RU2788009C2 - Diesel fuel with improved ignition characteristics - Google Patents
Diesel fuel with improved ignition characteristics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788009C2 RU2788009C2 RU2020138008A RU2020138008A RU2788009C2 RU 2788009 C2 RU2788009 C2 RU 2788009C2 RU 2020138008 A RU2020138008 A RU 2020138008A RU 2020138008 A RU2020138008 A RU 2020138008A RU 2788009 C2 RU2788009 C2 RU 2788009C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- diesel fuel
- blowing agent
- diesel
- compounds
- Prior art date
Links
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 121
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 42
- -1 ester compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N Diazene Chemical class N=N RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims description 67
- UWKAYLJWKGQEPM-LBPRGKRZSA-N Linaloyl acetate Natural products CC(C)=CCC[C@](C)(C=C)OC(C)=O UWKAYLJWKGQEPM-LBPRGKRZSA-N 0.000 claims description 28
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 claims description 21
- 229940062909 AMYL SALICYLATE Drugs 0.000 claims description 14
- RANVDUNFZBMTBK-UHFFFAOYSA-N Amyl salicylate Chemical compound CCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1O RANVDUNFZBMTBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- WYACBZDAHNBPPB-UHFFFAOYSA-N diethyl oxalate Chemical compound CCOC(=O)C(=O)OCC WYACBZDAHNBPPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000003901 oxalic acid esters Chemical class 0.000 claims description 10
- FAMRKDQNMBBFBR-BQYQJAHWSA-N Diethyl azodicarboxylate Chemical compound CCOC(=O)\N=N\C(=O)OCC FAMRKDQNMBBFBR-BQYQJAHWSA-N 0.000 claims description 8
- AWNOGHRWORTNEI-UHFFFAOYSA-N 2-(6,6-dimethyl-4-bicyclo[3.1.1]hept-3-enyl)ethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCC1=CCC2C(C)(C)C1C2 AWNOGHRWORTNEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PMGCQNGBLMMXEW-UHFFFAOYSA-N 3-methylbutyl 2-hydroxybenzoate Chemical compound CC(C)CCOC(=O)C1=CC=CC=C1O PMGCQNGBLMMXEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UDLLFLQFQMACJB-UHFFFAOYSA-N azidomethylbenzene Chemical compound [N-]=[N+]=NCC1=CC=CC=C1 UDLLFLQFQMACJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NFASPEPDTMCBEN-UHFFFAOYSA-N 1-(3,3-dimethylcyclohexyl)ethyl formate Chemical compound O=COC(C)C1CCCC(C)(C)C1 NFASPEPDTMCBEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000003902 salicylic acid esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 claims 1
- TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N L-ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(O)=C(O)C1=O TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N 0.000 abstract description 66
- 230000001965 increased Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 108
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 22
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 22
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 12
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 11
- 238000010928 TGA analysis Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 10
- 102100011069 ARAF Human genes 0.000 description 7
- 101700086422 ARAF Proteins 0.000 description 7
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 7
- 101700017456 asd-1 Proteins 0.000 description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- IEDVJHCEMCRBQM-UHFFFAOYSA-N Trimethoprim Chemical compound COC1=C(OC)C(OC)=CC(CC=2C(=NC(N)=NC=2)N)=C1 IEDVJHCEMCRBQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 5
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 5
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 5
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 238000004497 NIR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 3
- MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N 1-Decanol Chemical compound CCCCCCCCCCO MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexanol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NKRVGWFEFKCZAP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl nitrate Chemical group CCCCC(CC)CO[N+]([O-])=O NKRVGWFEFKCZAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinylpyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100005871 PLIN2 Human genes 0.000 description 2
- 101700000797 PLIN2 Proteins 0.000 description 2
- 230000000111 anti-oxidant Effects 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N n-butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 1-Hexanol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 1-oleoylglycerol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(O)CO RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- XUJLWPFSUCHPQL-UHFFFAOYSA-N 11-methyldodecan-1-ol Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCO XUJLWPFSUCHPQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKCPKDPYUFEZCP-UHFFFAOYSA-N 2,6-Di-tert-butylphenol Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=CC(C(C)(C)C)=C1O DKCPKDPYUFEZCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxyethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOC(C)=O JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004146 Propane-1,2-diol Substances 0.000 description 1
- 229960004063 Propylene glycol Drugs 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000007866 anti-wear additive Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 125000000751 azo group Chemical group [*]N=N[*] 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 235000012495 crackers Nutrition 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 239000003254 gasoline additive Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000001145 hydrido group Chemical group *[H] 0.000 description 1
- 239000008172 hydrogenated vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000006078 metal deactivator Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 150000003443 succinic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Данное изобретение относится к дизельным топливам, имеющим улучшенные характеристики воспламенения, в частности к дизельным топливам с повышенными цетановыми числами. Данное изобретение также относится к дизельным топливам, имеющим улучшенные характеристики испарения.This invention relates to diesel fuels having improved ignition characteristics, in particular to diesel fuels with increased cetane numbers. This invention also relates to diesel fuels having improved evaporation characteristics.
Уровень техникиState of the art
Цетановое число композиции топлива является мерой легкости ее воспламенения и сгорания. С топливом с более низким цетановым числом (дизельный) двигатель с воспламенением от сжатия имеет тенденцию к более трудному запуску и может работать более шумно в холодном состоянии; наоборот, топливо с более высоким цетановым числом имеет тенденцию облегчать холодный запуск, снижать шум двигателя, уменьшать белый дым («холодный дым»), вызванный неполным сгоранием.The cetane number of a fuel composition is a measure of its ease of ignition and combustion. With lower cetane fuel (diesel), a compression ignition engine tends to be more difficult to start and may be noisier when cold; conversely, fuels with a higher cetane number tend to make cold starts easier, reduce engine noise, and reduce white smoke ("cold smoke") caused by incomplete combustion.
Таким образом, существует общее предпочтение, чтобы композиция дизельного топлива имела высокое цетановое число, причем предпочтение усиливается по мере ужесточения законодательства касательно выбросов, и в связи с этим, спецификации автомобильного дизельного топлива, как правило, устанавливают минимальное цетановое число. С этой целью многие композиции дизельного топлива содержат промоторы воспламенения, также известные как цетаноповышающие присадки или промоторы/ усилители цетана (цетанового числа), чтобы обеспечить соответствие таким техническим условиям и, как правило, улучшить характеристики сгорания топлива.Thus, there is a general preference for a diesel fuel composition to have a high cetane number, with the preference increasing as emissions legislation becomes more stringent, and as such, automotive diesel fuel specifications tend to set a minimum cetane number. To this end, many diesel fuel compositions contain ignition promoters, also known as cetane improvers or cetane (cetane number) promoters/enhancers, to meet such specifications and generally improve the combustion characteristics of the fuel.
Кроме того, термостабильность является важным атрибутом качества дизельного топлива из-за его функции как теплоносителя. Например, плохая термостабильность может привести к преждевременному засорению топливного фильтра.In addition, thermal stability is an important quality attribute of diesel fuel due to its function as a heat transfer medium. For example, poor thermal stability can lead to premature clogging of the fuel filter.
В настоящее время наиболее широко используемый промотор воспламенения дизельного топлива, представляет собой 2-этилгексилнитрат (2-ЭГН), который действует путем сокращения периода задержки воспламенения топлива, к которому он добавлен. Однако 2-ЭГН потенциально может оказать неблагоприятное влияние на термостабильность топлива, поскольку он образует свободные радикалы при разложении при относительно низких температурах. 2-ЭГН начинает разлагаться при температуре около 43°C при атмосферном давлении. Плохая термостабильность также приводит к увеличению продуктов реакций нестабильности, таких как смолы, лакообразный нагар и другие нерастворимые вещества. Эти продукты могут блокировать фильтры двигателя и откладываться в топливных форсунках и клапанах, и, следовательно, могут привести к потере КПД двигателя или контроля выбросов.Currently, the most widely used diesel ignition promoter is 2-ethylhexyl nitrate (2-EHN), which acts by shortening the ignition delay period of the fuel to which it is added. However, 2-EGN has the potential to adversely affect fuel thermal stability because it generates free radicals when decomposed at relatively low temperatures. 2-EGN starts to decompose at about 43°C at atmospheric pressure. Poor thermal stability also leads to an increase in instability reaction products such as tars, varnish deposits and other insoluble substances. These products can block engine filters and deposit in fuel injectors and valves and therefore can result in loss of engine efficiency or emissions control.
2-ЭГН также трудно хранить в концентрированном виде, поскольку он имеет тенденцию разлагаться и поэтому склонен к образованию потенциально взрывоопасных смесей. Кроме того, было отмечено, что 2-ЭГН наиболее эффективно работает в мягких условиях работы двигателя.2-EGN is also difficult to store in a concentrated form as it tends to degrade and therefore tends to form potentially explosive mixtures. In addition, it was noted that 2-EGN works most efficiently in mild engine operating conditions.
Эти недостатки означают, что в целом было бы желательно заменить 2-ЭГН, в то же время сохраняя приемлемые свойства горения.These shortcomings mean that in general it would be desirable to replace 2-EGN while still maintaining acceptable combustion properties.
В US 2015/0284652 раскрыты композиции топлива, содержащие дизельное базовое топливо и по меньшей мере одно дигетероциклодиазендикарбоксамидное соединение. В нем раскрыто, что дигетероциклодиазендикарбоксамидные соединения, такие как АЗДП (азодикарбоилдипиперидин), могут служить для уменьшения периода задержки воспламенения и/или в качестве эффективных промоторов цетанового числа в дизельном топливе.US 2015/0284652 discloses fuel compositions containing a diesel base fuel and at least one diheterocyclodiazenedicarboxamide compound. It discloses that diheterocyclodiazenedicarboxamide compounds such as AZDP (azodicarboyldipiperidine) can serve to reduce ignition delay and/or as effective cetane number promoters in diesel fuel.
