerstoffhaltigen organischen Verbindung, desto niedriger die Kohlenwasserstoffemissionen.
2 ist beachtenswert, da sie die Empfindlichkeit all dieser Kraftstoffe für Veränderungen in Kohlenwasserstoffemissionen zu Veränderungen in den Verbrennungstemperaturen zeigt. Es wird angemerkt, dass die BASIS- und Mangan-Kraftstoffe nicht ganz so empfindlich sind wie die Kraftstoffe auf Basis von oxidiertem ECS.
3
Verbrennungstemperaturen und NOx-Emissionen. Diese Figur zeigt NOx-Emissionsergebnisse in Funktion von EGT. 3, wie 2, zeigt eine direkte und signifikante Beziehung zwischen NOx-Emissionen und EGT für MEOH-, MTBE-, METHYLAL- und DMC-Kraftstoffe. Diese Figur zeigt deutlich, dass bei niedrigeren EGTs, insbesondere im Fall der MEOH-, MTBE-, METHYLAL- und DMC-Kraftstoffe, die NOx-Emissionen viel niedriger sind als im Vergleich zu den BASIS- und Mangan-Kraftstoffen.
3 ist auch bemerkenswert, da sie die Empfindlichkeit der auf oxidiertem ECS basierten Kraftstoffe gegenüber Veränderungen in NOx-Emissionen in Funktion der Veränderung von Verbrennungstemperaturen zeigt. Es wird angemerkt, dass die BASIS- und Mangan-Kraftstoffe wiederum, wie im Fall von Kohlenwasserstoffen, nicht empfindlich sind. Jedoch weisen die auf oxydiertem ECS basierten Kraftstoffe, die verringerte Verbrennungstemperaturen aufweisen, unerwarteterweise verringerte NOx-Emissionen auf.
4
Indizierte Brenngeschwindigkeit. Diese Figur misst die Brenngeschwindigkeit indirekt über Kraftstoffersparnismessungen. In der Technik ist bekannt, dass Anstiege in der Kraftstoffersparnis, in Abwesenheit eines BSU-Anstiegs, ein indirekter Indikator möglicher Flammengeschwindigkeitsveränderungen sind. 4 zeigt Kraftstoffersparnis in Meilen pro Gallone („M/gal") (oder 0,42566 Kilometern pro Liter „km/l") in Funktion der Last (I. H. P.). 4 zeigt signifikante Kraftstoffersparnis(„FE")-Unterschiede zwischen dem BASIS- und den oxidierten Kraftstoffen unter welchselnden Lastbedingungen. Bei mäßigen Lasten von weniger als etwa 9,19 ikW (12,5 I. H. P.)(projiziert) für MTBE, 10,66 ikW (14,5 I. H. P.) für DMC und 11,77 ikW (16,0 I. H. P.) für MEOH/METHYLAL zeigt der Basis-Kraftstoff überlegene Kraftstoffersparnis. Bei Lasten von höher als etwa 9,56 (13,0) bis 11,77 ikW (16,0 I. H. P.) ist die Kraftstoffersparnis für MTBE-, DMC-, METHYLAL- und MEOH-Kraftstoffe unerwarteterweise erhöht.
Ähnlich den in 1 vorgefundenen Unterschieden in den Abgastemperaturen wird, sobald eine Schwellenlast überschritten ist, die Kraftstoffersparnis für die ECS-Kraftstoffe deutlich verbessert. Es ist anzumerken, dass bei 14,71 ikW (20 I. H. P.) die Kraftstoffersparnis des Basis-Kraftstoffs (13,2 M/gal) 5,619 km/l beträgt, im Vergleich zu (15,7 M/gal) 6,683 km/l, (15,9 M/gal) 6,768 km/l, (16,5 M/gal) 7,0234 km/l und (17,2 M/gal) 7,321 km/l für METHYLAL, MEOH, DMC beziehungsweise MTBE.
Diese Materialunterschiede ergeben eine Verbesserung der Kraftstoffersparnis von 19% bis 30% gegenüber dem BASIS-Kraftstoff, unter mäßigen bis gemäßigt hohen Lasten. Somit weisen die Kraftstoffe auf Basis von oxidiertem ECS, die METHYLAL, MEOH, DMC und MTBE enthalten, erhebliche und unerwartete Verbesserungen der Kraftstoffersparnis unter Lasten von höher als etwa 11,03 ikW (15 I. H. P.) auf.
5
Brenngeschwindigkeit und Kohlenwasserstoffemissionen. Diese Figur zeigt Kohlenwasserstoffemissionen in Funktion von Kraftstoffersparnis, d. h. indizierter Brenngeschwindigkeit. 4 zeigt eine starke Korrelation zwischen erhöhter Brenngeschwindigkeit zu Verbesserungen in Kohlenwasserstoffemissionen. 5 zeigt deutlich, dass erhöhte Brenngeschwindigkeit für METHYLAL, MEOH, DMC und MTBE sich in verbesserte Kohlenwasserstoffemissionen überträgt. Diese Korrelation ist am offensichtlichsten für den MEOH-Kraftstoff.
5 ist bemerkenswert, da sie die Empfindlichkeit der sauerstoffangereicherten ECS-Basiskraftstoffe gegenüber Veränderungen in Kohlenwasserstoffemissionen in Funktion von Veränderungen der Brenngeschwindigkeit zeigt. Es wird angemerkt, dass alle Kraftstoffe eine positive Korrelation zu Verbesserungen in Kohlenwasserstoffen in Funktion erhöhter Brenngeschwindigkeit andeuten. Der Basis-Kraftstoff ist jedoch geringfügig weniger empfindlich für Kohlenwasserstoff-Verbesserung. Methanol scheint den höchsten Empfindlichkeitsgrad aufzuweisen. Somit übersetzen sich wiederum die Korrelationen zu erhöhten Brenngeschwindigkeiten mit den ECS-basierten Kraftstoffen in Verbesserungen in Kohlenwasserstoffemissionen.
6
Brenngeschwindigkeit und NOx-Emissionen. Diese Figur zeigt NOx-Emissionen als eine Funktion von Kraftstoffersparnis. Diese Figur zeigt eine sehr starke Korrelation zwischen erhöhter indizierter Brenngeschwindigkeit zu Verbesserungen in NOx-Emissionen. Diese Korrelation besteht für sauerstoffangereicherte Kraftstoffe, ist jedoch für den BASIS-Kraftstoff nicht beobachtbar.
6 ist besonders bemerkenswert, da sie die Empfindlichkeit der sauerstoffangereicherten ECS-Kraftstoffe gegenüber Veränderungen in NOx-Emissionen in Funktion zu Veränderungen in der Brenngeschwindigkeit zeigt. Es wird angemerkt, dass alle Kraftstoffe eine positive Korrelation zu Verbesserungen in NOx-en als eine Funktion verbesserter Brenngeschwindigkeit andeuten, außer dem Basis-Kraftstoff, der unverändert zu sein scheint. Die Empfindlichkeit der ECS-sauerstoffangereicherten Kraftstoffe scheint sehr hoch zu sein, wobei Methanol wieder einen etwas höheren Empfindlichkeitsgrad hat als die anderen.
ZUSAMMENFASSUNG VON 1–6
Die Figuren zeigen deutlich, dass Reduktionen der Verbrennungstemperatur so wirken, dass Emissionen reduziert werden. Die Figuren zeigen, dass die kombinierte Reduktion der Verbrennungstemperaturen und Anstiege in Brenngeschwindigkeiten schädliche Emissionen steuern. Die Figuren zeigen, dass nach Erreichen einer Schwellenlast von etwa 11,03 ikW (15 I. H. P.) die Nutzen der Erfindung des Anmelders am profundesten sind.
7
7 zeigt unterschiedliche Destillationskurven aufgrund des Einschlusses von MTBE/sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen und Modifikation von Fraktionen des mittleren Bereichs und Endbereichs zur Verbesserung der Verbrennung von MTBE/Mn-Kraftstoffen. 7 zeigt einen mittleren Destillationsbereich (bekannt als „technischer Vermagerungsbereich") eines MTBE/Sauerstoff-Kraftstoffs mit beeinträchtigtem Warmfahrverhalten. Sie zeigt einen korrigierten mittleren Bereich, um eine Beeinträchtigung des Fahrverhaltens zu vermeiden, und einen Endbereich für einen MMT enthaltenden Kraftstoff bei 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn), wobei T-90-Temperaturen reduziert sind.
Figur zeigt optimale T-10-, T-90- und T-50-Destillationstemperatur für 1,5 Gew.% bis 2,7 Gew.% O2 von DMC- und MTBE-Kraftstoffen, die 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) MMT enthalten, die OBD II-Katalysatorüberwachungssysteme nicht schwächen. 7 zeigt, dass DMC generell einen viel breiteren Bereich von T-10-, T-50- und T-90-Temperaturen hat. Beispielsweise beträgt der obere T-90-Bereich von DMC 227,8°C (410°F), während der obere T-90-Bereich von MTBE generell weniger als 152,8°C (275°F) beträgt.
Die T-50-Bereiche sind gleich breit für DMC im Vergleich zu MTBE, der T-50-Bereich von DMC beträgt 121,1°C (250°F) bis 65,6°C (150°F), während der Bereich von MTBE sich auf 93,3°C (200°F) bis 82,2°C (180°F) beläuft. Die T-10-Bereiche zeigen keine Untergrenze für DMC, jedoch für MTBE bei 26,7°C (80°F).
BENZINZUSAMMENSETZUNGEN
In der Erfindung des Anmelders in Betracht gezogene Automobilbenzine umfassen herkömmliche unverbleite, umgeformte unverbleite Kraftstoffe mit niedrigem Reid-Dampfdruck (RVP) und dergleichen. Nicht einschränkende Beispiele der Benzinmotor-/Kraftstoffsysteme umfassen Vergaser, verbessertes Benzin, Verteilerzufuhr/Einspritzung, Direkteinspritzung, Direkteinspritzung mit Schichtladung, weiterentwickelte Schichtladung, und dergleichen. Es wird in Betracht gezogen, dass die Kraftfahrzeugbenzine des Anmelders in Verbrennungssystemen, die Abgaskatalysatoren einsetzen (einschließlich Dreiwegesystemen), geregelte Emissionskontrollsysteme und dergleichen, sein werden.
