RU2737165C2 - Method and composition for improving combustion of aviation fuel - Google Patents

Method and composition for improving combustion of aviation fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2737165C2
RU2737165C2 RU2017109121A RU2017109121A RU2737165C2 RU 2737165 C2 RU2737165 C2 RU 2737165C2 RU 2017109121 A RU2017109121 A RU 2017109121A RU 2017109121 A RU2017109121 A RU 2017109121A RU 2737165 C2 RU2737165 C2 RU 2737165C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
fuel composition
aviation
aviation fuel
manganese
Prior art date
Application number
RU2017109121A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017109121A (en
RU2017109121A3 (en
Inventor
Стивен А. ФЭКТОР
Зэкари Джон МАКЭФИ
Джозеф Энтони КАЛДЕРОН III
Original Assignee
Эфтон Кемикал Корпорейшн
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
Priority claimed from US15/083,964 external-priority patent/US9856431B2/en
Application filed by Эфтон Кемикал Корпорейшн filed Critical Эфтон Кемикал Корпорейшн
Publication of RU2017109121A publication Critical patent/RU2017109121A/en
Publication of RU2017109121A3 publication Critical patent/RU2017109121A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2737165C2 publication Critical patent/RU2737165C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/16Hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/30Organic compounds compounds not mentioned before (complexes)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/04Use of additives to fuels or fires for particular purposes for minimising corrosion or incrustation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/10Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving the octane number
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/16Hydrocarbons
    • C10L1/1608Well defined compounds, e.g. hexane, benzene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/16Hydrocarbons
    • C10L1/1616Hydrocarbons fractions, e.g. lubricants, solvents, naphta, bitumen, tars, terpentine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/26Organic compounds containing phosphorus
    • C10L1/2633Organic compounds containing phosphorus phosphorus bond to oxygen (no P. C. bond)
    • C10L1/2641Organic compounds containing phosphorus phosphorus bond to oxygen (no P. C. bond) oxygen bonds only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/30Organic compounds compounds not mentioned before (complexes)
    • C10L1/305Organic compounds compounds not mentioned before (complexes) organo-metallic compounds (containing a metal to carbon bond)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L2270/00Specifically adapted fuels
    • C10L2270/02Specifically adapted fuels for internal combustion engines
    • C10L2270/023Specifically adapted fuels for internal combustion engines for gasoline engines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L2270/00Specifically adapted fuels
    • C10L2270/04Specifically adapted fuels for turbines, planes, power generation

Abstract

FIELD: fuel industry.SUBSTANCE: invention discloses an aviation fuel composition which contains (a) from about 10 to about 80 % by volume of an aviation alkylate; (b) from about 5 to 50 % by volume of isooctane; (c) from about 5 to about 20 volume percent isopentane; (d) from about 5 to about 30 volume percent aromatic hydrocarbons, selected toluene, mesitylene or combinations thereof; (e) from about 0.5 to 500 mg of Mn/l of manganese methylcyclopentadienyl tricarbonyl; and (f) a manganese purification compound containing tricresyl phosphate, wherein said composition is substantially lead-free and said composition has an octane number of at least about 96, determined using ASTM D2700 testing method. Also disclosed is an aviation fuel additive composition and a method for increasing the octane number of substantially lead-free aviation fuel to produce aviation fuel composition by introduction of additive into base fuel.EFFECT: technical result consists in provision of high detonation resistance of aviation fuel composition.15 cl, 6 dwg, 4 ex

Description

Настоящая заявка представляет собой частичное продолжение патентной заявки США с порядковым номером №14/994199, зарегистрированной 13 января 2016, включенной сюда посредством ссылки во всей своей полноте.This application is a partial continuation of US patent application Serial No. 14/994199, filed January 13, 2016, incorporated herein by reference in its entirety.

Настоящеее изобретение относится по существу к свободным от свинца композициям авиационного топлива. Настоящее изобретение дополнительно направлено на применение этих авиационных топлив, которые также включают в себя марганецсодержащую добавку и, возможно, изооктан, чтобы увеличивать октановое число топлива, и очищающее соединение.The present invention relates to substantially lead-free aviation fuel compositions. The present invention is further directed to the use of these aviation fuels, which also include a manganese-containing additive and optionally isooctane to increase the octane number of the fuel, and a refining compound.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

По меньшей мере, по регулирующим причинам авиационные топлива вовлечены в процесс получения бессвинцовых топлив. Удаление свинца из топлива однако вызывает нежелательный эффект снижения детонационной стойкости топлива. Соответственно, когда авиационные топлива делают бессвинцовыми, состав этих топлив должен принимать во внимание снижение октанового числа из-за удаления свинца. Требуется добавление других компонентов топлива.For at least regulatory reasons, aviation fuels are involved in the production of lead-free fuels. Removing lead from the fuel, however, has the undesirable effect of reducing the knock resistance of the fuel. Accordingly, when aviation fuels are made lead-free, the composition of these fuels must take into account the octane reduction due to lead removal. The addition of other fuel components is required.

Обычным путем улучшения октанового числа является введение в авиационное топливо большого количества ароматических углеводородов. Эти ароматические углеводороды позволяют получать бессвинцовое топливо, но по-прежнему удовлетворяют требованиям к детонационной стойкости. Однако использование значительных количеств ароматических углеводородов в авиационном топливе меняет эффективность горения этого топлива и приводит к увеличенному образованию дыма во время процесса сгорания. Не говоря уже о том, что увеличенные количества дыма нежелательны с точки зрения эстетичности и воздействия на окружающую среду. Вообще говоря, чем больше количество ароматических углеводородов, введенных в состав топлива, тем больше количество дыма, которое получается во время сгорания этого топлива.A common way to improve octane is by introducing large amounts of aromatic hydrocarbons into aviation fuel. These aromatic hydrocarbons produce lead-free fuels, but still meet the requirements for knock resistance. However, the use of significant amounts of aromatic hydrocarbons in aviation fuel alters the combustion efficiency of that fuel and results in increased smoke production during the combustion process. Not to mention, increased amounts of smoke are undesirable in terms of aesthetics and environmental impact. Generally speaking, the greater the amount of aromatic hydrocarbons incorporated into the fuel, the greater the amount of smoke that is generated during the combustion of that fuel.

Другой стратегией улучшения октанового числа является введение в авиационное топливо марганецсодержащей добавки. Добавки марганца позволяют получать бессвинцовое топливо, но по-прежнему улучшают требования к детонационной стойкости относительно состава топлива без добавок и без свинца.Another strategy to improve the octane number is to add a manganese additive to aviation fuel. Manganese additives allow for lead-free fuel, but still improve the requirements for knock resistance relative to fuel composition without additives and without lead.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Соответственно, задачей настоящего изобретения является определение композиции авиационного топлива, которая включает в себя высокое содержание ароматики в целях увеличения октанового числа наряду с эффективным количеством марганцевого соединения для снижения дыма, образующегося во время сгорания авиационного топлива. Альтернативно, композиция авиационного топлива может включать в себя марганец, чтобы улучшать октановое число, и очиститель, чтобы снижать отложения оксида марганца в двигателе. Одним таким полезным очистителем является трикрезилфосфат. Также альтернативно, композиция авиационного топлива может включать в себя изооктан и/или изопентан, чтобы улучшать октановое число топлива.Accordingly, it is an object of the present invention to define an aviation fuel composition that includes a high aromatics content to increase octane along with an effective amount of a manganese compound to reduce smoke generated during the combustion of aviation fuel. Alternatively, the aviation fuel composition may include manganese to improve octane and a purifier to reduce engine manganese oxide build-up. One such useful cleaner is tricresyl phosphate. Also alternatively, the aviation fuel composition may include isooctane and / or isopentane to improve the octane rating of the fuel.

