KR101056482B1 - 개선된 연소 특성을 나타내는 신규한 탄화수소 연료 첨가제및 연료 제제 - Google Patents

개선된 연소 특성을 나타내는 신규한 탄화수소 연료 첨가제및 연료 제제 Download PDF

Info

Publication number
KR101056482B1
KR101056482B1 KR1020057024939A KR20057024939A KR101056482B1 KR 101056482 B1 KR101056482 B1 KR 101056482B1 KR 1020057024939 A KR1020057024939 A KR 1020057024939A KR 20057024939 A KR20057024939 A KR 20057024939A KR 101056482 B1 KR101056482 B1 KR 101056482B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
fuel additive
additive
nitrate
group
Prior art date
Application number
KR1020057024939A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060054204A (ko
Inventor
프레더릭 엘. 조던
저프레이 이. 돌베어
Original Assignee
오릭세 에너지 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오릭세 에너지 인터내셔널 인코포레이티드 filed Critical 오릭세 에너지 인터내셔널 인코포레이티드
Publication of KR20060054204A publication Critical patent/KR20060054204A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101056482B1 publication Critical patent/KR101056482B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/16—Hydrocarbons
    • C10L1/1608—Well defined compounds, e.g. hexane, benzene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/185—Ethers; Acetals; Ketals; Aldehydes; Ketones
    • C10L1/1857—Aldehydes; Ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/26—Organic compounds containing phosphorus
    • C10L1/2633—Organic compounds containing phosphorus phosphorus bond to oxygen (no P. C. bond)
    • C10L1/2641—Organic compounds containing phosphorus phosphorus bond to oxygen (no P. C. bond) oxygen bonds only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/1802—Organic compounds containing oxygen natural products, e.g. waxes, extracts, fatty oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/182—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
    • C10L1/1822—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/192—Macromolecular compounds
    • C10L1/198—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds homo- or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon to carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid
    • C10L1/1985—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds homo- or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon to carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid polyethers, e.g. di- polygylcols and derivatives; ethers - esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/22—Organic compounds containing nitrogen
    • C10L1/23—Organic compounds containing nitrogen containing at least one nitrogen-to-oxygen bond, e.g. nitro-compounds, nitrates, nitrites
    • C10L1/231—Organic compounds containing nitrogen containing at least one nitrogen-to-oxygen bond, e.g. nitro-compounds, nitrates, nitrites nitro compounds; nitrates; nitrites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/22—Organic compounds containing nitrogen
    • C10L1/232—Organic compounds containing nitrogen containing nitrogen in a heterocyclic ring

Abstract

연료 첨가제, 연료 제제, 및 그의 제조 방법 및 용도가 제공된다. 상기 첨가제는 탄화수소 연료의 연소 특성을 개선한다. 개선된 연소는 일부 배출물의 감소를 나타낸다.