Einer der besonderen Gegenstände der Erfindung des Anmelders ist die Integration von Emissionskatalysatoren, OBD II-Katalysatoreffizienz-Überwachungssystemen, verwandten Emissionskontrollsystemen in Verfahren, wobei deren Betrieb in Gegenwart eines Mn-haltigen Verbrennungsabgases nicht behindert wird.
Ein anderer Gegenstand ist der Betrieb von Benzinmotoren, die unter Mindestschwellenlasten arbeiten, wobei die Nutzen der Erfindung des Anmelders nutzbringend werden. Beispielsweise hat der Anmelder entdeckt, dass beim Einsatz von ECS-Verbindungen und kleineren Mengen Metall, z. B. Mn, optimale Kraftstoffersparnis und Temperaturverringerungen nicht aufzutreten beginnen, bis die Lasten mindestens 9,19 ikW (12,5 I. H. P.) bis 11,77 ikW (16,0 I. H. P.) betragen.
Die Benzine des Anmelders sollten so aufgebaut sein, dass sie im größtmöglichen Umfang schädliche Verschmutzungsstoffe auf ein Mindestmaß zurückbringen. Somit sollten Schwefelkonzentrationen sich an schwefelfreie Niveaus annähern; wenn möglich, sollten schädliche Schweraromaten (während ihre Auswirkung in der Praxis dieser Erfindung erheblich abgemildert wird) soweit als praktikabel reduziert werden. Soweit als möglich, sollten Co-Kraftstoffe so formuliert werden, dass flüchtige organische Verbindungen (VOCs), NOx, Benzol, Butadien, Formaldehyd, Acetaldehyd, polyzyklisches organisches Material reduziert werden. Unter dem Komplexmodell aufgebaute, umgeformte Benzine werden ausdrücklich in Betracht gezogen.
Eine wichtige Ausführungsform der Erfindung des Anmelders ist ihre Fähigkeit hin zu ultrasauberen Verbrennungsemissionen aufgrund der Art ihrer Verbrennung. Folglich ist es zusätzlich zur Reduzierung der meisten schädlichen Emissionen eine Ausführungsform, Brennkammerablagerungen zu vermieden, die jetzt durch die Verwendung von Reinigungsmitteln zum Sauberhalten von Einlassventilen verursacht werden.
Eine zusätzliche Ausführungsform ist die Reduzierung von PM 10, wovon man glaubt, dass es durch schwerere Aromaten verursacht wird. Die Erfindung des Anmelders ist wirksam bei der Reduzierung solchen partikelförmigen Stoffs, wiederum aufgrund der auftretenden einzigartigen Verbrennung.
Beispiel 11
Ein Verfahren zum Betreiben eines Benzin-Verbrennungsmotors, wobei das Verfahren umfasst Mischen eines herkömmlichen, nicht herkömmlichen oder umgeformten Benzins mit einer verbrennungsverbessernden Menge einer ECS-Verbindung und einer verbrennungsverbessernden Menge von MMT und/oder anderen Metalls; Verbrennen des Kraftstoffs in dem Motor, wobei der Motor unter einer Last von mindestens 9,19 ikW (12,5 I. H. P.)(bevorzugter 11,77 ikW (16,0 I. H. P.)) ist, wobei die Kraftstoffersparnis erhöht ist.
Beispiel 12
Das Verfahren von 11, wobei die Last etwa 14,71 ikW (20 I. H. P.) beträgt und die Kraftstoffersparnisse 5% bis 30% verbessert sind und/oder die Verbrennungstemperatur 27,8°C (50°F) bis 55,6°C (100°F) reduziert ist.
Beispiel 13
Das Verfahren von 11, wobei der Kraftstoff Sauerstoff pro Gewicht von 0,05% bis 3,7%, zugeführt durch MTBE, ETBE, DMC, Methanol, Ethanol oder Methylal, oder Gemisch, und 0,004 g Mn/l bis 0,066 g Mn/l (1/64 bis 1/4 Gramm Mn/gal) MMT enthält; und wobei der Motor auf einer Last betrieben wird, die 11,77 ikW (I. H. P.) überschreitet, wodurch die Kraftstoffersparnis verbessert wird und/oder die Verbrennungstemperaturen reduziert werden.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Brenngeschwindigkeit/Verbrennungstemperaturen durch Modifizieren von T-90 und/oder dem Endsiedepunkt von Destillationsfraktionen, wodurch die Verbrennung, die Kilometerleistung und das Fahrverhalten verbessert und/oder schädliche Verbrennungsemissionen reduziert werden.
Noch ein anderer Ggenstand ist die Verbesserung der Verbrennung durch Steuerung der Destillationstemperaturen des mittleren Bereichs. Noch ein anderer ist das Einstellen von T-10, um die Eigenschaften dieser Erfindung zu verbessern.
Reduzierungen des Reid-Dampfdrucks (RVP) werden in Betracht gezogen, und es wird bevorzugt, dass die Benzine des Anmelders generell niedrigere RVP-Kraftstoffe sind von 27,56 (4,0) bis 82,68 kPa (12,0 psi), bevorzugter sind diejenigen von 27,56 (4,0) bis 62,01 kPa (9,0 psi), 27,56 (4,0) bis 55,12 kPa (8,0 psi), 27,56 (4,0) bis 51,68 kPa (7,5 psi), 41,34 (6,0) bis 48,23 kPa (7,0 psi), 41,34 (6,0) bis 44,79 kPa (6,5 psi), 6,89 (1,0) bis 41,34 kPa (6,0 psi), 6,89 (1,0) bis 20,67 kPa (3,0 psi), 6,89 (1,0) bis 13,78 kPa (2,0 psi) oder niedriger. In Betracht gezogene RVPs umfassen 44,10 (6,4), 47,54 (6,9), 48,23 (7,0), 48,92 (7,1), 49,61 (7,2) (max.), 50,30 (7,3)(max.), 50,99 (7,4)(max.), 57,19 (8,3) (max.), 53,74 (7,8), 54,43 (7,9), 55,12 (8,0), 55,81 (8,1)(max.), 56,50 (8,2)(max.), 57,19 (8,3) (max.).
Wie angemerkt, ist ein grundlegender Gegenstand dieser Erfindung die Reduzierung der Verbrennungstemperatur. Es wird angegeben, dass die Verbrennungstemperatur von Benzin 2102°C ist (J.B. Fenn „Fourth Symposium an Combustion", Baltimore, S. 231 (1953)). Somit wird ausdrücklich in Betracht gezogen, dass ein oder mehrere der Mittel hierin die Reduzierung der Verbrennungstemperaturen um mindestens 13,9°C (25°F), 27,8°C (50°F), 55,6°C (100°F), 69,5°C (125°F), 83,3°C (150°F), 111,1°C (200°F), 138,9°C (250°F), 166,7°C (300°F), 194,5°C (350°F), 222,2°C (400°F) oder mehr veranlassen.
In den T-10-, T-50-, T-90-Temperaturreduktions- oder Kontrollpraktiken dieser Erfindung wird die Eliminierung von Benzinkomponenten mit niedrigen latenten Verdampfungswärmegraden und/oder niedrigen Brenngeschwindigkeiten ausdrücklich in Betracht gezogen.
Es ist wünschenswert, dass hochsiedende Komponenten mit latenten Verdampfungswärmegraden von 349,05 kJ/kg (150 btu/lb) oder 239,94 kJ/l (860 btu/gal) und niedriger reduziert oder aus der Benzinzusammensetzung entfernt werden, wenn praktisch.
Es wird bevorzugt, dass der fertige Kohlenwasserstoffanteil der Benzinzusammensetzung (z. B. außer sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen und Metallen, etc.) eine durchschnittliche latente Verdampfungswärme haben, die größer als 349,05 kJ/kg (150 btu/lb) oder 239,94 kJ/l (860 but/gal) ist. Es wird mehr bevorzugt, dass sie 372,32; 395,59; 418,86 kJ/kg (160, 170, 180 btu/lb) betragen soll, wenn praktisch.
Der Anmelder hat entdeckt, dass Modifikation, die zu einer höheren latenten Verdampfungswärme führt, normalerweise ohne Erhitzungsverluste des Kraftstoffs vollzogen werden kann. Oft steigen die Heizwerte an.
Die bevorzugte Praxis ist das Entfernen höher siedenden Materials (mit niedrigen latenten Verdampfungswärmegraden und/oder niedriger Brenngeschwindigkeit), bis die sauerstoff/metallfreie Kohlenwasserstoffzusammensetzung eine durchschnittliche latente Verdampfungswärme gleich oder größer als 245,52 (880), 248,31 (890), 251,1 (900), 252,50 (905), 253,89 (910), 255,29 (915), 256,68 (920), 258,08 (925), 259,47 (930), 262,26 (940), 265,05 (950), 270,63 (970), 276,21 (990), 279 (1000), 292,95 (1050), 306,9 (1100), 334,8 kJ/l (1200 btu/gal) aufweist. Es ist wünschenswert, dass sie größer als 251,1–253,89 kJ/l (900–910 btu/gal) oder mehr ist, wobei 258,08 jK/l (920 btu/lb) noch mehr bevorzugt wird. Während es keine Obergrenze für die latente Verdampfungswärme der Basis (Co-Kraftstoff)-Zusammensetzung gibt, werden wirtschaftliche Kosten und andere praktische Erwägungen diese steuern.
Alternativ ist es akzeptabel, dass Reduzierungen von Endpunkt- und/oder T-90-Temperaturen in einer solchen Höhe vorliegen, dass die durchschnittliche Verdampfungswärme des angepassten Kraftstoffs (d. h. des reduzierten Kraftstoffs) so ist, dass seine latente Verdampfungswärme 0,5% bis 10,0% oder mehr ist als die des unangepassten Basis-Kraftstoffs. Anstiege von 1,0% bis 20%, 40% oder höher sind ebenfalls wünschenswert.
