[发明专利]瓦斯油组合物

说明书

[发明领域] 

本发明涉及瓦斯油组合物，更具体地涉及用于夏季或冬季的瓦斯油组合物，其既适合于柴油机燃烧又适合于均质充量压缩着火燃烧。 

[发明背景] 

柴油机燃烧是指其中当注入发动机燃烧室的燃料蒸发、与空气混合并变成具有适当燃料/空气比例的预混气体且该气体经受适当的温度条件时发生着火(预混燃烧)的燃烧。经常的情况是，这种着火是好还是差通过评价蒸发特性和十六烷值来确定，其中蒸发特性由蒸馏特性引起，而十六烷值表明了燃料的自燃性质。如果在柴油机燃烧需要更高的输出量(高负荷情况)，则必须连续注入燃料，甚至在自燃发生以后。在这种情况下，所述燃料必须在注入的燃料在发动机燃烧室内部使用流化空气于空气气氛中扩散的同时被燃烧(扩散燃烧)。因此，对于燃料特性来说所需要的是有助于预混燃烧和扩散燃烧的那些特性。 

有一种称作均质充量压缩着火燃烧的燃烧模式，其衍生自这些柴油机燃烧模式，并且该燃烧模式近来受到关注，因为其低排放性质和出色的燃料效率性质。该燃烧模式区别于前述柴油机燃烧之处在于前者的整个燃烧过程是预混燃烧，并因此不涉及扩散燃烧。然而，如上所述，由于燃料的自燃性质，着火不希望地发生，因此它被认为尤其在高负荷条件下难以控制着火。因此，许多发动机采用这样的燃烧模式，其中仅在低负荷和中等负荷条件下实施均质充量压缩着火燃烧，并在高负荷条件下切换至正常的柴油机燃烧。因此，可以得出结论，对于燃料特性来说所需要的是既具有在低负荷条件下有助于均质充量压缩着火燃烧的因素又具有在高负荷条件下有助于柴油机燃烧的因素 的那些特性。 

通常，通过调和一种或多种类型的基础油来生产瓦斯油组合物，所述基础油通过使由原油的常压蒸馏所产生的直馏瓦斯油或直馏煤油进行加氢精制或加氢脱硫而产生。特别地，通常调节前述煤油基础油与柴油基础油的调和比以确保在冬季期间的低温流动性。如果需要，将这些基础油与添加剂例如十六烷值改进剂、清净剂和低温流动改进剂调和(参见，例如以下非专利文献No.1)。 

就用于上述均质充量压缩着火燃烧的燃料而言，专利文献No.1公开了柴油瓦斯油组合物，其特征在于它含有相对轻的催化裂化的瓦斯油，并且十六烷值低，以及密度和芳族物质含量高。该文献描述了该组合物可既具有用于均质充量压缩着火燃烧的优异低温性质又具有用于其的低NOx和低PM性质。然而，容易预见到的是，该组合物的芳族物质含量将非常大，导致未燃烧的燃料的排放增加。而且，如上所述，当前的通常情况是，均质充量压缩着火燃烧与常规柴油机燃烧并行使用。因此，显而易见，该文献中的具有低十六烷值、高密度和高芳族物质含量的燃料根本不适合于均质充量压缩着火燃烧。此外，还容易预见到，由于芳族物质含量高，烟灰或沉积物将会粘附在注射喷嘴或EGR(废气循环)控制阀上。因此，该文献中的柴油机瓦斯油组合物基本上无法成为环境友好的燃料。类似地，专利文献No.2，3和4公开了具有通过所起作用而定义的蒸馏特性的燃料组合物对于均质充量压缩着火燃烧是有效的。然而，如上所述，蒸馏特性在化学上不涉及控制燃料自燃性质的因素，特别是假设其中在较早阶段注入燃料的类型的均质充量压缩着火燃烧有所改进的情况下，如本发明所提出的，蒸馏特性仍是不那么有效的。由每一特定蒸馏物量例如T90的温度所定义的指数而不是通过馏分量而定义的指数可以是获知燃料特性的粗略标准，但是没有意义，因为它不是绝对的定量定义。此外，这些燃料组合物的十六烷值被抑制，于是其饱和烃化合物的含量反而有可能被降低，并因此被认为是不能控制任意着火的燃料。因此，显而易见，由这些文献提出的特性定义不能被认为是可控制自燃的燃料 特性，且于是认为仍未实现环境友好燃料。 

此外，考虑到使用所述环境友好燃料的环境，必须每个季节对其燃料特性进行优化。具有过度轻质化的蒸馏特性的燃料经常可导致注射泵的卡咬、气蚀损坏和高温启动能力方面的问题。 

即，非常难以设计一种高品质燃料，其可以高水平达到瓦斯油组合物所需的要求，该瓦斯油组合物既具有在夏季或冬季环境下优异的实用性能，又具有适用于均质充量压缩着火燃烧的环境友好性质，并且不存在基于对满足前述以外燃料要求的各种性质的这种燃料的充分研究的实例或发现以及不存在生产所述燃料的实用方法。 

(1)专利文献No.1：日本专利未审公开No.2006-28493 

(2)专利文献No.2：日本专利未审公开No.2005-343917 

(3)专利文献No.3：日本专利未审公开No.2005-343918