В US 2014/230320 раскрыты композиции топлива, содержащие дизельное базовое топливо и по меньшей мере один дигидрокарбилдиазендикарбоксамид (ДГКДД). В приведенных в указанном документе примерах раскрыто, что ДОДД может улучшить цетановое число дизельного топлива.US 2014/230320 discloses fuel compositions containing a diesel base fuel and at least one dihydrocarbyldiazenedicarboxamide (DHCDD). The examples provided in said document disclose that DODD can improve the cetane number of diesel fuel.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
К настоящему времени было обнаружено, что некоторые типы топливных присадок (далее именуемые «вспенивающими агентами»), имеющие определенные химические и физические свойства, могут служить для уменьшения периода задержки воспламенения и/или в качестве эффективных присадок, повышающих цетановое число в дизельном топливе. В частности, было обнаружено, что определенные типы топливных присадок (именуемые в данном документе «вспенивающими агентами»), имеющие определенные химические и физические свойства, обеспечивают повышенную скорость испарения дизельного топлива, к которому добавляется топливная присадка, которая, в свою очередь, служит для улучшения свойств сгорания. В частности, было обнаружено, что определенные типы топливных присадок (именуемые в данном документе «вспенивающими агентами»), увеличивают скорость испарения дизельного топлива, к которому добавляется топливная присадка, по сравнению со скоростью испарения аналогичного дизельного топлива, содержащего АЗДП (азодикарбоилдипиперидин).It has now been found that certain types of fuel additives (hereinafter referred to as "blowing agents") having certain chemical and physical properties can serve to reduce ignition delay and/or as effective cetane improvers in diesel fuel. In particular, it has been found that certain types of fuel additives (referred to herein as "blowing agents"), having certain chemical and physical properties, provide an increased evaporation rate of diesel fuel to which the fuel additive is added, which, in turn, serves to improving combustion properties. In particular, certain types of fuel additives (referred to herein as "blowing agents") have been found to increase the evaporation rate of diesel fuel to which the fuel additive is added, compared to the evaporation rate of a similar diesel fuel containing AZDP (azodicarboyldipiperidine).
Согласно данному изобретению предложена композиция дизельного топлива, содержащая базовое дизельное топливо и по меньшей мере один вспенивающий агент, причем вспенивающий агент выбран из сложноэфирных соединений, оксалатных соединений и диазеновых соединений, и их смесей, и причем вспенивающий агент имеет растворимость в базовом дизельном топливе при 25°С 100 мг/кг или более, температуру разложения, измеренную термогравиметрическим анализом (ТГА), в диапазоне от 50°С до 300°С, и причем композиция дизельного топлива имеет скорость испарения, превышающую скорость испарения базового дизельного топлива, измеренную акустической левитацией. Предпочтительно композиция дизельного топлива имеет скорость испарения, измеренную акустической левитацией, больше, чем аналогичная композиция, содержащая АЗДП вместо указанного вспенивающего агента.The present invention provides a diesel fuel composition comprising a base diesel fuel and at least one blowing agent, the blowing agent being selected from ester compounds, oxalate compounds, and diazene compounds, and mixtures thereof, and the blowing agent having a solubility in the base diesel fuel at 25 °C 100 mg/kg or more, a decomposition temperature measured by thermogravimetric analysis (TGA) in the range of 50°C to 300°C, and wherein the diesel fuel composition has an evaporation rate higher than the base diesel fuel evaporation rate measured by acoustic levitation. Preferably, the diesel fuel composition has an evaporation rate, measured by acoustic levitation, greater than a similar composition containing ARAF instead of said blowing agent.
В соответствии с дополнительным аспектом данного изобретения предлагается использование вспенивающего агента с целью уменьшения периода задержки воспламенения и/или увеличения цетанового числа в композиции дизельного топлива, причем вспенивающий агент выбран из сложноэфирных соединений, оксалатных соединений и диазеновых соединений, и их смесей, причем вспенивающий агент имеет растворимость в базовом дизельном топливе при температуре 25°С 100 мг/кг или более, температуру разложения, измеренную термогравиметрическим анализом (ТГА), в диапазоне от 50°С до 300°С, и причем вспенивающий агент обеспечивает скорость испарения композиции дизельного топлива большую, чем у базового дизельного топлива, которая измеряется акустической левитацией, предпочтительно большую, чем для аналогичной композиции, содержащей АЗДП вместо указанного вспенивающего агента.In accordance with a further aspect of the present invention, the use of a blowing agent to reduce the ignition delay period and/or increase the cetane number in a diesel fuel composition is proposed, the blowing agent being selected from ester compounds, oxalate compounds and diazene compounds, and mixtures thereof, the blowing agent having solubility in the base diesel fuel at a temperature of 25°C 100 mg/kg or more, the decomposition temperature measured by thermogravimetric analysis (TGA) in the range from 50°C to 300°C, and moreover, the foaming agent provides a high evaporation rate of the diesel fuel composition, than the base diesel fuel, as measured by acoustic levitation, preferably greater than for a similar composition containing ARAF instead of the specified blowing agent.
В соответствии с дополнительным аспектом данного изобретения предложен способ уменьшения периода задержки воспламенения и/или увеличения цетанового числа композиции дизельного топлива в двигателе внутреннего сгорания, который включает добавление к композиции дизельного топлива определенного количества вспенивающего агента, причем вспенивающий агент выбран из сложноэфирных соединений, оксалатных соединений и диазеновых соединений, и их смесей, и причем вспенивающий агент имеет растворимость в базовом дизельном топливе при 25°C 100 мг/кг или более; температура разложения, измеренная термогравиметрическим анализом (ТГА), находится в диапазоне от 50°C до 300°C, и причем композиция дизельного топлива имеет скорость испарения, превышающую скорость испарения базового дизельного топлива, измеренную акустической левитацией. Предпочтительно композиция дизельного топлива имеет скорость испарения, измеренную акустической левитацией, большую, чем аналогичная композиция, содержащая АЗДП вместо указанного вспенивающего агента.In accordance with a further aspect of the present invention, a method is provided for reducing the ignition delay period and/or increasing the cetane number of a diesel fuel composition in an internal combustion engine, which includes adding a certain amount of blowing agent to the diesel fuel composition, the blowing agent being selected from ester compounds, oxalate compounds and diazene compounds, and mixtures thereof, and moreover, the blowing agent has a solubility in the base diesel fuel at 25°C 100 mg/kg or more; the decomposition temperature, measured by thermogravimetric analysis (TGA), is in the range from 50°C to 300°C, and moreover, the diesel fuel composition has an evaporation rate higher than the evaporation rate of the base diesel fuel, measured by acoustic levitation. Preferably, the diesel fuel composition has an evaporation rate, measured by acoustic levitation, greater than a similar composition containing ARAF instead of said blowing agent.
Было обнаружено, что раскрытые в данном документе вспенивающие агенты уменьшают период задержки воспламенения и/или являются эффективными промоторами цетанового числа в дизельном топливе и подходят для использования в современных двигателях.The blowing agents disclosed herein have been found to reduce ignition delay and/or are effective cetane number promoters in diesel fuel and are suitable for use in modern engines.
Было также обнаружено, что вспенивающие агенты, раскрытые в данном документе, эффективно увеличивают скорость испарения композиции дизельного топлива, в которую они добавлены.It has also been found that the blowing agents disclosed herein effectively increase the evaporation rate of the diesel fuel composition to which they are added.
Поэтому в соответствии с другим аспектом данного изобретения предложено использование вспенивающего агента для увеличения скорости испарения композиции дизельного топлива, в которую добавлен вспенивающий агент, причем вспенивающий агент выбран из сложноэфирных соединений, оксалатных соединений и диазеновых соединений, и их смесей; причем вспенивающий агент предпочтительно имеет растворимость в базовом дизельном топливе при 25°C 100 мг/кг или более, и температуру разложения, измеренную термогравиметрическим анализом (TГA), в диапазоне от 50°C до 300°C.Therefore, according to another aspect of the present invention, there is provided the use of a blowing agent to increase the evaporation rate of a diesel fuel composition to which a blowing agent is added, the blowing agent being selected from ester compounds, oxalate compounds, and diazene compounds, and mixtures thereof; moreover, the foaming agent preferably has a solubility in the base diesel fuel at 25°C 100 mg/kg or more, and a decomposition temperature measured by thermogravimetric analysis (TGA) in the range from 50°C to 300°C.
В соответствии с другим аспектом данного изобретения предложено применение соединения топливной присадки для увеличения скорости испарения композиции дизельного топлива, в которую добавлено соединение топливной присадки, причем соединение топливной присадки выбрано из амилсалицилата, изоамилсалицилата, линалилацетата, нопилацетата, диэтилоксалата, азидометилбензола, диэтилазодикарбоксилата и их смесей, предпочтительно, из амилсалицилата, линалилацетата, нопилацетата и диэтилоксалата, и их смесей.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided the use of a fuel additive compound to increase the evaporation rate of a diesel fuel composition to which the fuel additive compound is added, the fuel additive compound being selected from amyl salicylate, isoamyl salicylate, linalyl acetate, nopil acetate, diethyl oxalate, azidomethylbenzene, diethyl azodicarboxylate, and mixtures thereof, preferably from amyl salicylate, linalyl acetate, nopil acetate and diethyl oxalate, and mixtures thereof.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Графические материлы иллюстрируют определенные аспекты некоторых вариантов реализации изобретения и не должны использоваться для ограничения или определения изобретения.The drawings illustrate certain aspects of certain embodiments of the invention and are not to be used to limit or define the invention.
На Фиг. 1 изображено увеличение скорости испарения дизельного топлива при добавлении амилсалицилата при дозировке 5000 мас. ч/млн и сравнивнение его с увеличением скорости испарения, полученным при добавлении АЗДП при той же дозировке.On FIG. 1 shows an increase in the evaporation rate of diesel fuel when amyl salicylate is added at a dosage of 5000 wt. ppm and comparing it with the increase in evaporation rate obtained by adding ARDP at the same dosage.
На Фиг. 2 изображено увеличение скорости испарения дизельного топлива при добавлении диэтилоксалата при дозировке 5000 мас. ч/млн и сравнивнение его с увеличением скорости испарения, полученным при добавлении АЗДП при той же дозировке.On FIG. 2 shows the increase in the evaporation rate of diesel fuel when adding diethyl oxalate at a dosage of 5000 wt. ppm and comparing it with the increase in evaporation rate obtained by adding ARDP at the same dosage.
На Фиг. 3 изображено увеличение скорости испарения дизельного топлива при добавлении линалилацетата при дозировке 5000 мас. ч/млн и сравнивнение его с увеличением скорости испарения, полученным при добавлении АЗДП при той же дозировке.On FIG. 3 shows the increase in the evaporation rate of diesel fuel when adding linalyl acetate at a dosage of 5000 wt. ppm and comparing it with the increase in evaporation rate obtained by adding ARDP at the same dosage.
