[发明专利]柴油添加剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以申请日为2010年7月1日的美国临时申请61/360,880为优先权，该申请的内容在此全部并入本申请。

技术领域

本发明涉及用于与柴油一起使用的添加剂，尤其涉及内燃机中使用的柴油。

背景技术

柴油的使用已有很长的时期，当在内燃机中使用时，柴油相比汽油具有许多优点。然而，柴油的性能和特点仍有待改善。柴油在燃烧时会带来明显的污染，包括微粒的排放。因此，寻求一种能最小化其负面效应、同时提高柴油的燃烧能效的方法将是有益的。

发明内容

本发明的一些实施例旨在提供一种用于与柴油一起使用的新型添加剂。该添加剂在与内燃机、包括汽车中使用的柴油化合使用时具有许多益处。这些益处包括但不限于：减少燃烧副产品的排放、例如二氧化碳、硫和其它污染物，同时降低柴油的消耗。

本发明的实施例在用作柴油添加剂时，可用于轿车、卡车、发电机和其它使用内燃机的机器。所述添加剂与普通燃料系统相兼容，无需在使用前针对某一发动机作任何调整。

附图说明

图1展示了描述用于生产本发明一个实施例的合成工艺的流程图。

具体实施方式

本发明包括使用多步骤工序而合成的一种或多种化合物。所述一种或多种化合物通过该合成工序制得，通常为粉末或凝胶形式，构成可添加至柴油中的添加剂，包括矿物柴油和生物柴油；当然，该添加剂也可添加至无铅汽油或其它类型的燃料中。如以下将详述的，与无添加剂的柴油相比，这种添加剂在柴油燃烧时提供了多种优点和益处，例如在内燃机中。

参见图1，用于合成和制备柴油添加剂的工序涉及多个步骤，且最终产物之前的多种前体化合物已生成。在一个实施例中，可根据下表I按比例添加合成工艺中使用的原料，其中所标示的百分比是基于添加至柴油添加剂中的全部原料来计算的。

所述合成工艺涉及锰化合物的使用，优选地为二氧化锰，更优选地为粉末形式的二氧化锰矿石。所述二氧化锰矿石可从多种来源获取。一种优选的来源是印度产的二氧化锰矿，其二氧化锰质量分数或纯度可达78%。矿石质量分数或纯度的差异是可以接受的，例如，±2%、 ±5%、±8%、±10%、±12%、±15%、或±20%。应当注意，矿石用量优选地应调整为能够保持表I中的二氧化锰百分比。尽管一些实施例中二氧化锰矿石的用量占43%或约43%，然而根据下表I，其它用量也是适当的，例如在约42-44%、40-46%、35-50%、25-50%、或5-60%之间的范围内。

接着，将丙二酸二乙酯（Diethyl malonate, DEM）添加至矿石中。DEM的用量可在从刚够与矿石混合的量到约占20%之间变动，当然，在一些实施例中，用量为9%、约9%、约8-10%、6-12%、或5-15%。在混合时，对混合物进行加热，在一些实施例中仅稍微加热至例如75-120°F或至95°F。这可在例如蒸汽锅炉中实现。随后继续混合以一段相对较短的时间，例如约25-105分钟，或约65分钟。所得化合物是化合物I，其可呈现浅褐色或褐色。

随后，将硅石添加至化合物I中，混合以一段相对较短的时间，例如约5到55分钟，或约25分钟。也可使用其它硅化合物，包括硅酸盐和硅。一些例子中硅石的用量可在不超过20%的范围内，或不超过10%，或者有时在约5-10%之间，或约3.5%。在混合时，优选地对混合物进行加热，例如从80 °F加热至130 °F，或至95 °F。当冷却至室温、例如60°F到75°F之间时，得到的混合物形成中性凝胶，或化合物II。该化合物II通常呈现极浅的褐色或沙土色。接着，将化合物II与碳酸盐混合，例如粉末形式的碳酸钠，并加热或不加热（例如，在室温下）以一段较短时间，例如约5到60分钟、如约15分钟，以形成化合物III，其呈现红色或带红色的色彩。所述碳酸钠可占例如约7%、5-15%之间、或不超过20%、15%或10%。

下一步，添加碱、例如氢氧化钠水溶液这样的强碱并与化合物III混合，在一些实施例中氢氧化钠水溶液的浓度为48%、45-50%、40-60%或30-70%。所述混合物优选地在相对较低的温度、例如60°F到75°F室温下混合以一段短时间，例如5到45分钟或35分钟。氢氧化钠的百分比可以是例如1%到10%之间、或1%到5%之间变化，但优选地是约2.5%。在该时刻，形成了粉末状的化合物IV，通常为微红色或带红色的色彩。