[发明专利]具有添加剂的燃料组合物

说明书

用于火花点火内燃机的燃料组合物包含非金属辛烷提升添加剂。所述非金属辛烷提升添加剂是当在0.67重量%的处理比率下使用时，使燃料的研究辛烷值增加至少1.8，同时保持T₉₀和/或蒸气压的添加剂。

发明领域

本发明涉及用于火花点火内燃机的燃料的添加剂。特别地，本发明涉及用于增加用于火花点火内燃机的燃料的辛烷值，同时保持T₉₀和/或蒸气压的非金属添加剂。本发明还涉及包含辛烷提升添加剂的用于火花点火内燃机的燃料。

发明背景

火花点火内燃机广泛用于家用和工业二者中的动力。例如，火花点火内燃机通常用于为汽车工业中的车辆(例如乘用车)提供动力。

火花点火内燃机中的燃烧由产生火焰前缘的火花引发。火焰前缘从火花塞前进并快速平稳地穿过燃烧室，直到几乎所有燃料都被消耗掉。

当在较高压缩比下操作时，即当在发动机中的燃料/空气混合物点火之前对其施加更高程度的压缩时，广泛认为火花点火内燃机更有效。因此，现代的高性能火花点火内燃机倾向于在高压缩比下运行。当发动机对进气充量具有高度的补充增压时，也需要较高的压缩比。

然而，增加发动机中的压缩比增加异常燃烧的可能性(包括自动点火的可能性)，特别是当发动机被增压时。当通常被理解为火焰前缘和燃烧室壁/活塞之间的未燃烧气体的末端气体自动点火时，发生自发点火形式。在点火时，末端气体在燃烧室中的火焰前缘之前迅速且过早地燃烧，导致气缸中的压力急剧上升。这会产生特有的爆震或爆裂声音且被称为“爆震”、“爆炸”或“爆裂”。在一些情况下，特别是对于增压发动机，其它形式的自动点火甚至可能导致称为“大爆震”或“超爆震”的破坏性事件。

由于燃料的辛烷值(也称为抗爆震等级或辛烷等级)低于发动机的抗爆震要求，发生爆震。辛烷值是用于评估给定燃料将发生爆震的点的标准量度。较高的辛烷值意味着燃料/空气混合物在末端气体发生自动点火之前可以承受更多的压缩。换句话说，辛烷值越高，燃料的抗爆震性质越好。虽然研究辛烷值(RON)或发动机辛烷值(MON)可用于评估燃料的抗爆震性能，在最近的文献中，更注重RON作为现代汽车发动机中的燃料抗爆震性能的指标。

因此，需要用于具有高辛烷值，例如高RON的火花点火内燃机的燃料。特别需要用于高压缩比发动机的燃料，包括利用对进气充量的高度补充增压的燃料，以具有高辛烷值，从而在没有爆震的情况下可以享受更高的发动机效率。

为了增加辛烷值，通常将辛烷改进添加剂加入到燃料中。这种添加可以由精炼厂或其它供应设备，例如燃料终端或大型燃料共混器进行，使得在基础燃料辛烷值原本太低时燃料符合适用的燃料规格。

有机金属化合物，包括例如铁、铅或锰是众所周知的辛烷改进剂，四乙基铅(TEL)已被广泛用作高效的辛烷改进剂。然而，TEL和其它有机金属化合物现在通常仅少量用于燃料(如果有的话)，因为它们可能是有毒的，对发动机有害且对环境有害。

不基于金属的辛烷改进剂包括含氧化合物(例如醚和醇)和芳族胺。然而，这些添加剂也存在各种缺点。例如，N-甲基苯胺(NMA)，一种芳族胺，必须在相对高的处理比率(1.5-2%重量添加剂/重量基础燃料)下使用，以对燃料的辛烷值具有显著影响。NMA也可能有毒。含氧化合物使燃料中的能量密度降低，且与NMA一样，必须在高处理比率下加入，可能导致与燃料储存、燃料管线、密封和其它发动机部件的兼容性问题。

已经努力为NMA寻找替代的非金属辛烷改进剂。GB 2 308 849公开了二氢苯并噁嗪衍生物用作抗爆震剂。然而，与在类似处理比率的NMA相比，衍生物提供在燃料的RON方面显著更小的增加。