На Фиг. 4 изображено увеличение скорости испарения дизельного топлива при добавлении нопилацетата при дозировке 5000 мас. ч/млн и сравнивнение его с увеличением скорости испарения, полученным при добавлении АЗДП при той же дозировке.On FIG. 4 shows the increase in the evaporation rate of diesel fuel when adding nopilacetate at a dosage of 5000 wt. ppm and comparing it with the increase in evaporation rate obtained by adding ARDP at the same dosage.
На Фиг. 1-4 пунктирные линии изображают стандартное отклонение по меньшей мере для десяти измерений, а сплошные линии изображают среднее значение результатов эксперимента.On FIG. 1-4, the dotted lines represent the standard deviation for at least ten measurements, and the solid lines represent the mean of the experimental results.
Подробное описание сущности изобретенияDetailed Description of the Invention
Для помощи в понимании изобретения в данном документе определены некоторые термины.To assist in understanding the invention, certain terms are defined herein.
Термины «промотор цетана (цетанового числа)» и «усилитель цетана (цетанового числа)» используются взаимозаменяемо для включения любого компонента, который при добавлении в композицию топлива в подходящей концентрации обладает эффектом увеличения цетанового числа композиции топлива относительно ее предыдущего цетанового числа при одном или более условиях работы двигателя в пределах рабочих условий соответствующего топлива или двигателя. Используемый в данном документе промотор или усилитель цетанового числа может также упоминаться как цетаноповышающая присадка/агент или тому подобное.The terms "cetane (cetane) promoter" and "cetane (cetane) enhancer" are used interchangeably to include any component that, when added to a fuel composition at a suitable concentration, has the effect of increasing the cetane number of the fuel composition relative to its previous cetane number at one or more operating conditions of the engine within the operating conditions of the respective fuel or engine. The cetane number promoter or enhancer used herein may also be referred to as a cetane improver/agent or the like.
В соответствии с данным изобретением цетановое число композиции топлива может быть определено любым известным способом, например, с использованием стандартной методики испытания ASTM D613 (ISO 5165, IP 41), которая дает так называемое «измеренное» цетановое число, полученное в условиях работы двигателя. Более предпочтительно, цетановое число может быть определено с помощью более нового и точного «испытания на качество воспламенения» (IQT; ASTM D6890, IP 498), которое дает «производное» цетановое число, основанное на временной задержке между впрыском и сжиганием образца топлива, поданного в камеру сгорания постоянного объема. Этот относительно быстрый метод может быть использован на лабораторных (около 100 мл) образцах различных видов топлива. В альтернативном варианте, цетановое число может быть измерено с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области (БИК-спектроскопии), что, например, описано в US 5349188. Этот метод может быть предпочтительным в условиях нефтепереработки, поскольку он может быть менее громоздким, чем, например, ASTM D613. В измерениях БИК-спектроскопии используется корреляция между измеренным спектром и фактическим цетановым числом образца. Базовая модель подготавливается путем сопоставления известных цетановых чисел различных образцов топлива с их спектральными данными по БИК-спектроскопии.In accordance with the present invention, the cetane number of the fuel composition can be determined by any known method, for example, using the standard test method ASTM D613 (ISO 5165, IP 41), which gives the so-called "measured" cetane number obtained under engine operating conditions. More preferably, the cetane number can be determined using the newer and more accurate "ignition quality test" (IQT; ASTM D6890, IP 498), which gives a "derived" cetane number based on the time delay between injection and combustion of a sample of fuel supplied into a combustion chamber of constant volume. This relatively fast method can be used on laboratory (about 100 ml) samples of various fuels. Alternatively, the cetane number can be measured using near infrared spectroscopy (NIR spectroscopy) as described in US 5,349,188, for example. , ASTM D613. NIR spectroscopy measurements use the correlation between the measured spectrum and the actual cetane number of the sample. The base model is prepared by comparing the known cetane numbers of various fuel samples with their NIR spectral data.
Композиция содержит жидкое углеводородное топливо, в которое был добавлен по меньшей мере один вспенивающий агент. Используемый в данном документе термин «вспенивающий агент» означает соединение, которое увеличивает скорость испарения композиции топлива, в которую добавлено это соединение.The composition contains a liquid hydrocarbon fuel to which at least one blowing agent has been added. As used herein, the term "blowing agent" means a compound that increases the rate of vaporization of a fuel composition to which the compound is added.
Вспенивающий агент может присутствовать в композиции дизельного топлива в концентрации от 0,001 до 5% мас/мас. Предпочтительные количества составляют от 0,005 до 5% мас/мас, более предпочтительные – от 0,005 до 2% мас/мас, еще более предпочтительные количества составляют от 0,005 до 1% мас/мас. Особенно предпочтительное количество составляет от 0,005 до 0,05% мас/мас. Верхний предел этих диапазонов будет определяться, прежде всего, растворимостью вспенивающего агента в топливе и стоимостью вспенивающего агента, поскольку большие количества присадки могут увеличить стоимость производства топлива.The blowing agent may be present in the diesel fuel composition at a concentration of 0.001 to 5% w/w. Preferred amounts are 0.005 to 5% w/w, more preferred 0.005 to 2% w/w, even more preferred amounts are 0.005 to 1% w/w. A particularly preferred amount is from 0.005 to 0.05% w/w. The upper limit of these ranges will be determined primarily by the solubility of the blowing agent in the fuel and the cost of the blowing agent, since large amounts of additive can increase the cost of producing the fuel.
Описанные в данном документе вспенивающие агенты могут служить для уменьшения периода задержки воспламенения и/или в качестве эффективных промоторов цетанового числа в дизельном топливе. Кроме того, описанные в данном документе вспенивающие агенты могут служить для повышения скорости испарения композиции дизельного топлива, в которую добавлен вспенивающий агент. В частности, скорость испарения композиции дизельного топлива, в которую добавляют вспенивающий агент, выше, чем у базового дизельного топлива. В предпочтительном варианте реализации изобретения по данному документу вспенивающие агенты, описанные в данном документе, могут служить для увеличения скорости испарения композиции дизельного топлива в большей степени, чем это может быть достигнуто с использованием АЗДП (азодикарбоилдипиперидина).The blowing agents described herein can serve to reduce ignition delay and/or as effective cetane number promoters in diesel fuel. In addition, the blowing agents described herein can serve to increase the evaporation rate of a diesel fuel composition to which a blowing agent is added. In particular, the evaporation rate of the diesel fuel composition to which the blowing agent is added is higher than that of the base diesel fuel. In the preferred embodiment of this document, the blowing agents described herein can serve to increase the evaporation rate of the diesel fuel composition to a greater extent than can be achieved using AZDP (azodicarboyl dipiperidine).
Вспенивающие агенты для использования согласно данному документу предпочтительно выбирают из сложноэфирных соединений, оксалатных соединений и диазеновых соединений, имеющих определенные физические характеристики, описанные в данном документе ниже. Смеси этих вспенивающих агентов также полезны согласно данному документу. Эти соединения были выбраны, так как они содержат либо карбонильную группу (R2C=O), либо азогруппу (R-N=N-R) и являются источником CO2 или N2, соответственно.Blowing agents for use according to this document are preferably selected from ester compounds, oxalate compounds and diazene compounds having certain physical characteristics described herein below. Mixtures of these blowing agents are also useful according to this document. These compounds were chosen because they contain either a carbonyl group (R 2 C=O) or an azo group (RN=NR) and are a source of CO 2 or N 2 , respectively.
Предпочтительные сложноэфирные соединения включают салицилаты и ацетаты, и их смеси. Особенно предпочтительные сложноэфирные соединения для использования в качестве вспенивающего агента согласно данному документу включают алкилсалицилаты, в которых алкильные группы являются линейными или разветвленными и содержат от 1 до 18 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 12 атомов углерода, более предпочтительно от 4 до 8 атомов углерода; циклоалкилацетаты, в которых циклоалкильные группы содержат от 6 до 18 атомов углерода, предпочтительно от 8 до 12 атомов углерода; циклоалкенилацетаты, в которых циклоалкенильные группы содержат от 6 до 18 атомов углерода, предпочтительно от 8 до 12 атомов углерода; и алкенилацетаты, в которых алкенильные группы содержат от 6 до 18 атомов углерода, предпочтительно от 8 до 12 атомов углерода. Наиболее предпочтительные сложноэфирные соединения для использования согласно данному документу выбраны из амилсалицилата, изоамилсалицилата, линалилацетата, нопилацетата, аквамат(1-(3,3-диметилциклогексил)этилформиата) и их смесей. В особенно предпочтительном варианте реализации изобретения по данному документу сложноэфирные соединения выбраны из амилсалицилата, линалилацетата и нопилацетата, и их смесей.Preferred ester compounds include salicylates and acetates, and mixtures thereof. Particularly preferred ester compounds for use as a blowing agent according to this document include alkyl salicylates, in which the alkyl groups are linear or branched and contain from 1 to 18 carbon atoms, preferably from 4 to 12 carbon atoms, more preferably from 4 to 8 carbon atoms; cycloalkyl acetates in which the cycloalkyl groups contain from 6 to 18 carbon atoms, preferably from 8 to 12 carbon atoms; cycloalkenyl acetates in which the cycloalkenyl groups contain 6 to 18 carbon atoms, preferably 8 to 12 carbon atoms; and alkenyl acetates in which the alkenyl groups contain 6 to 18 carbon atoms, preferably 8 to 12 carbon atoms. The most preferred ester compounds for use herein are selected from amyl salicylate, isoamyl salicylate, linalyl acetate, nopylacetate, aquamate (1-(3,3-dimethylcyclohexyl)ethyl formate), and mixtures thereof. In a particularly preferred embodiment of the invention herein, the ester compounds are selected from amyl salicylate, linalyl acetate and nopil acetate, and mixtures thereof.
Предпочтительные оксалатные соединения для использования согласно данному документу включают диалкилоксалаты, в которых алкильные группы являются насыщенными или ненасыщенными, предпочтительно насыщенными, и которые содержат от 1 до 12 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода, предпочтительно представляют собой метил и этил. Особенно предпочтительным оксалатным соединением для использования согласно данному документу является диэтилоксалат.Preferred oxalate compounds for use herein include dialkyl oxalates in which the alkyl groups are saturated or unsaturated, preferably saturated, and which contain 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, preferably methyl and ethyl. A particularly preferred oxalate compound for use herein is diethyl oxalate.
