專利名稱：用于烴類燃料燃燒系統(tǒng)的混和金屬催化劑添加劑和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及既改善燃料的燃燒，又改善燃料燃燒所產(chǎn)生的爐渣的烴類燃料添加劑、燃料組合物和方法。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的添加劑、燃料組合物和方法包括使用含錳化合物、至少一種堿金屬化合物與含鎂化合物的組合。
背景技術(shù)：
象所有烴類燃料燃燒系統(tǒng)一樣，用空氣燃燒器運(yùn)轉(zhuǎn)的公用加熱爐和工業(yè)鍋爐系統(tǒng)與由這些系統(tǒng)中的燃料燃燒所產(chǎn)生的排放物的量和質(zhì)量有關(guān)。顆粒排放物是不完全燃燒的副產(chǎn)物。這種含碳顆粒帶來(lái)了環(huán)境問(wèn)題，為了解決這一問(wèn)題，人們正在不斷地對(duì)燃料組合物進(jìn)行改性以及設(shè)計(jì)燃燒方法，以將排放到環(huán)境中的顆粒的量減至最小。其它排放成分可在燃燒系統(tǒng)的不同部分，例如公用加熱爐和工業(yè)燃燒器系統(tǒng)的水壁管、節(jié)熱器管和/或過(guò)熱器管上形成沉積物。通常稱為爐渣的沉積物可聚集，并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)顯著降低燃燒系統(tǒng)的效率。
含有金屬的添加劑已用于燃料組合物中來(lái)催化碳燃盡和由此減少顆粒排放物，這是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的抑制顆粒附聚(堿金屬)，通過(guò)增加羥基濃度來(lái)增強(qiáng)在峰值燃燒溫度的碳氧化(堿土金屬)，或通過(guò)降低顆粒點(diǎn)火溫度來(lái)提高催化氧化的速率(過(guò)渡金屬)。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，使用這些特定的含金屬添加劑可能對(duì)可在燃燒系統(tǒng)中聚集的爐渣的類型和/或量產(chǎn)生不利影響。
在一個(gè)實(shí)例中，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了用于減少排放物的方法，包括使用鈣與堿金屬、鈣以外的堿土金屬或其混合物的混合物。參見(jiàn)U.S.專利5,919,276。
還已知，在燃燒含灰燃料時(shí)，向燃料中加入鎂化合物可延長(zhǎng)燃燒渦輪機(jī)保養(yǎng)之間的時(shí)間。參見(jiàn)例如U.S.專利6,632,257。然而，鎂不能影響碳燃盡。因此，鎂化合物雖然有利地影響爐渣的類型和/或量，但是不能影響碳燃盡。
發(fā)明詳述在燃燒系統(tǒng)，包括例如公用加熱爐和鍋爐系統(tǒng)中，烴類燃料添加劑、燃料組合物和方法既減少了碳顆粒排放物，又改善了爐渣性質(zhì)。本發(fā)明的燃料添加劑包裝、燃料組合物和方法將以下兩種益處結(jié)合起來(lái)改善碳點(diǎn)火并由此減少碳顆粒排放物的混和金屬催化劑的益處，和用以改善在例如公用加熱爐的水壁管、節(jié)熱器管和過(guò)熱器管上的爐渣形成的鎂的益處。在一個(gè)實(shí)施方案中，添加劑包裝含有混和金屬，即含過(guò)渡金屬的化合物/堿金屬化合物/含鎂的化合物，在一個(gè)實(shí)例中，其具有約1/1/3的過(guò)渡金屬/堿金屬/Mg比例。本發(fā)明的添加劑包裝與常用于各種燃燒系統(tǒng)的烴類燃料相容。能夠給出減少碳顆粒排放物與改善燃料燃燒所產(chǎn)生的爐渣性質(zhì)的雙重益處的是這種金屬催化劑的獨(dú)特組合。
在一個(gè)實(shí)例中，烴類燃料添加劑包含含有過(guò)渡金屬的化合物、至少一種堿金屬化合物和含有鎂的化合物。在另一個(gè)實(shí)例中，燃料組合物包含主要量的烴類燃料和次要量的添加劑，所述添加劑包含含有過(guò)渡金屬的化合物、堿金屬化合物和含有鎂的化合物。在另一個(gè)實(shí)例中，改善烴類燃料燃燒以及烴類燃料燃燒所生成的爐渣的方法包括以下步驟提供烴類燃料，所述燃料包含含有過(guò)渡金屬的化合物、堿金屬化合物和含有鎂的化合物；讓燃料在燃燒系統(tǒng)中燃燒，其中所述燃料的燃燒引起爐渣形成和碳燃盡；其中包含在燃料中的過(guò)渡金屬、堿金屬和鎂的量是能有效改善燃料燃燒或減少顆粒排放物，并改善燃料燃燒所產(chǎn)生的爐渣的量。