Bei konventionellen Kraftstoffen wird generell bevorzugt, dass Mindestanstiege der durchschnittlichen latenten Verdampfungswärme aufgrund von Verringerungen von End-/T-90-Temperaturen und/oder aufgrund der Steuerung von T-50, T-10-Temperatur (ohne Verwendung einer ECS-Verbindung oder azeotropierenden Co-Lösungsmittels usw.) so sind, dass der Zusatz von 1/32 Gramm Mn/gal von MMT die Kraftstoffersparnis desselben MMT-haltigen, nicht T-90-angepassten Kraftstoffs verbessert. Unter solchen Umständen erfordert T-90-Reduzierung normalerweise ein Minimum einer 27,8°C (50°F)-Varianz zwischen angepassten und nicht angepassten Kraftstoffen.
Der Anmelder hat entdeckt, dass akzeptable T-90-Temperaturen sich auf 115,6°C, 121,1°C, 123,9°C, 126,7°C, 129,4°C, 132,2°C, 135°C, 136,7°C, 137,8 °C, 140,6°C, 143,3°C, 146,1°C, 148,9°C, 151,7°C, 154,4°C, 157,2°C, 160°C, 162,8°C, 165,5°C, 168,3°C, 171,1°C, 173,9°C (240°F, 250°F, 255°F, 260°F, 265°F, 270°F, 275°F, 278°F, 280°F, 285°F, 290°F, 295°F, 300°F, 305°F, 310°F, 315°F, 320°F, 325°F, 330°F, 335°F, 340°F, 345°F) belaufen. Temperaturen außerhalb dieser Bereiche werden ebenfalls in Betracht gezogen. Normalerweise werden jedoch Temperaturen unter 137,8°C (280°F) bevorzugt.
Die Endtemperatur ist eine Funktion verbesserter latenter Verdampfungswärme und/oder verbesserter Verbrennungsgeschwindigkeiten, die durch die Reduzierung hervorgerufen werden, die wiederum von dem Basis-Kraftstoff abhängig ist. Das Modifizieren unterschiedlicher Kraftstoffe (und Kohlenwasserstoffströme) wird unterschiedliche Reaktionen hervorrufen. Somit wird eine Veränderlichkeit in der tatsächlichen Höhe der T-90-Reduzierung erwartet.
Beispiel 14
Eine herkömmliche oder umgeformte Benzinzusammensetzung, wobei die Kraftstofffraktion mit höherem Siedepunkt so fraktioniert ist, dass Endpunkt- und/oder T-90-Siedetemperaturen des Benzins reduziert sind; wobei die durchschnittliche latente Verdampfungswärme des fraktionierten klaren Kraftstoffs mindestens 0,5% und bevorzugter 1,5% oder mehr beträgt als die des klaren unfraktionierten Kraftstoffs.
Beispiel 15
Das Verfahren von 14, wobei der Einschluss von 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) MMT im Vergleich zu unfraktioniertem Kraftstoff (einschließlich Metall) einen Anstieg in der Kraftstoffersparnis der fraktionierten Zusammensetzung zeigt.
Beispiel 16
Das Verfahren von 14, wobei der Metall enthaltende fraktionierte Kraftstoff verbrannt und durch einen Abgaskatalysator abgeführt wird, wobei ein OBD-II-Katalysatorüberwachungssystem eingesetzt wird; wobei Manganoxidniederschläge auf Katalysatorwaschüberzug ausreichend gesteuert werden, sodass das Katalysatorüberwachungssystem nicht versagt.
Beispiel 17
Das Verfahren von 14–16, wobei eine sauerstoffangereicherte ECS-Verbindung bei 0,5% bis 2,7%, 3,0%, 3,5% zu dem Basis-Kraftstoff zugesetzt wird, und wobei die sich ergebende T-50-Temperatur 68,3°C (155°F), 76,7°C (170°F), (79,4°C (175°F) wünschenswert) überschreitet, jedoch weniger als 104,4°C (220°F) beträgt, und wobei die T-90-Temperatur ohne das Vorhandensein der sauerstoffhaltigen organischen Verbindung 148,9°C (300°F) nicht überschreitet, bevorzugter weniger beträgt als 137,8°C (280°F), 135°C (275°F), 132,2°C (270°F), und wobei nach Verbrennung die Abgase durch einen Abgaskatalysator abgeführt werden, wo ein OBD-II-Katalysatorüberwachungssystem eingesetzt wird; Manganoxidniederschlag auf dem Katalysatorwaschüberzug ausreichend gesteuert (oder praktisch nicht existent) ist, sodass das Überwachungssystem nicht versagt.
Beispiel 18
Das Beispiel von 17, wobei die angepassten und nicht angepassten Benzine beide 1,0 Gew.% bis 2,0 Gew.% Sauerstoff von MTBE und ein cyclomatisches Mangantricarbonyl mit einer Mn-Konzentration von 0,000264 bis 0,008 g Mn/l (0,001 bis 0,03125 g Mn/gal) enthalten, sodass die Kraftstoffersparnis des Kraftstoffs mit der reduzierten Siedetemperatur gegenüber dem nicht angepassten Kraftstoff verbessert ist.
Beispiel 19
Das Beispiel von 14, wobei T-90-Temperaturen des angepassten umgeformten Kraftstoffs etwa 126,7°C bis 137,8°C (260°F bis 280°F) oder weniger betragen.
Beispiel 20
Das Beispiel von 18–19, wobei MTBE ganz oder teilweise durch Dimethylcarbonat ersetzt ist.
Einschränkungen bei Olefinen sind wünschenswert, um Smog zu reduzieren. Weiterhin wird eine Einschränkung der Reid-Dampfdrücke (RVP) auf beispielsweise weniger als 55,12; 51,68; 48,23; 46,85; 44,79; 42,72; 41,34; 39,96; 38,48 kPa (8,0; 7,5; 7,0; 6,8; 6,5; 6,2; 6,0; 5,8; 5,6 PSI) oder weniger und von Schwefelkonzentrationen auf weniger als 0,002 Gew.% (einschließlich schwefelfreier Zusammensetzungen) und von Naphthenen von weniger als 7 Vol.% (oder weniger als 0,5%, falls praktikabel) in Betracht gezogen.
In der Praxis dieser Erfindung wird in Betracht gezogen, dass Benzinkraftstoffe diejenigen einschließen, die generell ASTM D 4814 und verwandte Spezifikationen, die EPA-Spezifikationen des einfachen und komplexen Modells für umgeformtes Benzin („RFG") unter dem Clean Air Act 42 USC 7545 §211 (k), RFG-Zertifikationsnormen (als Referenz aufgenommen), EPA-Zertifikationsspezifikationen unter 42 USC 7525 §206, jegliche andere rechtliche oder industrielle Norm, bestehend und zukünftig, erfüllen.
Es ist somit eine Ausführungsform, dass die Zusammensetzungen des Anmelders die derzeitigen und alle zukünftigen CAA- und/oder EPA-Umwelt-/Emissionsnormen, einschließlich zusammensetzungsbezogener und Leistungsnormen, erfüllen.
Emissionen, die bei den Fachleuten Bedenken hervorrufen, sind flüchtige organische Verbindungen („VOCs"), die zu Ozonbildung in niedriger Höhe beitragen. VOCs werden hauptsächlich von den verdampfenden Emissionen ausgestoßen. Abgas-VOCs sind einem sehr kleinen Teil von VOC-Emissionen zugeordnet.
Emissionen grundlegender Bedenken umfassen toxische und NOx-Emissionen. Im Kontext dieser Erfindung sind die VOC-, toxischen, NOx- und andere geregelte Emissionen in Übereinstimmung mit EPA-Definitionen definiert.
Eine Emission höchster Bedenken sind jedoch toxische Emissionen, welche diese Erfindung unerwarteterweise reduziert, auf einer Massenbasis, in der Größenordnung von 5% oder mehr, gegenüber herkömmlichen und anderen umgeformten Benzinen. Dies ist eine höchst unerwartete Entwicklung. Beispielsweise wurde festgestellt, dass die Niveaus von 1,3-Butadien (ein geregeltes Toxin) in Gegenwart von MTBE ansteigen, wenn Olefine und T-90- Temperaturen reduziert werden. Weiterhin ist festgestellt worden, dass die Formaldehyd-Abgasemission tatsächlich ansteigt, wenn Aromaten reduziert werden und/oder wenn MTBE zugesetzt wird. Zusätzlich ist festgestellt worden, dass Acetaldehydemissionen ebenfalls ansteigen, wenn Aromaten reduziert werden.
Beispielsweise ist festgestellt worden, dass durch Erhöhen des Prozentsatzes von MTBE von 0 Volumenprozent auf 15 Volumenprozent die Formaldehydemission um 26% anstieg. Durch Reduzieren von Aromaten von 45% auf 20% stieg 1,3-Butadien um 11% an, und Formaldehyd stieg um 23% an, und Acetaldehyd stieg um 19% an.
Das ist äußerst unglücklich, da, um den Anforderungen unter dem komplexen Modell zu genügen, die Raffineure eine sauerstoffhaltige organische Verbindung einschließen müssen, wobei MTBE die von Raffineuren höchstbevorzugte Verbindung ist, und zusätzlich sind sie verpflichtet, die Aromatenemissionen zu reduzieren. Es besteht daher ein erheblicher Bedarf daran, Aromaten und/oder Olefine in Gegenwart von MTBE zu reduzieren, ohne damit einhergehende Anstiege an toxischen Emissionen.
Leider leiden Kraftstoffersparnisse unter den derzeitigen Spezifikationen, welche die Gegenwart von MTBE erfordern. Der Anmelder hat festgestellt, dass der Anmelder durch das Einbringen von MMT, während gleichzeitig die Endsiede- und/oder T-90 Temperatur reduziert wird, auf die hierin beschriebene Weise, in der Lage ist, unerwarteterweise die Kraftstoffersparnis zu verbessern.