Предпочтительные диазеновые соединения для использования в качестве вспенивающих агентов согласно данному документу включают азидометилбензол, диэтилазодикарбоксилат и их смеси.Preferred diazene compounds for use as blowing agents herein include azidomethylbenzene, diethyl azodicarboxylate, and mixtures thereof.
В одном варианте реализации изобретения по данному документу вспенивающий агент выбран из амилсалицилата, изоамилсалицилата, нопилацетата, линалилацетата, аквамат(1-(3,3-диметилциклогексил)этилформиата), диэтилоксалата, азидометилбензола, диэтилазодикарбоксилата и их смесей.In one embodiment of this document, the blowing agent is selected from amyl salicylate, isoamyl salicylate, nopylacetate, linalyl acetate, aquamate (1-(3,3-dimethylcyclohexyl)ethyl formate), diethyl oxalate, azidomethylbenzene, diethyl azodicarboxylate, and mixtures thereof.
В предпочтительном варианте реализации изобретения по данному документу вспенивающий агент выбран из амилсалицилата, диэтилоксалата, линалилацетата, нопилацетата и их смесей.In a preferred embodiment of the invention herein, the blowing agent is selected from amyl salicylate, diethyl oxalate, linalyl acetate, nopil acetate, and mixtures thereof.
В частности, вспенивающий агент для использования согласно данному документу имеет растворимость в базовом дизельном топливе (в базовом дизельном топливе B0 EN590) при 25°C 100 мг/кг или более, предпочтительно 1000 мг/кг или более, более предпочтительно 2000 мг/кг или более.In particular, the blowing agent for use according to this document has a solubility in the base diesel fuel (in the base diesel fuel B0 EN590) at 25°C 100 mg/kg or more, preferably 1000 mg/kg or more, more preferably 2000 mg/kg or more.
Кроме того, вспенивающий агент для использования согласно данному документу имеет температуру разложения, измеренную термогравиметрическим анализом (ТГА), в диапазоне от 50°С до 300°С, предпочтительно в диапазоне от 90 до 225°С.In addition, the blowing agent for use according to this document has a decomposition temperature measured by thermogravimetric analysis (TGA) in the range of 50°C to 300°C, preferably in the range of 90 to 225°C.
Как упоминалось выше, вспенивающие агенты по данному документу обеспечивают увеличение скорости испарения дизельного топлива, к которому добавлен вспенивающий агент. В частности, когда вспенивающие агенты, описанные в данном документе, вводят в композицию дизельного топлива, указанная композиция дизельного топлива имеет скорость испарения, превышающую скорость испарения дизельного базового топлива (т.е. дизельного базового топлива, не содержащего вспенивающего агента), измеренную акустической левитацией. Предпочтительно, когда вспенивающие агенты, описанные в данном документе, вводят в композицию дизельного топлива, указанная композиция дизельного топлива имеет скорость испарения, которая превышает скорость испарения аналогичной композиции дизельного топлива, содержащей АЗДП, измеренную акустической левитацией.As mentioned above, the blowing agents of this document provide an increase in the evaporation rate of diesel fuel to which a blowing agent is added. In particular, when the blowing agents described herein are incorporated into a diesel fuel composition, said diesel fuel composition has an evaporation rate that is greater than that of the diesel base fuel (i.e., diesel base fuel containing no blowing agent) as measured by acoustic levitation. . Preferably, when the blowing agents described herein are incorporated into a diesel fuel composition, said diesel fuel composition has an evaporation rate that is greater than that of a similar diesel fuel composition containing ARAF measured by acoustic levitation.
Метод испытания на акустическую левитацию для использования, согласно данному документу, для измерения скорости испарения дизельного топлива, к которому добавляют вспенивающие агенты, описан в следующем учебном пособии: R. Sedelmeyer “Untersuchung der radikalischen Polymerisation von N-Vinyl-2-pyrrolidon in akustisch levitierten Einzeltropfen: Vom Tropfen zum Partikel” Wissenschaft & Technik Verlag (2016) ISBN 3896852558. В используемом данном документе методе испытания на акустическую левитацию единственным изменением в методе испытания, описанном в учебном пособии, упомянутом выше, является то, что эксперименты проводятся при 230°C, и каждый эксперимент повторяют не менее десяти раз.The acoustic levitation test method for use according to this document to measure the evaporation rate of diesel fuel to which blowing agents are added is described in the following tutorial: R. Sedelmeyer “Untersuchung der radikalischen Polymerisation von N-Vinyl-2-pyrrolidon in akustisch levitierten Einzeltropfen: Vom Tropfen zum Partikel” Wissenschaft & Technik Verlag (2016) ISBN 3896852558. In the acoustic levitation test method used in this document, the only change in the test method described in the tutorial mentioned above is that the experiments are carried out at 230°C and each experiment is repeated at least ten times.
Вспенивающий агент может быть добавлен вместе с совместимым с углеводородами сорастворителем, который может увеличить смешиваемость вспенивающего агента с углеводородным базовым топливом, а именно, например, со спиртом. Однако вспенивающий агент может использоваться в топливе без использования сорастворителя из-за его смешиваемости с топливом. Если используется сорастворитель, предпочтительным является спирт с от 1 до 20 атомами углерода. Спирт, содержащий от 2 до 18 атомов углерода, также является предпочтительным для использования в качестве носителя. Количество сорастворителя, если он находится в композиции, может составлять от 0 до 10 мас.%, предпочтительно от 0 до 5 мас.% от композиции топлива.The blowing agent may be added along with a hydrocarbon-compatible co-solvent, which can increase the miscibility of the blowing agent with the hydrocarbon base fuel, such as, for example, alcohol. However, the blowing agent can be used in the fuel without the use of a co-solvent due to its miscibility with the fuel. If a co-solvent is used, an alcohol with 1 to 20 carbon atoms is preferred. An alcohol containing from 2 to 18 carbon atoms is also preferred for use as a carrier. The amount of co-solvent, if present in the composition, may be from 0 to 10 wt.%, preferably from 0 to 5 wt.% of the fuel composition.
Композиции топлива, к которым относится данное изобретение, включают дизельное топливо для использования в автомобильных двигателях с воспламенением от сжатия, а также в двигателях других типов, таких как, например, судовые, железнодорожные и стационарные двигатели, и в промышленных газойлях для использования в системах отопления (например, котлах).Fuel compositions to which this invention relates include diesel fuel for use in automotive compression ignition engines, as well as other types of engines such as, for example, marine, railway and stationary engines, and industrial gas oils for use in heating systems. (for example, boilers).
Базовое топливо само может содержать смесь двух или более различных компонентов дизельного топлива и/или содержать присадки, как описано ниже.The base fuel itself may contain a mixture of two or more different diesel fuel components and/or contain additives, as described below.
Такое дизельное топливо будет содержать базовое топливо, которое, как правило, может содержать жидкий углеводородный среднедистиллятный газойль (масла), например газойли, полученные из нефти. Такое топливо, как правило, будет иметь температуру кипения в пределах обычных диапазонов для дизельного топлива - от 150 до 400°C, в зависимости от сорта и назначения. Как правило, они будут иметь плотность от 750 до 900 кг/м3, предпочтительно от 800 до 860 кг/м3, при 15°C (например, ASTM D4502 или IP 365) и цетановое число (ASTM D613) от 35 до 80, более предпочтительно от 40 до 75. Они, как правило, имеют начальную температуру кипения в диапазоне от 150 до 230°С и конечную температуру кипения в диапазоне от 290 до 400°С. Их кинематическая вязкость при 40°C (ASTM D445) может соответственно составлять от 1,5 до 4,5 мм2/с.Such diesel fuel will contain a base fuel, which, as a rule, may contain liquid hydrocarbon middle distillate gas oil (oils), such as gas oils derived from petroleum. Such fuel will typically have a boiling point within the normal diesel fuel ranges of 150 to 400°C, depending on grade and purpose. Typically they will have a density of 750 to 900 kg/m 3 , preferably 800 to 860 kg/m 3 , at 15°C (eg ASTM D4502 or IP 365) and a cetane number (ASTM D613) of 35 to 80 , more preferably from 40 to 75. They typically have an initial boiling point in the range of 150 to 230°C and a final boiling point in the range of 290 to 400°C. Their kinematic viscosity at 40° C. (ASTM D445) can suitably be between 1.5 and 4.5 mm 2 /s.
Такие промышленные газойли будут содержать базовое топливо, которое может содержать такие фракции топлива, как керосин или фракции газойля, полученные в традиционных процессах нефтепереработки, которые превращают сырое нефтяное сырье в полезные продукты. Такие фракции предпочтительно содержат компоненты с числом атомов углерода в диапазоне от 5 до 40, более предпочтительно от 5 до 31, еще более предпочтительно от 6 до 25, наиболее предпочтительно от 9 до 25, и такие фракции имеют плотность при 15°С 650-950 кг/м3, кинематическую вязкость при 20°С 1-80 мм2/с и диапазон кипения 150-400°С. Необязательно, топливо на основе не минерального масла, такое как биотопливо или топливо, полученное по синтезу Фишера-Тропша, также может образовывать или находится в композиции топлива.Such industrial gas oils will contain a base fuel which may contain fuel cuts such as kerosene or gas oil cuts obtained from conventional refinery processes that convert crude oil feedstocks into useful products. Such fractions preferably contain components with a carbon number ranging from 5 to 40, more preferably from 5 to 31, even more preferably from 6 to 25, most preferably from 9 to 25, and such fractions have a density at 15°C of 650-950 kg/m 3 , kinematic viscosity at 20°C 1-80 mm 2 /s and boiling range 150-400°C. Optionally, a non-mineral oil based fuel, such as a biofuel or a Fischer-Tropsch derived fuel, may also form or be present in the fuel composition.
