JP2005272850A - 蒸気相燃焼法および組成物ii - Google Patents

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Abstract

【課題】ジェット、タービン、ディーゼル、燃料オイル、およびガソリン燃焼システムに関して、燃焼速度を増加し、燃焼温度を減少できる強化された燃焼構造で構成される燃料を含有する金属蒸気相燃焼法方法、およびその燃料組成物を提供する。
【解決手段】1)炭化水素基と、2)下記a)、b)及びc):a)H及びCO、b)化合物の沸点で21J/Kmolに等しいかあるいはそれよりも大きい気化の潜熱及び40cm/sec又はそれ以上のブンゼン層状燃焼速度を有する「強化燃焼構造」化合物(ECS化合物)、と3)蒸気圧を低減させる副溶媒、または有機もしくは無機塩と、を含む、炭化水素中に用いられる物質の組成物。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
背景技術技術分野 本発明は、ジェット、タービン、ディーゼル、ガソリン、および他
の燃焼システムのための燃料組成物に関する。より詳細には、本発明は、高エンタルピーの熱を有する金属燃料化合物が燃焼を改善し、燃焼温度を減少させ、熱効率、燃料経済、出力及び排出ガスを改善できる独特な蒸気相燃焼に関するものである。
炭化水素燃料におけるノック防止剤(例えば、メチルシクロペンディエニル・マンガン・トリカルボニル−MMT他としていろいろな有機マンガン化合物を含むメタリックスの取り入れは公知である。米国特許第2,818,417号、米国特許第2,839,552号、および米国特許第3,127,351号(参照するためにここに含まれている)を参照。石炭燃料、ディーゼル燃料およびジェット航空機燃料のようなより重い燃料において有機マンガンの使用も公知であり、煙排出および固体微粒子群排出を減らすことに役立つと信じられている。米国特許第3,927,992号、米国特許第4,240,802号、米国特許第4,207,078号、米国特許第4,240,801号を参照。
有機マンガンのノック防止および他の長所にかかわらず、炭化水素燃料におけるその使用は、他の一連の環境問題および実際の問題を生じる。すなわち、金属を基にした燃料は燃焼において金属酸化物を形成する。有機マンガン化合物の場合、炭化水素燃料において燃焼された場合、このようなメタリックスは、有害な重酸化マンガン(Mn34およびMn23)を発生する。この有害な重酸化マンガンは、順に、エンジン部品、燃焼システム、タービン、排気表面、エミッション/排気触媒等を塗布し、例えば、早期の疲労、故障、過度の摩耗、金属の微粒子群排出、長期の炭化水素排出劣化等を生じる。米国特許第3,585,012号、米国特許第3,442,631号、米国特許第3,718,444号、および私のヨーロッパ特許第0235280号を参照。
有害な金属析出は、公知であり、これまで金属使用において実際的な問題である。例えば、ジェットエンジン、タービン等の酸化マンガンの析出は、長い間、マンガンの使用の主要な障害であった。マンガンの付着の深刻さのために、いろいろな方法がジェットエンジンからこのような酸化物を取り除くためにようやく開発された。米国特許第3,556,846号、米国特許第3,442,631号、米国特許第3,526,545号、米国特許第3,506,488号を参照。残念ながら、この不利な条件の大きさのために、金属使用はこのような用途では実際上中止され、代替の用途は、非常に低い金属濃度に限定されている。
米国特許第4,600,408号(1986年発行)は、ノック防止剤としてアルキルフェニル炭酸エステルを開示している。特許第4,600,408号は、前述の有機酸化マンガン問題に言及し、その組成物は有機マンガンがまったくないものでなければならないと開示している。
当業者は、それ以来ずっと長い間、基本的な酸化物の金属燃焼の不利な条件を解決する希望を放棄し、マンガンはまったくある時は無鉛ガソリンにおいて違法であったことを認めてきたので、専門家は、長い間、鉛添加剤使用からMMTを分離することに気が進まなかった。例えば、“非対称ジアルキル炭酸エステル燃料添加剤”に関連し、四エチル鉛、テトラメチル鉛、およびメチルシクロペンディエニル・トリカルボニル・マンガンをともに互いに無関係にこれらを使用する示唆のない同じ背景に開示することによってこの現状を認識しているヨーロッパ特許出願第91306278.2号を参照。
発明の概要 本出願人は、蒸気相燃焼と呼ばれる独特な燃焼の形態が生じる新しい種類
の高エネルギーの低温燃焼組成物および方法を発見した。
本出願人の発明の核心は、例えば、燃焼速度および燃焼温度が同時に最適化されないために理想以下の燃焼が生じる従来の燃焼法および燃焼組成物に直面する基本的な問題発生源の発見にある。
燃焼温度を減少させている間に、燃料の燃焼速度を効果的に増加させることによって、本出願人は、最も有害な排気の発生を制御あるいは回避だけをするのではなく、燃料のヒータ容量を自由にする。メタリックス(下記を参照)が取り入れられた場合、これらのメタリックスは、これまで金属を単なる添加剤あるいは試剤に制限した新しいクリーンな“高エネルギー”の種類のより低温の燃焼推進剤/燃料および燃焼法において最も重要な物である。
本質的には、本出願人は、独特な形態の燃焼、関連の方法および組成物を発見した。いろいろな方法および組成物は、本質的には、同時に1)燃焼速度を2)
減少された燃焼温度で増加させ、それによって自由なエネルギーとして区別できるかもしれないものの高い放出速度が、排気における付随の減少とともに、生じ、出力、燃料の削減、範囲等において増加するある化学的構造/基礎構造および/または機械的構造/基礎構造を含んでいる。
遷移金属およびアルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、族IIIA元素および混合物(以下、“金属”あるいは“メタリックス”)は、蒸気相燃焼にある本出願人の発明の核心である。
このような燃焼は、金属が存在しない燃料の非最適燃焼を補正することの長い間待たされた解決策を示しているばかりではなく、金属酸化物問題の長い間待たされた解決策も示している。両者は、同じ問題の同じ解決策であり、本出願人の多数の組成物および同じ方法のスポークを取り付ける発明のハブを示している。
この目的を推進させる、もっぱら強化された燃焼構造(“ECS”)化合物およびメタリックスのみを含む純粋の燃料はECS燃料と呼ばれる。ECS燃料は、より伝統的な燃料あるいは補助燃料と組合せることができる。この組合せはECS/補助燃料と呼ばれる。
他の純粋の燃料および方法は、この要求に役立つためにECS化合物の有無で気化の潜熱(“LHV”)の減少および燃焼速度の増加を達成するための手段を含んでいる。これらの燃料は、“変性燃料”あるいは“補助燃料”と呼ばれる。
変性燃料は、本出願人の発明の目的に一致するように変性された独立型の燃料である。これらの燃料は、改良されたLHVおよび/または燃焼速度“BV”を有する。その改良は、置換可能な改良/再配合による成分変更および蒸留温度変更を含んでいる。しかしながら、変性燃料は、通常は、ECSおよび/または金属添加剤を持っている。
補助燃料は、通常は、ECS燃料に付加する以前に変性されてもよいし変性されなくてもよい従来の燃料である。
ECS燃料、ECS/補助燃料、変性補助燃料だけを使用する組成物および方法、図面の説明および図1から図8は、同時係属の国際出願第PCT/US95/02691号および国際出願第PCT/US95/06758号に開示され、全ての点でここに含まれている。
発明の詳細な説明 本出願人の発明は、蒸気相燃焼として公知のまれな形態の燃焼にあ
る。
本出願人の発明の単一性は、この発見および燃焼の基本的な問題の解決策に基づいている。この単一の発明は、多数の燃料および燃焼システムに影響を及ぼし、同じ発見から発する。参考文献によりここに含まれている私の、1995年3月2日出願の同時係属の国際出願第PCT/US95/02691号および1995年3月31日出願の国際出願第PCT/US95/06758号を参照。
本出願人の発明は、金属がある燃料あるいは金属がない燃料の両方に応用する。しかし、本出願人の非常に改良された燃焼状態において、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、族IIIA元素および混合物(以下、“メタリックス”)の使用が、このような金属は単なる燃焼添加剤でない燃焼処理で欠かせない有力な置換基になるので、強硬に述べられている。
本出願人は、下記に、その化学的環境および機械的環境の両方における熱効率、例えば、燃焼処理の効率および発生される有用仕事量あるいは“正味”仕事量、例えば、自由エネルギーを一般に言及する。
本出願人は、従来の燃料あるいは再配合された燃料に比べて大きく増加した熱効率および/または燃焼効率(例えば、飛行範囲の増加、燃料削減、仕事の潜在能力、推力、揚力、完璧な燃焼等)を発見した。
ここで提供されるように、ASTM規格を含む工業規格は、ペンシルベニア州19103のフィラデルフィア市のレースストリート1916のアメリカ試験材料協会の公表された規格に言及する。
本出願人の発明は、i)従来の燃料の速度以上の燃料を含有する無鉛金属物の燃焼速度を、a)層流燃焼速度(ECSの化学的手段、蒸留変性手段、および/または再配合手段により)を増加させることによって、b)乱流速度(化学的手段および/または機械的手段)を増加させることによって増加させること、および/またはii)化学的手段、例えば、気化等の燃料熱を増加させることによってあるいは機械的手段(例えば、チャンバ給気温度を減少させる最新冷却システム)による燃焼温度を減らすことにある。
したがって、本出願人の発明に基礎をなす単純さは、増加するLHVおよびBVに関連した複数の相互関連する化学的要素および機械的要素を統合する。
化学的手段 本出願人の発明は、LHVおよびBVを増加させるある種類の化学的化合
物の発見を含んでいる。後者は、ある遊離基が燃焼中に剥離される時に得られる。これらの化合物は、“強化燃焼構造”化合物、すなわち“ECS”化合物と呼ばれる。
遊離基 本出願人は、燃焼中に生じるある分子力は熱の急速拡散および未燃焼気体の化
学反応中心のせいであることを発見した。これらの力は増加された燃焼速度のせいである。
H、H2、O、O2、CO、F、F2、F3、N、B、Be、BO、B2、BF、AL、ALO、CH3、NH3、CH、C2H2、C2H5、Li、ONH、NH、NO、NH2、OCH3(メトキシ基)、OCH、OCH2、およびOH(ヒドロキシル基)に限定されないある分子遊離基は、この結果のせいである信じられている。付加的ECS構造は、Cl、OCOO、COOH、C2H5OOC、CH3CO、OCH20、OCHCO、およびCONH2を含んでいる。
前記基は、最も初期の燃焼処理工程中(好ましくは、例えば未燃焼後点火蒸気の点火後および燃焼以前)自由に形成することが本発明の実施例である。すなわち、前記基は、一般に不安定であり、解離され、化学的に結合できる1つ以上の自由あるいは未使用の価電子を有する。この基は、特に金属燃焼と組合せる場合、燃焼の所要な連鎖反応における連鎖キャリアとの役目を果たすことは非常に望ましいことである。
好ましい燃焼は、著しい量の解離遊離基(例えば、OH、CN、CH、NH等)および/または不安定な分子、および/またはその後、燃焼中に再結合し、解離する原子を生じる。これは、拡大された燃焼をもたらし、排気速度を増加および/または有効作動流体を増加させるように作動する。排気速度の増加は、従来の組成物/方法によって発生された排気速度に比べると2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300%、あるいはそれ以上の範囲に及ぶ。
本出願人の増加された排気速度は、当該技術とは著しく異なっていることを示し、メタリックと組合せてふるまう本出願人の高運動の遊離基のためである。本出願人の条件の下では、前記組合せは、発光蒸気相燃焼を生じる(下記参照)。
この目的を達成するために、本出願人は、前記遊離基の生成熱が重要であることが分かった。一般に、より低い生成熱がより良い。一般的には、前記遊離基に対する受容できる生成熱は、150、125、100、90、80、75、70、60、50、40、30、20、10、5、2Kcalmol-1よりも小さい。これらは、50Kcalmol-1よりも小さいかあるいは負の生成熱が望ましい。これらの範囲外の熱も許容できる。望ましい遊離基に対する生成熱は、34(CH3)、26(C2H5)、9.3(OH)、2.0(CH3O)Kcalmol-1を含んでいる。
したがって、CH3、CO、OH、および/またはCH3Oの基の重要な部分を予燃焼蒸気の重量パーセントとして生じるECS化合物が好ましい。本出願人の好ましいOH、O、CH3およびCH3O基の構造は、メタノール、ジメチル炭酸エステル(“DMC”)およびメチラールECSの化合物に共通である(下記参照)。
反応高運動エネルギーの遊離基は、47、48、50、51、52、55、58、60、65、70、75、80、90あるいはそれ以上のcm/secを上回るフレーム速度を発生するこれらの基である。(層流ブンゼンバーナーフレーム)。ここに詳述されているように、燃焼速度は測定されたcm/secの層流バンゼンフレームである。
燃焼速度は、燃焼気体の粘度にできるかぎり近くに未燃焼ガスの運動量/粘度を増加させるように作動する前記反応運動の遊離基を含む前点火および後点火の予燃焼ガスの拡散である。これは、今度は、燃焼ガスと未燃焼ガスとの間の粘性抵抗を減少させる。この抗力の除去あるいは減少は燃焼速度を瞬間的に増加させる。したがって、フレーム面の前方の拡散反応遊離基は、燃料および燃焼システムの機能である後点火の予燃焼の構成によって得られる。
実際の燃料・空気・残留ガス混合気における未燃焼ガスに対するフレーム伝搬の速度は、発明の有効な目的に直接影響を及ぼす基本的なパラメータである。したがって、未燃焼ガス蒸気および/またはフレームの中で行われる遊離基を含む基本的な化学反応を最大化することおよび増加された燃焼速度を生じるように前記基を含むいろいろな気体の化学種(例えば、強化燃焼構造)の質量および熱拡散率を適合させることは本発明の特別の実施例である。
実施例1 高運動エネルギー蒸気/ガス状態遊離基組成物は、H、H2、O、O2、CO
、F、F2、F3、N、B、Be、BO、B2、BF、AL、ALO、CH3、NH3、CH、C2H2、C2H5、Li、ONH、ON、NH、NH2、OCH3、OCH、O
CH2、OH、Cl、CN、からなるグループおよび/または任意には、OCOO、CO
OH、C2H5OOC、CH3CO、OCH20、OCHCO、あるいはCONH2、および混合物からなるグループから選択された少なくとも1つの解離された基を含み、選択された基の生成熱は、150、125、100、90、80、75、70、60、50、40、30、20、10、5、2Kcalmol-1よりも小さいかあるいは負であり、好ましくは50、40、30、20、10、5、2Kcalmol-1であり、任意には、その速度が47、48、50、51、52、55、58、60、65、70、75、80、90あるいはそれ以上のcm/secを上回り、より好ましくは60、65、あるいは70cm/secを上回り、任意には、少なくとも1つの自由あるいは未使用の価電子を有し、前記基は、燃焼の主要な連鎖反応における連鎖キャリアであり、燃焼中任意に解離し、再会合させることをと特徴としている。
実施例2 実施例1の運動の遊離基が、2、5、8、10、12、15、17、20、
25、30、40、50、60あるいはそれ以上の重量パーセント、および好ましくは予燃焼燃料蒸気の20%以上を示すガス予燃焼燃料蒸気(“燃料蒸気”)あるいは方法。
実施例3 ガス未燃焼予燃料燃料蒸気あるいは方法1であって、前記蒸気が、未燃焼ガ
スと使用ガスとの間の粘性抵抗を減少させ、任意に燃焼温度を減らし、前記蒸気が、最終酸化/燃焼以前のその後の前記基の再会合/解離によって燃焼間隔を延ばし、未燃焼/燃焼ガスの速度を減少させることを特徴とし、前記蒸気が遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、IIIA族元素あるいは混合物を含む時、発光蒸気相燃焼が生じ、サブミクロン範囲の酸化物を発生し、それによって燃焼ガスの排気速度が、前記遊離基あるいはメタリックのない従来の燃料蒸気の燃焼ガスと比べて増加される。
ECS化合物 ECS化合物は、固体、液体、気体、および混合気であり得、異なる燃
料システムで使用することができる。液体ECS化合物は、可溶性燃料であるべきであり、一般に全ての燃料状態システムで期待されている。固体ECS化合物は、通常、固体燃料システムで使用されているが、適切な手段によって液体システムあるは気体システムに組み入れることができる。
ECS化合物は、アルコール、アミン、アミド、シュウ酸エステル、エステル、ジエステル、グリコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、グリコール、グリコールエーテル、過酸化物、フェノール、カルボキシル酸、酢酸、シュウ酸、ホウ酸、過酸化物、ヒドロ過酸化物、エステル、オルトエステル、アルデヒド酸、ケトン酸、ヒドロキシ酸、オルト酸、無水物、酢酸エステル、アセチル、オルトホウ酸エステル、ギ酸、硝酸エステル、二硝酸エステル、炭酸エステル、二炭酸エステル、ニトロエーテル等から選択できる。
非制限実施例は、水素、一酸化炭素、メチレンジメチルエーテル(メチラール、ジメトオキシメタンとしても知られている)、炭酸ジメチルエステル(ジメチル炭酸エステル“DMC”としても知られている)、ジエチル炭酸エステル、メチル第三ブチルエーテル(MTBE)、メチル第3アミルエーテル(TAME)、メタノール、エタノール、プロパノール、第3ブチルアルコール、ジメチルエーテル、他のC3〜C6下位分子重量アルコール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジメチルエーテルジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル(DIPE)、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロプロパン、亜酸化窒素、一酸化二窒素、一酸化窒素、オゾン、水、ガス水化物(メタン水化物)、過酸化水素、ヒドロペルオキシド、酸素、同様な化合物を含んでいる。本出願人は、ECS機能を実行する、まだ確認
されていない多くの他の化合物が存在することを信じている。
ECS化合物は、カルボエトキシ基、カルボメトキシ基、カルボニル基、カルボニルダイオキシ基、ガルボキシ基、エトキシル基、グリオキシル基、メトキシ基、メチレンダイオキシ基、グリコール基、および/またはヒドロオキシル組成物およびまたは基を含む化合物を含んでいる。
二重のC=OあるいはC=Nの結合を含むECS化合物が特に望ましい。非制限の実施例は、シュウ酸エステル、炭酸エステル、アセチルアセトン、ジメチルグリオキシム、エチレンジアミン四酢酸等を含んでいる。
可能性があるECS化合物の追加の非制限の実施例は、エチレン、プロピレン、過酸化第三ブチルキュムル、ブチレン、1,2−ブタジエン、1,3−ブタジエン、アセチレンと、アリレンと、ブチン−1と、ペンチン−1と、ヘクチン−1とを含むアセチレン炭化水素;メチルヒドラジンと、対称ジメチルヒドラジンと、非対称ジメチルヒドラジンと、ヒドラジンとを含む置換ヒドラジン;エタン、プロパン、ブタン、ジボラン、テトラボラン、ペンタボラン、ヘキサボラン、デカボラン、水素化ホウ素アルミニウム、水素化ホウ素ベリリウム、水素化ホウ素リチウム、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸、アジ化アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カリウム、三酸化窒素、二酸化窒素、ヒドラゾ酸、ジシアノーゲン、青酸、モンエチルアニール、アセチレン、水素化ホウ素アルミニウム、アンモニア、アニリン、ベンジン、ブチルメルカプタン、ジボラン、ジメチルアミン、ジエチレントリアミン、エタノール、エチルアミン、エチレンジアミン、酸化エチレン、エチレンジアミン、硝酸エチル、硫化ジメチル、フルフラールアルコール、ヘプチン、ヒドラジン、硝酸イソエチル、イソプロピルアルコール、リチウム、水素化リチウム、メタン、メチラール、メタノール、硝酸メチル、メチルアミン、メチルアセチレン、メチルビニルアセチレン、モノエチルアニリン、ニトロメタン、ニトロプロパン、ニトログリセリン、n−オクタン、プロパン、酸化プロピレン、硝酸n−プロピル、o−トルイジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリメチルチオ亜リン酸エステル、テルペンチン、非対称ジメチルヒドラジン、キシリジン、2,3−キシリジン、水素化ホウ素リチウム、モノメチルヒドラジン、ペンタボラン等を含んでいる。
他の候補となるECS化合物は、ジ−第三過酸化ブチル、過酸化アルキル、ヒドロ過酸化アルキル、ヒドロ過酸化アセチルを含む。過酸化物の非制限の実施例は、第三過酸化ブチルカミル、過酸化ジアミル(第三アミル)、ヒドロ過酸化第三ブチル、ヒドロ過酸化ジ−第三ブチル、ヒドロ過酸化第三アミル、ヒドロ過酸化アセチルテルト−ブチル(CH3)3COOH)、ヒドロ過酸化シクロヘキシル(アセチル)、ヒドロ過酸化エチル(アセチル)(C2H5OOH)、過酸化ジアセチル、過酸化ジエチル、過酸化ジメチル、ヒドロ過酸化メチル(CH3OOH)、過酸化アセチルベンゾール、ヒドロ過酸化アセチル、ギ酸、テトラメチルオルメタン、n,n−ジエチルギ酸、n,n−ジメチルギ酸、ホルムアミド、メチルホルマート、(硝酸エチル−ヘキシルおよび硝酸イソ−プロピルを含む)
硝酸アルキル、2.5ジメチル2.5ジ(第三ブチルペルオキシ)ヘキサン、OHC(CH2)4CHO;CH3CHOHCHOHCH3;(CH3)3CCHOHCH3;CH2CH2C(CH3)(OH)CH3;(CH3)2COOH;(CH3)3COOH;CH3NO2;CH3CCCOH;(CH3)3CCH2COH;HOCH2CH2OCH2CH2OH;HOCH2CH2OH;OCH2CHCHO;(CH3)3CCHO;(CH3)3CCH(OH)CH3;C5H4O2;HO2CCH2CH2CO2C2H5;C3H7COCO2H;C5H802、CH3COCHO、エトナノ酸、グリコール酸メチル、グリオキシル酸、フェニルグリオキシル酸、ジエチレングリコールエーテル、メチルホルマート、イソアミルホルマート、1.2−エタンジオール、ジメチルエーテル1.2−エタンジオール、硝酸エチレン、硝酸エチレン、エチレンアセテート、エチルエーテルギ酸、ギ酸、グリオキシル、グリセリン酸、テトラエトキシメタン、トリエトキシ
メタン、トリメトキシメタン、シュウ酸、シュウ酸エステル;2−メトキシフェノール、3−エトキシトルレンを含むフェノール;アセチルアセトン、無水酢酸、エチルアセテート、メチルアセテート、メタンジオールジアセテート、アミルアセテート、アセトニルアセテート、エソノ酸、2,4−ペンタデイオン、メタンシオルジアセテート、エチルアセテート、プロピオン酸、酸化エチレン、酸化プロピレン、硝酸アンモニウム、四酸化二窒素等を含んでいる。
本出願人は、燃焼において強いキレート剤を有するかあるいは強いキレート剤になる化合物も望ましいECSの候補であると信じている。
下記の構造を有し、ECS機能を行う化合物が望ましい。;R−OO、R−OO−R、R−COOOCO−R、R−COOCOO−R、R−C0−R、R−COO−R、H3CO−R、CO2−R、あるいはR−CO−R、ここで、いかなるRからの構造であってもよいし、あるいは構造がなくてもよく、Rは異なってもよく、同じであってもよく、あるいはそれ自体の倍数であってもよく、Rは2(R)、3(R)、4(R)であってよく、かつRは、水素、カルベエトキシ基、カルボメトキシ基炭水化物、カロニールダイオキシ基、カルボキシル基、カルビル基、エトキシル基、エトキシ基、エチレンダイオキシ基、グリコール基、グリオキシヘル基、メトキシ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、メチレンダイオキシ基、アセトニル基、アセトキシ基、アセチル基、アルキルロキシ、ベンゾイル基であってもよい。
明らかには、いろいろなシステムにおける異なるECS化合物は、異なる応答を引き出す。例えば、アルコールは、気化の潜熱の差のために、エーテルよりも低い燃焼温度および排気温度を引き出すことが予想される。所定のエーテルに比べてより低い分子重量アルコールおよび炭酸エステルは、燃焼処理において加速された速度で分解する。
本出願人は、前記化学反応運動遊離基を含むECS化合物に対する生成の正の熱あるいは低い負の熱は望ましいことであることが分かった。ECS化合物のための生成熱に対する許容できる負の範囲は、約−200、−180、−160、−150、−145、−130、−120、−100Kcal/molよりも小さく、より好ましくは、−90、−80、−75、−70、−70、−65よりも小さく、最も好ましくは、−60、−55、−50、−45、−40、−35、−30、−20、−10Kcal/mol、あるいは値が正より小さい。正に近ければ近いほど、あるいは正の値が大きければ大きいほど、好ましい。
燃焼温度を減らすために、蒸気構造および/またはECS化合物そのものは、特に、化合物の沸点で28.0JKmol-1に等しいかあるいはそれよりも大きい高い気化の潜熱(気化のエンタルピー)を有することが望ましい。(沸点での)他の気化のエンタルピーは、21、22、23、24、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、40、42、43、45、47あるいはそれ以上のJKmol-1に等しいかあるいはそれ以上のエンタルピーである。一般に、高くなればなるほど良い。
さらに、より高い気化の潜熱は、燃料が気化し、エネルギー密度を増加するべきとき、吸気を冷却することによって容積効率を増加する。
前記蒸気構造および/またはECS化合物そのものは高フレーム速度を有することも特に望ましいことである。一般に、(それ自体の構造の機能としておよび層流ブンゼンフレームで測定されるように)空気中で燃焼されるとき、フレーム速度は、40、43、45、46、48、50、52、54、56、58、60、65、70、75、80、85、
90、100、110、120、130、140、150cm/secに等しいかあるいは超えるべきである。
圧縮中、点火前、点火後、あるいは燃焼中に著しい運動の遊離基を発生する温度の下で容易に分解および/または解離する蒸気状態のECS化合物は望ましい。後点火が好ましい。分解は通常の圧縮圧力以下、通常の圧縮圧力で、あるいは通常の圧縮圧力以上で生じることも望ましい。
解離がフレーム面の前の前記遊離基を含む未燃焼蒸気を迅速に拡散するように作用し、メタリックと燃焼し、それによって蒸気相燃焼が生じることは非常に望ましい。
好ましいECS化合物の沸点温度は、350℃、325℃、300℃、275℃、250℃、225℃、200℃、175℃、170℃、160℃、150℃、140℃、130℃、120℃、110℃、105℃、および100℃以下の温度である。好ましい60°FでのECS化合物の気化の潜熱は、75、100、110、120、130、135、140、145、150、155、150、160、165、170、180、190、200、210、220、230、240、250、270、290、300、325、350、375、400、425、450、475、500btu/lb、あるいはそれ以上に等しいかあるいはそれ以上の潜熱である。ECS化合物の気化の潜熱は、化合物を加えることができる任意の未調整ベース燃料あるいは補助燃料と少なくとも同じであるへきであるが、より好ましくは0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、5.0%、7.5%、10%、25%、50%、75%、100%、150%、200%、250%、300%、あるいはそれ以上であるのがより好ましい。通常、差が大きくなればなるほど良い。本出願人は、気化熱の相対差が大きくなればなるほど、例えば、吸気はより高く冷却することができ、容積効率が大きくなることを発見した。
ここでのECS化合物のフレーム速度は、好ましいメタリックと無関係にあるいは好ましいメタリックがある場合に測定することができる。メタリックのある場合のECS化合物のフレーム速度は、前記メタリックがない場合よりも大きいと一般に予想される。
一般に、好ましい層流フレーム伝搬速度は、30、32、34、36、37、38、39、40、41、42、44、45、47、48、49、50、51、52、53、54、55cm/secを超えるべきである。高くなればなるほど良い。層流ブンゼンフレームの中で測定されるようないかなるECS化合物のフレーム速度も少なくとも0.5%から1.5%、1.0%から3.0%、2.0%から4.0%、3.0%から6.0%、5%から10%、7%から20%、8%から30%、10%から40%、15%から60%、30%から200%、50%から300%であるべきであるか、あるいは前記化合物を加えることができるベース燃料あるいは補助燃料より大きくあるべきである。
ECS化合物は、点火温度よりもかなり高いが燃焼温度よりもわずかに低い温度で急速に分解することが好ましい。点火温度よりも低い温度を含むより高いかあるいはさらに低い温度での分解が意図されている。しかしながら、ガソリンの場合、前点火は避けられるべきである。燃料がヒートシンクの役目を果たすことができるジェットタービン燃料の場合、165℃、205℃、220℃、280℃、300℃、320℃、350℃、あるいはそれ以上までの液相および蒸気相の両方における熱安定性が望ましい。
燃焼で完全に消費されないECS化合物は、燃焼後の雰囲気で放出されるときに分解することが好ましい。好ましい分解は、20、15、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1日よりも少ない半減期を有し、より好ましい半減期は、24、22、20、18、16、14、12、10、8、6、4、2時間あるいはそれよりも少ない。
最も好ましい半減期は1.0、0.5、0.25時間未満よりも少ない。