В одном примере по существу бессвинцовая композиция авиационного топлива содержит от 0 до приблизительно 80 объемных процентов авиационного алкилата. Композиция топлива в этом примере содержит от приблизительно нуля до 50 объемных процентов изооктана и от приблизительно нуля до 20 объемных процентов изопентана. Композиция топлива дополнительно содержит от приблизительно нуля до 30 объемных процентов ароматических углеводородов. И композиция топлива содержит от приблизительно 0,5 до 500 мг Мn/л одного или нескольких соединений трикарбонила циклопентадиенила марганца и соединение для очистки от марганца. Данная композиция по существу свободна от свинца и имеет октановое число, по меньшей мере, приблизительно 96 согласно методу тестирования АSТМ D 2700.In one example, the substantially lead-free aviation fuel composition contains from 0 to about 80 volume percent aviation alkylate. The fuel composition in this example contains from about zero to 50 volume percent isooctane and from about zero to 20 volume percent isopentane. The fuel composition further contains from about zero to about 30 volume percent aromatic hydrocarbons. And the fuel composition contains about 0.5 to 500 mg Mn / L of one or more manganese cyclopentadienyl tricarbonyl compounds and a manganese stripping compound. This composition is substantially free of lead and has an octane number of at least about 96 according to ASTM D 2700 test method.

В другом примере способ снижения количества дыма, который образуется от сгорания авиационного топлива, содержит несколько этапов. Данный способ включает в себя обеспечение авиационного двигателя с искровым зажиганием и обеспечение описанной здесь, по существу бессвинцовой композиции авиационного топлива. Данный способ дополнительно включает в себя сжигание данной композиции авиационного топлива в данном двигателе с образованием выхлопной струи, где данная выхлопная струя содержит меньше дыма по сравнению со сравнимой композицией авиационного топлива, которая идентична в других отношения, но композиция сравнимого авиационного топлива по существу не содержит марганца.In another example, a method for reducing the amount of smoke that is generated from the combustion of aviation fuel comprises several steps. This method includes providing a spark-ignited aircraft engine and providing a substantially lead-free aviation fuel composition as described herein. The method further comprises combusting a given aviation fuel composition in a given engine to form an exhaust jet, wherein the jet contains less smoke than a comparable aviation fuel composition that is otherwise identical, but the comparable aviation fuel composition is substantially free of manganese. ...

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Фигура 1 представляет собой график, показывающий сравнительную непрозрачность выбросов.Figure 1 is a graph showing comparative emission opacity.

Фигура 2 представляет собой гистограмму, которая показывает среднюю непрозрачность выбросов для каждого из десятисекундных периодов на протяжении первых 40 секунд сгорания.Figure 2 is a bar graph that shows the average opacity of emissions for each of the ten second periods during the first 40 seconds of combustion.

Фигура 3 представляет собой гистограмму, изображающую сравнительное время до тестирования зажигания.Figure 3 is a bar graph depicting comparative time to ignition test.

Фигура 4 представляет собой таблицу сравнения октановых чисел для разных добавочных компонентов в комбинации с увеличивающимися количествами марганецсодержащих соединений.Figure 4 is a table comparing octane numbers for various additive components in combination with increasing amounts of manganese compounds.

Фигура 5 представляет собой таблицу вычисленных МОN и энергосодержания для различных альтернативных составов авиационного топлива.Figure 5 is a table of calculated MON and energy content for various alternative aviation fuel compositions.

Фигура 6 представляет собой блок-схему вычисления, которая приводила к вычисленным величинам МОN и энергосодержания на фигуре 5.Figure 6 is a flowchart of a calculation that resulted in the calculated MON and energy content in Figure 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Описанное здесь авиационное топливо представляет собой бессвинцовую топливную композицию, которая может включать или не включать в себя существенное содержание ароматических веществ. В качестве авиационного топлива, данное топливо может включать в себя авиационные алкилаты. Более конкретно, описанная здесь композиция топлива будет дополнительно иметь содержание ароматического углеводорода от приблизительно нуля до 30 объемных процентов. Чтобы компенсировать дым, образующийся во время сгорания содержащего ароматику топлива, от 0,5 до 500 мг Мn/л вносят в композицию топлива. Полученное топливо имеет минимальное октановое число, по меньшей мере, приблизительно 96 или альтернативно, по меньшей мере, приблизительно 98, или еще альтернативно, по меньшей мере, приблизительно 99,5, определенное согласно методу тестирования АSТМ D 2700. Даже топлива с более обычным содержанием авиационных алкилатов и ароматических углеводородов получают преимущества от добавления марганца, как описано, улучшая октановое число топлива.The aviation fuel described herein is a lead-free fuel composition that may or may not include significant aromatics. As an aviation fuel, this fuel may include aviation alkylates. More specifically, the fuel composition described herein will further have an aromatic hydrocarbon content of from about zero to about 30 volume percent. To compensate for smoke generated during the combustion of aromatics-containing fuel, from 0.5 to 500 mg Mn / L is added to the fuel composition. The resulting fuel has a minimum octane rating of at least about 96, or alternatively at least about 98, or alternatively at least about 99.5, determined according to ASTM D 2700 test method. Even more conventional fuels aviation alkylates and aromatic hydrocarbons benefit from the addition of manganese, as described, improving the octane rating of the fuel.

Также здесь описывается способ снижения количества дыма, который получается от сгорания бессвинцового авиационного топлива. Авиационное топливо, которое может включать в себя авиационные алкилаты и приблизительно от 20 до 90 процентов ароматических углеводородов, дает увеличение видимого дыма и мелких частиц во время сгорания. Путем добавления приблизительно от 0,5 до 500 мг Мn/л одного или нескольких соединений трикарбонила циклопентадиенила марганца, количество дыма, который возникает в выхлопной струе, снижается по сравнению с такой же композицией авиационного топлива, которая является идентичной за исключением того, что она по существу не содержит какого-либо марганца.It also describes a method for reducing the amount of smoke that is generated from the combustion of lead-free aviation fuel. Aviation fuels, which can include aviation alkylates and about 20 to 90 percent aromatics, produce an increase in visible smoke and particulate matter during combustion. By adding about 0.5 to 500 mg Mn / L of one or more cyclopentadienyl manganese tricarbonyl compounds, the amount of smoke that occurs in the exhaust jet is reduced compared to the same aviation fuel composition, which is identical except that it is essentially does not contain any manganese.