Газойль, полученный из нефти, например, полученный при очистке и, необязательно, (гидро)переработке источника сырой нефти, может быть введен в композицию дизельного топлива. Это может быть отдельный поток газойля, полученный в результате такого процесса очистки, или смесь нескольких фракций газойля, полученных в процессе очистки посредством различных способов переработки. Примерами таких газойлевых фракций являются прямогонный газойль, вакуумный газойль, газойль, полученный в процессе термического крекинга, масла легкого и тяжелого цикла, полученные в установке для каталитического крекинга в жидкой фазе, и газойль, полученный в установке гидрокрекинга. Необязательно, газойль, полученный из нефти, может содержать некоторую керосиновую фракцию, полученную из нефти. Такие газойли могут быть переработаны в установке гидрообессеривания (ГОС), чтобы снизить содержание серы до уровня, подходящего для введения в композицию дизельного топлива. Это также ведет к снижению содержания других полярных соединений, таких как кислородсодержащие или азотсодержащие соединения. В некоторых случаях композиция топлива будет содержать один или более продуктов крекинга, полученных путем расщепления тяжелых углеводородов.A petroleum-derived gas oil, such as obtained from the refining and optionally (hydro)refining of a crude oil source, may be incorporated into the diesel fuel composition. This may be a single gas oil stream resulting from such a refining process, or a mixture of several gas oil fractions obtained from a refining process through various processing methods. Examples of such gas oil cuts are straight run gas oil, vacuum gas oil, gas oil obtained from a thermal cracking process, light and heavy cycle oils obtained from a liquid catalytic cracker, and gas oil obtained from a hydrocracking unit. Optionally, the petroleum-derived gas oil may contain some petroleum-derived kerosene fraction. Such gas oils can be processed in a hydrodesulfurization unit (HSS) to reduce the sulfur content to a level suitable for incorporation into the diesel fuel composition. This also leads to a reduction in the content of other polar compounds, such as oxygen-containing or nitrogen-containing compounds. In some cases, the fuel composition will contain one or more cracked products obtained from the breakdown of heavy hydrocarbons.
Количество топлива, полученного по синтезу Фишера-Тропша и используемого в композиции дизельного топлива, может составлять от 0,5 до 100% об от общей композиции дизельного топлива, предпочтительно от 5 до 75 об.%. Может быть желательным, чтобы композиция содержала 10 об.% или более, более предпочтительно 20 об.% или более, еще более предпочтительно 30 об.% или более, топлива, полученного по Фишеру-Тропшу. Особенно предпочтительно, чтобы композиция содержала от 30 до 75 об.%, и в частности 30 или 70 об.%, топлива, полученного по Фишеру-Тропшу. Остаток композиции топлива состоит из одного или более других видов топлива.The amount of Fischer-Tropsch fuel used in the diesel fuel composition may be from 0.5 to 100% by volume of the total diesel fuel composition, preferably from 5 to 75% by volume. It may be desirable that the composition contains 10 vol.% or more, more preferably 20 vol.% or more, even more preferably 30 vol.% or more, of a Fischer-Tropsch fuel. It is particularly preferred that the composition contains from 30 to 75% by volume, and in particular 30 or 70% by volume, of a Fischer-Tropsch fuel. The remainder of the fuel composition consists of one or more other fuels.
Композиция промышленного газойля может содержать более 50 мас.%, более предпочтительно более 70 мас.% топливного компонента, полученного по синтезу Фишера-Тропша, если он присутствует. Топлива Фишера-Тропша могут быть получены путем преобразования газа, биомассы или угля в жидкость (XвЖ), в частности, путем преобразования газа в жидкость (ГвЖ) или путем преобразования биомассы в жидкость (БвЖ). В соответствии с изобретением в качестве базового топлива можно использовать любую форму топливного компонента, полученного по синтезу Фишера-Тропша. Такой топливный компонент, полученный по Фишеру-Тропшу, представляет собой любую фракцию из диапазона для среднедистиллятного топлива, которая может быть выделена из (прошедшего гидрокрекинг) продукта синтеза Фишера-Тропша. Типичные фракции будут кипеть в диапазоне для нафты, керосина или газойля. Предпочтительно использовать продукт Фишера-Тропша, кипящий в диапазоне для керосина или газойля, потому что эти продукты легче обрабатывать, например, в домашних условиях. Такие продукты будут соответственно содержать более 90 мас.% фракции, которая кипит при от 160 до 400°С, предпочтительно до 370°С. Примеры керосина и газойля, полученные из продуктов Фишера-Тропша, описаны в EP A 0583836, WO A 97/14768, WO A 97/14769, WO A 00/11116, WO A 00/11117, WO A 01/83406, WO A 01/83648, WO A 01/83647, WO A 01/83641, WO A 00/20535, WO A 00/20534, EP A 1101813, US A 5766274, US A 5378348, US A 5888376 и US A 6204426.The industrial gas oil composition may contain more than 50% by weight, more preferably more than 70% by weight of the Fischer-Tropsch derived fuel component, if present. Fischer-Tropsch fuels can be obtained by converting gas, biomass or coal into liquid (XvL), in particular, by converting gas into liquid (GvL) or by converting biomass into liquid (BvL). In accordance with the invention, any form of a Fischer-Tropsch derived fuel component can be used as the base fuel. Such a Fischer-Tropsch derived fuel component is any fraction in the middle distillate fuel range that can be recovered from the (hydrocracked) Fischer-Tropsch product. Typical fractions will boil in the range for naphtha, kerosene or gas oil. It is preferable to use a Fischer-Tropsch product boiling in the range for kerosene or gas oil, because these products are easier to process, for example, at home. Such products will suitably contain more than 90% by weight of the fraction which boils at 160 to 400°C, preferably up to 370°C. Examples of kerosene and gas oil derived from Fischer-Tropsch products are described in EP A 0583836, WO A 97/14768, WO A 97/14769, WO A 00/11116, WO A 00/11117, WO A 01/83406, WO A 01/83648; WO A 01/83647; WO A 01/83641; WO A 00/20535; WO A 00/20534;
Продукт Фишера-Тропша будет соответственно содержать более 80 мас.% и предпочтительнее более 95 мас.% изо- и нормальных парафинов, и менее 1 мас.% ароматических соединений, причем остаток представляет собой нафтеновые соединения. Содержание серы и азота будет очень низким и, как правило, ниже пределов обнаружения для таких соединений. По этой причине содержание серы в композиции топлива, содержащей продукт Фишера-Тропша, может быть очень низким.The Fischer-Tropsch product will suitably contain more than 80 wt.% and more preferably more than 95 wt.% iso- and normal paraffins, and less than 1 wt.% aromatics, with the remainder being naphthenic compounds. Sulfur and nitrogen content will be very low and generally below detection limits for such compounds. For this reason, the sulfur content of a fuel composition containing a Fischer-Tropsch product can be very low.
Композиция топлива предпочтительно содержит не более 5000 мас. ч/млн серы, более предпочтительно не более 500 мас. ч/млн или не более 350 мас. ч/млн, или не более 150 мас. ч/млн, или не более 100 мас. ч/млн, или не более 50 мас. ч/млн, или наиболее предпочтительно не более 10 мас. ч/млн серы.The fuel composition preferably contains no more than 5000 wt. ppm sulfur, more preferably not more than 500 wt. ppm or not more than 350 wt. ppm, or not more than 150 wt. ppm, or not more than 100 wt. ppm, or not more than 50 wt. ppm, or most preferably not more than 10 wt. ppm sulfur.
В некоторых вариантах реализации данного изобретения базовое топливо может представлять собой или содержать другой так называемый «биодизельный» топливный компонент, такой как растительное масло, гидрогенизированное растительное масло или производное растительного масла (например, эфир жирной кислоты, в частности метиловый эфир жирной кислоты, МЭЖК) или другое окисленное соединение, такой как кислота, кетон или сложный эфир. Такие компоненты не обязательно должны быть получены биологически. Когда композиция топлива содержит биодизельный компонент, биодизельный компонент может находиться в количестве до 100%, например, от 1% до 99% мас/мас, от 2% до 80% мас/мас, от 2% до 50% мас/мас, от 3% до 40% мас/мас, от 4% до 30% мас/мас или от 5% до 20% мас/мас. В одном варианте реализации изобретения биодизельный компонент может быть МЭЖК.In some embodiments of this invention, the base fuel may be or contain another so-called "biodiesel" fuel component, such as vegetable oil, hydrogenated vegetable oil, or a vegetable oil derivative (for example, a fatty acid ester, in particular fatty acid methyl ester, FAME) or another oxidized compound such as an acid, ketone, or ester. Such components need not be biologically derived. When the fuel composition contains a biodiesel component, the biodiesel component may be in an amount up to 100%, for example, from 1% to 99% w/w, from 2% to 80% w/w, from 2% to 50% w/w, from 3% to 40% w/w, 4% to 30% w/w or 5% to 20% w/w. In one embodiment, the biodiesel component may be FAME.
Описанные в данном документе вспенивающие агенты могут быть использованы для увеличения цетанового числа композиции топлива. Используемый в данном документе термин «увеличение» в контексте цетанового числа охватывает любую степень увеличения по сравнению с предварительно измеренным цетановым числом в тех же или эквивалентных условиях. Таким образом, увеличение целесообразно сравнивать с цетановым числом той же самой композиции топлива перед введением компонента или добавки, увеличивающей (или улучшающей) цетановое число. В альтернативном варианте, увеличение цетанового числа может быть измерено по сравнению с аналогичной композицией топлива (или партией, или той же композицией топлива), которая не включает усилитель цетанового числа по изобретению. В альтернативном варианте, увеличение цетанового числа топлива по сравнению со сравнительным топливом может быть обусловлено измеренным увеличением горючести или измеренным уменьшением периода задержки воспламенения для сравнительных топлив.The blowing agents described herein can be used to increase the cetane number of a fuel composition. As used herein, the term "increase" in the context of cetane number encompasses any degree of increase over a previously measured cetane number under the same or equivalent conditions. Thus, the increase is usefully compared to the cetane number of the same fuel composition prior to the addition of a cetane number increasing (or improving) component or additive. Alternatively, the increase in cetane number can be measured compared to a similar fuel composition (or batch, or the same fuel composition) that does not include the cetane number enhancer of the invention. Alternatively, the increase in cetane number of the fuel compared to the reference fuel may be due to a measured increase in flammability or a measured reduction in ignition delay for the reference fuels.