Der Anmelder hat auch entdeckt, dass der Einsatz von MMT bei mehr als 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) die Kraftstoffersparnis verbessert, wenn die MTBE-Konzentrationen höher sind als 2,0 Gew.% O2 (z. B. 2,7 Gew.% O2).
Kraftstoffersparnisse scheinen jedoch in Gegenwart von MTBE bei O2-Konzentrationen von weniger als 2,0 Gew.% (z. B. 1,0%) sogar bei 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) MMT zu leiden. Der Anmelder hat entdeckt, dass dieses Phänomen mit T-90-Temperaturen korreliert.
Der Anmelder hat festgestellt, dass, wenn T-90-Temperaturen nicht ausreichend reduziert werden (um die durchschnittliche latente Verdampfungswärme des Kraftstoffs zu erhöhen) und/oder wo eine zusätzliche verbesserte ECS-Chemie, wie etwa DMC, nicht vorhanden ist, eine Kombination von 1,0 Gew.% bis 2,0 Gew.% O2 MTBE und MMT von 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal)(oder weniger) in einem umgeformten Kraftstoff im Vergleich zu dem Basis-Benzin ohne die sauerstoffhaltige organische Verbindung (mit oder ohne MMT) einen Verlust an Kraftstoffersparnis erleiden wird.
Somit ist es eine bevorzugte Ausführungsform, MTBE bei O2-Konzentrationen von höher als 2,0 Gew.% einzusetzen. Wenn MMT bei 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) oder weniger eingesetzt wird, wird ausdrücklich bevorzugt, dass T-90-Temperaturen auf weniger als 160°C (320°F), 148,9°C (300°F) reduziert werden, wobei 137,8°C (280°F) bevorzugt werden.
Ganz unerwartet wird, bei Verwendung der Erfindung des Anmelders, nämlich einer verbrennungsverbessernden Menge von Mn in Gegenwart einer verbrennungsverbessernden/temperaturverringernden ECS-Verbindung und/oder Reduzierung von T-90-Temperaturen, die erwartete Reduzierung der Kraftstoffersparnis nicht erfahren. Im Gegenteil kann die Kraftstoffersparnis in der Tat steigen. Der erwartete Anstieg toxischer Verschmutzungsstoffe wird ebenfalls abgeschwächt.
Der Anmelder hat weiter entdeckt, dass Substituieren von DMC für MTBE und/oder durch Kombinieren von DMC mit MTBE, insbesondere bei O2-Gewichtskonzentrationen von 2,0% oder höher, die Substitution unerwarteterweise so wirkt, dass die Kilometerleistung weiter erhöht und Emissionen verbessert werden.
Somit ist es eine Ausführungsform dieser Erfindung, Benzine mit reduzierten Aromatengehalten einzusetzen, z. B. Mengen, die sich auf 5% bis 35% je Volumen belaufen. Konzentrationen näher an 20%, 15% oder weniger werden jedoch mehr bevorzugt. Auch bevorzugt werden reduzierte Konzentrationen von Olefinen (z. B. 5% bis 10%, weniger als 8%, 6%, 5% bevorzugt), und insbesondere in Kraftstofffraktionen mit reduzierten T-90-Temperaturen (bevorzugt im Bereich von 148,9°C (300°F) bis 126,7°C (260°F) oder weniger.
Es wird in Betracht gezogen, dass zu einer solchen Kohlenwasserstofffraktion eine verbrennungsverbessernde Menge Mn, eine sauerstoffangereicherte ECS-Verbindung, insbesondere MTBE, ETBE, TAME, Diisopropylether, Ethanol und DMC, einschließlich Mischungen, zugesetzt würde; wobei die durchschnittliche latente Verdampfungswärme des Kraftstoffs 245,52; 251,1; 253,89 kJ/l bei 15,6°C (880, 900, 910 BTU/lb bei 60°F) überschreiten würde; und wobei sich anschließend an die Verbrennung Verbesserungen in der Kraftstoffersparnis und verringerte toxische Emissionen, einschließlich NOx, Kohlenwasserstoffen, 1,3-Butadien, Formaldehyd und/oder Acetaldehyd, ergeben.
Der Anmelder hat entdeckt, dass es wünschenswert ist, MTB-Vorentflammungen zu reduzieren, um einen problemlosen Betrieb zu gewährleisten, insbesondere, da seine Benzine mit höherer Brenngeschwindigkeit in Motoren mit konstanter Verdichtungsrate eingesetzt werden. Bei größeren Anstiegen in der Brenngeschwindigkeit werden größere Vorentflammungsverringerungen bevorzugt. Akzeptable MBT-Vorentflammungsverringerungen belaufen sich von 1,0%, 1,5%, 2,0%, 2,5%, 3,0%, 3,5%, 4,0%, 4,5%, 5,0%, 5,5%, 6,0%, 6,5%, 7,0%, 7,5%, 8%, 8,5%, 9%, 9,5%, 10%, 10,5%, 11,0%, 11,5%, 12,0%, 12,5%, 13,0%, 13,5% bis auf 40,0%. Verringerungen über 0,5%, 2,0%, 5,0% bis 10% sind wünschenswerter.
Der Anmelder hat auch entdeckt, dass optimale Verdichtungsraten aufgrund erhöhter Brenngeschwindigkeiten und verlängerter Verbrennung diejenigen von 8,5:1 bis etwa 13,0:1 sind, wenn beispielsweise eine 2 Gew.% O2 DMC- und 0,0165 g Mn/l (1/16 g Mn/gal) MMT-Benzinzusammensetzung verwendet wird. Bei dieser Kombination sind die bevorzugteren Verhältniswerte 9,5:1 bis 12,5:1, wobei 11,5:1 bis 12,5:1 etwas mehr bevorzugt werden. Ein Verdichtungsverhältnis von 10,5:1 ist ebenfalls sehr zufriedenstellend und wird als bevorzugt angesehen. Höhere Konzentrationen eines ECS-Kraftstoffs, der aus DMC und geeigneten Konzentrationen eines Metalls besteht, eignen sich für höhere Verdichtungsraten.
Beispiel 21
Ein neues Verfahren zum Betreiben eines Motors, umfassend: Mischen eines unverbleiten Benzins, worin das MTBE 2,0 Gew.% Sauerstoff darstellt und MMT auf 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) enthalten ist; Verbrennen des Kraftstoffs in einem Motor, worin MBT-Vorentflammung um etwa 1,0% bis 2,5% (wobei 1,5% bevorzugt wird) verzögert ist; wobei der Betrieb des Motors den thermischen Wirkungsgrad und/oder Emissionen verbessert.
Beispiel 22
Ein neues Verfahren zum Betreiben eines Motors, umfassend: Mischen eines unverbleiten Benzins, worin das MTBE 2,0 Gew.% Sauerstoff darstellt und MMT auf 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) enthalten ist; Verbrennen des Kraftstoffs in einem Motor, worin MBT-Vorentflammung um etwa 2,0% bis 10% (wobei 8,5% bevorzugt wird) verzögert worden ist; wobei der Betrieb des Motors den thermischen Wirkungsgrad und/oder Emissionen verbessert.
Beispiel 23
Eine unverbleite, phosphorfreie, umgeformte Benzinzusammensetzung mit einem Maximum von 48,23 kPa (7,0 psi) RVP, einem Maximum von 5,0 Vol.% Olefinen, einem Maximum von 20 Vol.% Aromaten (bevorzugt 15%, 10% oder niedriger), einem Maximum von 0,8% Benzol (bevorzugt 0,6% oder weniger, oder benzolfrei), einem Maximum von 100 ppm Schwefel (bevorzugt 50 ppm oder weniger oder schwefelfrei), einer O2-Konzentration, die sich von 1,8% bis auf 2,2%, 2,0% bis auf 2,7%, oder 3,5% O2-Gewicht von Dimethylcarbonat, MTBE, ETBE, TAME, Ethyl-tert-amylether, Diisopropylether oder Ethanol oder Gemisch beläuft, einer cyclomatischen Mangantricarbonylverbindung auf 0,004 g Mn/l bis 0,05 g Mn/l (1/64 bis 3/16 g Mn/gal) (wobei 1/32 g Mn/gal bevorzugt wird), einer maximalen T-90-Temperatur von 126,7°C (260°F) bis 137,8°C (280°F) oder weniger, einer T-50-Temperatur von etwa 71,1°C (160°F) bis 110°C (230°F), 76,7°C bis 96,1°C (170°F bis 205°F), einem Bromwert von 20 oder weniger; einer durchschnittlichen latenten Verdampfungswärme von 253,89 bis 249,47 kJ/l (910 bis 930 BTU/gal) oder mehr.
Beispiel 24
Das Beispiel von 21–23, wobei der Kraftstoff ein ascheloses Dispergiermittel, Induktionssteuerungs-/Niederschlagssteuerungsadditiv konform mit §211 (1) und entsprechenden Vorschriften des Clean Air Act enthält; und wobei er gegebenenfalls eine kleinere Menge eines Co-Lösungsmittels enthält, um die Wasserlöslichkeit zu verbessern, wie etwa Hexanol.
Beispiel 25
Die Beispiele 21–23, wobei die T-90-Temperatur des Kraftstoffs nicht größer ist als 148,9°C (300°F), bevorzugt 137,8°C (280°F) oder weniger, die T-50-Temperatur nach dem Einschluss von MTBE bei 2,0% bis 2,7% größer als 76,7°C (170°F) ist, jedoch weniger als 93,3°C (200°F) beträgt; wobei das Fahrverhalten bei warmem Wetter nicht leidet; und wobei die latente Verdampfungswärme des Kraftstoffs größer ist als 251,1 kJ/l (900 btu/gal), bevorzugter 252,5 kJ/l (905 btu/gal), und die Mn-Konzentration 0,008 g Mn/l (1/32 gal) beträgt; wobei die Verbrennung des Kraftstoffs nicht zum Versagen von OBD-II-Katalysator-Sauerstoffüberwachungssystemen beiträgt.