ECS化合物は、約150°F、250°F、300°F、350°F、400°F、450°F、500°F、550°F、600°F、650°F、700°Fまでの液体状態あるいは気体状態のいずれかで通常の処理温度および作動温度で熱的に安定でなければならないが、300°Fから1100°F、400°Fから1000°F、500°Fから900°F、650°Fから800°F以上あるいはその間を超えるおおよその温度、より好ましくは、550°Fから900°Fの温度の蒸気状態で容易に分解することが好ましい。しかしながら、これらの温度の範囲外の分解は、例えば、注入中、圧縮中、あるいは点火前、点火後および/または燃焼前、燃焼後に生じることができる。最適の分解温度は、環境で変わり、使用される燃料システムおよび燃焼システムによって決まる。
好ましいECS化合物は、分子構造においては比較的単純である。本出願人の好ましい有機ECS化合物の燃料鎖特性は、好ましい6、5、4、3あるいはそれ以下である鎖の限られた数の炭素原子を有するものである。3、2あるいは1の炭素がより好ましい。一般に、炭素鎖の長さが短くなればなるだけ、ECS化合物はより好ましい。
液体燃料の応用では、多かれ少なかれ、−150°F、−135°F、−120°F、−115°F、−20°F、−25°F、−10°F、0°F、40°F、50°F、170°F、280°Fのフラッシュポイントを有するECS化合物は許容できる。 ジェット航空機の燃料および他の同様な燃料において、30℃、38℃、40℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、105℃、110℃、120℃、130℃あるいはそれ以上よりも大きいフラッシュポイント温度が望ましい。
蒸気圧を逆に増加させないかあるいは周囲温度あるいは作動温度の補助燃料のフラッシュポイントを減少させるECS化合物が好ましい。許容できる混合蒸気圧は、0.5から約50.0psiの範囲に及ぶ。より望ましい混合蒸気圧は、0.5から15.0、0.5から12.0、0.5から10.0、0.5から9.0、0.5から8.0、0.5から7.0psi、あるいは0.5から6.0psi、0.5から5.0psi、あるいは0.5から3.0、0.5から1.5、0.5から1.0psi、0.05から0.5、あるいはそれ以下の範囲に及ぶ。個別の蒸気圧の範囲は、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.4、5.6、5.7、5.9、6.1、6.3、6.6、6.8、6.9、7.1、7.2、7.5,7.6、7.7、8.1、8.3psiを含んでいる。40、35、30、25、22、20、18、16、15、14、13.5、13.0、12.8、12.5、12.4、12.2、12.0、11.8、11.5、11.2、11.0、10.8、10.5、10.2、10.0、9.8、9.5、9.4、9.2、9.1、9.0、8.8、8.5、8.3、8.2、8.1、8.0、7.9、7.8、7.7、7.6、7.5、7.4、7.3、7.2、7.1、7.0、6.9、6.8、6.7、6.6、6.5、6.4、6.3、6.2、6.1、6.0、5.9、5.8、5.7、5.6、5.4、5.3、5.2、5.1、5.0、4.9、4.8、4.7、4.6、4.5、4.4、4.3、4.2、4.1、4.0、3.9、3.8、3.7、3.5、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.5、2.2、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.5、0.2psi未満の混合蒸気圧は許容できる。
蒸気圧及ぶフラッシュポイント温度は、下記に詳述される補助溶剤および/または塩操作によって軽減あるいは制御することができる。
実施例4 ECS化合物は、5、4、3、2、または1の炭素原子の最大炭素鎖の長さ
と、正の生成熱を含む−90、−60Kcal/mol、あるいはそれより小さい負の生成熱と、20、10、5、0、−10、−20、−30、−50℃、あるいはそれ以下よりも小さい融点と、25、30、40、42、43、44、60、80、90、100、110、120、140℃あるいはそれ以上よりも小さい沸点と、40、45、48、50、55、60、65あるいは70cm/secを上回るブンゼンバーナー層流フレーム速度と、60°Fでの80、90、100、120、130、133、140、143、145、148、150、152、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、210、215、220、230、235、240、250、300、380、400、450、500BTU/lbを超える気化の潜熱とを含み、200°F、250°F、300°F、350°F、400°F、450°F、475°F、500°F、550°F、600°F、650°F、700°F、750°Fまでの液体状態あるいは蒸気状態のいずれかで熱的に安定であり、その後、H、H2、O、O2、CO、F、F2、F3、N、B、Be、BO、B2、BF、AL、ALO、CH3、NH3、CH、C2H2、C2H5、Li、ONH、NH、NH2、OCH3
、OCH、OCH2、およびOH並びに混合物からなるグループから選択された少なくと
も1つ以上の遊離基を含む高運動エネルギー遊離基への分解が生じる。
実施例5 ECS化合物が可溶性燃料であり、1%、3%、5%、8%、10%、15
%、20%、25%、30%、33%、40%、45%、50%、52%、53%、55%、58%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、あるいは100%に等しい重量の酸素を含むのは任意であり、多かれ少なかれ、重量で25%以上の酸素濃度を有するECS化合物が好ましい。より好ましいのは40%の濃度以上の濃度である。
本出願人は、可能なECS化合物の間には大きな変異性があり、ある適切な応用および/または補助燃料応用では、ある種のECS化合物は、他のものよりもあまり満足できるものではないか、あるいは全然満足できるものではないこともあることを認めている。いくつかは、例えば、未調整航空機、最新のジェット応用、ディーゼル応用で非常に効果的であるが、自動車の目的に対しては許容できない。
他のECS化合物には潜在的な健康の危険要因の難点がある。例えば、MTBEは、多くの燃料においてオクタン向上剤としての応用があるが、現在、長い大気の半減期の場合、燃焼においては残念ながらむしろ安定している可能性のある発癌性物質あるいはアレルゲンとみなされている。したがって、その大気の中で起こる分解を加速する補助ECS化合物がない場合、その長期環境有用性は制限され得る。
MTBE、ETBE、TAMEのようなハイオクタン酸素処理ECS化合物は点火特性を改善している。しかしながら、これらの化合物は、適度の気化の潜熱および燃焼速度を有している。
基間、クラス間、および化合物間の複数の有用性は本発明のいろいろな態様に存在することがはっきりと意図される。本出願人は、繰り返しが両方のクラスあるいは機能に応ずることを意図している。例えば、メタリックECS化合物の場合、本発明の目的が達成される限りでは、この前記化合物はECS化合物およびメタリックの役割を演じることができる。
ある種のECS化合物は、補助溶剤(下記参照)との役目を果たすか、あるいは1つ以上のECS化合物の使用を容易にする補助ECS化合物であることを意図している。補助ECS化合物も補助溶剤であってもよい。例えば、フラッシュポイント温度を増加させ、RVPを減少させるかあるいは補助溶剤を混合することによってある種の高いBV/LH
VのECS化合物の燃焼温度を減らすことが必要であることもある。それとは別に、補助ECSの化合物DMCを混合することよってMTBEのような現在のECSのBVあるいはLHVを増加させるこが必要であることもある。
ある種の結同作用が、個別のECS化合物間、ECS化合物のクラス間、個別のクラス間に存在し、そのそれぞれの機能を高める。したがって、広範囲の混合物が意図されている。例えば、特に、石油製品燃料配合における硝酸アルキルと組合せるECS化合物は予想外の燃焼改良を示している。
本発明の実施は、別個の燃料注入を含む別々の手段によってECS化合物、補助ECS化合物、補助溶剤、および/あるいは補助燃料を混合することを意図している。
相互の溶剤は、非可溶性ECS化合物および半可溶性ECS化合物を溶かすために使用することができることが意図されている。しかしながら、ECS化合物がこのような燃料で溶解できるべきであることが好ましい。
実施例6 燃料可溶性ECS化合物は、−100℃、−80℃、−55℃、−20℃、
−5℃、10℃、50℃、−25℃、−5℃、0℃、5℃、10℃未満の融点を有し、40℃、60℃、75℃、85℃、100℃、150℃、275℃、485℃、あるいはそれ以上の沸点を有する。
ある種の機械的構造は、ECS化合物の燃焼速度を十分に高めおよび/または燃焼温度様相、例えば、高められた霧化あるいは注入圧力/方法を減らすことが必要であることも意図されている。
したがって、上記の増強された燃焼構造が高い相対濃度で存在し、および/または、特に、燃焼速度の増加によって明らかにされる、蒸気吸気および/または圧縮、後点火、前点火の蒸気における中間生成物および/または初期/予燃焼および/または予燃焼構造/生成物および/または燃焼蒸気になるこれらの元素または化合物/組成物は、ここでのECS化合物を構成する。
未燃焼燃料蒸気のパーセントとしての相対グラム重量あるいは運動遊離基の体積が大きくなればなるほど、良い。
したがって、未燃焼ガスと燃焼ガスとの間で拡散速度を増加させるために十分な量の増強された燃焼構造を使用することが本発明の実施例である。機械的であってもよいしあるいは化学的であってもよい本出願人の拡散手段は、別個の層流および/または渦巻きの燃焼速度増加手段をさらに組み込み得る。あるいはこのような手段がECS化合物の使用で存在し得ないことが意図されている(下記参照)。
ECS化合物は、その使用あるいは配合が圧縮、点火および燃焼工程で発生されたECS構造を他の方法で発生するかあるいはこのECS構造であるように生じさせるならば、ECS化合物はECS構造を含む必要がないことが本発明の実施で意図されている。
したがって、本発明の実施では、燃焼工程でECSの合成を高めるいかなる化合物もECS化合物であるとみなされる。
(噴射領域外の爆発を含む)燃焼前にわずかな燃料の蒸気の小滴あるいは注入された燃料粒子に爆殺させるかあるいは燃焼領域内にわずかな蒸気の急速な拡散を生じさせることができるいかなる化学的あるいは機械的な手段も好ましい。燃料粒子爆殺を生じることができるこのような非制限ECS化合物は、水、メタノール、過酸化水素、菜種油等を含んでいる。
乳濁液、添加剤、補助溶剤、超音波混合あるいは他の方法/配合を用いる水あるいは他のECS化合物を含む燃料が意図され、例えば、水を含むガソリン、ディーゼル燃料、ナフサ、ジェット航空機燃料、留出燃料、アルキル化合物、改質油等が意図されている。非腐食性であり、密封剤あるいはエラストマーに悪い影響がないECS化合物が好ましい。しかしながら、腐食性抑制剤添加が意図されている。これらの範囲外の濃度は許容できるけれども、おおよそ20から30ppmの濃度で使用される非制限実施例は、デュポン社から入手できる“DC1 11”を含んでいる。他の公知の抑制剤が意図される。
液体燃料で使用される好ましいECS化合物は、32°F、−0°F、−20°F、−40°F、−50°F、−60°F、−70°F、−80°F、−90°F以下、最も好ましくは、−100°F以下の低い融点を有するべきである。
環境が許可するならば、より低い温度が熟考される。必要ならば、補助ECS化合物および/またはエチレングリコールモノメチルエチレングリコールモノメチルエーテルのような添加剤を使用することができる。さらに、フラッシュポイントあるいは蒸気圧のような、ECS化合物の因果関係を示する燃焼速度の増加および/または燃焼温度の減少は、他の補助ECS化合物、添加剤あるいは補助溶剤によって軽減できる最適融点よりも小さい融点に対して傾けられなければならない。
ECS化合物は中毒性であるべきでないか、あるいは少なくとも高度な中毒性であるべきでないかあるいは逆の毒性に関連すべきであることが好ましい実施である。不十分な熱安定性を補正する添加剤を使用するこができるけれども、化合物は、低温度で注入でき、適当な点火特性を有し、熱的に安定であるべきである。
好ましい実施は、酸化ECS化合物を意図している。化合物の酸素を最大化することは一般に望ましい。酸素含有量は、0.0001から5.0、8.0、12.0、15.0、18.0、20.0、22.0、25.0、28.0、30.0、33.0、35.0、37.0、40.0、45.0、50.0、53.3、60.0、80.0重量パーセント、あるいはそれ以上の範囲に及ぶ可能性がある。
ECS燃料の調合において、酸素燃料含有量を最大にすることも目的である。
およそ0.05%、1.0%、1.5%、2.0%あるいはそれ以上の酸素が含まれるまで、有益な結果は生じない。しかしながら、0.001%を含むより小さい濃度は補助用途では許容できる。望ましい範囲は、重量単位で0.001から80.0%の酸素である。他の範囲は、重量単位で0.001から50.0%、0.001から80.0%、0.001から15.0%、0.5から1.5%、0.3から2.7%、0.4から1.8%、0.5から1.9%、0.6から2.0%、0.7から2.1%、0.8から2.2%、0.9から2.3%、1.0から2.4%、1.1から2.5%、1.2から2.6%、1.8から2.2%、2.0から3.7%、0.2から0.9%、1.0から4%、2.0から8.0%、1.8から12.%、2.0から10.0%、3.0から30%、5.0から40%、2.0から53%の酸素を含んでいる。他の濃度は、0.5、0.9、1.4、1.9、2.4、2.9、3.4、3.5、4.2、4.7、5.2、5.9、6.3、6.6、7.4、7.5、7.8、9.2、10.1、14.3、18.4、23.2、36.3、あるいはそれ以上の重量パーセント酸素よりも大きい濃度を含んでいる。0.1、0.3、0.7、1.1、1.2、1.9、2.0、2.3、2.7、3.3、3.7、3.9、5.1、6.3、8.2、10.3、15.3、22.5、32.6、43.5、48.3、62.3あるいはそれよりも小さい重量単位での酸素よりも小さい酸素濃度が意図されている。これらの濃度はECS燃料およびECS/補助燃料の
組合せの両方を含んでいる。
酸素濃度が重要であることが適切な燃料用途およびロケット用途では予想される。初期の補助燃料用途では、濃度はより適度である。しかしながら、メタリックと積極的に反応し、本発明の目的を最大にすることができるかなりの酸素濃度を含むことが目的である。望ましいが、ECS燃料は酸素を含有する必要はない。
金属実施 本発明の実施では、ECS化合物とともに少なくとも1つの反応遷移金属、
アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、族IIIAの元素あるいは混合物(ここでは“金属/メタリック”)がECS燃料を含んでいることが意図されている。
本発明によって意図されている好ましい種類および量の金属は、燃焼が改良され、および/または環境汚染物質が減少されるべきであることを要求する。例えば、燃焼が金属の表面上あるいは、これまで金属燃焼に特有な、金属を被覆する溶融した酸化物の層上および/またはこの層内で行われない発光の蒸気相燃焼が生じることが好ましい。
金属酸化物粒子がサブミクロンの範囲で形成される蒸気相燃焼は、高燃焼速度および金属の表面からある距離延びる発光の化学反応ゾーンの存在によってさらに特徴付けられる。それは、非常に広範囲の燃焼であり、加速された排気速度を生じる。
好ましい実施では、メタリックは、推進剤あるいは補助推進剤として使用される。メタリックの水素含有量および燃料を含有するメタリックは、可能な範囲まで最大にされるべきである。したがって、金属水素化物あるいは他の同様な化合物が望ましい。塩を含有する水素も望ましい。
実施例7 メタリックの蒸気相燃焼方法であって、前記方法が、強化された燃焼構造を
有する運動遊離基を燃焼室に導入し、前記遊離基が存在する可燃性のメタリックあるいは金属化合物を前記金属の酸化物の沸点以下および好ましくは/任意には前記金属あるいはメタリック化合物の沸点以上の温度で燃焼し、前記金属を燃焼し、それによって金属の表面からある距離延びる鮮やかな発光の化学反応ゾーンによって明らかにされる加速された燃焼が生じ、かつ金属酸化物粒子が低い燃焼範囲からサブミクロン範囲までで生じ、および/またはガス状態のままである。
実施例8 実施例39の蒸気相方法において、前記方法の排気ガスが、50、52、5
4、56、58、60、62、64、66、68、70、80、90、100、120、130、140、150、160、170、200cm/sec、あるいはそれ以上を超える高速度で移動し、前記酸化物が、平均、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.05、0.04、0.02ミクロン、あるいはそれ以下よりも小さい粒子サイズを有する。
金属は、本発明の目的が達成される限り、どんな固形であっても、霧化された蒸気あるいは微粒子の導入が受け入れることができるときに燃焼室に導入されるべきであることも好ましい。固体燃料の応用では、メタリックが固体として導入することができることが意図されている。ハイブリット応用では、メタリックは、固体あるいは液体かのいずれかとして導入することができる。
意図されたメタリックは、その燃焼生成物が負の高化成熱を有する。高燃焼熱あるいは加熱値を有する意図された金属および/またはメタリック化合物が望ましい。非制限実施例は、アルミニウム、ホウ素、臭素、ビスマス、ベリリウム、カルシウム、セシウム、ク
ロム、コバルト、銅、フランシウム、ガリウム、ゲルマニウム、ヨウ素、鉄、インジウム、リチウム、マグネシウム、マンガン、モリブデン、ニッケル、ニオビウム、隣、カリウム、パリウム、ルビジウム、ナトリウム、スズ、亜鉛、プラセオジム、レニウム、サレーン、バナジウムを含む。本出願人の金属は有機金属又は無機化合物であろう。
1A族のアルカリ金属、2A族のアルカリ土類、3B、4B、5B、6B、7B、8、1B、2B族の遷移元素及び金属、7Aのハロゲン、及びその化合物を含む3A族元素が予測される遷移金属及びカルボニルを含むシクロマチック(CYCLOMATIC)/シクロペンタジエン化合物が明白に予測される。その合成は米国特許No.2,818,416、3,127,351、2,818,417、2,839,552(参考文献に含まれる)に述べられる。本出願人はメチルシクロペンタジエニルトリカルボニル基が有効であることを発見した。
非限定シクロマチック又は4B、5B、6B、7B、8族に見いだされる金属又は元素を含むシクロペンタジエン化合物を含む化合物が特に予測される。金属及び/又は一種以上の金属の混合物及び/又はそれらの化合物を含む化合物が予測される。
金属及び元素の周期律表の3A族に見いだされる、特にホウ素及びアルミニウムの非限定化合物が明白に予測される。金属はECS化合物との燃焼、又は可溶性化合物、相互分散材/溶媒、コロイド媒体、けん濁媒体、別々の注入を経ることを含む多くの他の方法で導入されるだろう。
7A族のハロゲン類は環境的及び健康的関連、例えばフッ化炭化水素、等のためにフッ素、塩素、臭素使用について限定付きで予測される。
酸素を除く6A族のカルコゲンは環境及び健康関連のため硫黄使用について限定付きで予測される。
5A族元素及び化合物は予測されるが、環境関連のためリンは限定される。
本出願人はそれらの金属又は金属化合物を、最良の即時選択である液体炭化水素燃焼と両立する融解及び沸騰領域を有して、一般に燃料可溶性であると信じる。
このような有機金属化合物の非限定例はシクロペンタジエニルメチルシクロペンタジエニル鉄、フェロセン、メチルフェロセン、並びにブタジエン鉄トリカルボニル、ブタジエン鉄トリカルボニル、ジシクロペンタジエニル鉄並びにジシクロペンタジエニル鉄化合物(米国特許2,680,;2,804,468;3,341,311参照);ニッケル、シクロペンタジエニルニッケルニトロシル;
ヘキサカルボニルモリブデン、シクロペンタジエンモリブデンカルボニル(米国特許3,272,606、3,718,444参照)、テクネチウム、マグネシウム、レニウムの化合物(カナダ特許#1073207参照)、ジボラン、テトラボラン、ヘキサボラン、及び混合物を含む。これらの金属の有機及び非有機種が使用されるだろうと予測される。米国特許#2,818,416はトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、ジメチルベリリウム、ホウ素水和物、水素化ホウ素、無水ホウ素、トリエチルホウ素(C2H5)3B;水素及びリチウムを伴うホウ素の化合物、ペンタボラン、デカボラン、バラゾール、ホウ水素化アルミニウム、ホウ水素化ベリリウム、ホウ水素化リチウム、及びそれらの混合物;軽金属化合物(CH3)3NBH(CH3)3、(CH3)2BI、Be(C2H5)2、C4H9B(OH)2、Al(BH4)2、Be(BH4)2、LiBH4、B(OC2H5)3、(BO)3(OCH3)3;Zn(CH3)2のような多くのものを示す。複数の金属を有する化合物が予測される好ましいシクロマチックマンガントリカルボニルはシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルである。さらに好ましいシクロマチックトリカルボニルはメチルペンタジエニルマンガン(MMT)である。
受容可能な置換基の非限定例は、アルケニル、アラルキル、アラルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、及びアルケニル基を含む。受容可能なCYCLOMA
TICマンガントリカルボニルアンチノック化合物の実例的及び他の非限定例はベンジレイエロペンタジエニル(benzyleyelopentadienyl)マンガントリカルボニル;1,2−ジプロピル−3−シクロヘキシルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル;1,2−ジフェニルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル;3−プロペニリエニル(propenylienyl)マンガントリカルボニル;2−トリインデニル(tolyindenyl)マンガントリカルボニル;フルオレニル(fluorenyl)マンガントリカルボニル;2,3,4,7−プロピフル
オレンチル(propyfluorentyl)マンガントリカルボニル;3−ナフチルフルオレニル(naphthylfluorenyl)マンガントリカルボニル;4,5,6,7−テトラヒドロインデニル(tetrahydroindenyl)マンガントリカルボニル、3−3−エテニル−4,7−ジヒドロインデ
ニルマンガントリカルボニル;2−エチル−3−(a−フェニルエテニル(phenylethenyl))−4,5,6,7−テトラヒドロインデニルマンガントリカルボニル;3−(a−シ
クロヘキシレンテニル(cyclohexylenthenyl))−4,7−ジヒドロインデニルマンガントリカルボニル;1,2,3,4,5,6,7,8−オクタヒドロフルオレニル(octahydrofluorenyl)マンガントリカルボニル等を含む。このような化合物の混合物も使用可能である。上記の化合物は一般に分野で既知の方法で合成可能である。
本出願人はカリウム、マグネシウム、リチウム、ボラン及びそれらの関連高エネルギー燃焼性化合物が特に有効で、このように望ましいことを発見した。環境が必要とするならば、Li及びLHのような促進剤も予測される。
慣用の試験は他の金属、それらの化合物、及び本出願人の発明の基準に適合する組合せを同定するだろう。このように、この発明の目的を推進する何らかの金属はこれに関する請求項で予測される。
燃焼温度も金属の(又は金属化合物の)沸点より高いことが好ましい。
燃料組成物中の高い酸素重量濃度、特に強化された燃焼特性高濃度で、高い受容可能な金属濃度を可能にする。高い平均ECS燃料、ECS/共燃料及び/又は共燃料密度も高い受容可能金属濃度及び高い排気速度と結びつけられる。エンジン燃焼熱力学及び化学量論は金属の上限を指定する。
金属濃度は実質的に、0.001から7.50グラム元素金属/galを超えるまで、0.001から10.00グラム元素金属/galを超えるまで、0.001からから15.00グラム元素金属/galを超えるまで、0.001から20.0グラム元素金属/galを超えるまで、0.001から30.00グラム元素金属/galまで、0.001から50.00グラム/元素金属/gal又はそれ以上変化するものを含む非限定例を変えるだろう。ある応用では、1/64、1/32、1/16、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、1、1.5、2.0、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、5.0、7.5、10、15、20、25、26、27、30、33、35、40、50、55、60.0、65、70、80、及び90グラム/galに等しいか又はそれ以上の金属濃度は望ましいだろう。前進及び/又はロケット及び/又は推進剤応用では、元素金属濃度は100、150、200、225、250、300、400、200から500、600、800から1000.0グラム/galまで、特に自燃性条件でこの順であるる。上記の範囲の濃度も予測される。
しかし、より伝統的な共燃料用途のためのマンガン範囲は一般に、約0.001から約5.00グラムMn/galまで、0.001から約3.00グラムMn/galまで、0.001から約2.00グラムMn/galまで、0.001から1.00グラムMn/galまで、0.001から約0.50グラムMn/galまで、0.001から0.375グラムMn/galまで、0.001から0.25グラムMn/galまで、0.001から0.125グラムMn/galまで、0.001から0.0625gMn/galまで、0.034から0.125グラムMn/galまでの組成にわたるだろう。
他の金属又はマンガン濃度は、1/128、1/64、1/32、1/16、3/32、1/8、5/32、3/8、1/4、1/2、3/4、0.8、0.825125、1.0、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.656、1.75、1.875、1.90、2.0、2.25、2.3、2.4、2.45、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.3125、3.4、3.5、3.6、3.7、3.75、3.8、3.875、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.75、4.875、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.625、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.25、7.3、7.375、7.4、7.5、7.55、7.6、7.8、7.875、7.9、8.0、8.5、8.75、8.875、9.0、9.1、9.25、9.3、9.375、9.4、9.5、9.6、9.7、9.75、9.8、9.875、9.9、10.0、10.125、10.25、10.375、10.5、10.6、10.75、10.875、11.0、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.75、11.8、11.875、11.9、12.0、12.2、12.3、12.375、12.4、12.5、12.7、12.75、12.875、12.9、13.0、13.1、13.2、13.2、13.25、13.3、13.375、13.4、13.5、13.6、13.7、13.75、13.8、13.875、13.9、14.0、14.1、14.2、14.3、14.4、14.5、14.6、14.7、14.8、14.9、15.0、16.0、17.0、18.0、19.0、20.0、21.0、22.0、23.0、24.0、25.0、26.0、27.0、28.0、29.0、30.0、31.0、32.0、33.0、34.0、35.0、36.0、37.0、38.0、39.0、40.0、41.0、及び0.001から50.0、100.0、200.0、400.0、500.0、700.0、800.0、1,200、3,500、又は5,000グラム金属/galまで、それ以上又は未満を含む。元素金属のすべての改良、又は化学量論的量の燃焼は予測される。
ディーゼル燃料応用の場合では、燃料の重量で1.0%、又は約25から33グラム/gal未満のマンガン濃度も予測される。ガソリンでは、1/64、1/32、又は1/16gr/gal未満のマンガン濃度が望ましい。
範囲は特定の金属、燃料、燃料重量、制御、椎進応用、熱力学に依存して変化し、燃焼システムの範囲は本出願人の発明の加速された低温高エネルギー性を強化するために修正される。
本出願人の金属はピクリン酸鉄、カリウム塩、等を含む燃焼触媒の全範囲を含む。例えば、カリウム塩は「SparkAid又はSparkAde」として知られたShellChemicalで商品化されたものを含んで予測される。
このような塩類は燃料中に、燃料100万部につき0.01、0.4、0.5、0.75、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0部の金属で使用され、1.0から4、0ppm金属まで予測され、16.0ppm未満の濃度でも予測される。他のカリウム塩フェロセンの範囲は100万につき0.10から8.0まで、4.0から9.0まで、5.0から12.0まで、6.0から13.0まで、7.0から14.0まで、8.0から15.0ppmの金属と変化し、燃料100万につき9.0から16.0まで、10.0から20.0まで、11.0から22.0まで、12.0から25.0まで、13.0から30.0まで、14.0から40.0まで、15.0から50.0まで、16.0から60.0まで、17.0から80.0まで、18.0から100.0部で変化する。
本出願人の発明の応用では、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0、13.0、14.0、15.0、16.0、17.
0、18.0、19.0、20.0、21.0、22.0、23.0、24.0、25.0、26.0、27.0、28.0、29.0、30.0ppm金属(又は塩)未満のカリウム濃度は明白に予測され、望ましく、ECS化学及び使用された力学的手段に依存して、前記カリウム濃度又はより大きい濃度は逆の金属酸化物の生成なしで使用できる。
燃焼速度及び/又は本発明の他の目的を最大にする金属濃度は明白に予測される。
本発明に従って、本出願人の燃料は、燃料組成物、化学量論、EC化学、燃焼システム、有効性及び希望する出力、及び法規及び/又は環境考慮と両立する、燃焼改良量を構成する、少なくとも一種のMn及び/又は非鉛金属の量を含むだろう。
しかし、本出願人の燃料も金属なし、例えば改質燃料であることは、明白に予測される。すなわち、本出願人の発明は、燃焼速度加速及び/又はここに述べた燃料置換剤仕立て、化学的及び/又は機械的手段又は同時係属出願による燃焼温度低下によって、金属なしで使用できる。
熱放出、燃焼速度、熱効率、放出減少、出力発生、及び同類における協力的改良を達成するために金属を置換又は混合することが実施態様である。本出願人の発明は金属置換及び混合実践において広い変化を予測する。例えば、米国特許3,353,938;3,718,444;4,139,349を参照。有機金属化合物は発明の実践に好適である。
実施例9 点火又は燃焼改善量のカリウム塩(例えばSparkAidとして市販され
るShell Chemical Corporationの製品);及び少なくとも一種の有機マンガン化合物;及び少なくとも一種のECS化合物からなる組成物。
ここで金属は熱の生成が負である酸化物を有し、約−1,000、−10,000、−50,000、−100,000、から−150,000grカロリー/molまでを超える(例えばより負である)べきであることが好ましい実践である。より好ましくは−200,000、−225,000、−250,000、−275,000、−300,000、−325,000、−350,000、−400,000grカロリー/mol、及びそれ以上(より負)を超えるものである。
低い相対分子量の金属が望ましい。本出願人の金属の受容可能な分子量は、100、80、72、70、60、59、55、36、34、32、30、28、26、24、22、20、18、16、14、12、10、8、6、又は4未満のものを含み;より受容可能なのは59、56、32未満のものを含み;望ましい分子量は27、24未満のものであり;より望ましいのは15未満のものであり;さらに望ましいのは14未満のものであり;最も望ましいのは6未満のものでる。
本出願人は気体及び固体金属及び/又はそれらの化合物を予測する。金属の燃焼生成物は環境に優しい、例えば低又は無毒性が好ましい。
本出願人は本発明の実践に入手可能な多数の金属があることを認める。本出願人は1995年ChemicalRubber Company CRC「Handbook of Chemistry and Physics」有機金属化合物物理定数に関する節を参考文献に含める(及び/又は他の関連節)。及び、本発明の基準に適合する燃料可溶性金属を特定的に含む。
非鉛金属の他の非限定例は明細書に述べられた。非鉛で簡単な二成分金属化合物の追加の非限定例。塩類を含む三成分以上の化合物は予測される。三成分オキシ酸の塩は予測される。金属過塩素酸塩、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、水酸化物、及びその他は予測される。金属水酸化物は望ましい。予測される塩は置換可能な水素を含む酸の塩を含む。
酸素化有機金属化合物を含む金属化合物の酸素化物を使用することも本発明の範囲及び実
践内にある。それ自体ECS化合物である金属化合物を使用することは明白な実施態様である。非限定例はECS化合物に基づくリチウム、ヨード、ホウ素を含むだろう。
予測される酸素化有機金属化合物は金属メトキシ、ジメトキシ、トリメトキシ、エトキシ、ジエトキシ、トリエトキシ、蓚酸塩、炭酸塩、二炭酸塩、三炭酸塩、及びその混合物を含む同様な構造を含む。このような酸素化有機金属化合物は追加のECS化合物(例えばDMC)と共に又はなしで使用されてもよい。
このようにして、本発明は純燃料として、混合物を含む、酸素を含む有機金属化合物を、追加のECS化合物、共燃料、又は追加の選択的金属と共に使用する。
構造又はM1−OCH3に類似の構造を有する同族又は類似物を含む、金属化合物を使用することは本発明の実践内であり、ここでM1は1の原子価を又は選択的に1より多くの原子価を有する金属で、ここで過剰の原子価は二重結合酸素及び/又は1若しくはそれ以上のメチル、水素、ヒドロキシ、エトキシ、カルボエトキシ、カルボメトキシ、カルボニル、カルボニルジオキシ、カルボキシ、メトキシ、イソニトロ、イソニトロソ、メチレンジオキシル基、及び/又はその組合せで占められ;M2−[OCH3]2の構造を有する金属化合物、ここでM2は2の原子価を有し、又は任意に2より多くの原子価を有し、ここで過剰の原子価は二重結合酸素及び/又は一又はそれより多くのメチル、水素、ヒドロキシ、エトキシ、カルボエトキシ、カルボメトキシ、カルボニル、カルボニルジオキシ、カルボキシ、メトキシ、イソニトロ、イソニトロソ、メチレンジオキシル基、及び/又はその組合せ(説明的例はほう酸トリメチル[BH(OCH3)2]を含む)で占められ;M3−[OCH3]3の構造を有する金属化合物、ここでM3は原子価3を有する、又は任意に3より多くの原子価を有する金属であり、ここで過剰原子価は単一又は二重結合酸素及び/又は1又はそれより多くのメチル、水素、エトキシ、カルボエトキシ、カルボメトキシ、カルボニル、カルボニルジオキシ、カルボキシ、メチロキシ、イソニトロ、イソニトロソ、メチレンジオキシル基又はその組合せで占められ;M4−[OCH3]4の構造を有する金属化合物で、ここでM4は4の原子価を有し、又は任意に4以上の原子価を有する金属で、ここで過剰の原子価は単一又は二重結合酸素及び/又は1又はそれより多くのメチル、水素、ヒドロキシ、エトキシ、カルボエトキシ、カルボメトキシ、カルボニル、カルボニルジオキシ、カルボキシ、メチロキシ、イソニトロ、イソニトロソ、メチレンジオキシル基、又はその組合せで占められる。
上記の例では、M1−M4は1又は同じ若しくは異なる金属のいずれかである、多重金属を含むであろうことが予測される。多重同一金属を含む前記構造の非限定例はテトラメトキシジボラン[(CH3O)4B2]を含む。
追加の予測された酸素化有機金属構造はM1−O(CO)O−M2を含み、ここでM1又はM2は1の原子価又は任意に1より多くの原子価を有する同じ又は異なる金属で、ここで過剰原子価は追加の金属、及び/又はM1若しくはM2が単一又は二重結合酸素、及び/又は1又はそれ以上のメチル、水素、ヒドロキシ、エトキシ、カルボエトキシ、カルボメトキシ、カルボニル、カルボニルジオキシ、カルボキシ、メチロキシ、イソニトロ、イソニトロソ、メチレンジオキシル基及び/又はその組合せで占められる。M1は単一結合酸素及び/又は1若しくはそれより多くのメチル、水素、ヒドロキシ、エトキシ、カルボエトキシ、カルボメトキシ、カルボニル、カルボニルジオキシ、カルボキシ、メチロキシ、イソニトロ、イソニトロソ、、又はメチレンジオキシル基で置換されるだろう。非限定例は炭酸リチウム[Li2O2(CO)]、炭酸カリウム[K2O2(CO)]、炭酸ナトリウム、炭酸セシウム、炭酸銅、炭酸ルビジウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウムナトリウム等を含む。
C3及びC4プラスエーテルは金属構造を有するであろうことは予測される。
例えば、M’1−CH2−CH2−O−CH2−CH2−M’2構造は予測され、ここでM’1及びM‘2は同じ若しくは異なる金属で又はここでM’1若しくはM’2は水素、若しくは原子若しくは1価の基(上記のものと同様)でもよい。
他の予測された構造は金属ケトン、エステル、アルコール、酸、及び同類を含む。非限定例はM‘1−C−OH3を含み、ここでM’1は3の原子価からなる1又はそれより多くの金属で;他の構造はM‘1−C2O4を含む、ここでM’1は2の原子価を有する。M1−C−C−O−C−C−M2構造も予測され、ここでM1及びM2は同じ若しくは異なる金属又はここでM2は水素若しくは一価の原子でもよい。
前記酸素化有機金属化合物は、例えば、高い蒸発熱、高い燃焼速度、分解特性(例えば、点火後前燃焼に置ける分解が強化された燃焼又は遊離基構造へ)、通常の取扱温度で熱的に安定であること、等のECS化合物に対するものを含む上述の燃料特性を有し;及び金属の高い熱並びにエネルギー放出特性を有することは非常に好ましい。
本出願人の金属は要求されるように、相互溶媒によって液体燃料系に包含されることは明白に予測される。又は代わって、液化又は気化を含む、別々の手段で燃焼器/燃焼室に導入されるだろう。
本出願人の純酸素化有機金属は大量生産に基づいて製造は比較的高価ではないはずである。
実施例10 低温蒸気相燃焼の方法及び組成物、前記方法は:i)70、60、50、
40ミクロンを超えない、又はそれ以下の平均粒子寸法を有する燃料蒸気を、空気吸入燃焼システムへ導入し;1)少なくとも一つの燃料可溶性化合物又は遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、IIIA族元素から選ばれた元素及び混合物で、その酸化物の生成熱は負であり、任意に含み、又は約−10,000、−20,000、−30,000、−40,000、−50,000、−100,000、−150,000、−200,000、−225,000、−250,000、−300,000、−350,000、−400,000grカロリー/molを超え(例えば、より負である)、及び前記元素又は化合物の熱価が任意に2,000、4,000、4,500、5,000kcal/kg又はそれ以上(以下参照)、及び2)約110、120、125、130、140、145、148、150、152、155、157、160、170、200、230、250、275、300、325、350、375、400、450、500btu/lb@60°F(好ましくはその沸点で150、151、152、153、154、155、160btu/lb以上)を超える、又は択一的に約27、28、29、30、31、又は32jKmol-1を超える蒸発の潜熱、約48、49、50cm/sec若しくはそれ以上の層状燃焼速度、及び任意に約100℃、150℃、200℃、250℃、275℃、300℃、325℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、又はそれより高温までの蒸気相で熱的に安定であることで特徴づけられる少なくとも一つのECS化合物、3)任意に共燃料を含む前記燃料蒸気;ii)0.3、0.25、0.22、0.2、0.19、0.18、0.17、0.15、0.13、0.10、0.08、0.05mJ、又はそれ未満の最大スパークエネルギーを任意に有する前記燃料蒸気を構築すること、そこまでに点火未燃焼燃料蒸気が、150、120、100、90、80、70、60、50、40、30、20、10、0kcal・mol-1以下、又は負の25℃における生成熱を有する、反応性高運動エネルギー遊離基に分解し、それによって前記遊離基は、前記遊離基を任意に遊離基に分解して(非限定例は燃焼過程継続中の引き続く再結合を伴ってOH、CN、CH、及びNH含む)、1:20、1:10、1:5、1:2、1:1、1.5:1、2:1、3:1、5:1、10:1、15:1
、20:1、30:1、50:1、75:1、100:1、150:1、200:1、250:1、500:1、1,000:1、5,000:1、10,000:1の比に等しいか超える量で、元素状遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、IIIA族元素又は混合物に対するグラム重量当量を示し;iii)前記遊離基を発光する蒸気相燃焼を十分に生じるように炎の前面に前記遊離基を拡散させることからなる前記方法。
実施例10a 前記燃焼が1400°F、1390°F、1375°F、1350°F
、1325°F、1300°F、1275°F、1250°F、1200°F、1100°F、又は1000°F以下の増加する排気速度で特徴づけられる、上記実施例10。
実施例11 多環式芳香族、鉛、硫黄、バリウム、塩素、又はフッ素が無いか、又は実
質的に無く、塩素化溶媒、臭素及び/又はリン、若しくはフッ化炭化水素、フッ化炭素、塩化フッ化炭素、塩化フッ化炭化水素又はその生成に寄与する化学薬品が任意に無い又は本質的に無い、実施例10の組成物。
実施例12 化合物のグラム数で測定した金属化合物に対するECS化合物の比、又は
択一的に元素金属のグラム数に対する反応性遊離基の比は、1:1000から1:1まで、1:500から1:1まで、1:100から1:1まで、1:50から1:1まで、1:40から1:1まで、1:30から1:1まで、1:20から1:1まで、1:10から1:1まで、1:5から1:1まで、1:4から1:1まで、1:3から1:1まで、1:2から1:1まで、3:5から1:1まで、2:3から1:1まで、1:1、1:1から3:2まで、1:1から5:3まで、1:1から2:1まで、1;1から7:3、まで、1:1から3:1まで、1:1から4:1まで、1:1から5:1まで、10:1、1:1から15:1、1:1から20:1まで、1:1から30:1まで、1:1から50:1まで、1:1から75:1まで、1:1から100:1まで、1:1から150:1まで、1:1から200:1まで、1:1から250:1まで、1:1から500:1まで、1:1から1000:1まで、1:1から5000:1まで、1:1から10000:1まで、又は反応を最適化する他の比にほぼ等しいか又は未満である、実施例10の組成物。
実施例12a ECS化合物がDMC及び金属で任意にMnである上記実施例。
実施例13 ECS化合物のグラム数の元素状金属のグラム数に対する比が、100,
000:1から1:1まで、10,000:1から1:1まで、5,000:1から1:1まで、2、500:1から1:1まで、2,000:1から200:1まで、3,000:1から1,000:1まで、2,500:1から500:1まで、2,000:1から50:1まで、1,500:1から100:1まで、1,250:1から1:1まで、1000:1から1:1まで、750:1から50:1まで、他の受容可能な範囲の500:1から20:1まで、250:1から15:1まで、200:1から3:1まで、50:1から5:1まで;20:1から10:1まで;20:1から1:1まで;及び15:1から1:1までにほぼ等しいか又は以下の範囲にあるECS化合物(DMC)及び金属(有機マンガン)化合物からなる上記の方法及び組成物。個々の濃度は、10,000:1、6000:1、5500:1、5000:1、4800:1、4500:1、4000:1、3800:1、3600:1、3400:1、3200:1、3000:1、2800:1、2600:1、2400:1、2200:1、2,000:1、1850:1、1750:1、1550:1、1500:1、1450:1、1425:1、1400:1、1380:1、1350:1、1340:1、1325:1、1320:1、1300:1、1280:1、1260:1、1250:1、1200:1、1180:1、1150:1、1125:1、1100:1、1075:1、1050:1、900:1、800:1、750:1、650:1、600:1、575:1、550:1、5
00:1、450:1、350:1、300:1、250:1、200:1、180:1、175:1、170:1、165:1、160:1、155:1、150:1、145:1、140:1、135:1、130:1、125:1、120:1、115:1、110:1、105:1、100:1、95:1、90:1、85:1、80:1、75:1、65:1、60:1、55:1、50:1、45:1、40:1、35:1、30:1、25:1、20:1、18:1、17:1、15:1、12:1、10:1、8:1、5:1、3:1、2:1、1:1、又は方法及び組成物の燃焼特性を最大にする比を含む。他の範囲は4800:1から15:1まで;1200:1から10:1まで;600:1から5:1まで;300:1から5:1まで;180:1から50:1まで;600:1から30:1まで、500:1から50:1までを含む。ECS対金属比は上述のものより高いか低いかは予測される。
実施例14 ESC化合物、好ましくは炭酸ジメチル(DMC)、少なくとも一つの可
溶性金属(好ましくはシクロマチックマンガン化合物)、ここでECS化合物の元素状金属に対する比は2,500部対1に等しいか未満、600部対1に等しいか未満、400:1、300:1、175:1、150:1、125:1、100:1、75:1、60:1、50:1、40:1、30:1、20:1、10:1に等しいかそれ未満であることからなる、ECS燃料組成物。
実施例15 ESC化合物(好ましくは炭酸ジメチル);少なくとも一つの燃料可溶性
遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、III族A元素、又は混合物、(好ましくはシクロマチックマンガン化合物);任意に共燃料;ここで炭酸ジメチルのグラム数対元素状金属のグラム数の比は10,000:1から1:500まで、2,500:1から1:100まで、1200:1から1:1まで以内で、さらに好ましくは600:1から1:1まで(又は燃焼の特性を最大にするたの比)であり;任意に:塩、VPR又はFPI共溶媒又は塩、酸化防止剤、凝固点添加剤、氷結防止剤、金属不活性加剤、腐食防止剤、湿度調節添加剤、潤滑性剤、潤滑剤又は摩擦調節剤、耐摩耗剤、燃焼室又は付着制御添加物、抗加水分解剤、pH調節添加剤、湿度、加水分解調節又は防止手段、引火点を挙げるための手段、蒸気圧の減少又は初期揮発性の増加(要求されるように)、何らかの認可された添加剤、又はここで開示された他の添加剤、及び混合物;任意に少なくとも38℃の引火点又は20、15、12、10、9.5、9.0、8.5、8.0、7.5、7.0、6.5psi以下のRVP;任意に21kpA@38℃の最大蒸気圧;任意にASTMD1655標準に適合する最小熱安定性;任意に燃焼熱又は42.8MJ/kgに等しいか又は超える等価容量、−40、−47、−50℃の最高凍結温度;任意に0.1mgKOH/gの全最大酸性度;又は任意に一又はそれより多くの認可されたASTM、工業、又は政府燃料基準;発光性蒸気相燃焼を達成することが可能なように特性づけられた前記燃料からなるECS燃料組成物。
実施例16 任意に工業及び/又はASTM基準に適合する共燃料、及び生じるESC
/共燃料は低い熱価のESC化合物の希釈効果のために、工業又はASTM燃料のみ以下、又は43.0、42.8、42.5、42.0、41.5、41.0、40.5、40.0、39.0、38.0、37.0、36.0、35.0kJ/kg以下、又は18,720、18,000、17,900、17,500、17,000、16,500、16,000、15,500、15,000BTU/lb若しくはそれ未満、0.1、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、40.0、50.0パーセントbtuだけ伝統的方法で測定した共燃料より低く;高熱価共燃料のみと比較して強化された燃料経済性、出力能力、ワーク、レンジ、推力、又はリフトを有するとして特徴づけられた前記燃料である上記15の組成物。
実施例17 航空ガソリンベース、最少オクタン又は性能番号87又は130(AST
M909)蒸留分画ここでT−10プラスT−50分画の和は307°F、T−40温度は167°F及びT−90温度は250°Fであり、燃料硫黄含量は最大0.05%、又は硫黄無しで、ECS化合物(好ましくはDMC)の燃焼改善量;
前記で生じる燃料の蒸発の潜熱は120、125、130、135、140、142、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、152、153、154、155、156、157、158、159、160、162、165BTU/lbを超え;それで生じる燃料は任意に40、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52cm/secに等しいか又は超える層状燃焼速度を有し;任意に(すぐ上の例25cでないならば、ついで要求されて)化合物又は遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、III族Aの元素又は混合物を含み;43.0、42.8、42.5、42.0、41.5、41.0、40.5kJ/kg、又は18,000、17,900、17,500、17,000、16,500、16,000、15,500、15,000BTU/lb又はそれ未満の、燃焼熱を有するように任意に特徴づけられた前記組成物からなる、任意の組成物の燃料組成物。
実施例18 燃料中に重量で0.01%から10.0%までの酸素を示すECS化合物
(好ましくはDMC)、0.001から約1.0、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0gr元素/galまでの濃度で、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、IIIA族元素又は混合物を含む化合物又は元素;および共燃料;次の一又はそれ以上を有するように任意に特徴づけられた前記燃料:約880から800kg/m3まで(任意に880、900、910、920、930、950、又はそれ以上
を超える)範囲の密度、40℃で2.5から1.0cStまでの範囲の粘度、40から70のセタン指数、3−環+芳香族が0.16%をを超えないという条件で約0から35%まで、0%から20.0%まで、0%から15%まで、又は0%から10%までの範囲の体積で芳香族の含量;約190から230℃までのT−10分画温度、約220から280℃までのT50分画温度、260から340℃までのT90分画、10百分位数最低環境温度を超える−10、−28、−32又は6℃の曇点温度、250ppm、200ppm、100ppm、50ppm、40ppm、30ppm、20ppm、5ppmを超えない硫黄含量又は硫黄なし、少なくとも37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、49、49、50、51、52cm/sec又はそれ以上のブンセン層状燃焼速度、少なくとも105、110、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、130、135BTU/lb又はそれ以上の蒸発の潜熱;43.0、42.8、42.5、41.5、41.0,40.5kJ/kg以下、又は18,000、17,900、17,500、17,000、16,500、16,000、15,500、15,000BTU/lb又はそれ未満の慣用の、改質、低硫黄、又は何らかのASTMディーゼル燃料以下の燃焼熱を有するように特徴づけられた前記組成物;共燃料のみと比較して、微粒子放出の減少又は燃料経済性の改善を達成するように特徴づけられた前記方法、からなる、任意に上記15の組成物からなる燃料組成物。
特に鉛のないものの蒸発熱を除き、航空ガソリン応用は一般にASTMD910に適合する。しかし、本出願人の発明の他の実施態様と異なり、あまり好ましくない航空ガソリンはより少ない鉛を含むだろう。しかし、本出願人の好ましい実施態様は無鉛である。
実施例19 燃料中の重量で0.01%から40%、又は0.01%から2.0%、3
.0%、4.0%、5.0%、7.5%、10.0%、15,0%、20.0%、25,0%、30.0%、35.0%又はそれ以上の酸素を示すECS化合物;遷移金属、、アルカリ金属、アルカリ土類。ハロゲン、III族A元素を含み、0、001から約1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、7.5、10.0、15.0、20.0、30.0gr/galまで又はそれ以上の濃度で、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土
類、ハロゲン、III族A元素を含む化合物又は元素の燃焼改善量;ディーゼル共燃料、ここで前記燃料は次の一又はそれより多くを有するように任意に特徴づけられ:約41.1から45.4までのAPI範囲、任意に500、300、250、200、150、100、50、40、20、10、5重量ppm超えない硫黄含量又は硫黄無し、任意に窒素なし、及び任意に体積で0から5%まで、1から10%まで、0から15%まで、0から20%まで、0から35%までの範囲の芳香族含量又は芳香族無し、任意に体積で0から5%まで、1から10%まで、0から15%まで、0から20%まで、0から35%までの範囲の芳香族含量又は芳香族無し、任意に0.03、0.02、0.01、超えないPNA体積%又はPNA無し、任意に32、34、36、38、40、43、45、47、50より大(38、36、34、32又はそれ未満以上)のセタン指数、任意に約365°F+/−150°FのIBP;
任意に460°Fから540°Fまでの範囲の95%分画;少なくとも38cm/secのブンセン層上燃焼速度、少なくとも105BTU/lbの蒸発の潜熱;共燃料単独と比較して微粒子放出の減少又は燃料経済性の改善を達成するように特徴づけられた前記方法を含む実施例15を任意に含む燃料組成物。
実施例20 燃料中重量で0.01%から10.0%までの酸素を示すDMC、0.0
01から約2.5、5.0、10.0、15.0、20.0gr/galの濃度の、少なくとも一つの燃料可溶性遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、IIIA族元素又は混合物、航空ガソリン共燃料;次の一又はそれ以上を有するように任意に特徴づけられた前記燃料:80又は100の最少ノックオクタン数及び鉛を含有する、87又は130の最少出力価、75℃の最高T10蒸留温度、75℃の最低T40温度、105℃の最高T50温度、135℃の最高T−90の温度、135℃の最高終結温度、ここでT10及びT50の温度の和は最低135℃で、0.05重量%の最大硫黄含量、任意に18,720、18,000、17,500、17、000、16500、16,000、15,500、15,000、14,500、14,000、BTU/lb又はそれ未満(伝統的方法で測定して)、140、150、155、又は160BTU/lbを超える蒸発の潜熱を含む航空ガソリンエンジン用燃料組成物。
実施例21 燃料の重量で0.01%から15.0%まで、又はそれ以上の酸素を示す
DMC、約0.001から0.5、0.625、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、10.0、15.0、20.0grMn/galまで又はそれ以上の燃料を示す有機マンガン、及び約18,000、18,500、又は18,720BTU/lbの最低燃焼熱を有する、ASTM又は他の航空共燃料;ここで前記の生じる燃料は、DMCの希釈効果のために、18,000、17,950、17,750、17,500、17,000、16,500、16,000、15,500、15,000、14,500、14,000、13,500BTU/lb以下の燃焼熱を有し;高燃焼熱航空共燃料単独と比較して、前記燃料を燃焼する航空エンジンの航続距離増加するように特性付けられた前記組成物を含む航空ガソリンエンジン用燃料組成物。
実施例22 燃料中重量で0.01%から40.0%までの酸素を示すECS化合物(
好ましくはDMC)、0.001から5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、150.0、200.0、250.0gr/galの濃度で、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、IIIA族元素又は混合物を含む化合物又は元素、航空ジェットタービン共燃料;ここで前記燃料は25%又は22%を超えない全芳香族体積濃度、0.3、0.2、0.1重量%を超えない最大硫黄含量又は無硫黄、205℃の最大T−10温度、300℃、280℃、又は260℃の最大最終沸点温度を有するように特性づけられていて;任意に38℃の最低引火点、15℃で約751から840kg/m3
又は840、850、860、880、900kg/m3若しくはそれ以上の密度範囲、
−40℃、−5℃、又は−57℃の最低凝固点、42.8kJ/kgの最少正味燃焼熱、
又は42.8、42.0、41.5、41.0、40.5、40.0、39.5、39.0、38.0、37.0、36.0、35.0、34.0、32.0、30.0、28.0、26.0、24.0kJ/kg又はそれ以下の燃焼熱、約110、115、118、120、125、130、135、140、145、150、155BTU/lb又はそれ以上の最低蒸発潜熱;任意に金属失活剤;任意に酸化防止剤;任意に界面活性剤又は界面活性剤/分散剤;及び他のものが任意にジェットA、ジェットA−1、又はジェットBのためのASTM1655完成燃料必要条件に適合し;これによって前記組成物は共燃料単独に比較してリフト、推力及び/又は操作範囲の増加を有するように特性づけられることからなる、任意の上記15の組成物のジェット燃料組成物。
実施例23 燃料中重量で0.01%から40.0%までの酸素を示すECS化合物(
好ましくはDMC)、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類、ハロゲン、IIIA族又は混合物を含む化合物又は元素、No.2燃料油共燃料;40℃で測定して1.9又は3.4(mm2/s)より大きくはない動的速度、282℃の最低T−90温度、338℃
の最高T−90温度、0.05%質量の最大硫黄含量、No.3の最大銅条定格(COPPERSTRIP RATING)、38℃の引火点、少なくとも90、95、100、
105、110、115、120、125、130、135BTU/lbのLHV、任意に含有する共溶媒及び/又は金属塩、及び約43.0kJ/kgの燃焼熱又は42.8、42.0、41.5、41.0、40.5、40.0、39.5、39.0、38.0、37.0、36,0、35.0、34.0、32.0、30.0、28.0、26.0、24.0又はそれ未満の燃焼熱;共燃料単独よりも強力なワークを有するように特製づけられた前記燃料からなる、任意に上記15の組成物のNo.2燃料油組成物。
実施例24 共燃料より低い熱価を有するECS燃料;少なくとも0.01、0.5、1.0、1.5、2.0、2.1、2.2、2.5、2.7、3.0、3.5、3.7、4.0、4.5、5.0、8.0、10.0、12.5、15.0、18.0、20.0、22.0、25.0、30.0、35.0、38.0、40.0、45.0、49.0、50.0、51.0、55.0、60.0、65.5、70.0、75.0、80.0、85.0、90.0、95.0、99.0組成物の体積パーセントを任意に示すECS燃料;ここに又は私の同時係属国際出願No.PCT/US95/02691、No.PCT/US95/06758に記載のような共燃料、ここで前記共燃料は任意に工業及び/又はASTM明細書基準に適合し;ここに又は前記同時係属出願に開示されたように任意にT−90、T−50、T−10、BV、又はLHV改質/調節を有し;任意に含む前記ECS/共燃料:添加剤、塩、ここに又は私の同時係属出願No.PCT/US95/02691、No.PCT/US95/06758に開示された共溶媒;任意に100、110、115、120、125、130、135、140、142、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、152、153、154、155、156、157、158、159、160、162、165BTU/lbを超える蒸発の潜熱;任意に33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、65cm/secに等しい又は超える層状燃焼速度;任意に共燃料単独以下の及び工業又はASTM燃料基準以下、又は43.0、42.8、42.5、42.0、41.5、41.0、40.5、40.0、39.0、38.0、37.0、36.0、35.0、33.0、30.0、28.0、26.0、kJ/kg未満、又は18,720、18,000、17,900、17,500、17,000、16,500、16,000、15,500、15,000、14,500、14,000、13,500、13,000、12,500BTU/lb又はそれ以下の熱価を有する前記ESC/共燃料;任意に工業、政府、又はASTM燃料基準(燃焼熱を除外して)に適合する前記組成物;
高熱価共燃料単独と比較して、強化された燃料経済性、出力、ワーク能力、航続距離、推力又はリフトを伴って燃焼するとき、排出ガスの速度の増加を有するようにさらに特性付
けられた前記ECS/共燃料からなる燃料組成物。
実施例25 実施例24、ここでECS燃料は組合わせたECS/共燃料組合せの体積
で0.01から99.0%までを示し、均衡を示すASTM又は他の共燃料;ここでは伝統的方法で測定したような、生じる燃熱またはBTU含量/lbは共燃料単独より小さく;これによって前記組み合わせの燃料のワーク能力、燃料経済性、運行距離、又は推力は共燃料より小さくなくはなく;又は任意に少なくとも0.5%共燃料単独より小さい。
実施例26 上の例のECS/共燃料組成物;ECS化合物のない、またはECS化合
物および金属(ECS燃料成分)のない様に特徴づけられて;前記化合物は最低工業又はASTM仕様書基礎燃料又は共燃料単独と比較して高いLHVおよびまたHBVを有する様に更に特徴づけられている前記燃料は最低工業又はASTM仕様書基本燃料又は共燃料単独と比較して高いLHV及び/又はBVを有するようにさらに特性づけられる。
伝統的な燃料より大きいLHV及び/又はBVを有するECS燃料成分無しで又はECS化合物無しで燃料を構築することの好適な実践がある。この実践は、ここに及び私の同時係属出願に記載のような蒸留温度、燃焼温度及び燃料成分改質によって達成される。
伝統的方法で又は組成物成分の既知のBTU値の単純加算で測定されたその発熱/BTU内容は最低ASTM、政府、工業又は他の規準以下であるECS/共燃料組合せを使用することが実施態様である。このように、本出願人のECS/共燃料は約0.01、0.25、0.5、0.75、1.0、1.15、1.25、1.5、1.75、2.0、2.5、3.0、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0、22.5、25.0、27.5、30.0、32.5、35.0、37.5、40.0、42.5、45.0、47.5、50.0、52.5、55.0、57.5、60.0、62.5、65.0パーセント又はそれ以上で、既存の工業、政府、又はASTM熱又は発熱基準以下の発熱値を有してもよい。
あるECS化合物の発熱内容は次の通りである:
Figure 2005272850
見られるように、ECS化合物はガソリンと比べて減少した熱容量を有する。
しかし、本出願人の燃焼組成物及び方法は排出速度を増加するので、ワークのより大きい量が同じ又は低いBTU燃料で達成できる。これは燃料燃焼の先行技術の理解からの重要な発展を示す。
本出願人はECS/共燃料組合せを含む彼の低いBTUがASTM燃料を含む高いBTUに等しい又はより大きい近似的ワーク等価を有することが分かった。
下記の表A参照。
Figure 2005272850
このように、見られるように、ECS燃料の相対的濃度が高いほど組合わせ燃料の燃焼熱の関数としてワークの能力は大きい。結果として、いずれかのECS/共燃料組合せの最大ワーク能力は組合せ燃料中のECS燃料の増加で最大である。
実施例27 ECS/共燃料組合せ、ここで前記燃料は共燃料より低いBTU含量を有
し、ここで組合わせたECS/共燃料は共燃料単独より低いBTU含量を有し;共燃料単独と比較して大きいワーク能力、燃料経済性、運行距離、出力、又は推力を有するように特性づけられた前記燃料。
共燃料およびECS/共燃料本出願人の共燃料は、一般に炭質または水素化または他の化合物、あるいは炭化水素、および/または混合物を含めて他の化合物基剤の燃焼の能力のある燃料である。本出願人の共燃料についての詳細な説明は、共に出願中の国際出願PCT/US95/02691およびPCT/US95/06758で定義され、参考文献によってここに組み込まれる。
ここに定義されるとおり、共燃料の使用は改質燃料(「改質燃料」)に及ぶ。
この区別は、共燃料がECS燃料と組み合せて熟慮されることであるのに対して、改質燃料、つまりLHV、BV、蒸留特性、および/または他の構造が改良された燃料は、ECS化合物または金属と組み合せて考慮を必ずしも必要としない。
したがって、ここにある説明で、改質燃料は、共燃料と置換えてもよい。
共燃料が、ECS/共燃料の組合せの中で微量、実質的に微量、大部分、または実質的に主要成分として使用されてもよいというこの発明の表示例である。共燃料に対するECSの比率は、1000:1、100:1、90:1、75:1、50:1、40:1、30:1、25:1、20:1、15:1、12:1、10:1、8:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:10、1:15、1:20、1:40、1:50または1:100の範囲で変更してもよい。
ECS/共燃焼の組合せから誘導された総ESC燃料蒸気を最大にする表示対象である。したがって、ESC蒸気は、組成物中の質量百分率、約0.5、1.
0、1.2、1.5、1.7、2.0、2.1、2.5、3.0、3.4、3.
5、3.7、4.0、4.2、4.7、5.0、7.0、9.0、10.0、12.0、15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、40.0、45.0、50.0、55.5、60.0、70.0、80.0、90.0または99.999に対して0.001を表すことができる。
初期の応用では、ECS燃料成分は、既存の燃料、分配および燃料系のために微量成分を表す。
既存の系の中で使用される、本出願人のECS燃料、共燃料またはECS/共燃料が任意の最少燃焼熱を伴う共燃料についての政府および/または工業上の要請に見合っていることが好ましい。
ECS/共燃料は、最低限のASTMおよび/または政府の標準に見合う調整または注文通りの製造を必要としうることが熟慮される。例えば、ECS/共燃料が最小限のASTM燃焼熱に見合う必要があり、DMCがECS化合物であれば、高カロリーの成分を必要とされる可能性がある。
他の場合では、基剤共燃料が注文通り製造されると、ESC燃料の添加がASTMまたは政府の規格を避けられない。
本出願人の望む共燃料は、一般に伝統的な燃料ではあるが、従来または改質燃料より高い燃焼粘度またはより高い気化の潜熱を享受するために構築された燃料を含む。私の同時係属中の参考文献および以下によってここに組み込まれた国際出願PCT/US95/02691およびPCT/US95/06758を参照。
本出願人の共燃料およびECS/共燃料は、LHV’sを減少させるためにT−90、T−50またはT−10蒸留温度を減少または制御させるために注文に応じて製造されるかまたは構成されてもよい。
本出願人の共燃料およびECS/共燃料は、低いまたは厳密に低い燃焼排出を享受するために典型的に構成される。
例えば、現在公知であるかまたは将来同定されるNOx、CO、CO2、HC’s、微粒子、毒性、反応性オゾン形成前駆体、多核芳香族性、ベンゼン、ブタジエン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒト、制御排出、および/または潜在的毒性を考慮した非制御排出、未制御排出任意の癌原因または環境毒性物質の最大限の拡張可能な排出に減少するために共燃料を配合することおよび/またはECS/共燃料の組合せを配合または構築させることはこの発明の明確な目的である。しかし、基剤燃料の構成は、ECS燃料のアメルリオレート排出特性によって強化される必要がある。したがって、ここで信じられている毒性化合物のより高い濃度は許容できる。
ここで定義されない限り、本出願人の燃料に絶えず公知の環境的に毒性の物質、例えば硫黄、鉛、バリウム、塩素、フッ素等を加えることを避けるのがこの発明の実施である。本出願人の共燃料および/またはECS/共燃料を、可能な最も大きい拡張まで微粒子排出を減少させるために配合することも熟慮される。平均微粒子の大きさは、10.0、7.5、6.0、5.0、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0または0.5ミクロンより大きくなく、またはそれより小さいのが望ましい。可能な最大限の拡張に微粒子を減少させることもべつの目的である。
BV’sが高いと、微粒子、NOx排出は減少する。芳香族類の濃度が減少すると、微粒子も減少する。
本出願人の共燃料およびECS/共燃料は、量が減少した芳香族類を含有してもよい。芳香族の容量濃度は、通常55、50、45、42、40、37、35、30、27、25、20、18、17、16、15、14、13、12、10、9、8、7、6、5、4
、3、1体積パーセントの範囲であるかまたはそれより少ないか、あるいは芳香族のないものである。40、37、35、30、27、25、20、18パーセントより少ない範囲かまたはそれより少ないのがより望ましい。示されるとおり、いったん使用を始めると芳香族類の濃度を減少させるための実践である。
LHV、燃焼粘度、環境的に毒性のある成分、高カロリー含有量(必要とあれば)について考慮した後、応用の限界の範囲では、本出願人の共燃料およびECS/共燃料は、ASTM、軍、工業基準の範囲内で可能な高い密度を示すことが望ましい。このような基準より大きな密度は、特に先の出願に特に熟慮される。
例えば、775から840、800から880を越えるか、835、840、850、860、870、880、885、890、895、900、950、1000、1050、1100、1150、1200kg/m3を越えるかまたはそれ以上の密度が特に考慮される。本発明の燃焼粘度対象の増加が達成される限り、低い密度から非常に低い密度も考慮される。
本出願人の共燃料およびECS/共燃料の粘度は、一般に許容しうる基準に見合うべきである。高度に粘性のある燃料は、蒸気相燃焼を確実にするために適切に噴霧される。しかし、ある種のECS化合物、特にDMCの粘性を崩壊する特性により、本出願人の発明は、高度に粘性のある燃料の使用を許すが、そうでなければ、それは、許容されないところである。
言い換えると、本出願人はある種のECS化合物、特にDMCの組合せは、粘性流れ摩擦を減少させる傾向にあることを発見した。したがって、共燃料は工業基準の上限での粘度、またはASTM、政府の要求より高い粘度を示しうることが熟慮される。
例えば、ジェットA共燃料は−20℃(ASTM445)6.0、7.0、8.0、8.1、8.2、8.5、9.0、9.5、10.0、12.0、15.0、16.0mm2
/sLまたはそれ以上より大きいか、または−30Fで13.5、14.0、14.5、
15.0、15.5、16.0、17.0、18.0、19.0、20.0、21.0、23.0Csより大きな粘度を示すと考えられる。または、気体オイル・タービン共燃料は、No.1−GTについて1.5、1.7、2.0、2.4、2.6、3.0、4.0、5.0、7.0mm2/s(ASTMD 445)を越えるかまたはそれより大きいか、またはNo.2−GTについて2.5、3.0、3.5、3.8、4.1、4.2、4.5、5.0、6.0mm2/sを越えるかまたはそれ以上の40℃での最大動粘度を示す
またはディーゼル燃料油共燃料は、低硫黄であるが通常のNo.1−Dについては1.2、1.8、2.0、2.4、2.6、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0mm2
/s(ASTMD 445)を越えるかまたはそれ以上、低硫黄であるが通常のNo.2
−Dについては3.3、3.6、3.9、4.1、4.2、4.5、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0mm2/s(ASTMD 445)を越えるかまたはそれ以上、ま
たはNo.4−Dについては15.0、18.0、20.0、22.0、24.0、24.5、25.0、26.0、30.0、40.0、45.0、50.0、60.0mm2/s(ASTM D 445)を越えるかまたはそれ以上の40℃での最大動粘度を示す。
または、低排出ディーゼル共燃料は、40℃で1.2、1.5、1.8、2.4、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、4.2、4.8、5.5cSt(ここで1mm2/s=1cSt)を越えるかまたは以上の粘度を示す。
または、燃料油共燃料は、No.1については40℃で1.2、1.8、2.1、2.3、2.5、3.0、3.4、3.5、4.0、5.0、5.5、6.0、6.5、8.0
、10.0 mm2/s(ASTMD 445)を越えるかまたはそれ以上、No.2につ
いては40℃で2.2、2.6、3.0、3.4、3.5、3.6、4.0、5.0、5.5、6.0、6.5、8.0、10.0mm2/s(ASTM D 445)を越えるか
またはそれ以上、No.4(軽)については40℃で3.5、4.0、5.0、5.5、5.6、6.0、6.5、8.0、10.0、12.0、15.0、20.0、25.0mm2/s(ASTM D 445)を越えるかまたはそれ以上、No.4については40
℃で8.0、12.0、15.0、18.0、20.0、24.0、25.0、26.0、30.0、35.0、40.0mm2/s(ASTM D 445)を越えるかまたはそ
れ以上、No.5(軽)については100℃で4.5、5.0、6.0、7.0、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.5、10.0、11.0、12.0、14.0、14.5、14.9、15.0、16.0、18.0、19.0、20、21.0、22.0、25.0mm3/s(ASTM D 445)を越えるかまたはそれ以上、No.
5(重)については100℃で6.0、7.5、9.0、11.0、14.9、15.0、15.2、15.5、15.7、16.0、16.5、17.0、18.0、19.0、20、21.0、22.0、25.0、30.0mm3/s(ASTM D 445)を
越えるかまたはそれ以上、No.6燃料油については100℃で20.0、25.0、30.0、35.0、40.0、45.0、50.0、50.5、51.0、5.2.0、53.0、54.0、55.0、57.0、60、65.0、70.0、75.0、80.0mm3/s(ASTM D 445)を越えるかまたはそれ以上の動粘度を示す。ここで、重ディーゼル油の機関車または海洋エンジン共燃料は、ISO DIS 8217および/またはBSMA100基準および/または他の工業規格に見合っており、50℃で150、200、250、300、350、400、450、500、510、520、530、550、600、650センチストークスを越えるかまたはそれ以上の粘度を示す。
本出願人のECS/共燃料の粘度は、ASTM、政府または他の基準に順応すると考えられる。
実施例28 全ての上述の実施例の燃料ECS/共燃料。ここで、その共燃料燃料が最
大限許容しうるASTM、工業および政府基準を越し、そしてECS/共燃料組合せが同じASTM、工業および政府基準に見合うように特徴づけられる。
本出願人のESC燃料の自動点火温度、ECS/共燃料組合せ、および/または本出願人の改質共燃料は許容しうるASTMまたは工業基準に見合っていると考えられる。燃料成分の注文通りの製造はこのような基準に見合う必要であると考えられる。
ECS/共燃料組合せにECS燃料を添加すると、火花点火の遅れを減らす傾向にある。組合せの燃料燃焼を最適にすると、点火進角での減少を必要であるが、ここで明確に具体化される。
実施例29 ECS/共燃料の組合せを使用したエンジンを操作する方法(ここで実施
例組成物と一致する)。この方法は、火花点火したエンジン、燃焼器、またはジェットを含めた他のエンジン、タービンエンジンでその燃料を燃焼させることで特徴付けられる。ここで、点火の遅れは、共燃料のみと比較して、およそ少なくとも0.001から0.5、0.01から2.0、0.01から3.0、0.01から5.0、0.01から7.0、0.01から8.0、0.01から10.0、0.01から15.0、0.01から20.0、0.01から25.0、0.01から30.0、0.01から30.0、0.01から35.0、0.01から40.0、0.01から45.0、0.01から50.0、0.01から55.0、0.01から60.0、0.01から65.0、0.01から70.0、0.01から75.0、0.01から80.0、0.01から85.0、0.01から90.0パーセントまたはそれ以上まで減少される。そしてここで、もし応用できるなら、点火進角は、それ相当に調整される。
実施例30 実施例29の方法。ここで空燃比が共燃料のみと比較して少なくとも5、
10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70%またはそれ以上まで減少され、代替的に、空燃比はおよそ5.85から6.45、6.45から8.03、7.55から10.45、8.85から12.5のものを含む。
実施例31 ECS/共燃料を燃焼させる方法。ここでエンジンが内燃エンジンであっ
て、エンジンの圧縮比は、少なくとも8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5、20.0、22.0、24.0、25.0、30.0、35.0、40.0、50.0またはそれ以上である。
本出願人の共燃料の限定されない実施例は、例えば、M80、M90、またはM85燃料、燃料エタノール、バイオマス燃料、植物油/エステル燃料、菜種メチルエステル、大豆脂肪酸エステル、水性炭質燃料(水性ガソリン、ナフサ、燃料油、およびガンネルマンA−55/D−55のようなディーゼル油を含む)、自動車用ガソリン(ASTM基準に適合する)、グレード80、グレード100、グレード10011(ASTM基準に適合する)を含む航空ガソリン燃料、通常の自動車用ガソリン、改質ガソリン(米国クリーンエアー法211条(k)、カリフォルニア・エアー・リソース・ボード、スウェーデン/欧州EPEFET基準、または他の基準に適合する)、低蒸気圧ガソリン、低硫黄/非硫黄ガソリン、低オクタン・ガソリン、タルバートE−ガソリン、アルキル化または実質的にアルキル化燃料(航空および自動車用ガソリンを含む)、改質燃料、実質的に改質燃料、イソオクタン燃料、実質的にイソオクタン燃料、ラフィネート、パラフィン燃料、実質的にパラフィン燃料(任意のn−ブタン、イソペンタン、トルエン、c7−c10オレフィンを含む)、ケラチン、広範なボイリング燃料、ガスタービン燃料(No.0−GT、No.1−GT、No.2−GT、No.3−GT、No.4−GTを含む(ASTM基準に適合する))、JP−4、JP−5、JP−7、JP−8、JP−9、JP−10、TS、ジェットA−1、ジェットA、ジェットB(ASTM基準に適合する)を含む航空ジェットタービン燃料、軍航空ガソリン(JP−8、JP−8+100、U−2/TR−1エアークラフトのためのJPTSとして知られた精製灯油を含む)、ミサイル燃料、固体または液体ロケット燃料、モノ推進剤、マルチ推進燃料、ハイパーゴリック燃料、グレード0−4を含む気体油タービンエンジン燃料、層状給気エンジン燃料、グレード低硫黄No.1−D、グレード低硫黄No.2−D、グレードNo.1−D、グレードNo.2−DおよびグレードNo.4−D(ASTM基準に適合する)、およびより古いグレード型C−B、型T−T、型R−R、型S−Mの改質ディーゼル油(CARBまたはスイスの基準に適合する)を含むディーゼル油、低/硫黄を含まない水素処理の低/非芳香族の蒸留燃料、トルエン燃料、実質的なトルエン燃料、ナフサ燃料、実質的なナフサ燃料、グレード1、グレード2、グレード4(軽)、グレード4、グレード5(軽)、グレード5(重)、グレード6を含む燃料油、ISODIS8217およびBS MA 100基準に従うものを含む海洋または鉄道用の重ディーゼル燃料、種々の留出物油、留出物燃料、実質的な留出燃料、残留型油、サイクル油、軽サイクル油、軽サイクル気体油、重サイクル油、加熱油、重サイクル気体油、真空油、バーナ用油、火炉用油、灯油、SRC−II中程度留出石炭燃料、近石炭液、粉炭、石炭誘導体、石炭、液体燃料、タールサンド燃料、シェール油燃料、ヒドラジン、アンモニアアセチレン、任意の他の炭化水素または非炭化水素燃料、および/またはそれらの混合物を含む現在および将来のASTM規格、軍または国際規格、EPA承認基準、CARBまたはスイス・ヨーロッパ基準に適合するかまたは任意の工業および/または任意の政府規格または規制の燃料のような、代替燃料、水素、石油ガス、液化石油ガス、LPG−プロパン、LPG−ブタン、天然ガス、液状天然ガス、メタン、エタン、プロパン、n−ブタン、プロパン−ブタン混合物、燃料メタノールを含む任意の炭質、水素化、炭化水素化または非炭化水素化燃料、固体、液体、気体燃料を
含む。そして任意の非鉛および低硫黄または非硫黄/または低またはリンを含まない燃料であり、燃焼において、発光蒸気相燃焼が起こる。
実施例32 上述の実施例は、ここで、ECS燃料または混合ECS/共燃料からの蒸
気は、中程度から中程度に高いから高い負荷条件で(例えば350インチエンジン排出量(「CID」)等価物を考えて、14.0、15.0、16.0、17.0、18.0、19.0、20.0、21.0、22.0、23.0、24.0、25.0、26.0、27.0、28.0、29.0、30.0または35.0ihpより大きいもの、または代替的には、0.04、0.043、0.043、0.0456、0.0514、0.054、0.057、0.06、0.063、0.063、0.066、0.069、0.71、0.74、0.77、0.8、0.84、0.0846、0.10、0.11、0.12、013、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40ihp/cidまたはそれ以上の負荷)150、180、200、220、270、300、320、330、350、355、360、400、444、457、480、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000、3500、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、15000、20000、25000、30000、40000、50000、60000、70000、80000、90000、100000立方インチまたは同等の値に等しいかまたはそれを越える排除量を示すエンジン、またはより大きなエンジンに動力を供給させる。これによって、燃料経済および/または温度有効性は、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%から20.0%までまたはそれ以上の共燃料操作のみを上回って増加される(2.0%から30.0%であるのが好ましい。)。
それは、厳しい負荷条件下で燃焼系を操作するための本出願人の発明の表示例である。本出願人の発明は、このような負荷条件下でのより大きなエンジンに十分に見合っている。
実施例33 組成物、上述の気体組成物は、ロケット・エンジン、ブレイトン・サイク
ル・エンジン、軽油タービン、航空ジェット・タービン、ディーゼル(直接噴射、ターボチャージャ、希釈燃焼、スワール、可変弁開閉時期およびリフト)、海洋、機関車用、航空気体エンジン、ガソリン/自動車エンジン(限定されない例として、低排出、超低排出、可変弁開閉時期およびリフト、直接燃料噴射、3元触媒系、希釈燃焼エンジンが挙げられる。)、油バーナ、残留バーナ、油暖房機、高カロリーバーナ(例えば熱放出速度10,000,000BTU/ft3−hrを示す防炎外囲器を持つもの)、ガスバーナ、ガ
ス暖房機、内部圧縮エンジン、火花点火内燃エンジン、希釈燃焼、高速燃焼、外囲燃焼、外囲燃焼ステアリングまたはランキン・エンジン(externalconbustion Stirling or Rankine engine)、オットー・サイクル・エンジン、ミラー・サイクル、2気筒、4気筒、または触媒系からなる群から選択されたエンジンまたは燃焼器を燃焼させる。
本発明の実施で、本出願人は、DMCが選択のECS化合物である場合には、できる限り中性に近いpHを示す燃料を構成することが望まれるとを発見した。
アルカリのpHは許容されるが、中性および/または非常にわずかな酸性のpHが望ましい。より高い酸性は可能であるが、ASTM燃料制限および燃焼系、特に最大酸性度0.1gmKOH/gまたは等価に設定する航空タービン燃料を操作するものによって抑えられるべきである。
本出願人は、応用できるなら、ASTMまたは他の工業上の制限を熟慮する。
このような制限、pHレベルがないと、燃料および燃焼系の制約を基にした許容しうる限度を超えない。
実施例34 ECS化合物がDMCである上述の燃料組成物、上述の組成物は、中性の
pHであるかわずかに酸性であり、都合によって9.0、8.9、8.8、8.7、8.6、8.5、8.4、8.3、8.2、8.1、8.0(水)、7.9、7.8、7.7、7.6、7.5、7.4、7.3、7.2、7.1、7.0(中性)、6.9、6.8、6.7、6.5(水)、6.4、6.3、6.2、6.1、6.0、5.9、5.8、5.7、5.6、5.5、5.4、5.3、5.2、5.1、5.0、4.5、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0またはそれより低いpHを示す。pHは8.0、7.0、6.5より少なく、5.0、5.5または6.0より大きいことが好ましい。
本出願人の改変または共燃料はここにまたは同時係属中の国際出願PCT/US95/02691およびPCT/US95/06758に記載されたとおり必要な添加剤を含有することが特に考えられる。
気化潜熱の増強 本出願人の炭化水素共燃料、ECS/共燃料、改質燃料(以下参照)
は、環境的および工業的研究の点で気化工程の最大潜熱(「LHV」)を享受するために構成されるかまたは配合される本発明の明確な目的および実施形態である。
本出願人の共燃料または改質燃料(以下参照)が、現存のASTM、通常または改質燃料(ここで「塩基燃料」に調整されていない)より大きなLHV’sを示すために構成される別の実施形態である。言い換えれば、本出願人の発明の基準の1つは、上述の別段にこの発明のデータ上で燃料に既存のものよりLHV’sを増加する。
このような改善が、既存の成分を改質することまたは上述の燃料を製造する際に入手可能な成分を加えることによって生じる複合成分燃料中の別の実施形態である。
しかしながら、この対象を完成するために、ECS構造および/またはECS燃料をこのような燃料に組み込むための実施形態でもある。
本出願人は、限界LHVの改善は、燃料組成物、燃焼系の型によって非常に左右されることを発見した。
しかしながら、LHVは、調整されていない基剤燃料に少なくとも0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0、22.5、25.0、27.5、30.0、35.0、40.0、50.0、55.0、60.0パーセントまたはそれより多く増加すると考えられ、そして望ましい。LHV差異を比較する目的で、本出願人の燃料は、ASTM用、工業用または本発明のデータと等価の燃料である。
より重い燃料、例えばディーゼル、ジェット航空、ガスタービン燃料などは、しばしば低分子量ガソリンより低い重量当たりの平均潜熱を示すことは注目される。燃料の沸点温度が高いほど、重量単位当たりの平均LHVは特に低い。
基剤燃料または共燃料または改質燃料によって、およそ40、50、60、70、80、90、100、110、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180btu/lb、または代替的には約650、700、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、880、900、905、910、915、920、9
25btu/galより少ない気化の潜熱を示す高沸点成分、または代替的には未調整の基剤燃料の気化の平均潜熱より低い成分のものが、容積濃度で減少されるかまたは組成物から取除かれることが望まれる。代替的には、基剤燃料の平均潜熱より大きなLHVを示す燃料成分は増加または含まれてもよい。新しい改質燃料のようなものは、未調整の基剤燃料より多い。
ここでまたは同時係属中の国際出願PCT/US95/02691およびPCT/US95/06758で示すとおり、本出願人は、変性燃料である共燃料の任意の改質が、還元終点およびT−90希釈温度および、燃料の置換基改質でのT−50温度への改質を包含するのみでなく、同時に少なくとも0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、4.5%、5.0%、10%まで基剤燃料の平均LHVおよび任意のBVを上げることを要請するのが好ましいことを発見した。
LHV’sおよびBV’sを同時に上げることなしには、本発明の完全な利益には、達しないであろう。
例えば、約60℃からおよそ110℃の間で沸騰する炭化水素燃料で、シクラン、アルケン、アルカンは、それらの格付けの順に上昇されたLHV’sを達成する目的にとって好ましい。約120℃から160℃まで、本出願人は、芳香族炭化水素、アルケン、シクラン、アルカンが、それらの格付けの順に好ましい。
沸騰温度が上昇すると、芳香族炭化水素のLHV’sが減ることを示す。およそ70℃から約130℃の間で、アルケンとシクランの間の優位さは、およそ同じである。160℃−180℃からおよそ300℃の間で、二環式炭化水素、芳香族炭化水素、およびアルカンは、それらの格付けの順に好ましい。
上述の酸素/金属遊離基剤炭化水素組成物が、500、550、600、630、650、680、700、730、750、780、800、820、830、840、850、860、870、880、890、900、905、910、915、920、925、930、940、950、970、990、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350btu/galまたはそれ以上と等しいかまたはより大きな気化の平均潜熱を示すまで、それらの気化の潜熱を増加する基剤燃料を配合する好ましい実施は、典型的に高沸点材料(例えば、低い気化の潜熱および/または低い燃焼速度を示す)を除去することによる。それは650、740、790、800、830、860、880、900、910btu/galまたはそれ以上より大きいことが望ましい。
代替的に、基剤共燃料の気化の潜熱は、100、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、210BTU/lbまたはそれ以上の過剰にあるべきである。
一般に、改質または共燃料の気化の潜熱に上限はない一方で、経済的費用および他の実務上の考慮が制御する。したがって、本出願人は、20%から40%より上に増加すると実際の制限が表されると評価する。
増加した気化の潜熱に達する燃料の構成は、他の因子によって適切な状態にされるべきであり、それはある種の成分の公知有毒な排出特性、希釈要求、発熱または加熱要求、燃焼速度の改善を含む。
例えば、ベンゼンおよびキシレンがLHVを上げる一方で、それらは、環境的に有害であることが知られている。ここで記載されるとおり、芳香族の減少は、任意の他の環境上
の利点、例えば炭素形成などの減少を示すが、LHVを減らしうる。したがって、芳香族減少は、低沸点の芳香族でなく高沸点の芳香族を減少する状態にされるが、これは高いLHV’sを示す。
したがって、増強LHV’sに達するために燃料組成物および燃料のタイプによって、変性された共燃料組成物(例えば、ECS化合物および/または金属のないもの)の注文通りの製造/配合は、最終配合共燃料が、およそ55、60、65、70、75、80、82、85、87、88、89、90、91、92、93、94、95、97、100、103、105、107、110、113、115、117、120、122、125、127、130、131、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、163、165、166、167、170、175btu/lb(または等価)またはそれより大きいと等しいかまたはより大きいか、または既存のASTM基剤燃料より多くの量であるようなものであるべきである。
しかし、自動車ガソリンの場合には、本出願人は、115、120、125、130、133、134、135、147、140、142、145、146、147、148、149、150、151、152、154、153、155、160、165、170、175BTU/lbと等しいかまたは過剰であるか気化の潜熱であるか、または詳細には140、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、160、165、170BTU/lbが好ましいことを発見した。
航空ガソリンの場合には、100、102、105、107、110、112、115、117、120、122、125、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、165、170、175BTU/lbまたはそれより大きいものと等しいかまたは過剰である気化の潜熱が許容しうる。さらに望ましくは、135、140、145、150、152、154、155、158、160、165BTU/lbまたはそれ以上を越えるものであるのが望ましい。
ディーゼル燃料の場合には、85、90、95、100、102、104、105、106、107、108、109、110、111、112、115、117、120、122、125、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150btu/lbと等しいかまたは過剰である気化の潜熱が許容しうる。110、115、120、125、130 BTU/lbま
たはそれ以上を越えるものであるのが望ましい。
ジェット航空タービン燃料の場合には、LHV’sは、30、35、38、40、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、68、70、72、74、76、78、80cal/gに等しいかまたは過剰であるべきである。代替的には、それらは、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、102、104、105、106、107、108、109、110、111、112、115、117、120、122、125、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、155、160、165BTU/lbに等しいかまたは過剰であるべきである。85、90、95、100
、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165BTU/lbの過剰であるものがより望ましい。120、125、130、135、140、145、150、155、160、165 BTU/lbの過剰で
あるものが好ましい。
重ディーゼルおよび燃料油のLHV’sは、45、50、55、60、65、70、75、80、82、85、87、90、95、96、97、98、100、105、107、110、112、115、117、120、122、125、127、130BTU/lbを超過するべきである。100、102、110 BTU/lbの過剰のものである
のが望ましい。
本出願人の変性または共燃料の構成または改質では、個々の基剤燃料によって、燃料が構成され、その結果その特定の熱は、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.50、0.51、0.52、0.53、0.54BTU/lb°Fまたはより多いのが望ましいい。
0.46 BTU/lb°Fであるのが好ましい。
LHV’sが増加すれば、燃焼温度の減少に転換する。望みうる減少は、約10Fから500Fの範囲にある。5°Fから50°Fまたはそれ以上の減少も望みうる。
それは、燃焼チャンバーデポジットを避けるかまたは減少させる組成物を構成することによって燃焼温度を減少する表示例である。したがって、燃焼チャンバーデポジット減少組成物またはデポジット添加剤を含むその他の手段は、特に考慮される。
本出願人は、LHVが同時に増加されると、運動ポテンシャルが、終点および/またはT−90温度で還元することによって失われないことを発見した。
複数の沸点燃料は、終末沸騰、T−90沸騰およびT−50減少から利益を得るが、それは同時にLHVを増加させる。このような燃料としては、航空用および自動車用ガソリン、軽油タービン燃料、燃料油、ディーゼル燃料、ジェット航空用燃料などが挙げられる。
金属または非金属含有のガソリンは、排気の触媒入口の温度が、触媒施栓、OBMIIモニター不全などを避けるために十分に減少されている十分に上げられたLHVを示す表示例である。1350°F、1300°F、1250°F、1200°F、1150°F、1100°F、1050°Fまたはそれ未満を含めた約1400°Fまたはそれ未満の触媒入口温度、許容しうる触媒活性を保証する一方で、酸化マンガン施栓のような状態を避けるのに十分な他の温度が考えられ、この発明の実施形態である。
したがって、それは、燃焼温度を減少させそして任意の改質なしに、変性または標準燃料より上のBVを保証するために、T−90、T−50またはT−10蒸留温度および/または可能な低燃焼速度および最大拡張に対する低LHV炭化水素を排除する置換成分を含めた炭化水素共燃料の改質の実施形態である。
したがって、このような燃焼温度制御のみが、本出願人の発明の他の手段(例えば、ECS化合物、機械的換気温度の減少)なしに、排出を減少する本出願人の変性燃料の配合で、および/または低金属マンガン含有燃料から洗浄用被覆デポジットを制御する手段として、考慮される。
実施例35 酸化マンガンを用いた排出触媒またはOBD IIモニターまたはモニターリングシステムの施栓または被覆物を避ける方法。この方法は、通常の無鉛または改質された無鉛ガソリンに重量で1/128から1/32gMn/galのMMTを含有する高気化潜熱のECS燃料を包含する。ここで、上述の燃料の燃焼および排出温度は、触媒の
入口排気気体温度は、1400°Fより低く十分に減少され、さらに好ましいのは、1350、1300、1250、1200°Fより低い。
実施例36 酸化物の施栓または排出触媒の被覆を避ける方法。この方法は、1/32
gMn/galまでのMMTを含有する通常または改質ガソリンのT−90ガソリン温度を変えることを包含する。それにより、LHVは、1400°fより低くまで触媒に対する排気入口の排気気体温度を減少させるのに十分な量に増加される。
高い気化潜熱の燃料を配合するのは、本発明の独立の例であることが特に考えられる。しかし、本発明の好ましい実施は、上述の高LHV変性または共燃料でECS構造および/または金属物の同時使用を考慮する。
実施例37 既存の共燃料または基剤燃料(「未調整基剤燃料」)の群から選択される