本申請(qǐng)的描述是關(guān)于用以改善烴類燃料燃燒以及烴類燃料燃燒所產(chǎn)生的爐渣的烴類燃料添加劑、燃料組合物和方法。在每個(gè)實(shí)例中，不變的是存在混和金屬催化劑組合，所述組合包含至少一種含有過(guò)渡金屬的化合物/堿金屬/含有鎂的化合物。
在一個(gè)實(shí)例中，含有過(guò)渡金屬的化合物是有機(jī)金屬化合物。在本發(fā)明中，含有過(guò)渡金屬的有機(jī)金屬化合物的實(shí)例包括具有包含官能團(tuán)的穩(wěn)定配體的化合物，所述配體是例如醇、醛、酮、酯、酸酐、磺酸鹽、膦酸鹽、螯合物、酚鹽、冠醚、環(huán)烷酸鹽、羧酸、酰胺、乙酰丙酮化物及其混合物。本發(fā)明的過(guò)渡金屬包括例如錳、鐵、鈷、銅、鉑、鈀、銠、釕、鋨、銥、鉬、鈧、釔、鑭、鈰及其混合物。含有錳的有機(jī)金屬化合物包括三羰基錳化合物。這樣的化合物公開(kāi)在例如US專利4,568,357；4,674,447；5,113,803；5,599,357；5,944,858和歐洲專利466512B1中。
可使用的合適的三羰基錳化合物包括環(huán)戊二烯基三羰基錳、甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、二甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、三甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、四甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、五甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、二乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、丙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、異丙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、叔丁基環(huán)戊二烯基三羰基錳、辛基環(huán)戊二烯基三羰基錳、十二烷基環(huán)戊二烯基三羰基錳、乙基甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、茚基三羰基錳等，包括兩種或更多種這樣的化合物的混合物。一個(gè)實(shí)例是在室溫為液體的環(huán)戊二烯基三羰基錳化合物，例如甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、環(huán)戊二烯基三羰基錳與甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳的液體混合物、甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳與乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳的混合物等。
這樣的化合物的制備描述在文獻(xiàn)例如U.S.專利2,818,417中，其公開(kāi)內(nèi)容全文引入本文以供參考。
可用于本發(fā)明的堿金屬化合物可包括鋰、鈉、鉀、銣及其混合物。這些金屬可以作為化合物或鹽，例如下列酸性物質(zhì)或其混合物的鹽與燃料合并(1)磺酸，(2)羧酸，(3)烷基苯酚，(4)硫化烷基苯酚，和(5)其特征是具有至少一個(gè)直接的碳-磷鍵的有機(jī)磷酸。金屬鹽可以作為油溶性高堿性鹽制得。所用術(shù)語(yǔ)“高堿性”是指這樣的金屬鹽，其中金屬以在化學(xué)計(jì)量上大于有機(jī)酸基團(tuán)的量存在。