Beispiel 26
Ein Verfahren zur Vermeidung des Versagens von OBD-II-Abgas-Sauerstoffsensor; das Reduzieren der T-90 des Zielbenzins, wobei die durchschnittliche latente Verdampfungswärme des resultierenden Kraftstoffs um eine Menge erhöht wird, die ausreicht, um die Verbrennungstemperatur um mindestens 8,3°C (15°F) oder mehr zu reduzieren und/oder um die durchschnittliche Brenngeschwindigkeit, gemessen durch einen Laminar-Bunsenbrenner, messbar zu erhöhen; Kombinieren des Kraftstoffs mit MTBE bei 1,2 Gew.% bis 2,7 Gew.%; wobei die T-50-Temperatur der Zusammensetzung mindestens 76,7°C (170°F) (bevorzugt mehr als 79,4°C (175°F) und weniger als 98,9°C (210°F), 93,3°C (200°F)) beträgt; Verbrennen des Benzins in einem Motor und Ausstoßen des resultierenden Abgases für einen längeren Zeitraum durch ein mit einem OBD-11-Katalysatoreffizienz-Überwachungssystem ausgerüstetes Dreiwege-Abgaskatalysatorsystem; wobei der Manganniederschlag auf dem Katalysatorwaschüberzug nicht ausreichend ist, um das Versagen der Sensoren zu verursachen.
Beispiel 27
Das Verfahren von 26, wobei die T-90-Temperaturen des Kraftstoffs etwa 148,9°C (300°F) und bevorzugter etwa 137,8°C (280°F) oder weniger betragen, und/oder wobei der messbare Anstieg der Brenngeschwindigkeit mindestens 1,0% oder höher als die des unangepassten Kraftstoffs war.
Beispiel 28
Die Verfahren von 25–27, wobei der Kraftstoff ohne die sauerstoffangereicherte Verbindung ist.
Beispiel 29
Das Verfahren von Beispiel 28, wobei der Motorbetrieb für eine Spanne von 5.000, 20.000, 50.000, 75.000 oder 100.000 Meilen ist.
Beispiel 30
Die Beispiele von 14–29, wobei die durchschnittliche Brenngeschwindigkeit der Zusammensetzung, gemessen in einem Laminar-Bunsenbrenner bei Umgebungsbedingungen, höher ist als 46, 48 cm/s, bevorzugter 50 cm/s oder höher (unter Verwendung von Methanol bei 57,2 cm/s als Richtwert).
Beispiel 31
Das Beispiel von 14–30, wobei die Partikelgröße des in die Brennkammer eingespritzten Kraftstoffs weniger als 70 Mikron, bevorzugter weniger als 50 Mikron beträgt.
Beispiel 32
Das Beispiel von 14–30, wobei das eingespritzte Kraftstoffpartikel einen ungefähren Einspritzdruck von etwa 103,35 bis 310,05 kPa (15 bis 45 psi) hat.
Beispiel 33
Das Beispiel von 14–29, wobei die Verbrennungstemperatur ausreichend reduziert wird, sodass unter beispielsweise einer Last von 14,71 ikW (20 indizierte Leistung) die Abgastemperaturen um mindestens 5,6°C (10°F) bis °C (50°C) (oder mehr) reduziert werden, wodurch die durchschnittliche Abgastemperatur beim Eintritt in den Abgaseinlass weniger als 760°C (1400°F) beträgt (oder solche andere Temperatur, dass Manganoxidbeschichtung des Katalysatorwaschüberzugs nicht nennenswert auftritt).
Beispiel 34
Die Beispiele von 14–29, wobei Motorabgase mit reduzierter Temperatur durch einen Abgasemissionskatalysator abgeführt werden und die an Bord befindliche Katalysatorüberwachung des Emissionssystems nicht aufgrund falscher Katalysator-Sauerstoffspeicherkapazitätsablesungen versagt.
Beispiel 35
Die Beispiele von 14–29, wobei solches Verfahren für einen EPA-Erlass unter §211 (k) des Clean Air Act qualifiziert.
Beispiel 36
Eine die Kraftstoffersparnis verbessernde Zusammensetzung niedriger Toxizität, umfassend eine unverbleite Kraftstoffzusammensetzung, umfassend phorphorfreie Kohlenwasserstoffe mit einem Maximum von 55,12; 48,23; 44,79 oder 41,34 kPa (8,0; 7,0; 6,5 oder 6,0 psi) RVP; einem Maximum von 6,0 Vol.%, 5,0 Vol.% Olefinen, einem Maximum von 25 Vol%, 20 Vol.% Aromaten (bevorzugt 15%, 10% oder niedriger), einem Maximum von 0,8% Benzol (niedriger oder benzolfrei), einem Maximum von 40 ppm Schwefel (niedriger oder schwefelfrei), einer totalen O2-Konzentration, die sich von 1,0% bis auf 2,7 Gew.% oder 3,5 Gew.% O2 von Dimethylcarbonat, MTBE, ETBE, TAME, oder Ethanol beläuft, einer cyclomatischen Mangantricarbonylverbindung auf 0,004 g Mn/l bis 0,05 g Mn/l (1/64 bis 3/16 g Mn/gal) (bevorzugt 0,008 g Mn/l = 1/32 g Mn), einer maximalen T-90-Temperatur von 148,9°C (300°F), 137,8°C (280°F) (bevorzugt), einer T-50-Temperatur von etwa 76,7°C (170°F) bis 110°C (230 °C), einem Mindestwert (R + M)/2 Oktan von 87, einem Bromwert von 20 oder weniger; einer durchschnittlichen latenten Verdampfungswärme von 251,1; 253,89; 256,68 oder mehr kJ/l bei 15,6°C (900, 910, 920 oder mehr BTU/gal bei 60°F); einem Heizwert, der höher ist als 29574 kJ/l bei 15,6°C (106.000 btu/gal bei 60 °F) (bevorzugter höher als 30132, 31806 kJ/l (108.000, 114.000 btu/gal)); wobei toxische Emissionen von 1,3-Butadien, Formaldehyd- oder Acetaldehydemissionen reduziert werden und/oder die Kraftstoffersparnis verbessert ist.
Beispiel 37
Das Beispiel von 36, wobei die sauerstoffhaltige organische Verbindung MTBE auf 2,0 Gew.% ist und die durchschnittliche latente Verdampfungswärme des Kraftstoffs 251,1 kJ/l bei 15,6°C (900 BTU/gal bei 60°F) überschreitet und bevorzugt größer ist als 252,5 kJ/l bei 15,6°C (905 BTU/gal bei 60°F); die MMT-Konzentration 0,008 g Mn/l (1/32 g/gal) beträgt und der durchschnittliche Heizwert der Zusammensetzung 29574 kJ/l bei 15,6°C (106.000 btu/gal bei 60°F) überschreitet; eine durchschnittliche Laminar-Brenngeschwindigkeit bei Umgebungsbedingungen von größer als 48 cm/s hat.
Beispiel 38
Die MTBE-Zusammensetzung von Beispiel 37, wobei die MMT-Konzentration höher als 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) ist.
Beispiel 39
Die obigen Beispiele, wobei die sauerstoffhaltige organische Verbindung DMC ist und die MMT-Konzentration höher als 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) ist.
Beispiel 40
Die Zusammensetzung der Beispiele 23, 36, wobei RVP 46,85; 44,79; 41,34; 37,90 kPa (6,8; 6,5; 6,0; 5,5 psi) oder niedriger ist.

In der Praxis dieser Erfindung, in Hinblick auf die Reduzierung geregelter Emissionen, umfassen bevorzugte Benzinzusammensetzungen, sind jedoch nicht beschränkt auf, diejenigen mit den folgenden Spezifikationen: TABELLE 1

	BLEIFREIE KRAFTSTOFFE
	A	B	C
Reid-Dampfdruck (max kPa (psi))	59,94 (8,7)	48,23 (7,0)	20,67–41,34 (3,0–6,0)
Olefin (max. Vol.%)	9,2	8,0	0,0–8,0
Aromaten (max. Vol.%)	32,0	20,0–25,0	0,0–10,0
Benzol (max. Vol.%)	1,5	1,0	0,0–0,5
Schwefel (max Teile/Million)	339	100	0,0–10
Sauerstoff (Gew.%)	0,0	2,0–2,7	2,0–5,0
T-90 (max. Temp °C (°F))	165,6 (330,0)	160 (320,0)	148,9–165,6 (300–330)
(R & M)/2 (min)	87,0	87,0	87,0–95,0

Beispiel 41
Die Kraftstoffe von B und C von TABELLE 1 oben, wobei 1. die Kraftstoffe das sauerstoffangereicherte Mittel des Anmelders enthalten, und 2. eine verbrennungsverbessernde Menge Mangan, und 3. wobei die kombinierten Verdampfungsemissionen der Lagerung des Kraftstoffs und seines Zuführens zu einer Brennkammer und ausgestoßene atmosphärische Verbrennungsemissionen 4. so sind, dass im Jahr 1995 die flüchtigen organischen Verbindungsemissionen und toxischen Luftverschmutzungsstoffe dieses Kraftstoffs, auf einer Massenbasis, 15% niedriger sind als die des Basisbenzins, wie unter §211 (k) des Clean Air Acts definiert, und 5. derart sind, dass im Jahr 2000 die flüchtigen organischen Verbindungsemissionen und toxischen Luftverschmutzungsstoffe dieses Kraftstoffs, auf einer Massenbasis, 25% niedriger sind als die des Basisbenzins.