Description

개선된 연소 특성을 나타내는 신규한 탄화수소 연료 첨가제 및 연료 제제{NOVEL HYDROCARBON FUEL ADDITIVES AND FUEL FORMULATIONS EXHIBITING IMPROVED COMBUSTION PROPERTIES}
본 발명은 탄화수소계 연료를 위한 신규하고 유용한 첨가제, 연료 제제, 제조 방법 및 용도에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 연소 중 생산되는 바람직하지 못한 오염성 배출물을 감소시키기 위하여 연료의 연소 특성을 개선하기 위한 화합물, 재료 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 일반적으로 연료에서 연소를 개선하고 오염성 배출물을 감소시키기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
연료 효율을 개선에 대한 관심은 우리의 천연 자원이 줄어들고 연료의 비용이 상승함에 따라 중요해졌다. 연료 효율 및 개선된 배출물 특성은 탄화수소 연료에 연료 첨가제를 첨가함으로써 개선될 수 있다. 몇몇 기존의 연료 첨가제가 연료 효율을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, 예를 들어 미국 특허 제4,274,835호, 제5,826,369호 및 제6,193,766호는 연소를 개선하는 연료 첨가제를 개시한다. 이들 발명의 성공에도 불구하고, 연소를 개선하는 연료 첨가제에 대한 필요성이 여전히 존재한다.
탄화수소계 연료가 연소될 경우, 다양한 오염물이 생성된다. 이들 연소 생성물은 미립자, 일산화탄소, 이산화질소, 이산화황, 및 납(가연 연료가 여전히 사용되고 있음)을 포함한다. 오존은 또한 (직접 생성되지 않지만) 미연소 탄화수소에서 생겨나는 오염물이다. 미국 환경부(EPA) 및 캘리포니아 에어 리소스 보드(CARB)는 이들 오염물에 대한 대기 품질 표준을 채택하였다. 두 곳 모두 또한 저배출 가솔린 및 디젤 연료를 위한 상세사항을 채택하였다.
이들 입법 노력에 대하여, 탄화수소 연료, 예를 들어, 가솔린, 디젤, 제트 등의 생산자는 보다 엄격한 이들 구체사항을 충족하는 기본 연료를 생산하기 위하여 정제 방법을 재조절하기 위해 시도하였다. 그러한 접근법은 정제 방법을 재배열하는 데 관련된 고비용, 정제소의 생산 감소 등을 비롯한 많은 단점을 수반한다. 따라서, 이들 및 다른 관련 경제적 단점이 없는 연료가 매우 바람직하다.
탄화수소 연료는 일반적으로 가솔린, 디젤, 제트, 연료 오일, 석탄 연료, 잔류기름 연료, 케로젠 등을 포함하며 이에 한정되지 않는, 구체적인 용례에 따라, 복잡한 탄화수소의 혼합물을 함유한다. 연료는 일반적으로 또한 연료의 배출 특성을 개선하기 위하여, 계면활성제, 결빙 방지제, 유화제, 부식 억제제, 염료, 침전 개질제, 점화 개질제 및 비탄화수소, 예를 들어 옥시게네이트를 비롯한 다른 첨가제를 함유할 수 있다.
연소된 탄화수소 연료의 배출물 특성을 감소시키는 데 대한 긍정적 효과를 갖는 화합물을 찾는 것이 바람직할 것이다. 연소(제트, 디젤 또는 가솔린 엔진에서와 같은 연소)에서의 개선 및 배출물 특성은 일부 연료 연소 시험 과정에 관련될 수 있다. 첨가제를 비롯한 일부 연료의 발연점(Smoke Point)는 ASTM 시험 D 1322-90 항공 터빈 연료의 발연점을 위한 표준 방법을 이용하여 시험할 수 있다. 이 시험 과정은 본명세서에 참고로 포함된다. 구체적으로, 발연점의 시험을 이용하여 ASTM 시험의 심지-공급 램프에서 태울 경우 재생가능한 높이의 연기 없는 불꽃을 나타내는 A, 1, JP-4 또는 JP-8(이하에서는 "제트"로 알려짐)과 같은 표준 제트 엔진 연료에 대한 첨가제의 효과를 나타내기 위해 이용될 수 있다. 이 시험은 연료의 연소 생성물로부터의 잠재적인 방사 열 전달에 정성적으로 관련된다. 연료 특성을 개선하고, 연소를 완결하며, 연료에 포함되는 첨가제는 더 높은 발연점을 나타낸다. 이 효과는 상승적일 수 있으며 이 목적을 위한 탄화수소 연료에 대한 첨가제로서 이전에 알려지지 않았던 일부 첨가제에 대해 예상되지 못할 수 있다. 발연점에서의 개선이 발견될 경우, 이것은 환경에의 오염성 배출물의 감소에 긍정적으로 상관된다. 배출물 감소가 바람직하므로, 이를 이루기 위해 신규의 유용한 첨가제를 포함하는 HC 연료가 계속 필요하다. 따라서, 본 발명은 다양한 내부 연소 장치, 예를 들어, 자동차 엔진, 디젤 엔진(소위 피스톤 엔진), 석탄 연소 공장, 에어로-엔진, 제트 엔진, 2행정 사이클 엔진, 등으로부터의 오염성 배출물의 문제에 대한 해결책을 제공하여, 탄화수소 연료 제제 분야에서의 전술한 한계를 극복한다.
발명의 개요
본 발명은 소량으로 첨가될 경우 연소를 개선하고 배출물을 감소시키는, 탄화수소 연료용 첨가제에 관한 것이다. 탄화수소 연료는 산소 및 점화 소스의 존재하에서 배합될 경우 방사열의 생산을 제공하는 가솔린, 디젤, 오일 연료, 석탄 등을 포함하며 이에 한정되지 않는 것으로 생각될 수 있다. 이들 연료는 자동차, 모터사이클, 트럭, 발전기, 발전소 등에서 유용하다.
본 발명은 2개 내지 약 11개(또는 그의 이상)의 공액 탄소-탄소 이중 결합의 시스템을 갖는 분자를 포함하는 탄화수소 연료용 연료 첨가제를 포함한다. 본 발명의 목적을 위하여, 용어 "공액"은 방향족 화학종을 포함하며, 예를 들어, 바람직한 구체예에서 비페닐이다. 공액 기는 추가로 고리형 선형 또는 분지형의 C5-C8 포화, 불포화 또는 방향족 부분을 포함하는 1 이상의 말단기를 포함할 수 있다. 만일 첨가제가 2 이상의 방향족 부분을 포함하며, 이들 사이의 단일 이중 탄소 결합은 선택적이다. 첨가제는 추가로 산소 함유 기, 예, 하이드록실 또는 케토기로 치환될 수 있다. 다른 치환체는 공액 탄소-탄소 이중 결합 함유 기의 시스템에서 치환될 수 있는 분지형 또는 선형의, 1 이상의 C1-C6 함유기, 말단기 부분, 또는 둘의 조합을 포함한다. 연료 첨가제는 12개 이상의 탄소 원자로 구성되며, 최대 약 40개 내지 50개의 탄소 원자인 분자일 수 있다.