Даже в авиационном топливе, которое может включать в себя обычную композицию авиационного топлива из авиационных алкилатов, ароматических углеводородов и изопентана, и в другом примере, путем добавления приблизительно от 0,5 до до 500 мг Мn/л одного или нескольких соединений трикарбонила циклопентадиенила марганца, октановое число композиции топлива улучшается до, по меньшей мере, октанового числа приблизительно 96 или приблизительно 98, или альтернативно приблизительно 99,5. Дополнительный комплект, который включает в себя марганец в количестве от 0,5 до 500 мг Мn/л или альтернативно от 1 до 250 мг Мn/л, или еще альтернативно приблизительно от 125 до 225 мг Мn/л, может также включать антиоксидант и один или несколько очищающих компонентов. Очищающий компонент в одном примере может представлять собой трикрезилфосфат (ТКФ), фосфорсодержащие органические олигомеры или ДММФ (диметилметилфосфонат). ТКФ может добавляться в эффективном количестве, чтобы очищать от продуктов сгорания марганца. Без ограничения этим объяснением, считается, что соединение, образованное при сгорании соединения марганца (например ММТ) и соединения фосфора (например ТКФ), может представлять собой частицы фосфата марганца. В одном варианте осуществления ТКФ применяют в количестве, которое приблизительно равно стехиометрическому для отношения марганца к фосфору. Альтернативно, ТКФ может добавляться в интервале приблизительно от 1:0,1 до 1:10 марганец к фосфору или еще альтернативно приблизительно от 1:0,5 до 1:3.Even in aviation fuel, which may include a conventional aviation fuel composition of aviation alkylates, aromatic hydrocarbons and isopentane, and in another example, by adding from about 0.5 to 500 mg Mn / L of one or more manganese cyclopentadienyl tricarbonyl compounds, the octane number of the fuel composition is improved to at least about 96 or about 98 octane, or alternatively about 99.5. An additional kit that includes manganese in an amount of from 0.5 to 500 mg Mn / L, or alternatively from 1 to 250 mg Mn / L, or even alternatively from about 125 to 225 mg Mn / L, may also include an antioxidant and one or several cleaning components. The cleansing component in one example can be tricresyl phosphate (TCP), phosphorus-containing organic oligomers, or DMMP (dimethylmethylphosphonate). TCP can be added in an effective amount to remove manganese combustion products. Without limiting this explanation, it is believed that the compound formed by the combustion of a manganese compound (eg MMT) and a phosphorus compound (eg TCP) may be manganese phosphate particles. In one embodiment, TCP is used in an amount that is approximately stoichiometric for the ratio of manganese to phosphorus. Alternatively, TCP can be added in the range from about 1: 0.1 to 1:10 manganese to phosphorus, or alternatively from about 1: 0.5 to 1: 3.

При использовании соединения марганца в качестве добавки в композиции авиационного топлива может формироваться отложение оксида марганца. Состав, который включает в себя описанные здесь очистители, может существенно снижать появление любых отложений оксида марганца в двигателе.Manganese oxide deposits can form when a manganese compound is used as an additive in an aviation fuel composition. A formulation that includes the cleaners described herein can significantly reduce the occurrence of any manganese oxide deposits in an engine.

Было обнаружено, что преимущества от очистителя в снижении или модификации марганецсодержащих отложений могут однако оказывать отрицательное влияние на октановое число композиции авиационного топлива. Кроме того, использование марганецсодержащей добавки может иметь практические пределы в отношении улучшений октанового числа. Соответственно, обнаружено, что введение изооктана в композицию топлива, особенно в комбинации с марганецсодержащим компонентом и особенно с соединением трикарбонила циклопентадиенила марганца, может существенно улучшать октановое число композиции топлива. Более конкретно, изооктан может устранять отрицательное влияние очистителя от марганца на октановое число.It has been found that the benefits of a scrubber in reducing or modifying manganese deposits can, however, have a negative impact on the octane rating of the aviation fuel composition. In addition, the use of a manganese additive may have practical limits with regard to octane improvements. Accordingly, it has been found that the addition of isooctane to a fuel composition, especially in combination with a manganese-containing component and especially with a cyclopentadienyl manganese tricarbonyl compound, can significantly improve the octane number of the fuel composition. More specifically, isooctane can eliminate the negative effect of a manganese scavenger on octane.

Введение изооктана интуитивно непонятно в контексте композиций авиационного топлива. Традиционно, авиационные топлива очищают, чтобы удалить изооктан. Этот изооктан затем является фракцией дистилляции, которую продают отдельно. Его никогда ранее не рассматривали в составе или добавочном комплекте композиции авиационного топлива.The introduction of isooctane is intuitively incomprehensible in the context of aviation fuel compositions. Traditionally, aviation fuels are refined to remove isooctane. This isooctane is then a distillation fraction that is sold separately. It has never been previously considered in an aviation fuel composition or additive kit.

Количество изооктана в конечной композиции топлива может варьировать в зависимости от параметров конкретного базового топлива. Количество изооктана может также меняться с количеством применяемой марганецсодержащей добавки. Ожидается, что изооктан составляет приблизительно от нуля до 50 объемных процентов композиции топлива или альтернативно приблизительно от 5 до 25 объемных процентов, или еще альтернативно приблизительно от 10 до 20 объемных процентов. Когда его вводят в состав добавки, относительное количество изооктана должно быть адекватным, чтобы получать требуемые концентрации конечной композиции топлива. Оно будет зависеть от октанового числа базового топлива и количества других применяемых добавочных компонентов.The amount of isooctane in the final fuel composition can vary depending on the parameters of the particular base fuel. The amount of isooctane may also vary with the amount of manganese additive used. The isooctane is expected to comprise from about zero to about 50 volume percent of the fuel composition, or alternatively from about 5 to about 25 volume percent, or alternatively from about 10 to 20 volume percent. When incorporated into an additive, the relative amount of isooctane must be adequate to obtain the desired concentrations of the final fuel composition. It will depend on the octane rating of the base fuel and the amount of other additives used.

Изооктан также добавляют в композицию авиационного топлива с долей изопентана. Некоторое количество изопентана, например приблизительно от нуля до 20 объемных процентов или альтернативно приблизительно от 5 до 10 объемных процентов, требуется, чтобы удовлетворять дополнительным требованиям физической дистилляции композиции авиационного топлива.Isooctane is also added to the aviation fuel composition with a proportion of isopentane. Some isopentane, for example from about zero to 20 percent by volume, or alternatively from about 5 to 10 percent by volume, is required to meet the additional physical distillation requirements of the aviation fuel composition.

Для целей данной заявки композиция топлива описывается в АSТМ 4814 как по существу "свободная от свинца" или "бессвинцовая", если она содержит 13 мг свинца на литр топлива или меньше (или приблизительно 50 мг Рb/гал или меньше). Альтернативно, термины "свободный от свинца" или "бессвинцовый" означают приблизительно 7 мг свинца на литр топлива или меньше. Еще альтернативно, это означает по существу необнаруживаемое количество свинца в композиции топлива. Другими словами, могут быть следовые количества свинца в топливе; однако топливо является по существу свободным от любого обнаруживаемого количества свинца. Следует понимать, что топлива являются бессвинцовыми в том смысле, что свинецсодерщащий антидетонационный агент не добавляют намеренно в бензин. Следовые количества свинца из-за загрязнения оборудования или подобных обстоятельств допустимы и не считаются исключенными из описанных здесь топлив.For the purposes of this application, a fuel composition is described in ASTM 4814 as substantially "lead-free" or "lead-free" if it contains 13 mg lead per liter of fuel or less (or about 50 mg Pb / gal or less). Alternatively, the terms "lead-free" or "lead-free" mean approximately 7 mg of lead per liter of fuel or less. Still alternatively, this means a substantially undetectable amount of lead in the fuel composition. In other words, there may be trace amounts of lead in the fuel; however, the fuel is substantially free of any detectable amount of lead. It should be understood that the fuels are lead-free in the sense that the lead-containing anti-knock agent is not intentionally added to the gasoline. Trace amounts of lead due to equipment contamination or similar circumstances are acceptable and are not considered excluded from the fuels described herein.