在另一個(gè)實(shí)例中，堿金屬化合物或鹽是油不溶性的，并且可以是例如分散體、乳液、霧、噴霧、粉化或霧化的。
在一個(gè)實(shí)例中，堿金屬是鉀，并且化合物是磺酸鉀，這是一種可溶于燃料的化合物。
含有鎂的化合物的實(shí)例包括下列化合物衍生自以下物質(zhì)的中性或高堿性鎂化合物(1)磺酸，(2)羧酸，(3)烷基苯酚，(4)硫化烷基苯酚，和(5)其特征是具有至少一個(gè)直接的碳-磷鍵的有機(jī)磷酸。
在一個(gè)實(shí)例中，含有鎂的化合物是磺酸鎂，這是一種可溶于燃料的化合物。
受益于本文所述添加劑的烴類燃料包括在燃燒時(shí)產(chǎn)生碳顆粒排放物，并且一旦已經(jīng)燃燒，還在燃燒系統(tǒng)中產(chǎn)生爐渣的燃料。這些燃料包括例如柴油機(jī)燃料1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)和6號(hào)燃料油，其組合，和常用于公用和工業(yè)燃燒器系統(tǒng)中的其它燃料。適用于本文所述燃燒裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的燃料的其它實(shí)例包括烴類燃料，例如但不限于柴油機(jī)燃料、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、醇、醚、煤油、低硫燃料、合成燃料例如費(fèi)-托燃料、液體石油氣體、源自煤的燃料、煤、基因工程生物燃料和農(nóng)作物及其提取物、天然氣、丙烷、丁烷、無(wú)鉛動(dòng)力和航空汽油以及所謂的再配汽油，這種再配汽油通常既含有汽油沸程的烴，又含有可溶于燃料的氧合混和劑例如醇、醚和其它合適的含氧有機(jī)化合物?？墒褂玫钠渌剂习ㄆ?、船用燃料、煤(煤屑或煤漿)、原油、煉油“殘?jiān)焙透碑a(chǎn)品、原油提取物、公害廢料、車(chē)間邊角料(yard trimming)和廢料、木屑和鋸屑、農(nóng)業(yè)廢料、飼料、青貯料、塑料和其它有機(jī)廢料和/或副產(chǎn)品，它們的混合物，它們?cè)谒?、醇或其它載體流體中的乳液、懸浮液和分散液。本文所用的“柴油機(jī)燃料”是指一種或多種選自下列的燃料柴油機(jī)燃料、生物柴油機(jī)燃料、生物衍生柴油機(jī)燃料、合成柴油機(jī)燃料及其混合物。
其它組分可包括在本文所述添加劑和/或燃料組合物中，只要它們不給爐渣的量或形成帶來(lái)不利影響既可。因此，可使用一種或多種這樣的組分例如腐蝕抑制劑、抗氧化劑、抗銹劑、洗滌劑和分散劑、燃料潤(rùn)滑添加劑、反乳化劑、染料、惰性稀釋劑、冷流改善劑、傳導(dǎo)劑、金屬減活劑、穩(wěn)定劑、防泡劑、除冰劑、殺微生物劑、添味劑、減阻劑、燃燒改善劑、氧化劑等材料。
可受益于本發(fā)明添加劑或燃料組合物的燃燒系統(tǒng)包括任何這樣的系統(tǒng)，其具有作為烴類燃料的燃燒結(jié)果的碳顆粒排放物，并包括爐渣可在其上面聚集或形成的組件。公用和工業(yè)加熱爐的水壁管、節(jié)熱器管和過(guò)熱器管是其中爐渣可聚集的通常場(chǎng)所。在本文中，“燃燒系統(tǒng)”是指可燃燒烴類燃料或烴類燃料可在其中燃燒的任何內(nèi)部和外部燃燒裝置、機(jī)器、鍋爐、焚化器、蒸發(fā)燃燒器、等離子燃燒系統(tǒng)、等離子弧、固定式燃燒器等。燃燒裝置還包括任何和所有燃燒器或燃燒裝置，包括例如但不限于固定式燃燒器、廢物焚化器、柴油機(jī)燃料燃燒器、汽油燃料燃燒器、動(dòng)力廠發(fā)電機(jī)等。烴類燃料系統(tǒng)包括燃燒或氧化性地分解烴類燃料的所有燃燒裝置、系統(tǒng)、裝置和/或發(fā)動(dòng)機(jī)。
本文所述混和金屬化合物的處理速率的實(shí)例包括改善顆粒排放物和改善由燃料燃燒所生成的爐渣質(zhì)量的任何處理速率。對(duì)于本發(fā)明目的，術(shù)語(yǔ)“改善”是指，與不包括本文所述混和金屬催化劑的添加劑、燃料組合物和本發(fā)明方法相比，本發(fā)明添加劑、燃料組合物或方法將具有較少的顆粒排放物和更有利的爐渣質(zhì)量(更輕的聚集、更易于清潔、更不濃厚、更小的剛性、更小的粘性、更易碎等)。在一個(gè)實(shí)例中，含有過(guò)渡金屬的化合物以足以給燃料組合物提供約0.1-40ppm錳金屬的量包括在添加劑包裝或燃料組合物中。在另一個(gè)實(shí)例中，燃料可溶性堿金屬以足以給燃料組合物提供0.1-40ppm堿金屬的量包括在添加劑或燃料組合物中。在另一個(gè)實(shí)例中，爐渣改性含鎂化合物以足以給燃料組合物提供約0.3-600ppm鎂金屬的量包括在添加劑或燃料組合物中。在另一個(gè)實(shí)例中，燃料組合物中的鎂含量為20-60ppm。在一個(gè)實(shí)例中，三種金屬組分的質(zhì)量比或比例，即含錳化合物/堿金屬/含鎂化合物約為1/1/3。在其它實(shí)例中，該比例可以為1/1/1至1/2/1至1/1/15.5。
實(shí)施例以下結(jié)果舉例說(shuō)明混和金屬催化劑在降低碳的點(diǎn)火溫度，并由此減少碳顆粒排放物方面的效力。
表1單金屬對(duì)混和金屬催化劑在碳點(diǎn)火方面的性能
碳點(diǎn)火試驗(yàn)是通過(guò)TGA在用各金屬添加劑或添加劑組合處理的石墨樣本上進(jìn)行的。處理是將添加劑從水溶性金屬鹽初期浸漬到石墨內(nèi)。
之所以選擇石墨作為碳顆粒替代品是因?yàn)槠潆y以點(diǎn)火。因此，石墨是用于比較不同點(diǎn)火催化劑的良好碳底物。此外，表1中的點(diǎn)火溫度應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是非常守恒的，并且在現(xiàn)實(shí)世界中所觀測(cè)到的關(guān)于實(shí)際含碳燃燒顆粒的溫度將甚至更低。
表1中的結(jié)果表明了相對(duì)于其單一金屬組分，使用混和金屬催化劑的碳顆粒排放物的優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)樵诨旌徒饘僦校恳环N金屬在不同的溫度區(qū)域中起作用，而所提高的益處是由于在第一個(gè)溫度區(qū)域中起作用的金屬調(diào)節(jié)顆粒物使得其與第二種金屬進(jìn)行效率更高的反應(yīng)。例如，對(duì)于Mn/K混和金屬催化劑系統(tǒng)，在其形成并且分散在氧化燃料/空氣進(jìn)料中時(shí)，K在高溫區(qū)域與煙灰相互作用。隨著溫度開(kāi)始從峰值下降，Mn成為與該高表面積沉積物相互作用的主要氧化催化劑，并降低了點(diǎn)火溫度，從而在較低溫度催化反應(yīng)。如果在煙灰聚集成具有較大粒徑的顆粒之前K不與煙灰相互作用，則暴露于Mn氧化的表面積將大大減小，由此降低了Mn催化劑的效力。
上述混和金屬催化劑系統(tǒng)不提供改善的爐渣改性。
某些金屬例如鎂不參與顆粒物燃盡化學(xué)過(guò)程，但是已知是有效的燃燒爐渣改性劑，導(dǎo)致形成更易于從燃燒系統(tǒng)中除去的更易碎的爐渣。
當(dāng)配制燃料以引入上述兩個(gè)特征—降低碳點(diǎn)火溫度和爐渣改性時(shí)，可獲得在公用和工業(yè)加熱爐中能同時(shí)減少含碳顆粒排放物以及改性和改善由于燃料燃燒所產(chǎn)生的爐渣的燃料組合物。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，將混和、三金屬燃燒催化劑系統(tǒng)加到烴類燃料中可導(dǎo)致同時(shí)(1)燃燒改善例如較少的碳顆粒排放物，和(2)與不使用本發(fā)明混和三金屬催化劑系統(tǒng)的燃料燃燒所產(chǎn)生的爐渣相比，產(chǎn)生更易碎、粘性更小、更不濃厚以及總體積或重量減少的爐渣。
進(jìn)行燃燒裝置工廠條件下試用，其中將含有1％硫和50ppm釩的6號(hào)燃料油在工業(yè)鍋爐系統(tǒng)中燃燒。燃燒和產(chǎn)能裝置以330MW的生產(chǎn)率運(yùn)轉(zhuǎn)，最大生產(chǎn)率為385MW。試驗(yàn)持續(xù)一個(gè)月，期間觀測(cè)到爐渣質(zhì)量和顆粒排放物。將含有重量比約為1∶3的錳和鎂的混和催化劑系統(tǒng)注射到鍋爐系統(tǒng)的燃料燃燒裝置內(nèi)。在試驗(yàn)期間，碳顆粒排放物減少了39％。此外，目視觀測(cè)爐渣在鍋爐蒸汽管壁上的聚集，結(jié)果與目視觀測(cè)在沒(méi)有本發(fā)明混和金屬催化劑存在的情況下燃料燃燒所產(chǎn)生的爐渣在鍋爐蒸汽管壁上的聚集相比，表現(xiàn)出令人驚訝的不同和改善的特征、結(jié)構(gòu)和體積。