상기 사항에 따른 연료 첨가제는 시스 및 트랜스 베타-카로틴의 혼합물을 포함할 수 있다. 이들 화합물은 천연 및/또는 합성 공급원으로부터 유래될 수 있다. 시스 및 트랜스 베타-카로텐의 혼합물의 경우, 이들은 순수한 트랜스 베타-카로텐을 제조하기 위한 공정으로부터의 전구체 형태일 수 있다. 연료 첨가제는 합성 또는 천연 공급원으로부터 얻어진 아스타잔틴 또는 아스타잔틴 유도체일 수 있다. 추가로, 첨가제는 합성 또는 천연 공급원으로부터 얻어진 시스 및 트랜스 베타-카로틴 및 아스타잔틴 및/또는 아스타잔틴 유도체의 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직한 방향족 기 함유 화합물은 예를 들어, 시스-스틸벤, 트랜스-스틸벤, 1,6 디페닐-1,3,5-헥사트리엔, 1,4-디페닐-1,3-부타디엔, 1,4-디페닐-2-메틸-1,3-부타디엔, 1,4-디페닐 부타디엔, 비벤질 및 카로틴이 있거나 없는 혼합물, 아스타잔틴 또는 루테인 유도된 화합물의 군으로부터 선택될 수 있다.
다른 구체예에서, 연료 첨가제는 추가로 탄화수소 연료에서 연료 첨가제의 용해성을 증가시키기 위해 소수성-친유성 밸런스를 갖는 계면활성제와 같은 가용화제를 포함할 수 있다. 특히 유용한 가용화제는 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드 단위로부터 유래된 약 6 내지 약 25 또는 30의 에톡시화 또는 프로폭시화된 부분을 갖는 에톡시화 또는 프로폭시화 부분을 포함하는 것들이다. 예를 들어, 약 12 내지 16의 에톡시화를 갖는 에톡시화 마카다미아 너트 오일이 있다.
공액 기를 갖는 첨가제가 이용될 경우 산소가 첨가제의 효과를 감소시킬 수 있음이 밝혀졌다. 따라서, 일부 첨가제에서는 연료 첨가제의 제조 과정의 시작부터 제조 동안 및 연료에의 첨가로부터 산소를 배제하는 것이 중요할 수 있다. 추가로, 본 발명의 다른 구체예에서 퀴놀린 화합물 또는 유도체 또는 등가 물질과 같은 항산화제가 포함될 수 있다. 다른 구체예에서, 본 발명의 1 이상의 첨가제를 포함하는 연료 조성물을 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은 저 산소 또는 무 산소 환경에서 제조되거나 합성된 연료 첨가제를 얻는 단계; 연료 용매 또는 희석제로부터 용해된 산소의 상당 부분을 제거하는 단계; 용매 또는 희석제를 연료에의 첨가에 앞서 감소된 산소 상태하에서 연료 첨가제와 혼합하여 첨가화된(additized) 용액을 제조하고 연료에 첨가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 구체예에서, 피트산(이노시톨 헥사포스포르산)계 연료 첨가제가 제공된다. 피트산은 수용액, 염 또는 혼합물일 수 있다. 산화 내성을 증가시키기 위해 계면활성제, 예를 들어, 마카다미아 너트 오일계 계면활성제 및 퀴놀린 화합물과 같은 항산화제 유효량이 첨가될 수 있다.
상기 사항은 하기의 본 발명의 상세 설명이 더 잘 이해될 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징 및 기술적 이점을 다소 넓게 개시하였다. 본 발명의 추가의 특징 및 효과는 이하에서 개시될 것이다. 개시된 개념 및 구체적인 구체예가 본 발명의 동일한 목적을 실시하기 위해 변형하거나 다른 구조를 고안하기 위한 기초로서 쉽게 이용될 수 있음이 당업자에게 이해될 것이다. 또한 그러한 등가 구성이 여기서 개시된 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않음이 당업자에 의해 인식되어야 한다. 그의 조직 및 작동 방법에 관하여, 본 발명의 특징으로 생각되는 신규 특징은 추가의 목적 및 효과와 함께 첨부된 도면과 함께 고려될 경우 하기 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다. 하지만, 각 도면은 단지 예시와 설명의 목적을 위해서 제공되며 본 발명의 한계를 정의하고자 함이 아님이 명백히 이해된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 발연점을 얻기 위해 본 명세서에 사용된 발연점 장치를 예시한다.
도 2는 헤드 레스트(Head Rest) 및 발연점 장치를 이용하는 실험자를 예시한다.
발명의 상세한 설명
하기 설명 및 실시예는 본 발명의 일부 구체예를 예시하며 다양한 유형의 연료 첨가제, 제제 및 방법의 각각을 위한 바람직한 구체예를 포함한다. 개시된 발명의 변화 및 변형이 가능하며 따라서 구체예의 개시는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 보아서는 안됨이 당업자에 의해 인식될 것이다.
현재 개시된 연료 첨가제의 작용 모드에 관한 임의의 특정한 이론에 얽매임없이, 탄화수소계 연료의 연소 특성을 개선하고 따라서 연소된 연료의 배출물 특성을 개선하는 첨가제는 지금껏 특별히 유용한 것으로 인식되지 않았던 구조적 파라미터를 가진 분자 구조의 일부 기를 포함시킴으로써 개선되는 것으로 생각된다. 구체적으로, 확장된 파이-결합 시스템, 다중 탄화수소 고리를 포함하는 분자가 개선된 연소 특성을 제공하는 것으로 생각된다. 전술한 특성을 갖는 그러한 분자는 ppm 내지 ppt 범위로 첨가될 경우 종종 탄화수소 연료에 제제화될 때 개선된 연소 특성을 보여준다. 또한, 전술한 것과 조합하여 그들의 구조에 산소 원자를 포함할 수 있는 계면활성제(예, PET-타입 계면활성제)와 같은 가용화제를 이용하는 것은 추가로 연소 효율을 개선하는 것으로 생각된다.