炭化水素燃料組成物。それにより、上記燃料は、その気化の潜熱が少なくとも1%、1.5%、2%、2.5%、3%、4%、5%、6%、7%、8%またはそれより多くに増加されるように、さらに構成され、配合され改質される。そしてそれにより、ECS化合物および/または金属性化合物の含有なしに、上記LHV増加がなされる。
実施例38 37の実施例。ここで、得られた組成物の気化の潜熱は、元の未調整基剤
ラインの組成物より大きい。そしてここで、上記さらに改質された組成物(「LHV増強共燃料組成物」)は、少なくとも1つのECS化合物および/または金属物とブレンドされる。それによって、得られた混合組成物は、ASTM、政府および/または工業規格に見合う。
実施例39 従来または改質ガソリン、光学的酸素添加、290°F、280°F、2
70°F、260°F、より高くないT−90画分、130、135、140、145、150、155、160、165、170btu/lbより上の気化の潜熱を包含する燃料組成物。任意の、1/64、1/32g/galまでのMMT、任意の、48、49、50、51、52、53、54 cm/秒を超過する燃焼速度を包含する。上記燃料は、
未調整燃料またはT90燃料を越えて、最少LHVなしに燃料経済(好ましくは少なくとも0.5%またはそれ以上)を改善すると特徴付けられる。
実施例40 実施例39の方法。ここで、燃料は、さらに燃焼チャンバーデポジットの
量を制御する添加剤を減少させる換気温度を包含する。
実施例41 実施例39の方法。ここで、燃料経済は、同量の金属物を含有するが、T
−90温度が減少されそしてLHVが上昇を示す透明燃料によって改善される。
実施例42 上述の例。ここで、調整されたT−90燃料の気化の潜熱および/または
燃焼速度は、調整されていない燃料より、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0%多い。
実施例43 上述の例。ここで、燃料のT−90温度は、310°Fより低く、さらに
好ましくは305°F、300°F、295°F、290°F、285°F、280°F、275°F、270°F、265°F、260°F、255°F、250°F、245°Fそれより低い。そしてMMTが1/32gMg/galの量で含まれる。そして任意の、燃焼チャンバーデポジット制御の添加剤が十分量で使用される。それによって、排気温度は減少され、ここで燃料経済は、少なくとも0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0パーセントまで同じ未調整の燃料を越えて改善される。
燃焼速度増強 本出願人の炭化水素共燃料、ECS/共燃料、変性燃料(以下参照)は
、最大限に享受するために構成または配合される本発明の表示対象および例である。これは、本出願人の共燃料を最大燃焼速度に達成させるために構成または配合する本発明の実施形態でもある。本出願人は、C2からC6アセチレン炭化水素が優れた燃焼速度を提供することを発見した。C4からC6オレフィンおよびデオレフィンは、誘引性があり、そして速度に優れている。C3シクロパラフィンおよびベンゼンも誘引性がある。誘因性が低いのはパラフィン、C7プラス芳香族炭化水素である。炭素鎖の長さが特に、C6、C5、C4、C3またはそれ以下と短いほど、燃焼速度は高くなる。
同じ鎖長の炭素原子の点では、n−アルキンは、n−アルケンを越え、n−アルカンを越えて好ましい。不飽和炭化水素の燃焼速度は、同じ鎖長の飽和炭化水素より高い。1つの飽和結合を有する不飽和炭化水素では、燃焼速度は、分子量が増加するのに対して比較的減少される。ナフテンおよび芳香族炭化水素は、パラフィンと同様の速度である。
本出願人の変性燃料または共燃料は、低くそして厳密に蒸発的排出であり、したがって蒸気圧が低いとも考えられる。
燃料および一般的に燃焼系 本発明の実施で考慮される燃焼器としては、幾何学的燃焼
器(管形、環状、ターボ環状、球状)、空気式燃焼器(拡散火炎、予混合、多段、触媒および応用燃焼器(航空、工業、車両)が挙げられる。
拡散火炎燃焼器を使用するのが本発明の実施に好まれる。ここで、本出願人の燃焼火炎は、さらに気体ジェット拡散、応用液滴蒸留、促進燃焼、および/または噴霧拡散によって伝えられる。
したがって、それは、ECS燃料との組合せで拡散火炎燃焼器を用いる実施形態である。それによって、燃焼排出は、改善され、燃焼は、促進され、および/または燃焼温度の減少がある。
本出願人の発明は、特にタービン使用、特に航空ガスタービン、工業用ガスタービン、海洋用ガスタービンなどで応用可能である。
燃料の物理的状態としては、広いまたは狭い沸騰範囲の液状、半液状、近液状、半固形、固形、および気体燃料およびその混合物が挙げられる。
本出願人の優れた燃料の例(例えば、ECS化合物および金属物)は、優れた推進および環境的属性を示す。それは、内燃機関、航空ジェットタービン、軽油タービン、火炉、バーナ、エアーブリーズ推進系、またはロケットエンジンに限定されない。
本出願人の適切な燃料は、任意の燃焼系にもしかすると使用されるスタンドアローン燃料である。ではあるが、既存の燃焼器の改良は、燃焼を最大限に適応させることが要求でき、そしてこのような優れた使用の熱力学的側面である。
それは、本出願人の燃料の使用量から得られる高圧および/または改良熱有効性下で、自由エネルギーの量をより多く、優れて変換する能力のある応用燃焼系を組み込んだ本発明の実施形態でもある。系の改良および新たな設計は、適切、適切、大半適切、または少数適切な本出願人の発明のECS燃料の利点を最大限にすることが予測される。
したがって、それは、本出願人の燃料といっしょに上述の応用燃焼系を組み込んだ本発明の実施形態である。
それは、ECS化合物または混合物を、それ単独で、無鉛金属の量を改善する燃焼で、またはなしに使用する本出願人の発明の表示例である。しかし、それは、ECS化合物ま
たは混合物を、少なくとも1つの無鉛金属と一緒に使用する好ましい実施形態である(「ECS燃料」)。それは、本出願人のECS燃料が少なくとも1つの追加の酸化剤および/または少なくとも1つの追加の推進薬または共燃料を含有してよい実施形態でもある。
共燃料の実施で、例えばが水素および/または炭化水素質基剤燃料と一緒に燃焼される場合、RVPの減少は、表示例である。しかし、処理燃料は、そのRVP範囲が0.01psiから1000.0psi、2.0psiから200.0psi、2.0psiから40.0psi、1.0psiから20.0psi、1.0psiから10.0pis、1.0psiから8.0pis、1.0psiから7.5psi、1.0psiから7.0psi、1.0psiから6.5psi、1.0psiから6.0psi、1.0psiから3.0psi、1.0psiから2.0psiまたはそれより低いものを包含すると考えられる。
改質ガソリンの場合には、例えば、冬季RVP’sが11.5から12.0pisの範囲であって、夏季RVP’sは、6.5から6.9psiである。
これは、例えば航空、タービンおよび海洋使用で、最小引火点温度を特定する燃料での引火点を最適化する表示例でもある。共燃料、炭化水素画分の注文どおりの製造(引火点を上げるために)、塩、石鹸、および他の添加剤が、RVPを減少させ引火点を上げるために必要として使用されることが予測される。以下の緩和仕様参照。
記載のとおり、芳香族の濃度が減少することは、本出願人の共燃料で特に考慮される。オレフィンの濃度を減少させることが考慮される。
オレフィンの濃度は、およそ40、37、35、33、32、31、30、29、28、27、26、25、24、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1容積パーセントまたはそれ未満、またはオレフィンなしであることが考えられる。好ましいオレフィンは、C4からC5オレフィンのないものである。改質ガソリンの場合には、オレフィンは、2.0から12.0、3.0から10.0、4.0から8.0容積パーセントまたはそれ未満であることが考えられる。オレフィンのない組成物も考えられる。
したがって、本出願人の発明は、適切、基本的に、適切、大半適切なECS燃料を具体化するが、それは、50容積%のECS化合物(類)より多く含む組成物を包含する。実質的に大半、大半、または実質的に少数の仕様を具体化もし、例えば容量で、または重量で、0.5%、1.0%、1.5%、1.8%、2.0%、2.7%、3.0%、3.5%、3.7%、4.0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%より多いECS燃料であり、通常には共燃料と一緒である(「基剤燃料または共燃料」)。
本出願人の発明の実施で、最も好ましいMnを含むECS燃料としては、炭酸ジメチル、メタノール、水素、メチラル、メタン水和物、ヒドラジン、およびそれらの混合物が挙げられる。
しかし、処理燃料の容積パーセントとしてECS燃料の濃度がより高くなると、燃焼および排出特性は、劇的に上がる。
ここにまたは同時係属中の国際出願でのより特定な共燃料または変性燃料の仕様で、本出願人は、任意の共燃料に関連する開示が適切に他の共燃料または変性燃料に使用されることを意図する(例えば、1つの共燃料のクラスの抗酸化剤または洗剤は、他の共燃料のクラスと一緒に使用できる。)。同様に、有益な環境上の仕様は、他の任意ものに使用されうる。
本出願人の発明の共燃料または変性燃料は、通常に、できる限り環境的に誘引力のある燃料であり、現在および将来のカリフォルニアのエアー・リソーシズ・ボード・スタンダード(AirResouces Board standard)、EPA基準を含めた制限基準に適合している。
航空タービン共燃料または変性燃料を含めた可能に拡張をする本出願人の燃料は、無鉛または基本的に無縁であると考えられる。しかし、ASTM、軍、または国際基準に一致する公知添加剤が組成物に含まれていてもよい。
本出願人の航空用タービン燃料は、ASTM基準に見合うかまたは実質的に従う。最近のASTM燃料仕様D1655−93、ASTM基準(将来の版を含む)、適切な先の仕様、関連ASTM基準、試験方法、軍、および国際基準は、参考文献によってここに組み込まれる。
本出願人の減少した燃焼温度は、厳しいエンジン温度が、燃焼系の操作および設計を制限する場合に、高い高度で、および/または高いマッハ速度でのジェット航空使用で厳密に有用である。ここで実際に、本出願人は、エンジン燃焼温度を25°Fから400°Fまたはそれ以上のオーダーで十分に減少させることが分かった。
実施例44 ECS燃料を使用するエンジンを操作する方法(ここで、酸素化の実施例
組成物と矛盾しない)。その方法は、火花点火エンジンまたはターンビを含めた他のエンジンで、上述の燃料を燃焼させることによって特徴付けられる。ここで、着火遅れは、従来の燃料のみに比べて、少なくとも5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、40.0、45.0、50.0、55.0、60.0、65.0、70.0、75.0、80.0、85.0、90.0パーセントまたはそれ以上まで減少する。そして、ここで、点火進角は、使用できれば、それに応じて調整される。
実施例45 実施例44の方法。ここで、空燃比は、従来の燃料のみ(ガソリン15、
ジットタービン燃料14−16など)に比べて、少なくとも25、30、35、40、45、50、55、60、65、70%またはそれ以上まで減少する。そして、ここで、点火進角は、使用できれば、それに応じて調整される。代わりに、空燃比は、およそ5.85から6.45、6.00から8.03、7.55から10.45、8.85から12.5のものを包含する。
実施例46 44の方法。ここで、エンジンの圧縮比は、少なくとも8.5,9.0、
9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5、20.0、22.0、24.0、25.0、30.0である。
実施例47 温度下で、ジェットタービンエンジンを操作する方法。この方法は、任意
に、0.1から約5.0、10.0、15.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0重量パーセントの酸素を含むECS燃料(好ましくは、少なくとも1つの酸素含有ECS化合物および金属物)を、生じる燃料が液体中で熱的に安定で、220℃、260℃、280℃、300℃、320℃、350℃またはより高い温度まで気体状態である航空用共燃料と混合すること、ここで、この生じた燃料は、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170BTU/lbまたはそれ以上のLHVを示し、第1加熱槽として作用して、エンジンを冷却する一方で、液体または気体の状態では、この燃料は、所望により、熱安定性を改善するような量で、抗
酸化剤、分散剤、金属失活剤、および/または洗剤/分散剤を含む。そして、高マッハで、1.0、1.5、2.0、2.25、2.5、2.75、3.0、3.25、3.5、3.75、4.0、4.25、4.5、4.75、5.0、5.25、5.5、5.75、6.0、6.25、6.5を越えるかまたは極端な温度で、および/または所望により、海抜上30,000、40,000、50,000、60,000、70,000、80,000、90,000、100,000、110,000、120,000、130,000、150,000、170,000、200,000、250,000、300,000、350,000フィートの高いまたは極端な高度で、上述のジェットタービン中で上述の燃料を燃焼させることよりなる。ここで、エンジンおよび燃料器温度は、25°Fから300°F、50°Fから350°F、75°Fから375°F、100°Fから400°F、125°Fから450°F、150°Fから500°F、175°Fから550°F、200°Fから600°F、225°Fから750°F、250°Fから900°Fに下げられるか、または代替的には、約1500°K、1400°K、1300°K、1200°K、1150°K、1100°K、1050°K、1000°K、950°K、900°K、850°K、800°K、700°K、650°K、600°Kを越えないか、またはそれ未満(1200°K未満であるのが、好ましい)であるか、または温度減少のための既知の最良の方法の少なくとも0.5%から25.0%までである。それによって、タービン入口圧力は、0.5%から80.0%またはそれ以上まで増加した。
実施例48 ECS燃料(好ましくは、少なくとも1つの酸素化ECS化合物、例えば
DMC、金属、例えばMMTを含有するもの);所望により、0.1から95%、または約5.0、10.0、15.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0重量パーセントの酸素;航空用共燃料を包含する航空用タービン燃料組成物。上記燃料は、220℃、260℃、280℃、300℃、320℃、350℃またはそれより高い温度まで、液体および気体状態で熱的安定性があると特徴づけられる。これは、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170BTU/lbを越えるまたはそれより高いLHVを示し、エンジンを冷却するための第1ヒートシンクとして作用する熱(例えば、熱容量)を吸収する能力があると特徴づけられる。この燃料は、所望により抗酸化剤、分散剤、金属不活化剤、および/または清浄/分散剤を熱的安定性を改善するような量で含有する。所望により、ASTMまたは軍の燃料仕様に見合っている(所望により、燃焼の熱を除外する)。
実施例49 0.01重量%から40.0重量%のDMCから得られる酸素(さらに好
ましくは、0.5%から5.0%、0.5%から10.0%)および0.001から20.0g/galを示す少なくとも1つのマンガン金属(さらに好ましくは、0.01から7.5、10.0g/gal、さらに好ましくは、0.1から3.0g/gal)を包含する航空用タービン燃料組成物。上記燃料は、25%(22%または未満であるのがさらに好ましい)を越えない総芳香族容積濃度、0.3重量パーセントを越えない最大硫黄含量(好ましくは、0.2、0.1、0.02または未満、または硫黄を含まない)、205℃の最大T−10温度、300℃の最大最終沸点(さらに好ましくは290℃、285℃、280℃、275℃、270℃、265℃より低い)、38℃の最小引火点、15℃で、775から840kg/m3または所望により840、850、860、880、9
00kg/m3またはそれ以上の密度、−40℃の最小凍結点、約35.0、36.0、
37.0、38.0、39.0、40.0、41.0、42.0、42.8、43.0、44.0KJ/kgの燃焼の正味熱、90、95、100、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175BTU/lbを越える気化の潜熱を示す。それによって、共燃料は、ジェットA−1、またはジェットBのいずれかについてのASTM1655処理燃料の要件に見合っている。
実施例50 燃料中に0.01重量%から40.0重量%の酸素を表すDMC、0.0
01から約7.5、10.0、15.0、20.0、40.0gr/galの濃度での少なくとも1つの金属、および番号0−GT、1−GT、2−GT、3−GTまたは4−GTガスタービン燃料油から選択された軽油タービン用燃料を包含するガスタービン燃料組成物。上記燃料は、38℃から66℃の引火点、1.3から5.5mm2/s(ASTM D 445)の範囲にある最小動的粘度、所望により2500、2000、1500、5
00、400、300、200、100、50、40、20ppmwtを越えない硫黄含量(または硫黄を含まない)、所望により未調整共燃料に比べて少なくとも20℃に減少させたT90温度を示すと特徴づけられる。その燃料は、少なくとも32、33、34、35、36、38、40、42、43、44cm/秒のブンゼン層状燃焼速度、少なくとも80、85、90、95、100、105、110、115BTU/lbの気化の潜熱を示すことを特徴とする。この燃料は、さらに約850℃、800℃、750℃または700℃、650℃、625℃、600℃または550℃、までまたはそれ未満のタービン入口気体温度(650℃、625℃、600℃またはそれ未満であるのが好ましい)を減少させることを特徴とする。および/または入口圧は、共燃料のみと比べて増加される(好ましくは、少なくとも2.0%、3.0%、4.0%またはそれ以上)。所望により、タービン翼の有毒なデポジット、汚染物および腐食がさらに減少/制御される。そして所望により、炭素形成が、上記組成物の燃焼の間の第1燃焼領域で減少される。ここで、インナーライナー温度がタービン寿命を2、3、4倍またはそれ以上の標準寿命に増加させながら、遊離炭素の形成も減少される。
実施例51 全成分が100%に等しい条件下で、1.0容積%から95容積%のバイ
オディーゼル(バイオ−エステル類、C18+脂肪酸メチルエステル、アブラナ種子エステルなど)、1.0容積%から95容積%のディーゼル燃料油または等価物(通常のまたはナフサを含めた改質されたもの)、任意の0.5容積%から90容積%のアルキレート、1.0容積%から90.0容積%の少なくとも1つのECS化合物、および所望により燃焼改善量の金属を包含するバイオディーゼル用燃料組成物。
本出願人のディーゼル燃料、スイス環境クラス1および2の燃料を含めた共燃料、CARB改質燃料、およびEPA改質燃料は存在し将来もある。
本出願人の燃料は、さらに改質ディーゼル燃料を包含する。好ましい実施形態は、低/硫黄を含まない、低/芳香族水素添加ディーゼル燃料、特に同様または低硫黄の燃料が直面する潤滑性の問題のないものである。
それは、低/硫黄を含まない燃料中の潤滑添加剤を包含する表示例でもある。
本出願人の好ましいディーゼル共燃料は、600、500、400、300、200、150、100、60、50、45、40、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、2ppmに等しいかまたは以下または硫黄を含まないものを包含する低硫黄濃度を意図する。好ましい濃度は、50ppmまたはそれ以下である。
ディーゼル共燃料としては、60容積%、50容積%、47容積%、45容積%、40容積%、35容積%、30容積%、28容積%、25容積%、22容積%、20容積%、18容積%、15容積%、12容積%、10容積%、7容積%、6容積%、5容積%、4容積%、3容積%、2容積%の低芳香族含量を示すかまたは芳香族を含まない組成物のものが挙げられる。本出願人は、2および3の環を好み、そして芳香族類は、実行可能な範囲を排除される。
発明の実施において、窒素がNOx排出が実質的に減少される場合に特に考慮されるが
、好ましい燃料は窒素を含まなくてもよい。
本出願人のディーゼル燃料のセタン価としては、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90と等しいかまたはそれより大きいものが挙げられる。45および55の過剰量のものが好ましい。
置換ディーゼル燃料配合。ここで、燃焼速度を増加するまで操作する。そして減少された燃焼温度が特に考えられる、燃焼速度を透明または未調整燃料より0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5%、8.0%、10%、15%、20%にまたはそれ以上に増加させるものが考えられる。
層状ブンゼン火炎速度が39、40、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60cm/秒またはそれより大きくまで増加させる配合が望まれる。
実施例52 燃料中に0.01重量%から10.0重量%の酸素を表すDMC、0.0
01から約2.5gr/galの濃度での少なくとも1つの金属、およびディーゼル共燃料基剤を包含する燃料組成物。上記共燃料は、所望により250ppm、200ppm、150ppm、100ppm、75ppm、50ppm、40ppm、30ppm、20ppm、10ppm、5ppmより多くない硫黄含量、または硫黄を含まず、約880から800kg/m3の範囲の密度、40℃で2.5から1.0の範囲の粘度、40から7
0のセタン価、0.16容積%を越えない3環+芳香族を条件としておよそ0から35%、0から20.0%、0%から15%、0から10%またはそれ未満の範囲の芳香族含量、約190から230℃のT10画分の温度、約220から280℃のT50画分の温度、約260から34℃のT90画分の温度、および−10、−28、または−32℃(または1/10パーセンチルを上回る6℃の最小周囲温度)の曇り点温度、少なくとも35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48cm/秒のブンゼン層状燃焼速度、少なくとも85、90、95、100、105、110、115、120BTU/lbの気化の潜熱を示すことを特徴とする。さらに、所望により、発熱量は、43、42、41、40、39、38、37kj/kg未満である。
実施例53 所望により燃焼改善量のECS化合物、所望により燃料改善量の金属、デ
ィーゼル共燃料を包含する低排出ディーゼル燃料組成物。上記共燃料は、1100ppm、800ppm、440ppm、300ppm、250ppm、200ppm、150ppm、100ppm、50ppm、10ppm、5ppmより多くない最大硫黄濃度、または硫黄を含まず、800、805、810、814、815、839、840kg/m3、またはそれより高い範囲の密度、40℃で1.8、2.4、2.5の範囲、またはそ
れ以下の粘度、46.2、51.2、52.1、53.5、57.5、57.8またはそれより高いセタン価、3環+芳香族が0.16、0.02またはそれ以下であることを条件として27.1容積%、2.45容積%、14.5容量%、1.1容量%、21.6容積%まで、またはそれ以下の芳香族、℃IBPが188.5、213、153、215、195の範囲にある蒸留画分(180未満であるのが好ましい。)、および221、215.5、198、227、210の範囲のT10画分温度、272.5、247.5、249、249、227の範囲のT50画分温度、321、272.5の範囲のT90画分温度(285、336、271、273未満であるのが好ましい。)、そして348.5、299、360、285、300℃の範囲のFBP温度、−10℃、−28℃、−32℃の曇り点、−11℃、−34℃、−34℃のCFPP、所望により42.8、43.3
、43.3kj/kgまたはそれより低い発熱量を示すことを特徴とする。少なくとも37、40、42、45、47cm/秒またはそれより高いブンゼン層状燃焼速度(または代替的に、通常または改質ディーゼルより高い燃焼速度を示す。)そして、ここで、気化の潜熱は、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130btu/lbの過剰である。
実施例54 改質低排出ディーゼル組成物を包含する改質ディーゼル燃料組成物。ここ
で、APIは、41.1から45.4の範囲であり、硫黄は、10重量ppmを超過しないか、または硫黄を含まず、所望により窒素のないもの。芳香族は、20、15、10、5.0体積%またはそれ未満、PNAは、0.02容積%または未満、またはPNAは含まない。セタン価は、35、38、39、40、42、43、45、47、50、55である。約215°F、265°F、300°F、320°F、345°F、365°F、385°Fまたはそれより大きいIBP。95%画分@:545°F、525°F、500°F、475°Fまたはそれより高い。燃焼改善量のマンガンまたは他の金属化合物、所望により、ECS化合物。
実施例55 0.01重量%から5.0重量%(さらに好ましくは、0.5%から2.
5%)の酸素含有率での燃料に可溶性のECS化合物、0.001重量%から2.8g/gal(好ましくは0.065から1.0g/gal、さらに好ましくは0.1から0.5g/gal)を表す濃度での少なくとも1つのマンガン金属、ディーゼル燃料を包含する液体燃料組成物。ここで、上記燃料は、250ppm、100ppm、50ppm、5ppmを越えない硫黄含量、または硫黄を含まない、880から800kg/m3の範囲
の密度、40℃で2.5から1.0cStの範囲の粘度、40から60のセタン価、およそ0から20.0容積%の範囲の芳香族含量(0.16容積%を越えない3環+芳香族を含め)、約190から230℃のT10画分、約220から280℃のT50画分、および約260から340℃のT90画分、および−10℃、−28℃、または−32℃の曇り点温度、少なくとも34cm/秒またはそれ以上のブンゼン層状燃焼速度、少なくとも95BTU/lbまたはそれ以上の気化の潜熱を示すと特徴づけられる。
実施例56 0.01重量%から5.0重量%(さらに好ましくは、0.5%から2.
5%)の酸素含有率でのDMC、0.001重量%から2.8gr/gal(好ましくは0.065から1.0gr/gal、さらに好ましくは0.1から0.5gr/gal)を表す濃度での少なくとも1つのマンガン金属、ディーゼル燃料を包含する液体燃料組成物。ここで、上記共燃料は、約41.1から45.4の範囲のAPI、10ppmを越えない硫黄含量(所望により硫黄を含まない。)、窒素を含まず、そして20容積%の芳香族含量、0.02容積%またはそれ未満のPNA、45より大きいセタン価、365°FのIBP、460°Fから540°Fの範囲の95%画分、少なくとも36cm/秒のブンゼン層状燃焼速度、少なくとも100BTU/lbの気化の潜熱を示すと特徴づけられる。
実施例57 燃焼チャンバーデポジット制御/減少添加剤、および所望により噴霧器、
吸気弁のデポジット制御、金属不活化剤、または抗酸化添加剤を含有する上述のディーゼル燃料組成物。
ディーゼル/蒸留燃料での金属元素の濃度は、0.015625、0.03125、0.0625、0.125、0.25、0.275、0.375、0.50、0.625、0.75、0.875、1.0、1.125、1.25、1.375、1.5、1.625、1.874、2.0、2.125、2.25、2.375、2.5、2.625、2.75、2.875グラム金属元素/galに等しいかまたはより大きいものを包含する。より高い範囲が考慮される。望ましい範囲としては、約0.001から約1.50グラ
ム金属元素/galが含まれる。他の望ましい範囲としては、組成物の約0.001から約0.50グラム金属元素/galが含まれる。約0.001から約0.25グラム金属元素/galの範囲の低い濃度も考慮される。約0.0625グラム金属元素/galより多い範囲も考慮される。マンガン濃度は、燃料経済または燃焼力で注目すべき改善まで1/64、1/32、1/16、3/32、1/8、5/32、7/32、または1/4gr金属元素/galを越えることも多い。元素は、3.0、3.5、4.0、5.0、7.0、8.0、10.0グラムまたはそれ以上を上回る範囲であると考えられる。
上記のとおり、優れたECS化合物を有する燃料組成物中のO2濃度が大きくなるほど、金属元素の濃度が大きくなることが許される。より重い燃料組成物を有すると、改善燃焼速度および/または燃焼温度での減少を享受し、マンガン濃度は、増えることができる。
特に、T−90温度が減少する場合に、ECS化合物および金属元素の使用を引き立たせる相乗作用が生じる。様々な燃料仕様、操作条件、環境要件、および燃焼系は、最終組成物の構造を予測する。
この発明の実施で、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50のセタン価が望ましい。40、42、44、46、48、50、52、54またはそれより大きいセタン価が、特に低硫黄番号1−Dおよび低硫黄番号2−D燃料では好ましい。本発明の実施での好適なセタン価は、48、50、52、54、56、58より大きい。応用改質ディーゼル燃料では、50、55、60、65、70、75、80より大きいセタン価が考慮される。低硫黄ディーゼル燃料のグレード番号D−1および番号D−2を使用する場合、40、35、30、27、25、22、20パーセント(ASTMD
976によって測定された場合)を越えない最小セタン価は、芳香族成分の量によって起こり得る。代替的に、芳香族含量は、35重量%を越えない(ASTM D 1319によって測定された場合)。
ECS基剤ディーゼル燃料を使用する実施は、点火量を改善することは注目されるが、それは、アイドリングおよび軽い負荷操作、および排気煙の密度の条件下で、直ちにコールドスタート、暖気、燃焼荒さ、促進、デポジット形成に明らかに影響を及ぼすことに注目されたい。
実施例58 ASTM975仕様に見合うディーゼル燃料、燃焼改善量の炭酸ジメチル
およびテトラアセチレングリコール、および、1ガロン当たり約0.001から約2.5gMnの範囲の濃度を示すシクロペンタジエニル・マンガン・トリカルボニル化合物を含有する組成物(または燃料油、航空タービン、または軽油)。それによって、生じた燃料が燃焼すると、熱効率および/または燃料経済が改善され、そして最小引火点温度に適合する。
実施例59 微量の燃焼改善量の炭酸ジメチルおよびシクロマトリックス・マンガン・
トリカルボニル、および大量の基剤ディーゼル燃料を含有する番号2ディーゼル燃料組成物。それで、生じた燃料は、42〜50(好ましくは実質的により大きい)のセタン価を示し、28容積パーセント(好ましくは20%より小さく、さらに好ましくは15%、さらに好ましくは10%より小さい)より少ない芳香族含量、560°Fから600°F(より好ましくは540°F、520°F、500°Fまたはそれより低い)のT−90温度、0.08から0.12%質量の硫黄含量(さらに好ましくは0.05%または硫黄を含まない)、32から37(さらに好ましくはより高い)のAPI重力、および130°Fの最小引火点(所望により共燃料または塩の使用を介して得られた)を示す。
実施例60 微量の燃焼改善量の炭酸ジメチルおよびシクロマトリックス・マンガン・
トリカルボニル、および大量の基剤ディーゼル燃料を含有する番号1ディーゼル燃料組成物。それで、生じた燃料は、48から54(好ましくは実質的により大きい)のセタン価を示し、10容積%より少ない芳香族含量、460°Fから520°F(より好ましくは425°F、またはそれより低い)のT−90温度、0.08から0.12質量%の硫黄含量(さらに好ましくは0.05%より少ない)、40から44(さらに好ましくはより高い)のAPI重力、および120°Fの最小引火点を示す。
本発明の実施で、個々におよび/またはECS化合物と組み合せて、特に点火により高い温度が必要である燃料で点火プロモータを使用してもよく、これは、点火の期間を拡張する。
実施例61 52の最小セタン価、350ppmの最大燃料硫黄(さらに好ましくは0
.05質量%より低い)、30容積%(さらに好ましくは15%より小さい)より少ない芳香族含量および燃焼改善量のシクロマトリックス・マンガン・トリカルボニル化合物を含有する低排出番号2グレードのディーゼル燃料。
実施例62 52の最小セタン価、100ppmより少ない最大燃料硫黄、12%の芳
香族含量、475°FのT−90温度、0.10の臭素価、0.5から4.0重量%の酸素の範囲の燃焼改善量の炭酸ジメチルおよび燃焼改善量のシクロマトリックス・マンガン・トリカルボニル化合物を含有する低排出番号2グレードのディーゼル燃料。
流動点降下剤を含まないディーゼル燃料。流動点は、曇り点より低い通常3℃(5°F)から15℃(25°F)である。
本発明の実施で、ディーゼルグレードNo.1−Dに対しては、38℃、グレード2−Dおよび4−Dについては52℃の最小引火点が好ましい。しかし、本発明の実施では、この温度以外の引火点が考慮される。
本発明の実施で、100万当たり500部の硫黄含量は許容しうるが、しかし、濃度が低いのがさらに好ましい。最も好ましい濃度は、100万当たり50部またはそれより低いものである。0.05%の硫黄重量パーセントも好ましい。
0.05質量%またはそれより低い硫黄濃度が、グレードの低い硫黄1−Dおよび2−Dで要求される。
本発明の実施で、質量のパーセントとして10%蒸留残さに見られる炭素残さは、一般にNo.1−D燃料では0.15そしてNo.2−d燃料では0.35を越えるべきでない。しかし、低い質量濃度が、もっとも好ましい。
本発明の実施で、最大含有率の灰が、グレードNo.4−Dを除いて(これは0.1質量%である)、ASTMD 482を使用して、0.01質量%であるのが好ましい。灰
の含有率が低いのが好ましい。しかし、本出願人の発明の低い燃焼温度は、灰に関連した問題を軽減する傾向にある。
添加剤は、点火量改善剤、酸化阻害剤、殺生(物)剤、防錆剤、金属不活化剤、流動点降下剤、解乳化剤、煙抑制剤、清浄分散剤、伝導改善剤、染料、除氷剤およびエンジン、および燃料噴射、燃焼チャンバー、および吸気弁のデポジットを含めた燃焼器のデポジットを減少および/または制御する添加剤を含めて、蒸留燃料で考えられる。
しかし、それは、燃焼チャンバーデポジット用添加剤、特に既存の燃焼チャンバーデポジットを減少させるものを使用する表示例である。それは、噴射および吸気弁を制御するある種のデポジット用添加剤が、燃焼チャンバーデポジットの制御または減少に害をおよぼすと考えられるが、それゆえ、望ましくない。
バリウムの有機化合物、特にバリウムカーボネート過塩基バリウムスルホネート、N−スルホニルアニリンを含めた煙抑制剤が他と同様に考慮される。
ディーゼル燃料の添加剤の例は、表1でクラスおよび機能によって示される。
種々の添加剤が使用できる任意の系でと同様に、望まれない燃料の影響を生む可能性のある添加剤での不調和および歓迎されない相互作用を避けるために注意すべきである。
ディーゼル燃料の添加剤の例は、表1でクラスおよび機能によって示される。
種々の添加剤が使用できる任意の系でと同様に、望まれない燃料の影響を生む可能性のある添加剤での不調和および歓迎されない相互作用を避けるために注意すべきである。
Figure 2005272850
Figure 2005272850
もっともしばしば排気排出の効果と関連している燃料特性は、芳香族含量、揮散、重力、粘度、センタ価、および特定の元素(例えば、水素および硫黄)である。芳香族含量が増加すると、粒子(特に、可溶性有機粒子)および炭化水素の排出を増加させる。
しかし、燃焼速度を増加させおよび/または燃焼温度を下げることによって、炭化水素成分、すなわち芳香族などを増大させる問題のある特性は、実質的に軽減される。したがって、芳香族、オレフィン、ベンゼン、ブタジエン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ジおよびトリ芳香族などが、現在環境的に有害であると考えられる量で含有されることが特に考慮される。
本出願人は、当業者がディーゼルHC排出の光化学的反応性に十分に気付いているとは思わないので、ディーゼル炭化水素排出の軽減は、表示の目的である。
芳香族での典型的な変化率および揮散性については、揮散性がしばしば小さいが、低蒸気圧成分の高い蒸留温度(例えば、T−50およびT−90ポイント)
は、一般に、粒子排出が高くなる。燃料重力、粘度、セタン価、および水素含量は、通常揮散性および芳香族含量と相互に関連する。
粒子排出をさらに制御する有効な手段として、局所の炭素/酸素比を0.5より下に維持することは望みうることが分かっている。
NOxおよびCO排出は、一般にディーゼル燃料についての改質によって影響されないと信じられている。燃焼速度を改善し、燃焼温度を減少させるために、NOxおよびCO排出結果は十分に減った。これは、先行技術からのさらに別の実質的な発展である。
実施例63 本出願人の発明で考慮された自動車用ガソリンとしては、米国の大気汚染
防止法211条(K)の要件に見合ったもの、低RVP燃料、低/非硫黄、低オクタン、中程度のオクタン、高オクタンガソリン、高LHVおよび/またはBVガソリン、新型噴霧、揮散、インジェクター揮散ガソリン、などを含めて、通常の無鉛、改質無鉛が、および/またはASTMおよび/または他の制限基準に現在も将来も見合った任意のガソリン、およびそれらの組合せ挙げられる。
実施例64 大気からいずれかの濃度の潜在的な発ガン性を減少させる63の方法。こ
の方法は、燃料を含有するMTBEを、共燃料化合物および所望により燃焼改善金属と組み合せて燃焼させることからなる。
実施例65 低または非硫黄の炭化水素基剤燃料、MTBE、および所望によりMTB
Eより大きい(好ましくは、20%、30%、40%、50%、60%またはそれ以上、DMCと一緒が好ましい)燃焼速度(燃料の重量での総酸素は、3.7%、3.5%、3.0%、2.7%、2.5%、2.25%、2.2%、2.0%、1.9%、1.8%、1.5%、1.2%、1.1%、1.0%、0.8%、0.7%、0.5%を超過しない)を示すECS化合物、所望により燃焼速度改善量の金属(シェル・ケミカル・コーポレ
ーションによってSparkAidとして市販されるMMTおよび/またはカリウム塩)および/または所望により燃焼改善量のマンガン金属化合物を包含する改質MTBE燃料組成物。この燃料は、さらに133、135、140、142、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154btu/lbまたはそれより大きいLHV、44、46、48、50、52cm/秒を超過するかまたはそれ以上のBV、所望により320、310、300、295°Fまたはそれより少ない最大T−90温度、所望により170、175、180、185、190、195、200°Fに等しいかまたは越える最大T−50温度を示すことによって特徴づけられる。
実施例66 T−90画分での沸点が、320°F、315°F、310°F、305
°F、300°F、295°F、290°F、280°F、270°Fまたは260°Fより大きくなく、またはそれより少ないガソリンの沸点を減少させる一方で、燃料のLHVを少なくとも130、135、140、145、150、155、160、165、170btu/lb(または未調整燃料より少なくとも2.0%)まで増加させ、所望によりMMTを組成物に、1/64または1/32grnm/galまで混合させ、所望により48、49、50、51、52、53、54cm/秒を越える燃焼速度で、ここで上記燃料は、未調整の通常または改質ガソリンより大きい、および所望により1.0重量%から2.0重量%、1.5重量%、2.1重量%、2.7重量%、または2.0重量%から5.0重量%のMTBEの酸素を含む同じ未調整燃料より大きいLHVおよび/またはBVを示し、ガソリン車で上記組成物を燃焼させることからなる、運動エネルギー、燃料経済を増加し、通常または改質ガソリンでの自動車操作の燃焼排出を減少させ、所望により酸素化する方法。それによって、燃料経済は、未調整燃料のみ、またはマンガンを有する未調整共燃料、またはLHVの増加なしに同じT−90を示す共燃料、またはLHVの増加なしに同じT−90を示すマンガン含有共燃料より改善される(好ましい増加は、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5%またはそれ以上である)。
実施例67 300、250、200、150、100、60、50、20、10、5
ppmより少なくて硫黄を、または硫黄を含まず、容積で50%、45%、40%、35%、30%、27%、25%、22%、20%、18%、16%、15%、12%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%またはそれより少ない濃度の基本的に多核遊離芳香族、または芳香族遊離組成物、容積で、3.0%から5.0%の範囲を含めた20%、15%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%より少ない濃度上の非C4からC5のオレフィン類またはオレフィンを含まず、ベンゼン不含組成物を含めて容積で0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%の、またはそれより少ない濃度のベンゼン、12.0、11.5、11.0、10.0、9.0、8.5、8.0、7.5、7.0、6.9、6.5、6.0、5.5psiより少ないそして11.5から12.0pisまたは6.5から6.9pisの範囲のRVP、少なくとも1つのECS化合物で一部または全部であることを条件として、0.5重量%から5.0重量%または3.7重量%、0.6重量%から3.0重量%、0.7重量%から2.7重量%、1.8重量%から2.2重量%での酸素(好ましくはDMC)、1/128から3/8gr/gal(1/128から1/8が好ましい)の濃度での、または1/64、1/32、1/16、1/8、1/4、3/8までの濃度でのMnを有するシクロマトリックス・マンガン・トリカルボニルを含めた燃焼改善量の少なくとも1つの金属、燃焼チャンバーデポジット制御、流動燃料噴射器、吸気弁デポジット制御添加剤、およびそれらの混合物から選択される少なくとも1つの燃焼を増強するデポジット制御添加剤、所望によりここで提供された抗酸化剤または他の添加剤を包含する通常のまたは改質無鉛燃料組成物。ここで、上記組成物は、1120、960(930より低いのが好ましい)より低い運転可能性指数、所望により350°F、340°F、330°F、320°F、310°F、305°F、300°F、295°F、または290°Fに等しいかまたはそれより低いt−90温度、1
70°F、175°F、180°F、190°F、200°F、または210°Fに等しいかまたはそれを越えるt−50温度、そのT−10温度は、160°F、140°F、または120°Fより低く、130、135、140、143、145、147、150、151、152、155、160、165btu/lbに等しいかまたはより高い、または代替的には860、900、910BTU/galより高い気化の潜熱、40、43、45、48、49、50、51、52、53、54、55、56、58、60、65、70、75、80、90cm/秒(好ましくは45、48、50、60cm/秒またはそれより高い)、所望により44、43、42、41、40、39、38、37、36Kj/kgより低い最大発熱量を示す。
これは、ここに教示されたとおりT−90および/または終末沸点蒸留画分を改質することによって燃焼速度/燃焼温度を改善することを目的としている。
これは、改質されたものを含めた本出願人のガソリンが、1370、1330、1300、1295、1275、1236、1200、1190、1180、1170、1160、1155、1150、1140、1130、1120、1100、1090、1080、1075、1050、1000、975、960、950、945、940、935、930、925、920、910、900、875、850、840、825、800、またはそれより低い(1.5xT10)+(3xT50)+(T90)によって定義されるとおりの運転可能性指数を示すことを目的としている。T50温度は、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195°Fと同時に等しいかまたは越えるのが好ましい。許容できるT50の範囲は、190から210°Fに含まれる。T−10蒸留画分は、160、155、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105、100、98、96、95、94、93、92、91、90、89、88、87、85、80°Fであるかまたはそれより低いのも好ましい。許容できるT90の範囲は、280から300°Fである。
本発明では、バーナー燃料、燃料油、火炉用オイル、石油およびペトロリウム油、およびASTMD 396基準に見合った燃料油を含めた共燃料としての燃料油の広汎なスペ
クトルの使用が考慮される。および/または燃料は、種々の気候および操作条件下で、種々のタイプの燃料油燃焼装置での使用を意図した。
限定されない実施例は、ASTMグレード1から5に関連する。
沸点の改変は、特にLHV’sおよび/またはBV’sが増加した場合、本発明の表示例である(我々の同時係属中の国際出願No.PCT/US95/02691およびNo.PCT/US95/06758)。
実施例167 40℃で測定して1.9より低くなく3.4(mm2/秒)より高くない動的粘度、282℃の最小T−90温度、338℃の最大T−90温度、0.05質量%の最大硫黄含量、No.3の最大銅ストリップ速度、燃焼改善量のECS化合物(好ましくはDMC)、そして所望の金属、38℃の引火点、少なくとも90、95、100、105、110、115、120、125、130、135BTU/lbのLHV、を示すNo.2燃料油。この燃料は、所望により共燃料および/または金属塩を含有する。
実施例168 ASTM D 445を用いて、100℃で測定して15.0より低くな
く50.0(mm2/秒)より高くない動的粘度、燃焼改善量のECS化合物(好ましく
はDMC)、そして所望により金属を示すNo.6燃料油。この燃料は、所望により共燃料および/または金属塩を含有する。
実施例169 167、168の実施例。ここで、沸点改変を使用して、沸点および/
またはT−90画分温度は、少なくとも30℃に減少される。それによって、LHVは改
善される。
実施例170 燃焼改善量の炭酸ジメチルおよび燃焼改善量の金属を含む、ASTMグ
レードの燃料油を使用した火炉でのバーナーの操作。ここで、火炉の予測された燃焼効率は、少なくとも1.0%から20%の範囲で増加する。
ほとんどの燃料より高濃度の硫黄を含む適切なISODIS 8217およびBS MA
100基準に見合った機関車用および船用燃料で考えられ、本出願人の発明は、目的燃
焼温度により、硫黄腐食および他の有害物質の発生を軽減する。
実施例171 450、500、900、1200、3800、20,000立方イン
チまたはそれ以上を越えるものである重ディーゼル機関車用または船用エンジンの蒸気を増強燃焼する方法。ここで、蒸気は、燃料中0.01重量%から40重量%の酸素で表されるDMCから生じる。金属化合物は、0.01から20.0grの金属/galを表す。重ディーゼル機関車用または船用エンジン燃料は、ISODIS 8217および/ま
たはBS MA 100基準に見合っている。ここで、上記混合物は、0.01から3.0質量%の濃度の硫黄を含有し、50℃で10から500センチストークスの粘度を示す。これによって、上述の上記の燃焼は、他の共燃料と比べて、腐食、粒子排出を減少させ、および/または燃料消費を改善する。
実施例172 ロケット用燃料推進薬は、少なくとも1つのECS化合物および推進改
善量の金属よりなる。
実施例173 172の実施例。ここで、組成物は、さらに酸化剤および推進薬を包含
する。
実施例174 過酸化水素および金属化合物、および所望によりDMCを含むロケット
用燃料組成物。
実施例175 過酸化水素および金属化合物、および所望によりDMCを含むロケット
用燃料組成物。
実施例176 175のロケット用燃料組成物。ここで、金属は、シクロペンタジエニ
ル・マンガン・トリカルボニル、テチニウム、レニウム、アルミニウム、ベリリウム、またはペンタボロン、デカボロン、バラゾール、アルミニウム・ボロハイドライド、トリメチルアルミニウム、ベリリウム・ボロハイドライド、ジメチルベリリウム、リチウム、ボロハイドライドを含めたボロン化合物、それらの均質物、および混合物からなる群から選択される。
実施例177 173、175の実施例。ここで、酸化剤の限定されない実施形態とし
ては、酸素、硝酸、混合硝酸硫酸、フッ素、窒素、テトロドキシド、過酸化水素、塩化カリウム、フッ化ペルクロリル、ブロミンペンタフロライド、クロリントリフルオライド、ON 7030、オゾン、フッ化酸素、RFNA(種々の強度)、WFNA、テトラニト
ロメタン、フッ素、クロリントリフルオライド、フッ化ペルクロリル、フッ化ニトロシル、フッ化ニトリル、ナイトロジェントリフルオライド、ジフルオリンモノオキシド、フルオレート、コリンオキシド、他の公知酸化剤などが挙げられる。
実施例178 炭酸ジメチル、ヒドラジン、およびシクロペンタジエニル・マンガン・
トリカルボニル化合物を含むロケット用燃料組成物。
実施例179 炭酸ジメチル、硝酸、または硫酸からなる群から選択される酸化剤、介
在または排他的金属化合物、および所望により混合推進薬を含むロケット用燃料組成物。
実施例180 炭酸ジメチル、ヒドラジン、または置換ヒドラジン、および/または過
酸化水素および/または金属化合物を含むロケット用燃料。
実施例181 炭酸ジメチル、ヒドラジン、灯油、所望により金属化合物を含むロケッ
ト用燃料。
実施例182 炭酸ジメチル、水素、金属化合物、および所望により酸化剤を含むロケ
ット用燃料。
実施例183 炭酸ジメチル、金属化合物、および所望により公知の酸化剤または推進
薬を含むロケット用燃料。
ロケット用燃料の推進薬のクレームは、我々の同時係属中の出願に記載されている。ジェット航空用タービン燃料および関連のタービン系、ガスタービン燃料油および系、ガスタービン燃料油および系、ディーゼル用燃料油および系、実施試験、実施試験燃料、試験方法論、表/図面の分析、「図1から6」の試験2の説明、図1−6,7、8の要約、ガソリン組成物、機械的手段、航空用ガソリン、燃料油、ロケット燃料仕様、我々の同時係属中の国際出願No.No.PCT/US95/02691およびNo.PCT/US95/06758)の燃焼温度改変実施のセクション、および全ての他のセクションは参考文献によってここに組み込まれる。
添加剤の使用 ここに記載のとおり、添加剤の使用は、本発明の重要な要素である。特
に添加剤、添加方法、潤滑剤なとは、燃料組成物として、我々の同時係属中の国際出願No.PCT/US95/02691およびNo.PCT/US95/06758に記載され、参考文献によりここに組み込まれると考えられる。開示の添加剤は、種々の燃料クラスで相互に変換できると考えられる。しかし、当業者は、ある種の添加剤は、それ自身1つの燃料グループ別のものに借用することが認められている。
本出願人の発明は、広範な添加剤および濃度は、以下に挙げられる(適切な添加剤濃度で)が、それに限定されない。抗酸化剤(類)(8−40mg/kg)、ワックス硬化防止剤(100−200mg/kg)、発砲抑制剤(2−5mg/kg)、抗バルブシート・リセッション(100−200mg/kg)、パイプライン・ドラッグ軽減剤(2−20mg/kg)、ディーゼル用界面活性剤(10−300mg/kg)、ガソリン用界面活性剤、解乳化剤(3−12mg/kg)、ディーゼル流改善剤(50−1000mg/kg)、デポジット制御添加剤(50−3000mg/kg)、潤滑改善剤(25−1000mg/kg)、帯電防止剤(2−20mg/kg)、安定化剤(50−200mg/kg)、除氷剤(0.1から2.0重量%)、腐食阻害剤(4−50mg/kg)、燃焼チャンバーデポジット改良剤(50−3000mg/kg)、金属不活化剤(4−12mg/kg)、染料(2−20mg/kg)、セタン/オクタン改良剤(200−2000mg/kg)。他に、殺生剤、ドラッグ軽減剤、除去剤、金属スカベンジャ、摩擦改善剤、摩耗防止剤、スラッジ防止剤。
本出願人の帯電防止剤の限定されない例としては、可溶性クロム材料、高分子硫黄、窒素化合物、および4級アンモニウム材料が挙げられる。その使用は、一般に非常に寒い周囲温度および/または航空用石油のような中間の揮散の燃料であると考えられる。
金属不活化剤の限定されない例としては、8−ヒドロキシキノリン、エチレンジアミンテトラカルボン酸、アセト酢酸オクチルなどのようなB−ケトエステル、N,N’−ジサリ
シリデン−1,2−プロパンジアミン、N,N’−ジサリシリデン−1,2−エタンジアミンまたはN,N’−ジサリシリデン−1,2−シクロヘキサンジアミン、N,N’−ジサリシリデン−N’−メチルジプロピレントリアミンのようなN,N’−ジサリシリデン−1,2−プロパンジアミンが挙げられる。0.1から5.8、7.5,10.0、12.0、15.0、18.0、22.0mg/Lまたはそれ以上、または1.0から8.0mg/1,2.0から10.0.5から15.0(溶媒の重量は含まない。)濃度も、4から12,5から30ppmの範囲にある。他の熱的安定性を維持するために必要な濃度が考慮される。
金属不活化剤の他の限定されない例としては、EhylCorpによってHITEC
314として不働態型のチアジゾールが挙げられる。
ドラッグ軽減剤の他の限定されない例としては、高分子量(1,000,000)ノポリソルブテンおよびポリアルファオレフィンが挙げられる。
染料の限定されない例としては、アゾ化合物および/またはアンスラキノンが挙げられる。
脱乳化剤の限定されない例としては、非イオン性界面活性剤、アルコキシル化ポリグリコール、スルホン酸アリールおよび混合物(特に処置比で、清浄剤のものの10−20%の範囲で)が挙げられる。他の限定されない例としては、p−イソブチルフェノール、ジイソブチルフェノール、p−ヘキシルフェノール、p−ヘプチルフェノール、p−オクチルフェノール、p−トリプロピレンフェノール、p−ジプロピレンフェノール、アンモニア−中和スルホン化アルキルフェノール、BASF−WyandotteChemical companyから入手可能なオキシアルキル化グリコール、Petrolite Corp.によって市販されているTALOD 286K、TALOD286を含めた適切
な生成物が挙げられる。
腐食阻害剤の限定されない例としては、カルボン酸、アミンが挙げられ、および/またはカルボン酸のアミン塩が使用される。MobileChemical Corp.は、
燃焼潤滑剤および腐食阻害剤である「Mobiladd F−800」を市販する。
抗酸化剤の限定されない例としては、ヒンダード・フェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(15−40mg/l、25mg/lまたはそれ以上)、フェニレンジミン、芳香族ジアミン、または芳香族ジアミンの混合物およびアルキルフェノールステリアリル・ヒンダードフェノール性およびアミンの基が挙げられる。
活性成分24.0mg/lまでの量での他の抗酸化剤(溶媒の重量をふくまない)。このような抗酸化剤は、N,N−ジイソプロピルパラフェニレンジアミン、75パーセントの最小2,6−ジ−ターシャリ−ブチルフェノールと25%最大ターシャリおよびトリターシャリーブチルフェノール、72パーセント最小2,4−ジメチル−6−ターシャリブチルフェノールと28%最大モノメチルおよびジメチルターシャリブチルフェノール、55パーセント最小2,4−ジメチル−6−ターシャリ−ブチルフェノールと45%最大混合ターシャリおよびジターシャリーブチルフェノールから選択される。
本発明に使用しうる付加的な抗酸化剤としては、2,6−ジ−ターシャリ−ブチル−4−メチルフェノール、6−ジ−ターシャリ−ブチル−2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジ−ターシャリ−ブチルフェノール、75パーセント最小−2,6−ジ−ターシャリ−ブチルフェノール25パーセント最大ターシャリ−ブチルフェノールおよびトリ−ターシャリ−ブチルフェノール、72パーセント最小6−ターシャリ−ブチル−ジメチルフェノール、28%最大ターシャリブチル−メチルフェノールおよびターシャリブチル−ジメチルフェノール、55%最小6−ターシャリ−ブチル−2,4−ジメチルフェノール、4
5%最大ターシャリ−ブチルフェノールおよびジターシャリ−ブチルフェノールの混合物、60から80パーセント2,6−ジアルキルフェノール、20から40パーセントの2,3,6−トリアルキルフェノールおよび2,4,6−トリアルキルフェノールの混合物、35パーセント最小2,6−ジ−ターシャリ−ブチル−4−メチルフェノール、65パーセント最大メチル−、エチル−、およびジメチル−ターシャリ−ブチルフェノールの混合物、60パーセント最小2,4−ジ−ターシャリ−ブチルフェノール、40パーセント最大ターシャリブチルフェノールの混合物、30パーセント最小2,3,6−トリメチルフェノールおよび2,4,6−トリメチルフェノールの混合物、70パーセント最大ジメチルフェノールの混合物、55パーセント最小ブチル化エチルフェノール、45パーセント最大ブチル化メチル−およびジメチルフェノール、45パーセント最大4,6−ジ−ターシャリ−ブチル−2−メチルフェノール、40パーセント最小の6−ターシャリ−ブチル−2−メチルフェノールの混合物、15パーセント最大他のブチル化フェノールの混合物が挙げられる。さらに、その総濃度は、溶媒の重量を含めず、燃料の5000gal当たり、1.0lbより大きくない阻害剤:2,4−ジメチル−6−ターシャリ−ブチルフェノール、2,6−デターシャリー−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジターシャリ−ブチルフェノール、75%2,6−ジターシャリ−ブチルフェノール、10−15%2,4,6−トリターシャリ−ブチルフェノール、10−15%オルチ−ターシャリブチルフェノール、72%最小2,4−ジメチル−6−ターシャリブチルフェノール、28%最大モノメチルおよびジメチルターシャリブチルフェノール、60%最小2,4−ジターシャリブチルフェノール、40%最大混合ターシャリブチルフェノール、2,4,6−トリ−ターシャリ−ブチルフェノール、4−メチル−2,6−ジ−ターシャリ−ブチルフェノール、2−ターシャリ−ブチルフェノールおよびそれらの混合物、2,6−ジ−ターシャリ−ブチル−p−クレゾール、およびN,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミンのようなフェニレンジアミン、N−イソプロピルフェニレンジアミン、およびN,N’−ジサリシリデン−1、2−プロパンジアミン、およびターシャリブチル化フェノールおよび/または芳香族アミンの混合物抗酸化剤。濃度レベルは、熱安定性を維持するか保証するのに必要なものである。
ここでの添加剤の添加剤濃度。上述の工業の範囲は特に考えられ、特にECSまたは金属化合物の特性または濃度はこのような使用を許可する。
限定されない実施例の除氷添加剤としては、イソプロピルアルコール、ヘキシレングリコール、ジプルピレングリコール、グリコール、ホルムアミド、イミダゾリンおよびカルボン酸が挙げられる。
限定されない実施例のバルブシート・リセッション添加剤としては、ナトリウムまたはカリウム長鎖ナフテネート、または油中のナトリウムまたはカリウム塩の微細分散液が挙げられる。
分散剤としては、アルケニルコハク酸エステル、アミンのアルケニルスクシンイミド、メチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、n−ドデシルアミンを含めた灰のないスクシンイミドまたは高分子メチルアクリレートが挙げられる(米国特許第3,172,892号、第3、202,678号、第3,219,666号、第4,234,435号参照)。他の分散剤としては、Texaco‘ CleanSystem3、高分子量ポリイソブチレン置換アミン誘導体TFA−4681、燃料溶解性の塩、アミド、イミド、オキサゾリン、および長い脂肪族炭化水素置換ジカルボン酸のエステルまたはそれらの水和物、それに直接に付着したポリアミドを有する長鎖脂肪族炭化水素、長鎖の脂肪族炭化水素置換フェノールをアルデヒドと縮合して形成されるマンニッヒ縮合生成物(類)、好ましくはホルムアルデヒドまたは同様の添加剤は、燃料噴射および吸気弁をきれいにする実施で考慮される。本出願人は、灰なし分散剤を含めて任意の市販の入手可能な分散剤を考慮する。
本出願人の発明は、キャブレーター、ポート燃料噴射および吸気弁制御添加剤を考慮した。限定されない実施例としては、担体流体とともに、またはなしに、アミド、アミン、カルボン酸アミン、アルキニルスクシンイミド、ポリブテンスクシンイミド、ポリアルキニルスクシンイミド(EthylPetroleum Additives,Inc.、
HITEC 4450)、ポリエーテルアミン、ポリエーテルアミドアミン、ポリアルケ
ニルアミン、ポリエーテルアミン(OroniteChemical Co. OGA−480)、ポリイソブテニルアミン(Oronite Chemical Co. OGA−
472)
、ポリブテンアミン、ポリエーテルアミン、およびポリオレフィンアミンが挙げられる。このような材料は、1000バレル当たり50から500ボンドの濃度で処理して組み込まれる。そしてさらに通常には、1000バレル当たり100から200lbsの範囲である。
洗剤の限定されない例としては、スクシンイミド、長鎖脂肪族ポリアミン、長鎖マンニッヒ塩基、灰のない高分子分散剤、窒素含有の灰のない分散剤が挙げられ、特にポリエチレンテトラミンおよびポリエチレンヘキサミンのようなポリオレフィン置換ポリエチレンポリイミンのスクシンイミドが望ましい。イミド基を形成する能力のある少なくとも1つの1級アミノ基を有するアミンのアルケニルスクシンイミンが望ましい。特に好ましいのは、ポリエリレンポリアミンを不飽和ポリカルボン酸または無水物と反応させた生成物である。ラウリルのマグネシウム塩を含めて金属を含むイオン性または非イオン性界面活性剤および洗剤が考えられる。
他の灰のない分散剤としては、アルケニル、1−20の炭素原子および1−6の水酸基を有するアルコールのコハク酸エステルおよびジエステルが挙げられる。米国特許番号第3,331,776号、第3,381,022号および第3,522,179号参照。
米国特許番号第3,442,808号、第3,803,039号に開示されるもののようなアルケニルコハク酸−エステルアミド混合物、ハイドロカルビル置換フェノールのマンニッヒ縮合物、ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド前駆体およびアミンである他の限定されない灰のない分散剤が考慮される。本出願人は、先行技術が、灰のない分散剤(米国特許番号第3,957,845号、第3,697,574号、第3,413,347号、第3,533,945号、第4,857,214号、第3,666,730号、第3,909,215号参照。)、そしてChevronOFA 425Bを含めた分散剤の
特性で満ちており、本発明の実施が考えられると認識する。任意の市販の洗剤、清浄分散剤は、本発明の範囲内である。
燃料噴射器および吸気弁を清潔にする実施で類似の添加物が考えられる。
バリウムの有機化合物、特に炭酸バリウム過塩基バリウムスルホネート、N−スルフィニルアニリンを含めた煙抑制剤が、他と同様に考えられる。環境上の考慮が、選択および濃度レベルを予期する。
ディーゼル燃料の添加剤の例は、上述の表1にクラスと機能が示される。種々の添加剤が使用できる任意の系で、望ましくない燃料効果を生じうる、添加剤のなかでの不協和および歓迎されない相互作用を避けることに注意が払われるべきである。
燃料が、他のデポジット制御添加物を含むと考えられ、限定されない実施例としては、ポリブテンアルコール、ポリブテンクロロホルメート、ミネラル中または他の担体で形成されたポリブテンアミン、ポリエーテル担体で改質されたポリイソブチレン、および1成分ポリエーテルアミンなどのような、ポリエーテルアミン、ボリアルケニルスクシンイミド、またはポリアルケニルスクシンイミド、またはポリアルケニルスクシンイミド、ハイドロカルビルカルボネートが挙げられる。数種の他のものは、特に断りながないと明細書に
記載され、ガソリンおよび他の共燃料と考えられた。
本出願人の発明は、許容しうるデポジット制御添加剤は、CARB’s10000マイルBMW IVDおよびChrysler PFIを含めた工業および/または規制基準に見合っていると考えられる。したがって、全バルブ上の考慮される平均デポジットは、いずれかの噴射器での流量損失で測定して、上記BMW試験に100ミリグラムを越えることはできず、目詰まりには5%より多くはならない。
IVD添加剤またはPFI添加剤を使用することを避ける表示例であり、そして燃焼チャンバーデポジット制御または減少で任意の不利益な動きを示している。
本出願人は、燃焼チャンバーの添加剤が新規であり、そして燃料系をいつもきれいに維持するのに使用され、ここに、特にECS燃料が微量成分である場合に、改質共燃料およびECS/共燃料使用で考慮されることに着目する。有利に、必要でありうる優れた燃焼特性CCD添加剤と一緒にECS燃料が最適である。
限定されない望ましいCCD添加剤の例としては、ShellのVEKTRONORIC添加剤(オクタン価は増加制御を必要とする)またはORR添加剤(オクタン価は減少を必要とする)および/または同様の添加剤パッケージ、またはOroniteのCCD(燃焼チャンバーデポジット)添加パッケージ、TexacoのCleanSystem3またはEthylの等価HiTec添加剤パッケージが挙げられる。燃焼チャンバーデ
ポジットを制御する他の手段としては、所望により低分子量界面活性剤およびポリブテンによる高分子量高分子分散剤が挙げられる。周期的な高濃度のポリエラミン、グリコールボレートおよびエチレンジクロライドが使用される。添加濃度レベルは、使用される添加剤パッケージおよび共燃料の有効性によって、中程度から非常に高くまでの範囲にあってよい。
本出願人は、燃焼チャンバーデポジットを制御または減少させる、特に新しいクラスの添加剤を使用することを考えている。そしてガソリン減少の場合にはオクタン価は増加する必要がある(ORI)、特にそれらの添加剤が存在するデポジットを減少させ、および/または上述の添加剤なしに、時間を越えて、ORI以下の透明の塩基燃料を減少させる。
様々な噴射器および吸気弁のデポジットを制御する任意のデポジット添加剤が、燃焼チャンバーデポジット制御に害があるかもしないと考えられる。したがって、望ましくない。
しかし、本出願人の発明の態様を低める、燃焼速度および温度が増加する特性を示して、燃焼チャンバーデポジットに対して顕著に害を及ぼすことなく、望まれることの少なくい通常の添加剤が使用できる。
このように、本出願人の燃焼チャンバーデポジット制御添加剤、PFI(ポート燃料噴射器)およびIVD(吸気弁デポジット)添加剤、およびそれらの濃度が存在の燃焼チャンバーデポジットを制御および減少させる上で有効であるのが好まれる。
IVDおよびPFI添加剤を含めたまたは基づいたデポジット添加剤を使用する、特に添加剤を追加的に使用するかまたはIVD/PFIまたは燃焼チャンバーデポジット(CCD)の代わりに使用する本発明の明確な目的である。
以下の記載は、燃焼速度を増加させ、および/またはLHVを改善し、そして同時に共燃料の好転的特性を促進する種々の添加剤パッケージである。
実施例184 1)ECS化合物(0.1から99.99重量%)、2)少なくとも1
つの有機マンガン化合物(好ましくはMMT)および/または他の燃焼改善金属化合物(またはそれらの混合物)(0.01から99.0重量%)および3)市販のもに限定されずに、および/またはShellのVEKTRONORIC添加剤またはORR添加剤、Oronite CorporationのCCD添加パッケージ、TexacoのCl
eanSystem3またはEthylの等価HiTec添加剤を含めた燃焼チャンバー
デポジット制御/減少添加剤(0.01から95.0重量%)および所望により4)金属不活化剤(0.01から90.0重量%)を包含するクリーン燃焼添加パッケージ。このパッケージは、所望により30,50、80、110、130、135、145、147、148、150、151、152、155、157、160、165、170BTU/lbを越えるまたはそれより大きいLHVを示すことで特徴づけられる。
実施例185 1)少なくとも1つのECS化合物(0.1から99.5重量%)、2
)少なくとも1つのシクロペンタジエニル・マンガン・トリカルボニル(0.1から99.5重量%)、3)少なくとも1つの金属不活剤(8−ヒドロキシキノリン、エチレンジアミントリカルボン酸、アセト酢酸オクチル、N,N’−ジサリシリデン−1,2−プロパンジアミン、N,N’−ジサリシリデン−1,2−プロパン ジアミン、N,N’−ジ
サリシリデン−1,2−エタンジアミンまたはN,N’−ジサリシリデン−1,2−シクロヘキサンジアミン、N,N’’−ジサリシリデン−N’−メチルジプロピレントリアミンのようなB−ケトエステルに限定されない)(0.1から99.5重量%)、および所望により4)少なくとも1つの抗酸化剤(0.1から99.5重量%)、5)少なくとも1つの界面活性剤/清浄分散剤(0.1から99.5重量%)、6)少なくとも1つの発火促進剤(ShellChemicalによって販売されている「SparkAidまたはSparkAde」として知られるものを含めたペルオキシ化合物、有機ナイトレート、カリウム塩)(0.1から99.5重量%)、7)少なくとも1つの解乳化剤(0.1から99.5重量%)、または8)少なくとも1つの引火点改善(PFI)または蒸気圧を減少させる共媒または塩(0.1から99.5重量%)を包含する炭化水素燃料で使用する添加剤パッケージ。このパッケージは、所望により10、20、25、30,43、48、50、60、65、72、80、85、90、95、100、110、130、133、135、140、142、145、147、148、150、151、152、155、157、160、165、170BTU/lbを越えるまたはそれより大きいLHVを有することで特徴づけられる。
実施例186 全化合物は100重量%に等しいことを条件として、 1)組成物の0.01から99.0重量%を表すDMC、2)0.01から40.0重量%を表すシクロペンタジエニル・マンガン・トリカルボニル、3)0.001から15.0重量%を表すN,N’−ジサリシリデン−1,2−プロパンジアミン、所望により4)0.01から40.0重量%を表す2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、5)0.1から35重量%を表すテトラエチレンペンタミンのポリイソブテニルスクシンイミド、またはp−(ポリイソブチニル)−フェノールのマンニッヒ縮合生成物、ホルムアルデヒド、およびトリエチレンテトラミン、6)0.01から60.0重量%を表すジーターシャリブチルペルオキシドまたは2−エチルヘキシルナイトレート、7)0.01から25.0重量%を表すAkzo Armogard D5021解乳化剤、8)0.01から90.0重量%を表す4−メチル−2−ペンタノンを包含する185の添加剤パッケージ。
実施例187 燃焼改善量の金属およびECS化合物、および金属不活化剤,および所
望により共燃料を混合し、上記燃料を燃焼させることよりなるNox排出を低減する方法。これによって、NOx排出は、共燃料添加パッケージに比べて少なくとも2.0%、5.0%、7.0%、10.0%、15.0%、20.%、25%、またはそれ以上まで減少した。
実施例188 1)少なくとも1つのECS化合物(0.1から99.0重量%)、2
)少なくとも1つのシクロペンタアデニル・マンガン・トリカルボニル(0.05から40.0重量%)、3)「SparkAidまたはSparkAde」として知られるShellChemicalによって市販されるものを含めた少なくとも1つの点火促進剤例えば、ペルオキシ化合物、有機ナイトレート、カリウム塩(0.02から80.0重量%)を包含する炭化水素燃料で使用する添加剤パッケージであって、上記パッケージは、所望により、4)少なくとも1つの金属不活剤(0.01から30.0重量%)、5)少なくとも1つのFPIまたは蒸気減少混合燃料または塩(0.0001から70.0重量%)、6)少なくとも1つの金属不活化剤(0.1から40.0重量%)、7)少なくとも1つの界面活性剤/清浄促進剤(0.01から60.0重量%)、8)少なくとも1つの抗酸化剤(0.1から40.0重量%)を示す。このパッケージは、所望により20、30,35、40、45、55、63、65、80、90、95、100、110、120、133、140、142、145、147、148、150、151、152、155、157、160、165、170BTU/lbを越えるまたはそれより大きいLHVを示すことで特徴づけられる。
実施例1891)少なくとも1つのECS化合物(0.1から99.0重量%)、2)少なくとも1つのシクロペンタジエニル・マンガン・トリカルボニル(0.05から99.0重量%)、3)少なくとも1つの界面活性剤/清浄分散剤(0.01から99.0重量%)、および所望により1つまたはそれ以上の以下のもの:4)少なくとも1つの抗酸化剤(0.1から99.0重量%)、5)少なくとも1つの点火促進剤(0.2から99.0重量%)、6)少なくとも1つの金属不活化剤(0.01から99.0重量%)、7)少なくとも1つのFPIまたは蒸気減少混合燃料または塩(0.0001から99.0重量%)、8)少なくとも1つの金属不活剤(0.1から99.0重量%)を包含する炭化水素燃料で使用する添加剤パッケージであって、上記パッケージは、所望により、15、20、25、30,40、45、50、55、60、70、80、85、95、100、120、133、140、142、145、147、148、150、151、152、155、157、160、165、170BTU/lbを越えるまたはそれより大きいLHVを示すことで特徴づけられる。
実施例190 1)少なくとも1つのECS化合物(0.1から99.0重量%)、2
)少なくとも1つのシクロペンタジエニル・マンガン・トリカルボニル(0.05から99.0重量%)、および3)少なくとも1つの抗酸化剤(0.1から99.0重量%)、そして1つまたはそれ以上の以下のもの:4)少なくとも1つの清浄分散剤(0.1から99.0重量%)、5)少なくとも1つの点火促進剤(0.02から99.0重量%)、6)少なくとも1つの解乳化剤(0.01から99.0重量%)、7)少なくとも1つのFPIまたは蒸気減少混合燃料または塩(0.0001から99.0重量%)、8)少なくとも1つの金属不活剤(0.1から99.0重量%)を包含する炭化水素燃料で使用する添加剤パッケージであって、上記パッケージは、所望により、20、30,35、40、45、55、63、80、90、100、110、120、133、140、142、145、147、148、150、151、152、155、157、160、165、170BTU/lbを越えるまたはそれより大きいLHVを示すことで特徴づけられる。
実施例191 1)少なくとも1つのECS化合物(0.1から99.0重量%)、2
)少なくとも1つのオルガノマンガン化合物(好ましくはMMT)および/または他の燃焼改善金属化合物(それらの混合物)(0.01から99.0重量%)、3)少なくとも1つの抗酸化剤(0.01から80.0重量%)、4)少なくとも1つの金属不活剤(0.1から99重量%)、5)少なくとも1つの界面活性剤/清浄分散剤(0.1から99.0重量%)、所望により6)少なくとも1つの安定化剤(.01から99.0重量%)
、を包含する炭化水素燃料で使用する清浄燃焼添加剤であって、上記パッケージは、所望により、15、20、30,35、40、45、55、63、80、90、100、110、120、133、140、142、145、147、148、150、151、152、155、157、160、165、170BTU/lbを越えるまたはそれより大きいLHVを示すことで特徴づけられる。
さらにこの清浄燃焼添加剤パッケージは、所望により1つまたはそれ以上の噴射器および/または吸気弁デポジット添加剤を含有してもよいと考えられる。
各化合物の濃度または個々の添加剤および/または全体としての添加パッケージの作用特性は、工業または法的または規制基準によって確立された要件について規定された最小基準に見合うべきである。濃度は、添加剤製造によって推奨されるものを越えるかまたはより低いものも包含できると考えられる。
本発明の実施で、本出願人は、ある種のハロゲンスカベンジャーは、特定の金属、特にカリウムと組み合せて、弁の粘着性を悪化させうる。したがって、活性剤およびECS金属含有燃料の不協和が使用前に測定されるべきだということは不可欠である。
しかし、添加剤および潤滑油の使用は、特に共燃料使用では、燃焼チャンバーデポジットを減少させるかまたは制御することは本発明の表示例である。
実施例192 例えばシクロペンタジエニル・マンガン・トリカルボニル化合物を含む
微量の少なくとも1つの金属、およびTexecoのCleanSystem3添加剤を
含む主要量の燃焼チャンバーデポジット制御添加剤または添加剤パッケージを包含する組成物。
実施例193 実施例192の組成物。ここで、燃焼チャンバーデポジット制御添加剤
は、少なくとも1つのECS化合物、好ましくはDMCを包含、または追加で包含する。
実施例194 実施例192の組成物。ここで、さらに噴射器および/または内部弁デ
ポジット制御添加剤を包含する。ここで、上記添加剤は、同じであるかまたは異なる添加剤である。
実施例195 少なくとも1つのシクロペンタジエニル・マンガン・トリカルボニルお
よび/または他の燃焼改善金属化合物、燃焼チャンバーデポジット減少添加剤、および所望により噴射器および/または内部弁デポジット制御添加剤を包含する組成物。ここで、上記添加剤は、同じであるかまたは異なる添加剤である。
実施例196 実施例192−195の燃料組成物を組み込む方法。ここで、上記添加
剤パッケージは、内燃エンジンで、燃焼用燃料中でデポジット減少量を使用する。ここで、上記圧縮率は、平均通常圧縮比を越えて圧縮比まで増加される。または、圧縮比は、8.6:1、8.7:1、8.8:1、8.9:1、9.0:1、9.1:1、9.2:1、9.3:1、9.4:1、9.5:1、9.6:1、9.7:1、9.8:1、9.9:1、10.0:1、10.2:1に等しいかまたはより大きい。
実施例197 実施例192−196の燃料組成物を組込む方法。ここで、上記添加剤
パッケージは、内燃エンジンで、燃焼用燃料中でデポジット減少量を使用する。ここで、上記対ノッキングセンサーは、点火進角を阻止せずにノッキングを避ける。これによって、燃料経済および/または力は、透明燃料より少なくとも0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%、5.0%までまたはそれ以上改善される。
実施例198 197の組成物。ここで、マンガンの濃度は、添加剤パッケージの処理
レベルが少なくともここで規定された燃料のための最小金属濃度と同じであるような量に等しい。
実施例199 197の組成物。ここで、デポジット制御添加剤は、燃料の処理後、燃
焼チャンバー、噴射器、および/または吸入弁のデポジット添加剤パッケージが制御され、改質され、または減少されるような量であり、および/または処理燃料は、規制または最小の法的基準に見合っている。
本出願人は、IVD、PFIおよびORI(またはCCD)の専有的使用がここの実施例での添加剤を制御すると考慮する。
実施例200 ECS燃料(ECS化合物、好ましくはDMC、および少なくとも1つ
の燃焼改善金属、好ましくはMMT)、共燃料、噴射器デポジット制御添加物、吸気弁デポジット制御添加剤、および燃焼チャンバーデポジット制御添加剤を含有する燃料組成物。ここで、上記デポジット制御添加剤は、同じてあっても多種の化合物であってもよい。および/またはここで、上記化合物または化合物類は、存在する燃焼チャンバーデポジットを変換/減少させる一方で、好ましくは燃焼効率を増強する(必要とはされないが)。
デポジット制御添加剤を含めた添加剤は、本出願人の共燃料の燃料および燃焼特性を増強するのに単に対抗する場合に、本出願人の発明の際立った熱力学的および燃焼対象を表すECSおよび金属燃焼化学を行って増強することは好ましい。
したがって、燃料のみを含有するECS金属を極端に引き付ける燃焼特性を示して、共燃料と組み合せて使用するとき、追加の添加剤の必要なしに、燃焼チャンバーデポジットは、実質的に制御される。
共燃料と組み合せた場合に、総燃料の含有率としてECS金属燃料の濃度が高いと、燃焼チャンバーデポジットは減少する。
しかし、記載のとおり、適当なECS燃料がデポジット制御添加剤が噴射器、吸気弁および/または燃焼チャンバーデポジット添加剤を含有すると考えられる。潤滑剤、抗酸化剤、腐食および他の公知の添加剤が考えられる。
ワックス結晶改質剤(ワックス硬化防止剤)または中程度の蒸留フロー改善剤の限定されない実施例としては、灰のない低分子量の共重合体を包含する。エチレンビニルアセテート共重合体が挙げられる。冷流改善剤は、燃料温度が低下する場合に、ディーゼル燃料、特に硫黄を減少させ、および/または芳香族濃度を減少させるものと考えられる。BetzProcess Chemicalsは、優れた冷流改善剤添加剤を市販する。本発明
の実施に、冷流改善剤は特に考慮される。
抗発泡剤の限定されない実施例は、ポリシリコン基剤の化合物が包含される。
セタン価改善剤の限定されない実施例は、ジ−ターシャリブチルペルオキシド、アセチルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ターシャリ−ブチルペルオキシアセテート、クメンハイドロペルオキシド、アルキルペルオキシド、アルキルハイドロペルオキシド、2,5ジメチル2,5ジ(ターシャリブチルペルオキシ)ヘキサン、ターシャリブチルクミルペルオキシド、ジ(ターシャリアミル)ペルオキシド、ターシャリブチルヒドロペルオキシド、ターシャリアミルヒドロペルオキシド、アルキルナイトレート、シクロヘキシルナイトレート、メチルオキシプロピルナイトレート、燃料油の硝化によって得られた混合ナイトレートエステル、硝酸n−オクチル、硝酸n−デシル、硝酸エチル−ヘキシル、硝酸イソプロピルを含むペルオキシ化合物および有機窒素化合物、混合物を包含する。(硝酸2−エチルヘキシルであるのが好ましい。)そして0.01,10、25、50,75
、100、150、200、250、500、750、800、900、1000、1100、1200、1250、1300、1400、1500、1600、1750、1900、2000ppmまたはそれより高い濃度であるのが許容される。他の濃度は、燃料のおよそ0.35、0.40、0.45、0.55、0.60、0.70、0.75、0.80、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、容積%またはそれ以上である。
他のセタン価改善剤は、Arcoのペルオキシド基剤ジアルキルペルオキシド改善剤を包含する。燃料組成物中およそ0.3,0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5容量%またはそれより大きな容量まで包含される。
このような促進剤は、特に本出願人の発明と組み合せるのが望ましい。そして特に非ディーゼル燃料使用時に考慮される。
数種の際立った灰のない長鎖極性化合物は、現在市販されている。そして本発明の実施に考慮される。多官能の添加剤パッケージも考えられる。このようなパッケージは、洗剤、セタン価/オクタン価改善剤、燃焼チャンバーデポジット制御添加剤、燃料安定化剤、流量改善剤、発泡防止剤、芳香剤、解乳化剤、腐食阻害剤、潤滑添加剤、および/またはパッケージの安定化のための溶媒を含有しうる。
潤滑添加剤は特に、装置、エラストマーおよび他の欠損を避けるために、低/非硫黄ディーゼル/蒸留燃料で考えられる。
本出願人の発明の実施における低燃焼温度の操作は、燃料噴射器のデポジットの形成を減少させる役割を果たすことは予測できない。
実施例201 少なくとも50°F以下の温度で、ECS化合物、金属およびPFIデ
ポジット制御添加剤のない同じ燃料で、エンジンを操作する方法。ここで、上述の操作の後の上記減少温度を操作すると、減少された温度は、高浸漬温度を変換する代わりに、ポートフルー射出器のピントルチップの上または側に残る燃料に移る。
ここで、自動酸化、化学的再構成、および/または残りの燃料の分解に組み合せる能力のある遊離ラジカルの形成は、減少される。および/またはここで、デポジット前駆体として作用する粘着性のデポジットおよび/または分解された燃料は、減少する。ここで、ポートフルー噴射器のデポジットは制御される。および/または流れの制限は10.0%、9.0%、8.0%、7.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.0%、2.0%またはそれより低い。または代替的に、ディーゼル燃料についてPeugeotXUD−9A/L試験を使用して、噴射器コーキングを測定すると、ニードルリフトが0.3mmの場合、気流比は、180、190、200、210,220、230、250、260ml/分を越えた。
本本出願人の発明はまた、予想外にディーゼル燃料系中、かかる添加剤の使用から生ずるNOx発生および微粒子の増加を低減する。
実施例202 添加剤が、選択的に吸入口の堆積物を処理する添加剤および/または燃
焼室の堆積物を調整する添加剤を含み、該添加剤または複数の添加剤が、燃焼と温度との釣合をとりつつ、ECS化合物および金属繊維の量を減らして、ディーゼル共燃料を含む部分に用いられ、該エンジンの運転が、(ECS化合物および金属繊維を含まない)透明なディーゼル共燃料のみの中に加えられた該堆積物処理添加剤に比べて、NOxおよび/
または微粒子排気の減少となる、実施例194の方法。
本出願人は、本発明の高い燃焼効率と温度低下が、予想外に、かかるPFI、IVD、CCD添加剤および添加剤セットの運転成績を向上させたことに注目する。
実施例203 内燃室中にCCD、IVDまたはPFIを用いる方法:該方法は、少な
くとも1種の高い燃焼速度(および/または低い燃焼温度にする)ECS化合物の少量、少なくとも1種のエネルギを放出する金属化合物、および少量のCCD、IVD、またはPFI化合物、および混合物、および低硫黄の再配合または普通の副原料から成る霧化蒸気の同時噴射から成る方法;高い運動エネルギの金属蒸気相燃焼が起る、該蒸気を該燃焼室で燃焼する方法;該ECS化合物と金属繊維を含まない該堆積物処理添加剤を使用するのと比べて、存在する燃焼室堆積物が変形されまたは減少し、および/または吸入バルブ中の堆積が同様に長い間避けられる方法。
本発明の添加剤パッケージは、吸入バルブの焼き付きとクランクケースの油の汚染を避けるように配合されることを、更に注目する。
実施例204 該エンジンが、測定された燃焼室堆積物または相当物が300、250
、220、200、180、160、140、120、100、80、60、40、20、10、5.0、3.0、2.5、2.0、1.75、1.5、1.25、1.0、0.75、0.6、0.5、0.4、0.3、0.25、0.2、0.15、0.125、0.11、0.10、0.09、0.08、0.075、0.06、0.05、0.002、0.001グラム以内を示す実験室テストまたはその他のテストをパスする、実施例203の方法。好ましい堆積物の重量は、燃焼室または相当物当り、1.5、0.9、0.6、0.3、0.15、0.10グラムかそれ以下である。
実施例205 吸入バルブの堆積物、シリンダ燃料噴射器の堆積物およびゴム状物質を
調整する添加剤が十分の濃度で用いられ、吸入バルブ堆積物がBMW3181テスト(BMWIVDテスト)で100、90、80、70、60、50、40ミリグラム以内で、2.2リットルのクライスラーエンジンを使用する10,000マイル試験(CRC P
FIテスト)で、シリンダ燃料噴射器の堆積物が規制値の10%、9%、8%、7%、6%または5%またはそれ以下で、最高ゴム状物質限度が70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5.0ミリグラム/100ミリリットルまたはそれ以下に洗われ、および/または洗われないものが5.0、4.5、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.5ミリグラム/100ミリリットルまたは以下であるような、上記実施例の方法。
実施例206 エンジンがエンジンの圧縮比9.6:1、9.7:1、9.8:1、9
.9:1、10.0:1、10.1:1、10.2:1、10.3:1、10.4:1、10.5:1、10.6:1、10.7:1、10.8:1、10.9:1、11.0:1、11.1:1、11.2:1、11.3:1,11.4:1、11.5:1、11.6:1、11.7:1、11.8:1、11.9:1、12.0:1、12.1:1、12.2:1、12.3:1、12.4:1、12.5:1、12.6:1、12.7:1、12.8:1、12.9:1、13.0:1、13.1:1、13.2:1、13.1:1、13.2:1、13.5:1、13.6:1、14.0:1、14.1:1、14.2:1、14.3:1、14.4:1、14.5:1、14.6:1、14.7:1、14.8:1、14.9:1、15.0:1、15.5:1、16.0:1、16.5:1、17.0:1、17.5:1、18.0:1、18.5:1、19.0:1、19.5:1、20.0:1、20.5:1、21.0:1、21.5:1、22.0:1、22.5:1、23.0:1、23.5:1、24.5:1、25.0:1、30.0:1
、35.0:1、40.0:1、50.0:1、70.0:1、圧縮比がそれ以内および/またはそれより大きいガソリンエンジンまたは内燃機関である実施例205の方法。
実施例207 ガソリン組成物の(R+M)/2オクタン価が85、86、87、88
、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107である上記方法とガソリン組成物。
実施例208 オクタン価が82、83、84、85、86、87、88、89、90
、91、92、93、94、95、96、97、98、100、101、102、103、104、105、106、107、108(R+N)/2または以上のガソリンで運転するよう設計されたエンジンである、ガソリンの方法。
実施例209 エンジンの運転が、添加を遅らせるための電子ノック感知器を使用し、
添加の遅延、従って燃焼効率が、5,000、10,000、15,000、20,000、30,000、50,000マイル以上に相当する運転後、少なくとも0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0または4.5オクタン価またはそれ以上透明燃料よりも改良されたガソリンの方法。
実施例210 燃焼室の堆積物を調整する添加剤を含む本出願人の燃料組成物を用いた
エンジンの加速が、透明燃料のみよりも1.0%、2.0%、3.0%から10%、4.0%から15.0%、またはそれ以上改善される、実施例209の方法。
ECS化合物は、その整った形では、腐食を避け、過酸化物生成等によって起る安定性を維持するために必要な添加剤を含む。限定されない実施例では、UOP7およびUOP5のような、フェノールを基にしたおよびアミンを基にした安定化剤を含む。他の限定されない安定化剤は、N−シクロヘキシル−N,N−ジメチルアミンのような脂肪族アミンまたはシクロアリファティックアミンを含む。その他の実施例については、米国特許第3,909,215号および欧州共同体特許第188,042号参照。濃度は、安定性の関係により変化する。例えば、ETBEおよびジイソプロピルエーテルはMTBEよりも過酸化物を作る傾向が強く、従って、より濃い濃度を必要とする。
カーボネート、特にDMCの場合、長期間水に曝されると、加水分解により、メタノールへの分解が起り、従って腐食の心配がある。従って、還元剤、塩類、補助溶媒、解乳化剤、酸化防止剤、安定化剤、腐食防止剤、等が特別に考慮される。
緩和操作 本出願人の良質のECS燃料、良質の共燃料(ECSおよび/または金属繊
維は存在しない)、および/またはECS/共燃料の組合わせ、標準燃料、改良燃料は、例えば蒸気圧を下げまたは蒸気圧低減(VPR)のため、引火点を高めまたは引火点上昇(FPI)のため、水分離/相分離を避けるため等のため、ある緩和操作を行うことを考慮する。
水に曝されたり水を含む燃料システムでは、低分子量のECSアルコール化合物は水と分離しやすく、相分離の傾向がある。従って、相分離を調整する副溶媒が必要である。
ある状況では、ある種のカーボネート、すなわちジメチル−およびジエチルカーボネートは、同様な環境に曝されると、加水分解しやすい。低分子量のECSアルコール、エーテル、カーボネートケトン等は不利なように蒸気圧を上げるかまたは引火点を低める。これらの使用は、T−50温度を下げ、運転の問題または技術的問題も起し得る。共沸混合の副溶媒を用いるT−50および最終沸点の調整は、通常の技術で知られているが、本出願人のEPO特許8690642.6参照。
本発明の実施により、特に例えばジェットタービン、ガス油タービン、ディーゼル燃料等の蒸気圧および引火点問題を緩和するために、別のユニークな種類の副溶媒および手段が考慮される。
一般に、副溶媒はECS化合物であるか、またはECS燃焼/温度、またはBV増強特性を持つことが望ましい。好ましい副溶媒は、LHVおよび/またはBVを増やす。
必ずしも必要ではないが、本出願人の好ましい副溶媒は引火性である。無機化合物および/または有機化合物の両方が考慮される。
好ましいFPI副溶媒は、引火点を摂氏0.1、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0、6.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、40.0度またはそれ以上上げることを考慮する。摂氏3.0度またはそれ以上上げるのが望ましい。FPI副溶媒は、最低ASTMまたは政府の仕様まで引火点を上げるよう考慮する。VPR副溶媒は、RVPを0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.5psiまたはそれ以上低減する。VPR副溶媒は、RVPをASTMまたは政府の仕様内に低減する。
本出願人の望まれる副溶媒は、摂氏20、10、0、−5、−10、−15、−20、−25、−30、−40、−50、−60、−70、−80、−90、−100、−130、−140度またはそれ以下の融点を持つ。好ましくは、融点摂氏−5度で、より好ましくは、摂氏−40、−50、−60、−70、−80、−90度またはそれ以下の融点のものである。
高い融点のFPI副溶媒は、低融点副溶媒、特に共沸温度を持つものを含む副溶媒または添加剤と組合わせることが明らかに考慮される。アルコールは、炭化水素を基にする溶媒と同様に、望ましい。好ましい凍結防止剤は、ASTM仕様D4171の要求に適合するエチレングリコールモノメチルエーテルである。
好ましい濃度は、約0.1から0.15容積%の範囲である。しかしながら、この範囲外の濃度も用いられる。別の凍結防止剤は、PFA55 MB @0.15%容積、およびMIL−I−27686 @0.15%容積(最大)である。
このように、これは、同じまたは異なった比率で、異なった氷点、引火点および/または蒸気圧、LHV、および燃焼速度を持つ複数の副溶媒を使うための実施例である。このような組合わせの1つは、中間または高い引火点を持つ副溶媒と低いか非常に低い氷点の副溶媒を組合わせて、その混合物が中間的に高いか高い引火点と低い氷点を持つものを例示する。
FPI副溶媒が高い融点を持つ場合、本発明の実施に当り、特にECS化合物または副溶媒が十分に低い融点を持たないとき、および/または最終燃料の流動点または氷点が高すぎるときは、アルコール、副溶媒、等を含む凍結防止剤が用いられる。
本出願人の副溶媒は、摂氏70,80,90,100,110,120,300度およびそれ以上の沸点を持つ。摂氏130,160,190,200,220,240,260,270度またはそれ以上の沸点が望ましい。
副溶媒の好ましい引火点は、摂氏−80,−31,−20,−15,−10,−5,0,5,10,15,20,25,30,35,38,40,50,58,60,65,70,75,80,85,90,95,100,120,130,140,150,160
,170,180,200,220,250,300,360度以上または以下である。好ましい引火点は、摂氏−100,−80,−60,−30.0,40,60,80,100,120,130,140,150度または以上である。より好ましくは、摂氏80,100,120,150,170度以上の引火点である。副溶媒は、FCS化合物と同じ引火点特性を持っても良い。
望ましい副溶媒は、 18,20,21,23,24,25,27,29,30,31
,33,35,37,39,41,43,45,47,49,51,53,55,57,59,62,65、vapH(Tb)/KJ mol-1(または相当値)以上、または別に1
20,123,125,125,126,127,128,129,130,131,132,133,134,135,136,137,138,140,142,145,147,150,152,155,157,160,162,165,170BTU/ポンドより大きい蒸発潜熱を持つ。副溶媒LHVは添加先のどの共燃料よりも大きいことが好ましい。しかしながら、LHVは、他の使用特性、例えば、生成燃料のLHV、(もしあれば)ECS化合物のLHV効果、引火点および/または蒸気圧優先順によりバランスしていなければならない。
好ましいBVは、28,30,32,34,36,38,40,42,43,44,45,46,47,48,50,55,60cm/s(層流ブンゼンバーナ炎)と同等かそれ以上である。
1ミリメートルの蒸気圧での好ましい副溶媒の温度は、摂氏20,40,60度上回らなくてはならない。より好ましくは、温度は摂氏80,29,100,120,130,140,150,180度上回った温度である。
FPIおよびVPRは、特にECS化合物に用いるときは、副溶媒は温度摂氏約-20
,−10,0,20,30,40,50,60,65,70,75,80,85,90,95,100,110,120,130,140,150,160,170,180度かそれ以上の温度で、1ミリメートルまたはそれ以下の蒸気圧を持つことが望まれる。1969−1970、1995ケミカル ラバー会社CRC「ハンドブック オブ ケミストリ アンド フィジックス」参照。
本出願人の副溶媒は、可燃性化学の非常に広い種類から選ぶことが出来る。本出願人の好ましい副溶媒は、22,20,18,16,14,13,12,11,10または9個の炭素原子と、好ましくは、8,7,6,5,4,3,2または以下の原子を持つものである。上記範囲のものは考慮され、受入れられるが、鎖中6,5,4個またはそれ以下の炭素を持つものも好ましい。酸素を含む副溶媒が望まれる。OHラジカルを持つ副溶媒も望ましい。本出願人は、部分的にCH3CO2および/またはOHからなる分子構造を持つ副溶媒が望ましいことを発見した。
窒素ベースの化合物も用途によって受入れられる。非炭素ベースの副溶媒が考慮される。互いの溶媒に溶解する固体副溶媒が考えられる。副溶媒の化学構造は限定されず、環状、複素環状、芳香族、非芳香族、分岐または直鎖、またはこれらの組合わせであり得る。
副溶媒は熱的に安定で、通常の処理および操作温度(上記ECS標準参照)では分解せず、またはゴム化、腐食等の共燃料の劣化を起さないことが望ましい。
さらに、その蒸発または燃焼生成物の半減期は非常に短く、好ましくは日単位(例えば8,5,4日または以下)より短く、より好ましくは時間単位内(例えば24,18,12,8,4,3,2,1時間または以下)、最も好ましくは分単位(例えば60,45,30,15分または以下)がよい。
ここに考察したように、副溶媒の働きにはECS化合物および/または金属繊維は必要
ない。
相乗作用的関係がECS化合物と副溶媒の間に存在することが望ましい。このように、副溶媒の混合物中には広範な可変性がはっきりと考えられる。異なる要件が、任意にECS化合物を加えても加えなくても、副溶媒およびその混合物を変えることにより、満足される。