Описанная здесь композиция авиационного топлива обычно содержит авиационные алкилаты. Эти компоненты могут составлять приблизительно от 10 до 80 объемных процентов топлива. Ароматические углеводороды могут вводиться в топливо, чтобы улучшать октановое число топлива. Эти ароматические углеводороды вводят согласно одному примеру настоящего изобретения в количестве приблизительно от нуля до 30 объемных процентов от композиции топлива. В другом примере ароматические углеводороды вводят в количестве приблизительно от 10 до 20 объемных процентов от композиции топлива.The aviation fuel composition described herein typically contains aviation alkylates. These components can make up about 10 to 80 percent by volume of the fuel. Aromatic hydrocarbons can be added to the fuel to improve the octane rating of the fuel. These aromatic hydrocarbons are added according to one example of the present invention in an amount of about zero to about 30 percent by volume of the fuel composition. In another example, aromatic hydrocarbons are added in an amount of about 10 to 20 percent by volume of the fuel composition.

Топливная смесь может содержать ароматические бензиновые углеводороды, по меньшей мере, большая часть которых представляет собой моноядерные ароматические углеводороды, такие как толуол, ксилолы, мезитилены, этилбензол и др. Другие подходящие возможные бензиновые углеводороды, которые могут быть использованы в составе описываемых здесь авиационных топлив, включают изопентан, легкие фракции гидрокрекированного бензина и/или С5-6 изомерат бензина.The fuel mixture may contain aromatic gasoline hydrocarbons, at least most of which are mononuclear aromatic hydrocarbons such as toluene, xylenes, mesitylenes, ethylbenzene, etc. Other suitable possible gasoline hydrocarbons that can be used in the aviation fuels described herein, include isopentane, light fractions of hydrocracked gasoline and / or C 5-6 gasoline isomerate.

Соединения трикарбонила циклопентадиенила марганца, которые могут быть использованы в практике описанных здесь топлив, включают трикарбонил циклопентадиенила марганца, трикарбонил метилциклопентадиенила марганца, трикарбонил диметилциклопентадиенила марганца, трикарбонил триметилциклопентадиенила марганца, трикарбонил тетраметилциклопентадиенила марганца, трикарбонил пентаметилциклопентадиенила марганца, трикарбонил этилциклопентадиенила марганца, трикарбонил диэтилциклопентадиенила марганца, трикарбонил пропилциклопентадиенила марганца, трикарбонил изопропилциклопентадиенила марганца, трикарбонил третбутилциклопентадиенила марганца, трикарбонил октилциклопентадиенила марганца, трикарбонил додецилциклопентадиенила марганца, трикарбонил этилметилциклопентадиенила марганца, трикарбонил инденила марганца и подобные, включая смеси двух или более таких соединений. Предпочтительными являются трикарбонилы циклопентадиенила марганца, которые являются жидкими при комнатной температуре, такие как трикарбонил метилциклопентадиенила марганца, трикарбонил этилциклопентадиенила марганца, жидкие смеси трикарбонила циклопентадиенила марганца и трикарбонила метилциклопентадиенила марганца, смеси трикарбонила метилциклопентадиенила марганца и трикарбонила этилциклопентадиенила марганца и др. Авиационные топлива данного изобретения будут содержать некоторое количество одного или нескольких из вышеуказанных трикарбонилов циклопентадиенила марганца, достаточное, чтобы обеспечить требуемое октановое число и параметры износа седла клапана.Compounds tricarbonyl cyclopentadienyl manganese, which can be used in the practice described herein fuels include tricarbonyl cyclopentadienyl manganese tricarbonyl methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl dimethylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl trimethylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl tetramethylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl pentamethylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl ethylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl diethylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl propylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl isopropylcyclopentadienyl manganese, tricarbonyl tert-butylcyclopentadienyl manganese, tricarbonyl octylcyclopentadienyl manganese, tricarbonyl dodecylcyclopentadienyl manganese, tricarbonyl ethylmethylcyclopentadienyl manganese, mixtures of tricarbonyl manganese or more such compounds, including tricarbonyl of two indenyl. Preferred are cyclopentadienyl manganese tricarbonyls, which are liquid at room temperature, such as tricarbonyl methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl, ethyl cyclopentadienyl manganese tricarbonyl, liquid mixtures of manganese cyclopentadienyl tricarbonyl and manganese methylcyclopentadienyl tricarbonyl, methylcyclopentadienyl ethyl manganese tricarbonyl, mixtures of methylcyclopentadienyl methylcarbonyl and methylpentadienyl tricarbonyl of this invention. an amount of one or more of the above cyclopentadienyl manganese tricarbonyls, sufficient to provide the required octane number and valve seat wear parameters.

Другие компоненты, которые могут применяться и в определенных обстоятельствах предпочтительно применяются, включают в себя красители, которые не способствуют избыточному образованию отложений в системе. Типичными красителями, которые могут применяться, являются 1,4-диалкиламиноантрахинон, п-диэтиламиноазобензол (индекс цвета № 11020 или индекс цвета анилинового желтого № 107), метильные производные азобензол-4-азо-2-нафтола (метильные производные индекса цвета № 26105), алкильные производные азобензол-4-азо-2-нафтола или эквивалентные материалы. Используемые количества должны, когда возможно, удовлетворять пределам, указанным в АSТМ спецификации D 910-90.Other components that can be used, and in certain circumstances are preferably used, include colorants that do not contribute to excessive build-up of deposits in the system. Typical dyes that can be used are 1,4-dialkylaminoanthraquinone, p-diethylaminoazobenzene (color index # 11020 or aniline yellow color index # 107), methyl derivatives of azobenzene-4-azo-2-naphthol (methyl derivatives of color index # 26105) , alkyl derivatives of azobenzene-4-azo-2-naphthol, or equivalent materials. The quantities used should, whenever possible, meet the limits specified in ASTM specification D 910-90.

Могут применяться антиоксиданты, такие как 2,6-ди-трет-бутилфенил, 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол, фенилендиамины, такие как N,N'-ди-втор-бутил-п-фенилендиамин, N-изопропилфенилендиамин и подобные. Конечно, в зависимости от разных базовых топлив и требований к характеристикам могут применяться другие антиоксиданты.Antioxidants such as 2,6-di-tert-butylphenyl, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, phenylenediamines such as N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N α-isopropylphenylenediamine and the like. Of course, other antioxidants may be used depending on different base fuels and performance requirements.