Beispiel 42
Kraftstoffe aus einer unverbleiten, phosphorfreien, umgeformten Benzinzusammensetzung, mit einem Maximum von 55,12; 49,61; 48,23; 44,79 kPa (8,0; 7,2; 7,0; 6,5 psi) RVP; einem Maximum von 8,0 Vol.%, 6,0 Vol.% Olefinen, einem Maximum von 20–25 Vol% Aromaten, einem Maximum von 1%, 0,8% Benzol (bevorzugt weniger), einem Maximum von 300–40 ppm Schwefel (bevorzugt niedriger oder schwefelfrei), einer O2-Konzentration, die sich von 2,0% bis auf 2,7 Gew.% oder 3,5 Gew.% O2 von Dimethylcarbonat beläuft, einer cyclomatischen Mangantricarbonylverbindung oder Mischung auf 0,004 g Mn/l bis 0,05 g Mn/l (1/64 bis 3/16 g Mn/gal) (bevorzugt höher als 0,008 g Mn/l = 1/32 g Mn), einer maximalen T-90-Temperatur von 148,9°C bis 160°C (300°F bis 320°F), (bevorzugt 137,8°C (280°F) oder niedriger), einer bevorzugten T-50-Temperatur von etwa 76,7°C bis 104,4°C (170°F bis 220°F); einer Minimum-latenten Verdampfungswärme von 251,1; 252,5 kJ/l bei 15,6°C (900, 905 BTU/gal bei 60°F) (bevorzugt höher als 256,68 kJ/l bei 15,6°C (920 BTU/gal bei 60°F); einem Mindestheizwert der Zusammensetzung, der 2,0% O2-Gewicht von 29574 kJ/l bei 15,6°C (106.000 BTU/gal bei 60°F) annimmt, und eine durchschnittliche Mindest-Laminarbrenngeschwindigkeit bei Umgebungsbedingungen von 48 cm/s (50 bis 52 cm/s oder mehr werden bevorzugt).
Beispiel 43
Das obige Beispiel, wobei die Zusammensetzung zusätzlich Niederschlagskontrolladditive konform §211 (1) und verwandter Abschnitte/Vorschriften des Clean Air Act enthält.
Beispiel 44
Beispiel 42, wobei die Zusammensetzung gegebenenfalls mindestens einen C4- bis C6-Alkohol oder anderes Additiv enthält, das hygroskopische Stabilität (Wasserlöslichkeit) gewährleistet.
Beispiel 45
Die Beispiele von 11–44, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem einen Kraftstoffdampf unter akzeptablem Druck in eine Brennkammer einspritzt, wobei die durchschnittlichen Dampfpartikelgrößen weniger als 60 Mikron betragen, wobei ein EGR-System, ein an Bord befindlicher Sauerstoffsensor und Einspritzsensoren eingesetzt werden; wobei die Kraftstoffersparnis um mindestens 2% verbessert wird.
Beispiel 46
Die Beispiele von 11–44, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem einen Kraftstoffdampf unter optimalem Druck in eine Brennkammer einspritzt, wobei die durchschnittlichen Dampfpartikelgrößen 10, 20, 30 oder 40 betragen, wobei ein Turbolader, EGR-System, ein an Bord befindlicher Sauerstoffsensor und Einspritzsensoren gleichzeitig eingesetzt werden; wobei die Kraftstoffersparnis um mindestens 2% verbessert wird.
Beispiel 47
Die Beispiele von 21, 22, 26, wobei die Brennkammer dazu gestaltet ist, die Wirbelbrenngeschwindigkeit zu erhöhen.
Beispiel 48
Das Beispiel von 42, wobei die Brennkammer dazu gestaltet ist, die Wirbelbrenngeschwindigkeit zu erhöhen, und wobei das Verdichtungsverhältnis 2,0:1 bis 6,5:1; 7,5:1, 8,0:1, 8,5:1, 9,0:1, 9,5:1, 10:1, 10,5:1, 11,0:1 und bevorzugter 11,5:1 beträgt.
Beispiel 49
Die Beispiele von 22, 42, wobei Dimethylcarbonat eingesetzt wird und das Verdichtungsverhältnis sich auf 9,5:1 bis 12,5:1 beläuft.
Beispiel 50
Die Beispiele von 21, 22, 26, wobei die Brennkammer zur Erhöhung der Wirbelbrenngeschwindigkeit gestaltet ist und wobei das Verdichtungsverhältnis 17:1 überschreitet.
Beispiel 51
Die Beispiele von 21, 22, 26, wobei das Verbrennungssystem mit einem geregelten Abgas-/Emissionskontrollsystem zusammenwirkt, das einen Emissionskatalysator und einen an Bord befindlichen Sauerstoffsensor einsetzt.
Beispiel 52
Betriebsverfahren, wobei mindestens 30% der US-Automobilflotte mit diesen Kraftstoffen betrieben wird, wobei die gesamten Referenzkonstruktionen durch solchen Betrieb ausgestoßenen Schwebstoff-Mangans 0,06 ug/m³ oder EPA-Normen, je nachdem, was niedriger ist, nicht überschreiten.

Die Benzinzusammensetzungen des Anmelders ziehen ausdrücklich Reduzierungen in Emissionen und Zusammensetzungsmerkmale in Betracht, wie in den nachstehenden Tabellen 2 und 3 ausgeführt. TABELLE 2

EIGENSCHAFTEN	KOMPLEXES MODELL NORMEN FÜR RFG
EIGENSCHAFTEN	Phase 1 1995	Phase 2 2000 und danach
VOC-Reduzierung (%)/GAL (1) Klasse B Klasse C	35,1 15,6	27,5 25,9
NOx-Reduzierung (%) (1) Sommer Winter	0–1,5 0–1,5	5,5–6,8 0–1,5
Reduzierung toxischer Stoffe (1)	15,0–16,5	20,0–21,5
SAUERSTOFF (GEW.%)	2,0–2,1	2,0–2,1
BENZOL (VOL.%)	0,0–1,0	0,0–1,0

Anm. 1: Reduzierungen gehen aus von dem Basisbenzin, definiert unter §211 (k) (10) (B)

PHASE 1		PHASE 2
	1995–2000		2000 und danach
REDUZIERUNG % (1)

EIGENSCHAFTEN	Phase 1 1995–2000	Phase 2 2000 und danach
REDUZIERUNG % (1) VOC NOx TOXISCHE STOFFE	17,3 1,6 25,4	27,6 6,9 27,6
EIGENSCHAFTEN RVP kP (psi) Sauerstoff (Gew.%) (2) Aromaten (Vol.%) Benzol (Vol.%) Olefine (Vol.%) Schwefel (ppm) E200 E300 Mangan (g Mn/g) (3)	55,12 (8,0) 2,1 25,0 0,95 9,2 339 41,0 83,0 1/32	45,47 (6,6) 2,1 24,0 0,95 9,2 185 45,0 87,0 1/32

Anm. 1: Reduzierungen gehen aus von dem Basisbenzin, definiert unter §211 (k) (10) (B)
Anm. 2: In Form von Dimethylcarbonat
Anm. 3: Mangankonzentrationen können sich auf 0,004 g Mn/l bis 0,066 g Mn/l (1/64 bis 1/4 g Mn/gal) belaufen

In der Praxis dieser Erfindung kann bei der Formulierung von Benzinzusammensetzungen zur Erfüllung von RFG-Normen ein Maßschneidern erforderlich sein. Es wurde festgestellt, dass verschiedene Komponenten, die die größte Auswirkung beim Reduzieren spezifischer Ziel-Emissionen haben, spezifisch zugeschnitten werden können:

VOCs: RVP, Aromaten, Schwefel
NOx: Schwefel, Aromaten, Olefine; und
toxische Stoffe: Benzol, Aromaten, Sauerstoff

In der Praxis dieser Erfindung scheinen ECS-sauerstoffhaltige organische Verbindungen mit Methylgruppen, wie etwa Methanol, Dimethylcarbonat, MTBE und TAME und dergleichen, eine etwas bessere Fähigkeit zur Reduzierung toxischer Emissionen zu haben als diejenigen mit Ethylgruppen, wie etwa Ethanol, ETBE usw.
In der Formulierung herkömmlicher oder RFG-Kraftstoffe haben Reduzierungen des Reid-Dampfdrucks (RVP) eine erhebliche Auswirkung bei der Reduzierung von VOC-Emissionen. In der Praxis dieser Erfindung werden Reid-Dampfdruck(„RVP")-Reduzierungen der resultierenden Kraftstoffzusammensetzung bis auf 48,23; 44,79; 41,34; 37,90; 34,45; 31,01 kPa (7,0; 6,5; 6,0; 5,5; 5,0; 4,5 psi) oder niedriger bevorzugt.
RVP ist das stärkste Anzeichen für Verdampfungs-VOC-Emissionen, und RVP-Reduzierungen stellen das beste Mittel zum Reduzieren von Verdampfungs-VOC-Emissionen dar, auf einer Massenbasis, wie durch EPA definiert. Beispielsweise reduziert eine Reduzierung von RVP von 59,94 kPa auf 44,79 kPa (8,7 psi auf 6,5 psi) (auf einer Massenbasis) VOC-Emissionen um etwa 23%, reduziert toxische Emissionen um etwa 4% und reduziert NOx-Emissionen um etwa 0,5%.
Sauerstoffanstiege in dem Kraftstoff reduzieren toxische Emissionen stark. Es scheint, dass eine lineare Beziehung zu Gewichtszunahmen im Sauerstoffgehalt und Reduzierungen toxischer Emissionen vorliegt. Anstiege im O2-Gehalt scheinen eines der stärkten Anzeichen der Reduzierung toxischer Emissionen zu sein. Beispielweise reduziert ein Anstieg von O2 von 0% bis auf 3,5 Gew.% toxische Emissionen um etwa 11%.
Vorschriften für umgeformte Kraftstoffe erkannten an, dass O2-Konzentrationen über 2,7 Gew.%, insbesondere MTBE, NOx-Emissionen direkt erhöhten. Der Anmelder hat in der Praxis seiner Erfindung ganz unerwartet entdeckt, dass O2-Gew. %-Konzentrationen über 2,7 Gew.% recht gut in der Lage sind, erwartete NOx-Anstiege zu steuern. Das ist in 6 veranschaulicht, welche zeigt, dass Brenngeschwindigkeitsanstiege von sauerstoffangereicherten Kraftstoffen, die einen O2-Gehalt in einer Höhe von 4,2% (Methanol-/Ethanol-MEOH-Kraftstoff) bei zunehmender Brenngeschwindigkeit eine im Wesentlichen gesenkte NOx-Emission hatte. Es scheint, dass dieses Phänomen auch eine Funktion der Verbrennungstemperatur ist. Beispielsweise veranschaulicht 3, dass bei den niedrigen Verbrennungstemperaturen, unabhängig von der O2-Konzentration, die NOx-Emissionen abnahmen. Falls überhaupt, scheinen höhere Konzentrationen von O2, die größere Reduzierungen in der Verbrennungstemperatur ergaben, das grundlegende Mittel der Erfindung des Anmelders bei der Reduzierung von NOx-Emissionen zu sein. Somit ist es die bevorzugte Praxis des Anmelders, mindestens 1,5 Gew.% oder mehr Sauerstoff einzusetzen, wodurch eine optimale Verbrennung mit Mn bei 0,008 g Mn/l (1/32 g/gal) oder höher gestattet wird. Sauerstoffkonzentrationen unter 1,5% bis 2,0% optimieren die Erfindung des Anmelders nicht.
Somit ist es in der Praxis dieser Erfindung möglich, beträchtlich höhere Konzentrationen von O2 in RFG-Kraftstoffen einzuschließen (über diejenigen hinaus, die sogar unter derzeitigen Vorschriften gestattet sind), um NOx, toxische Emissionen zu reduzieren, ohne erwartete Reduzierungen in Kraftstoffersparnis und Anstiege bei NOx-Emissionen, usw.
Somit ist es eine Ausführungsform dieser Erfindung, O2-Konzentrationen von mehr als 2,0%, 2,1%, 2,7%, 3,5%, 4,0% oder sogar 5%, 6% oder mehr pro Gewicht einzusetzen.
Reduzierungen von Aromaten beeinflussen stark die Reduzierungen an toxischen, VOC- und NOx-Emissionen. Die Reduzierungen scheinen linear zu sein, wobei toxische Emissionen die am erheblichsten beeinflussten sind, wobei die Reduzierungen bei toxischen Stoffen gleichartig denen sind, die bei Reduzierungen von Benzol und/oder Anstiegen des O2-Gehalts erfahren wurden. Beispielsweise reduziert eine Reduzierung von Aromaten von 33% auf etwa 10 Vol.% toxische, NOx- und VOC-Emissionen um etwa 17%, 7% beziehungsweise 6%.
Ein wünschenswerter RFG-Aromatengehalt in der Praxis dieser Erfindung beträgt weniger als 25%, wobei 20% bevorzugt werden, wobei 18% bis 10% besonders bevorzugt werden.
Wie oben angemerkt, erzielen, beim Erreichen höherer Brenngeschwindigkeiten bei niedriger oder niedrigerer Verbrennungstemperatur, wie in der Praxis dieser Erfindung in Betracht gezogen, RFG-Kraftstoffe, deren Aromatenkonzentrationen höher sind als die für akzeptabel gehaltenen oder sogar höher als die durch Vorschriften zugelassenen, noch immer bemerkenswerte Reduzierungen in toxischen und anderen, mit Aromaten zusammenhängenden Emissionen.
Diese Reduzierungen sind materiell, unerwartet, und liegen jenseits derer, die ansonsten bei der Formulierung standardmäßiger RFG-Kraftstoffe erzielbar sind.
Dementsprechend können letztendlich Aromatenkonzentrationen eingesetzt werden, die höher als diejenigen sind, die derzeit bei der Erfüllung von RFG-Emissionsnormen für inakzeptabel gehalten werden, während noch stets die vom Gesetz auferlegten Leistungs- und/oder Emissionsnormen erzielt werden.
Man glaubt, dass Reduzierungen in Benzolkonzentrationen direkt und linear Reduzierungen in toxischen Emissionen beeinflussen. Beispielsweise reduziert eine Reduzierung von Benzol von 1,5 Vol.% auf 0,5 Vol.% toxische Emissionen in der Größenordnung von 17%. Damit stellen Benzolreduzierungen, wie Anstiege im O2-Gehalt, eines der stärksten Anzeichen zur Reduzierung toxischer Emissionen dar. Bevorzugte Benzolkonzentrationen betragen weniger als 1,0 Vol.%, wobei die höchstbevorzugten Konzentrationen sich 0% annähern.
Wie Aromaten, können jedoch in der Praxis der vorliegenden Erfindung Benzolkonzentrationen eingesetzt werden, die höher sind als durch die derzeitigen Vorschriften zugelassen, während trotzdem akzeptable Reduzierungen von toxischen und anderen Emissionen erzielt werden, über diejenigen hinaus, die ansonsten unter den derzeitigen Formulierungsspezifikationen von RFG-Kraftstoffen erzielbar sind. Dies ist wiederum höchst unerwartet. Dementsprechend können Benzolkonzentrationen, die höher sind als die derzeit bei der Erfüllung von RFG-Emissionsnormen für akzeptabel gehaltenen, letztendlich eingesetzt werden, um Leistungs- und/oder Emissionsnormen zu erfüllen.
Reduzierungen des Schwefelgehalts beeinflussen Reduzierungen in NOx, toxischen und VOC-Emissionen linear (in der Abfolge ihrer relativen Emissionsreduzierungen). Beispielsweise veranlasst eine Reduzierung von Schwefel von 340 ppm auf etwa 50 ppm eine Reduzierung von NOx, toxischen und VOC-Emissionen von etwa 11,0%, 8,5%, beziehungsweise 3,5%. Es scheint, dass Reduzierungen von NOx-Emissionen stark durch Reduzierungen des Schwefelgehalts beeinflusst werden. In der Praxis dieser Erfindung werden Schwefelkonzentrationen von weniger als 40 ppm besonders bevorzugt. Ein Schwefelgehalt von 30 ppm oder weniger (oder schwefelfrei) wird noch mehr bevorzugt. Wiederum gestattet der Betrieb dieser Erfindung in Hinsicht auf die Umwelt akzeptable Werte für NOx, toxische Stoffe und VOCs sogar bei Schwefelkonzentrationen, die höher sind als derzeit unter den Vorschriften zugelassen.
Schwefelkonzentrationen in der Größenordnung von 200 ppm oder mehr scheinen jedoch akzeptabel zu sein, aufgrund der erhöhten Brenngeschwindigkeit und reduzierten Verbrennungstemperaturen der vorliegenden Erfindung, welche die ungünstigen NOx- und toxische Stoffe-Emissionsmerkmale von Schwefel blockieren zu scheinen.
Reduzierungen von Olefinkonzentrationen unter etwa 9,5% verursachen gemäßigte Reduzierungen in Emissionen von NOx und toxischen Stoffen, jedoch gemäßigte Anstiege von VOC-Emissionen. Olefinanstiege über 9,2% bis 9,5% zeigen gemäßigte Reduzierungen von VOCs, jedoch auch gemäßigte Anstiege von toxischen und NOx-Emissionen. Somit scheint, dass die optimale Olefinkonzentration etwa 9,2 Vol.%–9,5 Vol% beträgt. Emissionsanstiege aufgrund von Olefinkonzentrationen von weniger oder größer als 9,2%–9,5% sind nicht akzeptabel, verglichen mit den prozentuellen Reduzierungen der gleichen Emissionen aufgrund von Reduzierungen beispielsweise von Aromatenkonzentrationen.
Somit sind Reduzierungen des Olefingehalts unter 9,2 Vol.% akzeptabel und wünschenswert, insbesondere, wenn gleichzeitig Aromatenkonzentrationen reduziert werden. Mit anderen Worten, Olefinreduzierungen sind wünschenswert unter 9,2 Vol.%, wenn die RVP- oder Aromatengehaltreduzierungen Anstiege von VOCs verschieben. Wiederum verschiebt der beschleunigte Brenntemperatur-reduzierende Betrieb der Erfindung des Anmelders solche Anstiege nennenswert. Somit können Olefingehalte außerhalb regelnder Zusammensetzungsnormen eingesetzt werden, während Leistungs- und Emissionsanforderungen erfüllt werden.
Reduzierung von E200-Temperaturen, oder derjenigen Fraktion der Destillation, die bei 93,3°C (200°F) siedet, reduziert VOC- und toxische Emissionen eindeutig. Mit anderen Worten, wenn die E200-Temperaturen sich reduzieren, oder wenn die betreffende Fraktion der Kraftstoff-Destillationsfraktion über etwa 41% ansteigt, werden Reduzierungen in VOC- und toxischen Emissionen erfahren. Es wird jedoch auch ein Anstieg von NOx-Emissionen erfahren. Wenn die E200-Fraktion ansteigt, sagen wir, von 42% auf 60%, werden VOC- und toxische Emissionen um etwa 3,0%–4,0% reduziert, NOx-Emissionen jedoch steigen um etwa 2,0% an. Erhebliche Reduzierungen dieser Emissionen treten jedoch trotzdem auf, unabhängig von solcher Modifikation.
Der Anmelder glaubt, dass eine zu hohe E200-Fraktion (die sich in eine zu niedrige T-50-Temperatur übersetzt) ihre Nachteile hat, da das Fahrverhalten bei warmer Wetter behindert wird, wenn die T-50-Fraktionen unter 76,7°C (170°F) sind, insbesondere, wenn der O2-Gehalt 1,0%, 2,0% oder mehr beträgt. Solch behindertes Fahrverhalten aufgrund von Schwierigkeiten beim Wiederaufstarten von Motoren usw. erzeugt vielleicht mehr schädliche Emissionen als die ansonsten erzielten mäßigen Reduzierungen. Somit ist es eine Ausführungsform dieser Erfindung, die T-50-Temperaturen des Anmelders über 76,7°C, 79,4°C, 82,2°C, 85°C, 87,8°C (170°F, 175°F, 180°F, 185°F, 190°F) zu konstruieren, wo praktikabel.
Wenn die E300-Fraktion von 84% auf 95% der Fraktion ansteigt, werden VOC- und NOx-Emissionen um etwa 2,0% beziehungsweise 0,5% mäßig reduziert. Toxische Emissionen steigen um etwa 1,5% an. Die mäßigen Profite erscheinen kaum der Kosten wert.
Mit dem Betrieb des verbrennungsverbessernden, temperaturreduzierenden Mittels des Anmelders werden solche toxischen Anstiege jedoch abgemildert und der Vorteil von Kraftstoff mit höherer durchschnittlicher latenter Verdampfungswärme verbessert MMT.
In der Praxis der Erfindung des Anmelders wird ausdrücklich in Betracht gezogen, dass die Basis-RFG-Benzinzusammensetzung in mehrerlei Hinsicht spezifisch zugeschnitten wird. Beispielsweise kann sie so spezifisch zugeschnitten werden, dass praktisch alle mehrkernigen Aromaten, alle C10+-Aromaten, wie etwa Naphtalen, Pyren und Anthracen und dergleichen, eliminiert werden. Sie kann spezifisch zugeschnitten werden, um bekannte Komponententoxine, wie etwa 1,3-Butadien und dergleichen, zu eliminieren. Die Zusammensetzung kann auch spezifisch zugeschnitten werden, um Material mit niedriger Brenngeschwindigkeit, niedriger latenter Verdampfungswärme und/oder Komponenten mit niedriger spezifischer Wärme zu reduzieren.
Die höchstbevorzugten Mangan-Konzentrationsbereiche des Anmelders für unverbleite Benzine, umgeformte Benzine liegen über 0,008 g Mn/l, 0,0165 g Mn/l bis etwa 0,1 g Mn/l (1/32 g, 1/16 g bis etwa 3/8 g Mn/gal). Eine Mangankonzentration von 0,008 g Mn/l (1/32 g M/gal) wird besonders bevorzugt, da sie einen der besten Antiklopfwerte für die Kosten pro Gramm Mn darstellt. Wenn jedoch sauerstoffangereicherte ECS-Verbindungen eingesetzt werden, ist es an einer Untergrenze akzeptabler Umweltkonzentrationen, insbesondere bei Sauerstoffkonzentrationen, die 2 Gew.% überschreiten.
Ohne den Einsatz sauerstoffangereicherter ECS-Verbindungen, jedoch beispielsweise unter Einsatz mechanischer Mittel, wie etwa Benzine mit verbesserter Vernebelung und/oder niedriger Verbrennungstemperatur und dergleichen, die beispielsweise reduzierte T-90-Temperaturen (und/oder reduzierte Aromaten) aufweisen, können 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) bei der Steuerung von Kohlenwasserstoffemissionen akzeptabel sein.
Während die derzeitige Praxis der Erfindung des Anmelders die Minderheitennutzung von ECS-Kraftstoffen in Kombination mit Benzin-Co-Kraftstoffen in Betracht zieht, wird in Betracht gezogen, dass weiterentwickelte Anwendungen die Mehrheitsnutzung von ECS oder reine Nutzung in Benzinanwendungen einschließen. Es ist somit eine Ausführungsform, eine Zusammensetzung einzusetzen, die eine Mehrheit von Dimethylcarbonat, eine verbrennungsverbessernde Menge CMT und eine Minderheitenmenge eines Benzin-Co-Kraftstoffs enthält.
Die Benzine des Anmelders könenn, in dem umweltmäßig durchführbaren Umfang, weiter oder alternativ Antiklopfmengen anderer Mittel enthalten, wie etwa Cyclopentadienylnickelnitrosyl, N-Methylanilin, N- Methylanilin, und dergleichen. Bekannte Antiklopf-Fördermittel können eingesetzt werden. 2,4-Pentandion kann auch eingeschlossen sein.
Der Kraftstoff sollte Dispergiermittel, Detergentien, Emulgatoren, Metall-Deaktivatoren, aromatische Amine, ergänzende Ventil- und Ventildichtungsverdrängungs-Schutzmittel enthalten. Nicht einschränkende Beispiele solcher Additive umfassen Boroxide, Wismutoxide, keramisch gebundenes CaF2, Eisenphosphat, Tricresylphosphat und Additive auf Natriumbasis, und dergleichen. Andere Additive umfassen Induktions-/Einspritzsystem-Reinigungsmittel/Dispergiermittel, einschließlich kommerziell erhältlicher langkettiger zweiwertiger Säurederivate (z. B. Succhinimide, wie etwa HiTec 4450), langkettiger aliphatischer Polyamine (z. B. Polyisobutenylpolyamin), oder langkettiger Mannich-Basen, und/oder aschefreie Reinigungsmittel, einschließlich eines Polyetheramins, Polyalkenylamins, Alkenylsuccinimids, Polyetheramidamins und Mischung, und ein Antioxidans, De-Emulgator, Emulgator-Korrosionsinhibitor, aromatisches Lösungsmittel, Scavenger, Verdünneröl, gegenseitiges Lösungsmittel, Metalldeaktivator und Mischung.
Der Kraftstoff kann auch Antioxidantien enthalten, nicht einschränkende Beispiele umfassen 2,6-Di-tert-butylphenol; 2,4,6-Tri-tert-butylphenol; 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol; 2-Tert-butylphenol, und Mischungen davon; 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol; und Phenylendiamine, wie etwa N-N'-Di-sec-butyl-p-phenylendiamine; N-Isopropylphenylendiamin; und N,N'-Disalicyliden-1,2-propandiamin; und Mischungen tertiärer butylierter Phenole, und/oder aromatische Amin-Antioxidantien, und Mischungen davon.
Es wird in Betracht gezogen, dass der Kraftstoff Niederschlagskontrolladditive enthält; nicht einschränkende Beispiele umfassen Polyetheramin, Polyalkenylsuccinimid oder Polyalkenylsuccinimid, Kohlenwasserstoffrestcarbonate, wie etwa Polybutenalkohol, Polybutenchloroformat, Polybutenamine, formuliert in mineralischen oder anderen Trägern, Polyisobutylenamin umgeformt in Polyetherträgern, und Ein-Komponenten-Polyetheramine und dergleichen. Mehrere andere sind an anderer Stelle in der Beschreibung ausgeführt worden und werden in Benzinen und anderen Co-Kraftstoffen in Betracht gezogen. Gleichermaßen werden diese und andere Additive hierin ebenfalls in Benzinen in Betracht gezogen. Es wird erwogen, dass der Kraftstoff ein oder mehrere aschefreie Detergentien enthalten kann, wobei nicht einschränkende Beispiele Polyetheramine, Polyalkenylamine, Alkenylsuccinimide, Polyetheramidamine und dergleichen umfassen. Der Kraftstoff kann Additive wie etwa F310, Polybutenamine, aminierte oder polymerisierte Detergentien und dergleichen enthalten.
Der Kraftstoff kann auch Additive zur Dissipierung statischer Elektrizität enthalten. In der Praxis der Erfindung des Anmelders wird in Betracht gezogen, dass sein ECS-Kraftstoff dazu neigt, Bedenken in Hinblick auf statische Elektrizität auf einen gewissen Umfang zu reduzieren. Der Kraftstoff. kann Korrosionsinhibitoren und dergleichen enthalten.
Die Kraftstoffgrundlage kann Kohlenwasserstoffe enthalten, die außerhalb normaler Benzinkraftstoffbereiche sieden, die zu akzeptablen Benzinbereichen modifiziert sind.

Claims

Thermisch effiziente unverbleite Kraftfahrzeugbenzin-Kohlenwasserstoffkraftstoffzusammensetzung, umfassend: – eine Kohlenwasserstoffbasis, – ein oxidierte Verbindung, ausgewählt aus Methanol, Ethanol, Methylal, Dimethylcarbonat, MTBE, ETBE und – 0,004 bis 0,066 g Mn/l (1/64 bis 1/4 g Mn/gal) Methylcyclopentadienylmangantricarbonyl (MMT), wobei dieser Benzinkraftstoff weiter dadurch gekennzeichnet ist, dass er – eine T-90-Höchsttemperatur, die 174°C (345°F) nicht überschreitet, – eine minimale Bunsenbrenner-Laminarflammengeschwindigkeit von 46 cm/s (bei einem Methanol-Richtwert von 57,2 cm/s), – einen Aromatengehalt von 5 bis 35 Volumenprozent aufweist, und – einen Schwefelgehalt aufweist, der 300 ppm nicht überschreitet.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine T-90-Höchsttemperatur von 166°C (330°F) aufweist.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine T-90-Höchsttemperatur von 149°C (300°F) aufweist.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine T-90-Höchsttemperatur von 143°C (290°F) aufweist.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine T-90-Höchsttemperatur von 138°C (280°F) aufweist.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine T-90-Höchsttemperatur von 132°C (270°F) aufweist.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche einen Schwefelgehalt aufweist, der 100 ppm nicht überschreitet.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche einen Schwefelgehalt aufweist, der 50 ppm nicht überschreitet.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche einen Schwefelgehalt aufweist, der 10 ppm nicht überschreitet.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine minimale latente Verdampfungswärme von 251,1 kJ/l (900 BTU/gal) bei 15,6°C (60°F) aufweist.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine minimale latente Verdampfungswärme von 252,5 kJ/l (905 BTU/gal) bei 15,6°C (60°F) aufweist.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine minimale latente Verdampfungswärme von 253,9 kJ/l (910 BTU/gal) bei 15,6°C (60°F) aufweist.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine minimale latente Verdampfungswärme von 259,47 kJ/l (930 BTU/gal) bei 15,6°C (60°F) aufweist.
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine minimale Busenbrenner-Laminarflammengeschwindigkeit von 48 cm/s aufweist (unter Verwendung von Methanol bei 57,2 cm/s als Richtwert).
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, welche eine minimale Busenbrenner-Laminarflammengeschwindigkeit von 50 cm/s aufweist (unter Verwendung von Methanol bei 57,2 cm/s als Richtwert).
Benzinzusammensetzung von Anspruch 1, wobei MMT in einer Konzentration von 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) vorliegt.