換言すれば、1つあるいはそれ以上の副溶媒が相分離の調整に用いられ、そして1つまたはそれ以上がFPIまたはVPR用に、1つまたはそれ以上が凍結温度の低下に用いられる。混合物中の副溶媒の型、数または範囲に限定はないが、本出願人は、異なる燃料は異なる副溶媒混合物に対する異なる要件を引出すことを認識している。実際には、単一成分の副溶媒混合物が好ましい。
副溶媒の働きは、芳香族ナフサを含む重いナフサの使用によっても、補完または代替される。このように、これは、FPIおよびVPRのために、副溶媒の代りまたは追加で、ナフサを含む重いまたはやや重い炭化水素を使用するための実施例である。
また、副溶媒の使用が、融点/氷点温度を上げず、または燃料の安定性、腐食、ゴム状劣化、蒸発排気、毒物排気、危険な燃焼排気を減少するかまたは増大し、または燃焼速度およびLHVを減少させることがないことも望ましい。また、副溶媒の使用がゴム化または酸化に寄与しないことも望ましい。
しかしながら、このような状況(すなわち例えば、氷点が十分低くないとき)
では、追加の副溶媒、代替の副溶媒または他の添加剤または手段を用いることを考える。ゴム化膨張または劣化、腐食または燃料の劣化は、例えば腐食阻害剤、抗酸化剤等を用いることにより修正することが出来る。しかしながら、本出願人の好ましい副溶媒は、このような問題を起さない。
副溶媒は、もし用いられていれば、目的とするECS化合物と混合でき、時として副溶媒および/または水と混合できることが望ましい。水の限られた溶解度または水に不溶性の副溶媒が望まれる。
本出願人はまた、蒸気圧を低め、および/または引火点を上げる目的に、不揮発性、ノニオン生成副溶媒が望ましいことを見付けた。
本出願人は、炭化水素に溶ける、引火性グリコール類、ケトン類、およびそれらのアセテート類およびエステル類が好ましいことを見付けた。酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、およびヘキ酸およびそれらのアセテート、エステルおよびエーテルも好ましい。エテン類、ブテン類、プロペン類、ヘキセン類、ペンテン類も受入れられる。
本出願人の限定されない副溶媒の例には次のものを含む:アルコール類、グリコール類、ケトン類、エステル類、フェノール類、アセタール類、酸アジド類、酸ハロゲン化物、酸類および酸誘導体類(アルデヒド、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ポリカルボン酸、アミノ酸、ヒドロアミン酸、オキシ酸、イミド酸、ケト酸、ニトロ酸、オルト酸、過酸等)、酢酸、無水酢酸、酢酸エステル、アルデヒド類、脂肪族炭化水素類、(高沸点ナフサを含む)、アミド類、アミジン類、アミドキシム類、無水物類、芳香族炭化水素類、アジド類、アジン類、アゼレート類、アゾ化合物類、ベタイン類、ブロモアセトアルデヒド類、ブロモメタン類、ブロモエチレン類、ブロモ酢酸類、ブロモブタン類、ブロモブテン類、ブロモブチレン類、ブロモエーテル類、ジブロモ化合物、酪酸類、ブタン酸類、酪酸エステル類、エステル類、オルトエステル類、エーテル類、グリコール類、エチレングリコール類、ジエチレングリコール類、ジエチレングリコールエーテル類
、ジエチレングリコールアセテート類、プロピレングリコール類、プロピレングリコールエステル/エーテル類、ジプロピレングリコール類、グリコールエステル類、トリエチレングリコール類(そのアセテート、ジアセテート、エステル、エーテル、およびアミンを含む)、テトラエチレングリコール類(そのアセテート、ジアセテート、エステル、エーテル、およびアミンを含む)、トリプロピレングリコール類、テトラプロピレングリコール類、ジブチレングリコール類、トリブチレングリコール類、テトラブチレングリコール類、ペンタエチレングリコール類(そのアセテート、ジアセテート、エステル、エーテルおよびアミンを含む)、グリセリン酸類。、グリセロール類、シュウ酸類、カルビノール類、カルビトール類、ニトリル類、アセテート類、エチレンアセテート類、エステル類、水和物類、水素化物類、ヒドロ過酸化物類、ヒドロキサミン酸類、オキシ酸類、イミド類、イミン酸、イミン類、ケテン類、ラクタム類、ラクトン類、グリコール酸類、酪酸類、ヘプチン酸類、吉草酸類、イソカプロン酸類、ニトロ酸類、ニトロソ酸類、オクタン酸類、オクタン酸エステル類、オニウム化合物類、オルト酸類、オルトホウ酸塩類、オクチン類、オクテン類、オクタノン類、オキシム類、シュウ酸エステル類、シュウ酸類、酢酸類、酢酸エステル類、ノナン酸エステル類、プロピオン酸類、プロピオン酸エステル類、吉草酸類、プロパンジオン類、プロパノン類、エテン類、プロペン類、ブテン類、ペンタン類、ペンテン類、ヘキセン類、吉草酸エステル類、酪酸類、シュウ酸エステル類、酪酸エステル類、ペンタノール酸類、ペンタノール酸エステル類、ペンタンジオール酸類、ペンタンジオール酸エステル類、2−または3−ペンタノン、カプロン酸類、カプロン酸エステル類、ヘプタン酸類、ヘプタン酸エステル類、キ酸エステル類、グリコールエステル類、オクテン類、オクタノン(類)、シュウ酸類、シユウ酸エステル類、ヘキ酸エステル類、ヘキサノン類、トルエンブロマイド類、トルエンクレゾール類、トルエンジメチルアミノ化合物、トルエンエーテル類、トルエンオキシル類、ペンタンジアール類、過酸化物類、フラン類、2−フランカルボン酸エステル類、フルフラール類、プロペン類、プロペン酸類、プロペン酸エステル類、エーテル類、ブタンジオール酸類、ブロモアルコール類、エタントリオール類、プロパントリオール類、プロパントリオール類、ブタントリオール類、ペンタントリオール類、ナフタレン類、ヘキサントリオール類、セプタントリオール類、オクタントリオール類、ニトロベンゼン類、ヨードベンゼン類、2−ニトロフェノール等である。
さらに、限定されない例としては(それらの同族体および類似体も含む)は以下のごとくである:トリエチレングリコール、3−アミノプロピルエーテルトリエチレングリコール、ジアセテート トリエチレングリコール、モノブチルエーテル トリエチレングリコール、モノメチルエーテル トリエチレングリコール、モノプロピルエーテルトリエチレン
グリコール、テトラエチレングリコール、ジブトキシテトラエチレングリコール、ジアセテートテトラエチレングリコール、アミノプロピルエーテル テトラエチレングリコール
類、モノブチルエーテル テトラエチレングリコール、モノメチルエーテル テトラエチレングリコール、ジメチルエーテルテトラエチレングリコール、ジエチルエーテル テトラ
エチレングリコール、モノエチルエーテル テトラエチレングリコール、モノプロピルエ
ーテル テトラエチレングリコール、テトラエチレンペンタミン、トリプロピレングリコ
ール、テトラプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール モノプロピルエーテル、プロピレングリコール モノプロピルエーテル、エチレングリコール モノブチルエーテル、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテル、ジエチレングリコール モノエチルエーテル、ジエチレングリコ
ール モノブチルエーテル、ジプロピレングリコール モノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、テトラメチレングリコール、テトラプロピレングリコール、ポリエチレングリコール(200、300、400、600、1000、1500、1540、4000、6000アシュランド ケミカル)、ポリエチレングリコール
3350(スペクトラム)、ポリプロピレングリコール(P400、P1200、P2000、P4000 アシュランドケミカル)、シクロヘキシルアミン、ジエチルエタノー
ルアミン、ジイソプロパノールアミン、モルフォリン、トリエチルアミン、トリエチレンテトラミン、トリイソプロパノールアミン、トルエン、アミノメチルプロパノール、プロピレンオキサイド、プロピレングリコール、1,2プロパンジオールカーボネートサリチル酸、コハク酸、酒石酸、タンニン酸、2,2,4−トリメチルペンタン、ジメチルベンゼン類、ジメチルフォルムアミド、n−メチル−2−ピロリドン、アミルアルコール(第一)、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール、メチルアミルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、テキサノール(TEXANOL) エステル アルコール(イースト
マン ケミカル)、UCAR フィルマー(Filmer) IBT(ユニオン カーバイド会社)、酢酸アミル、二塩基エステル、エステル溶媒EEP(アシュランドケミカル)、2−エチルヘキシル アセテート、グリコールエーテル アセテート類(DB、DE、DPM、EB、EE、PM、アシュランド ケミカル)、酢酸イソブチル、イソブチルイソブチレート
、n−ペンチル プロピオネート、シクロヘキサノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン
、2−メチル−3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、ジアセトンアルコール、ジイソブチルケトン、エチルメチルケトン、ピナコロン、メトン、3,3−ジフェニル2−ブタノン、1−ヒドロキシ 2−ブタノン、3−ヒドロキシ−(dl) 2−ブタノン、3−メチル 2−ブタ
ノン、オキシム 2−ブタノン、2−ブタノン、2−メチルプロピオン酸、シクロペンタ
ノン、シクロプロピルメチルケトン、2−テトラヒドロフリルメタノール、シクロヘキサノン、イソフォロン、メチルアミルケトン、メチルイソアミルケトン、アセトニルアセトン、無水酢酸、ベンジルアルコール(a−ヒドロキシトルエン)および同異体、トリイソブチレン、テトライソブチレン、アリリデンジアセテート、アセトール、1−(4−メトキシフェニル)−2−プロパノン、イソブチルフェノン、アセトニルベンゼン、酢酸ブチル、C−4、C−4+ 脂肪族アルコール類、n−ブチルブチレート、セチルアルコール
、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、ジエチルフタレート、2,5−ジメトキシテトラヒドロフラン、p−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、5−ヒドロキシ−2−メチル−1,3−ジオキサン、グリコールメチレンエーテル、プロピレンカーボネート、イソプロピレン カーボネート、グリセリン、1,2,
3−プロパントリオール、ヘプタン、n−ヘキサン、2−メチルペンタン、3−メチルペンタン、メチルシクロペンタン、1,4−ベンゼンジオール、イソペンチルアルコール、メチルエチルケトン、4−メチル−2−ペンタノン、メチルプロピルケトン、ジイソプロピルケトン、1−または3−または4−または5−ヒドロキシ2−ペンタノン、ジイソプロピルケトン、メチルプロピルケトン、ジアセトンアルコール、イソペンチルフェニルケトン、2−ペンタノン、ジアセトンアルコール、イソペンチルフェノールケトン、n−ブチルフェノールケトン、i−ブチルフェノールケトン、2−ブチルフェノールケトン、イソプロピルアセトン、2−または3−または4−メトキシフェノール、シュウ酸2水和物、ペンタン、フェノール、3−メトキシフェノール、1,2または1,3または1,4または2,4または2,5または2,6または3,4または3,5ジメチルフェノール、1−オクテン、イソブチル2−メチルプロパネート、2−フェノキシエタノール、ジエチルカルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、メチルエチルカルビトール、エチレングリコール、エチレンアセテート、酢酸エチル、アセトフェノン、ベンジルアセテート、1,3または1,4または2,3ブタンジオール、フォルムアルデヒド、フォルムアミド、トリエチルエステルオルソ酢酸、トリメチルエステル オルソ酢酸、シュウ酸
エステル(ジエチルエステル・シュウ酸)、メチルハイドロパーオキサイド、エチルハイドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、エチルパーオキサイド、ジ(ターシャリーブチル)パーオキサイド、無水酢酸、2−エチルブチルエステル酢酸、クレジルアセテート、メチルグリコレート、メチルエステル フェノキシ酢酸、ニトリル酸、酪酸、ブタ
ノイック酸(酪酸)、2−ブチル酪酸、2−エチル酪酸、ターシャリーブチル酪酸、ブチルニトリル、プロピルエステルブタン酸、ジエチル酢酸、アセト酢酸、アリルアセト酢酸
、ジアセチルアセトン、アセチルアセトン、安息香酸エチルエステル、酪酸メチルエステル、酪酸エチルエステル、酪酸プロピルエステル、イソアミル酪酸、酪酸プロピルエステル、酪酸ヘキシルエステル、2−メチル−(d)酪酸、2−メチル−(dl) 酪酸、3
−メチル酪酸エチルエステル、3−メチル酪酸メチルエステル、3−メチル酪酸イソプロピルエステル、2,2−ジメチル酪酸、酪酸アリルエステル、酪酸アミド、N,N−ジメチル酪酸、無水酪酸、酪酸ブチルエステル、酪酸ペンチルエステル、酪酸プロピルエステル、ジエチル酢酸、2−メチル−(d)酪酸、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ジエチルアセタール、酢酸塩、アセチルアセトン、プロピオン酸 2,2−ジメチルエーテ
ル、プロピオン酸 2−オキソエチルエステル、プロピオン酸2−オキソメチルエステル プロピオン酸、2−オキソイソブチルプロピオン酸、2−オキソ−イソプロピルプロピオン酸、プロピオン酸メチルエステル、プロピオン酸エチルエステル、プロピオン酸プロピルエステル、プロピオン酸、グリセリン酸、1,2−ジメトキシエタン、1,2−エタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、グルタール酸、無水グルタール酸、グルタロニトリル、1,5−ペンタンジアール、グルタルアルデヒド、2,4−ペンタジオン(CH3COCH2COCH3)、吉草酸、レブリン酸(CH3COCH3COCO2H)、スベリン酸ジメチル、オクタンジオール酸、1,2,3−ペンタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、フォルムアマイド、ブロム酢酸、アセトアマイド、ピルビン酸、メチルオキシ酢酸、プロピオンアマイド、アリルブロマイド、ジエチルアセタールプロペナール、ジアセテートプロペナール、プロペナール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、グリセロール、グリセロール トリメチルエステル、アセチルプロピ
オニル、アセチルアセトン、プロピオン酸、メチルオキシ酢酸、プロピオンアマイド、無水マレイン酸、シス−クロトン酸、ジメチルシュウ酸、イソ酪酸、ヒドロキシイソ酪酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジオリエート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ(2−ヒドロキシプロピル)エーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エタントリオール類、プロパントリオール類、ブタントリオール類、ペンタントリオール類、ヘキサントリオール類、セプタントリオール類、1,2,3−ブタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、1,2,3−ペンタントリオール、1,2,3−プロパントリオール、ジオキシペンタン、2,4−ジオキシペンタン、ヘキサントリオール類、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピオン酸、無水プロピオン酸、プロピオン酸ブチルエステル、プロピオン酸エチルエステル、プロピオン酸ペンチルエステル、プロピオン酸オクチルエステル、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、メタクリル酸、ジブロモブタン類(例えば、1,2;dl−2,3;1,4;メゾ−2,3;等)、トリブロモブタン類(例えば、1,1,2;1,2,2;2,2,3等)、ジアセトアミド、ジ(2−ブロモエチル)エーテル、2−エチルヘキサノール、フルフリルアルコール、2−プロパノン、2−プロペン−1−オール、ギ酸エチル、酢酸メチル、ペンタジオン酸、ペンタジオン酸ジエチルエステル、ペンタジオン酸ジメチルエステル、ペンタジオン酸ジニトリル、2,3−ペンタジオン、2,4−ペンタジオン、1,2,3−ペンタントリオール、吉草酸、吉草酸メチルエステル、吉草酸ブチルエステル、吉草酸エチルエステル、吉草酸フルフリルエステル、吉草酸ヘキシルエステル、吉草酸ニトリル、吉草酸オクチルエステル、吉草酸ペンチルエステル、カルビノール、ブチルカルビノール、ジエチルカルビノール、メチルn−プロピルカルビノール、ジメチルイソブチルカルビノール、エチルイソプロピルカルビノール、エチルイソプロピルメチルカルビノール、ジイソプロピルカルビノール、トリエチルカルビノール、イソアミルカルビノール、ジメチルn−プロピルカルビノール、2−ブチルメチルカルビノール、メチルイソブチルカルビノール、ジエチルメチルカルビノール、メチルプロピルケトン、メトキシ酢酸、アセト酢酸、酢酸メチル、酢酸ターシャリーア
ミル、酢酸エチル、グリコールジアセテート、1,2−プロパンジオールカーボネート、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、アジポニトリル、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、トリエチレンテトラミン、ベンズアルデヒド、ベンジン、ベンゼン、トルエン、ベンジルアルコール、酢酸ブチル、ジメチルアニリン、ジ−n−プロピルアニリン、メチルイソブチルケトン、n−アミルサイアナイド、ジ−n−ブチルカーボネート、ジエチル酢酸、ジエチルフォルムアマイド、ジイソブチルケトン、安息香酸エチル、エチルフェニルアセテート、ヘプタデカノール、3−ヘプタノール、n−ヘプチルアセテート、n−ヘキシルエーテル、メチルイソプロピルケトン、4−メチル−n−バレリアン酸、o−フェネチジン、テトラデカノール、トリエチレンテトラミン、2,6,8−トリメチル−4−ノナノン、エタンジアール、1,2−エタンジオールカーボネート、1,2−エタンジオールジアセテート、1,2−エタンジオールジメチルエーテル、1,2−エタンジオールジニトレート、n,n−ジメチルギ酸、n.n−ジエチルギ酸、ギ酸ブチルエステル、ギ酸イソアミル、ギ酸オクチルエステル、ギ酸ペンチルエステル、ギ酸プロピルエステル、ギ酸イソブチルエステル、プロパーギルアセテート、2−メトキシエタノール、シクロペンタノン、シクロプロピルメチルケトン、プロピオン酸エチル、3−メチル−2−ブタノン、フェノール、2−または3−または4−メトキシフェノール、無水プロピオン酸、シクロヘキサノン、4−メチル−3−ペネン−2−オン、2−または3−ヘキサノン、[2,3または4]−メチル−[2または3]−ペンタノン、2−ヘプタノン、メチルフェニルケトン、ジエチルベンゼン、およびアズレン。
2つまたは以上の混合を含む、広範囲の副溶媒混合物が特に意図される。このように、いかなる2つまたは以上の副溶媒も、同じまたは異なる比率で、共に用いられる。
それは、加水分解および/または水相分離を調整するために、高引火点副溶媒をアルコールおよび/または他の副溶媒と混ぜる実施例である。それはまた、例えば蒸気圧を低め、または引火点を高めるため等に働く副溶媒または副溶媒混合物が、不溶性またはやや混合し得る副溶媒および/またはもし使われていればECS化合物に対する相互溶媒としても働く実施例である。
本出願人は、出願人の発明の複数の目的を達成する、広範囲の組合わせおよび混合物および比率が存在することを認める。このように、副溶媒の組合わせおよび混合物は、どの一つの部類の各副溶媒間、副溶媒の部類およびECS化合物の部類間、副溶媒と共燃料間、副溶媒、ECS化合物および共燃料間、および/または等々に存在するという本発明を表現する実施例である。
実施例211 燃焼を改善する量のECS化合物(好ましくはDMC)、適宜金属繊維
、および少なくとも一つの引火点を高める可燃性副溶媒からなる、適度から高い引火点の燃料。
実施例212 液体炭化水素燃料中に溶け、可燃性で、摂氏20,10,5,0,−5
,−10,−20,−30,−40,−50,−60,−70,−80,または−90度より低い融点を持ち、100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,200,210,220,230,240,250,270,280,300°Cと等しいかより高い沸点を持ち、出来れば水に溶け、30,32,34,36,38,40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,60cm/sec以上の層流燃焼速度を持ち、23,25,27,29,31,33,35,37,39,41,43,45,47,49,51,53,55,57,59,62,65vapH(Tb)/KJmol-1(または相当値)以上の蒸発潜熱を持ち、場合によっては、−30,−25,−20,−15,−10,0,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,または140°C以上の温度で1ミリの蒸
気圧を持ち、場合によっては、少なくとも40,60,80,100,120,130,150,170,180,200,220,250°Fまたは以上の引火点を持ち、場合によっては、30,20,10,0,−10,−20,−30,−40(−40°C),−50,−60,−80,−90°Fまたは以下の氷点を持ち、炭化水素燃料の引火点を上げることを特徴とする組成物の、副溶媒組成物、またはECS化合物/副溶媒組成物。
実施例213 140,143,147,150,155,160,170,180,
190,200BTU/ポンドまたはそれ以上のLHVを持ち、場合によっては、38,40,42,44,46,48,50,52,54センチメートル/秒またはそれ以上の燃焼速度を特徴とする、金属繊維およびECS副溶媒または副溶媒パッケージからなる燃料組成物。
実施例214 −50,−40,−30,−20,−10,0,10,20,30,4
0,50,60°Cより高い融点を持つ一つまたはそれ以上の高引火点副溶媒で、ブチルカルビトール、カルビノール類(ジイソプロピル、ジメチレンn−プロピル、イソアミル、等を含む)、1−オクテン、4−オクテン、1−オクチン、4−オクチン、グリコールエーテル類、エチレングリコール類、ジエチレングリコール類、ジイソプロピルケトン、メチルプロピル、ジアセトンアルコール、イソプロピルアセトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソフォロンから選ばれた副溶媒、または適度または適度に高い引火点および非常に低い氷点まで低い他の副溶媒、またはその混合物で、その組成物の引火点が60,80,100(38°C),120,140,160,180,200,220,240,260°F以上で、氷点が−10,−20,−30,−40(−40°C),−50,−60,−80,−90°Fに等しいかそれ以下であるものから成る、高引火点、低氷点の副溶媒または副溶媒混合物。
実施例215 少なくとも一つの副溶媒化合物が、テトラエチレングリコール、トリエ
チレングリコール、1−オクテン、高引火点ケトン、イソプロピルアセトン、ジイソプロピルアセトン、ジイソプロオピルジアセトン、ジエチレンアセテート、ジエチレンジアセテート、またはエチレンアセテート化合物、フェノール、(その誘導体を含む)または混合物であり、出来た燃料が少なくとも28,30,32,34,35,38,40,42vapH(Tb)/KJ mol-1の平均LHVを持つ、実施例 214。
実施例216 追加でECS化合物(好ましくはDMC)および適宜金属繊維を含み、
その組成物の引火点が50,60,70,80,90,100,130,150°Fまたはそれ以上を超え、その氷点が−40°F(−40°C)、−47°F(−44°C)、−50°F(−46°C)、またはそれ以下で、必要ならば、その蒸発潜熱が28,30,32,34,38,40,45vapH(Tb)/KJmol-1(または相当値)と等しいかそれを超える、実施例214の組成物。
実施例217 ECS化合物と副溶媒との容積比が、20:1,15:1,10:1,
8:1,7:1,6:1,5:1,4:1,3:1,2:1,1:1,1:1,1:2,1:3,1:4,1:5,1:6,1:8,1:10の範囲で、その比が1:1より大きいことが望まれる(2:1,3:1の比が望まれ、10:1,8:1,6:1,5:1,4:1より大きい比が好ましい)、実施例216。
実施例218 出来た燃料がRVPおよび引火点に関するASTMおよび/または政府
仕様に合致する、上記実施例と、副溶媒を実施例217に包含するもの。
実施例219 蒸気圧RVPが8.0,8.5,9.0,9.5,10.0,10.5
,11.0,11.5,12.0psiを超え、その後の副溶媒または副溶媒混合物との
組合わせ(上記に例示したように)による燃料のRVPが8.0,7.5,7.0,6.5psiに等しいかまたはそれ以下の、共燃料が通常または再配合されたガソリンである、実施例218。
実施例220 ジェットA、A−1またはBを含む航空ジェットタービン共燃料:また
は低硫黄または通常の#1−Dディーゼル用;またはガスタービン燃料油#1−GT、@2−GT;該共燃料は、さらに、引火点38°C以下を持つ燃焼改善量のECS化合物(DMCが好ましい)、および必要ならば少なくとも1つの金属繊維(MMTが好ましい)、および引火点を高める量の副溶媒(好ましくは燃料に可溶な可燃性ポリエングリコール、ケトン、アセテート、フェノール、および/または100,120,140,160,180,200,220,240,260,280,300°F以上の引火点を持つエステル)から成り、出来た燃料は、少なくとも100°F(38°C)の引火点を持つことが特徴である。
実施例221 通常の等級または低硫黄の#2−Dディーゼル燃料油の共燃料;該燃料
は、追加的に、出来た燃料力用引火点が少なくとも52°C、必要ならば濁点または氷点を低め、必要ならば粘度を改善することを特徴とする、燃焼改善量のECS化合物(好ましくはDMC)からなる燃料である。
実施例222 通常の等級または低硫黄の#4−Dディーゼル燃料油の共燃料;または
#4、#5軽燃料油または#5重燃料油;または#3GTガスタービン燃料油;該燃料は追加的に、55°C以下の引火点を持つ、燃焼改善量のECS化合物(好ましくはDMC)、金属繊維、必要ならば金属繊維および引火点を上げる量の副溶媒から成り、出来た燃料は少なくとも55°Cの引火点を持つことを特徴とする。
実施例223 #4−GTガスタービン燃料油の副溶媒;該燃料は、追加的に引火点6
6°C以下を持つ、燃焼改善量のECS化合物(好ましくはDMC)、および必要ならば金属繊維、および引火点を上げる量の副溶媒から成り、出来た燃料は少なくとも66°Cの引火点を持つことを特徴とする。
実施例224 航空ガソリンの共燃料;該燃料は追加的に、燃焼改善量のDMCまたは
7.0psi(49KPa)より大きい混合蒸気圧を持つものを含む他のECS化合物を含み、該ECSは必要ならば、航空ガソリン(44.8cm/secで報告される)または45,46,47,48,49,50cm/secまたはそれ以上の層流燃焼速度を持つ;必要ならば金属繊維を含み;蒸気圧低下量の副溶媒を含み、出来た航空ガソリン燃料が少なくとも5.5psi(38KPa)であるが7.0psi(49KPa)より大きくはない蒸気圧を持つことを特徴とし、出来た燃料が全てのASTMD910仕様に合致する。
実施例225 船舶用ガスタービンの共燃料;該燃料は追加的に、燃焼改善量のECS
化合物、好ましくはDMC、および必要ならば金属繊維、および引火点を上げる量の副溶媒または副溶媒の混合物から成り、出来た燃料は少なくとも60°Cの引火点を持つことを特徴とする。
実施例226 副溶媒が、少なくとも1種の燃料に可溶な、可燃性のトリエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール、および混合物から成る上記実施例。
実施例227 出来た燃料がASTM、現在および将来の工業または政府仕様に合致す
ることを追加的特徴とする上記実施例。
ここに確認された種類および化合物は、限定されるものではないことを認めるべきである。通常の試験により、請求した発明の構造的および成果の限界に合致する副溶媒混合物を確認できる。
また本出願人の発明の実施例は、蒸気圧を緩和する目的および/または引火点温度を上げるために塩類を用いるものである。ある種の塩類は燃料中に直接用いられ、または相互の溶媒(例えば副溶媒)によって間接的に溶解できることが考慮される。
大部分の塩類は水溶液中に可溶であり、本出願人の発明は、別々の注入、エマルジョン、または副溶媒のどれかによって、このような溶液を直接燃料中に用いる方法を含む。
しかしながら、直接可溶化はより好ましい方法である。ケトン類、グリコール類、エーテル類、アルコール類等による相互溶解化も考慮される。
望ましい塩類は、加えられた燃料の燃焼または排気に悪影響を及さないものであり、本出願人のECS燃料および必要なときに使われる金属繊維は低濃度で蒸気圧を低め、および/または燃焼を強める。
限定されない実施例は、カルシウム塩類(例えばCa(NO3)2、CaBr2)、バリウム、ボロン塩類(例えばH3BO3)、カリウム塩類(例えばKNO3、KBrO3、KNO2、KHCO3、K2C2O4、KI、KH、K2WO4、K2CO3、KOH)、リチウム塩類(例えばLiNO3、LiBr、LiI、LiOH)鉄塩類、アルミニウム塩類、コバルト、マグネシウム塩類(例えばMg(NO3)2、MgBr2)、ナトリウム(例えばNaNO3、NaOH、NaNO2、NaHCO3、NaBRO3、NaBr、NaI、Na2CO3、Na2WO4)、窒素塩類(例えばNH4NO3、NH4Br、NH4I)、ニッケル塩類(例えばNi(NO3)2)および亜鉛塩類(例えばZn(NO3)2)である。
本出願人は、燃料に可溶なAl,Mg,Li,Mn,Na,Sr塩類が望ましいことを見付けた。蒸気圧を低減し、または引火点を上げることが出来る他の塩類は、下記に考慮する。
より高い濃度水準では、硫黄またはバリウムを含む塩類は避けるべきである。
環境配慮もこれを示す。
本出願人の好ましい塩類は、リットル当り0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,8.0,10.0グラム分子添加することにより、燃料組成物の当初の沸点における蒸気圧が5.0,10,20,30,40,50,100,150,200,300mm下げられるような十分な濃度に加えられるものである。好ましい蒸気圧低下は20mm以上のもので、好ましい濃度はリットル当り4.0,3.0,2.5,2.0,1.5,1.0グラム分子である。
他の濃度水準は、リットル当り0.001から30.0グラム分子(より好ましくはリットル当り0.01から5.0グラム分子)である。
実施例228 炭化水素燃料または副溶媒に選択的に可溶な少なくとも1種の塩の蒸気
圧低減量から成る燃料組成物で、該塩は、環境温度または蒸発温度のうち高い方の温度で、少なくとも1.0,2.0,5.0,7.5,10.0,15.0mmだけ蒸気圧を下げるように、燃料リットル当り0.5グラム分子で処理できるものである。
実施例229 該組成物が追加的に蒸気圧低下または引火点上昇量の塩を含む、上記の
実施例。
実施例230 ECS化合物;シクロペンタジエニル マンガン トリカルボニル;およ
び1つまたはそれ以上の燃料添加剤(類)、VPR/FPI副溶媒(類)、または塩(類)からなる、炭化水素中に使用される成分の組成物。
ここに開示した本発明の多くの変更および修正が、本発明の精神と範囲から逸脱することなく可能であることが当業者には了解されるであろう。


Claims (1)

  1. 1)炭化水素基剤と、
    2)下記a)、b)及びc):
    a)H及びCO
    b)化合物の沸点で21JKmol-1に等しいかあるいはそれよりも大きい気化の潜熱及び40cm/sec又はそれ以上のブンセン層状燃焼速度を有するECS化合物であって、アルコール、アミン、アミド、シュウ酸塩、エステル、ジエステル、グリコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、グリコールエーテル、過酸化物、フェノール、カルボキシル酸、酢酸、シュウ酸、ホウ酸、ヒドロ過酸化物、オルトエステル、アルデヒド酸、ケトン酸、ヒドロキシ酸、オルト酸、無水物、酢酸塩、アセチル、オルトホウ酸塩、ギ酸、硝酸塩、二硝酸塩、炭酸塩、二炭酸塩、ニトロエーテル、アニリン、炭酸エステル、ギ酸塩、ジエーテル、オキサイド、エチレングリコールエーテル、ジエチレングリコールエーテル、ジエチレングリコールジアセテート、プロピオン酸、酪酸、酪酸エステル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、アルキル炭酸エステル、ジアルキル炭酸エステル、水和物、アジド、イミド、ヒドラジン、ニトロシル、イミン、アルキル過酸化物、アンモニアおよび混合物
    c)カルボエトキシ、カルボメトキシ、カルボニル、カルボニルジオキシ、カルボキシ、エトキサリル、グルコキシリル、メトキシ、メチレンジオキシ、グリコリル及びヒドロキシから選ばれる少なくとも1つの基を有する化合物および混合物
    から選ばれる1つの、燃焼温度を減少させ、および/又は燃焼速度を増加させるESC化合物と、
    3)蒸気圧を低減させる副溶媒、または有機もしくは無機塩と、
    を含む、炭化水素中に用いられる物質の組成物。


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