Ингибиторы обледенения топливной системы также могут включаться в описанные здесь топлива. Предпочтительными являются монометиловый эфир этиленгликоля и изопропиловый спирт, хотя материалы, дающие эквивалентные характеристики, могут считаться пригодными для использования. Используемые количества должны, когда возможно, удовлетворять пределам, указанным в АSТМ спецификации D 910-90.Fuel system icing inhibitors may also be included in the fuels described herein. Ethylene glycol monomethyl ether and isopropyl alcohol are preferred, although materials giving equivalent characteristics may be considered suitable. The quantities used should, whenever possible, meet the limits specified in ASTM specification D 910-90.

Соединение для очистки от марганца может быть любым соединением, которое взаимодействует с марганецсодержащим добавочным компонентом. Под "очисткой" здесь понимается контактирование, объединение, реагирование, внедрение, химическое связывание с или на, физическое связывание с или на, прилипание к, агломерация с, прикрепление, деактивация, переработка, инертизация, расходование, сплавление, собирание, очистка, расходование, модификация, превращение или любой другой способ или средство, посредством которого первый материал дает второй материал, недоступный или менее доступный. Примеры очистителей от марганца включают в себя фосфорсодержащие соединения, органобромиды и трикарбонилы. Как объясняется ранее, эти очистители могут оказывать разное влияние на октановое число топлива, содержащего соединение марганца. Соответственно, может меняться количество изооктана для поддержания октанового числа.The manganese stripping compound can be any compound that interacts with the manganese-containing additive component. By "purification" herein is meant contacting, combining, reacting, embedding, chemically bonding with or on, physically bonding with or on, adhering to, agglomerating with, attaching, deactivating, processing, inerting, consuming, fusing, collecting, refining, consuming, modification, transformation, or any other method or means by which the first material produces a second material that is not available or less available. Examples of manganese scavengers include phosphorus compounds, organobromides, and tricarbonyls. As explained earlier, these purifiers can have different effects on the octane rating of fuels containing a manganese compound. Accordingly, the amount of isooctane can be varied to maintain the octane number.

В случае фосфорсодержащего очистителя, очиститель может добавляться в количестве в стехиометрическом отношении Мn к Р приблизительно от 1:0,1 до 1:10 или альтернативно приблизительно от 1:0,5 до 1:3.In the case of a phosphorus-containing scrubber, the scrubber may be added in an amount in a stoichiometric ratio of Mn to P from about 1: 0.1 to 1:10, or alternatively from about 1: 0.5 to 1: 3.

Пример 1Example 1

Чтобы продемонстрировать типичное авиационное топливо и соответствующее снижение образования дыма от сгорания этого топлива, использовали двигатель с искровым зажиганием. Двигатель с искровым зажиганием фактически представлял собой автомобильный двигатель для Chevrolet Silverado 1994. Этот автомобильный двигатель неспособен работать на чистом авиационном топливе, поэтому использовали смесь из 50% ЕЕЕ автомобильного бензина и 50% авиационного топлива. Основой смеси авиационного топлива были 83% мезитилена и 17% изопентана. Запускали тестирование холостого хода и измеряли непрозрачность выбросов. В данном тесте, как показано на фигуре 1, непрозрачность выравнивалась приблизительно к нулю немного раньше 40 секунд работы и для контрольной композиции топлива (без добавленного Мn), и для контрольного топлива, смешанного соединением марганца. Непрозрачность контрольного базового топлива была гораздо выше, чем непрозрачность базового топлива, смешанного с марганцевым компонентом, включая снижение непрозрачности до, по меньшей мере, приблизительно 75%, как показано. Снижение непрозрачности альтернативно может быть приблизительно 10%-60% или еще альтернативно приблизительно 25%-50%, что также показано. Более конкретно, марганцевый компонент, который подмешивали, представлял собой НiТЕС®3000, который давал содержание марганца 18 миллиграммов марганца на литр топлива. Заметим, что образование дыма сильно зависело от отношения воздух/топливо. Кроме того, блок контроля выбросов мелких частиц для тестового двигателя был способен адаптировать отношение воздух/топливо за приблизительно 35 секунд, устраняя образование дыма, вызванного сгоранием топлива.A spark ignition engine was used to demonstrate a typical aviation fuel and a corresponding reduction in smoke production from combustion of this fuel. The spark ignition engine was actually the car engine for the 1994 Chevrolet Silverado. This car engine is unable to run on clean aviation fuel, so a mixture of 50% EEE gasoline and 50% aviation fuel was used. The aviation fuel mixture was based on 83% mesitylene and 17% isopentane. An idle test was started and the emission opacity was measured. In this test, as shown in FIG. 1, the opacity leveled off to approximately zero just before 40 seconds of run for both the control fuel composition (no added Mn) and the control fuel mixed with a manganese compound. The opacity of the control base fuel was much higher than the opacity of the base fuel mixed with the manganese component, including reducing the opacity to at least about 75% as shown. The drop in opacity can alternatively be about 10% -60%, or alternatively about 25% -50%, which is also shown. More specifically, the manganese component that was blended was HITEC®3000, which gave a manganese content of 18 milligrams of manganese per liter of fuel. Note that smoke production was highly dependent on the air / fuel ratio. In addition, the particulate control unit for the test engine was able to adapt the air / fuel ratio in approximately 35 seconds, eliminating fumes generated by combustion.

Наконец, согласно фигуре 2, средняя непрозрачность для каждого из 10-секундных периодов на протяжении первых 40 секунд сгорания демонстрирует, что в каждом случае непрозрачность необработанного топлива была значительно больше, чем непрозрачность топлива, которое включает в себя добавку марганца.Finally, referring to Figure 2, the average opacity for each of the 10 second periods during the first 40 seconds of combustion demonstrates that in each case, the opacity of the untreated fuel was significantly greater than the opacity of the fuel that includes the addition of manganese.

Пример 2Example 2

В другом примере к бессвинцовому авиационному топливу добавляли добавочный комплект, чтобы улучшить октановое число топлива. Базовое бессвинцовое авиационное топливо содержало 72% авиационных алкилатов, 20% ароматических углеводородов, 8% изопентана, моторное октановое число МОЧ 93 (метод АSТМ D2700). Добавочный комплект, содержащий 125 мг Мn/л и 2,12 г/гал (0,56 г/л) трикрезилфосфата (ТКФ), добавляли к базовому топливу, чтобы увеличить октановое число до 96.In another example, an add-on kit was added to lead-free aviation fuel to improve the octane rating of the fuel. The base lead-free aviation fuel contained 72% aviation alkylates, 20% aromatic hydrocarbons, 8% isopentane, and an MOR of 93 (ASTM D2700 method). An add-on kit containing 125 mg Mn / L and 2.12 g / gal (0.56 g / L) tricresyl phosphate (TCP) was added to the base fuel to increase the octane number to 96.

Было обнаружено, что получаемые величины отложений в двигателе сгорания, содержащих оксиды марганца, сильно снижались благодаря добавлению соединения фосфора. Тестирование выполняли на Honda Accord на динамометре шасси. Автомобильную систему бортовой диагностики (БД) использовали, чтобы контролировать пропуск вспышки свечи зажигания. Автомобиль запускали на сравнительных составах топлива, пока система БД не показывала пропуск вспышки цилиндра. Испытанные составы, содержащие ММТ и ТКФ очиститель, имели значительно большее время до пропуска вспышки цилиндра, чем испытанные составы, содержащие только ММТ.It was found that the resulting values of combustion engine deposits containing manganese oxides were greatly reduced by the addition of a phosphorus compound. Testing was performed on a Honda Accord on a chassis dynamometer. An automotive on-board diagnostic (OBD) system was used to monitor spark plug misfire. The car was started on comparative fuel compositions until the OBD system showed a cylinder flash pass. The tested formulations containing MMT and TCP cleaner had a significantly longer time to skip cylinder flash than the tested formulations containing only MMT.