전술한 관점에서, 약 2 내지 11 또는 그의 이상의 공액 이중 결합의 확장된 파이 또는 이중 결합된 구조를 갖는 분자는 제트 또는 디젤 등과 같은 연료에 적절히 포함될 경우 연소 특성을 개선하고 오염을 낮출 것으로 생각된다. 이중 결합 구조를 포함하는 부는 추가로 포화되거나 불포화될 수 있는 방향족, 고리형 분지쇄 C5-C8 부분을 포함하는 1 이상의 말단기에 의해 종결될 수 있다. 예로는 시클로-펜탄, 시클로-펜텐, 시클로-헥산, 시클로-헥센, 시클로-헵탄, 시클로-헵텐, 이소펜탄 또는 이소펜텐 등을 포함한다. 방향족 구조는 또한 확장된 파이 구조로 간주된다. 불포화된/방향족 부분 및 말단 기는 추가로 하이드록실기, 케토기, 알킬기, 알케닐기 및 이들 기의 조합과 같은 다양한 다른 치환체를 포함할 수 있다. 추가로, 첨가제 분자는 12 내지 약 40 또는 50 탄소 원자를 포함할 수 있다. 그러한 분자는 합성 카로테노이드 전구체의 혼합물에서 발견된다. 한가지 그러한 혼합물은 합성 트랜스 베타 카로틴의 제제화에 사용되는 중간체인 "이소-믹스텐"으로 불리는 제품이다. 이소-믹스텐은 DSM 케미컬(텍사스 소재)(이전에는 로쉐 비타민, 인코포레이티드였음)의 제품이며, 약 89 내지 약 98% 트랜스 β 카로틴과 약 1.4 내지 11%의 시스 β 카로틴 이성체의 혼합물이다. 이들은 천연 또는 합성 공급원으로부터 얻어질 수 있다. 카로티노이드 및/또는 카로테노이드 전구체는 또한 1956년에 허여된 독일 특허 제954,247호에 개시된 것들일 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서, 상기 설명내의 화합물은 합성 또는 천연 공급원으로부터 얻어진 아스타잔틴 또는 아스타잔틴 유도체이거나, 또는 합성 또는 천연 공급원으로부터 얻어진 루테인 또는 루테인 유도체이다. 다른 구체예는 시스 및 트랜스 스틸벤, 비벤질 또는 하이드록실기를 갖는 유도체, 또는 페닐 고리 상에 치환된 알킬 또는 알케닐기와 같은 방향족 말단기 두 개를 갖는 분자; 또는 전술한 대로 치환 또는 비치환 1,6 디페닐-1,3,5-헥사트리엔을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 첨가제는 개선된 연소 및 감소된 오염을 제공하기 위해 적어도 1 ppm 이상의 농도로 연료에 첨가될 수 있다.
본 발명의 한 구체예는 HC에서 연료 첨가제의 용해성을 증가시키기 위하여 소수성-친유성 밸런스를 갖는 계면활성제와 같은 가용화제를 첨가하는 것을 포함한다. 본 발명에 의해 고려되는 보다 높은 분자량의 첨가제가 연소 특성을 개선하기 위하여 포함될 경우, 계면활성제 또는 계면활성제 시스템과 같은 가용화제의 첨가시에 극복될 수 있는 용해성 한계가 있을 수 있다. 이들 가용화제는 추가로 산소 함유 종, 예를 들어, 첨가제와 포함될 경우 연료의 연소를 상승적으로 개선할 수 있는, 폴리에틸렌- 또는 폴리프로필렌 글리콜 개질된 오일과 같은 에톡시화 또는 프로폭시화 부분을 포함할 수 있다. 이들 물질은 당업자에 의해 결정될 수 있는 대로 바람직한 가용화 정도를 제공하기에 충분한 양으로 이용될 수 있다. 일반적으로 이들은 본 첨가제 분자의 10 내지 100배 과량까지의 양으로 첨가될 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 산소의 부재하에서 그리고 선택적으로 항산화제의 존재하에서 첨가제와 연료를 제조하는 방법에 관한 것이다. 일부 화합물은 항산화제 및 열 안정화제 둘다로서 작용할 수 있다. 따라서, 열 안정화 및 항산화 효과 둘다를 제공하는 단일 화합물을 함유하는 제제를 제조하는 것이 가능하다. 어느 정도의 산화 내성 및/또는 열적 안정성을 제공하는 것으로 당업계에 공지된 화합물의 예는 치환 또는 비치환 디페닐아민, 디나프틸아민, 및 페닐나프틸아민을 포함하며, 예를 들어, N,N'-디페닐페닐렌디아민, p-옥틸디페닐아민, p,p-디옥틸디페닐아민, N-페닐-1-나프틸아민, N-페닐-2-나프틸아민, N-(p-도데실)페닐-2-나프틸아민, 디-1-나프틸아민, 및 디-2-나프틸아민; N-알킬페노티아진과 같은 페노티아진; 이미노(비스벤질); 및 6-(t-부틸)페놀, 2,6-디-(t-부틸)페놀, 4-메틸-2,6-디-(t-부틸)페놀, 4,4'-메틸렌비스(-2,6-디-(t-부틸)페놀) 등과 같은 장애 페놀을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 퀴놀린과 같은 화합물 및 특히 6-에톡시-1,2-디하이드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린("EDTMQ") 또는 다른 등가 제제가 있다. 산화 억제제로 사용하기 위한 것으로 알려진 다양한 화합물이 다양한 구체예의 연료 제제에서 이용될 수 있다. 이들은 페놀계 항산화제, 아민 항산화제, 황화된 페놀계 화합물, 및 유기 포스파이트를 포함한다. 최상의 결과를 위해, 항산화제는 주로 또는 전적으로 (1) 2,6-디-tert-부틸페놀, 4-메틸-2,6-디-tert-부틸페놀, 2,4-디메틸-6-tert-부틸페놀, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 및 혼합된 메틸렌 가교된 폴리알킬 페놀, 또는 (2) 시클로알킬-디-저급 알킬 아민, 및 페닐렌디아민과 같은 방향족 아민 항산화제, 또는 그러한 페놀계 항산화제와 1 이상의 그러한 아민 항산화제의 조합을 포함한다. 특히 바람직한 것은 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,4,6-트리-tert-부틸페놀 및 o-tert-부틸페놀과 같은 3차 부틸 페놀의 조합이다. N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민과 같은 N,N'-디-저급-알킬 페닐렌디아민, 및 그의 유사체 및 그러한 페닐렌디아민과 그러한 3차 부틸 페놀의 조합이 또한 유용하다.
추가로, 첨가제 또는 첨가제를 함유할 용매 또는 희석제로부터 산소의 상당 부분을 제거할 수 있는 연료 제조 방법은 부분 진공하에서의 펌핑 또는 불활성 대기하에서의 초음파처리를 포함하며 연료에 첨가하기 전이 바람직하다. 물질 및 공정 단계의 조합이 특히 바람직하다.
이들 물질은 대개 톨루엔, 시클로헥센, 자일렌 등과 같은 희석제 또는 용매 1 갤론 당 1 내지 100 ml의 양으로 첨가될 수 있다. 한 바람직한 구체예에서, 첨가제 농도는 ppm 양으로, 약 1 내지 약 1000 ppm 양으로 첨가된다. 예를 들어, ppm 양은 1, 3, 5, 7, 9 ppm 등의 단계로 점차 증가될 수 있다. 용매 또는 희석제에서 희석된 범위는 기본 첨가제의 500 내지 10,000 ppm일 수 있다. 다른 바람직한 구체예에서 첨가제는 약 500 ppm 증가량으로, 예를 들어, 약 1000, 1500, 2000, 2500 내지 약 10,000 ppm의 양으로 첨가된다. 또 다른 바람직한 구체예에서, 첨가제는 약 1000 내지 1100 ppm, 2000 내지 2200 ppm, 3000 내지 약 3500 ppm 및 4000 내지 약 4500 ppm의 양으로 첨가된다. 또 다른 바람직한 구체예에서 첨가제는 약 1057 ppm, 2114 ppm, 및 4227 ppm의 양으로 첨가된다.
디젤 연료 조성물의 경우에, 그것은 세탄 개선제 또는 점화 가속제를 함유할 수 있다. 점화 가속제는 바람직하게는 전술한 니트레이트 또는 니트레이트 공급원과 상이한 유기 니트레이트이며 전술한 것들에 더하여 이용된다. 바람직한 유기 니트레이트는 최대 약 10 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 10 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 알킬 또는 시클로알킬 니트레이트이다. 알킬기는 선형 또는 분지형일 수 있다. 바람직한 구체예에 사용하기에 적합한 니트레이트 화합물의 구체적인 예는 하기를 포함하며 이에 한정되지 않는다: 메틸 니트레이트, 에틸 니트레이트, n-프로필 니트레이트, 이소프로필 니트레이트, 알릴니트레이트, n-부틸 니트레이트, 이소부틸 니트레이트, sec-부틸 니트레이트, tert-부틸 니트레이트, n-아밀 니트레이트, 이소아밀 니트레이트, 2-아밀 니트레이트, 3-아밀 니트레이트, tert-아밀 니트레이트, n-헥실 니트레이트, 2-에틸헥실 니트레이트, n-헵틸 니트레이트, sec-헵틸 니트레이트, n-옥틸 니트레이트, sec-옥틸 니트레이트, n-노닐 니트레이트, n-데실 니트레이트, n-도데실 니트레이트, 시클로펜틸니트레이트, 시클로헥실니트레이트, 메틸시클로헥실 니트레이트, 이소프로필시클로헥실 니트레이트, 및 1-메톡시프로필-2-니트레이트, 1-에톡시프로필-2 니트레이트, 1-이소프로폭시-부틸 니트레이트, 1-에톡실부틸 니트레이트 등과 같은 알콕시 치환된 지방족 알콜의 에스테르. 바람직한 알킬 니트레이트는 에틸 니트레이트, 프로필 니트레이트, 아밀 니트레이트, 및 헥실 니트레이트이다. 다른 바람직한 알킬 니트레이트는 1차 아밀 니트레이트 또는 1차 헥실 니트레이트의 혼합물이다. 1차란 니트레이트 기능기가 두개의 수소 원자에 부착된 탄소 원자에 부착됨을 의미한다. 1차 헥실 니트레이트의 예는 n-헥실 니트레이트, 2-에틸헥실 니트레이트, 4-메틸-n-펜틸 니트레이트 등을 포함한다. 니트레이트 에스테르의 제조는 예를 들어, 적절한 알콜의 에스테르화, 또는 적합한 알킬 할라이드와 질산은의 반응과 같은 흔히 이용되는 방법 중 어느 것에 의해 이루어질 수 있다. 이들 첨가제는 본 첨가제와 동일하거나 상이한 양으로 존재할 수 있으며 바람직한 구체예에서는 특히 바람직한 세탄 개선제가 본 첨가제의 ppm 양과 동일하거나 몇배수의 양으로 첨가된다.
피트산에 기초한 구체예가 또한 고려된다. 한 구체예에서, 피트산, (이노시톨 헥사포스포르산), 및 에톡시화된 마카다미아 너트 오일과 같은 에톡시화된 너트 오일을 포함하는 연료 첨가제가 제공된다. 특히 바람직한 구체예에서, EDTMQ의 유효량을 이용하여 개선된 산화 내성을 제공할 수 있다. 피트산은 약 1 내지 약 5, 바람직하게는 약 1.5 내지 약 3 g의 농도로 450 ml의 톨루엔에 혼합된, 알드리치 케미컬에서 시판하는 이나트륨 염일 수 있다. 약 40 내지 약 60, 바람직하게는 약 50 ml의 에톡시화 마카다미아 너트 오일 - 평균 16 에틸렌 글리콜 반복 단위를 갖는 에톡시화 부분이 이 용액에 첨가될 수 있다. EDTMQ와 같은 항산화제는 약 0.5 내지 약 3 또는 그의 이상, 바람직하게는 약 1.0 ml의 양으로 이 용액에 첨가될 수 있다. 특히 바람직한 구체예에서, 첨가제는 제트 A 연료 50 ml에 첨가되며 ASTM 발연점 장치에서 연소된다. 제제는 22.0 내지 22.5의 ASTM 발연점을 나타냈다.
본 발명의 다른 구체예에서, 연료 첨가제 및 연료를 제조하는 방법은 첨가제를 직접 연료에 첨가하는 단계; 희석제 또는 용매에 첨가제를 혼합, 용해 또는 배합하며 생성된 용액은 마지막으로 연료에 희석되는 단계를 포함하며 그의 변형이 개시된다. 연료 조성물을 제조하는 특히 바람직한 방법은 저 산소 또는 무 산소 환경에서 제조된 연료 첨가제를 얻는 단계; 연료 용매 또는 희석제로부터 용해된 산소의 상당 부분을 제거하는 단계; 연료 첨가에 앞서 감소된 산소 상태하에서 용매 또는 희석제를 연료 첨가제와 혼합하여 첨가된 용액을 제조하는 단계 및 연료를 첨가하는 단계를 포함한다.
다른 구체예에서, 본 발명의 연료 및 첨가제를 사용하는 방법은 연료에 첨가제를 직접 첨가하고 내부 연소 엔진, 가스 터빈 또는 다른 그러한 장치에서 연료를 연소시키는 것을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 추가로, 첨가제를 사용하는 방법은 첨가제의 중간체 용액을 제조하고, 이를 효과적인 비율로 연료에 혼합하고 적합한 장치에서 첨가제-개선된 연료를 연소시키는 것을 포함한다.
바람직한 구체예의 제제화된 연료 조성물은 개시된 것 이외의 첨가제를 함유할 수 있다. 이들 첨가제는 1 이상의 옥탄 개선제, 계면활성제, 항산화제, 탈유화제, 부식 억제제 및/또는 금속 비활성화제, 희석제, 냉류 개선제, 열 안정제 등을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
연료 첨가제의 방사열 전달 능력을 시험하기 위하여, ASTM D 1322-90에서 개시된 발연점 램프를 이용한다: 이 시험 방법의 개시 내용은 참고로 여기에 포함된다. 상기 장치는 베이스, 베이스에 탑재된 양초, 베이스에 탑재된 양초 소켓, 베이스 위의 양초 위에 탑재된, 심지가 안내되는 소위 "갤러리"를 한정하는 하우징, 하우징 내의 심지 버너에 평행하게 부착된 불꽃을 보기 위한 스케일 부분, 갤러리의 상부로부터 연소된 생성물을 쫓아내기 위한 굴뚝 및 ASTM 심지에 접근하도록 열려질 수 있으며 이를 통해 불꽃을 볼 수 있는 방식으로 부착된 하우징을 위한 커버인 투명한 석영 창문으로 구성된다. 이 장치는 시험 과정 불레틴에서 도 1에 개시된다.
기본적인 발연점 연소 시험의 정확성을 개선하기 위하여, 발연점 장치에서 스케일에서 판독치 오류를 감소시키기 위한 방식으로 테스터의 헤드를 위치시키기 위한 조절가능한 스탠드를 갖춘 크고 단단한 시험 베이스 상에 램프를 탑재한다. 이 스탠드는 램프에 평행하게 수직으로 탑재되며 불꽃 시험을 관찰하는 시험자의 눈이 불꽃으로부터의 거리에 대하여 일정한 위치에 있으며 발연점 램프 하우징의 높이에 대하여 일정하도록 하는 방식으로 탑재된다. 요약하면, 시험 장치 및 방법에서 이러한 개선은 시험자가 머리를 하우징내의 불꽃에 대하여 일정한 위치에 두도록 한다. 따라서, 보다 일정하고 정확한 데이터가 발연점에 대해 얻어진다.
