具有改进的点火特征的柴油燃料制造技术

已经发现二杂环偶氮二甲酰胺可在柴油燃料中有效地缩短点火延迟和/或用作有效的十六烷值改进剂，并且适用于现代发动机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利申请要求2014年4月8日提交的美国专利申请No.61/976,837的权益。
本专利技术涉及具有改进的点火特征的柴油燃料，更具体地涉及具有提高的十六烷值的柴油燃料。
技术介绍
燃料组合物的十六烷值为其点火和燃烧容易性的度量。利用具有较低十六烷值的燃料，压燃式(柴油)发动机有可能很难启动，并且在寒冷天气下运行噪音更大；相反，较高十六烷值的燃料有可能更容易冷启动、降低发动机噪声、减少由于不完全燃烧产生的白烟(“冷烟”)。因此，通常优选柴油燃料组合物具有高的十六烷值，并且随着排放立法变得越来越严格，这种偏好也变得越来越强，和因而车用柴油的规格通常规定最小十六烷值。为此目的，许多柴油燃料组合物包含点火改进剂(也称为十六烷促进添加剂或十六烷(值)改进剂/增强剂)，以确保满足这种规格要求和通常提高燃料的燃烧特性。另外，由于其用作热传递流体的功能，热稳定性是柴油燃料质量的重要性质。例如，差的热稳定性有可能导致燃料过滤器过早堵塞。目前，最常用的柴油燃料点火改进剂为2-乙基己基硝酸酯(2-EHN)，它通过缩短它所加入的燃料的点火延迟而操作。但2-EHN对于燃料的热稳定性可能有负作用，因为它在相对低温下由于分解而形成自由基。2-EHN在大气压力下在约43℃开始分解。差的热稳定性还会造成不稳定性反应产品如胶、漆和其它不溶性物质增加。这些产品可能堵塞发动机过滤器和弄脏燃料喷嘴和阀，和因此可能造成发动机效率或排放控制的损失。2-EHN还可能很难以浓缩形式贮存，因为它倾向于分解，并因而易于形成潜在的爆炸混合物。另外，已经注意到2-EHN在温和的发动机条件下可最有效地起作用。这些缺点意味着通常可能希望替换2-EHN，但同时要保持可接受的燃烧特性。
技术实现思路
现在已经发现二杂环偶氮二甲酰胺化合物可以用于在柴油燃料中缩短点火延迟和/或用作有效的十六烷值改进剂，它比2-EHN更稳定而不易分解。因此，在一个实施方案中，提供一种包含柴油基础燃料和至少一种二杂环偶氮二甲酰胺的组合物。已经发现二杂环偶氮二甲酰胺可在柴油燃料中有效地缩短点火延迟和/或用作有效的十六烷值改进剂，并且适用于现代发动机。本专利技术的另外一个方面涉及操作压燃式发动机和/或由这种发动机驱动的车辆的方法，其中所述方法包括向发动机的燃烧室引入包含至少一种二杂环偶氮二甲酰胺的柴油燃料组合物。附图说明附图描述了本专利技术的一些实施方案的某些方面，但不应用于限制或定义本专利技术。图1描述了加入偶氮二羰基二哌啶、二杂环偶氮二甲酰胺的十六烷值增加，并与加入2-EHN得到的十六烷值增加进行比较。图2给出了通过热解重量分析确定的2-EHN和偶氮二羰基二哌啶、二杂环偶氮二甲酰胺的分解曲线。具体实施方式为了有助于理解本专利技术，在这里定义了几个术语。术语\十六烷(值)改进剂\和“十六烷(值)增加剂\可以相互替换应用，其包括满足如下条件的任何组分，其中当这种组分以合适浓度加入到燃料组合物中时，在各燃料或发动机的操作条件以内的一个或多个发动机条件下，具有相对于之前的十六烷值增加燃料组合物十六烷值的效果。本专利技术的术语十六烷值改进剂/增加剂为这里描述的二杂环偶氮二甲酰胺。正如这里所应用，十六烷值改进剂或增加剂也可以称为十六烷值增加添加剂/试剂等。按照本专利技术，燃料组合物的十六烷值可以以任何已知的方式确定，例如应用标准试验程序ASTM D613(ISO 5165、IP41)，其提供了在发动机运行条件下获得的所谓\测量\十六烷值。更优选地，可以应用更新且更准确的\点火质量试验\(IQT；ASTM D6890、IP 498)确定十六烷值，其根据引入恒容燃烧室内的燃料样品的注入和燃烧之间的时间延迟提供\衍生的\十六烷值。这种相对快速的方法可以用于实验室规模(约100ml)的不同燃料样品。替代地，可以通过近红外光谱(NIR)测量十六烷值，如US 5349188中所述。