[发明专利]含有至少三种金属的混合有机金属组合物及其作为燃料添加剂的应用

说明书

本发明涉及含有至少三种金属的混合有机金属组合物，这些金属分别属于锰或铁族、稀土族以及碱金属或碱土金属族。该发明还涉及此有机金属组合物作为燃烧添加剂用于燃料或烃类液体碳氢燃料如燃料油或汽油的应用。

众所周知，使用有机酸的有机金属配位盐或有机酸的有机准金属配位盐作为烃类液体燃料的燃烧添加剂，用于比如促进或改善这些燃料的燃烧。这类添加剂由比如由有机酸(具有多于7个碳原子的脂肪酸)和铁(请见FR-A-2,172,797)、或锰(请见FR-A-2,486,083)或稀土金属，特别是铈(请见FR-A-2,359,192)得到的配位盐组成。本申请人还提出过含有铁和铈的混合燃烧添加剂(请见EP-A-112,219)。

这些添加剂对于尤其是燃料油燃烧的作用机理属于公知内容：在添加剂中所含有的金属氧化物吸附在存在于燃料油中的沥青上面，这些金属氧化物对这些沥青的燃烧具有催化作用，因此它们减少了在燃烧过程中释放出的固体未完全燃烧物的数量。

但是，使用以稀土为主要成分的化合物是很昂贵的，因为这些化合物很稀有。所以为了降低费用，本申请人还研究和测试了许多其它有机金属化合物以便作为替代物使用，但是未取得显著成效。

然而，完全意外地发现，通过添加第三种碱金属和/或碱土金属不仅可以明显地减少稀土的含量，而且可以改善这些添加剂的质量。

因此本申请人以出人意料的方式证实，在铁和铈中添加第三种元素，不仅改善了与环境有关的燃烧质量，而且还降低了添加剂的成本，特别是在城市的环境下，燃烧质量受到越来越严格的法规约束。

因此，本发明的目标是提出一种含有至少三种金属的混合有机金属组合物，在同样的金属总含量下，其作为燃烧助剂的效能至少与铁盐和稀土盐的混合物一样，由于减少了稀土金属的含量，与同样的盐相比，其成本明显地下降。

因此本发明涉及混合有机金属组合物，其特征在于它含有至少三种金属M1、M2和M3的有机酸盐，

—第一种金属M1包括至少一种属于铁族或锰族的金属，优选选自铁、锰、钴或镍，

—第二种金属M2包括至少一种属于稀土族的金属，优选选自铈、镧、钕或镨，

—第三种金属M3选自碱金属或碱土金属族，优选选自钡、锶、钙或锂。其特征还在于金属M3/M2质量含量比值R大于0.15，优选大于1.5。

实际上已经证实，在该组合物中加入属于碱金属或碱土金属族的第三种元素，一方面可以令人意外地降低添加剂中稀土金属的含量，另一方面可以降低含有所述组合物作为添加剂的燃料油燃烧过程中产生的固体未完全燃烧物的含量。再者，在该组合物金属总含量相同的条件下，在此组合物中使用钙可以相应地减少必须的稀土金属数量，因此降低了添加剂的成本。

就本发明的目的及本说明的后续部分而言，作为选自铁或锰族的金属M1，因为铁的成本低，所以它是优选的。可以单独使用铁，或者与锰、钴或镍一起使用。

同样，稀土族的金属M2优选为铈，它可以单独使用，或者与镧、钕或镨一起使用。

作为属于碱金属或碱土金属的金属M3，优选的元素是钙，它可以单独使用，或者与锂、锶或钡一起使用。

可以按照在先有技术中，具体如本申请人提交的欧洲专利EP-B-112,219中叙述的方法，制备铁或锰族和稀土族有机金属衍生物，这样就得到明显超过正常化学计量的金属浓度很高的溶液。

可以由水溶性盐、氧化物或氢氧化物和优选含有多于7个碳原子的脂肪酸制备含钙的溶液。也可以使用其它的有机酸如烷酸、芳基酸或烷基芳基磺酸，以及具有优选含有多于8个碳原子的烷基芳基链的羧酸。

然后将这些溶液，特别是铁、铈和钙的溶液在优选为芳香族溶剂并且其中芳香化合物含量高于50％，更优选高于80％的有机溶剂混合，就可以得到最终的组合物。在环境温度下，得到的产物是稳定的液体，因而易于使用。

本发明组合物的铁或锰族金属M1的含量相对于金属总量优选高于或等于30％(重量)，稀土金属M2的含量高于或等于10％(重量)，属于碱金属或碱土金属族的金属M3的含量通过金属M3和M2的质量比R直接与稀土金属M2的含量有关，该R值应该高于0.15，优选高于1.5。

这些组合物可以溶解于烃类，因此可以以适当的比例加入到液体烃类燃料中，比如重的、轻的或家用的重油燃料油，以及汽油，所述的这些燃料中含有10-100ppm的添加金属，优选40-100ppm。