在燃燒沒(méi)有鎂添加劑的6號(hào)燃料油的公用加熱爐中目視觀測(cè)水管壁，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重玻璃狀爐渣，并且具有由于重力引起的流動(dòng)而導(dǎo)致的淚珠狀末端。其中推想燃燒氣體通過(guò)其流動(dòng)的管之間的空間受到了爐渣沉積物的嚴(yán)重限制。當(dāng)用含有包含含錳化合物和含鎂化合物的混和金屬添加劑包裝的燃料運(yùn)轉(zhuǎn)公用加熱爐裝置時(shí)，爐渣顯現(xiàn)出干燥、更易碎和更不象玻璃狀。水管壁之間的燃燒氣流空間被限制的程度要輕得多。顯然，鎂已經(jīng)通過(guò)提高爐渣的熔化溫度，使其熔化溫度高于在加熱爐表面環(huán)境中的溫度而改變了爐渣的性質(zhì)。結(jié)果，燃燒氣體中的大部分顆粒在其到達(dá)表面之前固化。某些顆粒到達(dá)表面時(shí)仍然是熔化的，并且作為基底層來(lái)保持未熔化鎂改性的大批燃燒顆粒。因此，最后爐渣是由嵌入在占小部分的熔化材料內(nèi)的占大部分的固體顆粒組成。這就在結(jié)合的固體顆粒之間留下空間，從而給予所得爐渣易碎性。
更具體而言，產(chǎn)生的爐渣顯現(xiàn)出較軟的，象蠟燭滴下的蠟，較松軟，并且體積或重量減少。這種外觀改變和性質(zhì)改善是將鎂包括在以前設(shè)計(jì)用于改善燃燒和減少顆粒物的含錳催化劑系統(tǒng)中的結(jié)果。本發(fā)明涉及讓該含過(guò)渡金屬和含鎂催化劑系統(tǒng)中還包括堿金屬燃燒改善劑。
應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明說(shuō)明書(shū)或權(quán)利要求書(shū)的任何地方通過(guò)化學(xué)名稱提到的反應(yīng)物和組分，不管是以單數(shù)還是復(fù)數(shù)形式提到，均確定為它們?cè)谂c其他通過(guò)化學(xué)名稱或化學(xué)類型(如基礎(chǔ)燃料、溶劑等)提及的物質(zhì)接觸之前已經(jīng)存在。在所得混合物或溶液或反應(yīng)介質(zhì)中發(fā)生何種化學(xué)變化、轉(zhuǎn)化和/或反應(yīng)(如果存在的話)并不重要，因?yàn)檫@種變化、轉(zhuǎn)化和/或反應(yīng)是將特定的反應(yīng)物和/或組分在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容所述的條件下混合在一起所產(chǎn)生的必然結(jié)果。因此，反應(yīng)物和組分被確定為，在將其混合在一起時(shí)進(jìn)行希望的化學(xué)反應(yīng)(如形成有機(jī)金屬化合物)或形成希望的組合物(如添加劑濃縮物或添加后的燃料共混物)的成分。還將認(rèn)識(shí)到，添加劑組分可以其本身單獨(dú)地加入或摻入基礎(chǔ)燃料或與基礎(chǔ)燃料混合，和/或可以作為組分用于形成預(yù)制添加劑組合物和/或子組合物。因此，即使后面的權(quán)利要求可能用現(xiàn)在時(shí)的時(shí)態(tài)(“包括”，“是”等)提到物質(zhì)、組分和/或成分，這種提及也指的是這些物質(zhì)、組分或成分在其剛剛首先根據(jù)本發(fā)明的公開(kāi)與一種或多種其他的物質(zhì)、組分和/或成分共混或混合之前的那一時(shí)間點(diǎn)的形態(tài)。因此，所述物質(zhì)、組分或成分可能在這種共混或混合操作過(guò)程中或在此之后馬上已經(jīng)由于化學(xué)反應(yīng)或轉(zhuǎn)化失去了其原始的形態(tài)，而這一事實(shí)對(duì)于準(zhǔn)確理解和了解本公開(kāi)內(nèi)容和其權(quán)利要求而言均不重要。
在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中很多地方都引用了美國(guó)專利號(hào)、公開(kāi)的外國(guó)專利申請(qǐng)和公開(kāi)的技術(shù)文章。所有這些引用的文獻(xiàn)均表示為全文引入本公開(kāi)，正如其在此全文描述了一樣。
在實(shí)踐中，本發(fā)明允許有相當(dāng)?shù)淖兺?。因此，以上描述并不旨在、并且也不?yīng)該理解為將本發(fā)明限定在上述特定的實(shí)施方案上。相反，本發(fā)明旨在覆蓋如后面的權(quán)利要求所述的方案和其許多法律允許等價(jià)方案。
申請(qǐng)人不計(jì)劃貢獻(xiàn)任何已公開(kāi)的實(shí)施方案，并且在某種程度上，任何已公開(kāi)的改進(jìn)或變化可能在字面上并不落到權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，但是根據(jù)等價(jià)原則，它們被認(rèn)為屬于本發(fā)明的一部分。
權(quán)利要求
1.用于燃料組合物的烴類燃料添加劑，其中包含含有過(guò)渡金屬的化合物；堿金屬化合物；和含有鎂的化合物。
2.權(quán)利要求1的烴類燃料添加劑，其中含有過(guò)渡金屬的化合物、堿金屬化合物和含有鎂的化合物以如下各金屬的比例包括在所述添加劑中約一份過(guò)渡金屬、一份堿金屬和三份鎂。
3.權(quán)利要求1的烴類燃料添加劑，其中含有過(guò)渡金屬的化合物是有機(jī)金屬化合物。
4.權(quán)利要求3的烴類燃料添加劑，其中所述有機(jī)金屬化合物是具有包含官能團(tuán)的穩(wěn)定配體的化合物，所述配體選自醇、醛、酮、酯、酸酐、磺酸鹽、膦酸鹽、螯合物、酚鹽、冠醚、環(huán)烷酸鹽、羧酸、酰胺、乙酰丙酮化物及其混合物。
5.權(quán)利要求3的烴類燃料添加劑，其中所述有機(jī)金屬化合物包含錳。
6.權(quán)利要求5的烴類燃料添加劑，其中所述含錳化合物選自環(huán)戊二烯基三羰基錳、甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、二甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、三甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、四甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、五甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、二乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、丙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、異丙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、叔丁基環(huán)戊二烯基三羰基錳、辛基環(huán)戊二烯基三羰基錳、十二烷基環(huán)戊二烯基三羰基錳、乙基甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、茚基三羰基錳等，包括兩種或更多種這樣的化合物的混合物。
7.權(quán)利要求1的烴類燃料添加劑，其中所述堿金屬化合物含有至少一種選自鋰、鈉、鉀和銣的堿金屬。
8.權(quán)利要求1的烴類燃料添加劑，其中所述含鎂化合物選自衍生自磺酸、羧酸、烷基苯酚、硫化烷基苯酚、有機(jī)磷酸及其混合物的化合物。
9.權(quán)利要求1的烴類燃料添加劑，其中所述含有過(guò)渡金屬的化合物的量是足以給燃料組合物提供約0.1-40ppm錳金屬的量。
10.權(quán)利要求1的烴類燃料添加劑，其中所述堿金屬化合物的量是足以給燃料組合物提供約0.1-40ppm堿金屬的量。
11.權(quán)利要求1的烴類燃料添加劑，其中所述含有鎂的化合物的量是足以給燃料組合物提供約0.3-500ppm鎂金屬的量。
12.包含主要量的烴類燃料和次要量的添加劑的燃料組合物，所述添加劑包含含有過(guò)渡金屬的化合物；至少一種堿金屬化合物；和含有鎂的化合物。
13.權(quán)利要求12的燃料組合物，其中含有過(guò)渡金屬的化合物、堿金屬化合物和含有鎂的化合物以如下各金屬的比例包括在所述添加劑中約一份過(guò)渡金屬、一份堿金屬和三份鎂。
14.權(quán)利要求13的燃料組合物，其中含有過(guò)渡金屬的化合物是有機(jī)金屬化合物。
15.權(quán)利要求14的燃料組合物，其中所述有機(jī)金屬化合物是具有包含官能團(tuán)的穩(wěn)定配體的化合物，所述配體選自醇、醛、酮、酯、酸酐、磺酸鹽、膦酸鹽、螯合物、酚鹽、冠醚、環(huán)烷酸鹽、羧酸、酰胺、乙酰丙酮化物及其混合物。
16.權(quán)利要求14的燃料組合物，其中所述有機(jī)金屬化合物包含錳。
17.權(quán)利要求16的燃料組合物，其中所述含錳化合物選自環(huán)戊二烯基三羰基錳、甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、二甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、三甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、四甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、五甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、二乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、丙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、異丙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、叔丁基環(huán)戊二烯基三羰基錳、辛基環(huán)戊二烯基三羰基錳、十二烷基環(huán)戊二烯基三羰基錳、乙基甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、茚基三羰基錳等，包括兩種或更多種這樣的化合物的混合物。
18.權(quán)利要求12的燃料組合物，其中所述堿金屬化合物含有至少一種選自鋰、鈉、鉀和銣的堿金屬。
19.權(quán)利要求12的燃料組合物，其中所述含鎂化合物選自衍生自磺酸、羧酸、烷基苯酚、硫化烷基苯酚、有機(jī)磷酸及其混合物的化合物。
20.權(quán)利要求12的燃料組合物，其中所述含有過(guò)渡金屬的化合物的量是足以給燃料組合物提供約0.1-20ppm錳金屬的量。
21.權(quán)利要求12的燃料組合物，其中所述堿金屬的量是足以給燃料組合物提供約0.1-20ppm堿金屬的量。
22.權(quán)利要求12的燃料組合物，其中所述含有鎂的化合物的量是足以給燃料組合物提供約0.3-60ppm鎂金屬的量。
23.權(quán)利要求12的燃料組合物，其中所述烴類燃料選自5號(hào)和6號(hào)燃料油、柴油機(jī)燃料、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、醇、醚、煤油、低硫燃料、合成燃料、液體石油氣體、源自煤的燃料、煤、煤屑、煤漿、生物燃料、天然氣、丙烷、丁烷、無(wú)鉛動(dòng)力和航空汽油、再配汽油、汽油、船用燃料、原油、煉油殘?jiān)?、原油提取物、公害廢料、車(chē)間邊角料和廢料、木屑和鋸屑、飼料、青貯料、塑料、有機(jī)廢料、它們?cè)谒?、醇或其它載體流體中的乳液、懸浮液和分散液，以及一種或多種上述燃料的混合物。
24.改善烴類燃料組合物燃燒以及烴類燃料組合物燃燒所產(chǎn)生的爐渣的方法，所述方法包括以下步驟提供烴類燃料組合物，所述燃料組合物包含含有過(guò)渡金屬的化合物、至少一種堿金屬化合物和含有鎂的化合物；讓燃料組合物在燃燒系統(tǒng)中燃燒，其中所述燃料組合物的燃燒引起爐渣形成；其中包含在燃料組合物中的過(guò)渡金屬、堿金屬和鎂的量是能有效改善燃料組合物燃燒并改善燃料燃燒所產(chǎn)生的爐渣的量。
25.權(quán)利要求24的方法，其中含有過(guò)渡金屬的化合物、堿金屬化合物和含有鎂的化合物以如下各金屬的比例包括在所述添加劑中約一份錳、一份堿金屬和三份鎂。
26.權(quán)利要求24的方法，其中含有過(guò)渡金屬的化合物是有機(jī)金屬化合物。
27.權(quán)利要求26的方法，其中所述有機(jī)金屬化合物是具有包含官能團(tuán)的穩(wěn)定配體的化合物，所述配體選自醇、醛、酮、酯、酸酐、磺酸鹽、膦酸鹽、螯合物、酚鹽、冠醚、環(huán)烷酸鹽、羧酸、酰胺、乙酰丙酮化物及其混合物。
28.權(quán)利要求26的方法，其中所述有機(jī)金屬化合物包含錳。
29.權(quán)利要求28的方法，其中所述含錳化合物選自環(huán)戊二烯基三羰基錳、甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、二甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、三甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、四甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、五甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、二乙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、丙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、異丙基環(huán)戊二烯基三羰基錳、叔丁基環(huán)戊二烯基三羰基錳、辛基環(huán)戊二烯基三羰基錳、十二烷基環(huán)戊二烯基三羰基錳、乙基甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、茚基三羰基錳等，包括兩種或更多種這樣的化合物的混合物。
30.權(quán)利要求24的方法，其中所述堿金屬化合物含有選自鋰、鈉、鉀和銣的堿金屬。
31.權(quán)利要求24的方法，其中所述含鎂化合物選自衍生自磺酸、羧酸、烷基苯酚、硫化烷基苯酚、有機(jī)磷酸及其混合物的化合物。
32.權(quán)利要求24的方法，其中所述含有過(guò)渡金屬的化合物的量是足以給燃料組合物提供約0.1-40ppm過(guò)渡金屬的量。
33.權(quán)利要求24的方法，其中所述堿金屬的量是足以給燃料組合物提供約0.1-40ppm堿金屬的量。
34.權(quán)利要求24的方法，其中所述含有鎂的化合物的量是足以給燃料組合物提供約0.3-500ppm鎂金屬的量。
35.權(quán)利要求24的方法，其中所述爐渣是通過(guò)更易于被除去而得到改善。
36.權(quán)利要求24的方法，其中所述爐渣是通過(guò)較輕的聚集而得到改善。
37.權(quán)利要求24的方法，其中所述爐渣是通過(guò)更易碎而得到改善。
38.烴類燃料添加劑，其中包含含有錳的化合物；堿金屬化合物；和含有鎂的化合物。
39.權(quán)利要求38的燃料添加劑，其中所述含有錳的化合物是甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳。
40.權(quán)利要求1的燃料添加劑，其中所述含有鎂的化合物的量是足以給燃料組合物提供約20-約60ppm鎂金屬的量。
全文摘要
烴類燃料添加劑、燃料組合物和方法在燃燒系統(tǒng)，包括例如公用加熱爐和鍋爐系統(tǒng)中既減少碳顆粒排放物，又改善爐渣性質(zhì)?；旌徒饘俅呋瘎┛砂ê羞^(guò)渡金屬的化合物、堿金屬化合物和含有鎂的化合物。
文檔編號(hào)C10L10/00GK1637121SQ20041009537
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者S·A·法克特, J·W·羅斯, A·A·阿拉迪 申請(qǐng)人:雅富頓公司