發(fā)動(dòng)機(jī)中提供功率增益的方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】發(fā)動(dòng)機(jī)中提供功率増益的方法
[0001 ]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01180025829.1的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日 為2011年5月23日，發(fā)明名稱(chēng)為:發(fā)動(dòng)機(jī)中提供功率增益的方法。 發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明提供含有特殊添加劑或添加劑組合的燃料組合物，W及使用運(yùn)類(lèi)燃料組合 物操作內(nèi)燃機(jī)，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生功率增益的方法。
[0003] 戦
[0004] 縮小的石油儲(chǔ)量和汽車(chē)排放導(dǎo)致的控制空氣劣化導(dǎo)致大量改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)性能的努 力?；締?wèn)題是內(nèi)燃機(jī)本來(lái)是低效率的。它燃燒的僅少部分燃料實(shí)際上轉(zhuǎn)化成有效功率。其 余部分W熱或振動(dòng)的形式散逸，或消耗于克服發(fā)動(dòng)機(jī)的許多運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦中。進(jìn)入 燃燒室中的一些燃料不完全燃燒，并作為控化C)、一氧化碳(C0)和其它燃燒副產(chǎn)物離開(kāi)排 氣尾管，其中許多為空氣污染或"煙霧"的主要組分。鑒于世界上操作的數(shù)百萬(wàn)汽車(chē)和其它 燃料動(dòng)力車(chē)輛和發(fā)動(dòng)機(jī)，顯然甚至發(fā)動(dòng)機(jī)效率的小小改進(jìn)也可能產(chǎn)生石油的實(shí)質(zhì)性節(jié)約和 空氣污染的顯著減少。
[0005] 因此，需要改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。理想地，運(yùn)種改進(jìn)可通過(guò)使用特殊燃料組合物或者 將特殊添加劑或添加劑組合加入燃料組合物中，然后將燃料組合物供入發(fā)動(dòng)機(jī)中而實(shí)現(xiàn)。 該路線是有吸引力的，因?yàn)樗苊饬藢?duì)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能通常所需的昂貴設(shè)備改進(jìn)的需要。
[0006] 懸
[0007] 明提供給內(nèi)燃機(jī)加燃料的方法，所述方法包括向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料組合物的步 驟。燃料組合物包含在室溫下為液體的燃料和季錠鹽。季錠鹽包括(a)控基取代酷化劑和具 有能夠與所述酷化劑縮合的氧或氮原子且進(jìn)一步具有叔氨基的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物與(b)適 于將叔氨基轉(zhuǎn)化成季氮的季錠化劑的反應(yīng)產(chǎn)物。
[000引在一些實(shí)施方案中，季錠鹽W50ppm或更高存在于供入發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料組合物中。
[0009] 在一些實(shí)施方案中，與具有組分（i)燃料且不具有組分（ii)添加劑的發(fā)動(dòng)機(jī)操作 相比，本發(fā)明方法產(chǎn)生在最大發(fā)動(dòng)機(jī)功率下測(cè)定的至少0.5kW功率增益的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0010] 本發(fā)明進(jìn)一步提供季錠鹽在內(nèi)燃機(jī)中作為功率增益添加劑的用途，更具體而言， 季錠鹽在用于內(nèi)燃機(jī)中的燃料組合物中作為功率增益添加劑的用途。