Как показано на фигуре 3, топлива #1 и #2 запускали на тестовых автомобилях, и они содержали 250 и 125 мг Мn/л соответственно. Топливо #3 содержало и 125 мг Мn/л, и очиститель, и улучшенные параметры хорошо видны на графике на фигуре 3.As shown in Figure 3, fuels # 1 and # 2 were run on test vehicles and contained 250 and 125 mg Mn / L, respectively. Fuel # 3 contained both 125 mg Mn / L and a purifier, and the improved parameters are clearly visible in the graph in figure 3.

Таким образом, пример 2 иллюстрирует способ задержки или устранения пропуска вспышки цилиндра, вызванного накоплением отложений оксида марганца в двигателе, которые происходят от сгорания композиции авиационного топлива, содержащей марганец, где данный способ содержит стадии:Thus, Example 2 illustrates a method for delaying or eliminating a missed cylinder flash caused by the buildup of manganese oxide deposits in an engine that result from the combustion of an aviation fuel composition containing manganese, the method comprising the steps of:

обеспечения авиационного двигателя с искровым зажиганием;providing an aircraft engine with spark ignition;

обеспечения по существу бессвинцовой композиции авиационного топлива, содержащей:providing a substantially lead-free aviation fuel composition comprising:

(а) от приблизительно 10 до приблизительно 80 объемных процентов авиационного алкилата;(a) from about 10 to about 80 volume percent aviation alkylate;

(b) от приблизительно 20 до приблизительно 90 объемных процентов ароматических углеводородов;(b) from about 20 to about 90 volume percent aromatic hydrocarbons;

(с) от приблизительно 0,5 до 500 мг Мn/л одного или нескольких трикарбонилов циклопентадиенила марганца; и(c) from about 0.5 to 500 mg Mn / L of one or more cyclopentadienyl manganese tricarbonyls; and

(d) эффективное количество соединения фосфора, такого как трикрезилфосфат;(d) an effective amount of a phosphorus compound such as tricresyl phosphate;

где данная композиция является по существу бессвинцовой, и данная композиция имеет минимальную величину октанового числа, по меньшей мере, приблизительно 96, определенную с помощью метода тестирования АSТМ D2700;where the composition is substantially lead-free, and the composition has a minimum octane value of at least about 96, determined using the ASTM D2700 test method;

сгорание композиции авиационного топлива в двигателе создает отложения в двигателе;combustion of the aviation fuel composition in the engine creates deposits in the engine;

где данные отложения в двигателе содержат меньше оксида марганца по сравнению с отложениями, получаемыми от сгорания сравнимой композиции авиационного топлива, которая является идентичной в прочих отношениях, но сопоставимая композиция авиационного топлива по существу не содержит какого-либо фосфорсодержащего материала, такого как трикрезилфосфат.wherein these engine deposits contain less manganese oxide compared to deposits obtained from combustion of a comparable aviation fuel composition that is otherwise identical, but the comparable aviation fuel composition is substantially free of any phosphorus-containing material, such as tricresyl phosphate.

Пример 3Example 3

Ряд тестов запускали, чтобы определить влияние на МОЧ (моторное октановое число) увеличивающихся количеств марганецсодержащей добавки, в этих примерах трикарбонил метилциклопентадиенила марганца (ММТ®). Фигура 4 показывает результаты тестирования.A number of tests run to determine the effect on the MON (motor octane number) of increasing amounts of manganese additives in these examples methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl (MMT ®). Figure 4 shows the test results.

Согласно этим результатам алкилат, который содержит некоторый процент изооктана, который зависит от условий блока алкилирования, имеет сильный отклик на ММТ. Но менее октановые компоненты сильно откликаются на ММТ.According to these results, the alkylate, which contains a certain percentage of isooctane, which depends on the conditions of the alkylation unit, has a strong response to MMT. But less octane components respond strongly to MMT.

Толуол, хотя это высокооктановый компонент, не откликается на ММТ при любой величине обработки. Это типично для ароматических компонентов.Toluene, although a high octane component, does not respond to MMT at any amount of processing. This is typical for aroma components.

Изопентан (который добавляют в состав, чтобы удовлетворить спецификации дистилляции) сильно откликается на ММТ. Но изопентан имеет меньшее начальное МОЧ, поэтому он будет сильно откликаться на ММТ.Isopentane (which is added to meet distillation specifications) responds strongly to MMT. But isopentane has a lower initial MOF, so it will respond strongly to MMT.

Изооктан не откликается на ММТ так сильно, как алкилат или изопентан, но имеет самое высокое МОЧ при 225 мг Мn/л по сравнению с алкилатом или изопентаном. Поэтому изооктан используют, так как он является высокооктановым компонентом, который дополнительно сильно откликается на ММТ (по сравнению с толуолом).Isooctane does not respond to MMT as strongly as alkylate or isopentane, but has the highest MOR at 225 mg Mn / L compared to alkylate or isopentane. Therefore, isooctane is used because it is a high-octane component that additionally strongly responds to MMT (compared to toluene).

Пример 4Example 4

На основании фактических экспериментальных результатов и ряда тестов, включая результаты на фигуре 4, но не ограничиваясь этим, и на экстраполяциях и вычислениях, на фигуре 5 показаны вычисления для МОЧ и энергосодержания (Бте/ф) для сравниваемых композиций авиационного топлива. Как видно, топлива содержат различные количества авиационного алкилата, ароматических углеводородов (используя толуол в качестве примера), изопентана, изооктана, фосфорсодержащего очистителя (используя трикрезилфосфат в качестве примера), марганецсодержащего соединения (используя ММТ®, включая трикарбонил циклопентадиенила марганца в качестве примера) и возможного антиоксиданта.Based on actual experimental results and a number of tests, including, but not limited to, the results in Figure 4, and on extrapolations and calculations, Figure 5 shows the calculations for MOF and energy content (Btu / f) for the compared aviation fuel compositions. As seen, the fuels contain different amounts of aviation alkylate aromatic hydrocarbons (using toluene as an example), isopentane, isooctane, phosphorus cleaner (using tricresyl phosphate as an example), manganese compound (using MMT ®, including tricarbonyl cyclopentadienyl manganese as an example) and a possible antioxidant.

Различные, но похожие вычисления могут быть использованы, чтобы получить вычисленные МОЧ и энергосодержание. Можно использовать больше фактических экспериментальных результатов или больше производных из моделей. Фигура 6 представляет собой блок-схему вычислений, использованных для достижения вычисленных результатов МОЧ на фигуре 5. Аналогичные вычисления могут быть использованы для энергосодержания, которое также показано на фигуре 5. Комбинацию результатов фактических тестов и производных моделей использовали вместе с АSТМ D3338, чтобы определять общую теплоту сгорания авиационных топлив.Different but similar calculations can be used to obtain the calculated MOF and energy content. More actual experimental results or more model derivatives can be used. Figure 6 is a flow diagram of the calculations used to arrive at the calculated MOR results in Figure 5. Similar calculations can be used for the energy content, which is also shown in Figure 5. A combination of actual test results and derived models was used in conjunction with ASTM D3338 to determine the total the heat of combustion of aviation fuels.