这种方法在炼厂环境中可能是优选的，因为它可能比例如ASTM D613更简单些。NIR测量利用样品的测量光谱与实际十六烷值之间的关联。通过关联各种燃料样品的已知十六烷值与它们的近红外光谱数据准备基础模型。所述组合物包含已经向其中加入至少一种二杂环偶氮二甲酰胺的液体烃燃料。术语“杂环”指含环状杂原子的取代基(例如在环状基团中含氮基团的脂环基)。二杂环偶氮二甲酰胺优选为具有如下通式的化合物：其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自烷基或氢，和A和B为相同或不同的具有3-5个碳原子的亚烷基基团或具有1个氮原子和2-4个碳原子的含氮的脂族基团。A和B中的每个碳原子可以任选被相同或不同的如下基团取代：其中R5和R6各自独立地选自烷基和氢。当R1、R2、R3、R4、R5和/或R6为烷基时，优选为具有1-5个碳原子的烷基。适合于本专利技术的二杂环偶氮二甲酰胺的例子包括具有如下通式的那些：其中R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24各自独立地选自氢原子和烷基。如果是烷基，所述烷基优选具有1-5个碳原子。其中R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43、R44各自独立地选自氢原子和烷基。如果是烷基，所述烷基优选具有1-5个碳原子。其中R45、R46、R47、R48、R49、R50、R51、R52、R53、R54、R55、R56、R57、R58、R59、R60、R61、R62、R63、R64、R65、R66、R67、R68各自独立地选自氢原子和烷基。如果是烷基，所述烷基优选具有1-5个碳原子。二杂环偶氮二甲酰胺也可以具有如下通式:其中R69、R70各自独立地选自氢或具有1-4个碳原子的烷基。合适的二杂环偶氮二甲酰胺由例如Sigma Aldrich Co，VWR International LLC和ABI Chem商购获得。另外，二杂环偶氮二甲酰胺可以通过现有技术已知的方法例如US 3357865中公开的方法制备。作为一个例子，二烃基偶氮二羧酸酯可以与杂环胺反应。代表性反应可以表示为：其中R7和R8为相同或不同的选自氢和烷基的基团，和A和B为相同或不同的具有3-5个碳原子的亚烷基基团。合适的二杂环偶氮二甲酰胺包括例如1,1'-偶氮(N,N-环戊烷甲酰胺)(偶氮二羰基二哌啶)和1,1'-偶氮(N,N-环丁烷甲酰胺)(甲酮,1,1'-(1,2-二亚氮烯基)双[1-(1-吡咯烷基)]-二酰亚胺)和3-[(1-{3-[2-(三氟甲基)-10H-吩噻嗪-10-基]丙基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含柴油基础燃料和至少一种二杂环偶氮二甲酰胺的组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.08 US 61/976,8371.一种包含柴油基础燃料和至少一种二杂环偶氮二甲酰胺的组合物。2.权利要求1的组合物，其中所述二杂环偶氮二甲酰胺的杂环基团包括5或6元杂环基团。3.权利要求1或2的组合物，其中所述二杂环偶氮二甲酰胺具有如下通式:其中R1、R2、R3和R4各自为选自烷基或氢的相同或不同基团，和A和B为相同或不同的具有3-5个碳原子的亚烷基基团或具有1个氮原子和2-4个碳原子的含氮的脂族基团。4.权利要求3的组合物，其中所述二杂环偶氮二甲酰胺具有如下通式:其中R1、R2、R3和R4各自为选自烷基或氢的相同或不同基团，和A和B为相同或不同的具有3-5个碳原子的亚烷基基团。5.权利要求3或4的组合物，其中A和B中的每个碳原子任选被相同或不同的如下基团取代：其中R5和R6各自为选自烷基和氢的相同或不同基团。6.权利要求5的组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·帕拉卡什，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL