ES2300103T3

ES2300103T3 - Compuesto de combustible sin plomo.

Info

Publication number: ES2300103T3
Application number: ES95913972T
Authority: ES
Inventors: William C. Orr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 2008-06-01
Anticipated expiration: 2015-03-02
Also published as: OA10373A; AP9600863A0; JP3660357B2; CA2184490A1; WO1995023836A1; CN1150447A; JPH10500710A; DE69535651T2; AU2115995A; CA2184490C; UA70910C2; EP0748364B1; EP0748364A4; BR9507429A; EP0748364A1; DE69535651D1; AP790A

Abstract

COMPOSICIONES DE COMBUSTIBLES DE ALTA ENERGIA FRIOS PARA SISTEMAS DE COMBUSTION POR INYECCION, POR TURBINAS, POR DIESEL, POR FUELOIL, Y POR GASOLINA. MAS PARTICULARMENTE, SE REFIERE A COMBUSTIBLES QUE COMPRENDEN UNA ESTRUCTURA DE COMBUSTION MEJORADA

Description

Compuesto de combustible sin plomo.

Antecedentes del invento Ámbito del invento

El presente invento hace referencia a combinaciones de combustibles de organomanganeso, medios mecánicos y/o químicos capaces de mejorar la combustión y/o reducir las temperaturas de combustión, a través de los cuales se perfecciona la eficiencia térmica y las emisiones peligrosas.

Descripción del invento

Se sabe que se incorporan varios compuestos de organomanganeso, como agentes antidetonantes (por ejemplo, tricarbonil metilciclopentadienil manganeso (MMT) - etc.) en combustibles hidrocarbúricos. Véanse las patentes US-2.818.417, US-2.839.552 y US-3.127.351.

A pesar del antidetonante de organomanganeso y otras ventajas, su uso en combustibles hidrocarbúricos genera otros problemas prácticos y medioambientales. En concreto, cuando quemamos compuestos de organomanganeso en combustibles hidrocarbúricos, éstos generan óxidos de manganeso altamente nocivos (Mn_{3}O_{4} y Mn_{2}O_{3}), que, a su vez, cubren partes del motor, sistemas de combustión, turbinas, superficies de gases de combustión, catalizadores de emisión/de gases de combustión, etc., causando, por ejemplo, fatiga temprana, averías, desgaste excesivo, emisión de partículas de metales, degradación de emisión de hidrocarburos a largo plazo, etc. Véanse las patentes US-3.585.012; US-3.442.631; US-3.718.444; y nuestra patente EPO-0.235.280.

También se sabe que dichos depósitos crean una barrera de difusión en superficies de catalizadores, lo cual degrada la eficiencia catalítica. Véase Williamson, Gandhi, Weaver, "Efectos de MMT Aditivo de Combustible en la Retención de Agentes Contaminantes y Actuación Catalítica", SAE Paper 821193, 1982.

Últimamente, los fabricantes de la industria automotriz han despertado nuevas preocupaciones en relación con la tendencia del manganeso a formar óxidos nocivos, ya que incluso en concentraciones muy bajas de 0,008 g Mn/l (1/32 gramos de manganeso) los nuevos sistemas de diagnóstico de los nuevos catalizadores incorporados, conocidos como "monitores de eficiencia de catalizadores OBD-11" se ven dañados debido a que se deposita óxido en las superficies recubiertas de lavado catalítico. Véanse Hurley, Hansen, Guttridge, Gandhi, Hammerle y Matso, "El Efecto del tricarbonil metilciclopentadienil manganeso (MMT) sobre la Emisión y la Durabilidad del Componente de Emisión", SAE Paper 912437, 1991; Hurkey et al., "Caracterización de los catalizadores automotrices expuestos al MMT Aditivo de Combustible", SAE Paper 890582, 1989; Hubbard et al., "Efecto del MMT sobre el Monitor Catalizador OBD-II)", SAE Paper 932855, 1993.

Resumen del invento

El solicitante ha descubierto el mecanismo desencadenante de que los combustibles que contienen elementos metálicos, incluido el compuesto de organomanganeso, generen partículas pesadas/óxidos de manganeso cubrientes de efectos adversos, algo que está causado por un proceso de combustión no deseable en el que las velocidades y las temperaturas del proceso de quemado de combustión no son las ideales.

Al incrementar eficazmente la velocidad de quemado del combustible, mientras se reducen idealmente las temperaturas de combustión, el solicitante no sólo controla o impide la generación de óxidos metálicos adversos, sino que libera la capacidad de elementos metálicos que no contengan plomo para convertirse en principios de una nueva y limpia clase de propulsores/combustibles de una "alta fuente de energía" y proceso de combustión.

Esencialmente, el solicitante ha descubierto un proceso de combustión que comprende cierta estructura/subestruc-
tura química y/o mecánica que simultáneamente 1) incrementa la velocidad de quemado, 2) mantiene un índice elevado de lo que posiblemente sea energía libre, a 3) temperaturas de combustión bajas.

Breve descripción de las figuras

La figura 1, Diferencias en la temperatura de combustión, compara las diferencias en las temperaturas de combustión de diferentes compuestos de combustible mediante temperaturas de gases de combustión a diferentes cargas del motor;

La figura 2, Temperaturas de combustión y emisiones hidrocarbúricas, compara las diferencias en las temperaturas de combustión y su relación con la generación de emisiones hidrocarbúricas;

La figura 3, Temperaturas de combustión y emisiones de óxido de nitrógeno, compara las diferencias de las temperaturas de combustión y su relación con las emisiones de óxido de nitrógeno;

La figura 4, Velocidad de quemado indicada, compara la velocidad de quemado de diferentes combustibles bajo diferentes cargas;

La figura 5, Velocidad de quemado y emisiones hidrocarbúricas, compara la velocidad de quemado con la generación de emisiones hidrocarbúricas;

La figura 6, Velocidad de quemado y emisiones de óxido de nitrógeno, compara la velocidad de quemado con la generación de emisiones de óxido de nitrógeno;

La figura 7, Empobrecimiento técnico, muestra una conductividad a una temperatura elevada y las mejoras en la combustión de la gasolina debido a que mantiene temperaturas de destilación mínimas para el combustible que contiene compuestos oxigenados.

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Descripción detallada del invento

El descubrimiento del solicitante hace referencia al origen del problema del óxido metálico pesado y su esperada solución, por ejemplo, el incremento de la velocidad de quemado y/o la reducción de las temperaturas de combustión.

En el contexto del presente invento, el solicitante se refiere generalmente a eficiencia térmica (en adelante) en su contexto químico y mecánico, por ejemplo, la eficiencia de la reacción química y la cantidad de trabajo útil generado en el sistema, por ejemplo, energía libre.

El solicitante ha descubierto que la eficiencia térmica, medida concretamente como una función de trabajo útil neto generado por el sistema, se ha incrementado.

Por ejemplo, el solicitante ha descubierto, contra pronóstico, que la eficiencia térmica en sistemas de combustión existentes oscila entre un 2,0% y un 20%.

Fundamentalmente, el invento radica en 1) el incremento de la velocidad de quemado a) aumentando la velocidad de quemado laminar (medios ECS de modificación y/o destilación química), b) incrementando la velocidad de turbulencia (medios químicos y/o mecánicos), 2) la reducción la temperatura de combustión (medios químicos o mecánicos), combinado con un combustible basado en un componente metálico.

Se contempla utilizar los compuestos/componentes y/o los procesos, métodos y medios químicos y/o mecánicos, incluyendo combinaciones y subcombinaciones de los mismos, que incrementan la velocidad de quemado. Se prefiere que, si no es necesario, se reduzcan simultáneamente las temperaturas de combustión.

En términos prácticos, si se necesita emplear un compuesto oxigenado, se aconseja el oxígeno maximizador. Según establecen los sistemas de compuestos y combustión, los contenidos de oxígeno pueden oscilar entre 0,0001 y 80,0% por peso. Sin embargo, no suelen darse resultados satisfactorios hasta que se incluye una cantidad de un 1,0%, 1,5%, 2,0% o superior. Se prefieren concentraciones de un 2% o superiores. Entre un 0,001% y un 30% de oxígeno por peso se considera una cantidad aconsejable. Concentraciones adicionales de oxígeno incluyen de 0,001 a 15,0%, de 0,5% a 1,5%, de 0,3% a 2,7%, de 2,0% a 3,7%, de 0,2% a 0,9%, de 1,0% a 4%, de 2,0% a 8,0%, de 1,8% a 12%, de 2,0% a 10,0%, de 3,0%, 5,0% a 40%, de 2,0% a 53%.

En términos prácticos, los incrementos aceptables en el índice de la velocidad de quemado del combustible sobre un sistema de combustión desajustado oscilarán entre 1,0% y aproximadamente 800%, o más. Se aconsejan incrementos de velocidad de entre un 0,2%, 0,5%, 1,0%, 2,0%, 3,5%, 5% y un 10,0%, entre un 7,0% y un 15%, entre un 9,0% y un 25%, entre un 5,0% y un 20%, entre un 12% y un 30%, entre un 15% y un 40%, y de entre un 20% y un 50%.

El solicitante pretende que la difusión de gases de precombustión y preignición o postignición se ocupe de aumentar el momento o la viscosidad del gas crudo hasta aproximarse al máximo la viscosidad del gas quemado para reducir la resistencia de viscosidad entre los gases quemados y los gases crudos. Es al eliminar esta resistencia cuando se consiguen los incrementos principales de la velocidad de quemado.

Se contempla explícitamente que se empleen sistemas de combustión que permitan el uso de un índice de compresión mayor en los combustibles de un número octano dado.

Se contemplan y se aconsejan los medios químicos y/o mecánicos, incluyendo, por ejemplo, sistemas sensores de oxígeno de escape (incluidos los sensores EGO), que ajustan el índice de equivalencia combustible-aire y que incrementan la velocidad de quemado en este invento.

Reducción de la temperatura de ebullición y práctica de modificación

Se contempla perfeccionar las velocidades de quemado. Una forma de hacerlo es reduciendo el punto de ebullición final del compuesto.

El solicitante pretende que la reducción y/o modificación de la destilación de los co-combustibles hidrocarbúricos T-90, T-50 o T-10 modifiquen o confeccionen las corrientes hidrocarbúricas subyacentes.

Por tanto, reduciendo las temperaturas de ebullición, por ejemplo, las temperaturas de ebullición finales y T-90, junto con el invento del solicitante, se perfeccionan las temperaturas de combustión y/o la velocidad de quemado.

En fracciones de petróleo en ebullición, por ejemplo, gasolinas, etc., resulta especialmente eficaz reducir las temperaturas de ebullición de la destilación del combustible, especialmente la de punto final y/o la T-90 entre 2,8ºC (5ºF) y 11,1ºC (20ºF), 5,6ºC (10ºF) y 16,7ºC (30ºF), 11,1ºC (20ºF) y 27,8ºC (50ºF), 13,9ºC (25ºF) y 33,4ºC (60ºF), 22,2ºC (40ºF) y 38,9ºC (70ºF), 27,8ºC (50ºF) y 44,5ºC (80ºF), o más, a la hora de incrementar las velocidades de quemado de combustión.

Por tanto, una representación específica de este invento es reducir las temperaturas del punto final de ebullición y las temperaturas de ebullición T-90.

La reducción preferente del punto de ebullición incluye la eliminación de alcanos con puntos de ebullición elevados, hidrocarburos aromáticos, ciclanos y alquenos.

El solicitante observa que el control del punto de ebullición medio es particularmente importante en la aplicación de combustible en el que se emplean compuestos oxigenados.

En términos prácticos, dicho control/modificación del punto de ebullición, incrementa la combustión y/o las características de la velocidad de quemado del combustible.

Cuando se emplea un compuesto oxigenado y se excede en un 0.5% por peso, el contenido de oxígeno en el combustible, sobre todo, para el funcionamiento en los motores actuales, las temperaturas medias deberían oscilar aproximadamente entre 71,1ºC (160ºF) 76,7ºC (170ºF) 82,2ºC (180ºF) y 96,1ºC (205ºF). Parece que las temperaturas medias fuera de estos índices son menos eficaces.

Cabe destacar que el solicitante ha descubierto que al emplear la reducción de temperatura T-90 y el control de la temperatura media, el combustible Mn (sin la inclusión de un compuesto oxigenado) logra la ventaja de combustión máxima, por ejemplo, incremento en el ahorro de combustible, formación de óxido manganeso, y/o mejora de la conductibilidad a temperatura elevada.

Además, la inclusión de un compuesto oxigenado aumenta este efecto beneficioso. Cuanto mejor sea el compuesto oxigenado ECS, mejor será el resultado obtenido.

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Ejemplo 1

Un combustible ejemplar, que contiene MMT en una cantidad de 0,008 gMn/l o menos (1/32 gramos/Mn o menos, por galón).

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Ejemplo 2

El ejemplo en 1, donde se emplea un compuesto ECS oxigenado excediéndose en un 0,5% por peso para su funcionamiento en el motor automotriz actual, y donde la temperatura media de la gasolina oscila entre 76,7ºC (170ºF) y aproximadamente 96,1ºC (205ºF).

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Ejemplo 3

El ejemplo en 2, donde el compuesto comprende una concentración de un compuesto ECS suficiente para incrementar la velocidad media de quemado de compuesto en un 5,0%, o más, sobre el compuesto claro, tal como se mide a través del quemador Bunsen laminar.

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Ejemplo 4

El ejemplo en 3, donde la suma del compuesto ECS es suficiente para reducir las temperaturas de combustión medias por 13,9ºC (25ºF), tal como se mide bajo la carga de al menos 14,71 ikW (potencia indicada 20(ihp)).

El solicitante observa este aspecto en el invento (por ejemplo, la suma de compuestos ECS con/sin elementos metálicos) aplicada a la gasolina es especialmente beneficiosa cuando las temperaturas T-90 son iguales o inferiores a aproximadamente 148,9ºC (300ºF), 137,8ºC (280ºF) y, opcionalmente, cuando las temperaturas T-50 están comprendidas entre 76,7ºC (170ºF) y 96,1ºC (205ºF) aproximadamente.

Modificación de la temperatura de combustión

En términos prácticos, las reducciones preferentes en las temperaturas de combustión oscilan entre 5,6ºC (10ºF) y 277,8ºC (500ºF). Se aconsejan reducciones de entre 13,9ºC (25ºF) y 27,8ºC (50ºF), o más. Se aconsejan reducciones de 55,8ºC (100ºF), o más. Se aconsejan reducciones de entre 2,8ºC (5ºF) y 8,3ºC (15ºF), 5,6ºC (10ºF) y 13,9ºC (25ºF), 8,3ºC (15ºF) y 16,7ºC (30ºF), o más.

En el caso de la gasolina, la temperatura de gases de combustión se traduce en un incremento de la potencia y/o una reducción de las temperaturas de entrada de catalizadores de gases de combustión. Una representación explícita de este invento es que se reduzcan las temperaturas de entrada de catalizadores de gases de combustión para evitar el taponamiento del catalizador. Por tanto, es un medio explícito de reducir las temperaturas de entrada del catalizador hasta aproximadamente un 760ºC (1400ºF) o menos, 732,2ºC (1350ºF), 704,4ºC (1300ºF), 676,7ºC (1250ºF), 648,9ºC (1200ºF), 621,1ºC (1150ºF), 593,3ºC (1100ºF), 565,6ºC (1050ºF), o menos; así como reducir otras temperaturas suficientemente para asegurar una actividad catalizadora aceptable y evitar las probabilidades de taponamiento del óxido manganeso.

Ejemplo 5

Un método para evitar el taponamiento o el recubrimiento de los catalizadores de los gases de combustión con óxidos de manganeso comprende los siguientes pasos: mezclar un combustible ECS con una gasolina reformulada o sin plomo convencional que contiene 0,008g Mn/l (1/32 gr Mn/gal) de MMT, donde dicha combustión y las temperaturas de los gases de combustión son suficientemente reducidas, de modo que la temperatura de entrada de los gases de combustión del catalizador es inferior a 760ºC (1400ºF) y, preferentemente, inferior a 648,9ºC (1200ºF).

Medios químicos

Sorprendentemente, se ha descubierto que hay ciertas características moleculares de combustión responsables de la rápida difusión del calor y los centros de reacción activa en gases de combustión crudos, incluyendo la rápida difusión de gases crudos delante del frente de llama, que resulta en velocidades de quemado incrementadas. Dicha estructura molecular incluye H, H_{2}, O, O_{2}, CO, F, F2, F3, N, B, Be, BO, B2, BF, AL ALO, CH3, NH3, CH, C2H2, C2H5, Li, ONH, NH, NH2, OCH_{3} (radicales metóxicos), OCH, OCH_{2} y OH (radicales hidróxilos). Una estructura adicional que se considera capaz de obtener resultados satisfactorios incluye CI, OCOO, COOH, C2H500C, CH3CO, OCH20, OCHCO y CONH2.

El solicitante se refiere a esta estructura como Estructura de Combustión Incrementada (ECS) y a los compuestos que contienen la estructura como compuestos ECS.

También se aconseja, en particular, que esta estructura ECS y/o el compuesto ECS tengan calores de vaporización latentes (entalpía de vaporización), en especial, aquéllos iguales o superiores a 28,0 Kj mol^{-1}. Otras entalpías de vaporización (en el punto de ebullición) son aquéllas iguales o superiores a 21, 22, 24, 26, 27, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 43, 45 o más Kj mol^{-1}. En general, cuanto más alto, mejor.

La estructura molecular que genera un calor latente elevado y/o velocidad de quemado acelerada, etc., por ejemplo, y causando dicha estructura la elevada difusión cinética inmediata del vapor de combustión crudo, etc. y/o, de lo contrario, actuando en el proceso de combustión para incrementar la velocidad de quemado (y la velocidad de los gases de combustión), y/o reducir la temperatura de combustión (y/o los gases de combustión), en adelante, se denominará "Estructura de Combustión Incrementada o ECS". A aquéllos compuestos que contengan dicha estructura se les denominará compuestos ECS.

Los ejemplos no restrictivos que el solicitante ha identificado que contienen estructuras ECS y que cumplen perfectamente este propósito, incluyen: monóxido de carbono, metileno de dimetiléter (también conocido como metilano, metano dimetoximetano), dimetilo del ácido carbónico (también conocido como carbonato de dimetilo), dietilcarbonato, metil-terbutiléter (MTBE), etil-terbutiléter (ETBE), metil-tetramiléter, metanol, etanol, propanol, ter-butil alcohol, dimetiléter, otros alcoholes C_{3} a C_{6} de menor peso molecular, dimetiléter glicol dietileno, dietiléter glicol dietileno, dietiléteno de dimetiléter, isopropiléter, disopropilo, nitrometano, nitroetano, nitropropano, óxido nitroso, óxido dinitroso, óxido nítrico, ozono, hidratos de gas (hidrato metano), peróxido de hidrógeno y compuestos similares. El solicitante cree que existen muchos otros compuestos ECS que aún no han sido identificados.

Asimismo, se contempla que ciertos compuestos ECS serán compuestos adicionales de ECS y requirieron la ayuda de uno o más compuestos ECS para incrementar satisfactoriamente la velocidad de quemado y/o disminuir las temperaturas de combustión. Por ejemplo, puede resultar necesario disminuir las temperaturas de combustión de algunos compuestos ECS de alta velocidad añadiendo alcohol, agua de carbonato y/o agua añadida. Se considera que existen ciertas sinergías entre el compuesto ECS que probablemente incrementen las capacidades.

Las gamas de manganeso para las aplicaciones más tradicionales serán de aproximadamente 0,000264 a 1,32 g Mn/l (entre aproximadamente 0,001 y aproximadamente 5,00 g Mn/gal) de 0.000264 a aproximadamente 0,793 g Mn/l (de 0,001 a aproximadamente 3,00 g Mn/gal) de 0,00264 a aproximadamente 0,528 g Mn/l (de 0,001 a aproximadamente 2,00 g Mn/gal) 0,0000264 a 0,2642 g Mn/l (de 0,001 a 1,00 g Mn/gal) de 0,000264 a aproximadamente 0,132 g Mn/l (de 0,001 a aproximadamente 0,50 g Mn/gal), de 0,000264 a aproximadamente 0,1 g Mn/l (de 0,001 a 0,375 g Mn/gal) de 0,000234 a aproximadamente 0,066 g Mn/l (de 0,001 a aproximadamente 0,25 g Mn/gal) o incluso de 0,000264 a 0,033 g Mn/l (0,001 a 0,125 g Mn/gal) o incluso de 0,000264 a 0,00165 g Mn/l (de 0,001 a 0,0625 g Mn/gal) de compuesto.

También se aconsejan y se contemplan explícitamente las concentraciones de manganeso superiores a 0,008 g Mn/l, 0,0165 g Mn/l (1/32, 1/16 g de manganeso por galón).

Una forma de representación de este invento consiste en sustituir los elementos metálicos, incluyendo la sustitución de elementos metálicos del mismo grupo. El solicitante contempla la latitud de sustitución y/o mezcla, incluyendo índices mixtos, ingredientes mixtos, etc. Véanse, por ejemplo, las patentes US-3.353.938; US-3.718.444; US-4.139.349.

Se aconsejan explícitamente los compuestos ciclomáticos, incluyendo el ciclopentadienil carbonilo. Su preparación se expone en las patentes US-2.818.416; US-3.127.351; US-2.818.417; US-2.839.552 (que se incorporan como referencia). El solicitante ha descubierto que los grupos de metilciclopentadienil tricarbonilo son eficaces.

Un manganeso tricarbonilo ciclomático preferente es el tricarbonil ciclopentadienil manganeso (MMT).

Los ejemplos no restrictivos de sustitutos aceptables incluyen grupos de alquenilo, aralquilo, aralquenilo, cicloalquilo, cicloalquenilo, arilo y alquenilo. Ejemplos ilustrativos y otros ejemplos no restrictivos de compuestos antidetonantes de manganeso tricarbonilo ciclomático incluyen benzililopentadienil manganeso tricarbonilo; 1,2-dipropil 3-ciclohexilciclopentadienil manganeso tricarbonilo; 1,2-difenilciclopentadienil manganeso tricarbonilo; 3-propenilienil manganeso tricarbonilo; 2-tolindenil manganeso tricarbanilo; fluorenil manganeso tricarbonilo; 2,3,4,7-propifluorentil manganeso tricarbonilo; 3-naftilfluorenil manganeso tricarbonilo; 4,5,6,7-tetrahidroindenil manganeso tricarbonilo; 3-3etenil-4,7-dihidroindenil manganeso tricarbonilo; 2-etil 3 (a-feniletenilo) 4,5,6,7 tetrahidrogenil manganeso tricarbonilo; 3-(a-ciclohexilentenil)-4,7-dibliodroindenil manganeso tricarbonilo; 1,2,3,4,5,6,7,8-octahidrofluorenil manganeso tricarbonilo y similares. También pueden utilizarse las mezclas de dichos compuestos. En general, los compuestos arriba mencionados pueden prepararse con métodos bien conocidos por los expertos.

Sustitución de los compuestos ECS

Las exposiciones sucesivas del solicitante referidas a cualquier compuesto ECS específico, por ejemplo, el carbonato de dimetilo, pueden sustituirse por cualquier otro compuesto o componente ECS, lo cual satisface el objetivo y es coherente con los requisitos del combustible, sistemas de emisión y/o combustión de gases, etc. Por tanto, se contempla que pueden realizarse sustituciones de los compuestos que aquí se revelan para cualquier compuesto ECS, siempre y cuando se mantenga el objetivo del solicitante.

En otras palabras, la representación explícita de este invento es sustituir, combinar, mezclar carbonato de dimetilo con hidrógeno, monóxido de carbono, metanol, metilalo, etanol, n-propanol, metileno de dimetiléter, carbonato de dimetilo, metil-terbutiléter (MTBE), etil-terbutiléter (ETBE), metil-tetramiléter, disopropiléter, alcoholes C_{3} a C_{6} de menor peso molecular, dimetiléter, dimetiléter glicol dietileno, dietiléter glicol dietileno, agua, peróxido de hidrógeno y cualquier otro compuesto o mezcla ECS.

Las posibles sustituciones adicionales no restrictivas para el carbonato de dimetilo incluyen compuestos ECS seleccionados desde aldehídos C2-C12, éteres C2-C12 (MTBE, ETBE, 2,2-dietil-1,3-propanediol), alcoholes C4-C15 (furol, furfurol, 1-hexanol, 3-hexanol y polietoxietanoles), óxidos C2-C12 (2-metilfuran, metiltetrahidrofuran), quetones C3-C15 (acetona, 2,3 butanediona, 2,5 hexanodiona, 2,4 pentanediona, ciclopentanona), ésteres C3-C15 (acetato de isopropilo, etilacrilato), diésteres C3-C12, fenoles C5-C12 (P-cresol, 2,4 xylenol, 3-metoxifenal), glicol éteres C5-C20 (incluyendo dietileno de dimetiléter, dietileno de dietiiléter, dietileno de dipropiléter, dietileno de dibutiléter, dietileno de monometiléter, dietlineo de monoetiléter, dietileno de monobutiléter), carbonatos C4-C20 con temperaturas de ebullición superiores a 32,2ºC (90ºF) o, más preferiblemente, 48,9ºC (120ºF), dicarbonatos C5-C25 con temperaturas de ebullición superiores a 32,2ºC (90ºF) o, más preferiblemente, 48,9ºC (120ºF), peróxidos orgánicos e inorgánicos, incluyendo diterciario butil peróxido, alquilperóxidos, alquilhidroperóxidos, 2,5 dimetil 2,5 di(terciario butil peróxido) hexano, terciario butilcumil peróxido, di(terciariamil) peróxido, terciario butil hidroperóxido, terciariamil hidroperóxido, aditivos de nitrato de alquilo, incluyendo nitrato de etilhexilo y nitrato de isopropilo, y mezclas de los mismos. Pueden utilizarse compuestos más pesados en lugar del carbonato de dimetilo preferente y/o medios oxigenados/ECS adicionalmente, con o sin disolventes.

Los ésteres sustituidos contemplados en este invento incluyen éteres ramificados y éteres de cadena lineal, con dos oxígenos y enlace diéter, y triéteres con tres oxígenos y múltiples enlaces éter. Los ejemplos no restrictivos incluyen dimetiléter, metiletiléter, dietiléter, etilpropiléter, metilnormalpropiléter, etilisopropiléter, metilisopropiléter, etilnormalpropiléter, propiléter, etelpropilisopropiléter, disopropiléter, etil terciario butil éter, etil secundario butil éter, metil normal butil éter, metil iso butil éter, metil terciario butil éter, metil secundario butil éter, metil normal butil éter, metil iso butil éter, metil terciario butil éter, metil secundario butil éter, metil normal amil éter, metil secundario amil éter, metil terciario amil éter y metil iso amil éter. Ejemplos no restrictivos de diéteres aceptables (con dos oxígenos y enlace diéter) incluyen el metiléter, mitileno dietiléter, metileno dipropiléter, metileno dibutiléter y metileno di-isopropiléter.

En la práctica del presente invento, se aconsejan especialmente éteres C4 sustituidos con mayor peso molecular.

La inyección de combustible simultánea mediante medios adecuados, empleando uno o más sistemas de inyección (por ejemplo, un inyector de combustible dual), de combustibles, ya sean físicamente iguales o distintos, por ejemplo, gas con un líquido, está explícitamente contemplada dentro del ámbito del presente invento. Dicha aplicación está explícitamente contemplada donde la mezcla de un compuesto ECS con un co-combustible básico que quizás no sea posible antes de la inyección de combustible y/o antes de optimizar la combustión, cuya mejor forma de conseguirlo es mediante la inyección separada. Por tanto, la inyección separada también está contemplada cuando la mezcla de combustible no puede conseguirse a través de otros medios antes de la inyección de combustible y/o combustión.

Por ejemplo, la introducción de un co-combustible hidrocarbúrico líquido y un combustible ECS gaseoso, como el hidrógeno en una cámara de combustión o combustor, se lograría mediante la inyección separada, adaptada a las características específicas del combustible y el sistema de combustión, diseñado para maximizar la velocidad de quemado de la combustión.

Ejemplo 6

Si se combina un combustible que mejora la combustión y que contiene un compuesto ECS de base oxigenada con un elevado calor latente de vaporización con un número de elementos metálicos que mejoran la combustión, un sistema de combustión, y un sistema de recirculación de gases de combustión (ERG), donde dicho combustible se combustiona y los gases de combustión recirculan de nuevo hacia el sistema de combustión.

Ejemplo 7

Los ejemplos de 6, donde el sistema ERG es un sistema cíclico cerrado.

Ejemplo 8

En los ejemplos de 6-7, con combustible sin plomo, el sistema de combustión es para gasolinas reguladas por EE.UU., y la combinación incluye, adicionalmente, un sistema regulado de control de emisiones.

Ejemplo 9

El ejemplo de 6, donde el combustible contiene oxígeno en una concentración del 2,0% por peso y una cantidad de compuesto de tricarbonil ciclomático manganeso en una concentración de 0,008 g Mn/l (1/32 g de mn).

Ejemplo 10

El ejemplo de 9, donde el combustible goza de una velocidad de quemado incrementada, y eficiencia térmica del sistema ha mejorado; por lo que el ahorro de combustible se ha incrementado por lo menos un 0,5%, 1,0%, 2,0%, 5,0%, 10% o más.

Si se contempla la práctica del presenta invento, sobre todo, en aplicaciones automotrices para emplear un catalizador de emisiones de gases de combustión (catalizadores de tres vías, preferiblemente catalizadores monolíticos) y emplear simultáneamente un sensor de oxigeno a bordo que, en parte, mide la eficacia del catalizador.

En la práctica del presente invento pueden emplearse los mecanismos de encendido de forma individual y/o en combinación con compuestos ECS, sobre todo, en combustibles que requieren temperaturas más elevadas para encenderse, lo cual prolonga su periodo de encendido. Dichos mecanismos incluyen diterciario butil peróxido, alquilperóxidos, alquilhidroperóxidos, aditivos de nitrato de alquilo, incluyendo nitrato de etilhexilo y nitrato de isopropilo, 2.5 dimetil 2.5 di(terciario butil peróxido) hexano, terciario butilcumil peróxido, di(terciariamil) peróxido, terciario butil hidroperóxido, terciariamil hidroperóxido, y mezclas de los mismos.

Pruebas de ejemplo

Para ilustrar las características y los objetivos del presente invento, el solicitante llevó a cabo una serie de pruebas de combustible de gasolina. (El solicitante apunta que estas pruebas de ejemplo se realizaron en un motor de combustión interna encendido con chispas, pero los aspectos fundamentales del invento, esto es, aquéllos que conducen a mejorar la velocidad de quemado de la combustión y a las disminuciones de temperatura, pueden traducirse a todos los sistemas de combustión contemplados por el solicitante, tal como se verá a continuación).

Combustibles de pruebas de ejemplo

A. Combustible MEOH 0,033025 gramos de manganeso de MMT por litro de compuesto, 5% de metanol y 5% de etanol por volumen y base de gasolina sin plomo.

B. Combustible ISO/HEX 0,033025 gramos de manganeso de MtiT por litro, 10% de isopropanol y 10% de hexanol por volumen y base de gasolina sin plomo.

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C. Combustible MTBE 0,033025 gramos de manganeso de MMT por litro, 14,6% MTBE por volumen y base de gasolina sin plomo.

D. Combustible DMC 0,033025 gramos de manganeso de MMT por litro, 4,6% de carbonato de dimetilo (DMC) por volumen y base de gasolina sin plomo.

E. Combustible metilol 0,033025 gramos de manganeso de MMT por litro, 7,2% de metilol por volumen y base de gasolina sin plomo.

F. Combustible THF 0,033025 gramos de manganeso de KMT por litro, 1,6% de tetrahidrofurol por volumen y base de gasolina sin plomo.

G. Combustible de manganeso (Mn) ELEVADO 0,5284 gramos de manganeso de MMT por litro, 5% de metanol por volumen y base de gasolina sin plomo.

H. Combustible de manganeso 0,033025 gramos de manganeso de MMT por litro y base de gasolina sin plomo.

I. Combustible base Base de gasolina sin plomo (combustible limpio).

Metodología de las pruebas

Los combustibles de ejemplo arriba mencionados fueron probados en una camioneta Chevrolet C1500 de 1988 con un motor 350 CID V-8, con un sistema de inyección de combustible de aceleración y un control de combustible circular cerrado y sensor de oxígeno. La inclusión de este sistema sensor de oxígeno proporcionó un medio de ajustar la estoiquimetría para compensar en las variaciones en el contenido de oxígeno de los diversos combustibles de prueba. Esta característica eliminó el sesgo en emisiones HC y NOx debido a diferencias en el contenido de oxígeno.

Las cabezas y válvulas del motor se limpiaron antes de que se probara cada combustible. También se instalaron una bujía y sensor de oxígeno nuevos.

Cada combustible fue sometido a dos (2) pruebas fundamentales. La primera prueba ("prueba uno") midió las emisiones de HC y NOx desde el motor a través de un ciclo de carga de cuarenta (40) horas, en estado continuo,
1000 rpm. El objetivo de esta prueba en estado continuo y sin carga era obtener las emisiones hidrocarbúricas (HC) más nocivas a lo largo del tiempo, por ejemplo, la generación de óxidos de manganeso. Se sabe que las condiciones de baja carga, estáticas, se consideran excelentes para exacerbar la formación de óxido, pero esto se traduce en un incremento de las emisiones HC como una función del tiempo. De ahí esta prueba acelerada de formación de óxido Mn y, en consecuencia, la degradación de las emisiones de HC.

Antes de introducir cada nuevo combustible de prueba, el motor limpio fue vulcanizado con el combustible BASE ("combustible limpio") hasta que se estabilizaron las emisiones de gases de combustión. En general, para realizar dicha operación se requerían entre 3 y 6 horas de funcionamiento ininterrumpido. Las emisiones hidrocarbúricas y de NO_{x} se midieron periódicamente mediante analizadores de emisión de gases de combustión Beckman. En la tabla 5 se expone un resumen de los resultados de la prueba.

La segunda prueba ("prueba dos") se llevó a cabo inmediatamente después de la primera. Se utilizó el mismo combustible con el mismo motor, que aún estaba caliente. La segunda prueba se realizó con el vehículo en un banco dinamométrico estacionario. Se realizaron las mediciones de la prueba a (50 mph) 80.5 kilómetros por hora "kph" bajo condiciones de carga variables, por ejemplo, desde 11.03 (15) hasta 17,65 ikW (potencia indicada 24("ihp")). Esta prueba midió las diferencias en las temperaturas de combustión, el ahorro de combustible y las emisiones de HC y NO_{x}. La prueba fue diseñada para mostrar mejoras en la eficacia térmica, que se hubieran traducido en una mejora en las emisiones y el ahorro de combustible. Véanse las figuras 1 a 6 como resumen de los resultados.

Descripción de la prueba dos "figuras 1 a 6"

Figura 1

Diferencias en las temperaturas de combustión. Esta figura compara las temperaturas del gas de combustión del motor ("EGT") de los combustibles de MANGANESO, BASE, MEOH, MTBE, METILOL y DMC como una función de carga del motor. La prueba dos colocó el motor bajo condiciones de carga a 80,5 kph (50 mph) para obtener diferencias en las temperaturas de combustión, medidas por las temperaturas de los gases de combustión del motor ("EGT").

A 11,03 IKw (15 ihp), los combustibles de manganeso y BASE son los mismos (707ºF) 375ºC, mientras que los combustibles DMC, MEOH y METALOL oscilan muy ajustadamente entre (717ºF) 381ºC, (722ºF) 383ºC, y (724ºF) 384ºC, respectivamente. El combustible MTBE, que fue probado a 11.77 ikW (16 ihp), midió (749ºF) 398ºC. Por tanto, el combustible BASE y de manganeso muestran temperaturas de gases de combustión inferiores con
11,03 ikW (15 ihp), que oscilan entre -12,2ºC (10ºF) para DMC, -8,3ºC (17ºC) para METILOL, a 1,1ºC (34ºF) para MTBE (pronosticado). Con cargas superiores a 11,40 ikW (15,5 ihp) el MEOH, DMC, METILOL muestran temperaturas inferiores en comparación con el combustible BASE y Manganeso. Con cargas superiores a aproximadamente 12,14 ikW (16,5 ihp), el combustible MTBE muestra temperaturas inferiores. Por tanto, con cargas de moderadas a bajas, los combustibles BASE y Manganeso muestran temperaturas claramente inferiores.

A medida que la carga se incrementó por encima de 11,03 ikW (15,0 ihp), las temperaturas aumentaron rápidamente para los combustibles Manganeso y BASE. El combustible manganeso fue el que más se incrementó. Por ejemplo, a 14,71 ikW (20 ihp), la temperatura del combustible BASE era de (828ºF) 442ºC y la temperatura pronosticada para el Manganeso en las mismas condiciones era de (860ºF) 460ºC.

En cambio, las cargas de combustible KEOH, MTBE, METILOL y DMC mostraban cargas inferiores de incremento del EGT. Por ejemplo, a 17,65 ikW (24 ihp), los combustibles MEOH, METILOL y DMC se concentraban a (785ºF) 418ºC, (795ºF) 424ºC, y (798ºF) 426ºC, respectivamente. De forma similar, el MTBE mostró un índice de incremento todavía más bajo, de (778ºF) 414ºC a 16,18 ikW (22 ihp).

El aspecto más significativo de la figura 1 es la evidencia de que los combustibles MEOH, MTBE, METILOL y DMC gozan de temperaturas claramente inferiores en comparación con los combustibles BASE o Manganeso, después de alcanzar una carga de umbral de 11,40 ikW (de 15,5 a 12,14 ikW (16,5 ihp)). Por ejemplo, la figura 1 muestra que a 14,71 ikW (20 ihp), el EGT para el combustible Manganeso es (104ºF) 40ºC superior al combustible MEOH. Asimismo, la figura 1 muestra que los combustibles que contenían Hn y un compuesto oxigenado (por ejemplo, los combustibles MEOH, HTBE, METILOL y DMC) también mostraban temperaturas de combustión significativamente inferiores a las del combustible BASE. Por ejemplo, el combustible MEOH era (72ºF) 22ºC inferior al combustible BASE.

