JP2010505973A - 燃料濾過器 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3
Description
本発明の実施形態は、契約番号第DE−FC26−02NT41219号の政府支援で実施された。したがって、米国政府が本発明の部分または実施形態に対して払い込み済みの特許使用権を有し、契約番号第DE−FC26−02NT41219号の契約条件によって規定されるように合理的な条件で他者に使用を許可することを特許権者に要求することができる限定的状況の権利を有する。
さらに、ジェット燃料も同じ輸送管で輸送される場合、添加剤を添加されたディーゼル燃料との輸送管内での非互換性に関する問題がある。結果的に、添加剤の添加は、燃料が分配された後、かつ精製の後に、行われなければならない。
一例示的実施形態では、燃料濾過器が提供され、この燃料濾過器は濾過されている燃料へ潤滑添加剤を供給する。
一例示的実施形態によると、ディーゼル燃料に潤滑添加剤を添加する方法が開示され、この方法は、ディーゼル燃料から硫黄を除去するように構成された吸着剤を含む燃料濾過器にディーゼル燃料を通過させるステップと、ディーゼル燃料が吸着剤を通過した後に、ディーゼル燃料へ潤滑剤すなわち潤滑性添加剤を放出するステップとを含む。
自動車両の例証的な例には、自動車、トラック、ボート、水上バイク、トレーラートラック、ブルドーザーとクレーンのような建設機器、芝刈り機とトラクターのような小型エンジン機器などが含まれる。
このような燃料分配装置は、(i)精製後燃料流を製造する精製装置と、(ii)1つまたは複数の一時保管装置と、(iii)燃料補給を必要とする動力源を有する1つまたは複数の燃料消費物または車両を特徴とすることができる。一時保管装置の例証的な例には、地下および地上の貯溜タンク、タンクローリ、燃料排出または分配装置、および接続配管などが含まれる。燃料を消費する動力源を有する燃料消費物または車両は、自動車両および固定装置について先に説明したものを含む。
用語「ガソリン」は、沸点が約38℃(約100°F)から約204℃(約400°F)までの範囲内である炭化水素の混合物、またはそれらの任意の成分を表す。好適なガソリンの例には、ナフサ、直留ナフサ、コークスナフサ、触媒ガソリン、ナフサ、アルキレート、イソメレート、改質油などのような精製装置内の炭化水素流、およびそれらの組合せが含まれるが、これらに限定されない。
一実施形態中で、濾過されていない、あるいは「汚染された」精製後燃料流は、約6ppmから500ppmまでの硫黄濃度を含むことがある。別の実施形態では、開示する濾過器および方法は、約15ppm以下の硫黄濃度を有する精製後燃料流と共に使用してもよい。一例示的実施形態では、開示する濾過器および方法は、約9ppm以下の硫黄濃度を有する精製後燃料と共に使用してもよい。一実施形態では、開示する濾過器および方法は、約6ppmから約15ppmまでの硫黄濃度を有する精製燃料流と共に使用してもよい。
本発明の例示的実施形態によると、開示する燃料濾過器は、少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する無機酸化物を含む吸着剤を含んでもよい。一実施形態では、開示する燃料濾過器は、少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する無機酸化物から本質的に成る吸着剤を含む。
一実施形態では、無機酸化物は、少なくとも50m2/gの表面積を特徴とすることができる一方、別の実施形態では、無機酸化物は、約150m2/gから約500m2/gまでの表面積を特徴とすることができる。
好適な無機酸化物の例示的な例には、アルミナ、カオリナイト(ナトリウム、アンモニウムまたは水素型のいずれか)、モンモリロナイト(ナトリウム、アンモニウム、または水素型のいずれか)、シリカマグネシア、アルミナボリア、活性アルミナ、ゼオライト類、アルミノケイ酸塩類、シリカゲル類、粘土、活性粘土、シリカゲル、二酸化ケイ素、メソポーラスシリカ多孔性物質(FSM)、シリカアルミナ化合物、シリカ、アルミナリン酸塩化合物、超酸、超硫酸、チタニア、硫酸化ジルコニア、二酸化チタン、ハフニウム酸化物、およびこれらの混合物などが含まれる。一例示的実施形態では、好適な無機酸化物は、アルミナ、ゼオライト、シリカアルミナ化合物、シリカ、アルミナリン酸塩化合物類、超酸類、シリカゲル類、チタン酸塩類、ジルコニア、二酸化チタン、ハフニウム酸化物、およびこれらの混合物の少なくとも1つである。
アルミナの多くの種類および位相は開示する燃料濾過器および方法で使用するのにふさわしいが、一実施形態では、無機酸化物は、ガンマアルミナ、イータアルミナ、およびこれらの混合物の少なくとも1つである。
本明細書で使用する用語「表面酸性度」は、ジシンナマルアセトンなどの酸塩基指示薬を介する可視変色によって測定可能である酸性度を有する表面を指すことは理解されよう。
しかし、一実施形態では、開示する吸着剤は、無機酸化物に関連して、上に述べたもの以外の任意の金属または金属酸化物で任意に処理されなくてもよい。すなわち、一実施形態では、開示する吸着剤は、少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する無機酸化物から本質的に成る。別の例示的実施形態では、開示する吸着剤は、少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有し、脱硫触媒すなわち吸着剤として従来使用されてきた金属および金属酸化物が実質的に含まれない無機酸化物から本質的に成る。別の例示的実施形態では、開示する吸着剤は、少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有し、第VIIIa族金属、第IVa族、第IVb族などの、金属および金属酸化物を実質的に含まない無機酸化物から本質的に成る。
1つの非限定の実施形態では、硫黄の放出を制御するための手段は、潤滑添加剤の所定の水準を識別する回路と検出器を含む。
非限定の一例示的実施形態では、添加剤カートリッジは、第1の室90および第2の室92を有する筺体部88を含む。第1の室90は、一対の隔壁94および96によって第2の室92から隔てられる。一実施形態では、液体の添加剤は室90および92に配設される。定量開口部98は、濾過器を使用中に第1の室90の添加剤が定量開口部を通過できるように設けられる。例示的実施形態によると、定量開口部は添加剤を制御供給するように構成される。したがって、添加剤は濾過器の耐用年数にわたってゆっくり制御供給される。さらに、単一の開口部が設けられてもよく、または、複数の開口部が室90への流体連通のために設けられてもよい。
もちろん、他の構成は本発明の例示的実施形態によって熟考される。たとえば、筺体が複数の室および複数の測定孔を有するように構成されることができる。あるいは、筺体が単一の室、および単一の測定孔または複数の測定孔を有するように構成されることもでき、したがって、単一の添加剤が添加剤カートリッジすなわち分散装置の単一の室から供給される。
Claims (19)
- ディーゼル燃料に潤滑添加剤を添加する方法であって、
前記ディーゼル燃料から硫黄含有化合物を除去する吸着剤を備える燃料濾過器を通して前記ディーゼル燃料を通過させるステップと、
前記ディーゼル燃料が前記吸着剤を通過した後、潤滑添加剤を前記ディーゼル燃料へ放出するステップとを含む、方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記吸着剤が少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する無機酸化物を含む、方法。
- 請求項2に記載の方法において、前記燃料濾過器が少なくとも1つの入口開口部および少なくとも1つの出口開口部を有し、前記少なくとも1つの入口開口部、前記燃料濾過器、および前記少なくとも1つの出口開口部が、前記燃料濾過器を通過する流路を画定し、前記吸着剤が前記流路内に配設され、前記潤滑添加剤が前記濾過器内に配置された添加剤カートリッジ内に保管され、前記添加剤カートリッジが前記濾過器を通過するディーゼル燃料に前記潤滑添加剤を分散するように構成される、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記燃料濾過器が少なくとも1つの入口開口部、および少なくとも1つの出口開口部を有し、前記少なくとも1つの入口開口部、前記燃料濾過器、および前記少なくとも1つの出口開口部が、前記燃料濾過器を通過する流路を画定し、前記吸着剤が前記流路内に配設され、前記潤滑添加剤が前記濾過器内に配置された添加剤カートリッジ内に保管され、前記添加剤カートリッジが前記濾過器を通過するディーゼル燃料に前記潤滑添加剤を分散するように構成される、方法。
- 請求項4に記載の方法において、前記添加剤カートリッジが前記濾過器の入口開口部と前記吸着剤との間に配設される、方法。
- 請求項4に記載の方法において、前記添加剤カートリッジが前記濾過器の出口開口部と前記吸着剤との間に配設される、方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記吸着剤が少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する無機酸化物を含む、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記吸着剤が少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する無機酸化物を含み、前記燃料濾過器が少なくとも1つの入口開口部および少なくとも1つの出口開口部を有し、前記少なくとも1つの入口開口部、前記燃料濾過器、および前記少なくとも1つの出口開口部が、前記燃料濾過器を通過する流路を画定し、前記吸着剤が前記流路内に配設され、前記潤滑添加剤が前記濾過器内に配置された一対の添加剤カートリッジ内に保管され、前記一対の添加剤カートリッジが前記濾過器を通過するディーゼル燃料に前記潤滑添加剤を分散するように構成され、前記一対の添加剤カートリッジのうちの1つが前記濾過器の入口開口部と前記吸着剤との間に配設され、前記添加剤カートリッジのうちの別の1つが前記濾過器の出口開口部と前記吸着剤との間に配設される、方法。
- 請求項1に記載の方法において、潤滑添加剤が、前記ディーゼル燃料の潤滑剤の含有量が所定の水準以下であることを検出器が検知した後、前記燃料に放出される、方法。
- 請求項9に記載の方法において、前記吸着剤が、少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する無機酸化物を含み、前記燃料濾過器が少なくとも1つの入口開口部および少なくとも1つの出口開口部を有し、前記少なくとも1つの入口開口部、前記燃料濾過器、および前記少なくとも1つの出口開口部が、前記燃料濾過器を通過する流路を画定し、前記吸着剤が前記流路内に配設され、前記潤滑添加剤が前記濾過器内に配置された添加剤カートリッジ内に保管され、前記添加剤カートリッジが前記濾過器を通過するディーゼル燃料に前記潤滑添加剤を分散するように構成される、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記燃料濾過器が少なくとも1つの入口開口部および少なくとも1つの出口開口部を有し、前記少なくとも1つの入口開口部、前記燃料濾過器、および前記少なくとも1つの出口開口部が、前記燃料濾過器を通過する流路を画定し、前記吸着剤が前記流路内に配設され、前記潤滑添加剤が前記濾過器内に配置された添加剤カートリッジ内に保管され、前記添加剤カートリッジが前記濾過器を通過するディーゼル燃料に前記潤滑添加剤を分散するように構成され、前記吸着剤が少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する無機酸化物を含み、前記無機酸化物の前記表面酸化度がルイス酸に起因する、方法。
- 請求項11に記載の方法において、前記無機酸化物が、第VIIIa族金属、第4族金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらの混合物を含む応用化合物を実質的に含まない表面を特徴とする、方法。
- 請求項11に記載の方法において、前記無機酸化物が、第VIIIa族金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらの混合物を含む化合物を実質的に含まない、方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記無機酸化物が、アルミナ、カオリナイト(ナトリウム、アンモニウム、または水素型のいずれか)、モンモリロナイト(ナトリウム、アンモニウム、または水素型のいずれか)、シリカマグネシア、アルミナボリア、活性アルミナ、ゼオライト類、アルミノケイ酸塩類、シリカゲル類、粘土、活性粘土、二酸化ケイ素、メソポーラスシリカ多孔性物質(FSM)、シリカアルミナ化合物、シリカ、アルミナリン酸塩化合物、超酸、超硫酸、チタニア、硫酸化ジルコニア、二酸化チタン、ハフニウム酸化物、およびこれらの混合物のうちの少なくとも1つである、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記無機酸化物が最小−6の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記無機酸化物が最小−8の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する、方法。
- ディーゼル燃料濾過器であって、
入口開口部および出口開口部を通過する流路を画定するように構成された少なくとも1つの入口開口部および少なくとも1つの出口開口部を有する筺体と、
前記流路に配設された濾材であって、前記ディーゼル燃料から硫黄含有化合物を除去する吸着剤を含む濾材と、
濾過器を通過するディーゼル燃料へ潤滑添加剤を分散させるように構成された添加剤カートリッジとを備えるディーゼル燃料濾過器。 - 請求項17に記載のディーゼル燃料濾過器において、前記吸着剤が、少なくとも−3の酸解離定数を特徴とする表面酸性度を有する無機酸化物を含むディーゼル燃料濾過器。
- 請求項18に記載のディーゼル燃料濾過器であって、前記吸着剤が前記少なくとも1つの入口開口部と前記添加剤カートリッジとの間の前記流路内に配置され、前記燃料が前記添加剤カートリッジと接触する前に前記吸着剤を通過しなければならないディーゼル燃料濾過器。
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