Другие варианты осуществления настоящей заявки будут очевидны специалистам в данной области техники из рассмотрения данного описания и практики раскрытого здесь изобретения. Если не указано иное, все числа, выражающие количества ингредиентов, свойства, такие как молекулярная масса, процент, отношение, условия реакции и так далее, использованные в данном описании и формуле изобретения, следует понимать, как модифицируемые во всех случаях термином "приблизительно". Соответственно, если не указано обратное, численные параметры, установленные в описании и формуле изобретения, являются приближениями, которые могут варьироваться в зависимости от желаемых свойств, которые предполагается получить с помощью настоящего изобретения. По меньшей мере и не в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый численный параметр следует, по меньшей мере, рассматривать в свете числа представленных значимых цифр и используя обычные технологии округления. Несмотря на то, что численные интервалы и параметры, представляющие общий объем изобретения, являются приближениями, численные величины, приведенные в конкретных примерах, указаны настолько точно, насколько возможно. Любая численная величина, однако, неизменно содержит определенные ошибки, обязательно возникающие из стандартного отклонения, обнаруживаемого в соответствующих измерения при их тестировании. Предполагается, что данное описание и примеры следует рассматривать только как типичные, тогда как истинный объем и сущность изобретения показаны в последующей формуле изобретения.Other embodiments of the present application will be apparent to those skilled in the art from a review of this description and the practice of the invention disclosed herein. Unless otherwise indicated, all numbers expressing ingredient amounts, properties such as molecular weight, percentage, ratio, reaction conditions, and so on, used in this specification and claims are to be understood as being modified in all instances by the term "about". Accordingly, unless otherwise indicated, the numerical parameters set forth in the description and the claims are approximations that may vary depending on the desired properties to be obtained using the present invention. At least and not as an attempt to limit the application of the doctrine of equivalents to the scope of the claims, each numerical parameter should at least be considered in light of the number of significant digits presented and using conventional rounding techniques. Although the numerical ranges and parameters representing the general scope of the invention are approximations, the numerical values given in the specific examples are indicated as precisely as possible. Any numerical value, however, invariably contains certain errors, necessarily arising from the standard deviation found in the corresponding measurements when they are tested. It is intended that this description and examples are to be construed as typical only, while the true scope and spirit of the invention are shown in the following claims.

Claims (29)

1. Композиция авиационного топлива, содержащая:1. Composition of aviation fuel containing: (а) от приблизительно 10 до приблизительно 80 объемных процентов авиационного алкилата; (a) from about 10 to about 80 volume percent aviation alkylate; (b) от приблизительно 5 до 50 объемных процентов изооктана;(b) from about 5 to 50 volume percent isooctane; (с) от приблизительно 5 до 20 объемных процентов изопентана;(c) about 5 to 20 percent by volume isopentane; (d) от приблизительно 5 до приблизительно 30 объемных процентов ароматических углеводородов, выбранных толуола, мезитилена или их комбинаций;(d) from about 5 to about 30 volume percent aromatic hydrocarbons, selected toluene, mesitylene, or combinations thereof; (е) от приблизительно 0,5 до 500 мг Mn/л трикарбонила метилциклопентадиенила марганца; и(e) from about 0.5 to 500 mg Mn / L of methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl; and (f) соединение для очистки от марганца, содержащее трикрезилфосфат; (f) a compound for purification of manganese containing tricresyl phosphate; при этом данная композиция является по существу бессвинцовой и данная композиция имеет величину октанового числа по меньшей мере приблизительно 96, определенную с помощью метода тестирования ASTM D2700.wherein the composition is substantially lead-free and the composition has an octane value of at least about 96 as determined by the ASTM D2700 test method. 2. Композиция авиационного топлива по п. 1, содержащая от приблизительно 15 до приблизительно 20 объемных процентов ароматических углеводородов.2. The aviation fuel composition of claim 1, comprising from about 15 to about 20 volume percent aromatic hydrocarbons. 3. Композиция авиационного топлива по п. 1, содержащая от приблизительно 5 до приблизительно 10 объемных процентов изопентана.3. The aviation fuel composition of claim 1 comprising about 5 to about 10 volume percent isopentane. 4. Композиция авиационного топлива по п. 1, где по существу бессвинцовая означает 13 мг свинца или меньше на литр композиции топлива.4. The aviation fuel composition of claim 1, wherein substantially lead-free means 13 mg of lead or less per liter of the fuel composition. 5. Композиция авиационного топлива по п. 1, где по существу бессвинцовая означает приблизительно 7 мг свинца или меньше на литр композиции топлива.5. The aviation fuel composition of claim 1, wherein substantially lead-free means about 7 mg of lead or less per liter of the fuel composition. 6. Композиция авиационного топлива по п. 1, где по существу бессвинцовая означает по существу необнаруживаемое количество свинца в композиции топлива.6. The aviation fuel composition of claim 1, wherein substantially lead-free means a substantially undetectable amount of lead in the fuel composition. 7. Композиция авиационного топлива по п. 1, где данная композиция топлива содержит приблизительно от одного до 250 мг Мn/л.7. The aviation fuel composition of claim 1, wherein the fuel composition contains from about one to about 250 mg Mn / L. 8. Композиция авиационного топлива по п. 1, где данная композиция топлива содержит приблизительно от 125 до 225 мг Мn/л.8. The aviation fuel composition of claim 1, wherein the fuel composition contains about 125 to 225 mg Mn / L. 9. Композиция авиационного топлива по п. 1, где данная композиция имеет октановое число по меньшей мере приблизительно 100, определенное с помощью метода тестирования ASTM D 2700.9. The aviation fuel composition of claim 1, wherein the composition has an octane rating of at least about 100 as determined by the ASTM D 2700 test method. 10. Композиция авиационного топлива по п. 1, в которой трикрезилфосфат присутствует в количестве, представляющем стехиометрическое отношение Мn к Р от приблизительно 1:0,1 до 1:10.10. The aviation fuel composition of claim 1, wherein the tricresyl phosphate is present in an amount representing a stoichiometric ratio of Mn to P of about 1: 0.1 to 1:10. 11. Композиция авиационного топлива по п. 1, в которой трикрезилфосфат присутствует в количестве, представляющем стехиометрическое отношение Мn к Р от приблизительно 1:0,5 до 1:3.11. The aviation fuel composition of claim 1, wherein the tricresyl phosphate is present in an amount representing a stoichiometric ratio of Mn to P of about 1: 0.5 to 1: 3. 12. Композиция добавки к авиационному топливу, предназначенная для получения композиции авиационного топлива по п. 1, содержащая:12. An aviation fuel additive composition intended to obtain an aviation fuel composition according to claim 1, comprising: (а) изооктан и изопентан в количествах, обеспечивающих от приблизительно 5 до приблизительно 50 об.% изооктана и от приблизительно 5 до приблизительно 20 об.% изопентана в композиции авиационного топлива;(a) isooctane and isopentane in amounts providing from about 5 to about 50 vol% isooctane and from about 5 to about 20 vol% isopentane in the aviation fuel composition; (b) трикарбонил метилциклопентадиенил марганца в количестве, обеспечивающем от приблизительно 0,5 до приблизительно 500 мг Mn/л в композиции авиационного топлива; и(b) tricarbonyl methylcyclopentadienyl manganese in an amount providing from about 0.5 to about 500 mg Mn / L in the aviation fuel composition; and (с) соединение для очистки от марганца, содержащее трикрезилфосфат; (c) a compound for purification of manganese containing tricresyl phosphate; при этом данная добавка является по существу бессвинцовой.however, this additive is essentially lead-free. 13. Композиция добавки к авиационному топливу по п. 12, в которой соединение для очистки от марганца содержит несколько фосфорсодержащих соединений.13. An aviation fuel additive composition according to claim 12, wherein the manganese decontamination compound contains several phosphorus-containing compounds. 14. Способ увеличения октанового числа по существу бессвинцового авиационного топлива для получения композиции авиационного топлива по п. 1, включающий стадии, на которых:14. A method for increasing the octane number of substantially lead-free aviation fuel to obtain an aviation fuel composition according to claim 1, comprising the steps of: обеспечивают композицию добавки к топливу по п. 12; provide a fuel additive composition according to claim 12; добавляют данную композицию добавки к топливу к по существу бессвинцовой композиции базового авиационного топлива, adding this fuel additive composition to the substantially lead-free aviation base fuel composition, при этом полученная композиция топлива имеет октановое число по меньшей мере приблизительно 98, определенное с помощью метода тестирования ASTM D 2700.the resulting fuel composition having an octane number of at least about 98 as determined by the ASTM D 2700 test method. 15. Способ увеличения октанового числа по существу бессвинцового авиационного топлива по п. 14, в котором полученная композиция топлива имеет октановое число по меньшей мере приблизительно 100, определенное с помощью метода тестирования АSТМ D 2700.15. The method for increasing the octane rating of substantially lead-free aviation fuel as recited in claim 14, wherein the resulting fuel composition has an octane rating of at least about 100 as determined by the ASTM D 2700 test method.
RU2017109121A 2016-03-29 2017-03-20 Method and composition for improving combustion of aviation fuel RU2737165C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/083,964 2016-03-29
US15/083,964 US9856431B2 (en) 2016-01-13 2016-03-29 Method and composition for improving the combustion of aviation fuels