[0011] 本發(fā)明還提供包含在室溫下為液體的燃料和季錠鹽的燃料組合物。季錠鹽包括 (a)控基取代酷化劑和具有能夠與所述酷化劑縮合的氧或氮原子且進(jìn)一步具有叔氨基的化 合物的反應(yīng)產(chǎn)物與(b)適于將叔氨基轉(zhuǎn)化成季氮的季錠化劑的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0012] 本發(fā)明還包括季錠化聚醋鹽的用途，所述季錠化聚醋鹽包括(a)含有叔氨基的聚 醋與(b)適于將叔氨基轉(zhuǎn)化成季氮的季錠化劑的反應(yīng)產(chǎn)物，其中季錠化劑選自由硫酸二燒 基醋、芐基面、控基取代碳酸醋、與酸組合的控基環(huán)氧化物或其混合物組成的組。
[0013] 換言之，本發(fā)明提供在內(nèi)燃機(jī)操作期間提供功率增益的方法，所述方法包括:將燃 料組合物供入所述發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述燃料組合物包含：（i)在室溫下為液體的燃料;和（i i)包 含含有叔氨基的化合物與和適于將叔氨基轉(zhuǎn)化成季氮的季錠化劑的反應(yīng)產(chǎn)物的季錠鹽。含 有叔氨基的化合物可包括：（i)控基取代酷化劑和具有能夠與所述酷化劑縮合的氧或氮原 子且進(jìn)一步具有叔氨基的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物;或（ii)含有至少一個(gè)徑基的脂肪簇酸和具有 能夠與所述酸縮合的氧或氮原子且進(jìn)一步具有叔氨基的化合物的聚醋反應(yīng)產(chǎn)物。
[0014] 任何運(yùn)些所述季錠鹽可在燃料組合物和/或使用所述燃料的內(nèi)燃機(jī)中用作功率增 益添加劑。
[0015] 逆述
[0016] ^通過(guò)非限定性闡述描述各個(gè)優(yōu)選特征和實(shí)施方案。
[0017] 本發(fā)明設(shè)及包含季錠鹽的燃料組合物的用途和用該燃料組合物操作內(nèi)燃機(jī)的方 法。本發(fā)明組合物和方法最小化、減少和控制發(fā)動(dòng)機(jī)中的沉積物形成，運(yùn)降低燃料消耗，促 進(jìn)駕駛性能、汽車(chē)維護(hù)，并減少排放，其能使發(fā)動(dòng)機(jī)操作最佳化。本發(fā)明組合物和方法還產(chǎn) 生使用它們的發(fā)動(dòng)機(jī)中的功率增益。
[0018] 墜g
[0019] 適用于本發(fā)明中的燃料不過(guò)度受限。一般而言，合適的燃料通常在環(huán)境條件如室 溫(20-30°C)下為液體。液體燃料可W為控燃料、非控燃料或其混合物。
[0020] 控燃料可W為石油饋出物，包括通過(guò)ASTM規(guī)格D4814定義的汽油，或通過(guò)ASTM規(guī)格 D975定義的柴油燃料。在一個(gè)實(shí)施方案中，液體燃料為汽油，在另一實(shí)施方案中，液體燃料 為無(wú)鉛汽油。在另一實(shí)施方案中，液體燃料為柴油燃料?？厝剂峡蒞為通過(guò)氣至液方法制備 的控，包括例如通過(guò)方法如費(fèi)托法制備的控。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明所用燃料為柴油燃 料、生物柴油燃料或其組合。
[0021] 非控燃料可W為含氧組合物，通常稱(chēng)為氧合物(oxygenate),其包括醇、酸、酬、簇 酸醋、硝基燒或其混合物。非控燃料可包括例如甲醇、乙醇、甲基叔下基酸、甲乙酬、醋交換 油和/或來(lái)自植物和動(dòng)物的脂肪如油菜子甲醋和大豆甲醋，和硝基甲燒。
[0022] 控和非控燃料的混合物可包括例如汽油和甲醇和/或乙醇、柴油燃料和乙醇，及柴 油燃料和醋交換植物油如油菜子甲醋和其它生物衍生燃料。在一個(gè)實(shí)施方案中，液體燃料 為水在控燃料中的乳液、非控燃料或其混合物。在本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方案中，液體燃料可具 有基于重量為5000ppm或更少、100化pm或更少、300ppm或更少、200ppm或更少、3化pm或更 少，或者lOppm或更少的硫含量。
[0023] 本發(fā)明液體燃料W-般大于95重量％的主要量存在于燃料組合物中，在其它實(shí)施 方案中，W大于97重量％、大于99.5重量％，或大于99.9重量％存在。
[0024] 季錠鹽
[0025] 季鹽包括(a)控基取代酷化劑和具有能夠與所述酷化劑縮合的氧或氮原子的化合 物的縮合產(chǎn)物(且所述縮合產(chǎn)物進(jìn)一步具有叔氨基)與(b)適于將化合物(a)的叔氨基轉(zhuǎn)化 成季氮的季錠化劑的反應(yīng)產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，季錠化劑包括硫酸二烷基醋、芐基面、 控基取代碳酸醋;控基環(huán)氧化物或其混合物。在一些實(shí)施方案中，季錠化劑與酸組合使用， 在一些實(shí)施方案中，控基環(huán)氧化物與酸組合使用。