La figura 1 muestra que, cuanto más alta es la carga, mayores son las diferencias entre los dos tipos de combustible. La figura 1 indica que bajo condiciones de carga, los combustibles basados en compuestos oxigenados ECS reducen, contra pronóstico, las temperaturas de combustión.

Figura 2

Temperaturas de combustión y emisiones hidrocarbúricas. Esta figura muestra las emisiones hidrocarbúricas de la prueba dos como una función de las temperaturas de combustión del motor ("EGT"). Dicha figura muestra que hay una correlación directa entre las emisiones de HC y las temperaturas de combustión del motor. Dicha relación es más notable en los combustibles MEOH, MTBE, METILOL y DMC. La figura 2 muestra que el índice de cambio HC/EGT para los diversos compuestos oxigenados es más elevado que el índice de cambio HC/EGT para los compuestos no oxigenados. La figura 2 muestra que, cuanto más baja es la temperatura de combustión de un compuesto oxigenado, menores son las emisiones de HC.

La figura 2 es de especial interés porque muestra la sensibilidad de todos los combustibles a los cambios en las emisiones hidrocarbúricas, que afectan a las temperaturas de combustión. Cabe destacar que los combustibles BASE y Manganeso no son tan sensibles como los combustibles basados en compuestos oxigenados ECS.

Figura 3

Temperaturas de combustión y emisiones de NO_{x}. Esta figura muestra los resultados de las emisiones de NO_{x} como una función de EGT. La figura 3, igual que la figura 2, muestra una relación directa y significativa entre las emisiones de NO_{x} y EGT para combustibles MEOH, MTBE, METILOL y DMC. Esta figura evidencia que con bajas temperaturas de combustión del motor, sobre todo en el caso de los combustibles MEOH, MTBE, METILOL y DMC, las emisiones de NO_{x} son muy inferiores en comparación con las de los combustibles BASE y Manganeso.

La figura 3 también es de especial interés porque muestra la sensibilidad de los combustibles basados en compuestos oxigenados ECS a los cambios en las emisiones de NO_{x} como una función que afecta a las temperaturas de combustión. Cabe destacar que los combustibles BASE y Manganeso permanecen invariables, como en el caso de HC. Sin embargo, los combustibles de compuestos oxigenados basados en ECS, que muestran temperaturas de combustión inferiores, también muestran, contra pronóstico, emisiones reducidas de NO_{x}.

Figura 4

Velocidad de quemado indicada. Esta figura mide la velocidad de quemado indirectamente a través de medidas de ahorro del combustible. Se sabe que los incrementos en el ahorro de combustible, sin incremento de la potencia calorífica, indican, indirectamente, que pueden darse cambios en la velocidad de llama. La figura 4 muestra el ahorro de combustible en millas por galon ("mpg") (ó 0.42566 quilómetros por litro "kpl") como una función de carga (ihp). Dicha figura muestra diferencias significativas en el ahorro de combustible ("FE") entre los combustibles BASE y de compuestos oxigenados bajo diferentes condiciones de carga. Con cargas moderadas e inferiores a aproximadamente 9,19 ikW (12,5 ihp) (pronosticado) para MTBE, 10,66 ikW (14,5 ihp) para DMC, y 11,77 ikW (16,0 ihp) para MEOH/METILOL, el combustible de base muestra un incremento en el ahorro de combustible. Sin embargo, con cargas superiores a aproximadamente (13,0) y hasta (16,0 ihp) se incrementa, contra pronóstico, el ahorro de combustible para combustibles MTBE, DMC, METILOL, MEOH.

De forma similar a las diferencias de las temperaturas de los gases de combustión detectadas en la figura 1, una vez se superó una carga de umbral, mejoró ostensiblemente el ahorro de combustible para los combustibles ECS. Obsérvese que, a 14,71 ikW (20 ihp), el ahorro de combustible del combustible BASE es (13,2 mpg) 5,619 kpl, en comparación con (15,7 mpg) 6,683 kpl, (15,9 mpg) 6,768 kpl, (16,5 mpg) 7,0234 kpl y (17,2 mpg) 7,321 kpl para METILOL, MEOH, DMC y MTBE, respectivamente.

Estas diferencias materiales son las responsables de entre un 19% y un 30% de la mejora en el ahorro de combustible sobre el combustible BASE, bajo cargas entre moderadas y altas. Por tanto, los combustibles basados en compuestos oxigenados ECS que contienen METILOL, MEOH DMC y MTBE muestran mejoras sustanciosas e inesperadas del ahorro de combustible bajo cargas superiores a aproximadamente 11.03 ikW (15 ihp).

Figura 5

Velocidad de quemado y emisiones de HC. Esta figura muestra emisiones de HC como una función del ahorro de combustible, por ejemplo, la velocidad de quemado indicada. La figura 4 muestra una fuerte correlación entre la velocidad de quemado incrementada y Los incrementos en las emisiones de HC. Esta correlación se manifiesta más claramente en el combustible MEOH.

La figura 5 es de especial interés porque muestra la sensibilidad de los combustibles basados en compuestos oxigenados ECS a los cambios en las emisiones hidrocarbúricas como una función respecto a los cambios en la velocidad de quemado. Cabe destacar que todos los combustibles indican una correlación positiva respecto a las mejoras en HC como una función de la velocidad de quemado incrementada. Sin embargo, el combustible de base es ligeramente menos sensible al incremento de HC. El metanol parece tener el grado más bajo de sensibilidad. Por tanto, las correlaciones con las velocidades de quemado incrementadas se traducen nuevamente en incrementos en las emisiones de HC.

Figura 6

Velocidad de quemado y emisiones de NO_{x}. Esta figura muestra las emisiones de NO_{x} como una función del ahorro de combustible. Esta figura muestra una fuerte correlación entre la velocidad de quemado indicada incrementada y las mejoras en las emisiones de NO_{x}. Esta correlación se da en los combustibles de compuestos oxigenados, pero no se aprecia en el combustible BASE.

La figura 6 es de especial interés porque muestra la sensibilidad de los combustibles de compuestos oxigenados ECS a los cambios en las emisiones de NO_{x} como una función en los cambios de la velocidad de quemado incrementada, excepto el combustible de base, que permanece inalterado. La sensibilidad de los combustibles de compuestos oxigenados ECS resulta muy elevada, teniendo, de nuevo, el metanol un grado de sensibilidad más alto que el resto.

Resumen de las figuras 1 a 6

Las figuras muestran claramente que las disminuciones en la temperatura de combustión reducen las emisiones. Las figuras muestran que la disminución combinada en las temperaturas de combustión y los incrementos en las velocidades de quemado controlan las emisiones adversas. Las figuras muestran que, tras alcanzar una carga de umbral de aproximadamente 11,03 ikW (15 ihp), se incrementan los beneficios del presente invento.

Figura 7

La figura muestra diferentes curvas de destilación debido a la inclusión de los MTBE/compuestos oxigenados y la modificación de las fracciones de rango medio y rango final para mejorar la combustión de los combustibles MTBE/Mn. La figura 7 muestra una región de destilación media (conocida como "Región de empobrecimiento técnico") de un combustible MTBE/oxigenado con conductividad reducida a una temperatura elevada. Muestra un rango medio corregido con el fin de evitar la reducción de la conductividad, y una región final para el combustible que contiene MMT a 0,008 gMn/l (1/32 gr mn), donde se reducen las temperaturas las temperaturas T-90.

La figura 7 muestra unas temperaturas de destilación óptimas T-10, T-90 y T-50 para 1,5% a 2,7% 0,2 respecto al peso de los combustibles DMC y MTBE que contienen 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) de MMT, que no debilitan los monitores del catalizador OBD II. La figura 7 muestra que, generalmente, el DMC presenta un rango mucho mayor de temperaturas T-10, T-50 y T-90. Por ejemplo, el rango máximo de T-90 para DHC es 227,8ºC (410ºF), mientras que para MTBE éste es generalmente inferior a 152,8ºC (275ºF).

Las T-50 tienen la misma amplitud para le DMC en comparación con el MTBE. El rango T-50 del DMC oscila entre 121,1ºC (250ºF) y 65.6ºC (150ºF), mientras que el rango del MTBE se mueve entre 93,3ºC (200ºF) y 82,2ºC (180ºF). Las temperaturas T-10 ya no muestran límites para el DMC, aunque para el MTBE se sitúan en 26,7ºC (80ºF).

Compuestos de gasolina

Las gasolinas automotrices contempladas en el presente invento incluyen combustibles sin plomo, convencionales o reformulados, con un bajo RVP, y otros parecidos. Los ejemplos no restrictivos del motor de gasolina/sistemas de combustible incluyen, un carburador, gasolina mejorada, alimentación múltiple/inyectada, inyección directa, carga estratificada inyectada directamente, carga estratificada avanzada y otros sistemas similares. Se observa que las gasolinas automotrices del presente invento estarán en sistemas de combustión empleando catalizadores de gases de combustión (incluidos los sistemas de tres direcciones), sistemas de control de emisiones y mecanismos similares.

Uno de los objetivos del presente invento es la incorporación de catalizadores de emisión, monitores de de eficiencia del catalizador OBD II, sistemas de control de las emisiones relacionados con métodos cuyo funcionamiento no se vea reducido ante la presencia de Mn con gas de combustión.

Otro objetivo del presente invento es el funcionamiento de motores de gasolina bajo cargas de umbral mínimas que resulten beneficiosas para los intereses del solicitante. Por ejemplo, éste ha descubierto que cuando se usan compuestos ECS y pequeñas cantidades de elementos metálicos, por ejemplo, Mn, el ahorro y la temperatura óptimos no empiezan a disminuir hasta que las cargas son de al menos de entre 9.19 ikW (12,5 ihp) y 11,77 ikW (16,0 ihp).

Las gasolinas del presente invento deberían configurarse para minimizar al máximo los agentes contaminantes peligrosos. Por tanto, las concentraciones de azufre deberían acercarse a los niveles libres de azufre y, si es posible, deberían reducirse al máximo los aromáticos fuertes y nocivos (mientras su efecto queda sustancialmente mitigado en la práctica del presente invento). Los co-combustibles deberían formularse al máximo para reducir los compuestos orgánicos volátiles (VOC), NOx, benceno, butadieno, formaldehído, acetaldehído, material orgánico policíclico. Se contemplan explícitamente las gasolinas reformuladas construidas bajo el modelo complejo.

Una representación importante del presente invento es su capacidad en relación con las emisiones de combustión ultra limpia, debido a la naturaleza de su combustión. En consecuencia, además de la reducción de la mayoría de emisiones peligrosas, se pretende evitar los depósitos de cámaras de combustión, que se originan por el uso de detergentes para mantener limpias las válvulas de entrada.

Otro objetivo del presente invento es la reducción del PM 10, que se considera que viene causada por aromáticos más fuertes. El presente invento reduce eficazmente el PM 10, debido nuevamente a la combustión única que está teniendo lugar.

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Ejemplo 11

Un método de funcionamiento de un motor de combustión de gasolina interno que comprende: mezcla de gasolina convencional, no convencional o reformulada, con una cantidad de compuestos de ECS, MMT y/o otros elementos metálicos que mejoran la combustión; combustionando dicho combustible en el motor mencionado, donde el motor está bajo una carga de al menos 9,19 ikW (12,5 ihp) (más preferiblemente 11,77 ikW (16,0 ihp)) y donde se ha incrementado el ahorro de combustible.

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Ejemplo 12

El método de 11, donde la carga es aproximadamente de 14,71 ikW (20 ihp) y se mejoran los ahorros de combustible del 5% al 30% y/o la temperatura de combustión se reduce entre 27,8ºC (50ºF) y 55,6ºC (100ºF).

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Ejemplo 13

El método de 11, donde dicho combustible contiene oxígeno por peso de entre 0,05% y 3,7%, suministrado por metanol MTBE, ETBE, DMC, etanol o metilol, o mezcla, y entre 0,004 g Mn/l y 0,066 g Mn/l (de 1/64 a 1/4 g Mn/gal) de MMT; y donde el motor funciona a una carga superior a 11,77 ikW (16 ihp); por lo que se incrementa el ahorro de combustible o se reducen las temperaturas de combustión.

Otro objetivo del presente invento es el incremento de la velocidad de quemado/temperaturas de combustión modificando la temperatura T-90 y/o las fracciones de destilación del punto de ebullición que incrementa la combustión, mejorando el kilometraje, la conductividad y/o reduciendo las emisiones de combustión peligrosas.

Un objetivo adicional del presente invento es incrementar la combustión controlando las temperaturas de destilación de rango medio. Otro objetivo es el ajuste de la temperatura T-10 para realzar las propiedades del presente invento.