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017109121A RU2017109121A (en) 2018-09-20
RU2017109121A3 RU2017109121A3 (en) 2020-05-28
RU2737165C2 true RU2737165C2 (en) 2020-11-25

Family

ID=58464157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017109121A RU2737165C2 (en) 2016-03-29 2017-03-20 Method and composition for improving combustion of aviation fuel

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3225679A3 (en)
CN (1) CN107236577A (en)
AU (1) AU2017201950B2 (en)
BR (1) BR102017006175B1 (en)
CA (1) CA2959884C (en)
RU (1) RU2737165C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110265090B (en) * 2019-01-04 2021-02-09 吉林大学 Gasoline antiknock performance evaluation method for vehicle engine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2818417A (en) * 1955-07-11 1957-12-31 Ethyl Corp Cyclomatic compounds
GB2248068A (en) * 1990-09-21 1992-03-25 Exxon Chemical Patents Inc Oil compositions and novel additives
EP0609089A1 (en) * 1993-01-29 1994-08-03 Ethyl Petroleum Additives, Inc. Unleaded aviation gasoline
US5944858A (en) * 1990-09-20 1999-08-31 Ethyl Petroleum Additives, Ltd. Hydrocarbonaceous fuel compositions and additives therefor
US20050188606A1 (en) * 1999-03-26 2005-09-01 Rinaldo Caprotti Fuel oil compositions
RU2337128C1 (en) * 2007-04-11 2008-10-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" Fuel for sports cars

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4390345A (en) * 1980-11-17 1983-06-28 Somorjai Gabor A Fuel compositions and additive mixtures for reducing hydrocarbon emissions
US6187064B1 (en) * 1991-10-28 2001-02-13 Ethyl Petroleum Additives, Inc. Unleaded aviation gasoline
ES2300103T3 (en) * 1994-03-02 2008-06-01 William C. Orr FUEL COMPOUND WITHOUT LEAD.
CN101768485A (en) * 2010-01-27 2010-07-07 陕西超能石化科技有限公司 Addictive for greatly improving gasoline octane number and preparation method thereof
CN102746919B (en) * 2012-07-17 2014-04-02 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 Gasoline octane number enhancer and preparation method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2818417A (en) * 1955-07-11 1957-12-31 Ethyl Corp Cyclomatic compounds
US5944858A (en) * 1990-09-20 1999-08-31 Ethyl Petroleum Additives, Ltd. Hydrocarbonaceous fuel compositions and additives therefor
GB2248068A (en) * 1990-09-21 1992-03-25 Exxon Chemical Patents Inc Oil compositions and novel additives
EP0609089A1 (en) * 1993-01-29 1994-08-03 Ethyl Petroleum Additives, Inc. Unleaded aviation gasoline
US20050188606A1 (en) * 1999-03-26 2005-09-01 Rinaldo Caprotti Fuel oil compositions
RU2337128C1 (en) * 2007-04-11 2008-10-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" Fuel for sports cars

Also Published As

Publication number Publication date
CA2959884A1 (en) 2017-09-29
EP3225679A2 (en) 2017-10-04
BR102017006175A2 (en) 2017-10-03
CN107236577A (en) 2017-10-10
EP3225679A3 (en) 2017-10-25
RU2017109121A (en) 2018-09-20
CA2959884C (en) 2020-03-24
RU2017109121A3 (en) 2020-05-28
AU2017201950A1 (en) 2017-10-19
BR102017006175B1 (en) 2022-10-18
AU2017201950B2 (en) 2018-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0247706B1 (en) Fuel composition and additive concentrates, and their use in inhibiting engine coking
EP0507510A1 (en) Reduction of NOx emissions from gasoline engines
US5055625A (en) Gasoline additive composition and method for using same
RU2737165C2 (en) Method and composition for improving combustion of aviation fuel
US9856431B2 (en) Method and composition for improving the combustion of aviation fuels
EP0667387B1 (en) Reducing exhaust emissions from Otto-cycle engines
US20170198229A1 (en) Method and composition for improving the combustion of aviation fuels
JP4054288B2 (en) Methods and compositions for improving fuel economy
CA2959885C (en) Aviation fuel additive scavenger
CA2677761C (en) Method for reducing cold start emissions
Tupa et al. Gasoline and diesel fuel additives for performance/distribution/quality
US3090681A (en) Method of reducing surface ignition requirements
Suleimanov Environmental Component in Development of Requirements for the Quality of Motor Fuel in Russia
Springer Gasoline and Diesel Fuel Qualification: A National Need
EP3921392A1 (en) Clean-burning gasoline additive to eliminate valve seat recession and toxic deposits
JP2004315757A (en) Liquefied petroleum gas used for automobile

Legal Events

Date Code Title Description
HC9A Changing information about inventors
HE9A Changing address for correspondence with an applicant