[0026] 本發(fā)明控基取代酷化劑為長(zhǎng)鏈控與如下通式表示的任何含有締鍵的化合物的反 應(yīng)產(chǎn)物：
[0027] (ri)(ri)c=c(ri)(ch(ri)(ri)) (I)
[0028] 其中Ri各自獨(dú)立地為氨或控基，其中長(zhǎng)鏈控一般為被單不飽和簇酸反應(yīng)物取代的 聚締控，單不飽和簇酸反應(yīng)物例如為(i )α，β-單不飽和C4-Cio二簇酸如富馬酸、衣康酸、馬來(lái) 酸；（ii) (i)的衍生物如（i)的酢或C廣C5醇衍生的單-或二醋；（ii i )α，β-單不飽和C3-C10單簇 酸如丙締酸和甲基丙締酸;或（ivKiii)的衍生物如（iii)的&-C5醇衍生的醋。
[0029] 用于與單不飽和簇酸反應(yīng)的締控聚合物可包括包含主要摩爾量的C2-C20,例如C2- C5單締控的聚合物。運(yùn)類(lèi)締控包括乙締、丙締、下締、異下締、戊締、辛締-1或苯乙締。聚合物 可W為均聚物如聚異下締，W及運(yùn)類(lèi)締控中的兩種或更多種的共聚物，例如乙締和丙締;下 締和異下締;丙締和異下締的共聚物。其它共聚物包括其中次要摩爾量的共聚物單體如1- 10摩爾％為〔4-&8二締控的那些，例如異下締和下二締的共聚物;或乙締、丙締和1,4-己二 締的共聚物。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施方案中，式（I)中的至少一個(gè)R衍生自聚下締，即C4締控，包括1-下締、 2-下締和異下締的聚合物。C4聚合物可包括聚異下締。在另一實(shí)施方案中，式（I)中的至少 一個(gè)R衍生自乙締-α締控聚合物，包括乙締-丙締-二締聚合物。乙締-α締控共聚物和乙締- 低級(jí)締控-二締 Ξ聚物描述于大量專(zhuān)利文件中，包括歐洲專(zhuān)利公開(kāi)ΕΡ 0 279 863和如下美 國(guó)專(zhuān)利:3,598，738;4,026,809;4,032,700;4，137，185;4，156,061;4,320,019;4,357,250; 4,658,078;4,668,834;4,937,299 ;5,324,800,通過(guò)引用將其中關(guān)于運(yùn)些乙締基聚合物的 相關(guān)公開(kāi)內(nèi)容并入本文中。
[0031] 在另一實(shí)施方案中，式(I)的締鍵主要是下式(II)和(III)表示的亞乙締基：
[0032] -化)C = C(r2)(r2) (II)
[00削其中R2為控基，和
[0034] -(H)(r3)C(C(C 出）=CH2) (III)
[0035] 其中R3為控基。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施方案中，式（I)的亞乙締基含量可包含至少約30摩爾％亞乙締基、至少 約50摩爾％亞乙締基，或至少約70摩爾％亞乙締基。該材料和它們的制備方法描述于美國(guó) 專(zhuān)利 5,071，919;5，137,978;5，137,980;5,286,823、5,408,018、6,562,913、6,683，138、7， 037,999和美國(guó)公開(kāi)齡3.2004017655241、20050137363和2006007965241中，通過(guò)引用將其 明確并入本文中，運(yùn)類(lèi)產(chǎn)品W商品名GLISSOPAL?由BASF市售，和W商品名TPC 1105? 和TPC 595?由Texas 化trochemicals LP市售。
[0037] 由單不飽和簇酸反應(yīng)物和式(I)化合物的反應(yīng)制備控基取代酷化劑的方法是本領(lǐng) 域中熟知的并公開(kāi)于如下專(zhuān)利中：美國(guó)專(zhuān)利Nos. 3,361，673和3，401，118, W導(dǎo)致進(jìn)行熱 ''締"反應(yīng)；美國(guó)專(zhuān)利 Nos.3,087,436;3，172,892;3,272,746、3,215,707;3,231，587;3,912, 764;4,110,:349 ;4,234,435 ;6,077,909 ;6,165,235,并通過(guò)引用并入本文中。
[0038] 在另一實(shí)施方案中，