[发明专利]用于使可氧化的液体稳定化的装置以及该装置的用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于使可氧化的液体稳定化的装置。本发明还涉及该装置的用途。

背景技术

可氧化的液体例如是易氧化的燃料，例如在机动车的内燃机中使用的燃料。这种易氧化的燃料尤其是生物燃料。作为生物燃料指的是生物来源的燃料。它们被混合到柴油燃料和汽油中。

混合到柴油燃料中的生物燃料例如是通常不饱和的长链脂肪酸酯，其通过不同生物油和脂肪的酯交换来获得。目前，例如在市场上可买到具有5％的生物燃料成分的柴油燃料。生物燃料以其纯净形式也在“生物柴油”的名称下销售。生物燃料的一个已知代表例如是菜籽油甲醇。

混合到汽油中的生物燃料通常是醇。

生物燃料的缺点是，其受到老化或者说生物降解或分解。作为降解产物通常产生可能招致金属材料腐蚀的有机酸。必须避免生物燃料或者说酸性降解产物对例如目前通常在内燃机中使用的喷射系统的液压部件的腐蚀作用。尤其燃料喷射器要极其精确地制造以满足功能要求。然而，由于腐蚀，例如在喷射喷嘴上会出现燃料量计量的小的不可预见的改变。这不仅对燃料消耗而且对有害物质排放性能具有显著影响。在最不利的情况下，腐蚀甚至可能导致整个喷射系统的失效。

通常，生物燃料的化学和生物降解反应通过与大气氧的反应(即氧化)开始。尤其地，不饱和的有机化合物易受这种与大气氧的反应影响。除了氧化，游离酸也通过与水的酸催化酯裂解产生。水通常已经溶解在燃料中或者说被带入到燃料中并且被重新冷凝出来。水的带入例如可能在机动车的加燃料过程中发生。在机动车的工作期间在较高温度下，水例如富集于燃料箱中。这归因于，水在燃料中的可溶解性随着温度增加。在机动车驻车并且燃料冷却时，被带入的水可能在喷射系统中冷凝出来并且在那里发挥它的腐蚀作用。

由于生物燃料的极化性比纯柴油燃料更高，生物燃料显示出提高的吸水能力。因此，由水引起的腐蚀与纯柴油燃料相比同样进一步上升。

为了改进易氧化的液体的存储和运输能力，例如少量地添加天然存在的或人工合成的抗氧化剂。抗氧化剂在此以均匀地溶解在液体中的方式存在。作为天然存在的抗氧化剂添加例如抗坏血酸(维生素C)或生育酚或者说生育三烯酚(维生素E)。合成的抗氧化剂例如是苯酚、烯醇和烯二醇(Endiole)。通过抗氧化剂延缓液体的组成部分的氧化降解，其方式是抗氧化剂还原和截获(自由基的)中间产物或者将溶解在液体中的氧直接还原或化学键合成水。

然而，均匀溶解的抗氧化剂的稳定化作用仅保持存在这么长时间，直到抗氧化剂自身被氧化。但是因为尤其在燃料中抗氧化剂的浓度应保持很低以消除对燃料性能和/或液压部件的负面影响，所以该稳定化作用仅仅是有限的。简单增加抗氧化剂的浓度对于存储稳定化是不可行的。

发明内容

根据本发明构造的用于使可氧化的液体稳定化的装置包括可被液体流过的壳体。在该壳体中含有至少一种在载体材料上固定化的、不可溶解在可氧化的液体中的抗氧化剂。

通过抗氧化剂在载体材料上的固定化可以使用明显更大量的所述至少一种抗氧化剂。这能够实现液体的更高的存储稳定性，而不用以均匀溶解在液体中的添加剂的形式向液体中添加抗氧化剂。在流过其中含有至少一种在载体材料上固定化的抗氧化剂的壳体时，中间产物被还原和/或截获。通过比作为添加剂添加多得多的抗氧化剂的量可以使稳定化作用在时间上提高多倍。也不会出现任何不利的、腐蚀的作用，因为抗氧化剂或其还原产物不能被冲刷到液体中并且由此不能与金属材料形成接触。在抗氧化剂溶解在液体中的情况下，腐蚀作用源于抗氧化剂或其第二产物是相对于金属的络合剂。

在本发明的意义上，可氧化的液体例如是燃料、如市场上常见或者说通常已知的用于内燃机的动力燃料，其主要包含脂族烃或芳香烃的各种沸腾馏分以及其它添加物、即所谓的添加剂。燃料也可以是生物来源的燃料。此外，燃料或者说动力燃料也可以含有其它人工合成的碳氢化合物，即所谓的合成燃料、BTL或GTL动力燃料，其例如根据费-托合成生成。在术语燃料下也可以想到含氧的碳氢化合物，例如醇化合物、醚(例如二甘醇二甲醚)、酯、酮、缩醇、醛、缩醛和其它更多。以上提到的燃料可以分别单独地或者以具有0至100％之间的单种燃料类型的份额的混合物被包含在燃料中。