Увеличение цетанового числа (или, например, уменьшение периода задержки воспламенения) можно измерять и/или фиксировать любым подходящим способом, например, с точки зрения процентного увеличения или уменьшения. Например, процентное увеличение или уменьшение может составлять по меньшей мере 1%, например, по меньшей мере 2% (например, при уровне дозировки 0,05%). Соответственно, процентное увеличение цетанового числа или уменьшение задержки воспламенения составляет по меньшей мере 5%, по меньшей мере 10%. Однако следует понимать, что любое измеримое улучшение цетанового числа или задержки воспламенения может обеспечить существенное преимущество в зависимости от того, какие другие факторы считаются важными, например, доступность, стоимость, безопасность и так далее.An increase in cetane number (or, for example, a decrease in the ignition delay period) can be measured and/or recorded in any suitable way, for example, in terms of a percentage increase or decrease. For example, the percentage increase or decrease may be at least 1%, such as at least 2% (eg, at a dosage level of 0.05%). Accordingly, the percentage increase in cetane number or decrease in ignition delay is at least 5%, at least 10%. However, it should be understood that any measurable improvement in cetane number or ignition delay can provide a significant benefit depending on what other factors are considered important, such as availability, cost, safety, and so on.
Двигатель, в котором используется композиция топлива по изобретению, может представлять собой любой подходящий двигатель. Таким образом, когда топливо представляет собой композицию дизельного или биодизельного топлива, двигатель представляет собой дизельный двигатель или двигатель с воспламенением от сжатия. Аналогично, может использоваться любой тип дизельного двигателя, такой как дизельный двигатель с турбонаддувом, при условии, что тот же или эквивалентный двигатель используется для измерения экономии топлива с и без компонента, увеличивающего цетановое число. Точно так же изобретение применимо к двигателю в любом транспортном средстве. Как правило, промоторы цетанового числа по изобретению подходят для использования в широком диапазоне условий работы двигателя.The engine using the fuel composition of the invention may be any suitable engine. Thus, when the fuel is a diesel or biodiesel composition, the engine is a diesel or compression ignition engine. Likewise, any type of diesel engine, such as a turbocharged diesel engine, may be used, provided that the same or an equivalent engine is used to measure fuel economy with and without the cetane number increasing component. Similarly, the invention is applicable to an engine in any vehicle. In general, the cetane number promoters of the invention are suitable for use in a wide range of engine operating conditions.
Остальная часть композиции будет, как правило, состоять из одного или более автомобильных базовых топлив, необязательно вместе с одной или более топливными присадками, например, как это более подробно описано ниже.The remainder of the composition will typically consist of one or more automotive base fuels, optionally together with one or more fuel additives, for example as described in more detail below.
Относительные пропорции усилителя цетанового числа, компонентов топлива и любых других компонентов или добавок, находящихся в композиции дизельного топлива, полученной в соответствии с изобретением, могут также зависеть от других требуемых свойств, таких как плотность, характеристики выбросов и вязкость.The relative proportions of the cetane number enhancer, fuel components, and any other components or additives found in the diesel fuel composition prepared in accordance with the invention may also depend on other desired properties such as density, emission characteristics, and viscosity.
Таким образом, в дополнение к вспенивающему агенту, описанному в данном документе, композиция дизельного топлива, полученная по данному изобретению, может содержать один или более компонентов дизельного топлива традиционного типа. Например, она может содержать основную долю базового дизельного топлива, например, типа, описанного ниже. В этом контексте «основная доля» означает, по меньшей мере 50% мас/мас и, как правило, по меньшей мере 75% мас/мас от всей композиции, более предпочтительно, по меньшей мере 80% мас/мас или даже по меньшей мере 85% мас/мас. В некоторых случаях по меньшей мере 90 мас.% или по меньшей мере 95 мас.% композиции топлива состоит из базового дизельного топлива. Кроме того, в некоторых случаях по меньшей мере 95 мас.% или по меньшей мере 99,99 мас.% композиции топлива состоит из базового дизельного топлива.Thus, in addition to the blowing agent described herein, the diesel fuel composition obtained according to this invention may contain one or more conventional type diesel fuel components. For example, it may contain a major proportion of the base diesel fuel, for example, of the type described below. In this context, "major proportion" means at least 50% w/w and generally at least 75% w/w of the total composition, more preferably at least 80% w/w or even at least 85% w/w In some cases, at least 90 wt.% or at least 95 wt.% of the fuel composition consists of base diesel fuel. In addition, in some cases, at least 95 wt.% or at least 99.99 wt.% of the fuel composition consists of a base diesel fuel.
Такое топливо, как правило, подходит для использования в (дизельных) двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия как с непрямым, так и с прямым впрыском.Such fuels are generally suitable for use in compression ignition (diesel) internal combustion engines with both indirect and direct injection.
Композиция автомобильного дизельного топлива, полученная в результате осуществления данного изобретения, также будет соответствовать этим общим техническим условиям. Соответственно, она, как правило, будет соответствовать действующим текущим стандартным техническим условиям, таким как, например, EN 590 (для Европы) или ASTM D975 (для США). Например, композиция топлива может иметь плотность от 0,82 до 0,845 г/см3 при 15°С; температуру кипения Т95 (ASTM D86) 360°С или менее; цетановое число (ASTM D613) 45 или более; кинематическую вязкость (ASTM D445) от 2 до 4,5 мм2/с при 40°C; содержание серы (ASTM D2622) 50 мг/кг или менее; и/или содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) (IP391 (мод)) менее 11% мас/мас. Соответствующие технические условия могут, однако, отличаться от страны к стране и от года к году, и могут зависеть от предполагаемого использования композиции топлива.The composition of automotive diesel fuel resulting from the implementation of this invention will also meet these general specifications. Accordingly, it will generally comply with current standard specifications such as, for example, EN 590 (for Europe) or ASTM D975 (for USA). For example, the fuel composition may have a density of 0.82 to 0.845 g/cm 3 at 15°C; boiling point T 95 (ASTM D86) 360° C. or less; cetane number (ASTM D613) 45 or more; kinematic viscosity (ASTM D445) from 2 to 4.5 mm 2 /s at 40°C; sulfur content (ASTM D2622) 50 mg/kg or less; and/or the content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) (IP391 (mod)) is less than 11% wt/wt. The relevant specifications may, however, differ from country to country and from year to year, and may depend on the intended use of the fuel composition.
В частности, ее измеренное цетановое число предпочтительно будет составлять от 40 до 70. Данное изобретение соответственно позволяет получить композицию топлива, которая имеет производное цетановое число (IP 498) 40 или более, более предпочтительно 41, 42, 43 или 44 или более.In particular, its measured cetane number will preferably be between 40 and 70. The present invention accordingly makes it possible to obtain a fuel composition that has a derived cetane number (IP 498) of 40 or more, more preferably 41, 42, 43 or 44 or more.
Кроме того, композиция топлива, полученная по данному изобретению, или базовое топливо, используемое в такой композиции, может содержать одну или более топливных присадок или может не содержать присадок. Если включены присадки (например, добавленные в топливо на нефтеперерабатывающем заводе), она может содержать незначительные количества одной или более присадок. Выбранные примеры или подходящие присадки включают (но не ограничиваются ими): антистатические агенты; антитурбулентые присадки; промоторы текучести (например, сополимеры этилена/винилацетата или сополимеры акрилата/малеинового ангидрида); присадки, улучшающие смазывающую способность (например, добавки на основе сложных эфиров и кислот); присадки, улучшающие вязкость, или модификаторы вязкости (например, сополимеры на основе стирола, цеолиты и производные топлива или нефти с высокой вязкостью); дегазаторы (например, алкоксилированные фенолформальдегидные полимеры); пеногасители (например, модифицированные полиэфиром полисилоксаны); антикоррозионные агенты (например, сложный полуэфир пропан-1,2-диола тетрапропенил-янтарной кислоты или сложные эфиры многоатомных спиртов производного янтарной кислоты); ингибиторы коррозии; отдушки; противоизносные присадки; антиоксиданты (например, фенольные соединения, такие как 2,6-ди-трет-бутилфенол); металлические дезактиваторы; промоторы сгорания; добавки для рассеивания статического электричества; промоторы текучести в условиях низких температур (например, глицеролмоноолеат, диизодециладипинат); антиоксиданты; и агенты, препятствующие оседанию воска. Композиция может, например, содержать очищающие присадки. Очищающие присадки к дизельному топливу известны и являются коммерчески доступными. Такие присадки могут добавляться к дизельному топливу на уровнях, предназначенных для уменьшения, удаления или замедления образования отложений в двигателе. В некоторых вариантах реализации изобретения может быть выгодно, чтобы композиция топлива содержала пеногасящий агент, более предпочтительно в комбинации с антикоррозийным агентом и/или ингибитором коррозии и/или присадкой, улучшающей смазывающую способность.In addition, the fuel composition obtained according to this invention, or the base fuel used in such a composition, may contain one or more fuel additives or may not contain additives. If additives are included (for example, added to fuel at a refinery), it may contain minor amounts of one or more additives. Selected examples or suitable additives include (but are not limited to): antistatic agents; anti-turbulent additives; flow promoters (eg ethylene/vinyl acetate copolymers or acrylate/maleic anhydride copolymers); lubricity improvers (eg ester and acid additives); viscosity improvers or viscosity modifiers (eg styrene-based copolymers, zeolites and high viscosity fuel or oil derivatives); degassers (eg, alkoxylated phenol-formaldehyde polymers); defoamers (eg, polyester-modified polysiloxanes); anticorrosive agents (for example, tetrapropenylsuccinic acid propane-1,2-diol half-ester or polyol esters of succinic acid derivative); corrosion inhibitors; fragrances; antiwear additives; antioxidants (eg phenolic compounds such as 2,6-di-tert-butylphenol); metal deactivators; combustion promoters; additives to dissipate static electricity; cold flow promoters (eg, glycerol monooleate, diisodecyl adipate); antioxidants; and wax anti-settling agents. The composition may, for example, contain cleaning additives. Diesel fuel cleaning additives are known and commercially available. Such additives may be added to diesel fuel at levels designed to reduce, remove, or retard engine deposits. In some embodiments, it may be advantageous for the fuel composition to contain a defoamer, more preferably in combination with an anti-corrosion agent and/or a corrosion inhibitor and/or a lubricity improver.
Когда композиция содержит такие присадки (кроме вспенивающего агента, описанного в данном документе и/или сорастворителя), она соответственно содержит незначительную долю (например, 1% мас/мас или менее, 0,5% мас/мас или менее, 0,2% мас/мас или меньше), одной или более других топливных присадок, помимо вспенивающего агента. Если не указано иное, концентрация (активного вещества) каждого такого другого компонента присадки в композиции топлива может составлять до 10000 мас. ч/млн, например, в диапазоне от 0,1 до 1000 мас. ч/млн; и предпочтительно от 0,1 до 300 мас. ч/млн, например от 0,1 до 150 мас. ч/млн.When the composition contains such additives (other than the blowing agent described herein and/or co-solvent), it accordingly contains a minor proportion (for example, 1% w/w or less, 0.5% w/w or less, 0.2% wt/wt or less), one or more fuel additives other than blowing agent. Unless otherwise indicated, the concentration (active substance) of each such other additive component in the fuel composition may be up to 10,000 wt. ppm, for example, in the range from 0.1 to 1000 wt. ppm; and preferably from 0.1 to 300 wt. ppm, for example from 0.1 to 150 wt. ppm
При необходимости один или более компонентов присадки, таких как перечисленные выше, могут быть смешаны (например, вместе с подходящим разбавителем) с получением концентрата присадки, и затем концентрат присадки может быть диспергирован в базовом топливе или композиции топлива. В некоторых случаях может быть возможным и удобным введениие компонента, повышающего цетановое число, по изобретению в такую композицию присадок. Таким образом, описанный в данном документе вспенивающий агент может быть предварительно разбавлен в одном или более таких топливных компонентах перед его введением в конечную композицию автомобильного топлива. Такая смесь топливных присадок, как правило, может содержать очищающий агент, необязательно вместе с другими компонентами, описанными выше, и совместимый с дизельным топливом разбавитель, который может представлять собой минеральное масло, растворитель, такой как те, которые продаются компаниями Shell под торговой маркой «SHELLSOL», полярный растворитель, такой как сложный эфир и, в частности, спирт (например, смеси 1-бутанола, гексанола, 2-этилгексанола, деканола, изотридеканола и спирта, такие как те, которые продаются компаниями Shell под торговой маркой «LINEVOL», особенно спирт LINEVOL 79, который представляет собой смесь первичных спиртов C7-9 или смесь спиртов C12-14, которая является коммерчески доступной).Optionally, one or more additive components, such as those listed above, may be mixed (eg, together with a suitable diluent) to form an additive concentrate, and then the additive concentrate may be dispersed in the base fuel or fuel composition. In some instances, it may be possible and convenient to incorporate the cetane number improver of the invention into such an additive composition. Thus, the blowing agent described herein may be pre-diluted in one or more of these fuel components prior to incorporation into the final automotive fuel composition. Such a mixture of fuel additives, as a rule, may contain a cleaning agent, optionally together with other components described above, and a diesel compatible diluent, which may be a mineral oil, a solvent such as those sold by the Shell companies under the brand name "SHELLSOL", a polar solvent such as an ester and in particular an alcohol (e.g. mixtures of 1-butanol, hexanol, 2-ethylhexanol, decanol, isotridecanol and an alcohol such as those sold by the Shell companies under the brand name "LINEVOL" , especially LINEVOL 79 alcohol, which is a mixture of C 7-9 primary alcohols or a mixture of C 12-14 alcohols, which is commercially available).
Общее содержание присадок в композиции топлива может соответственно находиться в диапазоне от 0 до 10000 мас. ч/млн и более предпочтительно менее 5000 мас. ч/млн.The total content of additives in the fuel composition may suitably range from 0 to 10,000 wt. ppm and more preferably less than 5000 wt. ppm
Используемые в данном документе количества (например, концентрации, мас. ч/млн и % мас/мас) компонентов являются количествами активных веществ, т.е. не включают летучих растворителей/разбавителей.As used herein, the amounts (eg, concentrations, wt. ppm and % wt/wt) of the components are the amounts of active substances, i.e. do not include volatile solvents/thinners.
В одном варианте реализации данное изобретение включает регулирование цетанового числа композиции топлива с помощью компонента, улучшающего цетановое число, или вспенивающего агента для достижения целевого цетанового числа.In one embodiment, the invention includes adjusting the cetane number of a fuel composition with a cetane number improver or blowing agent to achieve a target cetane number.
Максимальное цетановое число композиции автомобильного топлива часто может быть ограничено соответствующими юридическими и/или коммерческими спецификациями, такими как Европейская спецификация дизельного топлива EN 590, которые устанавливают цетановое число 51. Таким образом, типичные коммерческие автомобильные дизельные топлива для использования в Европе в настоящее время производятся с цетановым числом около 51. Таким образом, данное изобретение может включать в себя преобразование композиции дизельного топлива, удовлетворяющей стандартным техническим условиям, с помощью присадки, повышающей цетановое число, или вспенивающего агента для увеличения ее цетанового числа, чтобы улучшить горючесть топлива и, следовательно, уменьшить выбросы от двигателя и уравнять экономию топлива в двигателе, в который она введена или должна быть введена.The maximum cetane number of an automotive fuel composition can often be limited by relevant legal and/or commercial specifications, such as the European Diesel Fuel Specification EN 590, which sets a cetane number of 51. Thus, typical commercial automotive diesel fuels for use in Europe are currently manufactured with a cetane number of about 51. Thus, the present invention may include converting a standard specification diesel fuel composition with a cetane number improver or blowing agent to increase its cetane number so as to improve the combustibility of the fuel and therefore reduce emissions from the engine and equalize the fuel economy of the engine in which it is or is to be introduced.
Соответственно, присадка, повышающая цетановое число, или вспенивающий агент, увеличивает цетановое число композиции топлива по меньшей мере на 2, предпочтительно по меньшей мере на 3 цетановых числа. Соответственно, в других вариантах реализации изобретения цетановое число получаемого топлива составляет от 42 до 60, предпочтительно от 43 до 60.Suitably, the cetane improver or blowing agent increases the cetane number of the fuel composition by at least 2, preferably at least 3 cetane numbers. Accordingly, in other embodiments of the invention, the cetane number of the resulting fuel is from 42 to 60, preferably from 43 to 60.
Композиция автомобильного дизельного топлива, полученная по данному изобретению, будет соответствующим образом соответствовать применимым действующим в настоящее время стандартным спецификациям, таким как, например, EN 590 (для Европы) или ASTM D-975 (для США). Например, общая композиция топлива может иметь плотность от 820 до 845 кг/м3 при 15°C (ASTM D-4052 или EN ISO 3675); температуру кипения T95 (ASTM D-86 или EN ISO 3405) 360°C или менее; измеренное цетановое число (ASTM D-613) 51 или более; КВ 40 (ASTM D-445 или EN ISO 3104) от 2 до 4,5 мм2/с; содержание серы (ASTM D-2622 или EN ISO 20846) 50 мг/кг или менее; и/или содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) (IP 391 (mod)) менее 11% мас/мас. Соответствующие технические условия могут, однако, отличаться от страны к стране и от года к году и могут зависеть от предполагаемого использования композиции топлива.An automotive diesel fuel composition made according to this invention will suitably comply with currently applicable standard specifications such as, for example, EN 590 (for Europe) or ASTM D-975 (for the USA). For example, the overall composition of the fuel may have a density of 820 to 845 kg/m 3 at 15°C (ASTM D-4052 or EN ISO 3675); boiling point T95 (ASTM D-86 or EN ISO 3405) 360°C or less; measured cetane number (ASTM D-613) 51 or more; KV 40 (ASTM D-445 or EN ISO 3104) from 2 to 4.5 mm2/s; sulfur content (ASTM D-2622 or EN ISO 20846) 50 mg/kg or less; and/or the content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) (IP 391 (mod)) is less than 11% wt/wt. The relevant specifications may, however, differ from country to country and from year to year, and may depend on the intended use of the fuel composition.
Однако следует понимать, что композиция дизельного топлива, полученная по данному изобретению, может содержать компоненты топлива со свойствами, выходящими за пределы этих диапазонов, поскольку свойства всей смеси могут отличаться, часто значительно, от свойств ее отдельных компонентов.However, it should be understood that the composition of diesel fuel obtained according to this invention may contain fuel components with properties outside these ranges, since the properties of the entire mixture may differ, often significantly, from the properties of its individual components.
В соответствии с одним аспектом изобретения предложено использование вспенивающего агента, описанного в данном документе, для достижения целевого цетанового числа конечной композиции топлива. В некоторых вариантах реализации иобретения целевое цетановое число достигается или предназначено для достижения при заданном наборе или диапазоне условий работы двигателя, как это описано в другом месте в данном документе. Соответственно, преимущество данного изобретения состоит в том, что описанный в данном документе вспенивающий агент может подходить для уменьшения периода задержки сгорания композиции топлива при всех условиях работы двигателя, или в умеренных, или в жестких условиях работы двигателя, или в трудных условиях работы двигателя, такого как двигатель с турбонаддувом.In accordance with one aspect of the invention, the use of a blowing agent as described herein is provided to achieve a target cetane number in the final fuel composition. In some embodiments of the invention, a target cetane number is achieved or intended to be achieved under a given set or range of engine operating conditions, as described elsewhere herein. Accordingly, an advantage of the present invention is that the blowing agent described herein may be suitable for reducing the combustion retardation period of the fuel composition under all engine operating conditions, or in moderate or severe engine operating conditions, or in difficult engine operating conditions, such like a turbocharged engine.
При работе двигателя с воспламенением от сжатия и/или транспортного средства, которое приводится в действие таким двигателем, композиция дизельного топлива, описанная выше, вводится в камеру сгорания двигателя и затем запускает (или приводит в работу) двигатель.When a compression ignition engine and/or a vehicle powered by such an engine is operated, the diesel fuel composition described above is introduced into the combustion chamber of the engine and then starts (or drives) the engine.
Описанные в данном документе вспенивающие агенты могут служить для улучшения сгорания и, следовательно, для улучшения связанных с двигателем факторов, таких как выбросы выхлопных газов и/или отложения в двигателе, при различных условиях работы двигателя. Описанные в данном документе вспенивающие агенты также могут быть использованы в качестве присадки к бензину.The blowing agents described herein can serve to improve combustion and therefore improve engine related factors such as exhaust emissions and/or engine deposits under various engine operating conditions. The blowing agents described herein can also be used as a gasoline additive.
Для лучшего понимания данного изобретения, приведены следующие примеры определенных аспектов некоторых вариантов реализации изобретения. Ни в коем случае не следует воспринимать следующие примеры как ограничивающие или определяющие весь объем изобретения.For a better understanding of the present invention, the following examples of certain aspects of some embodiments of the invention are given. In no way should the following examples be taken as limiting or defining the entire scope of the invention.
Иллюстративные варианты реализации изобретенияIllustrative embodiments of the invention
Топливные смеси в Примерах 1-4 были приготовлены с использованием базового дизельного топлива B0 (B0 обозначает, что базовое дизельное топливо содержит 0% биотоплива), которое соответствовало техническим условиям на дизельное топливо EN590.The fuel blends in Examples 1-4 were prepared using a B0 diesel base fuel (B0 indicates that the base diesel contains 0% biofuel) that met the EN590 diesel fuel specification.
Примеры 1-4Examples 1-4
Амилсалицилат (коммерчески доступный от Zanos (Великобритания)) смешивали с базовым дизельным топливом. Процедура приготовления 5 г смешанного раствора, содержащего 0,5% амилсалицилата и основного топлива, заключается в следующем: 0,025 г амилсалицилата добавляли к 4,975 г базового топлива в стеклянном контейнере и перемешивали до получения прозрачного гомогенного раствора (Пример 1).Amyl salicylate (commercially available from Zanos (UK)) was blended into the base diesel fuel. The procedure for preparing 5 g of a mixed solution containing 0.5% amyl salicylate and base fuel is as follows: 0.025 g of amyl salicylate was added to 4.975 g of base fuel in a glass container and stirred until a clear homogeneous solution was obtained (Example 1).
Диэтилоксалат (коммерчески доступный от Akos) смешивали с базовым дизельным топливом. Процедура приготовления 5 г смешанного раствора, содержащего 0,5% диэтилоксалата и основного топлива, заключается в следующем: 0,025 г диэтилоксалата добавляли к 4,975 г базового топлива в стеклянном контейнере и перемешивали до получения прозрачного гомогенного раствора (Пример 2).Diethyl oxalate (commercially available from Akos) was blended into the base diesel fuel. The procedure for preparing 5 g of a mixed solution containing 0.5% diethyl oxalate and base fuel is as follows: 0.025 g of diethyl oxalate was added to 4.975 g of base fuel in a glass container and stirred until a clear homogeneous solution was obtained (Example 2).
Линалилацетат (коммерчески доступный от Zanos (Великобритания)) смешивали с базовым дизельным топливом. Процедура приготовления 5 г смешанного раствора, содержащего 0,5% линалилацетата и базового топлива, заключается в следующем: 0,025 г линалилацетата добавляли к 4,975 г базового топлива в стеклянном контейнере и перемешивали до получения прозрачного гомогенного раствора (Пример 3).Linalyl acetate (commercially available from Zanos (UK)) was blended into the base diesel fuel. The procedure for preparing 5 g of a mixed solution containing 0.5% linalyl acetate and base fuel is as follows: 0.025 g of linalyl acetate was added to 4.975 g of base fuel in a glass container and stirred until a clear homogeneous solution was obtained (Example 3).
Нопилацетат (коммерчески доступный от Zanos (Великобритания)) смешивали с дизельным базовым топливом. Процедура приготовления 5 г смешанного раствора, содержащего 0,5% нопилацетата и базового топлива, заключается в следующем: 0,025 г нопилацетата добавляли к 4,975 г базового топлива в стеклянном контейнере и перемешивали до получения прозрачного гомогенного раствора (Пример 4).Nopil acetate (commercially available from Zanos (UK)) was blended into the diesel base fuel. The procedure for preparing 5 g of a mixed solution containing 0.5% nopil acetate and base fuel is as follows: 0.025 g of nopylacetate was added to 4.975 g of base fuel in a glass container and mixed until a clear homogeneous solution was obtained (Example 4).
Сравнительный Пример 1Comparative Example 1
Азодикарбоилдипиперидин (АЗДП) (коммерчески доступный от Sigma-Aldrich) смешивали с базовым дизельным топливом.Azodicarboyldipiperidine (ADDP) (commercially available from Sigma-Aldrich) was blended into the base diesel fuel.
Процедура приготовления 5 г смешанного раствора, содержащего 0,5% АЗДП и базового топлива, заключается в следующем: 0,025 г АЗДП добавляли к 4,975 г базового топлива в стеклянном контейнере и перемешивали до получения прозрачного гомогенного раствора (Сравнительный Пример 1).The procedure for preparing a 5 g mixed solution containing 0.5% ADFP and base fuel is as follows: 0.025 g of ADFP was added to 4.975 g of base fuel in a glass container and mixed until a clear homogeneous solution was obtained (Comparative Example 1).
Скорость испарения каждой из смесей дизельного топлива Примеров 1-4 и Сравнительного Примера 1 измеряли в соответствии с методом испытания на акустическую левитацию, описанным в R. Sedelmeyer «Untersuchung der radikalischen Polymerisation von N-Vinyl-2-pyrrolidon in akustisch levitierten Einzeltropfen».: Vom Tropfen zum Partikel »Wissenschaft & Technik Verlag (2016) ISBN 3896852558. Единственное изменение в методе испытаний, описанном в вышеупомянутой ссылке, заключалось в том, что эксперименты проводились при 230°C, и каждый эксперимент повторяли по меньшей мере десять раз.The evaporation rate of each of the diesel mixtures of Examples 1-4 and Comparative Example 1 was measured according to the acoustic levitation test method described in R. Sedelmeyer "Untersuchung der radikalischen Polymerisation von N-Vinyl-2-pyrrolidon in akustisch levitierten Einzeltropfen".: Vom Tropfen zum Partikel » Wissenschaft & Technik Verlag (2016) ISBN 3896852558. The only change in the test method described in the above reference was that the experiments were carried out at 230°C and each experiment was repeated at least ten times.
Результаты экспериментов по акустической левитации приведены в Таблице 1 ниже:The results of acoustic levitation experiments are shown in Table 1 below:
Экспериментальные данные Таблицы 1 представлены в графической форме на Фиг. 1, 2, 3 и 4.The experimental data of Table 1 are presented in graphical form in FIG. 1, 2, 3 and 4.
На Фиг.1 изображено, что скорость испарения дизельного топлива выше при добавлении амилсалицилата по сравнению со скоростью испарения, которая получается при использовании АЗДП в качестве вспенивающего агента.Figure 1 shows that the evaporation rate of diesel fuel is higher with the addition of amyl salicylate compared to the evaporation rate that is obtained when using ARAF as a blowing agent.
На Фиг.2 изображено, что скорость испарения дизельного топлива выше при добавлении диэтилоксалата по сравнению со скоростью испарения, которая получается при использовании АЗДП в качестве вспенивающего агента.Figure 2 shows that the evaporation rate of diesel fuel is higher with the addition of diethyl oxalate compared to the evaporation rate that is obtained when using ARAF as a blowing agent.
На Фиг.3 изображено, что скорость испарения дизельного топлива выше при добавлении линалилацетата по сравнению со скоростью испарения, которая получается при использовании АЗДП в качестве вспенивающего агента.Figure 3 shows that the evaporation rate of diesel fuel is higher with the addition of linalyl acetate compared to the evaporation rate that is obtained when using ARAF as a blowing agent.
На Фиг.4 изображено, что скорость испарения дизельного топлива выше при добавлении нопилацетата по сравнению со скоростью испарения, которая получается при использовании АЗДП в качестве вспенивающего агента.Figure 4 shows that the evaporation rate of diesel fuel is higher with the addition of nopilacetate compared to the evaporation rate that is obtained when using AFRP as a blowing agent.
Таким образом, результаты Таблицы 2 и Фиг. 1, 2, 3 и 4 показывают, что амилсалицилат, диэтилоксалат, линалилацетат и нопилацетат оказывают более сильное влияние, чем АЗДП, на скорость испарения базового дизельного топлива.Thus, the results of Table 2 and FIG. 1, 2, 3 and 4 show that amyl salicylate, diethyl oxalate, linalyl acetate and nopylacetate have a stronger effect than AZDP on the evaporation rate of the base diesel fuel.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18168402.8 | 2018-04-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020138008A RU2020138008A (en) | 2022-05-20 |
| RU2788009C2 true RU2788009C2 (en) | 2023-01-16 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4740215A (en) * | 1987-01-27 | 1988-04-26 | Union Oil Company Of California | Composition for cetane improvement of diesel fuels |
| RU2129587C1 (en) * | 1992-10-26 | 1999-04-27 | Эксон Кемикэл Пейтентс Инк. | Liquid fuel composition and additive concentrate |
| RU2187541C1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-08-20 | Николай Иванович Бутенко | Composite additive for liquid fuels |
| CN102746906A (en) * | 2012-07-20 | 2012-10-24 | 杨如平 | High-proportion methanol fuel for diesel and additives thereof |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4740215A (en) * | 1987-01-27 | 1988-04-26 | Union Oil Company Of California | Composition for cetane improvement of diesel fuels |
| RU2129587C1 (en) * | 1992-10-26 | 1999-04-27 | Эксон Кемикэл Пейтентс Инк. | Liquid fuel composition and additive concentrate |
| RU2187541C1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-08-20 | Николай Иванович Бутенко | Composite additive for liquid fuels |
| CN102746906A (en) * | 2012-07-20 | 2012-10-24 | 杨如平 | High-proportion methanol fuel for diesel and additives thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20070175090A1 (en) | Fuel compositions | |
| US20070094919A1 (en) | Fuel compositions | |
| US20080256846A1 (en) | Fuel composition for diesel engines | |
| EP1685217B1 (en) | Fuel compositions comprising a c4-c8 alkyl levulinate | |
| US9017429B2 (en) | Fuel compositions | |
| US9447356B2 (en) | Diesel fuel with improved ignition characteristics | |
| CN112004916B (en) | Diesel fuel with improved ignition properties | |
| RU2788009C2 (en) | Diesel fuel with improved ignition characteristics | |
| JP6480566B2 (en) | Diesel fuel with improved ignition characteristics | |
| US8771385B2 (en) | Fuel compositions | |
| BR112020020962B1 (en) | USE OF AN EXPANSION AGENT | |
| JP2001098285A (en) | Gas oil composition | |
| WO2021225734A1 (en) | Motor gasoline with improved octane and method of use |