시험은 연료 샘플을 준비하고, 연료를 램프에 첨가하고, 공지의 발연점 조성물, 본 경우에는 소위 표준 제트 A 또는 1에 대하여 보정된 심지 공급 램프를 통하여 연료를 연소시키고, 연기없이 시험 연료로 얻어질 수 있는 불꽃의 정확한 높이를 스케일에서 관찰하는 것으로 구성된다. 불꽃 높이는 가장 가까운 밀리미터로 추정된다. 하기 실시예의 모든 값은 가장 가까운 0.5 mm로 추정되며 이 상당한 수는 도 1 및 2에 나타난 실험자의 머리받침을 이용하여 가능해진다.
개시된 대로 이용될 경우, 이 시험은 또한 당업자에 의해 인식될 것처럼, 제트 연료를 시험하기 위한 표준 방법을 이용할 경우 연소 효율 및 오염 감소의 척도이다. 상기 시험은 만일 베이스 스케일 밀리미터 판독치가 mm 판독치에서 관찰된 첨가제-처리된 연료보다 낮으면, 연료 첨가제가 탄화수소 연료의 연소동안 생산된 상이한 오염물 배출을 감소시키는 데 유용함을 나타낸다.
실시예 1
순수한 트랜스-베타-카로텐의 합성에서 중간체이며 89-98% 트랜스 베타 카로텐과 1.4 내지 11%의 시스 베타 카로텐의 이성체 형태의 혼합물인(상기 혼합물은 사용 전에 불활성 환경에서 합성되고 포장됨), DSM 케미컬스(이전에는 로쉐 비타민, 인코포레이티드)의 제품인 소위 "이소-믹스텐"의 연료 첨가제를 연료내의 용해 산소의 산화 효과를 감소시키기 위하여 충분한 6-에톡시-1,2-디하이드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린, EDTMQ와 함께 갤론 당 1.0 ml로 첨가하고 표준 제트 연료 분액에 혼합하고 전술한 발연점 시험 장치에서 연소시켰다. 이 연료 첨가제는 표준 제트 A 또는 1 연료에 제제화될 경우 22.5 mm의 ASTM 발연점 판독치를 나타냈다. 대조적으 로, 발연점을 위한 기준점으로 사용된 제트는 일반적으로 19.0의 발연점을 나타냈다. 사용된 제트 연료는 칼슨 캘리포니아의 세이볼트 래보래토리즈의 확립된 표준을 만족한다.
실시예 2
메라 파마슈티컬스로부터의 아스타잔틴, 3,3'-디하이드록시-4,4' 디케토-베타-카로텐을 톨루엔 갤론 당 약 1.5 g의 농도로 혼합하고 이 용액을 이어서 50 ml의 표준 제트에 약 0.25 ml의 농도로 혼합하였다. ASTM 발연점 장치에서 연소시켰을 경우 21.0의 발연점이 관찰되었으며, 제트 A에 비하여 개선된 것이었다.
실시예 3
아스타잔틴을 이용하여 실시예 2를 반복하였으나 이 화합물을 톨루엔 갤론 당 3 g으로 첨가하였으며 이 용액을 이어서 50 ml의 제트 A 연료에 0.25 ml로 혼합하였다. 이 연료, 및 첨가제는 22.0의 ASTM 발연점 판독치를 나타냈으며, 이는 표준 제트 A에 비해 개선된 것이다. 상기 결과는 연소 개선의 긍정적인 농도 의존성 및 아스타잔틴 농도 증가에 따른 배출 감소를 입증한다.
실시예 4
알드리치 케미컬에서 시판하는, 피트산인, 이소듐 염으로서의 미오-이노시톨 헥사키스(디하이드로젠 포스페이트)를 450 ml의 톨루엔에 1.5 g의 농도로 혼합하였다. 이 용액에 50 ml의 에톡시화 마카다미아 너트 오일 - 평균 16 에틸렌 글리콜 반복 단위를 갖는 에톡시화 부분을 첨가하였다. 1.0 ml의 양의 EDTMQ를 이 용액에 혼합하였다. 0.4 ml의 이 첨가제를 50 ml의 제트 A 연료에 첨가하고 ASTM 장치에서 연소시켰다. 제제는 22.0 내지 22.5 사이의 ASTM 발연점을 나타냈다.
실시예 5
96% 순수하며 알드리치 케미컬에서 시판하는 시스-스틸벤을 0.25 ml의 농도로 50 ml의 제트 A 연료에 혼합하고 ASTM 발연점 장치에서 연소시켰다. 21.0의 값이 얻어졌다. 대조적으로 제트 A는 19.0의 기준 값을 나타낸다.
실시예 6
99% 순수하며 알드리치 케미컬에서 시판하는 비벤질을 500 ml의 톨루엔에 8 g의 비벤질 양으로 혼합하였다. 1.0 ml의 EDTMQ를 첨가하여 시험 연료를 완성하였다. 0.4 ml 8 방울을 50 ml의 제트 A에 첨가하고 발연점에 대해 시험하였다. 이 연료는 22.0의 ASTM 발연점을 나타냈다.
실시예 7
톨루엔 및 제트 A 연료의 대조 샘플을 50 ml의 제트 연료내의 0.5 ml의 톨루엔을 이용하여 제조하였다. 19.0의 발연점이 관찰되었다.
실시예 8
EDTMQ의 대조 샘플을 5.0 ml의 EDTMQ와 500 ml의 톨루엔을 혼합하여 제조하고 이 용액 0.25 ml을 제트 A 연료 50 ml에 혼합하고 발연점을 시험하였다. 19.0의 값이 얻어졌다.
실시예 9
1,6 디페닐-1,3,5-헥사트리엔을 1 ml의 EDTMQ를 가진 3785 ml의 톨루엔에 3 g으로 첨가한다. 이 첨가제 용액을 50 ml의 제트 연료내의 0.25 ml로 시험한다. 20.0 내지 21.0 범위의 발연점 판독치가 관찰된다.
실시예 10
실시예 1에 기초한 연료 첨가제를 500 ml의 톨루엔을 함유한 제1 용액 2114 ppm, 12 방울의 EDTMQ(SantoquinTM), 1.12 g의 이소믹스텐 및 2-에틸 헥실 니트레이트(세탄 개선제) 갤론 당 3170 ppm을 혼합하여 제조하였다. 기본 디젤 연료는 19.1% 전체 방향족, 48.7 세탄(ASTM D-613에 의함), 662.4의 증류 종말점(ASTM D-86), 및 황(ASTM D-5453) 62 ppm을 갖는 EPA-인증된 디젤 연료 및 30.2% 전체 방향족, 46.2 세탄(ASTM D-613에 의함), 증류 종말점 666.1(ASTM D-86), 및 황 416 ppm(ASTM D-5453)을 갖는 제 2 디젤 연료의 65/35 배합물이었다. 기본 및 첨가된 연료를 1992 디트로이트 디젤 시리즈 60, 350 HP 터보충전된 엔진을 이용하여 배출(NOx, 탄화수소, 미립자 물질 및 일산화탄소)를 시험하였으며, 시험 프로토콜은 웨스트 버지니아주 모르간타운의 웨스트 버지니아 유니버시티의 텍사스 주에서의 디젤 연료 증명서를 위해 연료를 확인하도록 고안되었다. 연소된, 첨가된 연료는 동일한 조건하에서 기본 디젤 연료 혼합물에 비하여 전체 NOx에서 4.5% 감소, 탄화수소 함량에서 8.1% 감소, 미립자 물질에서 4.1% 증가, 및 일산화탄소에서 12.4% 감소를 나타냈다.