Se contemplan las reducciones de RVP y se prefiere que las gasolinas del solicitante sean, en general, combustibles RVP de 27,56 (4,0) a 82,68 kPa (12,0 psi). Se prefieren los que están situados en las siguientes franjas: de 27,56 (4,0) a 62,01 kPa (9,0 psi), de 27,56 (4.0) a 55,12 kPa (8,0 psi), de 27,56 (4,0) a 51,68 kPa (7,5 psi), de 41,34 (6,0) a 48,23 kPa (7,0 psi), de 41,34 (6,0) a 44,79 kPa (6,5 psi), de 6,89 (1,0) a 41,34 (6,0 psi), de 6,89 (1,0) a 20,67 kPa (3,0 psi), de 6,89 (1,0) a 13,78 kPa (2,0 psi), o inferiores. Los RVP contemplados incluyen 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).

Tal como se ha observado, un objetivo principal del presente invento es la reducción de la temperatura de combustión. Se revela que la temperatura de combustión de la gasolina es 2102ºC (J.B. Fenn "Cuarto simposio sobre combustión", Baltimore, p. 231 (1953). Por tanto, se contempla explícitamente que uno o más de los medios aquí expuestos provocan la reducción de las temperaturas de combustión en al menos 13,9ºC (25ºF), 27,8ºC (50ºF), 55,6ºC (100ºF), 69,5ºC (25ºF), 83,3ºC (150ºF), 111,1ºC (200ºF), 138,9ºC (250ºF), 166,7ºC (300ºF), 194,5ºC (350ºF), 222,2ºC (400ºF), o más.

En la reducción de las temperaturas T-10, T-50 y T-90 o en las prácticas de control del presente invento, se contempla explícitamente la eliminación de los componentes de gasolina con calores latentes de evaporación bajos y/o velocidades de quemado reducidas.

Es preferible que los componentes con altos puntos de ebullición y con calores latentes de vaporización de 349,05 kJ/kg (150 btu/lb) o 239,94 kJ/l (860 btu/gal), e inferiores, se reduzcan o se extraigan del compuesto de gasolina, si esto resulta práctico.

Se prefiere que la porción hidrocarbúrica una vez concluido el compuesto de gasolina (por ejemplo, compuestos oxigenados o metales ausentes, etc.) tenga un calor latente de vaporización medio superior a 349,05 kJ/kg (150 btu/lb) o 239,94 kJ/l (860 btu/gal). Aún es más preferible que sea de 372,32 395,59 418,86 Kj/KG (160, 170, 180 BTU/LB), si esto resulta práctico.

El solicitante ha descubierto que la modificación que conduce a un calor latente de vaporización puede llevarse a cabo sin pérdidas en el calentamiento del combustible. A menudo se incrementan los valores de calentamiento.

Lo más aconsejable es la extracción del material con un punto de ebullición más elevado (con calores latentes de vaporización bajos y/o una velocidad de quemado reducida) hasta que dicho compuesto hidrocarbúrico de oxígeno/metales tenga un calor de vaporización latente medio igual o superior a 245,52 (880), 248,31 (890), 251,5 (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). Se desea que sea superior a 251,1-253,89 Kj/l (900-910 btu/gal), o superior, siendo todavía más aconsejable que sea de 258,08 kJ/l (920 btu/lb). Mientras no haya un límite máximo respecto a dicho calor latente de vaporización del compuesto de dicha base (co-combustible), prevalecen los costes económicos y otras consideraciones prácticas.

De forma alternativa, se acepta que las reducciones del punto de ebullición y/o las temperaturas T-90 se den en cantidades tales que el calor latente de evaporización del combustible modificado (por ejemplo, el combustible reducido), así como su calor latente de vaporización sea de 0,5% a 10,0% o superior, que el combustible de base no modificado. También se desean incrementos de 1,0% a 20%, 40%, o superiores.

En general, en combustibles convencionales se prefiere que los incrementos mínimos en el calor latente de vaporización medio debidos a reducciones de temperaturas finales/T-90 y/o debidos al control de temperaturas T-50 y
T-10 (sin el uso de compuestos ECS o co-disolvente aceotrópicas, ect.), sean tales que la adición de 1/32 g mn/gal de MMT mejore el ahorro de combustible de dicho MMT, que contiene combustible no modificado para T-90. En estas circunstancias, normalmente, la reducción T-90 requiere una variación mínima de 27,8ºC (50ºF) entre combustibles modificados y no modificados.

El solicitante ha descubierto que las temperaturas T-90 oscilarán entre 115,6ºC, 121,1ºC, 123,9ºC, 126,7ºC, (240ºF, 250ºF, 255ºF, 260ºF, 129,4ºC, 132,2ºC, 135ºC, 136,7ºC, 137,8ºC, 140,6ºC, 143,3ºC, 146,1ºC, 148,9ºC, 265ºF, 270ºF, 275ºF, 278ºF, 280ºF, 285ºF, 290ºF, 295ºF, 300ºF, 151,7ºC, 154,4ºC, 157,2ºC, 160ºC, 162,8ºC, 165,5ºC, 168,3ºC, 171,1ºC, 173,9ºC, 305ºF, 310ºF, 315ºF, 320ºF, 325ºF, 330ºF, 335ºF, 340ºF, 345ºF). También se contemplan temperaturas fuera de estos rangos. Sin embargo, normalmente se prefieren temperaturas inferiores a 137,8ºC (280ºF).

La temperatura final se ve afectada por el aumento del calor latente de vaporización y/o de las velocidades de combustión, obtenidas mediante la reducción que, a su vez, depende del combustible de base. La modificación de los distintos combustibles (y las corrientes hidrocarbúricas) obtendrán las diferentes respuestas. Por tanto, se anticipa la variabilidad en la cantidad real de reducción T-90.

Ejemplo 14

Un compuesto convencional o reformulado de gasolina, donde la fracción del combustible del punto de ebullición más alto está cortada de forma que el punto final y/o las temperaturas del punto de ebullición T-90 de la gasolina se reduzcan; por lo que el calor latente de vaporización del combustible limpio cortado es de al menos 0,5% y, más preferiblemente, de 1,5%, o superior, que el combustible limpio completo.

Ejemplo 15

El método de 14, donde la inclusión de 0,008 g Mn/l (1/32 Mn/gal) de MMT muestra un incremento en el ahorro de combustible en el compuesto del corte cuando se compara con combustible completo (incluso elementos metálicos).

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Ejemplo 16

El método de 14, donde el combustible cortado y que contiene elementos metálicos se combustiona a través de un catalizador de combustión, donde se emplea un monitor OBD-II; por lo que la deposición del óxido de manganeso en el recubrimiento por inmersión están suficientemente controlados, de modo que dicho monitor del catalizador no falla.

Ejemplo 17

El método de 14-16, donde se añade un compuesto oxigenado ECS a 0,5% - 2,7%, 3,0%, 3,5% de oxígeno al combustible de base, y donde la temperatura T-50 resultante supero los 68,3ºC (155ºF), 76,7ºC (170ºF), 79,4ºC (175ºF) deseables, pero es inferior a 104,4ºC (220ºF) y por lo que la temperatura T-90, en ausencia del compuesto oxigenado, no supera los 148,9ºC (300ºF) y, más preferiblemente, inferior a 137,8ºC (260ºF), 135ºC (275ºF), 132,2ºC (270ºF) y donde, tras la combustión a través de un catalizador de combustión en el que se emplea una monitor de catalizador OBD-II, la deposición del óxido de manganeso en el recubrimiento por inmersión del catalizador está suficientemente controlada (o virtualmente no existe), de forma que dicho monitor no falla.

Ejemplo 18

El ejemplo de 17, donde dichas gasolinas modificadas y no modificadas comprenden entre 1,0% y 2,0% de oxígeno por peso de MTBE y un tricarbonil manganeso ciclomático con una concentración de Mn de entre 0,000264 y 0,008 g Mn/l (de 0,001 a 0,03125 g mn/gal), de manera de que el ahorro de combustible de la temperatura reducida del punto de ebullición aumenta más que en el combustible no modificado.

Ejemplo 19

El ejemplo de 14, donde las temperaturas T-90 del combustible reformulado modificado son de entre 126,7ºC y 137,8ºC (de 260ºF a 280ºF) aproximadamente, o inferiores.

Ejemplo 20

El ejemplo de 18-19, donde MTBE es sustituido total o parcialmente por carbonato de dimetilo.

Se aconsejan las limitaciones de olefinas para reducir la niebla tóxica. Además, se contemplan las limitaciones en presión de vapor Reid (RVP) a, por ejemplo, menos de 55,12, 51,68, 48,23, 46,85, 44,79, 42,72, 41.34, 39,96, 38,58 kPa (8,0, 7,5, 7,0, 6,8, 6,5, 6,2, 6,0, 5,8, 5,6 psi), o menos, y concentración de azufre a menos de 0.002% por peso (incluidos los compuestos libres de azufre) y nafténicos a menos del 7% (o menos del 0,5%, si esto resulta práctico) por volumen.

En la práctica del presente invento se contempla que los combustibles de gasolina incluyen aquellas especificaciones que cumplen con la ASTM D4814 y similares, las especificaciones de la gasolina reformulada ("RFG") del modelo simple y complejo de la EPA bajo la Ley del Aire Limpio 42 USC 7545 art. 211 (k), los estándares de certificación de la RFG arriba mencionados, las especificaciones de certificación de la EPA bajo 42 USC 7525 art. 206, cualquier otro estándar legal o industrial presente y futuro.

Por tanto, se pretende que los compuestos del solicitante cumplan con los estándares de emisiones/medioambienta-
les presentes y futuros de la CAA y/o EPA, incluidos los estándares de composición y actuación.

Las emisiones que, en cierta medida, preocupan a los expertos son los compuestos orgánicos volátiles (VOC), que contribuyen a la formación de ozono en bajas altitudes. Los VOC se originan mayoritariamente a partir de las emisiones evaporativas. Los VOC de combustión se atribuyen a una porción muy pequeña de emisiones de VOC.

Las emisiones más preocupantes son las emisiones tóxicas y las emisiones de NO_{x}. Dentro del contexto del presente invento, dicho VOC, los agentes tóxicos, el NO_{x} y otras emisiones reguladas se definen de acuerdo con las definiciones de la EPA.

Sin embargo, las emisiones tóxicas generan mucha preocupación. El presente invento las reduce masivamente, alrededor de un 5%, o más, por encima de las gasolinas convencionales y otras gasolinas reformuladas. Se trata de un proceso principalmente imprevisto. Por ejemplo, se ha descubierto que los niveles de 1,3-butadieno (un tóxico regulado) se incrementan con la presencia de MTBE al reducir las olefinas y las temperaturas T-90. Asimismo, se ha descubierto que las emisiones de escape de formaldehído se incrementan cuando se reducen los aromáticos y/o cuando se añade MTBE. Además, se ha descubierto que las emisiones de acetaldehído también se incrementan a medida que se reducen los aromáticos.

Por ejemplo, se ha descubierto que si se incrementa el porcentaje de MTBE de 0% a 15% por volumen, las emisiones de formaldehído aumentaron en un 26%. Al reducir los aromáticos de 45% a 20%, el 1,3-butadieno aumentó un 11% y el formaldehído se incrementó en un 19%.

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Esto resulta desafortunado, puesto que para cumplir con los requisitos bajo el modelo complejo, las refinerías deben incluir un compuesto oxigenado, siendo el MTBE el preferido y, adicionalmente, se les exige que reduzcan las emisiones aromáticas. Por tanto, existe una necesidad sustancial de reducir los aromáticos y/o olefinas en presencia de MTBE y en ausencia de las consiguientes emisiones tóxicas.

Lamentablemente, bajo las especificaciones actuales, que requieren la presencia de MTBE, los ahorros de combustible se ven perjudicados. El solicitante ha descubierto que, al introducir MMT y reducir simultáneamente las temperaturas de final de ebullición y/o temperaturas T-90, de la forma que aquí se describe, el solicitante es capaz de mejorar el ahorro de combustible contra pronóstico.

El solicitante también descubrió que al utilizar MMT en cantidades mayores a 0,008 g Mn/l (1/32 g. mn/gal) mejora el ahorro de combustible cuando las concentraciones de MTBE son superiores al 2,0% de O_{2} por peso (por ejemplo, 2,7% de O_{2} por peso).

Sin embargo, parece que los ahorros de combustible se ven afectados por la presencia de MTBE a concentraciones de O_{2} por peso de menos de 2,0% por peso (por ejemplo, 1,0%) incluso con 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) de MMT. El solicitante ha descubierto que este fenómeno está relacionado con temperaturas T-90.

El solicitante ha descubierto que si no se reducen suficientemente las temperaturas T-90 (para incrementar el calor latente de vaporización medio del combustible) y/o allí donde no está presente una química ECS elevada, como DMC, una combinación de 1,0% a 2,0% de O_{2} por peso de MTBE de 0,008 g Mn/l (1/32 g mn/gal) (o menos) en un combustible reformulado sufrirá un descenso en el ahorro de combustible, comparado con la gasolina de base y en ausencia del compuesto oxigenado (con o sin MMT).

Por tanto, se prefiere emplear MTBE a concentraciones de O_{2} superiores a 2,0% por peso. Si se emplea MMT a 0,008 g Mn(l (1/32 g Mn/gal) o inferiores, se prefiere que las temperaturas T-90 se reduzcan a menos de 160ºC (320ºF), 148,9ºC (300ºF), siendo 137,8ºC (280ºF) la preferencia.

De forma bastante inesperada, al emplear el invento del solicitante, esto es, una cantidad de Mn que mejora la combustión en presencia de un compuesto ECS que mejora la combustión o reduce la temperatura y/o la reducción de las temperaturas T-90, no se produce la reducción esperada en el ahorro de combustible. Al contrario, es posible que el ahorro de combustible aumente. También se mitiga el esperado incremento de agentes contaminantes.

El solicitante también ha descubierto que al sustituir DMC por MTBE y/o al combinar DMC con MTBE, sobre todo en concentraciones de O_{2} por peso de 2,0%, o superiores, la sustitución opera inesperadamente para seguir incrementando el kilometraje y las emisiones.

Por tanto, se prefiere el empleo de gasolinas con contenidos aromáticos reducidos, por ejemplo, cantidades que oscilan entre 5% y 35% por volumen. No obstante, se prefieren las combinaciones más próximas a 20%, 15% o menos. También se prefieren las concentraciones reducidas de olefinas (por ejemplo, de 5% a 10%, prefiriéndose un porcentaje de menos de 8%, 6%, 5%) y, sobre todo, en fracciones de combustible con temperaturas T-90 reducidas (preferiblemente en el rango de 148,9ºC (300ºF) a 126,7ºC (260ºF) o menos).

Se contempla que a dicha fracción hidrocarbúrica se le añada una cantidad de Mn que mejore la combustión, un compuesto ECS oxigenado, en especial, MTBE, ETBE, TAME, disopropiléter, etanol y DMC, incluyendo mezclas, donde el calor latente de vaporización medio superó los 245.52.251.1.253.89 kJ/l a 15,6ºC (880, 900, 910 BTU/lb a 60ºF); y donde después de los resultados de las mejoras en el ahorro de combustible y la reducción de las emisiones tóxicas, incluidas el NOx, el HC, el 1,3-butadieno, formaldehído y/o acetaldehído.

El solicitante también ha descubierto que se prefiere reducir los avances del encendido de MBT para asegurar un buen funcionamiento, sobre todo, cuando se emplean sus gasolinas de velocidad de quemado más alta. Cuanto mayores sean los incrementos en la velocidad de quemado, se prefieren mayores disminuciones de avance del encendido. Disminuciones aceptables del avance de encendido de MBT oscilan entre 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%, 8,0%, 8,5%, 9,0%, 9,5%, 10.%, 10,5%, 11,0%, 11,5%, 12,0%, 12,5%, 13,0%, 13,5% y 40,0%. Son preferibles las disminuciones superiores a 0,5%, 2,0%, 5,0% y 10%.

El solicitante también ha descubierto que los índices de compresión óptimos debidos al incremento de las velocidades de quemado y la combustión prolongada son aquéllos entre 8,5:1 y aproximadamente 13,0:1, donde, por ejemplo, se emplea un 2% de O_{2} por peso de DMC y 0,0165 g Mn/l (1/16 g. Mn/gal) de compuesto de gasolina MMT. Con esta combinación, se prefieren índices de entre 9,5:1 y 12,5:1, siendo preferible un valor entre 11,5:1 y 12,5:1. También es muy positivo y preferible un índice de compresión de 10,5:1. Concentraciones más altas de un combustible ECS compuesto de DMC y las concentraciones apropiadas de un elemento metálico se prestan a índices de compresión

\hbox{más
altos.}

Ejemplo 21

Un método novedoso para manejar un motor compuesto por: la mezcla de gasolina sin plomo donde el XTBE representa un 2,0% del oxigeno por peso y el MMT está incluido en 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) y la combustión de dicho combustible en un motor donde el avance de encendido MBT se ha retrasado aproximadamente entre 1,0% y 2,5% (preferiblemente 1,5%); donde el funcionamiento de dicho motor mejora la eficiencia térmica y/o las emisiones.

Ejemplo 22

Un método novedoso para manejar un motor compuesto por: la mezcla de gasolina sin plomo donde el DMC representa un 2,0% del oxigeno por peso y el MMT está incluido en 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) y la combustión de dicho combustible en un motor donde el avance de encendido NBT se ha retrasado aproximadamente entre 2,0% y 10% (preferiblemente 8,5%); donde el funcionamiento de dicho motor mejora la eficiencia térmica y/o las emisiones.

Ejemplo 23

Un compuesto de gasolina reformulada sin plomo, sin fósforo, con un máximo de 48,23 kPa (7,0 psi) RVP, un máximo de un 5,0% en volumen de olefinas, un máximo de un 20% en volumen de aromáticos (preferiblemente, un 15%, un 10% o menos), un máximo de 0,8% de benceno (preferiblemente, un 0,6%, o inferior, o sin benceno), un máximo de 100 ppm de azufre (preferiblemente 50 ppm, o inferior, o sin azufre), una concentración de O_{2} que oscila entre 1,8% y 2,2%, 2,0% y 2,7%, o 3,5% de O_{2} por peso de carbonato de dimetilo, MTBE, ETBE, TAME, etil terciario amil éter, disopropiléter o etanol, o mezcla, un compuesto de tricarbonil manganeso ciclomático de entre 0,004 g Mn/l y 0,05 g Mn/l (entre 1/64 y 3/16 g Mn/gal) (se prefiere un 1/32 g Mn/gal), una temperatura T-90 máxima de entre 126,7ºC (260ºF) y 137.8ºC (280ºF) o menos, una temperatura T-50 de aproximadamente entre 71,1ºC (160ºF) y 110ºC (230ºF) (entre 76,7ºC y 96,1ºC), ((entre 170ºF y 205ºF)), un número de bromo de 20 o inferior; un calor latente de vaporización de entre 253,89 y 259,47 kJ/l (entre 910 y 930 BTU/gal) o más.

Ejemplo 24

El ejemplos de 21-23, donde el combustible contiene un dispersante sin ceniza, aditivo de control de inducción/control de depósito de acuerdo con el artículo 211 (1) y la normativa apropiada de la Ley del Aire Limpio; y, opcionalmente, contiene una cantidad mínima de un codisolvente para aumentar la solubilidad del agua, por ejemplo, hexanol.

Ejemplo 25

Los ejemplo 21-23, donde la temperatura T-90 del combustible es inferior a 148,9ºC (300ºF), preferiblemente de 137,8ºC (280ºF), o inferior, la temperatura T-50 después de la inclusión de MTBE de entre 2,0% y 2,7% es superior a 76,7ºC (170ºF), pero inferior a aproximadamente 93,3ºC (200ºF); por lo que la conductividad de un clima cálido no se ve afectada; y donde el calor latente de vaporización del combustible es superior a 251,1 kJ/l (900 btu/gal), preferiblemente 252,5 kJ/l (905 btu/gal), y la concentración de Mn es de 0,008 g Mn/l (1/32 gal); por lo que dicha combustión del fluido no contribuye al fallo de los sensores de oxígeno del catalizador de OBD-II.

Ejemplo 26

Un método para evitar el fallo del sensor de oxígeno del gas de escape OBD-II reduciendo la T-90 de la gasolina final, por lo que el calor latente de vaporización medio resultante se incrementa lo suficiente como para reducir la temperatura de combustión en al menos 8,3ºC (15ºF) o más y/o incrementar, en cierta medida, la velocidad de quemado media, que viene medida por un quemador Bunsen laminar; combinando dicho combustible con MTBE a 1,2% - 2,7% de peso; por lo que la temperatura de compuesto T-50 es de al menos 76,7ºC (170ºF) (preferiblemente superiores a 79,4ºC (175ºF) e inferiores a 98,9ºC (210ºF), 93,3ºC (200ºF)); combustionando dicho combustible en un motor y emitiendo la combustión resultante por un periodo prolongado a través de un sistema de catalizador de tres vía equipado con un monitor de eficiencia del catalizador ODB-11; por lo que el depósito de manganeso en el recubrimiento por inmersión no es suficiente para que dichos sensores fallen.

Ejemplo 27

El método de 26, cuyas temperaturas T-90 son de aproximadamente 148,9ºC (300ºF) y, más preferiblemente de 137,8ºC (280ºF) o inferiores, y/o donde el incremento de la velocidad de quemado fue de al menos 1,0% o superior que en el combustible desajustado.

Ejemplo 28

Los métodos de 25-27, donde el combustible no contiene el compuesto oxigenado.

Ejemplo 29

El método del ejemplo 28, donde el funcionamiento del motor es para una distancia de 5.000, 20.000. 50.000, 75.000 o 100.000 millas.

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Ejemplo 30

Los ejemplos de 14-29, donde la velocidad de quemado media del compuesto, medida a temperatura ambiente por un quemador Bunsen laminar, es superior a 46,48 cm/s, preferiblemente de 50 cm/s o superior (utilizando metanol a 57.2 cm/s como punto de referencia).

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Ejemplo 31

Los ejemplos de 14-30, donde el tamaño de las partículas del combustible inyectado en la cámara de combustión es inferior a 70 micrones, preferiblemente inferior a 50 micrones.

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Ejemplo 32

Los ejemplos de 14-30, donde la partícula de combustible inyectado se inyecta a una presión de aproximadamente 103.35 a 310,05 kPa (entre 15 y 45 psi).

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Ejemplo 33

Los ejemplos de 14-29, donde la temperatura de combustión se reduce suficientemente, de manera que, por ejemplo, bajo una carga de 14,71 ikW (potencia indicada 20) las temperaturas de los gases de combustión se reducen al menos 5,6ºC (10ºF) hasta 27,8ºC (50ºF) (o más), por lo que la temperatura de los gases de combustión media que pasa por la entrada del gas de combustión es inferior a 760ºC (1400ºF) (u otra temperatura en la que no se aprecia el revestimiento de óxido de manganeso del recubrimiento por inmersión del catalizador).

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Ejemplo 34

Los ejemplos de 14-29, donde los gases de combustión del motor a temperatura reducida salen a través de un catalizador de emisiones de escape y el seguimiento del catalizador a bordo del sistema de emisiones no falla por causa de falsas lecturas de la capacidad de almacenamiento de oxígeno del catalizador.

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Ejemplo 35

Los ejemplos de 14-29, donde dicho método cumple los requisitos para renunciar a la EPA bajo el artículo 211 (k) de la Ley del Aire Limpio.

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Ejemplo 36

Un ahorro de combustible poco tóxico que mejora el compuesto que comprende un compuesto de combustible sin plomo con hidrocarburos libres de fósforo, con un máximo de 55,12, 48,23, 44,79 o 41,34 kPa (8,0, 7,0, 6,5 o 6,0 psi) RVP; un máximo de 6,0%, 5,0% en volumen de olefinas, un máximo de 25%, 20% en volumen de aromáticos (preferiblemente 15%, 10%, o inferior), un máximo de 0,8% de benceno (inferior o sin benceno) un máximo de 40 ppm de azufre (inferior o sin azufre), una concentración de O_{2} total que oscila entre 1,0 y 2,7% por peso o 3,5% de O_{2} por peso de carbonato de dimetilo, MTBE, ETBE, TAME, o etanol, un compuesto de tricarbonil manganeso ciclomático a 0,004 g Mn/ hasta 0,05 g Mn/l (entre 1/64 y 3/16 g Mn/gal) (preferiblemente 0,008 g Mn/l 1/32 g Mn), una temperatura T-90 máxima de 148,9ºC (300ºF), 137,8ºC (280ºF) (preferiblemente), una temperatura T-50 aproximada de entre 76,7ºC (170ºF) y 110ºC (230ºF), un mínimo (R+M)/2 octano de 87, un número de bromo de 20 o inferior, un calor latente de vaporización de 251,1 253,89, 256,68 o superior kJ/l a 15,6ºC (900, 910, 920 o más BTU/gal a 60ºF); un poder calorífico superior a 29574 kJ/l a 15,6ºC (106.000 btu/gal a 60ºF)(preferiblemente superior a 30132, 31806 kJ/l (108.000, 114.000 btu/gal)); por lo que se reducen las emisiones tóxicas de butadieno, formaldehído o acetaldehído y/o se incrementa el ahorro del combustible.

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Ejemplo 37

El ejemplo de 36, donde el compuesto oxigenado por peso y el calor latente de vaporización medio del combustible superan los 251,1 kJ/l a 15,6ºC (900 BTU/gal a 60ºF) y se prefiere que sea superior a 252,5 kJ/l a 15,6ºC (905 BTU/gal a 60ºF); la concentración de MMT es de 0,008 g Mn/l (1/32 g/gal); y la potencia calorífica media del compuesto supera los 29574 kJ/l a 15,6ºC (106.000 btu/gal a 60ºF); con una velocidad de quemado laminar media a temperatura ambiente superior a 48 cm/s.

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Ejemplo 38

El compuesto MTBE del ejemplo 37, donde la concentración de MMT es superior a 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal).

Ejemplo 39

Los ejemplos arriba mencionados, donde el compuesto oxigenado es DMC y la concentración de MMT es superior a 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal).

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Ejemplo 40

El compuesto de los ejemplos 23, 36, donde el RVP es 46,86, 44,79, 41,34, 37,90 kPa (6,8, 6,5, 6,0, 5,5 psi) o inferior.

En la práctica del presente invento, en vista de la reducción de las emisiones reguladas, los compuestos de gasolina preferidos incluyen pero no se limitan a aquellas emisiones que contienen las siguientes especificaciones:

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1

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Ejemplo 41

Los combustibles de B y C de la Tabla 1, que se muestra más arriba, donde 1) dichos combustibles contienen los medios oxigenados del solicitante, 2) una combustión que incrementa la cantidad de manganeso y 3) donde las emisiones evaporativas combinadas del almacenamiento de dicho combustible y su suministro a una cámara de combustión así como las emisiones de combustible atmosférico son 4) tales que en el año 1995 las emisiones del compuesto orgánico volátil de dicho combustible y los agentes tóxicos que contaminan el aire son mayoritariamente un 15% más bajos que la gasolina de referencia, tal como se define en el artículo 211 (k) de la Ley del Aire Limpio, y son 5) tales que en el año 2000 las emisiones del compuesto orgánico volátil de dicho combustible y los agentes tóxicos que contaminan el aire son mayoritariamente un 25% más bajos que dicha gasolina de referencia.

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Ejemplo 42

Un compuesto de gasolina reformulado sin plomo, sin fósforo, con un máximo de 55,12 49,61, 48,23 44,79 kPa (8,0, 7,2, 7,0, 6,5 psi) RVP, un máximo de 8,0%, 6,0% en volumen de olefinas, un máximo de 20-25% en volumen de aromáticos, un máximo de 1%. 0,8% en benceno (preferiblemente inferior), un máximo de 300-400 ppm de azufre (preferiblemente inferior o sin azufre), una concentración de O_{2} que oscila entre 2,0% y 2,7% por peso, o 3,5% de O_{2} por peso de carbonato de dimetilo, un compuesto de tricarbonil manganeso ciclomático o mezcla de 0,004 g Mn/l y 0,05 g Mn/l (entre 1/64 y 3/16 g Mn/gal) (preferiblemente superior a a 0,008 g Mn/l (1/32 g/gal), una temperatura máxima T-90 de entre 148,9ºC y 160ºC (entre 300ºF y 320ºF) (preferiblemente 137,8ºC (280ºF) o inferior), una temperatura T-50 deseada de aproximadamente entre 76,7ºC y 104,4ºC (de 170ºF a 220ºF); un calor latente de vaporización mínimo de 251,1 252,5 kJ/l a 15,6ºC (900, 905 BTU/gal a 60ºF) (preferiblemente superior a 256,68 kJ/l a 15,6ºC (920 BTU/gal a 60ºF); una potencia calorífica mínima del compuesto que asume 2,0% de O_{2} por peso de 29574 kJ/l a 15,6ºC (106.000 BTU/gal a 60ºF), y una velocidad de quemado laminar media mínima a temperatura ambiente de
48 cm/s (preferiblemente entre 50 y 52 cm/s o más).

Ejemplo 43

El ejemplo descrito más arriba, donde el compuesto contiene, adicionalmente, aditivos de control de depósito, de acuerdo con el artículo 211 (1) así como capítulos relacionados y normativas de la Ley del Aire Limpio.

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Ejemplo 44

El ejemplo 42, donde el compuesto contiene, opcionalmente, al menos un alcohol C4-C6 u otro aditivo que garantice estabilidad hidroscópica (solubilidad en agua).

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Ejemplo 45

Los ejemplos de 11-14, donde el sistema de inyección de combustible inyecta un vapor de combustible bajo la presión adecuada en una cámara de combustión, donde los tamaños medios de las partículas de vapor son inferiores a 60 micrones y donde se emplea un sistema ERG, un sensor de oxígeno a bordo y sensores de inyección; por lo que se incrementa el ahorro de combustible en al menos un 2%.

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Ejemplo 46

Los ejemplos de 11-44, donde el sistema de inyección de combustible inyecta un vapor de combustible bajo la presión adecuada en una cámara de combustión, donde el tamaño medio de las partículas de vapor es de 10, 20, 30 o 40, donde se emplean simultáneamente un turbosoplante, un sistema ERG, un sensor de oxígeno a bordo y sensores de inyección; por lo que el ahorro de combustible se incrementa en al menos un 2%.

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Ejemplo 47

Los ejemplos de 21, 22, 26, donde la cámara de combustión está diseñada para incrementar la velocidad de quemado turbulenta.

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Ejemplo 48

Los ejemplos de 42, donde la cámara de combustión está diseñada para incrementar la velocidad de quemado turbulenta y donde el índice de compresión está entre 2,0:1 y 6,5:1; 7,5:1; 8,0:1; 8,5:1; 9,0:1; 9,5:1; 10:1; 10,5:1; 11,01 y, preferiblemente, 11,5:1.

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Ejemplo 49

Los ejemplos de 22, 42, donde se emplea el carbonato de dimetilo y el índice de compresión oscila entre 9,5:1 y 12,5:1.

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Ejemplo 50

Los ejemplos de 21, 22, 26, donde la cámara de combustión está diseñada para incrementar la velocidad de quemado turbulenta y donde el índice de compresión supera 17:1.

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Ejemplo 51

Los ejemplos de 21, 22, 26, donde el sistema de combustión trabaja conjuntamente con un sistema de control de emisiones regulado, empleando un catalizador de emisiones y un sensor de oxígeno a bordo.

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Ejemplo 52

Un método de funcionamiento en el que al menos el 30% de la flota automovilística estadounidense funciona con dichos combustibles, por lo que las concentraciones de referencia totales del manganeso contenido en el aire emitidas por dicho funcionamiento, no supera los 0,05 ug/m^{3} o los estándares de la EPA, cualquiera que sea inferior.

Los compuestos de gasolina del solicitante contemplan expresamente reducciones en emisiones y características de composición, tal como se muestra más abajo, en las tablas 2 y 3.

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3

5

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En la práctica del presente invento, al formular compuestos de gasolina para cumplir con los estándares de la RFG, puede ser necesaria una adaptación. Se ha descubierto que pueden adaptarse diversos componentes con el mayor efecto a la hora de reducir emisiones específicas:

VOC: RVP, aromáticos, azufre

NO_{X}: azufre, aromáticos, olefinas; y

Tóxicos: benceno, aromáticos, oxígeno

En la práctica del presente invento, los compuestos oxigenados de ECS con grupos metilos, tales como el metanol, el carbonato de dimetilo, el MTBE, el TAME y otros similares, parecen tener una capacidad ligeramente mayor de reducir las emisiones tóxicas que aquéllos con grupos etilos, tales como el etanol, el ETBE, etc.

En la formulación de combustibles convencionales o RFG, las reducciones el la presión de vapor (método Reid) (RVP) tienen un efecto significativo a la hora de reducir las emisiones de VOC. En la práctica del presente invento, se prefieren las reducciones de la presión de vapor (RVP) del compuesto de combustible resultante a 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), o inferiores.

El RVP es el sistema más fiable para predecir las emisiones VOC evaporativas y las reducciones RVP constituyen el mejor medio para reducir las emisiones VOC evaporativas de forma mayoritaria, tal como se define por la EPA. Por ejemplo, una reducción de RVP de 59,94 kPa a 44,79 kPa (de 8,7 psi a 6,5 psi) reduce mayoritariamente las emisiones VOC en un 23%, reduce las emisiones tóxicas alrededor de un 4%, y reduce las emisiones de NO_{x} alrededor de un 0,5%.

Los incrementos de oxígeno en el combustible reducen drásticamente las emisiones tóxicas. Parece existir una relación lineal respecto a los incrementos de peso en el contenido de oxígeno y las reducciones en las emisiones tóxicas. Los incrementos en el contenido de O_{2} parecen ser las señales más fiables a la hora de reducir las emisiones tóxicas. Por ejemplo, un incremento de O_{2} de 0% a 3,5 por peso en % reduce las emisiones tóxicas alrededor de un 11%.

La normativa de los combustibles reformulados reconoció que las concentraciones superiores al 2,7% por peso, sobre todo de MTBE, provocaron un incremento directo de las emisiones de NO_{x}. En la práctica del presente invento, el solicitante ha descubierto, contra pronóstico, que las concentraciones de O_{2} por peso en % superiores a 2,7% por peso son bastante capaces de controlar los incrementos esperados de NO_{x}. Esta idea se ilustra en la figura 6, que muestra que los incrementos en las velocidades de quemado de los combustibles oxigenados, incluido el contenido de O_{2} hasta valores de 4,2% (metanol/etanol - combustible NEOE), habían reducido sustancialmente las emisiones de NO_{X} a medida que aumentaba la velocidad. Parece que este fenómeno también es una función de la temperatura de combustión. Por ejemplo, la figura 3 ilustra que a temperaturas de combustión bajas, independientemente de la concentración de O_{2}, disminuyeron las emisiones de NO_{x}. En todo caso, las concentraciones de O_{2} más altas que producen mayores reducciones en la temperatura de combustión parecen ser las causantes principal de las reducciones de NO_{X} en el presente invento. Por tanto, el solicitante prefiere utilizar un 1,5% o mayor cantidad de oxígeno por peso, permitiendo la combustión óptima con Mn a 0,008 g Mn/l (1/32 g/gal) o mayor. Las concentraciones de oxígeno inferiores a 1,5% - 2,0% no optimizan el presente invento.

Por tanto, en la práctica del presente invento, es posible incluir concentraciones considerablemente más altas de O_{2} en RFG (más allá de las permitidas por la normativa actual) para reducir las emisiones de NO_{x}, las emisiones tóxicas, las reducciones en el ahorro de combustible y los incrementos en las emisiones de NO_{x}, etc.

Por tanto, el presente invento pretende emplear concentraciones de O_{2} superiores a 2,0%, 2,1%, 2,7%, 3,5%, 4,0% o incluso 5%, 6%, o superior, por peso.

Las reducciones en los aromáticos influyen drásticamente en las reducciones de las emisiones tóxicas, de VOC y NO_{x}. Dichas reducciones parecen ser lineales, siendo las emisiones tóxicas aquéllas que reciben una influencia mayor, con reducciones en los agentes tóxicos similares a las experimentadas con reducciones en benceno y/o incrementos del contenido de O_{2}. Por ejemplo, una reducción del volumen de los aromáticos del 33% a aproximadamente el 10%, reduce las emisiones tóxicas, de NO_{x} y de VOC alrededor de un 17%, un 7% y un 6% respectivamente.

En la práctica del presente invento, un contenido deseado de RFG es menor del 25%, preferiblemente del 20%, y aún más preferible si oscila entre 18% y 10%.

Sin embargo, tal como se ha mencionado más arriba, al alcanzar velocidades de quemado más altas a una temperatura de combustión baja o más baja, tal como se contempla en la práctica del presente invento, los combustibles RFG con concentraciones aromáticas superiores a las aceptables o incluso superiores a las permitidas por la normativa, siguen alcanzando reducciones considerables en emisiones de agentes tóxicos y otro tipo de emisiones relacionadas con los aromáticos.

Se trata de reducciones materiales, inesperadas, y mucho más lejos de las que podrían alcanzarse en la formulación de combustibles RFG estándares.

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Por consiguiente, en última instancia pueden emplearse las concentraciones aromáticas superiores a las que no cumplen los estándares de emisiones de RFG, consiguiendo aún así el rendimiento y/o los estándares de emisión impuestos por la ley.

Se cree que las reducciones en las concentraciones de benceno influyen de manera directa y lineal las reducciones de emisiones de agentes tóxicos. Por ejemplo, una reducción del volumen de benceno de 1,5% a 0,5% reduce las emisiones de agentes tóxicos en aproximadamente un 17%. Por tanto, las reducciones de benceno, igual que los incrementos en el contenido de O_{2}, representan uno de los pronósticos más sensibles para reducir las emisiones de agentes tóxicos. Se prefieren concentraciones de benceno inferiores a 1,0% por volumen, siendo aún más preferibles las concentraciones cercanas al 0%.

Sin embargo, igual que los aromáticos, en la práctica del presente invento pueden emplearse concentraciones de benceno superiores a las permitidas por la normativa actual, consiguiendo reducciones considerables de agentes tóxicos y otro tipo de emisiones, más allá de aquéllas que se obtienen bajo las especificaciones de formulación actuales de los combustibles RFG. Nuevamente, esto sucede totalmente contra pronóstico. Por consiguiente, en última instancia, para cumplir con los estándares de rendimiento y/o emisiones, pueden emplearse concentraciones de benceno superiores a aquéllas que cumplen con los estándares de emisión de RFG.

Las reducciones en el contenido de azufre influyen linealmente en las reducciones de NO_{x}, agentes tóxicos y emisiones de VOC (en proporción con sus reducciones de emisiones relativas en %). Por ejemplo, una reducción de azufre de 340 ppm a aproximadamente 50 ppm provoca una reducción de NO_{x}, agentes tóxicos y emisiones de VOC de alrededor del 11,0%, 8,5% y 3,5% respectivamente. Parece que las reducciones en las emisiones de NO_{x} se ven claramente influenciadas por las reducciones en el contenido de azufre. En la práctica del presente invento, se prefieren especialmente las concentraciones de azufre inferiores a 40 ppm. Todavía son más preferibles las concentraciones de azufre de 30 ppm o inferiores (o sin azufre). Nuevamente, el funcionamiento de este invento permitirá NO_{x}, agentes tóxicos y VOC respetuosos con el medio ambiente, incluso en concentraciones de azufre más altas de las actualmente permitidas por la normativa.

Sin embargo, las concentraciones de azufre del orden de 200 ppm o superiores parecen adecuadas debido al incremento en la velocidad de quemado y la reducción de las temperaturas de combustión del presente invento, que parecen reducir el NO_{x} adverso de azufre y las características de las emisiones tóxicas.

Las reducciones en las concentraciones de olefina por debajo de 9,5% provocan pequeñas reducciones en NO_{x} y emisiones tóxicas, pero también pequeños aumentos en las emisiones de VOC. Los incrementos de olefina por encima de 9,2% a 9,5% provocan pequeñas reducciones en los VOC, pero también pequeños incrementos de las emisiones tóxicas y de NO_{x}. Por tanto, parece que la concentración de olefina óptima oscila entre un volumen de entre 9,2% y 9,5%. Sin embargo, no se aprecian los incrementos en las emisiones debidos a las concentraciones de olefina inferiores o superiores a 9,2% - 9,5% si se comparan con las reducciones en % de dichas emisiones debido a reducciones, por ejemplo, en las concentraciones aromáticas.

Por tanto, se aceptan y se prefieren las reducciones en el contenido de olefina por debajo del 9.2%, sobre todo, si se reducen simultáneamente las concentraciones aromáticas. En otras palabras, en caso de que el offset del RVP o de la reducción del contenido aromático aumente en VOC, se desean reducciones olefínicas por debajo de un volumen del 9,2%. Nuevamente, la temperatura de quemado acelerada que reduce el funcionamiento del presente invento compensa dichos incrementos. Por tanto, los contenidos olefínicos fuera de los estándares de composición reglamentarios pueden emplearse si se cumplen los requisitos del rendimiento y de las emisiones.

La reducción de las temperaturas E200 o aquella fracción de destilación que hierve a 93,3ºC (200ºF), reduce positivamente las emisiones de VOC y las emisiones tóxicas. En otras palabras, a medida que se reducen las temperaturas E200, o a medida que aquella fracción de la porción de destilación del combustible se incrementa por encima de aproximadamente un 41%, se producen reducciones en el VOC y en las emisiones tóxicas. Asimismo, se produce un incremento en las emisiones de NO_{x}. A medida que se incrementa la fracción E200, por ejemplo, de un 42% a un 60%, las emisiones de VOC y las emisiones tóxicas se reducen en un 3,0% y un 4,0%, pero las emisiones de NO_{x} se incrementan en aproximadamente un 2,0%. Sin embargo, se producen reducciones significativas de estas emisiones, independientemente de dicha modificación.

El solicitante cree que una fracción de E200 demasiado alta (que se traduce en una temperatura T-50 demasiado baja) tiene sus inconvenientes, dado que se perjudica la conductividad de un clima cálido cuando las fracciones T-50 están por debajo de 76,7ºC (170ºF), sobre todo, cuando el contenido de O_{2} es del 1,0%, 2,0% o superior. Dicha conductividad, debido a la dificultad a la hora de reiniciar los motores, etc., quizás origine emisiones más nocivas que las pequeñas reducciones que se obtienen de otra forma. Por tanto, allí donde resulte práctico, el presente invento pretende situar las temperaturas T-50 por encima de 76,7ºC, 79,4ºC, 82,2ºC, 85ºC, 87,8ºC (170ºF, 175ºF, 180ºF, 185ºF, 190ºF).

Cuando la fracción E300 se incrementa de 84% a 95%, se reducen mínimamente las emisiones de VOC y NO_{x}, aproximadamente un 2,0% y un 0,5% respectivamente. Las emisiones tóxicas aumentan aproximadamente un 1,5%. Los pequeños beneficios no parecen compensar el esfuerzo.

Sin embargo, con el funcionamiento de la combustión del presente invento, que favorece la reducción de la temperatura, se mitigan dichos incrementos tóxicos y la ventaja que supone un calor latente de vaporización más alto incrementa el MMT.

En la práctica del presente invento se contempla explícitamente que el compuesto de la gasolina de referencia RFG se adapte en muchos aspectos. Por ejemplo, puede adaptarse para eliminar virtualmente todos los aromáticos polinucleares, todos los aromáticos C10+, como naftaleno, pireno, antraceno y similares. Puede adaptarse para eliminar agentes tóxicos conocidos, como 1,3-butadieno y similares. El compuesto también puede adaptarse para reducir el material de baja velocidad de quemado, el bajo calor latente de vaporización y/o bajos componentes específicos de calor.

Las gamas de las concentraciones de Mn especialmente preferidas en el presente invento para gasolinas sin plomo y gasolinas reformuladas están por encima de entre 0,008 g Mn/l, 0,0165 g Mn/l y aproximadamente 0.1 g Mn/l (entre 1/32 g, 1/16 g y aproximadamente 3/8 g Mn/gal). Se prefiere especialmente una concentración de manganeso de
0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal), dado que representa uno de los mejores valores antidetonantes por el coste por gramo de Mn. Sin embargo, si se emplean compuestos ECS oxigenados, sobre todo, concentraciones de oxígeno superiores al 2% de peso, se sitúa en el límite de aceptabilidad de las concentraciones medioambientales.

Si no se emplean compuestos ECS oxigenados, pero se utilizan, por ejemplo, medios mecánicos, como la atomización mejorada y/o gasolinas con bajas temperaturas de combustión, y otros mecanismos similares, por ejemplo, puede aceptarse la utilización de temperaturas T-90 reducidas (y/o aromáticos reducidos), 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal) para controlar las emisiones de HC.

A pesar de que la práctica del presente invento contempla un uso reducido de combustibles ECS en combinación con co-combustibles de gasolina, se contempla que las aplicaciones avanzadas incluirán un mayor uso de ECS o un buen uso de las aplicaciones de la gasolina. Por tanto, se pretende emplear un compuesto que contenga una gran cantidad de carbonato dimetilo, una cantidad de CMT que mejore la combustión y una cantidad reducida de un co-combustible de gasolina.

Las gasolinas del presente invento, en cuanto a si son respetuosas con el medio ambiente, pueden contener, de forma adicional o alternativa, cantidades antidetonantes de otros agentes, como nitrosilo de níquel ciclopentadienilo, anilina de N-metileno y similares. Pueden emplearse promotores antidetonantes conocidos. También puede incluirse la 2,4 pentanodiona.

El combustible debería contener dispersantes, detergentes, emulgentes, desactivadores metálicos, aminas aromáticas, protectores de recesión de las válvulas suplementarias y de los sellados de las mismas. Los innumerables ejemplos de dichos aditivos incluyen óxido de boro, óxido de bismuto, CaF_{2} con ligante cerámico, fosfato de hierro, tricresilfosfato, aditivos con base de sodio y similares.

Otros aditivos incluyen dispersantes/detergentes para el lavado del sistema de inyección/inducción, incluidos los derivados de ácidos dibásicos de cadena larga (por ejemplo, succinimidas como HiTec 4450), polaminas alifáticas de cadena larga (por ejemplo, polamina de polisobutenilo) o bases Mannich y/o detergentes sin ceniza, incluida la poliéter amina, la plialquenila amina, la alquelina succinimida, la polieteramida amina y mezclas, así como un antioxidante, un demulgente, un inhibidor de la corrosión del emulgente, un disolvente aromático, una depuradora, aceite diluyente, disolvente mutuo, desactivador de metales y mezclas.

El combustible también puede contener antioxidantes. Existen innumerables ejemplos que incluyen 2,6 diterciario-butil-fenol; 2,4,6 triterciario-butil-fenol; 4-metil-2,6 diterciario-butil-fenol, 2 terciario-butil-fenol y mezclas de dichos elementos; 2,6 diterciario-butil-p-cresol; fenilendiaminas, como N-N'-di-sec-butil-p-fenilendiaminas; N-isopropilfenileno diamina y N,N'-disalicilideno-1,2-propanediamina; y mezclas de fenoles terciario butilados y/o antioxidantes de amina aromáticos, así como mezclas de dichos elementos.

Se contempla que el combustible contendrá aditivos de control. Existen innumerable ejemplos incluyen la polieteramina, la succinimida de polialquenilo, carbonatos hidrocarbúricos, como el alcohol polibuteno, el cloroformato polibuteno, las aminas polibutenas formuladas en minerales u otros portadores, la amina poliisobutileno reformulada el portadores de polieter, y aminas de polieter de un único componente y similares. Se han expuesto otros aditivos en otras partes de la especificación y se contemplan en gasolinas y otros co-combustibles. Asimismo, éstos y otros aditivos aquí expuestos también se contemplan en gasolinas. Se contempla que el combustible contenga uno o más detergentes sin ceniza. Existen innumerables ejemplos que incluyen las aminas de polieter, las aminas de polialquenilo, las succinimidas del alquenilo, las aminas de polieteramida y similares. El combustible puede incluir aditivos como el F310, las aminas de polibuteno, los detergentes polimerizados o aminados y similares.

El combustible también puede contener aditivos disipadores de la electricidad estática. En la práctica del presente invento, se contempla que, en cierta medida, el combustible ECS tiende a reducir la electricidad estática. El combustible puede contener inhibidores de corrosión y similares.

La base del combustible puede contener hidrocarburos que hierven fuera de los índices normales de un combustible de gasolina, que se modifican hasta alcanzar índices de gasolina aceptables.

Claims

1. Un compuesto térmicamente eficiente de combustible hidrocarbúrico de gasolina sin plomo para automóvil incluye: una base hidrocarbúrica; un compuesto oxigenado seleccionado de metanol, etanol, metilol, carbonato de dimetilo, MTBE, ETBE; y entre 0,004 y 0,006 g Mn/l (entre 1/64 y 1/4 g Mn/gal) de tricarbonil ciclopentadienilo metilo manganeso(MMT); caracterizándose dicho combustible por incluir: una temperatura T-90 máxima que no supera los 174ºC (345ºF); un velocidad de llama laminar del quemador Bunsen de 46 cm/s (con el punto de referencia del metanol situado en 57,2 cm/s); un contenido aromático de entre 5% y 35% por volumen; y un contenido de azufre no superior a 300 ppm.

2. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con una temperatura T-90 máxima de 166ºC (330ºF).

3. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con una temperatura T-90 máxima de 149ºC (300ºF).

4. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con una temperatura T-90 máxima de 143ºC (290ºF).

5. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con una temperatura T-90 máxima de 138ºC (280ºF).

6. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con una temperatura T-90 máxima de 132ºC (270ºF).

7. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con un contenido de azufre no superior a 100 ppm.

8. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con un contenido de azufre no superior a 50 ppm.

9. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con un contenido de azufre no superior a 10 ppm.

10. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con un calor latente de vaporización mínimo de 251,1 Kj/l (900 BTU/gal) a 15,6ºC (60ºF).

11. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con un calor latente de vaporización mínimo de 252,5 Kj/l (905 BTU/gal) a 15,6ºC (60ºF).

12. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con un calor latente de vaporización mínimo de 253,9 Kj/l (910 BTU/gal) a 15,6ºC (60ºF).

13. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con un calor latente de vaporización mínimo de 259,47 Kj/l (903 BTU/gal) a 15,6ºC (60ºF).

14. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con una velocidad de llama laminar mínima del quemador Bunsen de 48 cm/s (utilizando metanol a 57,2 cm/s como punto de referencia).

15. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, con una velocidad de llama laminar mínima del quemador Bunsen de 50 cm/s (utilizando metanol a 57,2 cm/s como punto de referencia).

16. El compuesto de gasolina de la reivindicación 1, donde la concentración de MMT es de 0,008 g Mn/l (1/32 g Mn/gal).