Claims (39)

  1. 2개 내지 11개의 이중 결합을 갖는 탄소-탄소 이중 결합의 공액 시스템을 갖는 첨가제 분자를 포함하는 탄화수소 연료용 연료 첨가제.
  2. 제1항에 있어서, 고리형 C5-C8 방향족, 시클로 지방족, 포화 또는 불포화 부분을 포함하는 1 이상의 말단기를 추가로 포함하는 연료 첨가제.
  3. 제2항에 있어서, 1 이상의 고리형 말단기 상에 치환된 1 이상의 산소 함유기를 추가로 포함하는 연료 첨가제.
  4. 제3항에 있어서, 산소 함유기는 고리형 지방족 포화 또는 불포화 부분 상에 결합된 하이드록실기 또는 케토 함유 기로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 연료 첨가제.
  5. 제3항에 있어서, 공액 탄소-탄소 이중 결합 함유기, 고리형 말단기, 또는 그의 조합물 상에 결합된 1 이상의 메틸기를 추가로 포함하는 연료 첨가제.
  6. 제3항에 있어서, 상기 분자는 적어도 12개 내지 50개 탄소 원자를 포함하는 것인 연료 첨가제.
  7. 제1항에 있어서, 카로테노이드, 카로테노이드의 혼합물 및 카로테노이드 전구체로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인 연료 첨가제.
  8. 제1항에 있어서, 첨가제가 미정제 합성 시스 및 트랜스 베타-카로텐 이성체의 혼합물인 연료 첨가제.
  9. 제8항에 있어서, 혼합물은 89% 내지 98%의 트랜스 베타-카로텐 이성체와 1.4% 내지 11%의 시스 베타-카로텐 이성체의 혼합물을 함유하는 것인 연료 첨가제.
  10. 제1항에 있어서, 첨가제는 합성 또는 천연 공급원에서 얻어진 아스타잔틴을 포함하는 것인 연료 첨가제.
  11. 제1항에 있어서, 첨가제는 트랜스 베타-카로텐 이성체, 시스 베타-카로텐 이성체 및 아스타잔틴의 혼합물을 포함하는 것인 연료 첨가제.
  12. 제1항에 있어서, 탄화수소 연료내 연료 첨가제의 용해성을 증가시키는 친수성-친유성 밸런스를 갖는 가용화제를 추가로 포함하는 연료 첨가제.
  13. 제12항에 있어서, 가용화제는 에톡시화 또는 프로폭시화 기 함유 부분을 추가로 포함하는 연료 첨가제.
  14. 제13항에 있어서, 상기 부분은 마카다미아 너트 오일을 포함하는 것인 연료 첨가제.
  15. 제13항에 있어서, 에톡시화 또는 프로폭시화의 수가 6 내지 25인 연료 첨가제.
  16. 제15항에 있어서, 에톡시화 또는 프로폭시화의 수가 8 내지 16인 연료 첨가제.
  17. 제1항에 있어서, 항산화제를 추가로 포함하는 연료 첨가제.
  18. 제17항에 있어서, 항산화제가 6-에톡시-1,2-디하이드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린("EDTMQ") 또는 그의 유도체인 연료 첨가제.
  19. 제8항에 있어서, 니트레이트기를 함유하는 세탄 개선제를 추가로 포함하는 연료 첨가제.
  20. 제19항에 있어서, 세탄 개선제가 2-에틸, 헥실 니트레이트인 연료 첨가제.
  21. 제9항에 있어서, 6-에톡시-1,2-디하이드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린 항산화제와 함께 표준 제트 연료내로 제제화될 경우 22.5의 ASTM 발연점 판독치를 나타내는 것인 연료 첨가제.
  22. 제1항에 있어서, 0.25 ml로 표준 제트 연료 50 ml에 혼합될 경우 21.0의 ASTM 발연점을 나타내는, 갤론 당 0.5 g 내지 4 g의 농도로 용매 중에 아스타잔틴 연료 첨가제를 포함하는 연료 첨가제.
  23. 제22항에 있어서, 갤론 당 3 g의 아스타잔틴계 화합물 첨가제는 22.0의 ASTM 발연점 판독치를 나타내는 것인 연료 첨가제.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 2개 내지 11개의 이중 결합을 갖는 탄소-탄소 이중 결합의 공액 시스템 및 2 이상의 방향족 고리를 갖는 방향족 화합물을 포함하는 연료 첨가제.
  33. 제32항에 있어서, 방향족 화합물은 시스-스틸벤, 트랜스-스틸벤, 및 비벤질 또는 그의 혼합물의 군으로부터 선택되는 것인 연료 첨가제.
  34. 제33항에 있어서, 방향족 화합물은 0.25 ml의 농도로 50 ml의 제트 연료내로 혼합되어, 21.0의 ASTM 발연점을 나타내는 것인 연료 첨가제.
  35. 제33항에 있어서, 500 ml의 톨루엔에 혼합된 8 g의 비벤질, 및 50 ml의 제트 연료내에 0.4 ml로 혼합될 경우 22.0의 ASTM 발연점을 나타내는 1.0 ml의 EDTMQ를 포함하는 연료 첨가제.
  36. 제32항에 있어서, 1,6 디페닐-1,3,5-헥사트리엔, 1,4-디페닐-1,3-부타디엔, 1,4-디페닐-2-메틸-1,3-부타디엔, 및 1,4-디페닐 부타디엔 또는 그의 혼합물을 포함하는 연료 첨가제.
  37. 제36항에 있어서, 3785 ml의 톨루엔 중 1,6 디페닐-1,3,5-헥사트리엔 3 g 및 1.0 ml의 EDTMQ를 포함하는 연료 첨가제.
  38. 디젤 연료로서, 89% 내지 98%의 모든 트랜스 베타-카로텐 이성체 및 1.4% 내지 11%의 시스 베타-카로텐 이성체의 혼합물을 함유하는 제1 혼합물 1 내지 5 ppm/갤론, 및 2-에틸 헥실 니트레이트 3170 ppm/갤론을 첨가하고, 디젤 엔진에서 연소시, 첨가제를 첨가하지 않은 연소된 디젤 연료에 비하여 전체 NOx의 4.5% 감소, 탄화수소 함량의 8.1% 감소, 미립자 물질의 4.1% 증가, 및 일산화탄소의 12.4% 감소를 나타내는 디젤 연료.
  39. 연료 첨가제의 제조 방법으로서,
    무산소 환경 하에서 제조된 첨가제를 얻는 단계;
    연료 첨가제를 감소된 산소 분위기에서 무산소 희석제 또는 용매에 배합하는 단계; 및
    연료에 첨가하는 단계
    를 포함하는 연료 첨가제의 제조 방법.
KR1020057024939A 2003-06-26 2004-06-25 개선된 연소 특성을 나타내는 신규한 탄화수소 연료 첨가제및 연료 제제 KR101056482B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US48268203P 2003-06-26 2003-06-26
US60/482,682 2003-06-26
PCT/US2004/020301 WO2005003263A2 (en) 2003-06-26 2004-06-25 Novel hydrocarbon fuel additives and fuel formulations exhibiting improved combustion properties

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107025614A Division KR101022726B1 (ko) 2003-06-26 2004-06-25 개선된 연소 특성을 나타내는 신규한 탄화수소 연료 첨가제 및 연료 제제

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060054204A KR20060054204A (ko) 2006-05-22
KR101056482B1 true KR101056482B1 (ko) 2011-08-12

Family

ID=33563876

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107025614A KR101022726B1 (ko) 2003-06-26 2004-06-25 개선된 연소 특성을 나타내는 신규한 탄화수소 연료 첨가제 및 연료 제제
KR1020057024939A KR101056482B1 (ko) 2003-06-26 2004-06-25 개선된 연소 특성을 나타내는 신규한 탄화수소 연료 첨가제및 연료 제제

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107025614A KR101022726B1 (ko) 2003-06-26 2004-06-25 개선된 연소 특성을 나타내는 신규한 탄화수소 연료 첨가제 및 연료 제제

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1651741A4 (ko)
JP (1) JP2007521366A (ko)
KR (2) KR101022726B1 (ko)
CN (1) CN1867651B (ko)
CA (1) CA2530415A1 (ko)
MX (1) MXPA05014069A (ko)
NO (1) NO20060335L (ko)
RU (1) RU2006102141A (ko)
WO (1) WO2005003263A2 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8709110B2 (en) 2008-03-11 2014-04-29 Dsm Ip Assets B.V. Use of carotenoid (ester)s
US9162969B2 (en) 2009-09-15 2015-10-20 Dsm Ip Assets B.V. Nitrooxyesters, their preparation and use
CN104039936A (zh) * 2011-11-23 2014-09-10 熊靓 碳氢燃料抗氧化剂及其使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4240801A (en) 1979-05-31 1980-12-23 Ethyl Corporation Diesel fuel composition
US5826369A (en) 1993-12-07 1998-10-27 Barto/Jordan Company, Inc. Chlorophyll based fuel additive for reducing pollutant emissions
WO2001079398A1 (en) * 2000-04-14 2001-10-25 Oryxe Energy International, Inc. Organic cetane improver
JP2004511421A (ja) 2000-10-17 2004-04-15 ジェイムズ　ハーディー　リサーチ　ピーティーワイ．リミテッド 殺生物剤で処理した耐久性あるセルロース繊維を使用した、繊維セメント複合材料

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2720869A (en) * 1954-08-05 1955-10-18 Ethyl Corp Method of operating a compression ignition engine
US3111533A (en) * 1961-03-07 1963-11-19 Ethyl Corp Complexes of acyclic trienes with iron subgroup tricarbonyls
GB1001351A (en) * 1963-04-05 1965-08-18 Ethyl Corp Halogenated bisphenols and applications thereof
JPS5125484A (en) * 1974-08-27 1976-03-02 Showa Denko Kk Taidenboshiseijukiekitaisoseibutsu
CA1234154A (en) * 1984-12-24 1988-03-15 Allen H. Filbey Dibenzylphenolic antioxidiants
GB9213854D0 (en) * 1992-06-30 1992-08-12 Exxon Chemical Patents Inc Additives and fuel compositions
US20030093944A1 (en) * 2001-03-22 2003-05-22 Jordan Frederick L. Method and composition for using organic, plant-derived, oil-extracted materials in two-cycle oils for reduced emissions
JP4567445B2 (ja) * 2002-06-11 2010-10-20 オリックス エナージー インターナショナル， インコーポレイティッド 炭化水素を含むディーゼル燃料にセタン価向上剤として安定化ベータカロチンを使用する方法および組成物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4240801A (en) 1979-05-31 1980-12-23 Ethyl Corporation Diesel fuel composition
US5826369A (en) 1993-12-07 1998-10-27 Barto/Jordan Company, Inc. Chlorophyll based fuel additive for reducing pollutant emissions
WO2001079398A1 (en) * 2000-04-14 2001-10-25 Oryxe Energy International, Inc. Organic cetane improver
JP2004511421A (ja) 2000-10-17 2004-04-15 ジェイムズ　ハーディー　リサーチ　ピーティーワイ．リミテッド 殺生物剤で処理した耐久性あるセルロース繊維を使用した、繊維セメント複合材料

Also Published As

Publication number Publication date
NO20060335L (no) 2006-03-23
KR20100129796A (ko) 2010-12-09
CA2530415A1 (en) 2005-01-13
WO2005003263A2 (en) 2005-01-13
EP1651741A4 (en) 2011-05-25
CN1867651B (zh) 2011-05-11
CN1867651A (zh) 2006-11-22
KR20060054204A (ko) 2006-05-22
JP2007521366A (ja) 2007-08-02
RU2006102141A (ru) 2006-06-10
KR101022726B1 (ko) 2011-03-22
MXPA05014069A (es) 2006-03-02
EP1651741A2 (en) 2006-05-03
WO2005003263A3 (en) 2005-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2672199C (en) Lead free fuel composition and its use
EP0748364B1 (en) Unleaded fuel compositions
US20100223841A1 (en) Novel Hydrocarbon Fuel Additives and Fuel Formulations Exhibiting Improved Combustion Properties
US4904279A (en) Hydrocarbon fuel composition containing carbonate additive
AU2011271224B2 (en) Fuel composition and its use
KR101056482B1 (ko) 개선된 연소 특성을 나타내는 신규한 탄화수소 연료 첨가제및 연료 제제
KR100307417B1 (ko) 연료의경제성을증가시키는방법및이를위한연료조성물
AU2010234545B2 (en) Fuel composition and its use
US20100162982A1 (en) Fuel composition and its use
US20060096165A1 (en) Novel hydrocarbon fuel additives and fuel formulations exhibiting improved combustion properties
RU2139914C1 (ru) Беззольная высокооктановая добавка к автомобильным бензинам
RU2235117C1 (ru) Высокооктановая добавка к автомобильным бензинам
PL197469B1 (pl) Benzynowa kompozycja i jej zastosowanie w iskrowych silnikach spalinowych
RU2132359C1 (ru) Многофункциональная добавка для получения автомобильных бензинов
KR101201527B1 (ko) 연소촉진 및 대기오염물질 저감용 디젤연료첨가제 조성물
RU2203310C1 (ru) Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания
RU2137814C1 (ru) Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания
JPH06192665A (ja) 燃料油組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140801

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150716

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160830

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee