專利名稱：氣相燃燒方法和組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)和其它燃燒 系統(tǒng)的燃料組合物。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及新穎的氣相燃燒方法， 其中與高熱焓值金屬燃料的結(jié)合能夠改進(jìn)燃燒過程，降低燃燒溫度， 提高熱效率、燃料的經(jīng)濟(jì)性、功率和減少排放物。
背景技術(shù)：
在烴燃料中，用作抗爆劑的各種各樣的有機(jī)錳化合物(例如甲基環(huán) 戊二烯基錳三羰基-MMT等)是已知的。參見美國(guó)專利2818417號(hào)、 2839552號(hào)和3127351號(hào)(這些專利引入本文供參考)。在煤、柴油和噴 氣航空燃料之類的較重質(zhì)燃料中所使用的有機(jī)錳的化合物也是已知 的，并且認(rèn)為有助于減少煙霧和固體顆粒的排放物。參見美國(guó)專利 3927992號(hào)、4240802號(hào)、4207078號(hào)和4240801號(hào)。
雖然有機(jī)錳的化合物具有抗爆和其它的優(yōu)點(diǎn)，但是在烴燃料中它 的使用產(chǎn)生其它一系列的環(huán)境和實(shí)際問題。即在燃燒過程中金屬基燃 料生成金屬氧化物。在有機(jī)錳化合物的情況下，當(dāng)在烴燃料中燃燒時(shí), 這些金屬化合物產(chǎn)生有害的重金屬的錳氧化物(Mn304和Mn203)，這些 錳氧化物又覆蓋在發(fā)動(dòng)機(jī)零件、燃燒系統(tǒng)、汽輪機(jī)、排氣系統(tǒng)的表面、 排放/排氣處理催化劑等的上面，例如產(chǎn)生早期勞損、失效、過度磨損、 金屬顆粒排放物、長(zhǎng)期烴排放降解等。參見美國(guó)專利3585012號(hào)、 3442631號(hào)、3718444號(hào)和歐洲專利0235280號(hào)。有害金屬的沉積是眾所周知的，因此是金屬化合物應(yīng)用中的實(shí)際 問題。例如，長(zhǎng)期以來(lái)，錳氧化物在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)等上的沉 積一直是錳的化合物應(yīng)用中一個(gè)主要障礙。由于錳沉積物的嚴(yán)重性， 因此己經(jīng)開發(fā)出了各種各樣的方法，以便從噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)除去這些氧
化物。參見美國(guó)專利3556846號(hào)、3442631號(hào)、3526545號(hào)、3506488
號(hào)。不幸的是，由于其無(wú)實(shí)用性，金屬在這些方面的應(yīng)用實(shí)質(zhì)上已經(jīng) 停止，并且其它的應(yīng)用局限于很低濃度的金屬。
美國(guó)專利4600408號(hào)(19S6年頒布)公開了一種用作抗爆劑的碳酸 烷基苯酯。美國(guó)專利4600408號(hào)指出了上述的有機(jī)錳氧化物的問題和 公開了它的組合物必須是無(wú)有機(jī)錳。
由于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員己經(jīng)放棄解決金屬化合物燃燒的基本氧 化物無(wú)實(shí)用性的希望，并且相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)， 一直認(rèn)為在未加鉛 的汽油中有錳存在是非法的，專業(yè)人員就不愿意從鉛添加物的應(yīng)用中 分離MMT。例如參見歐洲專利申請(qǐng)91306278.2號(hào)，"非對(duì)稱的碳酸二 烷基酯燃料添加劑"，通過揭示四乙鉛、四甲鉛和環(huán)戊二烯基三羰基 錳以相同的量結(jié)合在一起，認(rèn)識(shí)到了這種現(xiàn)實(shí)，但是沒有說(shuō)明相互獨(dú) 立地采用它們。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)了新的一類高能冷燃燒組合物和方法，其中發(fā) 生的新型燃燒被稱為氣相燃燒。
本發(fā)明申請(qǐng)人發(fā)明的實(shí)質(zhì)在于發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)的燃燒方法和組合物所 存在問題的根源，例如，由于燃燒的燃燒速度和溫度不是同時(shí)最佳化， 所以很少產(chǎn)生理想的燃燒。
通過有效地提高燃料的燃燒速度，同時(shí)降低燃燒溫度，申請(qǐng)人不 僅控制或避免許多有害排放物的產(chǎn)生，而且也釋出了燃料的熱容量。當(dāng)金屬(參看下文)被引入時(shí)，它們變成了新的清潔的"高能"型冷燃燒 推進(jìn)劑/燃料和燃燒方法的主體，結(jié)果這限制金屬只是添加物或添加劑。
實(shí)質(zhì)上，本發(fā)明申請(qǐng)人己經(jīng)發(fā)現(xiàn)了新型燃燒的有關(guān)方法和組合物。 各種各樣的方法和組合物主要包括某種化學(xué)結(jié)構(gòu)/亞結(jié)構(gòu)和/或機(jī)械結(jié) 構(gòu)/亞結(jié)構(gòu)，所述這些結(jié)構(gòu)同時(shí)1)提高燃燒速度和2)降低燃燒溫度，因
而發(fā)生被稱為自由能的高釋放速率，排放物伴隨減少，功率提高、燃 料經(jīng)濟(jì)性增強(qiáng)，燃燒范圍擴(kuò)大等。
過渡金屬和堿金屬、堿土金屬、鹵素、IIIA族元素和其混合物(下 文稱"金屬"或"金屬粒子")是屬于本發(fā)明申請(qǐng)人發(fā)明的氣相燃燒的 核心。
這種燃燒不僅解決了不含金屬的燃料需修正其非最佳化燃燒這一
長(zhǎng)期需要解決的問題，而且也克服了長(zhǎng)期需要解決的金屬氧化物問題。
這兩者是對(duì)相同問題的同一種解決方法，且代表了申請(qǐng)人的許多組合 物和與其相關(guān)之方法的核心。
凈燃料只含獨(dú)自地增強(qiáng)燃燒結(jié)構(gòu)("ECS")和金屬，這種燃料被稱 為ECS燃料。ECS燃料可與幾種傳統(tǒng)燃料或助燃料組合，這種組合物 被稱為ECS/助燃料。
其它的凈燃料和方法包括具有降低汽化潛熱("LHV")和/或提高 燃料速度，用或不用ECS化合物幫助實(shí)現(xiàn)這種要求的方法。這些燃料 被稱為"改性燃料"或助燃料。改性燃料是可獨(dú)立應(yīng)用的燃料，所進(jìn) 行的改進(jìn)與申請(qǐng)人的發(fā)明目的相一致。這些燃料改進(jìn)了 LHV和/或燃燒 速度("BV")。它們的改進(jìn)是通過取代基重整/重組來(lái)實(shí)現(xiàn)，它包括組 分和蒸餾溫度的改進(jìn)。但是改性原料通常并不容易接受ECS和/或金屬 添加物。
5說(shuō)明書第4/110頁(yè)
助燃料通常是傳統(tǒng)燃料，在它們與ECS燃料加合前，可以進(jìn)行改 性或不改性。
采用ECS燃料、ECS/助燃料、單獨(dú)的改性助燃料的組合物和方法， 通過待審查的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US 95/02691號(hào)和PCT/US 95/06758 號(hào)中的

圖1-8的描述已被公開，其中的各個(gè)方面引入本文參考。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明
本發(fā)明屬于已知的氣相燃燒的稀有類型的燃燒。
本發(fā)明的整體是基于對(duì)燃燒的基本問題的這種發(fā)現(xiàn)和解決，本發(fā) 明只對(duì)燃料的多重性和與相同發(fā)現(xiàn)有聯(lián)系的燃燒系統(tǒng)構(gòu)成具有影響。 參見1995年3月2日申請(qǐng)的共同待審查的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US 95/02691號(hào)和1995年5月31日申請(qǐng)的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US 95/06758 號(hào)，它們引入本文參考。
本發(fā)明應(yīng)用于含金屬或不含金屬的燃料。但是在本發(fā)明顯著地改 進(jìn)的燃燒條件下，就可以明確指明可使用過渡金屬、堿金屬、堿土金 屬、鹵素、IIIA族元素和其混合物(下文稱"金屬物質(zhì)")，在燃燒過程 中這些金屬形成整體和強(qiáng)有力的取代基，不僅是燃料添加劑。
在下文中，本發(fā)明主要涉及化學(xué)和物理兩方面的熱效率，例如， 燃燒過程的效率和所產(chǎn)生的有用的或凈功(例如自由能)的能量。
申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的或重組的燃料相比，本發(fā)明大大提高 了熱和/或燃燒效率(例如飛行距離、燃料經(jīng)濟(jì)性、潛功、推進(jìn)力、上升 高度、燃燒的完全性等都有提高)。
本文中所使用的包括ASTM標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指的是美國(guó)試驗(yàn)及材 料協(xié)會(huì)公布的標(biāo)準(zhǔn)(1916， Race St.， Philadelphia, Pa.l9103)。申請(qǐng)人的發(fā)明在于提高i)含未加鉛金屬燃料的燃燒速度，使其高
于傳統(tǒng)燃料的燃燒速度，這是通過a)提高層流的燃燒速度(通過ECS化
學(xué)的方法蒸餾改性和/或重組的方法)，b)提高湍流的燃燒速度(通過化學(xué) 禾口/或物理的方法)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，和/或ii)通過化學(xué)方法，例如提高燃料的 汽化熱等，或通過物理方法(例如先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)、降低燃燒室進(jìn)氣溫 度)來(lái)降低燃燒溫度。
因此，要簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，就要統(tǒng)一到與提高LHV和BV多種 相互有關(guān)的化學(xué)和物理要素。
化學(xué)方法
申請(qǐng)人的發(fā)明包括提高LHV和BV的一類化學(xué)化合物的發(fā)現(xiàn)。在 燃燒過程中，當(dāng)釋放出某些游離基時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了。
這些化合物被稱為"增強(qiáng)燃燒結(jié)構(gòu)"化合物或"ECS"化合物。
游離基
申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在燃燒過程中出現(xiàn)的某些分子力是造成熱量迅 速擴(kuò)散和未燃燒氣體的反應(yīng)中心的主要原因。這些力能提高燃燒速度。
某些分子的游離基據(jù)信能夠達(dá)到這種結(jié)果，這些分子游離基包括 但不限于H、 H2、 O、 02、 CO、 F、 F2、 F3、 N、 B、 Be、 BO、 B2、 BF、 AL、 ALO、 CH3、 NH3、 CH、 C2H2、 C2H5、 Li、 ONH、 NH、 NO、 NH2、 OCH3(甲氧基)、OCH、OCH2和OH(羥基)。其它的ECS結(jié)構(gòu)是C1、OCOO、 COOH、 C2H5OOC、 CH3CO、 OCH20、 OCHCO和CO麗2。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是在燃燒過程的最早的階段(優(yōu)選在點(diǎn)火 后和在燃燒前，例如未灼燒的后點(diǎn)火蒸氣)自由地生成所述的游離基， 所述的游離基一般不穩(wěn)定，并解離和有能化學(xué)地鍵合的一個(gè)或一個(gè)以上的自由的或未使用的價(jià)電子。優(yōu)選當(dāng)與金屬化合物結(jié)合燃燒時(shí)，非 常希望它們用作主鏈燃燒反應(yīng)中的鏈載體。
燃燒優(yōu)選產(chǎn)生大量的解離游離基(例如OH、 CN、 CH、 NH等)和/
或不穩(wěn)定的分子和/或在燃燒過程中隨后再結(jié)合和解離的原子。這導(dǎo)致 延長(zhǎng)燃燒，用來(lái)提高排氣速度和/或增加有效工作流體。與傳統(tǒng)的組合
物/方法相比，在排氣速度方面提高為2%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 100%、 150%、 200%、 250%、 300%的
范圍或更高。
申請(qǐng)人的提高排氣速度表明顯著地區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，這是由于申 請(qǐng)人的高動(dòng)能的游離基用作與金屬結(jié)合。在本發(fā)明條件下，所述結(jié)合 的結(jié)果形成發(fā)光的氣相燃燒(參見下文)。
為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，所述游離基的形成熱是重要的。 通常形成游離基的熱量越低就越好。所述游離基的可接受的形成熱一 般小于150、 125、 100、 90、 80、 75、 70、 60、 50、 40、 30、 20、 10、 5、 2千卡/摩爾。希望游離基的形成熱小于為50千卡/摩爾或更小。在 這些范圍外的游離基的形成熱也可以接受，所希望的游離基的形成熱 是34(CH3)、 26(C2H5)、 9.3(OH)、 2.0(0130)千卡/摩爾。
這樣，優(yōu)選在預(yù)燃燒的氣相中產(chǎn)生大部分CH3、CO、OH和/或CH30 游離基重量百分?jǐn)?shù)的ECS化合物。申請(qǐng)人優(yōu)選的OH、 O、 CH3和CH30 游離基結(jié)構(gòu)是常見的甲醇、碳酸二甲酯("DMC")和甲縮醛ECS化合 物(參見下文)。
活性的高動(dòng)能的游離基是產(chǎn)生火焰的速度超過47、 48、 49、 50、 51、 52、 55 58、 60、 65、 70、 75、 80、 90 cm/秒或更高的那些游離 基(本生層流焰)。如本文所述，燃燒速度是用本生層流焰測(cè)量，單位是 cm/秒c控制含所述活性動(dòng)能游離基的預(yù)/后點(diǎn)火預(yù)燃燒氣體的擴(kuò)散，提高 未燃燒氣體的動(dòng)量/粘性，使其盡可能接近燃燒氣體的粘性。這又降低 了燃燒和未燃燒氣體間的粘性阻力。這種阻力的排除或減少大大地提 高了燃燒速度。因此，通過后點(diǎn)火預(yù)燃燒氣相的建立，實(shí)現(xiàn)了火焰前 沿頭部的活性游離基的擴(kuò)散，這是燃料和燃燒系統(tǒng)的一種功能。
關(guān)于未燃燒氣體火焰?zhèn)鞑ニ俾?，?shí)質(zhì)上是燃料-空氣-剩余氣體混合 物直接影響本發(fā)明的有利目的基本參數(shù)。因此，使包括在未燃燒氣體 蒸氣和/或火焰中產(chǎn)生的游離基在內(nèi)的基本反應(yīng)最大化以及使含有所述 游離基(如增加燃燒結(jié)構(gòu))的各種氣體的質(zhì)量和熱擴(kuò)散，以便產(chǎn)生高的燃 燒速度，這就是本發(fā)明所要說(shuō)明的實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種高動(dòng)能蒸氣/氣態(tài)的游離基組合物包括至少一種解離的基， 所述的解離基選自由下述基組成的組，這些基是H、 H2、 O、 02、 CO、
F、 F2、 F3、 N、 B、 Be、 BO、 B2、 BF、 AL、 ALO、 CH3、 NH3、 CH、 C2H2、 C2H5、 U、 ONH、 ON、 NH、 NH2、 OCH3、 OCH、 OCH2、 OH、 Cl、 CN和/或可選擇性的下述基組成的組，這些基是OCOO、 COOH、 C2H5OOC、 CH3CO、 OCH20、 OCHCO或CONH2和其組合，其中所選 擇基的形成熱小于150、 125、 100、 90、 80、 75、 70、 60、 50、 40、 30、 20、 10、 5、 2千卡/摩爾或更小，優(yōu)選小于50、 40、 30、 20、 10、 5、 2 千卡/摩爾，其速度可選擇性的超過47、 48、 49、 50、 51、 52、 55、 58、 60、 65、 70、 75、 80、卯cm/秒或更高，更優(yōu)選超過60、 65或70cm/ 秒，和可選擇性的有至少一個(gè)自由的或未使用的價(jià)電子；所述的游離 基在燃燒的主鏈反應(yīng)中可以稱為鏈載體，在燃燒過程中，可以解離和 重新締合。
實(shí)施例2
9一種氣態(tài)的預(yù)燃燒燃料蒸氣("燃料蒸氣")或方法，其中實(shí)施例1
的動(dòng)能游離基表示2%(wt)、 5%(wt)、 8%(wt)、 10°/。(wt)、 12%(wt)、 15%(wt)、 17%(wt)、 20%(wt)、 250/0(wt)、 30%(wt)、 40%(wt)、 5(3%(wt)、 60。/。(wt)或更多，優(yōu)選為20。/。(wt)以上的預(yù)燃燒燃料蒸氣。
實(shí)施例3
氣態(tài)未燃燒的預(yù)燃燒燃料蒸氣或方法1，其中所述的蒸氣降低未 燃燒和燃燒氣體之間的粘性阻力，可選擇性降低燃燒溫度，在最終的 氧化/燃燒前，通過所述游離基的隨后的重新締合/解離，以擴(kuò)大燃燒范 圍為特征的所述的蒸氣提高了燃燒/未燃燒氣體的速度；當(dāng)所述蒸氣含 過渡金屬、堿金屬、堿土金屬、IIIA元素或混合物時(shí)，發(fā)光的氣相燃 燒發(fā)生，產(chǎn)生亞微苯細(xì)粒的氧化物，與不含所述游離基或金屬化合物 的傳統(tǒng)的燃料蒸氣的燃燒氣體相比，提高了燃燒氣體的排氣速度。
ECS化合物
ECS化合物可以是固體、液體、氣體或其混合物，并且可在不同 的燃料體系中采用。液體ECS化合物應(yīng)是燃料可溶的并一般是在所有 燃料狀態(tài)體系中應(yīng)用。固體ECS化合物通常以固體燃料體系被采用， 但是通過適當(dāng)?shù)姆椒梢砸胍簯B(tài)或氣態(tài)體系。
ECS化合物可以選自醇類、胺類、酰胺類、草酸鹽類、酯類、二 酯類、二醇類、醚類、醛類、酮類、二醇類、乙二醇醚類、過氧化物 類、酚類、羧酸類、乙酸、草酸、硼酸、過氧化物類、過氧化氫、酯 類、原酸酯類、醛酸類、酮酸類、含氧酸類、原酸類、酸酐類、乙酸 鹽、原硼酸類、甲酸、硝酸鹽、二硝酸鹽、碳酸鹽、二碳酸鹽、硝基 醚類等。
非限制性的實(shí)例是氫、 一氧化碳、亞甲基二甲醚(也稱為甲縮醛、 二甲氧基甲烷)、碳酸二甲酯(也稱為二甲基碳酸酯"DMC")、碳酸二 乙酯、甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、甲基叔戊基醚(TAME)、甲醇、乙醇、丙醇、叔丁醇、二甲醚、其它的CVC6的低分
子量的醇類、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甲醚二乙醚、異丙醚、
二異丙醚(DIPE)、硝基甲烷、硝基乙烷、硝基丙垸、 一氧化二氮、氧化 二氮、氧化一氮、臭氧、水、氣體水合物(甲烷水合物)、過氧化氫、氫 過氧化物類、氧和類似化合物。申請(qǐng)人認(rèn)為，還有許多其它的化合物 沒有被識(shí)別出，它們都具有ECS化合物的功能。
ECS化合物是含乙酯基、甲酯基、羰基、羰基二氧基、羧基、乙 草?；?、乙醛酰基、甲氧基、亞甲基二氧基、乙醇?；?或羥基成分 和/或基團(tuán)的化合物。
含C-O或ON雙鍵的ECS化合物是特別理想的化合物。這些化 合物的非限制性實(shí)例是草酸鹽、碳酸鹽、乙酰丙酮、丁二酮肟、乙二 胺四乙酸等等。
類似的ECS化合物的其它的非限制性實(shí)例是乙烯、丙烯、叔丁基 枯基過氧化物、丁烯、1，2-丁二烯、1,3-丁二烯、炔烴類包括乙炔、丙 炔、丁炔-1、戊炔-1、己炔-l;取代的肼包括甲肼、對(duì)稱的二甲胺、非 對(duì)稱的二甲肼、肼；乙烷、丙烷、丁垸、二硼烷、四硼垸、戊硼垸、 六硼烷、癸硼烷、氫硼化鋁、氫硼化鈹、氫硼化鋰、硝酸銨、硝酸鉀、 硝酸、銨疊氮化物、高氯酸銨、高氯酸鋰、高氯酸鉀、三氧化二氮、 二氧化氮、疊氮酸、氰氣、氰氫酸、單乙苯胺、乙炔、硼氫化鋰、氨、 苯胺、苯、丁硫醇、二硼垸、二甲胺、二亞乙基三胺、乙醇、乙胺、 乙二胺、環(huán)氧乙垸、乙二胺、硝酸乙酯、亞硫酸二甲酯、糠醇、唐烯、 肼、氫、硝酸異丙酯、異丙醇、鋰、氫化鋰、甲垸、甲縮醛、甲醇、 硝酸甲酯、甲胺、甲基乙炔、甲基乙烯乙炔、單乙苯胺、硝基甲垸、 硝基丙垸、硝化甘油、正-辛烷、丙垸、環(huán)氧丙垸、硝酸正丙酯、鄰-甲苯胺、三乙胺、三甲胺、三硫代亞磷酸三甲酯、松節(jié)油、非對(duì)稱二 甲肼、二甲代苯胺、2,3-二甲代苯胺、硼氫化鋰、一甲肼、戊硼垸等。其它供選的ECS化合物包括二-叔丁基過氧化物、烷基過氧化物、 烷基過氧化氫、乙酰過氧化氫。過氧化物非限制性實(shí)例是叔丁基枯基 過氧化物，二(叔戊基)過氧化物、叔丁基過氧化氫、二(叔丁基)過氧化 氫、叔戊基過氧化氫、二叔丁基過氧化氫、叔戊基過氧化氫、乙?；?br> 叔丁基過氧化氫((CH3)3COOH)、環(huán)己基(乙?；?過氧化氫、乙基(乙酰 基)過氧化氫(C2H500H)、 二乙?；^氧化物、二乙基過氧化物、二甲 基過氧化物、甲基過氧化氫(CH300H)、乙?；郊柞；^氧化物、乙 ?；^氧化物、甲酸、四羥甲基甲烷、甲酸正二乙酯、甲酸正二甲酯、 甲酰胺、甲酸甲酯、硝酸垸基酯(包括硝酸乙基己酯和硝酸異丙酯)、2,5-二甲基2,5- 二(叔丁基過氧)己垸、OHC(CH2)4CHO 、 CH3CHOHCHOHCH3 、 (CH3)3CCHOHCH3 、 CH2CH2C(CH3)(OH)CH3 、 (CH3)2COOH、 (CH3)3COOH、 CH3N02、 CH3CCCOH、 (CH3)CCH2-COH、 HOCH2CH2OCH2CH2OH、 HOCH2CH2OH、 OCH2CHCHO、 (CH3)3CCHO、 (CH3)3CCH(OH)CH3、 C5H402、 H02CCH2CH2C02C2H5、 C3H7COC02H、 C5H802、 CH3COCHO、乙二磺酸、甘油酸甲酯、二羥乙酸、二羥乙酸 苯酯、二甘醇醚、甲酸甲酯、甲酸異戊酯、1，2-乙二醇、二甲醚l，2-乙 二醇、亞硝酸亞乙酯、硝酸次亞酯、乙二醇二乙酸酯、甲酸乙酯、甲 酸、乙二醛、甘油酸、四乙氧基甲烷、三乙氧基甲烷、三甲氧基甲烷、 草酸、草酸酯、草酸二甲酯、草酸二丙酯；酚類包括2-甲氧基苯酚、 3-乙氧基甲苯；乙酰丙酮、乙酸酐、乙酸乙酯、乙酸甲酯、二乙酸甲烷 二醇酯、乙酸戊酯、乙酸乙酰甲酯、乙酸、2，4-戊二酮、二乙酸甲醇酯、 乙酸乙酯、丙酸、環(huán)氧乙垸、環(huán)氧丙垸、硝酸銨、四氧化二氮等。
申請(qǐng)人認(rèn)為，在燃燒過程中，有或變成強(qiáng)螯合劑的化合物也是ECS 的供選化合物。
有下述的結(jié)構(gòu)且具有ECS化合物功能的化合物是理想的化合物， 這些結(jié)構(gòu)是R-OO、 R-OO-R、 R-COOOCO-R、 R-COOCOO-R、 R-CO-R、 H3COR^C02-R)或R-CO-R，其中R可以是空隙結(jié)構(gòu)。R可以是不同的， 相同的，或是本身的重復(fù)。R可以是2(R)、 3(R)、 4(R)，且其中R可以是H、乙酯基、甲酯基、caronyldiocy、羧基、二價(jià)碳基、乙草酰基、 乙氧基、亞乙二氧基、乙醇?；?、乙醛酰基、羥基、甲氧基甲基、乙 基、丙基、丁基、戊基、亞甲乙二氧基、丙酮基、乙酸基、乙酰基、 烷氧基、苯甲酸基、或苯甲?；?。
在各種體系中不同的ECS化合物顯然會(huì)產(chǎn)生不同的效果。例如， 可以預(yù)料在醇類體系中，由于汽化潛熱的不同，將得到更低醚類體系 的燃燒和排氣溫度?？梢灶A(yù)料，與某些醚相比，在燃燒過程中更低分 子量的醇類和碳酸酯類可以加速分解。
申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，含所述活性動(dòng)能游離基的ECS化合物正值或低 的負(fù)值形成熱是理想的。ECS化合物形成熱的可接受的負(fù)的范圍是大 約小于-200、 -180、 -160、 -150、 -145、 -130、 -120、 -100千卡/摩爾的 范圍，更優(yōu)選是小于-90、 -80、 -75、 -70、 -65千卡/摩爾的范圍，和最 優(yōu)選的是大約小于-60、 -55、 -50、 -45、 -40、 -35、 -30、 -20、 -10千卡/ 摩爾或在正值的范圍。更接近正值或更高的正值是特優(yōu)選的。
為了降低燃燒溫度，希望氣相結(jié)構(gòu)和/或ECS化合物本身在化合物 的沸點(diǎn)處有高的汽化潛熱(蒸發(fā)的熱焓)，特別是等于或大于28.0 jk/mo1。蒸發(fā)的其它熱焓(在沸點(diǎn)處)是等于或大于21、 22、 23、 24、 26、 27、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 40、 42、 43、 45、 47jk/mol或更高。通常是越高越好。
蒸發(fā)的更高潛熱還提高用冷進(jìn)氣作為燃料蒸發(fā)的容積效率，并且 增加能量密度。
所述的氣相結(jié)構(gòu)和/或ECS化合物本身特別需要具有高的火焰速 度。通常，在空氣中燃燒時(shí)(它們自己結(jié)構(gòu)的功能和按本生層流焰測(cè)量)， 火焰速度應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虺^40、 43、 45、 46、 48、 50、 52、 54、 56、 58、 60、 65、 70、 75、 80、 85、 90、 100、 110、 120、 130、 140、 150 cm/秒。
在點(diǎn)火前、點(diǎn)火后、預(yù)燃燒或在燃燒過程中，在由壓力作用產(chǎn)生 顯著動(dòng)能游離基的溫度下，希望氣相的ECS化合物易于分解和/或解離。 還希望在低于、在正?；蛟诟哂谏鲜稣５膲毫ο掳l(fā)生分解。
非常希望解離對(duì)含在未燃燒氣相中的在火焰前緣的頭部的所述游 離基起迅速擴(kuò)散、與金屬燃燒以及由此發(fā)生氣相燃燒起作用。
ECS化合物的沸點(diǎn)溫度優(yōu)選是低于350°C、 325°C、 300°C、 275°C、 250。C、 225°C、 200°C、 175°C、 170°C、 160°C、 150。C、 140°C、 130。C、 120°C、 110°C、 105。C和100°C。 ECS化合物在60°F下的汽化潛熱優(yōu)選 等于或大于75、 100、 110、 120、 130、 135、 140、 145、 150、 155、 160、 165、 170、 180、 190、 200、 210、 220、 230、 240、 250、 270、 290、 300、 325、 350、 375、 400、 425、 450、 475、 500 btu/lb或更高。ECS 化合物的汽化潛熱與任何未調(diào)節(jié)的基本燃料或添加化合物的助燃料相 比一般優(yōu)選至少是相同，但是更優(yōu)為0.5%、 1.0%、 1.5%、 2.0%、 2.5%、 5.0%、 7.5%、 10%、 25%、 50%、 75%、 100%、 150%、 200%、 250%、 300%或更大。通常是差別越大越好。例如申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，汽化潛熱 的相對(duì)差別越大，進(jìn)氣就可以被冷卻得更好，因此容積效率的提高也 就更大。
ECS化合物的火焰速度可以獨(dú)立地或是在優(yōu)選金屬存在下測(cè)量。 金屬存在下的ECS化合物的火焰速度一般要大于沒有所述金屬存在的 化合物的火焰速度。
優(yōu)選的層流焰的傳播速度一般超過30、 32、 34、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 44、 45、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55cm/秒。 越高越好。在本生層流焰測(cè)量的任何ECS化合物的火焰速度比基本燃 料或可添加所述ECS化合物的助燃料至少大0.05%-1.5%、 1.0-3.0%、2.0%-4.0%、 3.0%-6.0%、 5.0%-10%、 7%-20%、 8.0%陽(yáng)30.0%、 10%-40%、 15o/o-60%、 30%-200%、 50%-300%或更多。
ECS化合物優(yōu)選在稍高至中等高于起燃溫度，但是低于燃燒溫度 的溫度下迅速分解。使用在更高或甚至更低的溫度包括低于起燃熳度 的溫度下分解。但是，在汽油的情況下，預(yù)點(diǎn)火應(yīng)當(dāng)避免，在噴氣式 汽輪機(jī)燃料的情況下，希望在達(dá)165°C、 205°C、 220°C、 260°C 、 280 °C、 300°C、 320'C、 35(TC或更高的溫度在液態(tài)或氣態(tài)下燃料都有熱穩(wěn) 定性，燃料就可用作受熱器。
在燃燒過程中沒有完全消耗的ECS化合物當(dāng)在燃燒后在大氣中發(fā) 散時(shí)，優(yōu)選迅速分解。分解的半衰期優(yōu)選小于20、 15、 12、 11、 10、 9、 8、 7、 6、 5、 4、 3、 2、 1天，更優(yōu)選小于24、 22、 20、 18、 16、 14、 12、 10、 8、 6、 4、 2小時(shí)或更短，半衰期最優(yōu)選小于1.0、 0.5、 0.25小時(shí)或更短。
在正常處理和操作溫度下，在液相或氣相溫度達(dá)約150°F、 250°F、 300°F、 350°F、 400°F、 450°F、 500。F、 550°F、 600。F、 650°F、 700°F時(shí)， 優(yōu)選的ECS化合物是熱穩(wěn)定的，但是在氣相溫度大約超過上述溫度或 在300°F-1100°F、 400°F-1000。F、 500。F-卯0。F、 650°F-800°F之間時(shí)易 分解，更優(yōu)選在550。F-卯0。F之間。但是在這些溫度之外和/或例如在噴 射過程中，壓縮過程中，或在點(diǎn)火前、在點(diǎn)火后和/或燃燒時(shí)可以發(fā)生 分解。最佳的分解溫度依情況而改變，取決于所采用的燃料和燃燒系 統(tǒng)。
ECS化合物優(yōu)選分子結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的。本申請(qǐng)的有機(jī)ECS化合物的 燃料鏈特征優(yōu)選在一個(gè)鏈中的碳原子數(shù)為6、 5、 4、 3或優(yōu)選更少的。 更優(yōu)選3、2或一個(gè)碳原子。通常碳鏈長(zhǎng)度越短越是優(yōu)選的ECS化合物。
在液體燃料的應(yīng)用方面，閃點(diǎn)為-15(TF、 -135°F、 -120°F、 -115°F、-20°F、 -25°F、陽(yáng)辨、0°F、 40。F、 50°F、 170°F、 280°F左右的ECS化 合物是可接受的。在航空和其它相似的燃料中，希望閃點(diǎn)在3(TC、 38 °C、 40。C、 60。C、 70°C、 80°C、 90°C、 IO(TC、 105 °C、 ll(TC、 120。C、 130aC以上或更高。
在常溫或操作溫度下優(yōu)選對(duì)助燃料的蒸氣壓的提高或閃點(diǎn)的降低 沒有不利影響的ECS化合物。可接受的混合蒸氣壓為0.5-約50.0 psi 范圍。更希望混合蒸氣壓范圍為0.5-15.0、 0.5-12.0、 0.5-10.0、 0.5-9.0、 0.5-8.0、 0.5-7.0 psi，或0.5-6.0 psi，或0.5-5.0 psi，或0.5-3.0、 0.5-1.5、 0.5-1.0 psi、 0.05-0.5或更小的范圍。單個(gè)的蒸氣壓范圍是0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4.0、 4.5、 5.0、 5.4、 5.6、 5.7、 5.9、 6.1、 6.3、 6.6、 6.8、 6.9、 7.1、 7.2、 7.5、 7.6、 7.7、 8.1、 8.3 psi。混合蒸氣壓小于40、 35、 30、 25、 22、 20、 18、 16、 15、 14、 13.5、 13.0、 12.8、 12.5、 12.4、
12.2、12.0、 11.8、 11.5、11.2、11.0、 10.8、 10 5、 10.2、10.0、9.8、9.5、
9.4、9.2、9.1、9.0、8.8、8.5、8.3、 8.2、 8.1、8.0、7.9、7.8、7.7、7.6、
7.5、7.4、7.3、7.2、7.1、7.0、6.9、 6.8、 6.7、6.6、6.5、6.4、6.3、6.2、
6.1、6.0、5.9、5,8、5.7、5.6、5.4、 5.3、 5.2、5.1、5.0、4.9、4.8、4.7、
4.6、4.5、4.4、4.3、4.2、4.1、4.0、 3,9、 3.8、3.7、3.5、3,3、3.2、3.1、
3.0、2.9、2.8、2.5、2.2、2.0、1.9、 1.8、 1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、
l丄1.0、0.9、0.8、0.7、0.5、0.2psi是可接受的
蒸氣壓和閃點(diǎn)溫度可以通過助溶劑和/或在下文中提出的鹽的實(shí) 用加以調(diào)節(jié)或控制。
實(shí)施例4
一種ECS化合物包括最大碳鏈長(zhǎng)度為5、 4、 3、 2、 l個(gè)碳原子， 負(fù)值形成熱為-卯、-60千卡/摩爾或更小，包括正值形成熱；熔點(diǎn)小于 20、 10、 5、 0、 -10、 -20、 -30、 -501:或更低；沸點(diǎn)溫度大于25、 30、 40、 42、 43、 44、 60、 80、 90、 100、 110、 120、 140。C或更高；本生 層流焰速度超過40、 45、 48、 50、 55、 60、 65或70 cm/秒；在60°F的汽化潛熱超過80、 90、 100、 120、 130、 133、 140、 143、 145、 148、 150、 152、 155、 160、 165、 170、 175、 180、 185、 190、 195、 200、 205、 210、 215、 220、 230、 235、 240、 250、 300、 380、 400、 450、 500 BTU/lb;在高達(dá)200。F、 250°F、 300°F、 350°F、 400°F、 450°F、 4750F、 500°F、 550°F、 600°F、 650°F、 700°F、 750°F的溫度下液相或氣相熱穩(wěn) 定，此后開始迅速分解成高動(dòng)能的游離基，所述游離基包括選自由H、 H2、 O、 02、 CO、 F、 F2、 F3、 N、 B、 Be、 BO、 B2、 BF、 AL、 ALO、 CH3、 NH3、 CH、 C2H2、 C2H5、 Li、 ONH、 NH、 NH2、 OCH3、 OCH、 OCH2和OH及其混合物組成組中至少一種或一種以上的游離基。
實(shí)施例5
實(shí)施例4中的ECS化合物是燃料可溶的，并且可選擇性地含有氧， 其含氧量按重量計(jì)為等于1%、 3%、 5%、 8%、 10%、 15%、 20%、 25%、 30%、 33%、 40%、 45%、 50%、 52%、 53%、 55%、 58%、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、卯％、 95%、 100°/。左右，ECS化合物的含氧 濃度優(yōu)選大于25%(wt)。含氧濃度更優(yōu)選大于40%(wt)。
申請(qǐng)人認(rèn)為，ECS化合物之間可能有很大的變化，并且在某些凈 燃料和/或助燃料的應(yīng)用方面，某些ECS化合物不如其它的一些令人滿 意，或都不滿意。例如，幾種在非調(diào)節(jié)的航空燃料、先進(jìn)的噴氣燃料 應(yīng)用、柴油機(jī)燃料應(yīng)用可能很有效，但是對(duì)機(jī)動(dòng)車應(yīng)用就不可接受。
其它的ECS化合物帶來(lái)潛在的衛(wèi)生公害。例如，在許多燃料中， 應(yīng)用MTBE作燃料辛烷值改進(jìn)劑，但是現(xiàn)在認(rèn)為MTBE可能是致癌物 或致過敏物，而且在燃燒過程中它又相當(dāng)穩(wěn)定和有長(zhǎng)的大氣半衰期。 因此，在不含共ECS(CO-ECS)化合物以加速其大氣分解的情況下，它 的長(zhǎng)期環(huán)境效用受到限制。
用氧處理的更高辛烷值的ECS化合物例如MTBE、 ETBE、 TAME
改進(jìn)了點(diǎn)火性。但是，這些化合物有中等的汽化潛熱和燃燒速度。在本發(fā)明的各個(gè)方面，特別需要有在基團(tuán)間、各種類間和化合物 間多重效用的存在。申請(qǐng)人打算在種類或功能這兩方面起加倍作用。 例如，在金屬ECS化合物的情況下，只要能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述
的化合物可以起ECS化合物和金屬的雙重作用。
應(yīng)用某些ECS化合物將用作助溶劑(參見下文)或是共ECS化合 物，有利于一種或幾種ECS化合物的利用。共ECS化合物也可是助溶 齊'J。例如，必須通過摻入助溶劑，提高某些高BV/LHV ECS化合物的 閃點(diǎn)溫度，降低RVP或降低燃燒溫度。另外，也需要通過摻入助ECS 化合物DMC，提高存在的ECS化合物如MTBE的BV或LHV。
在各個(gè)ECS化合物間，ECS化合物的各種類間或單個(gè)和各種類之 間存在某些協(xié)同作用，提高了它們各自的能力。因此，可以考慮使用 較寬范圍的混合物。例如，ECS化合物與硝酸烷基酯組合，特別是在 餾出燃料液中，組合物顯示出了未預(yù)料到的燃燒改進(jìn)效果。
本發(fā)明實(shí)際上是通過包括獨(dú)立的燃料噴射的獨(dú)立方法，將ECS化 合物、共ECS化合物、助溶劑和/或助燃料進(jìn)行摻合。
采用互溶劑溶解不溶和半溶的ECS化合物。但是，優(yōu)選ECS化合 物是在這些燃料中可溶解的。
實(shí)施例6
可溶ECS化合物的燃料熔點(diǎn)小于-10(TC、 -8(TC、 -55°C、 -20°C 、 -5°C、 10°C、 50°C、 -25°C、 -5°C、 0°C 、 5°C、 10°C，沸點(diǎn)不小于40。C、 60°C、 75°C、 85°C、 IO(TC、 150°C、 275°C、 485。C或更高。
還要求應(yīng)用某種物理結(jié)構(gòu)，以令人滿意地提高ECS化合物的燃燒 速度和/或降低燃燒溫度，例如提高霧化或噴射壓力/方法。因此，這些要素或化合物/成分中，存在所述提高燃燒的結(jié)構(gòu)，較 高的濃度和/或變成中間物和/或開始/預(yù)燃燒和/或燃燒結(jié)構(gòu)/產(chǎn)物，特別 是在氣相加料和/或在壓縮蒸氣、后點(diǎn)火、預(yù)燃燒和/或氣相燃燒都能使 ECS化合物的燃燒速度得到提高。
作為未燃燒燃料蒸氣的百分?jǐn)?shù)，動(dòng)能游離基的相對(duì)克分子或體積 越高越好。
因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是采用足夠量的增強(qiáng)燃燒結(jié)構(gòu)，提 高未燃燒和燃燒氣間的擴(kuò)散速率。申請(qǐng)人發(fā)明的擴(kuò)散方法是應(yīng)用引入 獨(dú)立的層流和/或湍流燃燒速度的提高方法，這可以是物理的或化學(xué)的
方法。或者這些方法可以不使用ECS化合物(參見下文)。
在壓縮、點(diǎn)火和/或燃燒過程中，使用ECS化合物或其組合物時(shí)會(huì) 產(chǎn)生或形成ECS結(jié)構(gòu)的話，在本發(fā)明的實(shí)施中，ECS化合物就不必包 含ECS結(jié)構(gòu)。
這樣，在本發(fā)明的實(shí)施中，在燃燒過程中提高ECS形成的任何化 合物被認(rèn)為是ECS化合物。
在燃燒(包括在噴射區(qū)外的激發(fā))前，或否則在燃燒區(qū)使蒸氣很快擴(kuò) 散的能夠形成燃料蒸氣小滴或噴射的燃料顆粒以激發(fā)燃燒的任何化學(xué) 或物理方法都是優(yōu)選的。能夠產(chǎn)生燃料顆粒"爆炸"的這些非限制性 ECS化合物是水、甲醇、過氧化氫、油菜籽油等。
因此，可以使用通過用乳化劑、添加劑、助溶劑、超聲波混合或 其它方法/組合含水或其它ECS化合物的燃料，例如應(yīng)用含水汽油、柴 油、石腦油、航空燃料、餾出液燃料、烷基化物、重整產(chǎn)品等。ECS化合物優(yōu)選對(duì)密封材料或高彈性材料不腐蝕或沒有不利的影 響。但是，可以應(yīng)用腐蝕抑制添加劑。抑制劑的非限制性實(shí)例是"DCL
II"，購(gòu)自杜幫公司，以約20-30 ppm濃度使用，盡管在上述范圍外的 濃度可接受，還可使用其它的抑制劑。
在液體燃料中所采用的ECS化合物優(yōu)選有低的熔點(diǎn)，熔點(diǎn)小于 320F、 -0。F、 -20。F、 -40。F、 -50。F、 -60。F、 -70。F、 -80。F、陽(yáng)90。F，更優(yōu) 選小于-100。F。如果情況許可，可使用更低溫度。如果需要，可以采用 共ECS化合物和/或乙二醇甲醚之類的添加劑。再者，由ECS化合物引 起燃燒速度的提高和/或燃燒溫度的降低，同樣，閃點(diǎn)或蒸氣壓必然提 高，但必須低于最佳熔點(diǎn)，這可通過其它的助ECS化合物、添加劑或 助溶劑來(lái)調(diào)節(jié)。
實(shí)用的ECS化合物優(yōu)選無(wú)毒或至少無(wú)劇毒或與有害的毒性無(wú)關(guān)。 雖然可以采用添加劑校正差的熱穩(wěn)定性，但是在低溫下可泵送的化合 物還優(yōu)選有適宜的點(diǎn)火性和熱穩(wěn)定性。
優(yōu)選使用氧化的ECS化合物。使化合物中氧含量最大化一般是希 望的。按重量計(jì)，氧含量為0.0001-5.0%、 8.0%、 12.0°/。、 15.0%、 18.0%、 20.0%、 22.0%、 25.0%、 28.0%、 30.0%、 33.0%、 35.0%、 37.0%、 40.0%、 45.0%、 50.0%、 53.3%、 60.0%、 80.0%或更高。
在ECS燃料制備中，要使燃料最大化氧含量是一個(gè)目的。直到約 0.05%、 1.0%、 1.5%、 2.0%或更高的氧含量為止， 一般都沒有發(fā)生有利 的結(jié)果。但是，在應(yīng)用助燃料時(shí)，包括0.001%的更小的濃度都可接受。 希望的范圍是按重量計(jì)氧含量為0.001-80.0%，其它的范圍是按重量計(jì) 氧含量為0.001-50%、0.001-80.0%、0.001-15.0%、0.5%-1.5%、0.3%-2.70/0、 0.4%-1.80/0、 0.50/0-1.90/0、0.60/0-2.0%、0.70/0-2.10/0、0.8%-2.2%、0.9%-2.30/0、 1.0%-2.4%、 1.1%-2.5%、 1.2%-2.6%、 1.8%-2.2%、 2.0%-3.7%、 0.2%-0.9%、 1.0%-40/o、 2.0%-8.0%、 1.8%-12%、 2.0%-10.0%、 3.0%-30%、 5.0%-40%、2.0%-53%。其它濃度是按重量計(jì)氧含量為大于0.5%、0.9°/。、1.4%、1.9°/0、 2.4%、 2.9%、 3.4%、 3.5%、 4.2%、 4.7%、 5.2%、 5.9%、 6.3%、 6.6%、 7.4%、 7.5%、 7.8%、 9.2%、 10.1%、 14.3%、 18.4%、 23.2%、 36.3%或 更高。可使用按重計(jì)氧濃度小于0.1%、 0.3%、 0.7%、 1.1%、 1.2%、 1.9%、 2.0%、 2.3%、 2.7%、 3.30/0、 3.7%、 3.9%、 5.1%、 6.3%、 8.2%、 10.3%、 15.3%、 22.5%、 32.6%、 43,5%、 48.3%、 62.3%或更低。這些濃度包括 ECS燃料和ECS供燃料的組合。
在凈燃料和火箭噴氣燃料應(yīng)用方面，適宜的氧濃度非常有意義。 在初始的助燃料應(yīng)用方面，濃度是最普通的。但是，本發(fā)明的最大的 目的是包括有高濃度的氧能夠與金屬大量地反應(yīng)。當(dāng)需要時(shí)ECS燃料 不需要含氧。
金屬的應(yīng)用
在本發(fā)明的實(shí)施中，應(yīng)用至少一種活性的過渡金屬、堿金屬、堿 土金屬、鹵素、IIIA元素或它們的混合物(下文中稱"金屬/含金屬") 與ECS化合物一起包括在ECS燃料中。
本發(fā)明應(yīng)用的金屬的類型和量?jī)?yōu)選要求改進(jìn)燃燒性能和降低污 染。通常發(fā)光的氣相燃燒優(yōu)選在金屬燃燒時(shí)發(fā)生，例如燃燒不在金屬 表面或不在覆蓋金屬的氧化物熔融層表面和/或內(nèi)部發(fā)生。
氣相燃燒的進(jìn)一步特征是高燃燒速率和從金屬表面擴(kuò)展一些距離 的發(fā)光反應(yīng)區(qū)的存在，其中生成亞微米范圍的金屬氧化物顆粒。這是 非常擴(kuò)張的燃燒，可加快排氣速度。
所優(yōu)選應(yīng)用的金屬用作推進(jìn)劑或助推劑，金屬和/或含金屬燃料的 氫含量應(yīng)盡可能的極大。因此，希望使用金屬的氫化物或其它類似的 化合物。也可使用含氫的鹽類。實(shí)施例7
燃燒金屬的氣相方法，所述方法包括把增強(qiáng)燃燒結(jié)構(gòu)的動(dòng)能游 離基引入燃燒室；在所述游離基存在下，在低于所述金屬的氧化物沸 點(diǎn)和優(yōu)選地/可選擇性地在所述金屬或金屬化合物的沸點(diǎn)以上點(diǎn)火和燃 燒可燃金屬或金屬化合物；燃燒所述金屬；由此促進(jìn)燃燒發(fā)生，極明 亮的發(fā)光反應(yīng)區(qū)從金屬的表面擴(kuò)展一段距離；和其中由燃燒生成了低
到亞微米范圍的金屬氧化物顆粒和/或保持在氣態(tài)。
實(shí)施例8
實(shí)施例39的氣相方法，其中所述方法的排氣以超過50、 52、 54、 56、 58、 60、 62、 64、 66、 68、 70、 80、 90、 100、 120、 130、 140、 150、 160、 170、 200 cm/秒或更高的高速進(jìn)行；和其中的所述氧化物平 均粒徑為小于3.0、 2.5、 2.0、 1.5、 1.0、 0.9、 0.8、 0.7、 0.6、 0.5、 0.4、 0.3、 0.2、 0.1、 0.09、 0.05、 0.04、 0.04微米或更小。
金屬優(yōu)選以氣態(tài)引入燃燒器，但是只要能滿足本發(fā)明的目的，固 態(tài)、霧狀或粒狀引入燃燒器也是可以的。在固態(tài)燃料應(yīng)用方面，金屬 可以以固態(tài)引入。在混合式的應(yīng)用方面，金屬以固態(tài)或液態(tài)引入。
可使用的金屬包括燃燒產(chǎn)物有高的負(fù)值形成熱的所有的非鉛金屬 和有關(guān)的化合物。使用的金屬和/或金屬化合物希望有高的燃燒熱或熱 值。非限制性的實(shí)例是A1、 B、 Br、 Bi、 Be、 Ca、 Cs、 Cr、 Co、 Cu、 Fr、 Ga、 Ge、 I、 Fe、 In、 Li、 Mg、 Mn、 Mo、 Ni、 Nb、 P、 K、 Pd、 Ru、 Na、 Sn、 Zn、 Pr、 Rh、 Si、 V。本發(fā)明所用的金屬可以是有機(jī)金 屬或無(wú)機(jī)金屬化合物。
使用1A的堿金屬、2A的堿土金屬、3B、 4B、 5B、 6B、 7B、 8 族、1B、 2B的過渡元素和金屬，7A的卣素和3A元素，包括它們的化 合物。特別地使用過渡金屬和Cyclomatic/環(huán)戊二烯基化合物，包括羰 基的化合物。它們的制備在美國(guó)專利2818416號(hào)、3127351號(hào)、2818417200910149283.5 號(hào)、2839552號(hào)中公開(引入本文參考)。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，甲基環(huán)戊二 烯基三羰基基團(tuán)很有效。
特別使用包括在4B、 5B、 6B、 7B、 8族中發(fā)現(xiàn)的金屬或元素的非 限制的Cydomatic或環(huán)戊二烯基化合物包括的化合物。使用含一種金 屬以上的金屬化合物或金屬混合物和/或它們的化合物。
在元素周期表的3A中發(fā)現(xiàn)了金屬及其非限制性的化合物，硼和鋁 是特別優(yōu)選的。金屬可用ECS化合物引入燃燒，或用許多其它方法引 入，包括通過可溶的化合物，共同的分散劑/溶劑、膠體介質(zhì)、懸浮介 質(zhì)，獨(dú)立地噴射。
由于環(huán)境和衛(wèi)生的關(guān)系，要有限制性地使用F、 Cl、 Br這些7A鹵 素，例如氟代經(jīng)類等。
由于環(huán)境和衛(wèi)生關(guān)系，6A的硫素除了可使用氧外，禁止使用硫。
5A元素和化合物可以使用，由于環(huán)境關(guān)系，禁止使磷。
申請(qǐng)人認(rèn)為，這些金屬或金屬化合物一般都溶于燃料，有與隨意 選擇的存在于燃燒中的液態(tài)烴相容的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)范圍。
這些有機(jī)金屬化合物的非限性實(shí)例包括環(huán)戊二烯基甲基環(huán)戊二烯 基鐵、二茂鐵、甲基二茂鐵和丁二烯鐵三羰基、丁二烯鐵三羰基、二 環(huán)戊二烯基鐵和二環(huán)戊二烯基鐵等化合物(參見美國(guó)專利2680號(hào)、 2804468號(hào)、3341311號(hào))、Ni、環(huán)戊二烯基鎳亞硝基、鉬六羰基、環(huán)戊 二烯基鉬羰基(參見美國(guó)專利3272606號(hào)、3718444號(hào))、锝、鎂、銠 的化合物(參見加拿大專利1073207)、 二硼烷、四硼烷、六硼垸和它們 的混合物?？墒褂眠@些金屬的有機(jī)和無(wú)機(jī)物。美國(guó)專利2818416號(hào)公 開了許多這類化合物，例如三甲基鋁、三乙基鋁、二甲基鈹、硼的水合物、硼的氫化物、硼酸酐、三乙基硼(C2H5)3B、硼與氫和鋰的化合物、 戊硼烷、癸硼垸、硼嗪、鋁的氫硼化物、鈹?shù)臍渑鸹?、鋁的氫硼化
物和它們的混合物；輕金屬化合物、(CH3)3NBH(CH3)3、 (CH3)2BI、 Be(C2H5)2、 C4H9B(OH)2、 AL(BH4)2、 Be(BH4)2、 LiBH4、 B(OC2H5)3、 (BO)3(OCH3)3、 Zn(CH3)2。很明顯可使用多種金屬的化合物。
三羰基Cyclomatic錳化合物優(yōu)選是三羰基環(huán)戊二烯基錳化合物。 更優(yōu)選甲基環(huán)戊二烯基錳化合物(MMT)。
可用的取代基的非限制性實(shí)例是鏈烯基、芳烷基、芳鏈烯基、環(huán) 烷基、環(huán)鏈烯基、芳基和鏈烯基基團(tuán)?？捎玫娜驶鵆yclomatic錳抗 爆化合物的說(shuō)明性的和其它非限制性實(shí)例是三羰基芐基環(huán)戊二烯基 錳、三羰基1，2-二丙基3-環(huán)己基環(huán)戊二烯基錳、三羰基1，2-二苯基環(huán)戊 二烯基錳、三羰基3-亞丙烯基錳、三羰基2-甲苯基茚基錳、三羰基芴 基錳、三羰基2，3,4,7-丙基芴基錳、三羰基3-萘基芴基錳、三羰基4，5,6,7-四氫茚基錳、三羰基3,3-乙烯基-4,7-二氫茚基錳、三羰基2-乙基-3-((1-苯基乙烯基)-4,5,6,7-四氫茚基錳、三羰基3-(a-環(huán)己基乙烯基)-4， 7-二 氫茚基錳、三羰基1,2，3，4，5，6,7，8-八氫芴基錳等。也可以使用這些化合 物的混合物。所述的化合物一般都用本領(lǐng)域內(nèi)已知的原方法制備。
申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，鉀、鎂、鋰、硼和它們有關(guān)的可燃燒的高能化 合物特別有效，因此是所希望的。Li和LiH之類的促進(jìn)劑如果情況允 許也可以使用。
符合本發(fā)明要求的其它金屬，它們的化合物和其組合物需進(jìn)行相 同的常規(guī)試驗(yàn)。因此，在權(quán)利要求書中包括可應(yīng)用實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的 任意的金屬。
燃燒溫度優(yōu)選也大于金屬的(或金屬化合物的)沸點(diǎn)溫度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在燃料組合物中更高的氧重量濃度，特別是提高燃燒 特性的更高的濃度，允許使用更高的金屬濃度。ECS燃料、ECS/助燃 料和/或助燃料的更高的平均密度也與可使用的更高金屬濃度和更高的 排氣速度有關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒熱動(dòng)力學(xué)和化學(xué)計(jì)量學(xué)規(guī)定了金屬的上 限。
金屬濃度基本上是變化的。非限制性實(shí)例包括0.001-7.50g基本金 屬/加侖、O.OOl-lO.OOg基本金屬/加侖以上、0細(xì)-15.00g基本金屬/加 侖以上、0.001-20.0g基本金屬/加侖以上、0.001-30.OOg基本金屬/加侖 以上、0.001-50.00g基本金屬/加侖以上或更多。在某些應(yīng)用方面，可希 望金屬濃度等于或大于1/64、 1/32、 1/16、 1/4、 3/8、 1/2、 5/8、 3/4、 1、
1.5、 2.0、 2.5、 2.6、 2.7、 2.8、 2.9、 3.0、 5.0、 7.5、 10、 15、 20、 25、 26、 27、 30、 33、 35、 40、 50、 55、 60、 65、 70、 80和95g/加侖。在 先進(jìn)和/或火箭和/或推進(jìn)劑的應(yīng)用方面，基本金屬濃度可以約為100、 150、 200、 225、 250、 300、 400、 200-500、 600、 800-1000.0 g/力口侖， 特別是在自燃的情況下。上述這些濃度范圍也可以采用。
但是，對(duì)最傳統(tǒng)的助燃料的各種應(yīng)用，錳的濃度范圍一般為約 0.001-5.00 g Mn/力卩倉(cāng)、0.001-3.00 g Mn/力口倉(cāng)、0.001-2.00 g Mn/力口倉(cāng)、 0.001-1.00 gMn/加侖、0.001-0.50 gMn/加侖、0.001-0.375 g Mn/加侖、 0.001-0.25 g Mn/力口倉(cāng)、0.001-0.125 g Mn/力口倉(cāng)、0.001-0.0625 g Mn/力口倉(cāng)、 0.034-0.125 gMn/加侖的組合物。
其它的金屬或錳的濃度是1/128、 1/64、 1/32、 1/16、 3/32、 1/8、 5/32、 3/8、 1/4、 1/2、 3/4、 0.8、 0.825125、 1.0、 1.2、 1.3、 1.4、 1.5、
1.6、 L656、 1.75、 1.875、 l.卯、2.0、 2.25、 2.3、 2.4、 2.45、 2.5、 2.6、
2.7、 2.8、 2.9、 3.0、 3.1、 3.2、 3.3、 3.3125、 3.4、 3.5、 3.6、 3.7、 3.75、
3.8、 3.875、 3.9、 4.0、 4.1、 4.2、 4.3、 4.4、 4.5、 4.6、 4.7、 4.75、 4.875、
4.9、 5.0、 5.1、 5.2、 5.3、 5.4、 5.5、 5.6、 6.0、 6.1、 6.2、 6.3、 6.4、 6.5、 6.625、 6.6、 6.7、 6.8、 6.9、 7.0、 7丄7.2、 7.25、 7.3、 7.375、 7.4、 7.5、7.55、 7.6、 7.8、 7.875、 7.9、 8.0、 8.5、 8.75、 8.875、 9.0、 9.1、 9.25、 9.3、 9.375、 9.4、 9.5、 9.6、 9.7、 9.75、 9.8、 9.875、 9.9、 10.0、 10.125、 10.25、 10.375、 10.5、 10.6、 10.75、 10.875、 11.0、 11.1、 11.2、 11.3、 11.4、 11.5、 11.6、 11.7、 11.75、 11.8、 11.875、 11.9、 12.0、 12.2、 12.3、 12.375、 12.4、 12.5、 12,7、 12.75、 12.875、 12.9、 13.0、 13.1、 13.2、 13.25、 13.3、 13.375、 13.4、 13.5、 13.6、 13.7、 13.75、 13.8、 13.875、 13.9、 14.0、 14.1、 14,2、 14.3、 14.4、 14.5、 14.6、 14.7、 14.8、 14.9、 15.0、 16.0、 17.0、 18.0、 19.0、 20.0、 21.0、 22.0、 23.0、 24.0、 25.0、 26.0、 27.0、 28.0、 29.0、 30.0、 31.0、 32.0、 33.0、 34.0、 35.0、 36.0、 37.0、 38.0、 39.0、 40.0、 41.0禾口 0.001-50.0、 100.0、 200.0、 400.0、 500.0、 700.0、 800.0、 1200、 3500、或5000 g金屬/加侖左右。全部的燃燒改 進(jìn)的和化學(xué)計(jì)算量的基本金屬都可以使用。
在柴油機(jī)燃料應(yīng)用的情況下，按重量計(jì)錳濃度大于1%的燃料或也 使用約25-33 g/加侖。在汽油燃料的情況下，濃度希望大于1/64、 1/32、 或1/16 g/加侖。
范圍的變化取決于具體的金屬、燃料、燃料重量、調(diào)節(jié)、先進(jìn)的 應(yīng)用、熱動(dòng)力學(xué)和改進(jìn)燃燒系統(tǒng)，以便增強(qiáng)本發(fā)明的加速低溫高能特 性的程度。
本發(fā)明應(yīng)用的金屬也包括全部燃燒催化劑，所述的燃燒催化劑是 苦味酸亞鐵、鉀鹽等。例如，所使用的鉀鹽包括Shall Chemical銷售的 商標(biāo)為"SparkA:d可SparkAde"的那些。
在燃料中所采用的這些鹽的量為0.01、 0.4、 0.5、 0.75、 1.0、 2.0、 3.0、 4.0、 5.0份金屬/百萬(wàn)份燃料，可使用1.0-4.0 ppm金屬，濃度小于 16.0 ppm金屬也可以使用。其它的鉀鹽或二茂鐵在下述范圍變化，即 0.10-8.0、 4.0-9.0、 5.0-12.0、 6.0-13.0、 7.0-14.0、 8.0-15.0 ppm金屬/百 萬(wàn)分，9.0-16.0、 10.0-20.0、 11.0-22.0、 12.0-25.0、 13.0-30.0、 14.0-40.0、15.0-50.0、 16.0-60.0、 17.0-80.0、 18.0-100.0份金屬或鹽/百萬(wàn)份燃料。
在申請(qǐng)人的發(fā)明的應(yīng)用中，明顯可采用鉀濃度大于3.0、 4.0、 5.0、 6.0、 7.0、 8.0、 9.0、 10.0、 11.0、 12.0、 13.0、 14.0、 15.0、 16.0、 17.0、 18.0、 19.0、 20.0、 21.0、 22.0、 23.0、 24.0、 25.0、 26.0、 27.0、 28.0、 29.0、 30.0ppm金屬(或鹽)，這取決于使用的ECS化學(xué)和物理方法，在 沒有有害的金屬氧化物形成時(shí)，可以采用所述的鉀濃度或更高的濃度。
很明顯，可以實(shí)施最大燃燒速度的金屬濃度和/或本發(fā)明的其它目的。
按照本發(fā)明，本發(fā)明燃料包含至少一種Mn和/或其它非鉛金屬的 量，它構(gòu)成了與燃料組合物、化學(xué)計(jì)算量、ECS化學(xué)、燃燒系統(tǒng)所要 求的效率和功率以及法律和/或環(huán)境因素一致的改進(jìn)燃燒的量。
但是，很明顯也可以使用不含金屬的本發(fā)明燃料，例如改性的燃 料，即申請(qǐng)人的發(fā)明通過燃料取代基的改性，提高了燃燒速度和/或降 低燃燒溫度?？梢圆捎帽疚幕蚬餐龑彇说纳暾?qǐng)中描述的化學(xué)和/或物 理方法，不含金屬。
代替物或混合金屬是實(shí)現(xiàn)在熱量釋放、燃燒速度、熱效率、排放 物減少、能量產(chǎn)生等方面的綜合改進(jìn)的一個(gè)方案。申請(qǐng)人的發(fā)明在金 屬代換和混合應(yīng)用方面采取了寬的變化范圍。參見美國(guó)專利3353938 號(hào)，3718444號(hào)，4139349號(hào)。在本發(fā)明的實(shí)施中優(yōu)選使用有機(jī)金屬化 合物。
實(shí)施例9
一種組合物是由點(diǎn)火或燃燒改進(jìn)量的鉀鹽(例如殼牌化學(xué)品公司 的產(chǎn)品，商標(biāo)為SparkAid)和至少一種有機(jī)錳化合物和至少一種ECS 化合物組成。應(yīng)用的金屬優(yōu)選有負(fù)值形成熱的氧化物且應(yīng)形成熱應(yīng)當(dāng)超過(例
如更負(fù))下述值的金屬，其形成熱是約-1000、-0000、 -50000、 -100000—-150000gr卡/摩爾。更優(yōu)選超過-200000、 -225000、 -250000、 -275000、 -300000、 -325000、 -350000、 -400000gr卡/摩爾和更大(更 負(fù))。
較好的是較低分子量的金屬。本發(fā)明使用的金屬可接受的分子量 是小于100、 80、 72、 70、 60、 59、 55、 36、 34、 32、 30、 28、 26、 24、 22、 20、 18、 16、 14、 12、 10、 8、 6、 4的那些金屬；更可接受的分子 量是小于59、 56、 32;更好的分子量是小于27、 24;更優(yōu)選的分子量 是小于15的那些；再好的分子量小于14;最好是分子量小于6的那些。
申請(qǐng)人使用氣態(tài)和固態(tài)的金屬和/或它們的化合物。金屬的燃燒產(chǎn) 物優(yōu)選對(duì)環(huán)境有利例如低毒或無(wú)毒。
申請(qǐng)人認(rèn)為有許多金屬可在本發(fā)明的實(shí)施中使用。申請(qǐng)人引入?yún)?考1995化學(xué)橡膠公司CRC "化學(xué)和物理手冊(cè)"有機(jī)金屬化合物物理常 數(shù)那一章(和/或其它有關(guān)的章)。而且，特別地引入滿足本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn) 的燃料可溶的金屬。
非鉛金屬的其它非限制性實(shí)例已經(jīng)在說(shuō)明書中列出。增加非鉛二 元金屬化合物的非限制性實(shí)例。使用三元金屬和包括鹽的更高的化合 物。使用三元羧的鹽。使用金屬的高氯酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸 鹽、氫氧化物和其它的。希望使用金屬的氫氧化物。所使用的鹽也包 括含可置換氫的酸式鹽。
應(yīng)用氧化了的含金屬化合物，包括氧化了的有機(jī)金屬化合物也在 本發(fā)明的范圍和實(shí)用之內(nèi)。使用本身是ECS化合物的金屬化合物表示 一種實(shí)施方案。非限制性實(shí)例是鋰、碘、硼基的ECS化合物。所使用的氧化了的有機(jī)金屬化合物是金屬甲氧基、二甲氧基、三 甲氧基、乙氧基、二乙氧基、三乙氧基、草酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、 三碳酸鹽和相似結(jié)構(gòu)，包括它們的混合物。這些氧化了的有機(jī)金屬化
合物可與附加的ECS化合物(例如DMC)合用或在沒有附加的ECS 化合物(例如DMC)下使用。
因此，本發(fā)明所采用的有機(jī)金屬化合物含氧，包括化合物的混合 物作為凈燃料，其中可選擇地添加ECS化合物、助燃料、或附加的金 屬。
采用與Ml-OCH3有相似一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)的同系物或類似物的金 屬化合物也在本發(fā)明的實(shí)用范圍內(nèi)，其中Ml是一價(jià)或一價(jià)以上的金 屬，其中過剩的價(jià)由氧雙鍵和/或一個(gè)或多個(gè)甲基、氫、羥基、乙氧基、 乙酯基、甲酯基、羰基、羰酰二氧基、羧基、甲氧基、異硝基、肪基、 亞甲二氧基、和/或它們的組合所占據(jù)；有M2-[OCH3]2結(jié)構(gòu)的金屬化合 物，其中M2是是二價(jià)或可以是二價(jià)以上，其中過剩的價(jià)被氧雙鍵和/ 或一個(gè)或多個(gè)甲基、氫、羥基、乙氧基、乙酯基、甲酯基、羰基、羰 酰二氧基、羧基、甲氧基、異硝基、肪基、亞甲二氧基、和/或它們的 組合占據(jù)(一個(gè)說(shuō)明實(shí)例包括硼酸三甲酯[BH(OCH3)2];有M3-[OCH3]3 結(jié)構(gòu)的金屬化合物，其中M3是三價(jià)或可以是三價(jià)以上的金屬，其中過 剩的價(jià)是被氧單鍵或氧雙鍵和/或一個(gè)或多個(gè)甲基、氫、乙氧基、乙酯 基、甲酯基、羰基、羰酰二氧基、羧基、甲氧基、異硝基、肪基、亞 甲二氧基或它們的組合占據(jù)；有M4-[OCH3]4結(jié)構(gòu)的金屬化合物，其中 M4是四價(jià)或可以四價(jià)以上的金屬，其中過剩價(jià)被氧單鍵或雙鍵和/或被 一個(gè)或多個(gè)甲基、氫、羥基、乙氧基、乙酯基、甲酯基、羰基、羰酰 二氧基、羧基、甲氧基、異硝基、肪基、亞甲二酰基或它們的組合占 據(jù)。
在上述的實(shí)例中，使用M1-M4可以含一種或多種金屬，可以是相同的或不同的金屬。含多個(gè)相同金屬的所述結(jié)構(gòu)的非限制性實(shí)例是四 甲氧基二硼。
所使用的其它的氧化了的有機(jī)金屬結(jié)構(gòu)是Ml-0(CO)0-M2，其中 Ml或M2是相同或不同的一價(jià)或可以是一價(jià)以上的金屬，其中過剩價(jià) 可以被附加的金屬占據(jù)，和/或Ml或M2是單鍵氧或雙鍵氧取代，禾口/ 或被一個(gè)或多個(gè)甲基、氫、羥基、乙氧基、乙酯基、甲酯基、羰基、 羰酰二氧基、羧基、甲氧基、異硝基、肪基、亞甲二?；?或它們 的組合取代。Ml可被單鍵氧和/或一個(gè)或多個(gè)甲基、氫、羥基、乙氧基、 乙酯基、甲酯基、羰基、羰酰二氧基、羧基、甲氧基、異硝基、肪基、 或亞甲二氧基取代。非限制性實(shí)例是碳酸鋰[Li202(CO)]、碳酸鉀 [K202(CO)]、碳酸鈉、碳酸銫、碳酸銅、碳酸銣、碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、 碳酸氫鉀、碳酸鉀鈉等。
使用C3和C4加其它的金屬結(jié)構(gòu)。例如，使用M ' l-CH2-CH2-0-CH2-CH2-M' 2結(jié)構(gòu)，其中M' 1和M' 2可以是相同或 不同的金屬，或M' 1或M' 2可以是氫或原子或基團(tuán)(與上述的那些 相似)，且是一價(jià)。
使用的其它結(jié)構(gòu)是金屬酮、酯、醇、酸等。非限制性的實(shí)例是M 'l-C-OH3，其中M' 1是一個(gè)或多個(gè)三價(jià)金屬；其它的結(jié)構(gòu)是M' 1-C204，其中M' l是二價(jià)金屬。還使用Ml-C-C-0-C-C-M2結(jié)構(gòu)，其 中M1和M2可以是相同，或不同的金屬，或M2是氫或一價(jià)的原子。
所述氧化了的有機(jī)金屬化合物特別優(yōu)選有上述所列舉的包括用于 ECS化合物燃料性質(zhì)。例如更高的汽化熱、高的燃燒速度、分解特性 (例如在后點(diǎn)火預(yù)燃燒溫度分解成增強(qiáng)燃燒或游離基結(jié)構(gòu))，在正常 的處理溫度是熱穩(wěn)定的等；和有金屬的高熱量和能量釋放特征等。
值得注意的是，本發(fā)明所用金屬用互溶劑(如果需要)引入液體燃料體系?；蚬┻x擇地用包括液化或氣化的獨(dú)立的方法引入燃燒器/燃 燒室。
本發(fā)明所用凈氧化了的有機(jī)金屬以批量生產(chǎn)是較兼價(jià)的。 實(shí)施例10
一種降低氣相燃燒溫度的方法和組合物，所述方法包括門把平
均粒徑不超過70、 60、 50、 40微米或更小的燃料蒸氣引入吸氣式的燃 燒系統(tǒng)中；所述燃料蒸氣包含l)至少一種可溶性燃料化合物或選自過 渡金屬、堿金屬、堿土金屬、鹵素、IIIA族元素和它們組合的組的元 素，這些氧化物的形成熱是負(fù)值和可以包括或超過(例如更低值)約 -10000、 -20000、 -30000、 -40000、 -50000、 -100000、 -150000、 -200000、 -225000、 -250000、 -300000、 -350000、 -400000、 gr卡/摩爾，上述元 素或化合物的熱值可以超過2000、 4000、 4500、 5000或更高千卡/kg(參 見下文)和2)至少一種ECS化合物，其特征是在60°F時(shí)汽化潛熱超過 約110、 120、 125、 130、 135、 140、 145、 148、 150、 152、 155、 157、 160、 170、 200、 230、 250、 275、 300、 325、 350、 375、 400、 450、 500 btu/lb以上)或在它的沸點(diǎn)時(shí)供選擇地超過約27、 28、 29、 30、 31 或32jk/mol，層流燃燒速度超過約48、 49、 50或更高cm/秒和在達(dá)約 100°C、 15(TC、 200°C、 250°C、 275°C、 300°C 、 325°C、 350°C 、 400°C 、 450°C、 500°C、 550°C、 60(TC或更高溫度時(shí)在氣相中可以是熱穩(wěn)定的， 3)可選擇的助燃料；ii)制成的所述燃料蒸氣的最大火花能為0.3、 0.25、
0. 22、 0.20、 0.19、 0.18、 0.17、 0,15、 0,13、 0.10、 0.08、 0.05 mJ或更 小，和點(diǎn)火未燃燒的燃料蒸氣分解成活性的高動(dòng)能的游離基，在25°C 下的形成熱小于150、 120、 100、 90、 80、 70、 60、 50、 40、 30、 20、 10、 o千卡/摩爾或更小，因此所述游離基與基本的過渡金屬、堿金屬、
堿土金屬、鹵素、niA元素或其組合的克當(dāng)量之比等于或超過i : 20、 l : 10、 l:5、 l:2、 l : l、 1.5 : l、 2 : l、 3l、 5 : l、 10 : l、 15 :
1、 20 : i、 30 : i、 50 : i、 75 : i、 ioo : i、 150 : i、 200 : 1、 250 : 1、 500 : 1、 1000 : 1、 5000 : 1、 10000 : 1，所述的游離基可以是解離的
31游離基(非限制性實(shí)例包括OH、 CN、 CH和NH和繼續(xù)燃燒過程中隨 后再締合的一些基)；iii)以足以產(chǎn)生發(fā)光氣相燃燒的方式使所述游離 基在火焰前緣頭部擴(kuò)散。
實(shí)施例10a
上述的實(shí)施例10中所述燃燒的特征是，在低于1400。F、 1390°F、
1375。F、 1350°F、 1325°F、 1300°F、 1275°F、 1250°F、 1200°F、 1100。F 或1000。F的溫度下，提高了排氣速度。
實(shí)施例11
實(shí)施例10的組合物是沒有或基本上沒有多核芳香烴、鉛、硫、鋇、 氯或氟，和可以沒有或可以基本上沒有氯化溶劑，溴和/或磷，或有助 于產(chǎn)生氟代烴、碳氟化合物、含氯氟烴、氯氟代烴的任何化學(xué)物質(zhì)。
實(shí)施例12
實(shí)施例10的組合物，其中ECS化合物與金屬化物之比(克/克)或
活性基與基本金屬之比(克/克)大約等于或小于i : iooo-i :i、 i : 500-1 : l、 l : ioo-i : l、 l : 50-1 : l、 i : 40-1 : l、 l : 30-1 : l、 l : 20-1 : l、 i : io-i : l、 l : 5-1 : l、 l : 4-i : l、 l : 3-i : l、 l : 2-i : l、 3 : 5-1 : l、 2 : 3-1 : l、 l : l-3 :2、 l : l-5 : 3、 l : l-2 : l、 ll-7 : 3、 l : l陽(yáng)3 : l、 i : l陽(yáng)4 : l、 i : l-5 : l、 i : i隱io :、i1-15 : i、 i : 1-20 : i、 i : 1-30 : i、 i : 1-50 : i、 l : 1-75 : i、 i : i-ioo : i、 i : 1-150 :i、 i : 1-200 : i、 i : 1-250 : i、 i : l墨500 : i、 i : i-iooo : l、 i : 1-5000 : i、 i : i-ioooo : i、或使反應(yīng)最佳化的其它比率。
實(shí)施例12a
上述各實(shí)施例中ECS化合物是DMC和金屬可以是Mn。 實(shí)施例13
上述的方法或組合物包括ECS化合物(DMC)和金屬(有機(jī)錳)化合物，Ecs化合物與基本金屬之比(克/克)的范圍約等于或小于iooooo: l-i : i、 ioooo : i-i : i、 sooo : 1-1 : i、 2500 : 1-1 : i、 2000 : 1-200 : 1、 3000 : i-1000 : 1、 2500 : 1-500 : i、 2000 : 1-50 : 1、 1500 : i"oo : 1、 1250 : 1-1 : 1、 1000 :1、 1:1、 750 : 1-50 : 1，其它可用的范圍是 500 : 1-20 : 1、 250 : 1-15 : 1、 200 : 1-3 : 1、 50 : 1陽(yáng)5 : i、 20 : l-io :
l、 20 ::1-1 : 1禾Q 15 : 1-1:1，各濃度是10000:1、 6000 : 1、5500 : 1、
5000 :1、4800:1、 4500I 、 40001、 3800:1、 3600 : 1、3400 : i、
3200 :1、3000:1、 2800二 1、 2600 :1、 24001、 2200 : 1、2000 : 1、
1850 :1、1750:1、 1550二 1、 1500 二1、 1450:1、 1425 : 1、1400 : 1、
13801、1350 1、 1340:1、 1325 :1、 1320 ,:1、 1300 : 1、1280 : 1、
1260 :1、1250 1、 1200:1、 U80 :1、 1150 ::1、 1125 1、i訓(xùn)1、
1075 :1、1050:1、 900 :1、 800 : 1、750 : 1、650 : 1、 600 :1、 575 二
1、 5501、500! 1、 450 二I、 350 : 1、300 : 1、250 : 1 、 2001、 180 :
1、 175:1、170:1、 165 :1、 160 ■■ 1、155 1、150 1、 1451、 140
1、 1351、1301、 125 二1、 120 : 1、1151、110: 1、 105:1、 100 :
1、 95 :1、90 :1、 85 : 1、80 : 1、 75:1、 70 :1、 65 : 1、 60 ::1、 55 :
1、 50 :1、45 :1、 40 : 1、35 : 1、 30:1、 25 :1、 22 : 1、 20 ::1、 18 :
1、 17 :1、15 :l、 12 : l、10 : 1、 8 ::1、 5 : 1、3 : 1、 2 : 1、1 : 1或
提供最大燃燒的方法或組合物的比。其它的范圍是4800 : 1-15 : 1、 1200 : 1-10 : 1、600 : 1-5 : 1、3001-5 : i、iso : 1-50 : i、600 : 1-30 : 1、 500: 1-50: 1。使用的ecs與金屬之比可以高于或低上述列出的這 些比例。
實(shí)施例14
一種ECS燃料組合物包括 一種ECS化合物，優(yōu)選碳酸二甲酯 (DMC)、至少一種燃料可溶的金屬(優(yōu)選cyclomatic錳化合物)，其中ECS
化合物與基本元素之比按份計(jì)等于或小于2500 : i、等于或小于600 : i、等于或小于400 : i、 300 : i、 175 : 1、 150 : 1、 125 : 1、 100 : 1、 75 :1、 60 : 1、 50 : 1、 40 : 1、 30 :1、 20 : 1、 10 : 1。實(shí)施例15
一種ECS燃料包括-ECS化合物(優(yōu)選碳酸二甲酯)、至少一種燃 料可溶的過渡金屬、堿金屬、堿土金屬、鹵素、IIIA族元素或其混合 物(優(yōu)選cyclomatic錳化合物)、可以包含助燃料、其中碳酸二甲酯與基
本金屬之比在ioooo : i-i : 500、 2500 : i-i : ioo、 1200 : i-i : i范圍 內(nèi)，更優(yōu)選小于600: 1-1 : i(或組合物的最大作用的其它比)、可以包 含一種鹽、VPR或FPI溶劑或鹽、 一種抗氧化劑、凝固點(diǎn)添加劑、抗 冰添加劑、金屬減活劑、腐蝕抑制劑，將濕控制添加劑、間滑劑或摩 擦改良、抗磨損添加劑、燃燒室或沉積控制添加劑、抗水解劑、pH控 制添加劑、收濕劑、松解控制或防止方法，以提高閃點(diǎn)，降低蒸氣壓 或提高前端的速度(如果需要)、認(rèn)為的其它添加劑或本文中公開的其它
添加劑和它們的混合物；閃點(diǎn)可以為至少38'C，或RVP小于20、 15、 12、 10、 9.5、 9.0、 8.5、 8.0、 7.5、 7.0、 6.5psi，在38。C時(shí)的最大蒸氣 壓可以是21kPa;最小的熱穩(wěn)定性可以滿足ASTM1655標(biāo)準(zhǔn)、燃燒熱 或相當(dāng)容量可以等于或超過42.8MJ/kg;最大的凍結(jié)溫度可以是-4(TC、 -47°C、 -50°C;最大總酸度可以是O.lmgKOH/g;或可以認(rèn)為是一個(gè)或 n個(gè)ASTM工業(yè)或政府燃料標(biāo)準(zhǔn)；上述燃料特征是能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光的氣 相燃燒。
實(shí)施例16
上述實(shí)施例15的組合物，助燃料可以符合符合工業(yè)和/或ASTM 標(biāo)準(zhǔn)，而其中的生成物ECS/助燃料，由于較低熱值ECS化合物的影響， 熱值低于只用助燃料的工業(yè)品或ASTM，或低于43.0、 42.8、 42.5、 42.0、 41.5、 41.0、 40.5、 40.0、 39.0、 38.0、 37.0、 36.0、 35.0 kJ/kg，或小于 18720、 18000、 17900、 17500、 17000、 16500、 16000、 15500、 15000 或更低BTu/lb，或比用傳統(tǒng)方法測(cè)量的助燃料的熱值小0.1、 0.5、 1.0、 2.0、 3.0、 5.0、 10.0、 15.0、 20.0、 25.0、 30.0、 35.0、 40.0、 50.0%;與 只用更高熱值的助燃料相比上述燃料的特征是提高燃料的經(jīng)濟(jì)性，熱 能、功效、飛行范圍、推力或壽命。實(shí)施例17
一種可以是實(shí)施15的組合物的燃料組合物包括航空汽油基礎(chǔ)燃
料、最小的辛垸值或特性值為87或130(ASTM909)，蒸餾部分T-10加 T-50部分是307°F， T-40溫度是167°F和T-90溫度小于250 °F，燃料 最大硫含量為0.05。/。(wt)或無(wú)硫，禾口 ECS化合物(優(yōu)選DMC)的燃燒改 進(jìn)量；上述生成的燃料的汽化潛熱超過120、 125、 130、 135、 140、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 162、 165 BTu/lb,因此生成的燃料 可以有等于或超過下述值的層流燃燒速度，這些值是40、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52cm/秒;(除非實(shí)施例25c直接說(shuō)明外) 化合物或元素可以包含過渡金屬、堿金屬、堿土金屬、鹵素、IIIA族 元素或它們的混合物；所述組合物的特征以是燃燒熱小于43.0、 42.8、 42.5、 42.0、 41.5、 41.0、 40.5 kJ/kg，或小于18000、 17900、 17500、 17000、 16500、 16000、 15500、 15000或更小BTu/lb。
實(shí)施例18
任意地含有上述組合物15的燃料組合物，該組合物含有代表燃 料中0.01%至10.0% (wt)氧的ECS化合物(優(yōu)選DMC);含過渡金 屬、堿金屬、堿土金屬、鹵素、IIIA族元素或混合物的化合物或單質(zhì)， 其濃度為0.01至約1.0、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4.0、 4.5、 5.0克元素/gal;
以及助燃料；該燃料任意地具有下述一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)密度范圍為約
880至800 kg/cm3 (可任意地超過880、 900、 910、 920、 930、 950 kg/cm3 或更多)，4(TC時(shí)的粘度范圍為2.5至1.0cSt，十六烷指數(shù)為40至70, 芳烴體積含量范圍為大約0至35%、 0%至20.0%、 0%至15%或0%至 10%，條件是3-環(huán)+芳族成分不超過0.16% (體積)；T10餾份溫度為 大約l卯至230°C， T50餾份溫度為大約220至280°C ， T90餾份溫度 大約為260至34(TC，濁點(diǎn)溫度為-10、 -28、 -32。C或高于千分之最小環(huán) 境溫度6"C，硫的含量不超過250卯m、200卯m、 100卯m、50ppm、40ppm、 30卯m、 20ppm、 5ppm或不含硫，本生層流燃燒速度至少為37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52cm/sec或更大，汽化潛熱至少為105、 110、 115、 116、 117、 118、 119、 120、 121、 122、 123、 124、 125、 130、 135 BTU/lb或更多；所述組合物的 特征在于具有燃燒熱小于常規(guī)、重整、低硫或任何ASTM柴油機(jī)燃料， 或小于43.0、 42.8、 42.5、 42.0、 41.5、 41.0、 40.5kJ/kg或小于18,000、 17,900、 17，500、 17，000、 16,500、 16,000、 15,500、 15,000 BTU/lb或更 ?。凰龇椒ǖ奶卣髟谟谀軌颢@得相對(duì)于單獨(dú)助燃料降低的顆粒輻射 或改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)。
可以推斷，除了汽化熱，應(yīng)用航空汽油一般可滿足ASMD910的 要求，特別是無(wú)鉛汽油。但是，與發(fā)明申請(qǐng)的其它實(shí)施方案不同，不 太優(yōu)選的航空汽油可含有微量的鉛，而申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施方案不含鉛。
實(shí)施例19
任意地包括實(shí)施例15的燃料組合物，該組合物含有代表燃料中 0.01%至40.0%或0.01%至2.0%、 3.0%、 4.0%、 5.0%、 7.5%、 10.0%、 15.0%、 20.0%、 25.0%、 30.0%、 35.0% (wt)或更多氧的ECS化合物 (優(yōu)選DMC);含過渡金屬、堿金屬、堿土金屬、鹵素、IIIA族元素 或混合物的改進(jìn)燃燒劑量的化合物或單質(zhì)，其濃度為0.01至約1,5、2.0、 2.5、 3.0、 4.0、 5.0、 7.5、 10.0、 15.0、 20.0、 30.0克/gal或更大;柴油 機(jī)助燃料；該燃料任意地具有下述一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)API范圍為約41.1 至45.4，任意的硫含量不超過500、 300、 250、 200、 150、 50、 40、 20、 10、 5ppm (wt)或不含硫，任意不含氮及任意的芳烴體積含量范圍為 0至5%、 1%至10%、 0%至15%、 0至20%、 0至35%或不含芳烴，任 意的PNA體積o/。不超過0.03、 0.02、 O.Ol或不含PNA，任意的十六烷 指數(shù)大于32、 34、 36、 38、 40、 43、 45、 47、 50 (或小于38、 36、 34、 32或更小)，任意的IBP大約為165°F+/- 150。F;任意的95%餾份范 圍為460。F至540。F;本生層流燃燒速度至少為38cm/sec，汽化潛熱至 少為105 BTU/lb;所述方法的特征在于能夠獲得相對(duì)于單獨(dú)助燃料降 低的顆粒輻射或改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)。
36實(shí)施例20
用于航空汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料組合物，該組合物含有代表燃料中
0.01%至10.0% (wt)氧的DMC化合物，至少一種溶于過渡金屬、堿 金屬、堿土金屬、鹵素、IIIA族元素或混合物的燃料，其濃度為0.001 至約2.5、 5.0、 10.0、 15.0、 20.0克/gal;航空汽油助燃料；該燃料任意 地具有下述一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)最小爆震十六垸指數(shù)為80或IOO和最小 功率值為87或130,含鉛，最大的T10蒸餾溫度為75°C，最小T40溫 度為75。C，最大T50溫度為105°C，最小T90溫度為135°C，最大最 后溫度為135°C，其中T10和T50溫度總和為最小135°C，最高含硫量 為0.05 wt%，任意的最小燃燒凈熱小于18,720、 18,000、 17,500、 17，000、 16，500、 16,000、 15,500、 15,000、 14，500、 14，000 BTU/lb或更小(通 過傳統(tǒng)方法測(cè)定)，汽化潛熱超過140、 150、 155或160 BTU/lb。
實(shí)施例21
用于航空汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料組合物，該組合物含有代表燃料中
0.01°/。至15.0% (wt)或更多氧的DMC，代表大約0.001至0.5、 0.625、 0.75、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 10.0、 15.0、 20.0克Mn/gal燃料 的有機(jī)鎂，以及ASTM或其它具有最小燃燒熱約為18,000、 1S，500或 18,720 BTU/lb的航空助燃料；其中由于DMC的稀釋作用，所述的所 得燃料燃燒熱低于18,000、 17,950、 17,750、 17,500、 17,000、 16,500、 16,000、 15，500、 15，000、 14,500、 14,000、 13，500 BTU/lb;所述組合物 的特征在于..與單獨(dú)航空助燃料的更高的燃燒熱相比，燃燒所述燃料 的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行距離增加。
實(shí)施例22
任意地包含上述組合物15的噴氣渦輪燃料組合物，該組合物含 有代表燃料中0.01%至40.0% (wt)氧的ECS化合物(優(yōu)選DMC); 含過渡金屬、堿金屬、堿土金屬、鹵素、IIIA族元素或混合物的化合 物或單質(zhì)，其濃度為0.001至5.0、 10.0、 20.0、 50.0、 100.0、 150.0、 200.0或250.0克/gal，航空噴氣渦輪助燃料；其中該燃料具有下述性質(zhì)
37總的芳烴體積濃度不超過25%或22%,最高含硫量不超過0.3、0.2、0.1°/。 (wt)或不含硫，最大T-10溫度為205°C，最大最后沸點(diǎn)溫度為38°C， 15。C時(shí)的密度范圍為約751至840 kg/cm3或任意地超過840、 850、 860、 880、卯0kg/cm3或更多，最低凝固點(diǎn)為-40。C、 -5°?；?57°(:，最小凈燃 燒熱為42.8kJ/kg或者燃燒熱小于42.8、 42.0、 41.5、 41.0、 40.5、 40.0、 39.5、 39.0、 38.0、 37.0、 36.0、 35.0、 34.0、 32.0、 30.0、 28.0、 26.0、 24.0kJ/kg或更小，最小汽化潛熱為IIO、 115、 118、 120、 125、 130、 135、 140、 145、 150、 155 BTU/lb或更多；任意的金屬減活劑；任意 的抗氧化劑；任意的洗滌劑或洗滌劑/分散劑；以及任意的其它滿足 ASTM 1655的Jet A、 Jet A-l或Jet-B最終燃料要求的燃料；其中所述
組合物的特征在于與單獨(dú)的助燃料相比，具有增加的升力、推力和/
或操作范圍。
實(shí)施例23
任意地含有上述組合物15的2號(hào)燃料油組合物，該組合物含有 代表燃料中0.01%至40.0% (wt)氧的ECS化合物(優(yōu)選DMC)，含 過渡金屬、堿金屬、堿土金屬、鹵素、IIIA族元素或混合物的化合物 或單質(zhì)，2號(hào)燃料油助燃料；所述組合物的特征在于在4(TC下測(cè)定 的動(dòng)力粘度既不小于1.9 mmVs又不大于3.4 mm2/s，最小T-卯溫度為 282°C，最大T-90溫度為338°C，最大含硫量為0.05%質(zhì)量，3號(hào)最大 銅汽提速度，閃點(diǎn)為38。C， LHV為至少90、 95、 100、 105、 110、 115、 120、 125、 130、 135BTU/lb，任意含有助溶劑和/或金屬鹽，燃燒熱約 為43.0kJ/kg或燃燒熱小于42.8、 42.0、 41.5、 41.0、 40.5、 40.0、 39.5、 39.0、 38.0、 37.0、 36.0、 35.0、 34.0、 32.0、 30.0、 28.0、 26.0、 24.0或 更小；所述燃料的特征在于具有大于單獨(dú)助燃料的功效。
實(shí)施例24
燃料組合物，該組合物含有比助燃料熱值低的ECS燃料；該ECS
燃料任意地代表至少0.01、 0.5、 1,0、 1.5、 2.0、 2.1、 2.2、 2.5、 2.7、 3.0、 3.5、 3.7、 4.0、 4.5、 5.0、 8.0、 10.0、 12.5、 15.0、 18.0、 20.0、 22.0、25.0、 30.0、 35.0、 38.0、 40.0、 45.0、 49.0、 50.0、 51.0、 55.0、 60.0、 65.5、 70.0、 75.0、 80.0、 85.0、 90.0、 95.0、 99.0% (體積)的組合物； 本發(fā)明或本發(fā)明人的待審國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US95/02691 、 PCT/US95/06758中提出的助燃料，其中所述的助燃料任意地與工業(yè)和/ 或ASTM規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)相符；正如在本發(fā)明或所述的待審申請(qǐng)中的描述， 可任意地具有T-90、 T-50、 T-IO、 BV或LHV修飾/調(diào)節(jié)；所述ECS/ 助燃料任意地包含本發(fā)明或本發(fā)明人的待審國(guó)際申請(qǐng) PCT/US95/02691、 PCT/US95/06758中描述的添加劑、鹽、助溶劑；任 意的汽化潛熱超過IOO、 110、 115、 120、 125、 130、 135、 140、 142、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 162、 165 BTU/lb;任意 的本生層流燃燒速度等于或大于33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 65 cm/sec;所述ECS/助溶劑任意地具有小于單 獨(dú)的助燃料和小于工業(yè)或ASTM燃料標(biāo)準(zhǔn)的熱值，或小于43.0、 42.8、 42.5、 42.0、 41.5、 41.0、 40.5、 40.0、 39.0、 38.0、 37.0、 36.0、 35.0、 33.0、 30.0、 28.0、 26.0kJ/kg，或小于18,720、 18,000、 17,900、 17,500、 17,000、 16，500、 16，000、 15,500、 15,000、 14，500、 14,000、 13,500、 13,000、 12,500 BTU/lb或更??；所述組合物任意地與工業(yè)、政府或ASTM 燃料標(biāo)準(zhǔn)相符(燃燒熱除外)；所述ECS/助燃料進(jìn)一步的特征在于 與單獨(dú)的更高熱值的助燃料相比，當(dāng)其燃燒時(shí)具有增加的廢氣以及提 高的燃料經(jīng)濟(jì)、能量、功效、飛行范圍、推力或升力。
實(shí)施例25
實(shí)施例24的組合物，其中ECS燃料代表0.01至99.0% (體積) 的ECS/助燃料組合物，ASTM或汽提的助燃料代表其余部分；其中如 通過傳統(tǒng)的方法測(cè)定，所得燃料的燃燒熱或BTU/lb量小于單獨(dú)的助燃 料；因此所述組合燃料的功效、燃料經(jīng)濟(jì)、升力范圍或推力不小于助 燃料，或任意地大于助燃料的0.5%。
39實(shí)施例26
上述實(shí)施例的ECS/助燃料組合物，其特征在于不含ECS化合物或 不含ECS化合物和金屬物(ECS燃料成分)；上述燃料的進(jìn)一步特征 在于與單獨(dú)的最小的工業(yè)或ASTM標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)燃料或助燃料相比，具 有升高的LHV和/或BV。
優(yōu)選的實(shí)施方案構(gòu)成了不含ECS燃料成分或不含ECS化合物的燃 料，該燃料的LHV和/或BV大于傳統(tǒng)的燃料。正如本發(fā)明和本申請(qǐng)發(fā) 明人的所述待審申請(qǐng)中所述，該實(shí)施方案是通過蒸餾溫度、燃燒溫度 和燃料成分調(diào)整而實(shí)現(xiàn)的。
在一個(gè)實(shí)施方案中，應(yīng)用ECS/助燃料組合，其中由傳統(tǒng)方法或簡(jiǎn) 單地增加組合物成分的公知BTU值而測(cè)定的熱量/BTU量小于最小的 ASTM、政府、工業(yè)或其它標(biāo)準(zhǔn)。由此，本申請(qǐng)的ECS/助燃料的熱值 約為0.01、 0,25、 0.5、 0.75、 1.0、 1.15、 1.25、 1.5、 1.75、 2.0、 2.5、 3.0、 5.0、 7.5、 10.0、 12.5、 15.0、 17.5、 20.0、 22.5、 27.5、 30.0、 32.5、 35.0、 37.5、 40.0、 42.5、 45.0、 47.5、 50.0、 52.5、 55.0、 57.5、 60.0、 52.5、 65.0%或更大，低于最小的現(xiàn)有工業(yè)、政府或ASTM熱或熱量標(biāo) 準(zhǔn)。
某些ECS化合物的熱量為
BTU/lb @ 60°F BTU/gal @ 60°F
水0
DMC6,28056,100
甲醇8,57056,800
乙醇11,50076,000
MTBE15,10093，500
TAME15,690100,600
汽油18,000-19,000109,000-1 19,000由此可見，與汽油相比，ECS化合物具有降低的熱值。但由于本 申請(qǐng)的燃燒組合物和方法增加了排氣速度，所以可獲得相同或更低
BTU燃料的更大的功效。這表明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)燃料燃燒的理解具有巨大偏差。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)含較低BTU的ECS/助燃料組合具有大約與含更大 BTU的ASTM燃料相當(dāng)?shù)墓πЩ蛘叽笥诤驜TU的ASTM燃料的 功效。參見下列表A。
表A
實(shí)施例ECS/助燃料組合的 ECS/助燃料組合物中的ECS百分比
燃燒等價(jià)的BTU/熱 5% 20% 40°/。
60% 80%
達(dá)到相當(dāng)功效時(shí)ECS/助燃
料組合物中的ASTM標(biāo)準(zhǔn)
燃料的BTU"/。近似值 97.5%5-90% 75-85% 70-76% 68-73%
由此可見，ECS燃料的濃度越高，作為組合燃料燃燒熱函數(shù)的功 效越大。因此，隨著組合燃料中的ECS燃料增加，任何ECS/助燃料組 合的最大功效是最大的。
實(shí)施例27
ECS/助燃料組合物，其中所述ECS燃料具有比助燃料低的BTU 量，ECS/助燃料具有比單獨(dú)助燃料低的BTU量；所述燃料的特征在于 與單獨(dú)的助燃料相比，該燃料具有更大的功效、燃料經(jīng)濟(jì)、飛行范圍、 能量或推力。
助燃料和ECS/助燃料
本申請(qǐng)的助燃料一般是含碳或含氫或其它的化合物、或含烴和/或 其它的化合物，包括混合物、能夠燃燒的燃料。本申請(qǐng)的助燃料的詳 細(xì)說(shuō)明描述在待審國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US95/02691禾Q PCT/US95/06758
41中，這些文獻(xiàn)在此引作參考。
正如本發(fā)明所述，助燃料的實(shí)例可延伸到改進(jìn)的燃料("改進(jìn)燃 料")，區(qū)別在于助燃料包括與ECS燃料組合，而改進(jìn)燃料(指那些
具有改進(jìn)LHV、 BV、蒸餾特性和/或結(jié)構(gòu)的燃料)不必要包括與ECS 化合物或金屬物組合。由此，在本發(fā)明中，改進(jìn)燃料可被助燃料所代 替。
在本發(fā)明的特別實(shí)施方案中，助燃料可在ECS/助燃料組合中用作 微量、基本上微量、大量或基本上大量的成分。ECS燃料與助燃料的 比例可在1000:1、 100:1、 90:1、 75:1、 50:1、 40:1、 30:1、 25:1、 20:1、 15:1、 12:1、 10:1、 8:1、 6:1、 5:1、 4:1、 3:1、 2:1、 1:1、 1:2、 1:3、 1:4、 1:5、 1:6、 1:7、 1:8、 1:10、 1:15、 1:20、 1:40、 1:50或1:100之間變化。
本發(fā)明的一個(gè)特別目的在于使由ECS/助燃料燃燒得到的總ECS 燃料蒸汽達(dá)到最大。由此，ECS蒸汽可表示下列質(zhì)量百分比的組合物 0.001至約0.5、 1.0、 1.2、 1.5、 1.7、 2.0、 2,1、 2.5、 3.0、 3.4、 3.5、 3.7、 4.0、 4.2、 4.7、 5.0、 7.0、 9.0、 10.0、 12.0、 15.0、 20.0、 25.0、 30.0、 35.0、 40.0、 45.0、 50.0、 55.5、 60.0、 70.0、 80.0、卯.O或99.999。
在初始申請(qǐng)中，由于現(xiàn)有的燃料、分布和燃燒體系，ECS燃料成 分將表示微量成分。
優(yōu)選地，當(dāng)用于現(xiàn)有體系時(shí)，本申請(qǐng)的ECS燃料、助燃料或ECS/ 助燃料滿足助燃料的ASTM、政府和/或工業(yè)要求，具有最小的任意燃 燒熱。
可以推斷，為了滿足最小的ASTM和/或政府標(biāo)準(zhǔn)，ECS/助燃料需 要調(diào)整或修飾。例如，如果ECS/助燃料必需滿足最小的ASTM燃燒熱 且DMC為ECS化合物，那么應(yīng)當(dāng)需要高熱值成分。在其它情況下，為使加入的ECS燃料仍滿足ASTM或政府標(biāo)準(zhǔn)， 必需修飾基礎(chǔ)助燃料。
本申請(qǐng)優(yōu)選的助燃料一般是傳統(tǒng)的燃料，但應(yīng)當(dāng)將燃料配制成具 有高的燃燒速度或比常規(guī)或重整燃料具有更高的汽化潛熱。參見引作 參考的待審國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US95/02691和PCT/US95/06758及下文。
為了降低LHV，本申請(qǐng)的助燃料和ECS/助燃料可調(diào)整或配制成能 夠降低或控制T-90、 T-50或T-10的蒸餾溫度。
本申請(qǐng)的助燃料和ECS/助燃料可典型地被配制成低的或非常低的 燃燒輻射。
例如，本發(fā)明的一個(gè)特別的目的在于助燃料被形成和/或ECS/助燃 料組合物被形成或被制成能夠最大程度地降低下列成分的排放NOx、 CO、 C02、 HC、顆粒物質(zhì)、毒性物質(zhì)、形成前體的活性臭氧、多核芳 烴、苯、丁二烯、甲醛、乙醛、有規(guī)排放、被認(rèn)為是潛在有害的無(wú)規(guī) 排放和/或能造成癌癥或環(huán)境危害的物質(zhì)(現(xiàn)已公知或?qū)?lái)能被確認(rèn)的 物質(zhì))。然而，基礎(chǔ)燃料的構(gòu)成需要通過ECS燃料的輻射特征而調(diào)節(jié)。 因此較高濃度的被認(rèn)為是有害的成分是可以接受的。
事實(shí)上，本發(fā)明避免了向本申請(qǐng)燃料中有意加入公知的對(duì)環(huán)境有 害的物質(zhì)，如硫、鉛、鋇、氯、氟等。
還可以推斷，本申請(qǐng)的助燃料和/或ECS/助燃料可被制成能夠?qū)㈩w 粒排放降低到最大可能的范圍。平均顆粒尺寸需要不大于10.0、 7.5、 6.0、 5.0、 3.0、 2.5、 2.0、 1.5、 1.0或0.5微米或更小。本發(fā)明的迸一步 的目的是將顆粒降低至最大可能的范圍。較高的BV降低了顆粒、NOx排放。芳烴濃度的降低也減少了顆粒 物質(zhì)。
本申請(qǐng)的助燃料和ECS/助燃料可含有含量降低的芳烴。芳烴體積 濃度范圍一般為小于或等于55、 50、 45、 42、 40、 37、 35、 30、 27、 25、 20、 18、 17、 16、 15、 14、 13、 12、 10、 9、 8、 7、 6、 5、 4、 3、 1% (體積)，或者不含芳烴。小于40、 35、 30、 27、 25、 23、 20、 19、 18%或更小的范圍是更加所需要的。正如所述，實(shí)際的情況是降低芳烴 的濃度。
在可行的范圍內(nèi)，除了LHV、燃燒速度、對(duì)環(huán)境有害的成分、熱 值(如果必要的話)，本申請(qǐng)的助燃料和ECS順燃料應(yīng)當(dāng)具有ASTM、 軍用或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)可能高的密度。特別是在一些高級(jí)應(yīng)用中，密 度大于這類標(biāo)準(zhǔn)是特別考慮的，例如，密度超過775至840、 800至880, 或超過835、 840、 850、 860、 870、 880、 885、 890、 895、 900、 950、 1,000、 1，050、 1,100、 1,150、 1,200 kg/m3或更大是特別考慮的。只要 達(dá)到本發(fā)明增加燃燒速度的目的，中等、低和很低的密度也是可以考 慮的。
本申請(qǐng)助燃料和ECS/助燃料的粘度一般必須滿足可接受的標(biāo)準(zhǔn)。 為了保證蒸汽相燃燒，高粘性燃料應(yīng)當(dāng)適當(dāng)霧化，這是非常重要的。 但由于某些ECS化合物(特別是DMC)的粘性裂解特征，本申請(qǐng)的發(fā) 明允許使用高粘性燃料，而這在其它情況下可能是不能接受的。
換句話說(shuō)，本申請(qǐng)發(fā)現(xiàn)了某些ECS化合物(特別是DMC)具有 降低粘性流動(dòng)摩擦的趨勢(shì)。由此可推斷，助燃料具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上限的 粘度，或者是該粘度高于ASTM、政府或高于要求。
例如，可推斷-20'C(ASTM445)下的Jet A助燃料的粘度大于6.0、 7.0、 8.0、 8.1、 8.2、 8.5、 9.0、 9.5、 10.0、 12.0、 15.0、 16.0 mm2/sL或更大，或者在-30F下大于13.5、 14.0、 14.5、 15.0、 15.5、 16.0、 17.0、 18.0、 19.0、 20.0、 21.0、 23.0 Cs;或?qū)τ?腸GT，汽油渦輪助燃料在40 。C下具有的最大動(dòng)力粘度超過1.5、 1.7、 2.0、 2.4、 2.6、 3.0、 4.0、 5.0、 7.0mm2/s (ASTMD 445)，對(duì)于2-GT，超過2.5、 3.0、 3.5、 3.8、 4.1、 4.2、 4.5、 5.0、 6.0 mm2/s (ASTM D 445);或?qū)τ诘土蚧蛴幸?guī)l-D， 柴油機(jī)燃料油在4(TC下的最大動(dòng)力粘度超過1.2、 1.8、 2.0、 2.4、 2.6、 3.0、 4.0、 5.0、 6.0、 7.0mm2/s (ASTMD445)或更大，或?qū)τ诘土蚧?有-見2-D，超過3.3、 3.6、 3.9、 4.1、 4.2、 4.5、 5.0、 6.0、 7.0、 8.0、 9.0 mm2/s (ASTMD 445)或更大，或?qū)τ?-D，超過15.0、 18.0、 20.0、 22.0、 24.0、 24.5、 25.0、 26.0、 30.0、 40.0、 45.0、 50.0、 60.0 mm2/s (ASTM D 445)或更大；或低輻射柴油機(jī)助燃料在4(TC下具有的粘度超過1.2、 1.5、 1.8、 2.4、 2.5、 2.8、 3.0、 3.2、 3.5、 3.8、 4.2、 4.8、 5.5 cSt或更大 (其中1 mm2/s=lcSt);或?qū)τ?號(hào)，燃料油助燃料在4(TC下具有的 粘度超過1.2、 1.8、 2.1、 2.3、 2.5、 3.0、 3.4、 3.5、 4.0、 5.0、 5.5、 6.0、 6.5、 8.0、 10.0mm2/s或更大(ASTMD 445)，或?qū)τ?號(hào)，40。C下的 粘度超過2.2、 2.6、 3.0、 3.4、 3.5、 4.0、 5,0、 5.5、 6.0、 6.5、 8.0、 10.0 mm2/s或更大(ASTMD 445)，對(duì)于4號(hào)(輕)，40。C下的粘度超過 3.5、 4.0、 5.0、 5.5、 5.6、 6.0、 6.5、 8,0、 10.0、 12.0、 15.0、 20.0、 25.0 mm2/s或更大(ASTMD 445)，對(duì)于4號(hào)，4CTC下的粘度超過8.0、 12.0、 15.0、 18.0、 20.0、 24.0、 25.0、 26.0、 30.0、 35.0、 40,0 mm2/s (ASTMD 445)或更大，對(duì)于5號(hào)(輕)，IO(TC下的粘度超過4.5、 5.0、 6.0、 7.0、 8.9、 9.0、 9.1、 9.2、 9.3、 9.5、 10.0、 11.0、 12.0、 14.0、 14.5、 14.9、 15.0、 16,0、 18.0、 19.0、 20、 21.0、 22.0、 25.0 mm2/s或更大(ASTMD 445)，對(duì)于5號(hào)(重)，IO(TC下的粘度超過6.0、 7.5、 9.0、 11.0、 14.9、 15.0、 15.2、 15.5、 15.7、 16.0、 16.5、 17.0、 18.0、 19.0、 20.0、 21.0、 22.0、 25.0、 30.0mmVs或更大(ASTMD 445)，對(duì)于6號(hào)燃料油，100 。C下的粘度超過20.0、 25.0、 30.0、 35.0、 40.0、 45.0、 50.0、 50.5、 51.0、 52.0、 53.0、 54.0、 55.0、 57.0、 60、 65.0、 70.0、 75.0、 80.0 mm2/s或更 大(ASTMD 445);對(duì)于滿足ISO DIS 8217和/或BS MA 100標(biāo)準(zhǔn)和/ 或其它工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的重柴油機(jī)、機(jī)車或海水發(fā)動(dòng)機(jī)助燃料在5(TC下的粘
45度超過150、 200、 250、 300、 350、 400、 450、 500、 510、 520、 530、 550、 600、 650 cSt或更大。
可以推斷，本申請(qǐng)ECS/助燃料的粘度將符合ASTM、政府或其它 標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例28
上述所有實(shí)施例的燃料ECS/助燃料組合物，其中助燃料粘度超過 最大可能的ASTM、工業(yè)或政府標(biāo)準(zhǔn)；其中ECS/助燃料組合的特征在 于其滿足相同的ASTM、工業(yè)或政府標(biāo)準(zhǔn)。
可以推斷，本申請(qǐng)ECS燃料、ECS/助燃料組合物和/或本申請(qǐng)重整 助燃料的自點(diǎn)火溫度滿足可接受的ASTM或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)節(jié)燃料成分 是為了滿足這類標(biāo)準(zhǔn)。
在ECS/助燃料組合物中加入ECS燃料具有降低火花點(diǎn)火延滯期 的趨勢(shì)。優(yōu)化組合燃料的燃燒可能需要降低火花送進(jìn)，這是本發(fā)明的 重要實(shí)施方案。
實(shí)施例29
操作使用ECS/助燃料組合物(與本發(fā)明實(shí)施例的組合物一致)的 發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述方法的特征在于在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)、燃燒器或 其它發(fā)動(dòng)機(jī)(包括噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī))中燃燒所述燃料，其中 相對(duì)于單獨(dú)的助燃料，其點(diǎn)火延滯期至少降低0.001至0.5、 0.01至2.0、 0.01至3.0、 0.01至5.0、 0.01至7.0、 0.01至8.0、 0.01至10.0、 0.01 至15.0、 0.01至20.0、 0.01至25.0、 0.01至30.0、 0.01至35.0、 0,01 至40.0、 0.01至45.0、 0.01至50.0、 0.01至55.0、 0.01至60.0、 0.01 至65.0、 0.01至70.0、 0.01至75.0、 0.01至80.0、 0.01至85.0、 0.01
至卯.0%或更多；且其中如果應(yīng)用的話，可由此調(diào)節(jié)火花送進(jìn)。實(shí)施例30
實(shí)施例29的方法，其中與單獨(dú)的助燃料相比，空氣燃料比至少降 低5、 10、 15、 20、 25、 30、 35、 40、 45、 50、 55、 60、 65、 70%或更 多；另外，空氣-燃料比可包括大約5.85至6.45、 6.45至8.03、 7.55至 10.45、 8.85至12.5。
實(shí)施例31
燃燒ECS/助燃料的方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)為內(nèi)燃機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比 至少為8.5、 9.0、 9.5、 10.0、 10.5、 11.0、 11.5、 12.0、 12.5、 13.0、 13.5、 14.0、 14.5、 15.0、 15.5、 16.0、 16.5、 17.0、 17.5、 18.0、 18.5、 19.0、 19.5、 20.0、 22.0、 24.0、 25.0、 30.0、 35.0、 40.0、 50.0或更大。
本申請(qǐng)助燃料的非限定性實(shí)例包括含碳、含氫、含碳?xì)浠蚍翘細(xì)?br> 的燃料，另外的固體、氣體燃料包括氫氣、石油氣、液化石油氣、
LPG丙垸、LPG-丁垸、天然氣、天然氣液體、甲烷、乙烷、丙烷、正 丁垸、丙垸-丁垸混合物、燃料甲醇(如M80、 M卯或M85燃料)、 燃料乙醇、生物量燃料、植物油/酯燃料、菜籽甲酯、大豆脂肪酸酯、 水合含碳燃料(包括水合汽油、石腦油、燃料油和柴油，如Gunnerman A-55/D-55)、馬達(dá)汽油(滿足ASTM標(biāo)準(zhǔn))、航空汽油燃料(包括80 級(jí)、100級(jí)、10011級(jí))(滿足ASTM標(biāo)準(zhǔn))、常規(guī)馬達(dá)汽油、重整汽 油(滿足美國(guó)Clean Air Act第211 (k)章，California Air Resources Board, 瑞典/歐洲EPEFET標(biāo)準(zhǔn)或其它標(biāo)準(zhǔn))、低蒸汽壓汽油、TalbertE-汽油、 垸基化或取代烷基化燃料、主要重整燃料、異辛垸燃料、主要異辛垸 燃料、殘液、石蠟燃料、主要石蠟燃料(包括任意的正丁烷、異戊烷、 甲苯、C7-do烯烴)、煤油、寬范圍沸點(diǎn)燃料、氣體渦輪燃料(包括 0-GT、 l-GT、 2-GT、 3-GT、 4-GT)(滿足ASTM標(biāo)準(zhǔn))、航空噴氣 渦輪燃料(包括JP-4、 JP-5、 JP-7、 JP-8、 JP-9、 JP-10、 TS、 JetA-l、 Jet A、 Jet B)(滿足ASTM標(biāo)準(zhǔn))、軍用航空汽油(包括JP-8、 JP-8+100、 適用于U-2/TR-l飛機(jī)的JPTS精煉煤油燃料)、導(dǎo)彈燃料、固體或液 體火箭燃料、單基推進(jìn)劑、多基推進(jìn)基燃料、雙組分火箭燃料、氣油
47渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃料(包括0-4級(jí))、成層加料發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、柴油機(jī)燃料(包
括低硫l-D級(jí)、低硫2-D級(jí)、l-D級(jí)、2-D級(jí)和4-D級(jí)(滿足ASTM 標(biāo)準(zhǔn))和舊的級(jí)別C-B型T-T型、R-R型、S-M型)、重整柴油機(jī)燃 料(滿足CARB或瑞典標(biāo)準(zhǔn))、低/無(wú)硫氫處理過的低/無(wú)芳族蒸餾燃料、 甲苯燃料、主要甲苯燃料、石腦油燃料、主要石腦油燃料、燃料油(包 括I級(jí)、2級(jí)、4級(jí)(輕)、4級(jí)、5級(jí)(輕)、5級(jí)(重)、6級(jí))、 用于海洋或鐵路的重柴油機(jī)燃料(包括符合ISO DIS 8217和BSMA 100 的那些燃料)、各種蒸餾物燃料、蒸餾物燃料、主要蒸餾物燃料、殘 留類型的油、循環(huán)油、輕質(zhì)循環(huán)油、輕質(zhì)循環(huán)氣油、重質(zhì)循環(huán)油、加 熱用油、重質(zhì)循環(huán)氣油、真空油、燃燒油、爐油、煤液體、SRC-II中 等蒸餾煤燃料、接近煤液體、粉狀煤、煤衍生物、煤、固體燃料、焦 油砂燃料、頁(yè)巖油、肼、氨乙炔、、任何其它烴或非烴燃料和/或滿足 ASTM標(biāo)準(zhǔn)、軍用或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、EPA許可標(biāo)準(zhǔn)、CARB或瑞典歐洲標(biāo) 準(zhǔn)的燃料，或滿足任何現(xiàn)存或未來(lái)的工業(yè)和/或任何政府標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的 燃料，包括其混合物；以及任意的非鉛和低硫或無(wú)硫和/或含低磷或無(wú) 磷燃料；其中在燃燒時(shí)存在發(fā)光蒸汽相燃燒。
實(shí)施例32
上述實(shí)施例，其中由ECS燃料或組合的ECS/助燃料產(chǎn)生的蒸汽驅(qū) 動(dòng)著排代等于或超過150、 180、 200、 220、 270、 300、 320、 330、 350、 355、 360、 400、 444、 457、 480、 500、 550、 600、 650、 700、 750、 800、 850、 900、 950、 1000、 1100、 1200、 1300、 1400、 1500、 1600、 1700、 1800、 2000、 2200、 2400、 2600、 2800、 3000、 3500、 4000、 5000、 6000、 7000、 8000、 9000、 10000、 15000、 20000、 25000、 30000、 40000、 50000、 60000、 70000、 80000、卯OOO、 100000立方英寸或當(dāng) 量的發(fā)動(dòng)機(jī)或更大的發(fā)動(dòng)機(jī)，其載荷條件為中等至中等偏高至高載荷 (例如，設(shè)想350立方英寸發(fā)動(dòng)機(jī)排代("CID")當(dāng)量，其載荷大于 14,0、 15.0、 16,0、 17.0、 18.0、 19.0、 20.0、 21.0、 22.0、 23.0、 24.0、 25.0、 26.0、 27.0、 28.0、 29.0、 30.0或35.0 ihp,或另外地，載荷超過 0,04、 0.043、 0.0456、 0.0514、 0.054、 0.057、 0.06、 0.063、 0.066、 0.069、
480.71、 0.74、 0.77、 0.8、 0.84、 0,086、 0.10、 0.11、 0.12、 0.13、 0.14、 0.15、 0.16、 0.17、 0.18、 0.19、 0.20、 0.25、 0.30、 0.35、 0.40 ihp/cid 或更大)；由此，燃料經(jīng)濟(jì)和/或熱效率比單獨(dú)的助燃料工作要增加 0.5%、 1.0o/o、 1.5%、 2.0%、 2.5%、 3.0%、 3.5%、 4.0%、 4.5%、 5.0%至 20.0%或更多(優(yōu)選2.0%至30.0%)。
在本申請(qǐng)發(fā)明的特別實(shí)施例中，在高載荷至非常高的載荷條件下 操作燃燒系統(tǒng)。在這種載荷條件下，本申請(qǐng)的發(fā)明能夠很好地適應(yīng)更 大的發(fā)動(dòng)機(jī)。
實(shí)施例33
組合物，上述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)或選自下述的燃燒器的蒸汽組合物火
箭發(fā)動(dòng)機(jī)、Brayton循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、氣油渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、航空噴氣渦輪發(fā)動(dòng) 機(jī)、柴油機(jī)(直接噴射、汽輪充電、貧燃料燃燒、回蕩、可變閥門定 時(shí)和提升)發(fā)動(dòng)機(jī)、海底發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)、航空氣體發(fā)動(dòng)機(jī)、汽 油/機(jī)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(非限定性實(shí)施例包括低發(fā)射、超低發(fā)射、可變閥門 計(jì)時(shí)和提升、直接燃料噴射、三路催化劑體系、貧燃料燃燒發(fā)動(dòng)機(jī))、 油燃燒、殘留物燃燒、油爐、高性能燃燒(例如含有火焰包圍物，其 放熱速率為10,000,000 BTU/ft3-hr)、氣體燃燒、氣體爐、內(nèi)壓縮發(fā)動(dòng) 機(jī)、火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)、貧燃料燃燒、快速燃燒、外燃燒Stirling或Rankine 發(fā)動(dòng)機(jī)、Otto循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、Miller循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、兩缸發(fā)動(dòng)機(jī)、四缸發(fā)動(dòng) 機(jī)或催化系統(tǒng)。
在本發(fā)明的實(shí)施方案中，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ECS化合物選擇為DMC 時(shí)，則需要將燃料配制成盡可能接近中性pH。堿性pH也是可以接受 的，但中性和/或很小的酸性pH是需要的。更大酸性是可能的，但必 需滿足ASTM燃料限制和燃燒系統(tǒng)，特別是那些操縱航空渦輪的燃料， 這種燃料的最大酸性可為0.1 mg KOH/g或當(dāng)量。
如果應(yīng)用的話，本發(fā)明考慮了 ASTM或其它工業(yè)限制。如果沒有這些限制，基于燃料或燃燒系統(tǒng)的約束，pH值不會(huì)超過可接受的限制。 實(shí)施例34
上述燃料組合物，其中ECS化合物為DMC，所述組合物的pH為 中性或弱酸性，或任意地具有pH小于9.0、 8.9、 8.8、 8.7、 8.6、 8.5、 8.4、 8.3、 8.2、 8.1、 8.0 (水)、7.9、 7.8、 7.7、 7.6、 7.5、 7.4、 7.3、 7.2、 7.1、 7.0 (中性)、6.9、 6.8、 6.7、 6.5 (水)、6.4、 6.3、 6.2、 6.1、 6.0、 5.9、 5.8、 5.7、 5.6、 5.5、 5.4、 5.3、 5.2、 5.1、 5.0、 4.5、 4.0、 3.5、 3.0、 2.5、 2.0或更小。pH值小于8.0、 7.0、 6.5且大于5.0、 5.5或6.0 為更優(yōu)選。
還可以考慮到，本申請(qǐng)的改進(jìn)助燃料含有如本發(fā)明或待審國(guó)際專 利申請(qǐng)PCT/US95/02691和PCT/US95/06758中描述的必要添加劑。
汽化潛熱增量
考慮到環(huán)境和工業(yè)，作為主要目的和本發(fā)明的實(shí)施方案，本申請(qǐng) 的烴燃料、ECS/助燃料、改進(jìn)燃料(如下文所述)應(yīng)當(dāng)被制成具有最 大汽化潛熱("LHV")。
在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，本申請(qǐng)的助燃料或改進(jìn)燃料(如下文所 述)應(yīng)當(dāng)被制成具有高于現(xiàn)有ASTM、常規(guī)或重整燃料(本發(fā)明未調(diào) 整的"基礎(chǔ)燃料")的LHV值。換句話說(shuō)，本申請(qǐng)發(fā)明的一個(gè)基準(zhǔn)在 于將LHV值增加到至本發(fā)明為止現(xiàn)存于其它燃料中的LHV值之上。
在本發(fā)明進(jìn)一步的多組分燃料的實(shí)施方案中，這類改進(jìn)可通過重 整現(xiàn)有組分或在制造所述燃料的過程中加入可得到的組分而達(dá)到。
然而，在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過向這類燃料中摻入ECS結(jié)構(gòu)和 /或ECS燃料，可達(dá)到這種目的。
50本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，LHV臨界值的提高大大地取決于燃料組合物、燃燒 系統(tǒng)的類型。
但是，與未調(diào)整的基礎(chǔ)燃料相比，LHV至少增加0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4.0、 4.5、 5.0、 6.0、 6.5、 7.0、 7.5、 8.0、 8.5、 9.0、 9.5、 10.0、 12.5、 15.0、 17.5、 20.0、 22.5、 25.0、 27.5、 30.0、 35.0、 40.0、 50.0、 55.0、 60.0%或更多是可以考慮并且是需要的。為了比較LHV的 差異，本申請(qǐng)的基礎(chǔ)燃料可為ASTM、工業(yè)或到本發(fā)明為止相當(dāng)?shù)娜?料。
人們已經(jīng)意識(shí)到，以單位重量為基礎(chǔ)，重燃料(如柴油機(jī)燃料、 噴氣航空燃料、氣體渦輪燃料等等) 一般比較低分子量的汽油具有更 低的平均汽化潛熱。燃料的沸點(diǎn)溫度越高，其單位重量的平均LHV越低。
根據(jù)基礎(chǔ)燃料或助燃料或改進(jìn)燃料，必須將具有汽化潛熱小于大 約40、 50、 60、 70、 80、 90、 100、 110、 120、 125、 130、 135、 140、 145、 150、 155、 160、 165、 170、 175、 180BTU/lb，或小于650、 700、 750、 760、 770、 780、 790、 800、 810、 820、 830、 840、 850、 860、 880、 900、卯5、 910、 915、 920、 925 BTU/gal的成分或低于未調(diào)整基 礎(chǔ)燃料的汽化潛熱的成分的體積濃度降低，或從組合物中分離出來(lái)； 另外可增加或包括具有LHV大于基礎(chǔ)燃料的平均汽化潛熱的燃料成 分；由此，新的重整燃料大于未調(diào)整的基礎(chǔ)燃料。
如本申請(qǐng)及待審國(guó)際專利申請(qǐng) PCT/US95/02691 和 PCT/US95/06758中所述，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)燃料、助燃料的優(yōu)化重整 不僅包括降低終點(diǎn)和T-90蒸餾溫度且調(diào)節(jié)具有燃料取代基修飾(如降 低硫、芳烴、烯烴等)的T-50溫度，而且同時(shí)需要優(yōu)選地提高平均LHV 并將任意的基礎(chǔ)燃料BV值提高至少0.5%、 1.0%、 2.0%、 3.0%、 4.0%、 4.5%、 5.0%、 10%。如果不同時(shí)提高LHV和BV值，將不能獲得本發(fā)明的全部效果。
例如，在沸點(diǎn)為約60'C至約ll(TC的烴燃料中，為了獲得提高的 LHV值，以環(huán)垸烴、鏈烯烴、垸烴的順序排列是優(yōu)選的。從約12CTC-160 °C，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)優(yōu)選以芳烴、鏈烯烴、環(huán)烷烴、垸烴的順序排列。本 發(fā)明還意識(shí)到，隨著沸點(diǎn)升高，芳烴的LHV降低。在大約7(TC至大約 13(TC之間，鏈烯烴和環(huán)垸烴的優(yōu)先順序是大約相同的。在大約160°C -180匸至大約300°(:之間，以二環(huán)烷烴、芳烴和烷烴的順序排列是優(yōu)先 的。
為了增加其汽化潛熱，形成基礎(chǔ)燃料的優(yōu)選實(shí)例是典型地通過分 離更高沸點(diǎn)的材料(例如具有低汽化潛熱和/或低燃燒速度的材料)， 直至所述氧/金屬游離的基礎(chǔ)烴組合物的平均汽化潛熱等于或大于500、 550、 600、 630、 650、 680、 700、 730、 750、 780、 800、 820、 830、 840、 850、 860、 870、 880、 890、 ■、卯5、 910、 915、 920、 925、 930、 940、 950、 970、 990、 1000、 1050、 1100、 1150、 1200、 1250、 1300、 1350 BTU/gal或更大為止。汽化潛熱大于650、 740、 790、 800、 830、 860、 880、 900、 910 BTU/gal或更大是必須的。
另外，基礎(chǔ)助燃料的汽化潛熱應(yīng)當(dāng)超過100、 110、 115、 120、 125、 130、 135、 140、 145、 150、 155、 160、 165、 170、 175、 180、 185、 190、 195、 200、 205、 210 BTU/gal或更大。
盡管改進(jìn)燃料或助燃料的汽化潛熱一般沒有上限，但應(yīng)當(dāng)控制經(jīng) 濟(jì)成本和其它實(shí)際因素。由此，本發(fā)明欣賞增加20°/。至40%以上可作
為實(shí)際的界限。
能夠達(dá)到增加汽化潛熱的燃料的構(gòu)成應(yīng)當(dāng)與其它因素相符，包括 公知的某些化合物的有害釋放特征、蒸餾的要求、熱量和加熱要求、燃燒速度的改進(jìn)等等。
例如，盡管苯和二甲苯可提高LHV，但它們對(duì)環(huán)境有害是公知的。 正如本發(fā)明所指出的，降低芳烴對(duì)環(huán)境是有些益處的(如降低碳的形
成)，但也降低LHV。由此，芳烴的降低應(yīng)當(dāng)將減少更高沸點(diǎn)的芳烴 與不降低芳烴的沸點(diǎn)相吻合，高沸點(diǎn)芳烴具有高的LHV。
因此，根據(jù)燃料組合物和燃料的類型，調(diào)節(jié)/形成獲得提高LHV 的改進(jìn)、助燃料組合物(如不含ECS化合物和/或金屬的組合物)的最 終形成助燃料的LHV應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥诩s55、 60、 65、 70、 75、 78、 80、 82、 85、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 97、訓(xùn)、103、 105、 107、 110、 113、 115、 117、 120、 122、 125、 127、 130、 131、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 157、 158、 159、 160、 161、 163、 165、 166、 167、 170、 175 BTU/lb或更大(或 相當(dāng))，或者其量大于現(xiàn)有ASTM基礎(chǔ)燃料。此范圍之外的汽化潛熱 也是可接受的。
然而，在機(jī)車汽油情況下，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)汽化潛熱優(yōu)選等于或超過 115、 120、 125、 130、 133、 134、 135、 137、 140、 142、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 160、 165、 170、 175 BTU/lb或更大，特別優(yōu)選大于140、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 160、 165、 170BTU/lb。
在航空汽油情況下，汽化潛熱等于或超過100、102、105、107、
110、112、 115、 117、 120、 122、 125、 127、 128、129、130、131、
132、133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、141、142、143、
144、145、 146、 147、 148、 149、 150、 151、 152、153、154、155、
156、 157、 158、 159、 160、 165、 170、 175 BTU/lb或更大是可接受的， 超過135、 140、 145、 150、 152、 154、 155、 158、 160、 165 BTU/lb或
53更大是更加需要的。
在柴油機(jī)燃料情況下，汽化潛熱等于或超過85、 90、 95、 100、 102、 104、 105、 106、 107、 108、 109、 110、 111、 112、 115、 117、 120、 122、 125、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、 144、 145、 146、 147、 148、 149、 150BTU/lb或更大是可接受的，超過IIO、 115、 120、 125-130BTU/lb或更大是特別需要的。
在噴氣航空渦輪燃料情況下，LHV應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虺^30、 35、 38、 40、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60、 61、 62、 63、 64、 65、 66、 68、 70、 72、 74、 76、 78、 80 cal/gram.;另外，它們應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虺^55、 60、 65、 70、 75、 80、 85、 90、 95、 100、 102、 104、 105、 106、 107、 108、 109、 110、 111、 112、 115、 117、 120、 122、 125、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 139、 140、 141、 142、 143、
144、 145、 146、 147、 148、 149、 150、 155、 160、 165 BTU/lb。超過 85、卯、95、 100、 110、 115、 120、 125、 130、 135、 140、 145、 150、 155、 160、 165 BTU/lb是更加需要的。超過120、 125、 130、 135、 140、
145、 150、 155、 160、 165 BTU/lb是優(yōu)選的。
重柴油和燃料油的LHV應(yīng)當(dāng)超過45、 50、 55、 60、 65、 70、 75、 80、 82、 85、 87、 90、 95、 96、 97、 98、 100、 105、 107、 110、 112、 115、 117、 120、 122、 125、 127、 130 BTU/lb或更大。超過100、 102、 110BTU/lb是需要的。
在構(gòu)成或重整本申請(qǐng)改進(jìn)或助燃料中，根據(jù)各種基礎(chǔ)燃料，也需 要將其比熱制成等于或大于0.35、 0.36、 0.37、 0.38、 0.39、 0.40、 0.41、 0.42、 0.43、 0.44、 0.45、 0.46、 0.47、 0.48、 0.49、 0.50、 0.51、 0.52、 0.53、 0.54BTU/lb。F或更大的燃料。優(yōu)選比熱為0.46 BTU/lb。F以上的燃料。
LHV增加將對(duì)應(yīng)著燃燒溫度降低。所需的降低范圍約為10F至
500F，降低為5。F至50。F也是可接受的。
在重要的實(shí)施方案中，通過構(gòu)成組合物而降低燃燒溫度，從而避 免或降低燃燒室的沉積。由此可推斷降低燃燒室沉積的組合物應(yīng)當(dāng)包 括沉積添加劑。
本申請(qǐng)發(fā)現(xiàn)，如果LHV同時(shí)增加，由于終點(diǎn)和/或T-90溫度降低， 功效將不會(huì)受損失。
在增加LHV的同時(shí)，多沸點(diǎn)燃料受益于最終沸點(diǎn)、T-90沸點(diǎn)和 T-50的降低。這類燃料包括航空和機(jī)車汽油、氣油渦輪燃料、燃料油、 柴油機(jī)燃料、噴氣航空燃料等等。
在重要的實(shí)施方案中，含金屬或非金屬的汽油具有足夠的升高 LHV，廢催化劑的進(jìn)口溫度被降低到了足以避免催化劑堵塞、OBM II 監(jiān)視器失效等的程度?？梢酝茢?，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，催化劑進(jìn) 口的溫度為大約1400。F或更低，包括1350F。、1300。F。、1250。F、1200。F、 H50。F 、 H00。F、 1050。F或更低，其它溫度足以保證可接受的催化劑 活性，而避免了具有類似氧化鎂的堵塞。
由此，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，為了降低燃燒溫度并任意地保證 BV高于未經(jīng)改進(jìn)的重整或標(biāo)準(zhǔn)燃料，可采用改進(jìn)烴助燃料的方法，包 括改進(jìn)T-90、 T-50或T-10蒸餾溫度和/或取代基成分，從而將低燃燒 速度和低LHV烴降低至最大的程度。
因此可推斷，在構(gòu)成本申請(qǐng)改進(jìn)燃料中，不采用本申請(qǐng)發(fā)明的其 它方式，只是控制這類燃燒溫度，可降低由過高排放溫度引起的輻射
55和/或控制含少量金屬鎂燃料中的洗煤沉積。 實(shí)施例35
避免堵塞或被氧化鎂包覆排出催化劑或OBD II監(jiān)視器或監(jiān)視系 統(tǒng)的方法，所述方法包括將足夠量的含有1/128至1/32克Mn/galMMT 的高汽化潛熱ECS燃料與常規(guī)無(wú)鉛或重整無(wú)鉛汽油混合，其中所述燃 料的燃燒和排出溫度被降低到足夠的程度，催化劑進(jìn)口廢氣的溫度小 于1400°F，更優(yōu)選小于1350、 1300、 1250、 1200°F。
實(shí)施例36
避免氧化物堵塞或包覆排出催化劑的方法，所述方法包括改進(jìn) 常規(guī)或含有最高為1/32科Mn/galMMT的重整汽油的T-90汽油溫度， 其中LHV被增加到足夠的量，催化劑進(jìn)口廢氣的溫度小于1400°F。
在本發(fā)明的一個(gè)獨(dú)立的實(shí)施方案中，形成了具有更高汽化潛熱的 燃料。但是，在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)際操作中，在所述高LHV改進(jìn)或助燃 料中同時(shí)采用了 ECS化合物和/或金屬物。
實(shí)施例37
烴燃料組合物，該組合物選自現(xiàn)有的助燃料或基礎(chǔ)燃料("未調(diào) 節(jié)的基礎(chǔ)燃料")，其中所述的燃料被另外構(gòu)成、形成或重整，其汽 化潛熱至少增加了 1%、 1.5%、 2%、 2.5°/。、 3%、 4%、 5°/。、 6°/。、 7%、 8%或更多；且其中所述的LHV的增加是在不使用ECS化合物和/或金 屬化合物獲得的。
實(shí)施例38
實(shí)施例37，其中所得組合物的汽化潛熱大于原先的未調(diào)節(jié)基線組 合物，其中所述的另外重整的組合物("LHV提高的助燃料組合物") 與至少一種ECS化合物和/或金屬化合物摻混，因此所得組合的組合物 滿足ASTM、政府和/或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
56實(shí)施例39
燃料組合物，該組合物含有常規(guī)或重整汽油、任意的氧化物，T-90 餾份不大于290°F、 280°F、 270°F、 260°F，汽化潛熱在130、 135、 140、 145、 150、 155、 160、 165、 170BTU/lb以上；MMT任意地高達(dá)1/64、 1/32克/gal;燃燒速度任意地超過48、 49、 50、 51、 52、 53、 54 cm/sec; 所述燃料的特征在于與未調(diào)節(jié)的燃料或與沒有最小LHV的調(diào)節(jié)T90 燃料相比，燃燒經(jīng)濟(jì)被提高了 (優(yōu)選至少0.5%或更多)。
實(shí)施例40
實(shí)施例39的方法，其中燃料另外包含降低裝料溫度量的燃燒室沉 積控制添加劑。
實(shí)施例41
實(shí)施例39的方法，其中與含有相同量金屬物、但具有降低的T-90 和升高的LHV的凈燃料相比，其燃料經(jīng)濟(jì)提高了。
實(shí)施例42
上述實(shí)施例，其中調(diào)節(jié)T-卯燃料的汽化潛熱和/或燃燒速度比未調(diào) 節(jié)的燃料提高0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4.0、 4.5、 5.0%。
實(shí)施例43
上述實(shí)施例，其中燃料的T-卯溫度為低于310°F，更優(yōu)選低于 305°F、 300。F、 295叩、290。F、 285°F、 280。F、 275°F、 270。F、 265°F、 260°F、 255°F、 250°F、 245°F或更低；且包括1/32克Mn/gal量的MMT; 以及任意地采用了足夠量的燃燒室沉積控制添加劑；因此裝料溫度降 低了；其中與相同的未調(diào)節(jié)燃料相比，燃料經(jīng)濟(jì)至少提高了 0.2、 0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2,5、 3.0%或更多。
燃燒速度增量本發(fā)明的重要目的和實(shí)施方案是將本申請(qǐng)的助燃料、ECS/助燃料、 改進(jìn)燃料(見下文)構(gòu)成或形成具有最大參數(shù)的燃料。本發(fā)明的實(shí)施 方案還在于將本申請(qǐng)的助燃料構(gòu)成或形成可達(dá)到最大火焰速度的燃
料。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)C2至C6炔烴能夠提供附加的燃燒速度；C4至C6烯 烴和deolefms是具有吸引力的，它們能夠提供高的速度；C3環(huán)垸烴和 苯也是吸引人的；吸引力膠差的是石蠟、C7和芳烴。典型地，碳鏈的 長(zhǎng)度越短(如C6、 C5、 C4、 C3或更低)，燃燒速度越高。
對(duì)于相同鏈長(zhǎng)的碳原子而言，正炔烴優(yōu)選于正烯烴，也優(yōu)選于正 烷烴。不飽和烴的燃燒速度高于相同鏈長(zhǎng)的飽和烴的燃燒速度。在含 有一個(gè)飽和鍵的不飽和烴中，燃燒速度相對(duì)于分子量的增加而降低。 石腦油和芳烴具有與石蠟類似的速率。
還可以推斷，本申請(qǐng)的改進(jìn)燃料或助燃料具有很低的汽化發(fā)射， 因此蒸汽壓很低。
一般的燃料和燃燒系統(tǒng)
本發(fā)明實(shí)施方案中考慮的燃燒器包括幾何燃燒器(管狀、環(huán)狀、 管-環(huán)狀、球狀)、空氣動(dòng)力學(xué)燃燒器(擴(kuò)散火焰、預(yù)混、分步、催化) 和應(yīng)用燃燒器(飛機(jī)、工業(yè)、機(jī)車)。
在本發(fā)明實(shí)施方案中，優(yōu)選使用擴(kuò)散火焰燃燒器，其中本發(fā)明的 燃燒火焰進(jìn)一步通過氣體噴氣擴(kuò)散、在先液滴蒸發(fā)、加速燃燒和/或噴 霧擴(kuò)散而傳播。
由此，在實(shí)施方案中，使用與ECS燃料組合的擴(kuò)散火焰燃燒器； 因而燃燒輻射改進(jìn)，燃燒加速和/或燃燒溫度降低。
本申請(qǐng)的發(fā)明特別適用于渦輪應(yīng)用，尤其是在航空氣體渦輪、工 業(yè)氣體渦輪、海洋氣體渦輪等應(yīng)用中。用于本發(fā)明的燃料的物理狀態(tài)包括沸點(diǎn)范圍寬和窄的液體、半液 體、接近液體、半固體、固體和氣體燃料及混合物。
本申請(qǐng)的凈燃料實(shí)例(如ECS化合物和金屬物)另外的推進(jìn)和環(huán) 境作用，這不僅僅限于內(nèi)燃機(jī)、航空噴氣渦輪機(jī)、窯爐、燃燒器、通 氣推進(jìn)系統(tǒng)或火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
本申請(qǐng)的凈燃料是單獨(dú)的載體燃料，可用于任何燃燒系統(tǒng)；但是
改進(jìn)現(xiàn)有燃燒器需要適應(yīng)這類應(yīng)用的燃燒最佳動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)。
摻入在先的燃燒系統(tǒng)也是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述燃燒系統(tǒng) 能夠在較高壓力和/或改進(jìn)由使用本申請(qǐng)燃料引起的熱效力的條件下較 好地轉(zhuǎn)化較高量的自由能。系統(tǒng)的改進(jìn)和新的設(shè)計(jì)能夠優(yōu)化本申請(qǐng)發(fā)
明的純ECS燃料、接近純ECS燃料、大量純ECS燃料或少量純ECS 燃料的優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明的實(shí)施方案中，在本申請(qǐng)的燃料中摻入了這類在先的燃 燒系統(tǒng)。
在本申請(qǐng)發(fā)明的重要實(shí)施方案中，在含有或不含有燃燒改進(jìn)量無(wú) 鉛金屬物的條件下，使用ECS化合物或混合物。但使用含有至少一種 無(wú)鉛金屬物的ECS化合物或混合物("ECS燃料")是優(yōu)選的實(shí)施方 案。在另一實(shí)施方案中，本申請(qǐng)的ECS燃料可含有至少一種另外的氧 化劑和/或至少一種添加推進(jìn)劑或助燃料。
在助燃料的實(shí)例中(例如，ECS燃料與氫和/或基于烴的燃料)， RVP降低是重要的實(shí)施方案。但是，最終燃料可包括RVP范圍為0.01 psi至1000.0 psi、 2.0 psi至200.0 psi、 2.0 psi至40.0 psi、 1.0 psi至20.0 psi、 1.0 psi至10.0 psi、 1.0 psi至8.0 psi、 1.0 psi至7.5 psi、 l.Opsi至7.0psi、 1.0 psi至6.5 psi、 1.0 psi至6.0 psi、 1.0 psi至3.0 psi、 1.0 psi 至2.0psi或更低的燃料。
例如，對(duì)于重整汽油，冬用RVP值的范圍為11.5psi至12.0psi， 而夏用RVP值的范圍為6.5 psi至6.9 psi。
在一個(gè)重要的實(shí)施方案中，優(yōu)化指定最小閃點(diǎn)溫度的燃料中的閃 點(diǎn)，如航空、渦輪和海洋發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用等。為了降低RVP禾B/或增加 閃點(diǎn)，使用助溶劑、調(diào)節(jié)烴餾份(以增加閃點(diǎn))、鹽、肥皂和氣體添 加劑也是可取的。參見下文"Mitigation Practice"。
正如所述，在本申請(qǐng)助燃料中主要采用了降低芳烴濃度的方法， 也采用了降低烯烴濃度的方法。
所采用的烯烴濃度大約等于或小于40、 37、 35、 33、 32、 31、 30、 29、 28、 27、 26、 25、 24、 22、 21、 20、 19、 18、 17、 16、 15、 14、 13、 12、 11、 10、 9、 8、 7、 6、 5、 4、 3、 2、 1°/。(體積)或不含烯烴。 不含C4至C5的烯烴是優(yōu)選的烯烴。在重整汽油中，采用了濃度范圍 為2.0至12.0、 3.0至10.0、 4.0至8.0% (體積)的烯烴。不含烯烴的 組合物也是可采用的。
本申請(qǐng)發(fā)明以純ECS燃料、基本上純ECS燃料、大量純ECS燃 料為實(shí)例，包括含有大于50% (體積)ECS化合物的組合物。本發(fā)明 還以基本上大量ECS燃料、少量或基本上少量的ECS燃料為少量，例 如大于0.5%、 1.0%、 1.5%、 1.8%、 2.0%、 2.7%、 3.0%、 3.5%、 3.7%、 4.0%、 5%、 10%、 15%、 20%、 25%、 30%、 40% (體積或重量)的ECS 燃料，這里的ECS燃料一般含有助燃料("基礎(chǔ)燃料或助燃料")。
在本申請(qǐng)發(fā)明的實(shí)例中，含有Mn的最優(yōu)選的ECS燃料包括二甲 基碳酸酯、甲醇、氫、甲縮醛、甲烷水合物、肼甲醛混合物。
60然而，隨著最終燃料中ECS燃料體積濃度百分?jǐn)?shù)的增加，燃燒和 輻射也顯著地增加。
在更特別的本發(fā)明或待審國(guó)際專利申請(qǐng)的助燃料或改進(jìn)燃料的應(yīng) 用中，公開了任何相關(guān)助燃料均可適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于任何其它助燃料或改 進(jìn)燃料(如一類助燃料的抗氧化劑或洗滌劑可與其它類的助燃料一起 使用)。類似地， 一種對(duì)環(huán)境有利的燃料實(shí)例也可應(yīng)用于其它燃料。
本申請(qǐng)發(fā)明的助燃料或改進(jìn)燃料一般是對(duì)環(huán)境具有盡可能吸引力
的燃料，它們滿足現(xiàn)有和未來(lái)的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，包括California Air Resources Board標(biāo)準(zhǔn)、EPA標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明意識(shí)到，盡可能推廣的本申請(qǐng)燃料(包括航空渦輪助燃料 或改進(jìn)燃料)將不含鉛或基本上不含鉛。但是，組合物中可含有與 ASTM、軍用或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相一致的已知添加劑。
本申請(qǐng)的航空渦輪燃料可滿足ASTM標(biāo)準(zhǔn)或基本上與ASTM標(biāo)準(zhǔn) 相符。當(dāng)今的ASTM燃料標(biāo)準(zhǔn)D 1655-93 (包括將來(lái)的版次)、相關(guān)的 早先標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法、軍用和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在此引作 參考。
本申請(qǐng)降低的燃燒溫度在高空和/或高馬赫速度下的噴氣航空應(yīng) 用中特別有用，在這種情況下，極端的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度限制了燃燒系統(tǒng)的 操作和設(shè)計(jì)。實(shí)際上，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)可顯著地降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度，降 低的數(shù)量級(jí)為25°F至400°F或更大。
實(shí)施例44
利用ECS燃料(與本發(fā)明的氧化實(shí)例組合物一致)操作發(fā)動(dòng)機(jī)的 方法，所述方法的特征在于在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)或其它發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒所述的燃料，其中與單獨(dú)的傳統(tǒng)燃料相比，其點(diǎn)火延滯期至少減少5.0、
10.0、 15.0、 20.0、 25.0、 30.0、 35.0、 40.0、 45.0、 50.0、 55.0、 60.0、 65.0、 70.0、 75.0、 80.0、 85.0、 90.0%或更多;如果應(yīng)用的話，將由此 調(diào)節(jié)火花送進(jìn)。
實(shí)施例45
實(shí)施例44的方法，其中與單獨(dú)的傳統(tǒng)燃料(汽油15、噴氣渦輪 燃料14-16等)相比，其空氣燃料比至少降低25、 30、 35、 40、 45、 50、 55、 60、 65、 70%或更多；另夕卜，空氣-燃料比包括大約5.85至6.45、 6.00至8.03、 7.55至10.45、 8.85至12.5。
實(shí)施例46
實(shí)施例44的方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比至少為8.5、9.0、9.5、 10.0、 10.5、 11.0、 11.5、 12.0、 12.5、 13.0、 13.5、 14.0、 14.5、 15.0、 15.5、 16.0、 16.5、 17.0、 17.5、 18.0、 18.5、 19.0、 19.5、 20.0、 22.0、 24.0、 25.0、 30.0。
實(shí)施例47
在一定溫度下操作噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該方法包括將任意 地含有0.1至大約5.0、 10.0、 15.0、 20.0、 30.0、 40.0、 50.0、 60.0% (wt) 氧的ECS燃料(優(yōu)選至少一種含氧ECS化合物或金屬物)與航空助燃 料混合，其中所述的所得燃料在液態(tài)和220°C、 260°C、 280°C、 300°C、 320°C、 35(TC或更高溫度下的氣態(tài)中是熱穩(wěn)定的，所述的所得燃料的 LHV超過120、 125、 130、 135、 140、 145、 150、 155、 160、 165、 170 BTU/lb或更大，在液態(tài)或氣態(tài)的該燃料用作冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的主要受熱器，
所述燃料任意地含有抗氧化劑、消泡劑、金屬減活劑和/或洗滌劑/分
散劑，其含量應(yīng)當(dāng)能夠改進(jìn)熱穩(wěn)定性；在于極端溫度和/或極端高度、 高馬赫數(shù)下的所述噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒所述燃料，所述馬赫數(shù)超過 1.0、 1.5、 2.0、 2.25、 2.5、 2.75、 3.0、 3,25、 3.5、 3.75、 4.0、 4.25、 4.5、 4.75、 5.0、 5.25、 5.5、 5.75、 6.0、 6.25、 6.5，所述極端高度為海平面
62以上30,000、 40,000、 50,000、 60，000、 70,000、 80,000、 90,000、 100,000、 110,000、 120,000、 130,000、 150,000、 170,000、 200,000、 250,000、 300，000、 350,000英尺，所述發(fā)動(dòng)機(jī)和燃燒溫度降低25°f至300。F、50。f至350°F、 75。f至375。F、 100。f至400。F、 125。f至450。F、 150°f至500°F、 175°f 至550°F、 200。f至600。F、 225°f至750°F、 250°f至900°F，或者另外， 氣體進(jìn)口渦輪溫度不超過1500°K、 1400°K、 1300°K、 1200°K、 U50。K、 1100°K、 1050°K、 1000°K、 950°K、 900°K、 850。K、 800°K、 750°K、 700°K、 650°K、 600。K或更低(優(yōu)選低于1200°K)，或者比當(dāng)今最好 的公知方法，溫度降低至少0.5%至25.0%;因此渦輪進(jìn)口壓力增加0.5% 至80.0%或更多。
實(shí)施例48
航空渦輪燃料組合物，該組合物含有ECS燃料(優(yōu)選一種含至 少一種氧化ECS化合物(如DMC)和金屬物(如MMT));任意地 含有0.1至95%或大約5.0、 10.0、 15.0、 20.0、 30.0、 40.0、 50.0、 60.0%
(wt)氧； 一種航空助燃料；所述燃料的特征在于在液態(tài)和22(TC、 260 °C、 280°C、 30(TC、 320°C、 35(TC或更高溫度下的氣態(tài)中是熱溫度的； 所述特征具有LHV超過120、 125、 130、 135、 140、 145、 150、 155、 160、 165、 170 BTU或更高，能夠吸收熱量(如熱容)，用作冷卻發(fā) 動(dòng)機(jī)的主要受熱器；所述燃料任意地含有抗氧化劑、消泡劑、金屬減 活劑和/或洗滌劑/分散劑，其含量應(yīng)當(dāng)能夠改進(jìn)熱穩(wěn)定性；任意地滿足 ASTM或軍用燃料標(biāo)準(zhǔn)(任意地除燃燒熱之外)。
實(shí)施例49
航空噴氣渦輪燃料，該燃料含有0.01。/。至40.0。/。重量的DMC中 的氧(更優(yōu)選0.5%至5.0%、 0.5%至10.0%)和至少一種代表0.001至 20.0gr/gal (更優(yōu)選0.01至7.5、 10.0gr/gal，特別優(yōu)選0.1至3.0gr/gal) 的鎂金屬物；所述燃料具有的總芳烴體積濃度不超過25%(更優(yōu)選22% 或更少)，最大硫含量不超過0.3% (wt)(優(yōu)選0.2、 0.1、 0.02或不 含硫)，最大T-10溫度為205°C，最大最終沸點(diǎn)溫度為30(TC (更優(yōu)選小于290°C、 285°C、 280°C、 275°C、 270°C、 265°C)，最小閃點(diǎn)為 38°C， 15。C下的密度為775至840kg/m3，或任意地超過840、 850、 860、 880、 900kg/m3或更大，最小凝固點(diǎn)為-4(TC，燃燒凈熱約為35.0、 36.0、 37.0、 38.0、 39.0、 40.0、 41.0、 42.0、 42.8、 43.0、 44.0 kJ/kg，汽化潛 熱超過卯、95、 100、 110、 115、 120、 125、 130、 135、 140、 145、 150、 155、 160、 165、 170、 175 BTU/lb;因此，組合的燃料滿足ASTM 1655 的JetA、 Jet A-l或JetB最終燃料要求。
實(shí)施例50
氣體渦輪燃料組合物，該組合物含有代表燃料中0.01%至40.0% 氧(wt)的DMC,至少一種濃度為0.01至大約7.5、 10.0、 15.0、 20.0、 40.0gr/gal的金屬物，以及選自O(shè)-DT、 l-GT、 2-GT、 3-GT或4-GT氣
體渦輪燃料油的氣體油渦輪助燃料；所述燃料的特征在于具有閃點(diǎn)為 38'C至66°C, 4(TC下的最小動(dòng)力學(xué)粘度范圍為1.3至5.5 mm2/s(ASTM D 445)，含硫量任意地不超過2500、 2000、 1500、 500、 400、 300、 200、 100、 50、 20卯m wt (或不含硫)，與未調(diào)節(jié)的燃料相比，T90 溫度任意地降低至少2(TC;所述燃料的特征在于具有本生層流燃燒速 度為至少32、 33、 34、 35、 36、 38、 40、 42、 43、 44 cm/sec，汽化潛 熱至少為80、 85、卯、95、 100、 105、 110、 115BTU/lb;所述燃料的 另外特征在于降低渦輪進(jìn)口氣體的溫度至大約85(TC、 SO(TC、 750。C或 70CTC、 650°C、 625°C、 600°C 、 55(TC或更低，650°C、 625°C、 600°C 或更低為優(yōu)選，和/或與單獨(dú)的助燃料相比，進(jìn)口壓力增加(優(yōu)選至少 2.0%、 3.0%、 4.0%或更大)；任意的有害沉積、污染和渦輪片上的銹 蝕被降低或受到了控制；以及任意地減少了燃燒所述組合物主要燃燒 區(qū)中碳的形成；其中游離碳的形成也被減少，內(nèi)部的線性溫度降低， 渦輪壽命比正常壽命提高至2、 3、 4倍或更多。
實(shí)施例51
生物柴油機(jī)燃料組合物，該組合物含有1.0%至95% (體積)生 物柴油(生物酯、C18+脂肪酸甲酯、菜籽酯等等)，1.0%至95% (體
64積)柴油機(jī)燃料油糊等同物(常規(guī)或重整燃料油，包括石腦油)。任
意的0.5%至90% (體積)垸基化物，1.0%至90.0% (體積)至少一種 ECS化合物，以及任意的改進(jìn)燃燒量的金屬物；其條件是全部成分等 于100%。
本申請(qǐng)的柴油機(jī)燃料、助燃料包括現(xiàn)有或未來(lái)的瑞典環(huán)境1級(jí)和
2級(jí)燃料、CARB重整燃料和EPA重整燃料。
本申請(qǐng)的燃料包括將來(lái)的重整柴油機(jī)燃料。優(yōu)選的實(shí)施方案是低/ 無(wú)硫、低/無(wú)芳族氫處理過的燃料，特別是那些沒有潤(rùn)滑能力問題的類 似或低硫燃料。
重要的實(shí)施方案包括在低/無(wú)硫燃料中包括提高潤(rùn)滑能力的添加劑。
本申請(qǐng)優(yōu)選具有低硫濃度的柴油機(jī)助燃料，其中的硫濃度等于或 低于600、 500、 400、 300、 200、 150、 100、 60、 50、 45、 40、 30、 25、 20、 15、 10、 9、 8、 7、 6、 5、 2ppm或不含硫。優(yōu)選的濃度為50ppm
或以下。
柴油機(jī)燃料包括那些具有低芳烴含量的組合物，其中芳烴含量等 于或低于60%、 50%、 47%、 45%、 40%、 35%、 30%、 28%、 25%、 22%、 20%、 18%、 15%、 12%、 10°/。、 7%、 6%、 5%、 4%、 3%、 2% (體積) 或不含芳烴。為了推廣可行，本申請(qǐng)優(yōu)選不使用2和3環(huán)以上的芳烴。
盡管當(dāng)NO,排放基本上被降低時(shí)，本發(fā)明的實(shí)例特別采用了氮， 但是優(yōu)選的燃料可不含氮。
本申請(qǐng)的柴油機(jī)燃料的十六垸指數(shù)等于或大于40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、59、 60、 61、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68、 69、 70、 71、 72、 73、 4、 75、 76、 77、 78、 79、 80、 81、 82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90或更大。超過45的十六烷指數(shù)和55是優(yōu)選的。
為了增加燃料速度和/或降低燃燒溫度，本申請(qǐng)主要考慮了取代柴 油機(jī)燃料的形成，特別是那些比潔凈燃料或未調(diào)節(jié)的燃料的燃燒速度 增力卩0.5%、 1.0%、 1.5%、 2.0%、 2.5%、 3.0%、 3.50/0、 4.0%、 4.5%、 5%、 8.0%、 10%、 15%、 20%或更多的燃料。
形成層流本生火焰速度增加至39、 40、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58、 59、 60 cm/sec或更大的 燃料也是需要的。
實(shí)施例52
燃料組合物，該組合物含有代表燃料中0.01%至10.0% (wt)氧 的DMC，至少一種濃度為0.001至約2.5 gr/gal的金屬物，柴油機(jī)基礎(chǔ) 助燃料；其中組合的燃料的特征在于任意地具有含硫量不超過250ppm、 200ppm、 150ppm、 100ppm、 75ppm、 50ppm、 40ppm、 30ppm、 20ppm、 10ppm、 5ppm或不含硫；密度范圍為約880至800 kg/m3; 40'C下的粘 度范圍為2.5至l.OcSt;十六垸指數(shù)為40至70;芳烴體積含量范圍約 為0至35%、 0至20.0%、 0至15°/0、 0至10%或更小，條件是3-環(huán)+ 芳烴不超過0.16% (體積)；T10餾份溫度為約190至230°C， T50餾 份溫度為約220至280°C， T90餾份溫度為約260至340°C ，濁點(diǎn)溫度 為-l(TC、 -28°(:或-32匸(高于千分之最小環(huán)境溫度6'C);本生層流燃 燒速度至少為35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48cm/sec，汽化潛熱至少為85、 90、 95、 90、 100、 105、 110、 115、 120BTU/lb;任意的熱值小于43、 42、 41、 40、 39、 38、 37 kJ/kg。
實(shí)施例53
低輻射柴油機(jī)燃料，該燃料含有任意的改進(jìn)燃燒量的ECS化合
66物；任意的改進(jìn)燃燒量的金屬物；柴油機(jī)助燃料；所述燃料的特征在 于所具有的最大含硫量不大于1100ppm、 800卯m、 440卯m、 300ppm、 250ppm、 200ppm、 150ppm、 100ppm、 50ppm、 10ppm、 5ppm或不含 硫；密度為800、 805、 810、 814、 815、 839、 840 kg/m3或更高；40°C 下的粘度為1.8、 2.4、 2.5cSt或更低;十六烷指數(shù)為46.2、 51.2、 52.1、 53.5、 57.5、 57.8或更高；芳烴體積濃度為27.1、 2.45、 14.5、 1.1、 21.6%
(體積)或更低，條件是3-環(huán)+芳烴為0.16、 0.02% (體積)或更低； 對(duì)于蒸餾餾份，其中IBP范圍為188.5、 213、 153、 215、 195°C，小于 180'C為優(yōu)選，T10餾份溫度范圍為221、 215.5、 198、 227、 21(TC， T50餾份溫度范圍為272.5、 247.5、 249、 249、 227°C， T90餾份溫度 范圍為321、 272.5°C，低于285、 336、 271、 273為優(yōu)選，F(xiàn)BP溫度范 圍為348.5、 299、 360、 285、 300。C;濁點(diǎn)為-10。C、 -28°C、 -32。C; CFPP 為-ll。C、 -34°C、 -34°C;任意的熱值為42.8、 43,3、 43.3 MJ/kg或更低; 任意的本生層流燃燒速度為至少37、 40、 42、 45、 47 cm/sec或更高(另 外，具有燃燒溫度高于基礎(chǔ)常規(guī)或重整柴油機(jī)燃料)；其中汽化潛熱 大于80， 85，卯，95， 100， 105， 110， 115， 120， 130 btu/lb(英熱量 單位/磅)。
實(shí)施例54
一種再配制的柴油包含再配制的低排氣污染性柴油組合物，其
中APT是在41.1-45.4范圍內(nèi)，硫含量不超過10wt ppm，或無(wú)硫，任 意性地不存在氮，芳族烴含量為20、 15、 10、 5.0vol。/?；蚋停琍NAvol% 為0.02或更低，或無(wú)PNA，最低十六烷指數(shù)為35、 38、 39、 40、 42、 43、 45、 47、 50、 55， IBP為約215 。F、 265。F 、 300。F 、 320。F 、 345。F 、 365。F 、 385°F或更高，95%餾分"45。F 、 525。F 、 500。F 、 475°F或 更高，燃燒改進(jìn)量的錳或其它金屬化合物；任意性的ECS化合物。
實(shí)施例55
液體燃料，包括燃料可溶的ECS化合物，在0.01%-5.0wt%氧(更 優(yōu)選0.5%-2.5%)下；至少一種錳金屬化合物，占0.001-2.8gr/gal(優(yōu)選0.065-1.0gr/gal，最優(yōu)選0.1-0.5gr/gal);柴油助燃料；該燃料的特征在 于硫含量不高于250ppm、 100ppm、 50ppm、 5ppm或無(wú)硫；密度為 880-800kg/m3;在40°C下粘度為2.5-l.OcSt;十六烷指數(shù)為40 — 60;按 體積計(jì)的芳族烴含量是約0-20.0%(包括3環(huán)芳族烴不超過0.16vol%); TIO分餾溫度為約190-230°C， T50分餾溫度為約220 —280°C，禾n T90 分餾溫度為約260 — 34(TC和濁點(diǎn)溫度CC)為-10、 -28或-32;本生層流 燃燒速度為至少34cm/sec或更高，揮發(fā)潛熱為至少95BTU/lb或更高。
實(shí)施例56
液體燃料，包括DMC，在0.01%-5.0wt%氧(更優(yōu)選0.5°/o-2.5%) 下；至少一種錳金屬化合物，占0.001-2.8gr/gal(優(yōu)選0.065-l,0gr/gal， 最優(yōu)選0.1-0.5gr/gal);和柴油助燃料基料；其中組合燃料的特征在于具 有API氛圍為約41.1-45.4，硫含量不高于10 wt卯m(任意性無(wú)硫和無(wú) 氮)，不存在氮，和按體積計(jì)的芳族烴含量是約0-20.0%, PNAvoP/。為 0.02%或更低，十六烷指數(shù)高于45， IBP為365 °F， 95%分餾溫度為 460°F-540°F;本生層流燃燒速度為至少36cm/sec，揮發(fā)潛熱為至少 100BTU/lb。
實(shí)施例57
包括燃燒室沉積物控制/減少劑和非必要的噴油器、進(jìn)氣閥沉積物 控制劑，金屬減活劑或抗氧化劑的柴油燃料組合物。
金屬化合物在柴油/餾出燃料中的元素濃度是等于或大于 0.015625， 0.03125， 0.0625， 0.125， 0.25， 0.275, 0.375， 0.50， 0.625， 0.75， 0.875， 1.0， 1.125， 1.25， 1.375， 1.5， 1.625， 1.874， 2.0， 2.125， 2.25， 2.375， 2.5， 2.625， 2.75， 2.875 g元素金屬/gal。更高的值也是 可以考慮的。理想的范圍包括約0.001-約1.50 g元素金屬/gal。其它理 想的范圍包括約0.001-約0.50 g元素金屬/gal組合物。較低的濃度范圍 0.001-約0.25g/gai也是可以考慮的。高于0.0625 g元素金屬/gal的范 圍同樣是可以考慮的。通常，在燃料經(jīng)濟(jì)或能量有顯著改進(jìn)之前，錳濃度必須超過1/64， 1/32， 1/16， 3/32， 1/8， 5/32， 7/32，或1/4 g元素 金屬/gal ?？煽紤]3.0， 3.5， 4.0， 5.0， 7.0, 8.0， 10.0g或更高的元素 范圍。
如以上所指出的，對(duì)于優(yōu)越的ECS化合物在燃料組合物中所含 02濃度越高，可允許的元素金屬濃度越高。同樣對(duì)于重質(zhì)燃料組合物， 改進(jìn)了燃燒速度和/或降低了燃燒溫度，可提高錳濃度。
優(yōu)選使用ECS化合物和元素金屬，尤其當(dāng)T-90溫度降低時(shí)，會(huì) 發(fā)生協(xié)同效應(yīng)。不同的燃料規(guī)定，操作條件，環(huán)境要求，和燃燒體系 將決定最終組合物的構(gòu)成。
在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，30、 32、 34、 36、 38、 40、 42、 44、 46、 48、 50的十六烷值是需要的。40、 42、 44、 46、 48、 50、 52、 54或更高的 十六烷值是優(yōu)選，尤其在低硫No.l-D和低硫No.2-D燃料。在實(shí)施本 發(fā)明時(shí)最佳的十六烷值是高于48、 50、 52、 54、 56、 58。首先應(yīng)考慮 十六烷值大于50、 55、 60、 65、 70、 75、 80的再配制柴油燃料。當(dāng)使 用低硫柴油燃料Grade No. D-l和No. D-2時(shí)，最低十六烷指數(shù)值是隨 芳族烴組分的量而定的，不超過40、 35、 30、 27、 25、 22、 20%(由ASTM D 976測(cè)量)，此外，芳族烴含量不超過35%(體積)(由ASTMD1319測(cè)
應(yīng)該指出的是，使用ECS基柴油燃料的實(shí)踐一般會(huì)改進(jìn)點(diǎn)火質(zhì)量， 進(jìn)而積極地影響冷啟動(dòng)、預(yù)熱、燃燒粗暴性、加速、空轉(zhuǎn)下沉積物形 成和輕負(fù)載操作以及排煙濃度。
實(shí)施例58
一種組合物，包括符合ASTM 975規(guī)定的柴油燃料(或燃油，航空 渦輪燃料，或氣體油)，燃燒改進(jìn)量的碳酸二甲基酯和四乙二醇，和三 羰基環(huán)戊二烯基合錳化合物(濃度為約0.001-約2.5gr Mn/gal);所得到的燃料燃燒將導(dǎo)致改進(jìn)的熱效率和/或燃料經(jīng)濟(jì)性，并滿足最低閃點(diǎn)溫 度。
實(shí)施例59
No.2柴油燃料組合物，包括小比例的燃燒改進(jìn)量的碳酸二甲基酯 和三羰基cydomatic錳化合物和主要比例的基礎(chǔ)柴油燃料，以使所得 到的燃料具有42 — 50(優(yōu)選高得多)的十六烷值，芳族烴含量低于28 vol。/。(優(yōu)選低于20%，更優(yōu)選低于15%，最優(yōu)選低于10%)， T-90溫度 為560。F-600。F(更優(yōu)選540°F ， 520°F ， 500°F或更低)，硫含量為 0.08-0.12%(質(zhì)量)(更優(yōu)選0.05%或無(wú)硫)，API比重為32-37(更高則是更 優(yōu)選的)，和最低閃點(diǎn)溫度為130。F(任意性地通過使用助溶劑或鹽獲 得)。
實(shí)施例60
No.l柴油燃料組合物，含有小比例的燃燒改進(jìn)量的碳酸二甲基酯 和三羰基cyclomatic錳化合物和主要比例的基礎(chǔ)柴油燃料，以使所得 到的燃料具有48 — 54(優(yōu)選高得多)的十六垸值，芳族烴含量占10vol% 或更低，T-90溫度為460。F-520。F(更優(yōu)選低于425°F或更低)，硫含量 為0.08-0.12%(質(zhì)量)(更優(yōu)選0.05%或無(wú)硫)，API比重為40-44(更高則是 更優(yōu)選的)，和最低閃點(diǎn)溫度為120°F。
在本發(fā)明的實(shí)施中，可以使用點(diǎn)火促進(jìn)劑(單獨(dú)或與ECS化合物混 合)，尤其用于需要較高溫度點(diǎn)火的燃料中，這將延長(zhǎng)它們的點(diǎn)火時(shí)間。
實(shí)施例61
低排氣污染性No. 2級(jí)柴油燃料，包含最低十六垸值為52，最高 燃料硫含量為350卯m(更優(yōu)選低于0.05%(質(zhì)量))，芳族烴含量低于 30%(體積)(更優(yōu)選低于15%)，燃燒改進(jìn)量的碳酸二甲基酯和燃燒改進(jìn) 量的三羰基cyclomatic錳化合物。
70實(shí)施例62
低排氣污染性柴油燃料，包含最低十六烷值為52，最高燃料硫含 量低于100ppm，芳族烴含量為12%， T-90溫度為475 。F，溴值為0.10， 燃燒改進(jìn)量的碳酸二甲基酯(在0.5-4.0wt%氧范圍內(nèi))，和燃燒改進(jìn)量 的三羰基cyclomatic錳化合物。
柴油燃料，不含傾點(diǎn)下降劑，傾點(diǎn)通常比濁點(diǎn)低3°C(5°F)—15°C (25°F)。
在本發(fā)明的實(shí)施中，38'C的最低閃點(diǎn)對(duì)于柴油級(jí)No. l-D和52'C 對(duì)于級(jí)別2-D和4-D來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的。然而，在本發(fā)明的實(shí)施中超出這 些溫度的閃點(diǎn)也可以考慮。
在本發(fā)明的實(shí)施中，500ppm的硫含量是可以接受的，然而，較低 的濃度是更優(yōu)選的。最優(yōu)選的濃度是50ppm或更低。0.05%或更低的硫 含量也是優(yōu)選的。0.05%(質(zhì)量)或更低的硫濃度在低硫級(jí)別l-D和2-D 中是需要的。
在本發(fā)明的實(shí)施中，在10%蒸餾殘留物中測(cè)得的碳?xì)埩袅?按質(zhì)量 百分?jǐn)?shù))應(yīng)該一般是在l-D燃料中不超過0.15和在No.2-D燃料中不超 過0.35。然而，較低質(zhì)量濃度是更優(yōu)選的。
在本發(fā)明的實(shí)施中，使用ASTMD 482的、按質(zhì)量計(jì)的灰分最高 百分?jǐn)?shù)是0.01%，只是Grade No. 4-D除外，它是0.10%。較低灰分百 分?jǐn)?shù)是優(yōu)選的。然而，本申請(qǐng)人的發(fā)明的較低燃燒溫度趨向于減輕與 灰分有關(guān)的問題。
在餾出燃料中選用的添加劑包括點(diǎn)火質(zhì)量改進(jìn)劑，氧化抑制劑， 殺生劑，防銹劑，金屬減活劑，傾點(diǎn)下降劑，防乳化劑，煙霧抑制劑， 洗滌分散劑，導(dǎo)電性改進(jìn)劑，染料，防凍劑及減少和/或控制發(fā)動(dòng)機(jī)和燃燒沉積物(包括燃料噴油器、燃燒室和進(jìn)氣閥的沉積物)的添加劑。
然而， 一個(gè)特別的實(shí)施方案是使用燃燒室防沉積添加劑，尤其減 少現(xiàn)存燃燒室沉積物的那些。應(yīng)該指出的是某些防沉積添加劑，用來(lái) 控制噴油器和進(jìn)氣閥的沉積物，卻對(duì)燃燒室沉積物的控制或減少有損 害作用，因而不是所需要的。
煙霧抑制劑，包括鋇的有機(jī)化合物，尤其碳酸鋇高堿性鋇磺酸鹽， N-亞磺?；桨?，是可以考慮的，以及其它。
柴油燃料的添加劑的例子在表1中分類和功能列出。與使用各種 添加劑的任何體系一樣，必須避免在各添加劑之間的不相容性，因?yàn)?這將產(chǎn)生不希望有的燃料效果。
表1
商品柴油燃料添加劑一功能和類型
類別或功能 普通添加劑類型
1. 點(diǎn)火質(zhì)量改進(jìn)劑-提高十六烷 值，從而促使更快的啟動(dòng)和 較少的白煙
2. 氧化抑制劑-最大程度地減少
氧化和粉末和沉淀形成，改 進(jìn)貯存期
3. 殺生劑-抑制靠烴為食的細(xì)菌 和真菌的生長(zhǎng)，有助于防止 這些微生物引起的濾油器堵
烷基硝酸酯類
垸基胺和含胺的配合物
j化合物，醚/乙二醇，季銨化合物
4. 防銹劑-最大程度減少燃料體 系和貯存設(shè)備中銹的形成
5. 金屬減活劑-使銅離子減活 化，它是強(qiáng)力氧化催化劑
有機(jī)酸和胺鹽，廣泛使用的類型是基于二聚 亞油酸
N,N-二亞水楊基-l,2-丙垸二胺
726. 傾點(diǎn)下降劑-通過改進(jìn)蠟晶體 生長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)和聚結(jié)來(lái)降低傾 點(diǎn)和改進(jìn)低溫流動(dòng)性
7. 防乳化劑和去霧劑-改善水與 餾出燃料的分離，并防止渾 濁。
8. 煙霧抑制劑-通過催化碳物質(zhì) 更完全燃燒或通過幫助保持 燃料噴射型式來(lái)最大程度地 減少排氣煙霧
9. 洗滌-分散劑-促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃 料清潔，有助于防止噴油器 沉積物形成和噴嘴粘附，干 擾沉淀和聚結(jié)，從而保持最 佳的濾油特性
10. 導(dǎo)電性改進(jìn)劑-改進(jìn)靜電荷 的耗散
11. 染料-各種確定目的，包括稅 務(wù)狀況
12. 防凍劑-降低少量水的凍點(diǎn) 來(lái)防止燃料管路堵塞
一般由聚合物組成，如聚烯烴，聚丙烯酸酯， 聚甲基丙烯酸酯，改性聚苯乙烯，乙烯-乙 酸乙烯共聚物和乙烯-氯乙烯共聚物 表面活性物質(zhì)，提高水/油分離速率。通常 為復(fù)合的混合物
催化劑類型一般是高堿性鋇化合物。由洗滌 劑幫助的噴射型式的維持
這些通常是表面活性物質(zhì)。它們通常是含有 胺和其它官能團(tuán)的聚合物
胺鹽，金屬鹽，和聚合物化合物 油可溶的固體和液體染料
低分子量醇類(乙醇，丙醇，和/或甲醇)，和
乙二醇單甲醚或二乙二醇單甲基醚
注釋 一些物質(zhì)也可能作為多功能或多用途添加劑出售，發(fā)揮一 種以上的功能。
通常與排氣污染的影響相關(guān)的燃料性能是芳族烴含量，揮發(fā)性， 比重，粘度，十六烷值，和特定元素(例如氫和硫)的存在。提高的芳族 烴含量將產(chǎn)生更多的顆粒(尤其可溶的有機(jī)顆粒)和烴排放物。
然而，通過提高燃燒速度和/或降低燃燒溫度，大大減輕了加劇烴 組分即芳族烴等的問題實(shí)質(zhì)。因此，應(yīng)該需要考慮的是，芳族烴，烯 烴，苯，丁二烯，甲醛，乙酲，二和三芳族烴等只能以不被認(rèn)為對(duì)環(huán)
境有害的量存在。
73柴油的烴類排放的減輕是主要目標(biāo)，因?yàn)樯暾?qǐng)人不相信現(xiàn)有技術(shù) 完全知道柴油HC排放的光化學(xué)反應(yīng)活性。
低蒸汽壓組分(例如T-50和T-90點(diǎn))的較高蒸餾溫度一般導(dǎo)致較高 的顆粒物排放，雖然對(duì)于芳族烴和揮發(fā)性上的典型變化，揮發(fā)性影響 常常是小的。燃料比重，粘度，十六烷值，和氫含量常常與揮發(fā)性和 芳族烴含量有關(guān)。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)有利的是保持局部碳/氧比低于0.5，作為另外控制顆粒 物排放的有效措施。
現(xiàn)已相信，NOx和CO—般不受柴油燃料的改進(jìn)的影響。歸因于 改進(jìn)的燃燒速度和降低的燃燒溫度，NOx和CO排放量顯著減少。這 也是與現(xiàn)有技術(shù)的又一個(gè)顯著區(qū)別。
實(shí)施例63
在本申請(qǐng)人的發(fā)明中考慮的汽車汽油包括常用無(wú)鉛的，再配制無(wú) 鉛的，包括符合U.S. Clean Air Act ; 211(K)要求的那些，低RVP燃料， 低/無(wú)硫，低辛院，中等辛烷，高辛烷汽油，高LHV禾n/或BV汽油， 先進(jìn)的霧化、汽化、噴油器蒸發(fā)汽油，和類似物，和/或任何符合AS丁M 和/或其它法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有和未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)和兩者結(jié)合的汽油。
實(shí)施例64
實(shí)施例63的方法減少大氣中潛在致癌醚濃度；該方法包括將含有 MTBE的燃料與助ECS化合物和非必要的燃燒改進(jìn)金屬化合物一起燃 燒。
實(shí)施例65
一種改進(jìn)的MTBE燃料組合物，包括低/無(wú)硫的烴基燃料，MTBE， 和非必要的燃燒速度大于MTBE的ECS化合物(優(yōu)選20%, 30%， 40%，
7450%， 60%或更高，DMC是優(yōu)選的)；燃料的總的氧wt。/o不超過3.7Q/。， 3.5%， 3.0%， 2.7%， 2.5%， 2.25%， 2.2%， 2.0%， 1.9%， 1.8%， 1.5%， 1.20/0， MO/o， 1.0%， o.8%， 0.7%, 0.5%;非必要的燃燒速度改進(jìn)量的 金屬化合物，(MMT和/或由ShelChemical Corporation銷售的、已知 為SparkAid的鉀鹽)和/或非必要的燃燒改進(jìn)量的錳金屬化合物；該燃 料另外體現(xiàn)特征為其LHV超過133， 135， 140， 142， 145， 146， 147， 148， 149， 150， 151， 152， 153， 154btu/Ib或更高，和BV超過44， 46， 48， 50， 52cm/sec或更高，任意性的最高T-90溫度為320， 310， 300， 295 。F或更低；任意性的T-50溫度等于或超過170， 170， 180， 185, l卯，195， 200 。F。
實(shí)施例66
提高做功潛力、燃料經(jīng)濟(jì)，減少用普通的或再配制的汽油操作的 機(jī)器的燃燒排氣污染物的方法，氧化備選(oxygenate optional),包括 降低汽油的沸點(diǎn)，以使其沸點(diǎn)在T-90餾分下是不高于320。F， 315°F ， 310。F ， 305T ， 300°F ， 295°F ， 290°F ， 280oF ， 270°F ，或260°F 或更低，而同時(shí)將燃料的LHV值提高到至少130， 135， 140， 145， 150， 155， 160， 165， 170btu/lb(或比未調(diào)節(jié)的燃料高至少2.0%);任意性地 將MMT混合入組合物中，至多1/64或1/32 grmn/gal;任意性的燃燒 速度超過48， 49， 50， 51， 52， 53， 54cm/sec;其中該燃料具有比未 調(diào)節(jié)的常規(guī)的或再配制的汽油高的LHV和/或BV，和任意性地高于含 有1.0% —2.0%， 1.5%， 2.1%， 2.7%,或2.0%—5.0% wty。氧的MTBE 的同樣未調(diào)節(jié)燃料；在汽油機(jī)中燃燒該組合物；據(jù)此燃料經(jīng)濟(jì)得到改 進(jìn)，與單獨(dú)的未調(diào)節(jié)燃料，或有錳的未調(diào)節(jié)助燃料，或有缺少LHV 的同樣T90增勢(shì)(優(yōu)選的增勢(shì)是0.5， 1.0， 1.5， 2.0， 2.5%或更高)的助 燃料，或含錳的、有缺少LHV的同樣T90增勢(shì)的助燃料相比而言。
實(shí)施例67
普通的或再配制的無(wú)鉛燃料組合物，包括低于300， 250， 200， 150， 100， 60， 50， 20， 10， 5ppm的硫，或無(wú)硫；按體積計(jì)低于50%，45%, 40%， 35%， 30%， 27%, 25%， 22%， 20%, 18%, 16%， 15%， 12%， 10%， 9%， 8%, 7%， 6%， 5%， 4%或更低的基本上無(wú)多核的芳 族烴濃度，或無(wú)芳族烴的組合物；低于20%， 15%， 13%， 12%， 11%， 10%， 9%， 8%, 7%， 6%， 5%， 4%， 3%， 2%， 1%(包括3.0-5.0%的 范圍)的非OrC5烯烴濃度，或無(wú)烯烴；0.2%， 0.3%， 0.4%， 0.5%， 0.6%， 0.7%， 0.8%， 0.9%， 1.0%(體積)或更低的苯濃度，包括無(wú)苯的組合物； 低于12.0， 11.5， 11.0， 10.0， 9.0， 8.5， 8.0， 7.5， 7.0， 6.9， 6.5， 6.0， 5.5psi和在ll.5-I2.0psi或6.5-6.9psi范圍內(nèi)的RVP; 0.5wt% —5.0wt°/o 或3.7wt%， 0.6wt%—3.0wt%， 0.7wt% — 2.7wt%， 1.8wt°/。一2.2wt。/。的氧， 部分地或全部由至少一種ESC化合物(優(yōu)選DMC)提供；燃燒改進(jìn)量的 至少一種金屬化合物，包括Mn濃度為1/128 —3/8gr/gal(l/128—1/8是 優(yōu)選的)或至多1/64， 1/32， 1/16， 1/8。 1/4， 3/8的三羰基cyclomatic 錳化合物；至少一種燃燒增進(jìn)沉積物控制劑，選自燃燒室沉積物控制 劑，進(jìn)氣口噴油器、進(jìn)氣閥沉積物控制劑，和混合物；任意性的抗氧 化劑或其它這里所提供的添加劑；該組合物具有低于1120、 960(低于 930是優(yōu)選的)的驅(qū)動(dòng)能力指數(shù)；任意性的等于或低于350。F， 340°F ， 330°F ， 320°F ， 310°F ， 305°F ， 300。F ， 295。F或290°F的t-90 溫度；等于或超過170°F ， 175°F ， 180°F ， 190°F ， 200°F或210。F 的t-50溫度；其T-10溫度低于160°F ， 140°F ，或120°F ;揮發(fā)潛 熱等于或高于130， 135， 140， 145， 147， 150， 151， 152， 152， 155， 160， 165btu/lb或另外高于860， 900， 910btu/gal;最低本生層流焰燃 燒速度為40， 43， 45， 48， 49， 50, 51， 52， 53， 54， 55， 56， 58， 60， 65， 70， 75， 80， 90cm/sec(優(yōu)選45， 48， 50， 60cm/sec或更高)； 任意性的最高發(fā)熱量低于44， 43， 42， 41， 40， 39， 38， 37， 36kJ/kg。
正如這里所說(shuō)明的，目的是通過改進(jìn)T-90和/或終沸點(diǎn)蒸餾餾分來(lái) 改進(jìn)燃燒速度/燃燒溫度。
目的在于，本發(fā)明的汽油，包括再配制的汽油，具有由(1.5XU+(3 XT5o) + (T卯)定義的驅(qū)動(dòng)能力指數(shù)低于1370， 1330， 1300， 1295， 1275，1236， 1200， 1190， 1180， 1170， 1160， 1155, 1150， 1140， 1130， 1120， 1100， 1090， 1080， 1075， 1050， 1000， 975， 960， 950， 945， 940， 935， 930， 925， 920， 910, 900， 875， 850， 840， 825， 800或 更低。優(yōu)選的是T5o溫度同時(shí)等于或超過150, 155， 160， 165， 170， 175， 180， 185， 190， 195°F。可接受的T5G范圍包括190 —210°F 。也 優(yōu)選的是，T-10蒸餾餾分是160， 155， 150， 145， 140， 135， 130， 125， 120， 115， 110， 105， 100， 98， 96， 95， 94， 93， 92， 91， 90， 89， 88， 87， 85， 80。F或更低?？山邮艿腡90范圍包括280 — 300。F。
本發(fā)明設(shè)想廣譜的燃料油用作助燃料，包括燃燒器燃料，燃油， 燃料油，石油和石油潤(rùn)滑油，以及符合ASTMD 396標(biāo)準(zhǔn)的那些燃油， 禾口/或在各種類型的燃料燃燒設(shè)備中、在各種氣候和操作條件下使用的 燃料。非限制性例子包括ASTM 1 —5級(jí)。
沸點(diǎn)改進(jìn)是本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方案，尤其當(dāng)導(dǎo)致提高的LHV 和/或BV時(shí)(參見我們的待審查的國(guó)際專利申請(qǐng)No. PCT/US95/02691 和No. PCT/US95/06758)。
實(shí)施例167
No. 2燃油，在40。C下測(cè)量的動(dòng)力粘度既不低于1.9也不高于 3.4(mm2/s)，最低T-90溫度為282°C ，最高T-90溫度為338°C ，最高硫 含量為0.05°/。質(zhì)量，最高銅片腐蝕速率為No.3，燃燒改進(jìn)量的ECS化 合物(優(yōu)選DMC);和非必要的是金屬化合物，閃點(diǎn)為38。C， LHV為至 少90， 95， 100， 105， 110， 115， 120， 125， 130， 135BTU/lb;該燃 料任意性地含有助溶劑和/或金屬鹽。
實(shí)施例168
No. 6燃油，在IO(TC下使用ASTM D 445測(cè)量的動(dòng)力粘度既不低 于15.0也不高于50.0(mm2/s),和燃燒改進(jìn)量的ECS化合物，非必要的 是金屬化合物。實(shí)施例169
167和168的實(shí)施例，其中終沸點(diǎn)和/或T-90分餾溫度被降低至少 30°C，使用沸點(diǎn)改進(jìn)劑；從而改進(jìn)LHV。
實(shí)施例170
在鍋爐中燃燒器的操作，使用ASTM級(jí)燃油，含有燃燒改進(jìn)量的 碳酸二甲酯和燃燒改進(jìn)用的金屬化合物，其中鍋爐的預(yù)計(jì)燃燒效率被 提高至少1.0°/0 — 20%。
可以想到，在符合ISO DIS 8217和BS MA 100標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)車和船用 燃料中含有比大多數(shù)燃料更高濃度的硫，申請(qǐng)人的發(fā)明目的在于改變
燃燒溫度，減輕硫腐蝕和減少其它污染物的產(chǎn)生。 實(shí)施例171
改善重型柴油機(jī)，機(jī)車或船用發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其超過450、 500、 900、 1200、 3800、 20,000立方英寸或更高的一類發(fā)動(dòng)機(jī)的蒸汽的燃燒的方 法；其中蒸汽是從占燃料中0.01。/。一40wt。/。氧的DMC得到的，和重型 柴油機(jī)、機(jī)車或船用發(fā)動(dòng)機(jī)助燃料符合ISO DIS 8217禾口/或BSMA 100 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；其中該組合物含有0.01 — 3.0質(zhì)量％的硫濃度，在5(TC下具 有10 — 500厘池的粘度；從而該蒸汽的燃燒將會(huì)有減少的腐蝕作用， 減少的顆粒物排放和/或與單獨(dú)的助燃料相比的改進(jìn)燃料消耗。
實(shí)施例172
火箭燃料推進(jìn)劑，包括至少一種ECS化合物和推進(jìn)改進(jìn)量的金 屬化合物。
實(shí)施例173
172的實(shí)施例，其中組合物另外包括氧化劑和推進(jìn)劑。
78實(shí)施例174
火箭燃料組合物，包括過氧化氫和金屬化合物，以及非必要的
DMC。 實(shí)施例175
改進(jìn)燃料組合物，包括過氧化氫，氧化劑和金屬化合物，和非必 要的DMC。
實(shí)施例176
175的火箭燃料組合物，其中金屬化合物選自三羰基環(huán)戊二烯基 錳，锝，錸，鋁，鈹或硼化合物，包括戊硼烷，癸硼垸，硼嗪，氫化 硼，三甲基鋁，硼氫化鈹，二甲基鈹，硼氫化鋰，它們的類似物和混 合物。
實(shí)施例177
實(shí)施例173和175的實(shí)施例，其中氧化劑的非限制性例子包括氧， 硝酸，混合的硝酸硫酸結(jié)合物，氟，四氧化氮，過氧化氫，高氯酸鉀， 高氯酰氟，五氯化溴，三氟化氯，ON 7030，臭氧，二氟化氧，RFNA(在 各種濃度下)，WFNA，四硝基甲烷，氟，三氟化氯，高氯酰氟，亞硝 酰氟，硝酰氟，三氟化氮， 一氧化二氟，氟酸鹽，氯的氧化物，現(xiàn)有 技術(shù)中已知的其它氧化劑，和類似物。
實(shí)施例178
火箭燃料組合物，包括碳酸二甲酯，肼，和三羰基環(huán)戊二烯基錳。 實(shí)施例179
火箭燃料組合物，包括碳酸二甲酯和選自硝酸或硫酸的氧化劑， 金屬化合物包括在內(nèi)或不包括在內(nèi)；和非必要的助推進(jìn)劑。
實(shí)施例180
79火箭燃料，包括碳酸二甲酯，肼或取代的肼，和/或過氧化氫，和 /或金屬化合物。
實(shí)施例181
火箭燃料，包括碳酸二甲酯，肼，和煤油；和非必要的金屬化合物。
實(shí)施例182
火箭燃料，包括碳酸二甲酯，氫，金屬化合物和非必要的氧化劑。 實(shí)施例183
火箭燃料，包括碳酸二甲酯，金屬化合物，非必要的氧化劑或推 進(jìn)劑。
火箭燃料要求的推進(jìn)劑列于本人的待審査的申請(qǐng)中。本人的待審 查的國(guó)際專利申請(qǐng)No. PCT/US95/02691和No. PCT/US95/06758中的噴
氣機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)用燃料和相關(guān)的渦輪機(jī)系統(tǒng)，汽輪機(jī)燃油和系統(tǒng)， 汽輪機(jī)燃料和系統(tǒng)，柴油機(jī)用燃油和系統(tǒng)，實(shí)施例試驗(yàn)，實(shí)施例試驗(yàn) 燃料，試驗(yàn)方法，表和數(shù)據(jù)的分析，試驗(yàn)2 "圖l一6"的敘述，圖1-6, 7，8的概述，汽油組合物，機(jī)械裝置，航空汽油，燃油，火箭燃料應(yīng)用， 燃燒溫度改進(jìn)實(shí)施章節(jié)和所有其它章節(jié)都被引入本文供參考。
添加劑
這里所列出的添加劑實(shí)施是本發(fā)明的重要組分。特別要考慮的是， 在本人的關(guān)于燃料組合物的待審查國(guó)際專利申請(qǐng)No. PCT/US95/02691 和No. PCT/US95/06758中列舉的添加劑，添加劑方法，潤(rùn)滑劑和類似 物，都被引入本文供參考。本意是在各種燃料類型之間所公開的添加 劑可以相互變換。然而，本領(lǐng)域普通專業(yè)人員將認(rèn)識(shí)到某些添加劑更 適合用于一組燃料中。申請(qǐng)人的發(fā)明考慮采用大范圍的添加劑和濃度，包括但不限于以 下(大致的添加劑濃度)抗氧化劑(8-40mg/kg)，抗凝結(jié)用蠟
(跳200mg/kg)，消泡劑(2-5mg/kg)，抗閥座后退劑(100-200mg/kg)，管 道減阻劑(2-20mg/kg)，柴油洗滌劑(10-300mg/kg)，汽油洗滌劑，防乳 化齊(J(3-12mg/kg)，柴油流動(dòng)改進(jìn)劑(50-1000mg/kg)，沉積物控制劑 (50-3000mg/kg)，潤(rùn)滑改進(jìn)劑(25-1000mg/kg)，抗靜電劑(2-20mg/kg)， 穩(wěn)定齊U(50-200mg/kg),防凍劑(0.1-2.0vo10/0)，腐蝕抑制劑(4-50mg/kg)， 燃燒室沉積改進(jìn)劑(50-3000mg/kg),金屬減活齊U(4-12mg/kg)，染料 (2-20mg/kg)，十六烷值/辛烷值改進(jìn)劑(200-2000mg/kg)。其它考慮使用 的添加劑包括燃燒改進(jìn)劑，殺生劑，減阻劑，去濁劑，金屬清除劑， 摩擦改性劑，防磨損劑，抗淤渣添加劑。
申請(qǐng)人的抗靜電添加劑的例子包括可溶性鉻物質(zhì)，聚合硫，氮化 合物，和季銨物質(zhì)。 一般考慮在非常冷的環(huán)境溫度下和/或在中等揮發(fā)
度的燃料如航空煤油中使用。
金屬減活劑的非限制性例子包括8-羥基喹啉，乙二胺四乙酸，卩-酮酯類如乙酰乙酸辛酯和類似物，N,N'-二亞水楊基-l,2-丙烷二胺，如 N,N^二亞水楊基-l,2-丙垸二胺，N,N、二亞水楊基-l，2-乙烷二胺或 N，N、二亞水楊基-l,2-環(huán)己烷二胺，N,N"-二亞水楊基-N'-甲基-二亞丙基 三胺，0.1國(guó)5.8，7.5， 10.0， 12.0， 15.0， 18.0,22 mg/L或更高，或1.0-8.0mg/L， 2.0-10.0， 5.0-15.0(不包括溶劑的重量)。濃度也在4-12， 5-30ppm范圍 內(nèi)?？梢钥紤]為保持熱穩(wěn)定性所需要的其它濃度。
金屬減活劑的其它非限制性例子包括鈍化型噻二唑如Ethyl Corp. 生產(chǎn)的HITEC 314。
減阻劑的非限制性例子包括高分子量(l，OOO,OOO)聚異丁烯和聚ct-烯烴。
81染料的非限制性例子包括偶氮化合物和/或蒽醌。
防乳化劑的非限制性例子包括復(fù)合非離子表面活性劑，烷氧基化 聚二醇和芳基磺酸鹽，和混合物(若使用，典型的處理率為洗滌劑的 10-20%)。其它非限制性例子包括對(duì)-異丁基苯酚，對(duì)-二異丁基苯酚， 對(duì)-己基苯酚，對(duì)-庚基苯酚，對(duì)-辛基苯酚，對(duì)-三亞丙基苯酚，對(duì)-二亞
丙基苯酚，氨中和的磺化烷基苯酚，BASF-Wyandotte Chemical Company的氧化垸基化二醇，專利產(chǎn)品，包括由Petrolite Corp.銷售的 TALOD 286K， TALOD 286。
腐蝕抑制劑的非限制性例子包括使用羧酸，胺，和羧酸的胺鹽。 Mobile Chemical Corp.銷售的"Mobiladd F-800"，一種潤(rùn)滑劑和腐蝕 抑制劑的結(jié)合物。
抗氧化劑的非限制性例子包括受阻酚類，2，6-二叔丁基-4-甲基苯 酚(15-40mg/1， 25mg/l，或更高)，亞苯基二胺，芳族二胺，或有空間位 阻酚和胺基團(tuán)的芳族二胺和烷基苯酚的混合物。
抗氧化劑的用量為至多24.0mg/L活性成分(包括溶劑的重量)。此 類抗氧化劑選自N,N-二異丙基對(duì)-亞苯基然，最低75%2,6-二叔丁基苯 酚加上最高25。/。叔丁基和三叔丁基苯酚，最低72% 2,4-二甲基-6-叔丁 基-苯酚加上最高28%單甲基和二甲基叔丁基苯酚，最低55% 2,4-二甲 基-6-叔丁基苯酚加上最高45%混合叔丁基和二叔丁基苯酚。
在本發(fā)明中可以使用的附加抗氧化劑包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯 酚，6-叔丁基-2,4-二甲基苯酚，2，6-二叔丁基苯酚，最低75%2，6-二叔 丁基-苯酚加上最高25%叔丁基苯酚和三叔丁基苯酚，最低72% 6-叔 丁基_2,4-二甲基苯酚，28%最高叔丁基甲基苯酚和叔丁基二甲基苯酚， 最低55%6-叔丁基-2,4-二甲基苯酚加上最高45%叔丁基苯酚和二叔丁 基苯酚的混合物，60-80%的2,6-二烷基苯酚加上20-40%的2,3,6-三烷基苯酚和2,4,6-三烷基苯酚的混合物，最低35%的2,6-二叔丁基-4-甲基 苯酚加上最高65%的甲基-，乙基-，和二甲基-叔丁基苯酚的混合物， 最低60%的2，4-二叔丁基苯酚加上最高40%的叔丁基苯酚類的混合物， 最低30°/。的2,3，6-三甲基苯酚和2,4，6-三甲基苯酚的混合物加上最高 70°/。的二甲基苯酚的混合物，最低55% 丁基化乙基苯酚加上最高45% 丁基化甲基-和二甲基-苯酚，最低45%的4,6-二叔丁基-2-甲基苯酚、最 低40%的6-叔丁基-2-甲基苯酚和最高15%的其它丁基化苯酚的混合 物。對(duì)于每5000gd燃料來(lái)說(shuō)抑制劑的濃度同樣是不高于l.Olb，但不 包括溶劑的重量，抑制劑是2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚，2，6-二叔丁基 -4-甲基苯酚，2,6-二叔丁基苯酚，75%的2,6-二叔丁基苯酚、10-15%的 2,4,6-三叔丁基苯酚和10-15%鄰-叔丁基苯酚，最低72%2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚加上最高28%單甲基和二甲基叔丁基苯酚，最低60%的 2，4-二叔丁基苯酚加上40%的叔丁基苯酚和2,4,6-三叔丁基苯酚的混合 物；4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚，2-叔丁基苯酚，和它們的混合物；2,6-二叔丁基對(duì)-甲苯酚；和苯基二胺，如N,N-二仲叔丁基-對(duì)亞苯基二胺； N-異丙基亞苯基二胺；和N，N'-二亞水楊基-l,2-丙院二胺；和叔丁基化 苯酚和/或芳族胺抗氧化劑的混合物。它們的濃度水平是為保持或確保 熱穩(wěn)定性所必要的那些。
這些添加劑的添加劑濃度，優(yōu)選建議高于工業(yè)范圍，尤其當(dāng)ECS 或金屬化合物的性質(zhì)或濃度保證這些用途時(shí)。
防凍劑的非限制性例子包括異丙醇，己二醇，二丙二醇，二醇類， 甲酰胺，咪唑啉和羧酸類。
防止閥座后退的添加劑的非限制性例子包括長(zhǎng)鏈鏈烯基磺酸鈉或 鉀，長(zhǎng)鏈鏈烷酸鈉或鉀，或鈉鹽或鉀鹽在油中的微分散液。
分散劑包括無(wú)灰分的琥珀酰亞胺或聚合甲基丙烯酸酯，包括鏈烯 基琥珀酸酯，氨、甲基胺、2-乙基己基胺、正癸基胺的鏈烯基琥珀酰亞胺(參見US專利3,172,892， 3,202,678， 3,219,666， 4，234，435)。其它分 散劑包括Texaco，s CleanSystem3，高分子量聚異丁烯取代的胺衍生物 TFA-4681,燃料可溶的鹽，酰胺，酰亞胺，"i唑啉，和長(zhǎng)鏈脂族烴取代 的二羧酸的酯或它們的酸酐，連接有聚胺的長(zhǎng)鏈脂族烴，由長(zhǎng)鏈脂族 烴取代的苯酚與醛(優(yōu)選甲醛)的縮合反應(yīng)得到的Marmich縮合產(chǎn)物，或
類似的添加劑在為保持燃料噴射器和進(jìn)氣閥清潔時(shí)考慮使用。申請(qǐng)人 選用任何可以購(gòu)買到的分散劑，包括無(wú)灰分的分散劑。
申請(qǐng)人的發(fā)明考慮使用化油器、進(jìn)氣口噴油器和進(jìn)氣閥沉積物控 制添加劑。非限制性例子包括酰胺類，胺類，胺羧酸鹽，鏈烯基琥珀 酰亞胺，聚丁烯琥珀酰亞胺，聚鏈烯基琥珀酰亞胺(Ethyl Petroleum Additives, Inc., HITEC 4450),聚醚胺，聚醚酰胺-胺，聚鏈烯基胺， 聚醚胺(Oronite Chemical Co. OGA-480),聚異丁烯基胺(Oronite Chemical Co. OGA-472),聚丁烯胺，聚醚-胺，和聚烯輕胺，有或沒有 載體液體。此類物質(zhì)能夠以50_500磅/千桶的處理濃度引入，更常常 在100 — 2001b/千桶范圍內(nèi)。
洗漆劑的非限制性例子包括琥珀酰亞胺，長(zhǎng)鏈脂族聚胺，長(zhǎng)鏈 Mannich(曼尼其)堿，無(wú)灰分的聚合物分散劑，含氮的無(wú)灰分的分散劑， 尤其聚乙烯胺如聚乙烯四胺和聚乙烯六胺的聚烯烴取代琥珀酰亞胺是 最需要的。具有至少一個(gè)伯胺基的胺的鏈烯基琥珀酰亞胺是需要的。 特別優(yōu)選的是聚乙烯胺與不飽和多羧酸或酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物。含有金屬 的離子或非離子表面活性劑，包括鎂月桂鹽，是可以考慮使用的。
其它無(wú)灰分分散劑包括鏈烯基琥珀酸酯和含有1-20個(gè)碳原子和 l-6個(gè)羥基的二酯。參見US專利3,331,776， 3,381,022和3,522,179。
其它非限制性無(wú)灰分分散劑，為鏈烯基琥珀酸酯-酰胺混合物，烴 基取代的苯酚、甲醛或甲醛前身物和胺的曼尼其縮合物，如在US# 3,442,808， 3,803,039中公開的那些都是可以考慮的。本申請(qǐng)人知道現(xiàn)有技術(shù)中有許多無(wú)灰分分散劑(參見US專利3,957,845; 3,697,574; 3，413，347; 3,533,945; 4,857,214; 3,666，730; 3，909,215)和專利產(chǎn)品分 散劑，包括Chevron OFA 425B，并考慮在實(shí)施本發(fā)明時(shí)使用它們。任 何商業(yè)途徑可購(gòu)買的洗滌劑，洗滌劑/分散劑都是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。 保持燃料噴射器和進(jìn)氣閥清潔的實(shí)施中可考慮類似的添加劑。
煙霧抑制劑，包括鋇的有機(jī)化合物，尤其碳酸鋇高堿性鋇磺酸鹽， N-亞磺酰基苯胺，是可以考慮的，以及其它。雖然環(huán)境因素將決定選 擇和濃度水平。
舉例的柴油燃料添加劑在上表1中非常給出了類型和功能。與其 中使用各種添加劑的任何體系一樣，必須小心避免各添加劑之間的不 相溶性和可能產(chǎn)生不希望有的燃料效應(yīng)的未曾預(yù)料的相互作用。
一般常識(shí)，燃料含有其它沉積物控制添加劑，其非限制性例子包 括聚醚胺，聚鏈烯基琥珀酰亞胺，或聚鏈烯基琥珀酰亞胺，碳酸烴基 酯，如聚丁烯醇，聚丁烯氯甲酸鹽，在無(wú)機(jī)或其它載體中配制的聚丁 烯胺，在聚醚載體中再配制的聚異丁烯胺，和單組分聚醚胺，和類似 物。在說(shuō)明書中列出了其它幾種并在汽油和其它助燃料中考慮使用。
申請(qǐng)人的發(fā)明認(rèn)為，可接受的沉積物控制添加劑將符合工業(yè)和法 規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，包括CARB 10,000英里(mile) BMW IVD和Chrysler PFI保持
清潔試驗(yàn)。因此，所考慮的在所有閥門上的平均沉積物對(duì)于BMW試 驗(yàn)來(lái)說(shuō)不能超過100mg，在任何一個(gè)噴油器內(nèi)按流動(dòng)損失測(cè)量有不高 于5%堵塞。
一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案是避免使用IVD添加劑或PFI添加劑，它們 在燃燒室沉積物控制或減少方面不會(huì)有任何損害作用。
申請(qǐng)人指出，燃燒室添加劑不是新型的并已經(jīng)用于保持燃料體系
85清潔達(dá)一段時(shí)間，在這里，特別在其中ECS燃料是小組分的改性的， 助燃料，和/或助燃料應(yīng)用中是可以選用的。
所需CCD添加劑的非限制性例子包括Shell VEKTRON ORIC添 加劑(辛垸值需求增勢(shì)控制)或ORR添加劑(辛垸值需求減勢(shì))和/或類似 添加劑包裝品，或Oronite CCD(燃燒室沉積)添加劑包裝品，Texaco CleanSystem3或Ethyl equivalent H汀ec添加劑包裝品?？刂迫紵页?積物的其它措施任意性地包括低分子量表面活性劑和基于聚丁烯的高 分子量聚合物分散劑。間或使用高濃度的聚醚-胺，二醇硼酸酯和二氯 乙烯。添加劑濃度水平可在從中等至極高，取決于所使用的添加劑/添 加劑包裝品和助燃料的效率。
申請(qǐng)人特別建議使用新的一類添加劑，它能夠控制或減少燃燒室 沉積物，和它在汽油的情況下能夠降低辛垸值需求增勢(shì)(ORI)，特別是 隨著時(shí)間的推移，減少現(xiàn)有沉積物和/或使ORI低于空缺該添加劑的透 明基礎(chǔ)燃料的那些添加劑。
一般認(rèn)為，某些沉積物添加劑，它們控制歧管、噴油器和進(jìn)氣閥 沉積物，可能有害于燃燒室沉積物的控制，因而是不希望有的。
然而，對(duì)于申請(qǐng)人發(fā)明的提高的燃燒速度和溫度降低方面的給定 性質(zhì)，能夠使用不是特別好的普通添加劑，沒有顯著危害性的燃燒室 沉積物。
因此，優(yōu)選的是，申請(qǐng)人的燃燒室沉積物控制添加劑，PFI(進(jìn)氣 口噴油器)和IVD(進(jìn)氣閥沉積物)添加劑，和其濃度，能夠有效地控制 個(gè)優(yōu)選減少現(xiàn)有的燃燒室沉積物。
本發(fā)明的一個(gè)特別的目的是使用包括或不包括IVD和PFI添加劑 的防沉積物添加劑，即另外使用添加劑或代替IVD/PFI或防燃燒室沉
86積物添加劑(CCD)。
下面列出的是提高了燃燒速度和/或改進(jìn)LHV和同時(shí)有利于助燃 料的改良特性的各種添加劑包裝品。
實(shí)施例184
清潔的燃燒添加劑包裝品，包括l)ECS化合物(0.1-99.99wt。/。)； 2)至少一種有機(jī)錳化合物(優(yōu)選MMT)和/或其它燃燒改進(jìn)金屬化合物 (或它們的混合物)(0.01-99.0wt。/o);和3)燃燒室沉積物控制/減少添加 劑(0.01-95.0wt。/0)，包括但不限于商品禾口/或?qū)＠砑觿┤鏢hell VEKTRO ORIC添加劑或ORR添加劑，Oronite Corporation CCD添加 劑包裝品，Texaco CleanSystem3,或Ethyl equivalent HiTec添加劑；禾口 非必要的4)金屬減活劑(0.1%-90.0 1%);該包裝品任意性地具有特征為 LHV超過30, 50, 80， 110， 130， 135, 145， 147， 148， 150， 151， 152， 155， 157， 160, 165, 170BTU/lb，或更高。
實(shí)施例185
用于烴燃料的添加劑包裝品包括l)至少一種ECS化合物 (0.1-99.5wt%); 2)至少一種三羰基環(huán)戊二烯基錳(0.1%-99.5%);和3)至 少一種金屬減活劑(不限于8-羥基喹啉，乙二胺四乙酸，(3-酮酯如乙酰 乙酸辛酯，N,N'-二亞水楊基-l，2-丙烷二胺，N，N'-二亞水楊基-I，2-丙烷 二胺，N，N、二亞水楊基-l，2-乙烷二胺或N,N、二亞水楊基-l,2-環(huán)己垸二 胺，N,N"-二亞水楊基-N'-甲基-二亞丙基三胺)(0.1-99.5wt。/o);和非必要 的4)至少一種抗氧化劑(0.1。/。-99.5wt。/。)， 5)至少一種洗滌劑/分散劑 (0.1-99.5wt%)， 6)至少一種點(diǎn)火促進(jìn)劑，過氧化合物，有機(jī)硝酸鹽，鉀 鹽，包括由Shell Chemical銷售的那些，已知為"SparkAid or AparkAde" (0.1%-99.5wt%)， 7)至少一種防乳化劑(0.1。/。-99.5wt。/0)，或8)至少一種 閃點(diǎn)改迸(PFI)或蒸汽壓降低助溶劑或鹽(0.P/。-99.5wt。/。)；該包裝品任意 性地具有特征為其LHV超過10， 20， 25， 30， 43， 48， 50， 60， 65， 72， 80， 85， 90， 95， 100， 110， 130， 133， 135， 140， 142， 145,147， 148， 150， 151， 152， 155， 157， 160， 165， 170 BTU/lb或更高。 實(shí)施例186
185的添加劑包裝品，包括l)DMC，占組合物的1.0-99.0wt%; 2)三羰基環(huán)戊二烯基錳，占0.01%-40.0wt%; 3)N,N'-二亞水楊基-l，2-丙垸二胺，占0.001%-15.0wt%;非必要的4) 2,6-二叔丁基-4-甲基苯 酚，占0.01% —40.0wt%， 5)四亞乙基五胺的聚異丁烯基琥珀酰亞胺或 對(duì)_(聚異丁烯基)_苯酚、甲醛和三亞乙基四胺的曼尼其縮合產(chǎn)物，占 0.01%-35wt%， 6) 二叔丁基過氧化物或2-乙基己基硝酸酯，占0.01% 一60.0%， 7) Akzo ArmogardD5021防乳化劑，占0.01-25.0wt%， 8)4-甲基-2-戊酮，占0.01%-90wt%;前提條件是所有組分總和等于100wt%。
實(shí)施例187
減少NOx排放的方法，包括將燃燒改進(jìn)量的金屬化合物和ECS 化合物，和金屬減活劑，和非必要的助燃料進(jìn)行混合；讓該燃料燃燒， 據(jù)此NOx排放量被減少至少2.0%、 5.0%、 7.0%、 10.0%、 15,0%、 20.0%、 25.0%或更高，與助燃料添加劑包裝品相比而言。
實(shí)施例188
用于烴燃料的添加劑包裝品，包括1)至少一種ECS化合物 (0.1-99.0wt%); 2)至少一種三羰基環(huán)戊二烯基錳(0.05-40.0wt。/。)； 3)至少 一種點(diǎn)火促進(jìn)劑，例如，過氧化物化合物，有機(jī)硝酸鹽，鉀鹽，包括 由Shell Chemical銷售的那些，已知為"SparkAid or AparkAde" (0.02%-80.0wt%)，該包裝品任意性地具有4)至少一種防乳化劑 (0.01%-30.0wt%)， 5)至少一種閃點(diǎn)改進(jìn)(PFI)或蒸汽壓降低助溶劑或鹽 (0.0001%-70.0wt%); 6)至少一種金屬減活劑(0.1-40.0wt。/。)， 7)至少一種 洗滌齊U/分散劑(0.01-60.0wt0/。)，或8)至少一種抗氧化劑(0.1-40.0wto/。)； 該包裝品任意性地具有特征為其LHV超過20， 30， 35， 40， 45， 55， 63， 80， 90， 100， 110， 120， 133， 140， 142， 145， 147， 148， 150， 151， 152， 155， 157， 160， 165， 170 BTU/lb或更高。
88實(shí)施例189
用于烴燃料的添加劑包裝品，包括1)至少一種ECS化合物
(0.1-99.0wt%); 2)至少一種三羰基環(huán)戊二烯基錳(0.05-99.0wt。/o); 3)至少
一種洗滌齊U/分散劑(0.01-99.0wto/o);和非必要的一種或多種以下組分
4)至少 一 種抗氧化劑(0.1-99.0wt%) ， 5)至少 一 種點(diǎn)火促進(jìn)劑 (0.02°/o-99.0wt%)， 6)至少一種防乳化劑(0.01 %-99.0wt%)， 7)至少一種 閃點(diǎn)改進(jìn)(PFI)或蒸汽壓降低助溶劑或鹽(0.0O0P/。-99.(hvt。/。)； 8)至少一 種金屬減活劑(0.1-99，0wt。/Q);該包裝品任意性地具有特征為其LHV超 過15， 20， 25, 30， 40， 45， 50， 55， 60， 70， 80， 85， 95， 100， 120， 133， 140， 142， 145， 147， 148， 150， 151， 152， 155， 157, 160， 165， 170BTU/lb或更高。
實(shí)施例190
用于烴燃料的添加劑包裝品，包括1)至少一種ECS化合物 (0.1-99.0wt%); 2)至少一種三羰基環(huán)戊二烯基錳(0.05-99.0wt。/o);禾口 3)
至少一種抗氧化劑(0.01-99.0wt。/。)；和非必要的一種或多種以下組分
4)至少 一 種洗滌劑/分散劑(0.1 -99.0wt%) ， 5)至少 一 種點(diǎn)火促進(jìn)劑 (0 02%-99.0wt°/。) ， 6)至少 一種防乳化劑(0 01 %-99.Owt%) ， 7)至少 一種 閃點(diǎn)改進(jìn)(PFI)或蒸汽壓降低助溶劑或鹽(0.0001。/。-99.0wt。/。)； 8)至少一 種金屬減活劑(0.1-99.0wt。/。)；該包裝品任意性地具有特征為其LHV超 過20， 30， 35， 40， 45， 55， 63， 80，卯，100， 110， 120， 133, 140， 142， 145， 147， 148， 150， 151， 152， 155， 157， 160， 165， 170BTU/Ib 或更高。
實(shí)施例191
清潔燃燒添加劑，包括1)至少一種ECS化合物(0.1-99.0wt。/。)； 2)至少一種有機(jī)錳化合物(優(yōu)選MMT)和/或其它燃燒改進(jìn)用金屬化合物 (或其混合物)(0.01-99.0wt%); 3)至少一種抗氧化劑(0.01-80.0wt。/。)； 4) 金屬減活劑(0.1-99.0wt0/0)， 5)洗滌劑或洗滌齊!j/分散劑(0.1-90.0wtyo);非必要的6)穩(wěn)定劑(0.01-99.0wt。/。)；該包裝品任意性地具有特征為其LHV 超過15， 20， 30， 35， 40， 45， 55， 63， 80， 90， 100， 110， 120， 133， 140, 142， 145， 147， 148， 150， 151， 152， 155， 157， 160， 165， 170 BTU/lb或更高。
進(jìn)一步認(rèn)為，此清潔燃燒添加劑包裝品另外任意性地含有一種或 多種防噴油器和/或進(jìn)氣閥沉積物添加劑。
各每種化合物的濃度或各添加劑和/或添加劑包裝品的性能從整 體上應(yīng)該符合最低工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 一般認(rèn)為，所用濃度 可以超過或低于添加劑制造商建議的濃度。
在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)某些鹵素清除劑與某些金屬(優(yōu)選鉀) 混合會(huì)加劇閥門的粘附。因此，十分關(guān)鍵的是在使用之前應(yīng)測(cè)定添加 劑和ECS金屬化合物之間的相容性。
然而，添加劑和潤(rùn)滑劑的實(shí)際使用，尤其在減少或控制燃燒室沉 積物的助燃料實(shí)際使用中，是本發(fā)明的主要實(shí)施方案。
實(shí)施例192
由少量的至少一種金屬化合物(例如包括三羰基環(huán)戊二烯基錳化 合物)和主要量的燃燒室沉積物控制添加劑或添加劑包裝品(如Texeco CleanSystem3添加劑)組成的一種組合物。
實(shí)施例193
實(shí)施例192的組合物，其中燃燒室沉積物控制添加劑包括，或另 外包括至少一種ECS化合物，優(yōu)選DMC。
實(shí)施例194
實(shí)施例192的組合物，另外包括噴油器和/或進(jìn)氣閥沉積物控制添加劑；其中這些添加劑是相同的或不同的添加劑。 實(shí)施例195
一種組合物，包括至少一種三羰基環(huán)戊二烯基錳和/或其它認(rèn)識(shí)改 進(jìn)用的金屬化合物，燃燒室沉積物減少劑，和非必要的噴油器和/或進(jìn) 氣閥沉積物控制添加劑；其中這些添加劑是相同的或不同的添加劑。
實(shí)施例196
引入實(shí)施例192-195的燃料組合物的方法，其中添加劑包裝品以 一種促使在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃燒的燃料中沉積物減少的量使用；其中壓縮比 被提高到超過平均常規(guī)壓縮比的壓縮比，或壓縮比等于或高于8.6:1， 8.7:1， 8.8:1， 8.9:1， 9.0:1， 9.1:1， 9.2:1， 9.3:1， 9.4:1， 9.5:1， 9.6:1， 9.7:1， 9.8:1， 9,9:1， 10.0:1， 10.2:1或更高。
實(shí)施例197
引入實(shí)施例192-196的燃料組合物的方法，其中添加劑包裝品以 一種促使在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃燒的燃料中沉積物減少的量使用；其中抗爆傳 感器不會(huì)阻礙火花提前來(lái)避免爆震，據(jù)此燃料經(jīng)濟(jì)和/或動(dòng)力被改進(jìn)至 少0.5%， 1.0%， 1.5%， 2.0%, 3.0%， 5.0%或更多，與透明的燃料相比 而言。
實(shí)施例198
197的組合物，其中錳濃度是等于某一量，該量使得添加劑包裝 品的處理水平至少等于本文列出的燃料的最低金屬化合物濃度。
實(shí)施例199
197的組合物，其中沉積物控制添加劑的用量應(yīng)使得在燃料被處 理之后燃燒室、噴油器和/或進(jìn)氣閥沉積物得到控制、改善或減少，禾口/ 或其中被處理的燃料符合法規(guī)或最低法定標(biāo)準(zhǔn)。申請(qǐng)人試圖在本文的實(shí)施例中廣泛使用IVD、PFI和ORI(或CCD) 對(duì)比添加劑。
實(shí)施例200
一種燃料組合物，包括ECS燃料(包括ECS化合物、優(yōu)選DMC， 和至少一種燃燒改進(jìn)金屬化合物，優(yōu)選MMT);助燃料；噴嘴沉積控 制添加劑；加料閥沉積控制添加劑；和燃燒室沉積控制添加劑；其中 所述沉積控制添加劑可以相同或?yàn)槎喾N化合物，和/或其中所述化合物 改變或降低存在的燃燒室沉積物，同時(shí)優(yōu)選增強(qiáng)燃燒室效率(但不要 求)。
添加劑(包括沉積控制添加劑)優(yōu)選起到增強(qiáng)ECS和金屬化合物 燃燒化學(xué)的的作用，與僅增強(qiáng)申請(qǐng)人的助燃料的燃料或燃燒性能相反， 這代表申請(qǐng)人發(fā)明的突出熱力學(xué)和燃燒目的。
因此，當(dāng)與助燃料并用(不需要另外的添加劑)時(shí)，在給定僅含 ECS金屬化合物的燃料的突出吸引燃燒特性的條件下，燃燒室沉積物 基本上被控制
當(dāng)與助燃料混合時(shí)，較大濃度(以總?cè)剂系陌俜直缺硎?的ECS 金屬化合物燃料降低燃燒室沉積。
然而，如上所述，期望純ECS燃料含沉積物控制添加劑，包括噴 嘴、進(jìn)料閥和/或燃燒室防沉積添加劑。試圖使用潤(rùn)滑劑、抗氧劑、防 腐劑和其它已知添加劑。
蠟晶體改進(jìn)劑(蠟抗沉降劑)或中等蒸餾物流動(dòng)改進(jìn)劑的非限制 性例子包括無(wú)灰低分子量共聚物并包括乙烯乙酸乙烯酯共聚物。試圖 將冷流動(dòng)改進(jìn)劑特別作為燃料溫度降低劑與柴油燃料，特別是具有低 硫和/或低芳烴濃度的那些柴油燃料一起使用。Betz Process Chemicals
92出售了一種極好的冷流動(dòng)改進(jìn)添加劑。在實(shí)施本發(fā)明中，特別嘗試?yán)?流動(dòng)改進(jìn)劑。
消泡劑的非限制性例子包括聚硅氧垸基化合物。
十六垸改進(jìn)劑的非限制性例子包括過氧化物或有機(jī)硝酸酯，包括 二叔丁基過氧化物、過氧化乙酰、過氧化苯甲酰、叔丁基過氧乙酸酯、
氫過氧化枯烯、烷基過氧化物、烷基過氧化氫、2,5-二甲基2，5 二(叔
丁基過氧)己烷、叔丁基枯基過氧化物、二(叔戊基)過氧化物、叔丁基 過氧化氫、叔戊基過氧化氫、硝酸烷基酯、硝酸環(huán)己基酯、硝酸甲氧 基丙基酯、通過硝化燃料油制得的混合硝酸酯、硝酸正辛酯、硝酸正
癸酯、硝酸乙基-己基酯、硝酸異丙基酯，其中硝酸2-乙基己基酯是合 適的，和混合物，其濃度為O.Ol、 10、 25、 50、 75、 100、 150、 200、 250、 500、 750、 800、 900、 1000、 1100、 1200、 1250、 1300、 1400、 1500、 1600、 1750、 1900、 2000 ppm或更大濃度是可接受的。其它濃 度包括高達(dá)燃料的約0.35、 0.40、 0.45、 0.55、 0.60、 0.65、 0.70、 0.75、 0.80、 0.9、 1.0、 1.1、 1.2、 1.3、 1.4、 1.5Xvol.或更多。
其它十六烷改進(jìn)劑包括Arco的過氧化物基二垸基過氧化物改進(jìn) 劑，它在燃料組合物中可包括高達(dá)約0.3、 0.4、 0.5、 0.6、 0.7、 0.8、 0.9、 1.0、 1.1、 1.2、 1.3、 1.4、 1.5Xvol.或更大體積。
這些促進(jìn)劑在申請(qǐng)人發(fā)明的組合物中是特別需要的，并特別嘗試 在非柴油燃料中使用。
目前出售了多種有專利權(quán)的長(zhǎng)鏈極性化合物，嘗試將其用于實(shí)施 本發(fā)明。還嘗試使用多功能添加劑混合物，這些混合物可包含對(duì)其起 穩(wěn)定作用的洗滌劑、十六垸/辛垸改進(jìn)劑、燃燒室沉積物控制劑、燃料 穩(wěn)定劑、消泡劑、除臭劑、防乳化劑、防腐劑、潤(rùn)滑添加劑、和/或溶 劑。潤(rùn)滑添加劑在低/無(wú)硫柴油/餾出燃料，以薄膜設(shè)備、彈性體和其它 損害。
在實(shí)施本發(fā)明本發(fā)明中較低的燃燒溫度意想不到地起到降低形成 的燃料噴嘴部件沉積物的作用。
實(shí)施例201
在比缺少ECS化合物，金屬化合物，和PFI沉積物控制添加劑的 同樣燃料低至少5(TC的燃燒溫度下操作發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其中在該操作 之后的降溫操作導(dǎo)致在進(jìn)氣口噴油器的針尖或針尖附近保留的燃料有 降低的溫度的轉(zhuǎn)變而另外發(fā)生高溫保溫溫度的轉(zhuǎn)變；其中減少形成的 能夠在剩余燃料自氧化、化學(xué)重排和/或降解中結(jié)合的自由基；和/或其 中減少粘性沉積物和/或起沉積物前體作用的降解燃料；其中控制燃料 噴嘴沉積物和/或限流低于10.0%、 9.0%、 8.0%、 7.0%、 6.0%、 5.0%、 4.0%、 3.0%、 2.0%或更低；或另外對(duì)柴油燃料使用Peugeot XUD-9A/L 試驗(yàn)測(cè)量噴嘴焦化，顯示當(dāng)針閥升程為0.3 mm時(shí)，空氣流速超過180、 190、 200、 210、 220、 230、 250、 260 ml/min.。
申請(qǐng)人的發(fā)明還意想不到地降低了在柴油燃料體系中使用這些添 加劑時(shí)通常出現(xiàn)的NOx排除物和顆粒物升高。
實(shí)施例202
實(shí)施例194的方法，其中添加劑非必要地含有進(jìn)料沉積物控制添 加劑和/或燃燒室沉積物控制添加劑，其中所述添加劑用于含柴油助燃 料和平衡的燃燒和溫度降低量的ECS化合物和金屬化合物的組合物 中，其中與用于僅透明柴油助燃料(無(wú)ECS化合物和金屬化合物)的 所述沉積物控制添加劑相比，所述操作發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)致Nox和/或顆粒排除 物。
94申請(qǐng)人注意到本發(fā)明的增強(qiáng)燃燒和溫度降低性能意想不到地增強(qiáng)
了 PFI、 IVD、 CCD添加劑和添加劑混合料的操作性能。 實(shí)施例203
在內(nèi)燃燒室中使用CCD、 IVD或PFI添加劑的方法所述方法包 括同時(shí)噴射包括少量至少一種高燃燒速度(和/或低燃燒引發(fā)溫度)的 ECS化合物、至少一種釋放高能量的金屬化合物化合物和少量CCD、 IVD或PFI化合物和混合物，和低硫改進(jìn)或常規(guī)助燃料的霧化蒸氣； 在所述燃燒室中燃燒所述蒸氣，其中發(fā)生高動(dòng)能金屬化合物蒸氣相燃 燒；與使用所述沉積物控制添加劑，無(wú)所述ECS化合物和金屬化合物 相比，由此改進(jìn)或降低存在的燃燒室沉積物和/或類似地始終避免進(jìn)料 閥沉積物。
進(jìn)一步嘗試配制本發(fā)明的添加劑混合料以避免進(jìn)料閥發(fā)粘和曲軸 箱潤(rùn)滑油污染。
實(shí)施例204
203的方法，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)或其它試驗(yàn)，其中 測(cè)量的燃燒室沉積物或等同物顯示低于300、 250、 220、 200、 180、 160、 140、 120、 100、 80、 60、 40、 20、 10、 5.0、 3.0、 2.5、 2.0、 1.75、 1.5、 1.25、 1.0、 0.75、 0.6、 0.5、 0,4、 0.3、 0.25、 0.2、 0.15、 0.125、 0.11、 0.10、 0.09、 0.08、 0.075、 0.06、 0.05、 0.002、 0.01 g沉積物或更少。 優(yōu)選的沉積物重量對(duì)于每個(gè)燃燒室或等同物低于1.5、 0.9、 0.6、 0.3、 0.15、 0.10g。
實(shí)施例205
上面實(shí)施例的方法，其中以足夠的濃度使用進(jìn)料閥沉積物、燃料 噴嘴口沉積物和膠體控制添加劑，其中進(jìn)料閥沉積物在BMW 3181試 驗(yàn)(BMW IVD試驗(yàn))中低于100、 90、 80、 70、 60、 50、 40 mg，禾口 其中當(dāng)使用2.2升Chryler發(fā)動(dòng)機(jī)(CRC PFI試驗(yàn))時(shí)噴嘴口沉積物在10,000里時(shí)不超過10%、 9%、 8%、 7%、 6%或5%或更低的限度， 和其中最大的膠質(zhì)限度為70、 65、 60、 55、 50、 45、 40、 35、 30、 25、 20、 15、 10、 5.0 mg/100 ml或更低的洗滌物，禾口/或5.0、 4.5、 4.0、 3.5、 3.0、 2.5、 2.0、 1.5、 1.0、 0.5 mg/100 ml或更低的未洗滌物。
實(shí)施例206
實(shí)施例205的方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)為其壓縮比為如下值的汽油或內(nèi)
燃燒室發(fā)動(dòng)機(jī):9.6:1、 9.7:1、 9.8:1、 9.9:1、 10.0:1、10.1:1、10.2:1、10.3:1、
10.4:1、10.5:1、10.6:1、10.7:1、10.8:1、 10.9:1、11.0:1、11.1 1、11.2.1、
11.3:1、11.4:1、11.5:1、11.6:1、11.7:1、 11.8:1、11.9:1、12.01、12.11、
12.2:1、12.3:1、12.4:1、12.5:1、12.6:1、 12.7:1、12.8:1、12.91、13.01、
13.1:1、13.2:1、13.3:1、13.4:1、13.5:1、 13.6:1、14.0:1、14.11、14.21、
14.3:1、14.4:1、14.5:1、14.6:1、14.7:1、 14.8:1、14.9:1、15.0.1、15.5.1、
16.0:1、16.5:1、17.0:1、17.5:1、18.0:1、 18.5.1:1、19.0:1、19.51、20.0:1、20.5:1、21.0:1、21.5:1、22.0:1、22.5:1、 23.0:1、23.5:1、24.5:1、25.0:1、
30.0:1、 35.0:1、 40.0:1、 50.0:1、 70.0:1和其中的壓縮比禾口/或更大。 實(shí)施例207
上面的方法和汽油組合物，其中組合物的(R+M)/2辛垸值為85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 101、 102、 103、 104、 105、 106、 107。
實(shí)施例208
汽油方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)為用其辛垸值等于或超過如下值的汽 油進(jìn)行操作82、 83、 84、 85、 86、 87、 88、 89、 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99、 100、 101、 102、 103、 104、 105、 106、 107、 108 (R+M)/2或更大。
實(shí)施例209
汽油方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)操作包括使用電子防爆傳感器以延遲火花，
96其中在相當(dāng)于5，000、 10,000、 15,000、 20,000、 30,000、 50,000英里或 更長(zhǎng)后，對(duì)透明燃料通過至少0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4.0
或4.5的辛烷值或更大的值改進(jìn)了火花延遲和燃燒效率。
實(shí)施例210
實(shí)施例209的方法，其中對(duì)僅透明燃料改進(jìn)了使用具有燃燒室沉 積物控制添加劑的申請(qǐng)人的燃料組合物的發(fā)動(dòng)機(jī)加速度1.0%、 2.0%、 3.0%至10%、 4.0%至15.0%或更大。
ECS化合物在其純形式中含添加劑，以按需要避免腐蝕并保持因 形成過氧化物造成的穩(wěn)定性等。非限制性的例子包括苯酚基和胺基穩(wěn) 定劑如UOP7和UOP5。其它非限制性穩(wěn)定劑包括脂族或環(huán)脂族胺如 N-環(huán)己基-N,N-二甲基胺，對(duì)于另外的例子參見US 3,909,215和EP 188,042。濃度可根據(jù)相應(yīng)的穩(wěn)定性進(jìn)行變化。例如，ETBE和二異丙 基醚與MTBE相比具有更強(qiáng)的形成過氧化的趨勢(shì)，因此可需要更大的 濃度。
對(duì)于碳酸酯，特別是DMC，當(dāng)暴露在水中較長(zhǎng)時(shí)間是，因水解會(huì) 出現(xiàn)分解為甲醇，由此導(dǎo)致產(chǎn)生腐蝕。因此，特別嘗試水降低抑制劑、 鹽、助溶劑、防乳化劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑、防腐劑等。
緩和試驗(yàn)
嘗試申請(qǐng)人的純ECS燃料、純助燃料(無(wú)ECS禾口/或金屬化合物)、 和/或ECS、助燃料混合物、標(biāo)準(zhǔn)燃料、改進(jìn)燃料將使用某些緩和試驗(yàn)， 以便(例如)降低蒸汽壓力或蒸汽壓力降(VPR)、升高閃點(diǎn)溫度或閃 點(diǎn)升高(FPI)、避免吸濕/相分離等。
低分子量ECS純化合物是吸濕的并在暴露于水中或含水的燃料體 系中趨于相分離。因此控制相分離的助溶劑是合適的。在某些情況下，某些碳酸酯(即碳酸二甲酯和二乙酯)當(dāng)暴露于 類似環(huán)境中時(shí)趨于水解。低分子量ECS純、醚、碳酸酯、酮等不利地 增加蒸汽壓或降低閃點(diǎn)溫度。它們的用途還可降低造成驅(qū)動(dòng)性問題或
技術(shù)偏差的T-50溫度。T-50與使用恒沸助溶劑的最終熔點(diǎn)調(diào)節(jié)的相關(guān) 性是本領(lǐng)域已知，參見本人的EPO專利8690642.6。
在實(shí)施本發(fā)明中，嘗試特別在比汽油重的燃料，如渦輪噴氣發(fā)動(dòng) 機(jī)、氣體油渦輪機(jī)、柴油燃料等中用不同和獨(dú)特類助溶劑和方式緩和 蒸汽壓和閃點(diǎn)問題。
通常助溶劑優(yōu)選為ECS化合物或具有ECS燃燒/溫度或BV增強(qiáng) 屬性。優(yōu)選的助溶劑使LHV和/或BV升高。
申請(qǐng)人的優(yōu)選助溶劑(盡管不要求)應(yīng)可燃。嘗試使用無(wú)機(jī)和/或 有機(jī)化合物。
嘗試用優(yōu)選的FPI助溶劑升高閃點(diǎn)0.1、 0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4.0、 5.0、 6.0、 10.0、 15.0、 20.0、 25.0、 30.0、 35.0、 40.0°C
或更高。升高3。C或更高是優(yōu)選的。嘗試用FPI助溶劑將閃點(diǎn)升至最小 ASTM或政府的規(guī)定。VPR助溶劑將降低RVPO.l、 0.2、 0.3、 0.4、 0.5、 0.6、 0.7、 0.8、 0.9、 1.0、 1.1、 1.5或更大的psi。 VPR助溶劑將使RVP 降至ASTM或政府規(guī)定的范圍內(nèi)。
申請(qǐng)人所需的助溶劑的熔點(diǎn)為對(duì)于20、 10、 0、 -5、 -10、 -15、 -20、 -25、 -30、 -35、 -40、 -50、 -60、 -70、 -80、 -90、 -100、 -130、 -14(TC或 更低。優(yōu)選的是具有熔點(diǎn)低于-5"C，更優(yōu)選低于-50、 -60、 -70、 -80、
-9(rc或更低熔點(diǎn)的那些助溶劑。
特別嘗試將具有高熔點(diǎn)的FPI助溶劑與助溶劑，包括低熔點(diǎn)助溶 劑(特別是恒沸溫度溶劑)混合。嘗試用醇和基于烴的溶劑。優(yōu)選的
98抑制劑是符合ASTM規(guī)則D4171要求的乙二醇單甲醚。優(yōu)選的濃度范 圍為約0.1至約0.15% vol.。然而也可使用超出此范圍的濃度。另外的 防凍添加劑包括包括Phillips PFA 55 MB @ 0.15 vol.%和 MIL-I-27686@ 0.15 vol. Max.
因此，這是一個(gè)按相同或不同比例使用具有不同凝固點(diǎn)、閃點(diǎn)和/ 或蒸汽壓、LHV和燃燒速度的實(shí)施方案。 一種組合包括將具有中等至 高閃點(diǎn)的一種或多種中等至高凝固點(diǎn)助溶劑與低至極低凝固點(diǎn)助溶劑 混合，如此所得混合物為具有中等高至高閃點(diǎn)和低凝固點(diǎn)的混合物。
在其中FPI助溶劑具有高熔點(diǎn)的情況下，
在實(shí)施本發(fā)明中，可以使用防凍劑，包括醇、助溶劑等，特別是 當(dāng)ECS化合物或助溶劑不具有足夠低的熔點(diǎn)和/或當(dāng)最終燃料傾點(diǎn)或凝 固溫度太高時(shí)。
申請(qǐng)人的助溶劑將具有高于70、 80、 90、 100、 110、 120、 300°C 或更高的沸點(diǎn)。沸點(diǎn)高于130、 160、 190、 200、 220、 240、 260、 270
x:或更高是優(yōu)選的。
助溶劑所需的閃點(diǎn)溫度為-80、 -31、 -20、 -15、 -10、 -5、 0、 5、 15、 20、 25、 30、 35、 38、 40、 50、 58、 60、 65、 70、 75、 80、 85、 90、 95、 100、 120、 130、 140、 150、 160、 170、 180、 200、 220、 250、 300、 360。C左右。優(yōu)選的閃點(diǎn)溫度為-100、 -80、 -60、 -30、 0、 40、 60、 80、 100、 120、 130、 140、 150、 170。C和更高。優(yōu)選的是那些高于80、 100、 120、 150、 17(TC的助溶劑。助溶劑作為ECS化合物可具有相同的閃點(diǎn) 特性。
所需的助溶劑具有超過18、 20、 21、 23、 24、 25、 27、 29、 30、 31、 33、 35、 37、 39、 41、 43、 45、 47、 49、 51、 53、 55、 57、 59、62、 65 vapH(Tb)KJ mor1 (或相當(dāng)量)或此外大于120、 123、 125、 125、 126、 127、 128、 129、 130、 131、 132、 133、 134、 135、 136、 137、 138、 140、 142、 145、 147、 150、 152、 155、 157、 160、 162、 165、 170BTU/lb的汽化潛熱。助溶劑的LHV優(yōu)選大于可以向其中加入的任 何助燃料。然而，LHV必須被用途的其它方面平衡，例如所得燃料的 LHV、 ECS化合物(若有)的LHV效果、閃點(diǎn)和/或蒸汽壓大小等。 優(yōu)選的BV等于或高于28、 30、 32、 34、 36、 38、 40、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 50、 55、 60 cm/sec (層狀本生火焰)。
在蒸汽壓lmm下的優(yōu)選助溶劑溫度應(yīng)超過20、 40、 6(TC 。更優(yōu) 選的溫度是超過80、 29、 100、 120、 130、 140、 150、 18(TC或更高的 那些溫度。
在FPI和VPR應(yīng)用中，特別是當(dāng)ECS化合物應(yīng)用時(shí)，助溶劑在溫 度約或高于-20、 -10、 0、 20、 30、 40、 50、 60、 65、 70、 75、 80、 85、 90、 95、 100、 110、 120、 130、 140、 150、 160、 170、 180。C下優(yōu)選具 有約1 mm的蒸汽壓。參見1960-1970， 1995化學(xué)橡膠公司CRC "化 學(xué)物理手冊(cè)"。
申請(qǐng)人的助溶劑可選自非常寬的燃料化學(xué)。申請(qǐng)人所需的助溶劑 是具有低于22、 20、 18、 16、 14、 13、 12、 11、 10或9個(gè)碳原子的那 些溶劑，其中具有低于8、 7、 6、 5、 4、 3、 2或更少碳原子的那些溶 劑優(yōu)選的。當(dāng)嘗試那些超出此范圍的溶劑并且它們是可接受的時(shí)，那 些在鏈中具有6、 5、 4或更少碳原子的助溶劑也是可優(yōu)選的。含氧的 助溶劑是合適的。含OH基團(tuán)的助溶劑也是合適的。申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)具有 部分包括CH3C02和/或OH的分子結(jié)構(gòu)的助溶劑也是合適的。
氮基化合物可以接受(取決于其用途)。嘗試使用非碳基溶劑。
嘗試使用可被形容性溶劑溶解的固體助溶劑。助溶劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)不受限制，可以為環(huán)、雙環(huán)、芳烴、非芳烴、支化或直鏈，或其結(jié)合。
助溶劑優(yōu)選是熱穩(wěn)定的，在通常的操作溫度下不分解(見上述ECS 標(biāo)準(zhǔn))，或造成助燃料破壞(例如生成膠質(zhì)、腐蝕等)。此外，其蒸
發(fā)或燃燒產(chǎn)品的半衰期需要非常短，優(yōu)選少于如8、 5、 4天或更短， 更優(yōu)選少于如24、 18、 12、 8、 4、 3、 2、 1小時(shí)或更短，最優(yōu)選少于 如60、 45、 30、 15分鐘或更短。
對(duì)于這里嘗試的助溶劑實(shí)際上不必包括ECS化合物和/或金屬化 合物。
在ECS化合物與助溶劑之間需要存在協(xié)同關(guān)系。因此，特別嘗試 助溶劑混合料的各種變化?？捎貌煌闹軇┖推浠旌衔?非必要地 與或不與ECS化合物一起)滿足不同要求。
換言之，可使用一種或助溶劑(對(duì)于相分離控制)、 一種或多種 助溶劑(對(duì)于FPI或VPR)，或一種或多種助溶劑(對(duì)于降低凝固溫 度)。盡管對(duì)化合物中溶劑的類型、數(shù)量或范圍無(wú)限制，但申請(qǐng)人認(rèn) 識(shí)到不同的燃料將得出對(duì)不同助溶劑混合物的不同需要。實(shí)際上，單 組分助溶劑混合物是優(yōu)選的。
助溶劑實(shí)際上還可通過使用重質(zhì)石腦油(包括芳族石腦油)補(bǔ)充 或替代。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)于FPI或VPR，除了助溶劑外， 還使用重質(zhì)至中等重質(zhì)烴(包括石腦油)。
使用助溶劑優(yōu)選不增加熔點(diǎn)/凝固點(diǎn)溫度，或降低或破壞燃料穩(wěn)定 性、腐蝕、彈性體損害、揮發(fā)性排除物、毒性排除物、毒性燃燒排除 物，或降低燃燒速度和LHV's。使用助溶劑不導(dǎo)致形成膠質(zhì)或氧化也 是優(yōu)選的。
101然而，在這些情況下(例如當(dāng)凝固點(diǎn)不足夠低時(shí))，嘗試使用
另外的助溶劑、取代助溶劑或其它添加劑或方式。
可通過使用輔助添加劑，如腐蝕抑制劑，抗氧劑等校正彈性體溶 漲或破壞、腐蝕或燃料降解。然而，申請(qǐng)人的優(yōu)選助溶劑不造成這些 問題。
若非必要地使用助燃料和/或水，則助溶劑用目標(biāo)ECS化合物溶解 是合適的。具有限制水溶解性的助溶劑或非溶劑是優(yōu)選的。
申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)非揮發(fā)性的不產(chǎn)生離子的助溶劑對(duì)于降低蒸汽壓和 /或升高閃點(diǎn)是合適的。
申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)烴可溶的可燃二醇、酮、和其乙酸酯和酯是合適的。 乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸，包括其乙酸酯、酯和醚也是合適的。 乙烯、丁烯、丙烯、己烯、戊烯是可接受的。
申請(qǐng)人的助溶劑的非限制性例子包括醇、二醇、酮、酯、苯酚、 縮醛、?；u、酸和酸衍生物(醛酸、脂族二羧酸、脂族單羧酸、脂
族多羧酸、氨基酸、hydroamic、羥基酸、亞氨酸、酮酸、硝肟酸、原 酸、過酸等)、乙酸、乙酸酐、乙酸酯、醛、脂族烴(包括高沸點(diǎn)石 腦油)、酰胺、脒、偕胺肟、酸酐、芳族烴、疊氮化物、吖嗪、壬二 酸酯、偶氮化合物、甜菜堿、溴乙醛、溴代乙垸、溴代乙烯、溴代乙 酸、溴代丁烷、溴代丁烯、溴代丁烯、溴醚、二溴化合物、丁酸、丁 酸、丁酸酯、酯、正酯、醚、二醇、乙二醇、二甘醇、二甘醇醚、二 甘醇乙酸酯、丙二醇、丙二醇酯/醚、 一縮二丙二醇、二醇醚、三甘醇 (包括乙酸酯、二乙酸酯、酯、醚和其胺)、四甘醇(包括乙酸酯、 二乙酸酯、酯、醚和其胺)、二縮三丙二醇、三縮四丙二醇、 一縮二 丁二醇、二縮三丁二醇、三縮四丁二醇、五甘醇(包括乙酸酯、二乙
102酸酯、酉旨、醚和其胺)、甘油酸、甘油、甲酸酯、甲醇、卡必醇、腈、 乙酸酯、乙二醇二元酸酯、酯、水合物、氫化物、氫過氧化物、異羥 肟酸、酰亞胺、亞氨酸、亞胺、乙烯酮、內(nèi)酰胺、內(nèi)酯、甘醇酸、丁 酸、庚酸、戊酸、異己酸、硝肟酸、亞硝肟酸、辛酸、辛酸的酯、翁 類化合物、正酸、正硼酸酯、辛炔、辛烯、辛酮、肟、草酸酯、草酸、 乙酸、乙酸酯、壬酸酯、丙酸、丙酸酯、戊酸、丙二酮、丙酮、乙烯、 丙烯、丁烯、戊烷、戊烯、己烯、戊酸酯、丁酸、草酸酯、丁酸酯、 戊酸、戊酸酯、戊二酸、戊二酸酯、2-或3-戊酮、己酸、己酸酯、庚酸、 庚酸酯、甲酸酯、二醇酯、辛烯、辛酮、草酸、草酸酯、己酸酯、己 酮、甲苯溴化物、甲苯甲酚、甲苯二甲氨基化合物、甲苯醚、甲苯烴
氧基、戊二醛、過氧化物、呋喃、2-呋喃酸的酯、糠醛、丙烯、丙烯酸、
丙烯酸的酯、醚、丁烯二酸、溴代醇、乙三醇、丙三醇、丁三醇、戊
三醇、萘、己三醇、庚三醇、辛三醇、硝基苯、碘代苯、2-硝基苯酚等。
另外的非限制性例子(還包括同系物和其類似物)為三甘醇、3-氨丙基醚三甘醇、三甘醇二乙酸酯、單丁基醚三甘醇、單甲基醚三甘 醇、單丙基醚三甘醇、四甘醇、二丁氧基四甘醇、二乙酸酯四甘醇、 氨丙基醚四甘醇、單丁基醚四甘醇、單甲基醚四甘醇、二甲基醚四甘 醇、二乙基醚四甘醇、單乙基醚四甘醇、單丙基醚四甘醇、四亞乙基 五胺、二縮三丙二醇、三縮四丙二醇、 一縮二丙二醇、丙二醇單甲醚、 乙二醇單甲醚、乙二醇單丙基醚、丙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚、 丙二醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、二甘醇單丁基醚、 一縮二丙二醇 單丁基醚、二縮三丙二醇單甲基醚、丙二醇、乙二醇、己二醇、 一縮 二丙二醇、二甘醇、二縮三丙二醇、四甘醇、己二醇、三縮四丙二醇、 聚乙二醇(200、 300、 400、 600、 1000、 1500、 1540、 4000、 6000 Ashland Chemical)、聚乙二醇3350 (Spectrum)、聚丙二醇(P400、 P1200、 P2000、 P4000 Ashland Chemical)、環(huán)己胺、二丁胺、二乙胺、二亞乙 基三胺、二乙基乙醇胺、二異丙醇胺、嗎啉、三乙胺、三亞乙基四胺、 三異丙醇胺、甲苯、氨甲基丙醇、環(huán)氧丙烷、丙二醇、碳酸1，2-二丙二 醇酯、水楊酸、丁二酸、酒石酸、單寧酸、2，2，4-三甲基戊垸、二甲基苯、二甲基甲酰胺、n-甲基-2-吡咯垸酮、戊醇(伯)、環(huán)己醇、2-乙基 己醇、甲基戊醇、四氫糠醇、EXANOL酯醇(Eastman Chemical)、 UCAR Filmer IBT (Union Carbide Corp.)、乙酸戊酯、二價(jià)酸酯。酯 溶劑EEP (Ashland Chemical)、乙酸2-乙基己酯、二醇醚乙酸酯(DB、 DE、 DPM、 EB、 EE、 PM、 Ashland Chemical)、乙酸異丁酯、異丁酸 異丁酯、丙酸正丙酯、環(huán)己酮、2-己酮、3-己酮、2-甲基-3-戊酮、3-甲 基-2-戊酮、4-甲基-2-戊酮、3,3-二甲基-2-丁酮、雙丙酮醇、二異丁基 酮、乙基甲基酮、頗哪醇、methone、 3,3-二苯基2-丁酮、l-羥基2-酮、 3-羥基-(dl)2-丁酮、2-甲基2-丁酮、肟2-丁酮、2-丁酮、2-甲基丙酸、 環(huán)戊酮、環(huán)丙基甲基酮、2-四氫呋喃基甲醇、環(huán)己酮、異佛爾酮、甲基 戊基酮、甲基異戊基酮、丙酮基丙酮、乙酸酐、芐醇(tx-羥基甲苯) 和各種變體、三異丁烯、四異丁烯、亞2-丙烯基二乙酸酯、丙酮醇、 l-(4-甲氧基苯基)-2-丙酮、異丁酰苯、丙酮基苯、乙酸丁酯、C-4, C-4+ 脂肪醇、丁酸正丁酯、十六垸醇、環(huán)己烷、環(huán)己醇、環(huán)己酮、鄰苯二 甲酸二乙酯、2,5-二甲氧基四氫呋喃、對(duì)-二嗯垸、1，3-二嗯垸、1,4-二ff 垸、5-羥基-2-甲基-l,3-二tf烷、二醇亞甲基醚、碳酸亞丙基酯、碳酸亞 亞丙基酯、甘油、1，2，3-丙三醇、庚烷、正己垸、2-甲基戊垸、3-甲基 戊烷、甲基環(huán)戊烷、1,4-苯二醇、異戊基二醇、甲基乙基酮、4-甲基-2-戊酮、甲基丙基酮、二異丙基酮、l-或2-或3-或4-或5-羥基2-戊酮、 二異丙基酮、甲基丙基酮、雙丙酮醇、異戊基苯基酮、2-戊酮、雙丙酮 醇、異戊基苯酚酮、正丁基苯酚酮、異丁基苯酚酮、2-丁基苯酚酮、異 丙基丙酮、2-或3-或4-甲氧基苯酚、二水合草酸、戊烷、苯酚、3-甲氧 基苯酚、1，2或1,3或1,4或2,4或2,5或2,6或3,4或3,5-二甲基苯酚、 l-辛烯、2-甲基丙酸異丁酯、2-苯氧基乙醇、二乙基卡必醇、甲基卡必 醇、丁基卡必醇、甲基乙基甲醇、乙二醇、乙酸亞乙基酯、乙酸乙酯、 苯乙酮、乙酸芐基酯、1，3或1,4或2,3 丁二醇、甲醛、甲酰胺、原乙 酸三乙基酯、原乙酸三甲酯、草酸酯(草酸二乙酯)、甲基過氧化氫、 乙基過氧化氫、過氧化乙酰、過氧化乙基、過氧化二(叔丁基)、乙酸酐、 乙酸2-乙基丁酯、乙酸甲苯酯、乙醇酸甲酯、苯氧基乙酸甲酯、腈酸、 丁酸、丁酸、2-丁基丁酸、2-乙基丁酸、叔丁基丁酸、丁基腈、丁酸丙
104、乙 ?；⒈郊姿嵋阴?、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、丁酸異戊
酉旨、丁酸丙酯、丁酸己酯、2-甲基(d)丁酸、2-甲基(dl)丁酸、3-甲基丁 酸乙酯、3-甲基丁酸甲酯、3-甲基丁酸異丙酯、2，2-二甲基丁酸、丁酸 烯丙酯、丁酰胺、N，N-二甲基丁酸、丁酸酐、丁酸丁酯、丁酸戊酯、 丁酸丙酯、二乙基乙酸、2-甲基-(d)丁酸、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙 酉旨、二乙基乙縮醛、乙酸酯、乙酰丙酮、丙酸2,2-二甲基醚酯、丙酸 2-氧代乙酯、丙酸2-氧代甲酯、2-氧代異丁基丙酸、2-氧代異丙基丙酸、 丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸、甘油酸、1,2-二甲氧基乙烷、 1，2-乙二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，2，3-丁三醇、1，2，4-丁三醇、戊 二酸、戊二酸酐、戊二腈、1,5-戊二醛、戊二醛、2,4-戊二酮 (CH3COCH2COCH3) 、pentanic acid、乙酰丙酸(CH3COCH3COC02H)、 癸酸二甲酯、辛二酸、1,2，3-戊三醇、2,3,4-戊三醇、甲酰胺、溴乙酸、 乙酰胺、丙酮酸、甲氧基乙酸、丙酰胺、烯丙基溴、二乙基乙縮醛丙 烯醛、二乙酸酯丙烯醛、丙烯醛、1,2-丙二醇、1，3-丙二醇、甘油、二 甲基醚甘油、乙酰丙酰、乙酰丙酮、丙酸、甲氧基乙酸、丙酰胺、馬 來(lái)酸酐、順巴豆酸、草酸二甲酯、異丁酸、羥基異丁酸、乙二醇、二 甘醇、二甘醇二乙酸酯、二甘醇二乙基醚、二甘醇二油酸酯、二甘醇 單丁基醚、二甘醇單(2-羥丙基)醚、二甘醇單丁基醚、二甘醇單丙基醚、 二甘醇單甲基醚、二甘醇單甲基醚乙酸酯、二甘醇單乙基醚、乙三醇、 丙三醇、丁三醇、戊三醇、己三醇、庚三醇、1,2,3-丁三醇、2,3,4-戊三 醇、1,2，3-戊三醇、1，2,3-丙三醇、二氧基戊烷、2，4-二氧基戊垸、己三 醇、三甘醇丁基醚、丙酸、丙酸酐、丙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸戊酯、 丙酸辛酯、庚二酸、癸二酸、壬二酸、甲基丙烯酸、二溴丁垸(例如
1，2; dl-2,3; 1，4;內(nèi)消旋-2,3;等)、三溴丁烷(例如U，2; 1,2,2; 2'2，3;
等)、二乙酰胺、二(2-溴乙基)醚、2-乙基己醇、糠醇、2-丙酮、2-丙 烯-l-醇、甲酸乙酯、乙酸甲酯、戊二酸、戊二酸二乙酯、戊二酸二甲 酯、戊二酸二腈、2，3-戊二酮、2，4-戊二酮、1，2,3-戊三醇、戊酸、戊酸 甲酯、戊酸丁酯、戊酸乙酯、戊酸糠醇酯、戊酸己酯、戊酸腈、戊酸 腈、戊酸辛酯、戊酸戊酯、甲醇、丁基甲醇、二乙基甲醇、甲基正丙 105基甲醇、二甲基異丁基甲醇、乙基異丙基甲醇、乙基異丙基甲基甲醇、 二異丙基甲醇、三乙基甲醇、異戊基甲醇、二甲基正丙基甲醇、2-丁基 甲基甲醇、甲基異丁基甲醇、二乙基甲基甲醇、甲基丙基酮、甲氧基 乙酸、乙酰乙酸、乙酸甲酯、乙酸叔戊酯、乙酸乙酯、二乙酸甘醇酯、
碳酸1，2-丙烯醇酯、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、己二腈、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三亞乙基四胺、苯甲醛、汽油、苯、甲苯、苯甲醇、乙酸丁酯、 二甲基苯胺、二正丙基苯胺、甲基異丁基酮、正戊基氰化物、碳酸二 正丁酯、二乙基乙酸、二乙基甲酰胺、二異丁基酮、苯甲酸乙酯、苯 乙酸乙酯、十七垸醇、3-庚醇、乙酸正庚酯、正己基醚、己基異丙基醚、 4-甲基正戊酸、鄰氨基苯乙醚、十四醇、三亞乙基四胺、2,6，8-三甲基 4-壬酮、乙二醛、1，2-乙二醇碳酸酯、1,2-乙二醇二乙酸酯、1，2-乙二醇 二甲基醚、1，2-乙二醇二硝酸酯、n，n-二甲基甲酸、n,n-二乙基甲酸、甲 酸丁基酯、甲酸異戊酯、甲酸辛基酯、甲酸戊酯、甲酸丙酯、甲酸異 丁酯、乙酸炔丙基酯、2-甲氧基乙醇、環(huán)戊酮、環(huán)丙基甲基酮、丙烯酸 乙酯、3-甲基-2-丁酮、苯酚、2-或3-或4-甲氧基苯酚、丙酸酐、環(huán)己 酮、4-甲基-3-戊烯-2-酮、2-或3-己酮、[2、 3或4]-甲基-[2或3]-戊酮、 2-庚酮、甲基苯基酮、二乙基苯和奧。
特別嘗試寬范圍的包括混合兩種或多種助溶劑的助溶劑混合物。 因此，可以按相同或不同比例并用任何兩種或多種助溶劑。
在一個(gè)實(shí)施方案中，將高閃點(diǎn)助溶劑與醇和/或其它助溶劑混合以 控制水解和/或吸濕相分離。在另一實(shí)施方案中，可降低蒸汽壓或升高 閃點(diǎn)等的助溶劑或助溶劑混合物還可起到溶解不溶性或中等混溶助溶 劑和/或ECS化合物(若使用)的互溶劑的作用。
申請(qǐng)人認(rèn)識(shí)到，存在寬范圍的組合和混合物和比例，如此達(dá)到申 請(qǐng)人的多個(gè)目的。因此，在本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施方案中，在任何 一類的各助溶劑之間、多類助溶劑之間、多類助溶劑與ECS化合物之 間、助溶劑與助燃料之間、助溶劑、ECS化合物和助燃料之間和/或類
106似物存在助溶劑組合和混合物。 實(shí)施例211
中等至高閃點(diǎn)燃料包括改進(jìn)燃燒量的ECS化合物(優(yōu)選DMC)，
非必要的金屬化合物和至少一種升高閃點(diǎn)的可燃助溶劑。
實(shí)施例212
一種助溶劑組合物，或ECS化合物/助溶劑組合物，其特征在于溶 于液態(tài)烴中、可燃、熔點(diǎn)低于20、 10、 5、 0、 -5、 -10、 -20、 -30、 -40、 -50、 -60、 -70、 -80或-90°<:;沸點(diǎn)等于或高于100、 110、 120、 130、 140、 150、 160、 170、 180、 l卯、200、 210、 220、 230、 240、 250、 270、 280、 300°C;非必要地溶于水；其層流燃燒速度超過30、 32、 34、 36、 38、 40、 42、 44、 46、 48、 50、 52、 54、 56、 58、 60 cm/sec;汽 化潛熱超過23、 25、 27、 29、 31、 33、 35、 37、 39、 41、 43、 45、 47、 49、 51、 53、 55、 57、 59、 62、 65 vapH(Tb)/KJ mo廠1 (或相當(dāng)量)；在 溫度高于-30、 -25、 -20、 -15、 -10、 0、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 卯、100、 110、 120、 130、或14(TC時(shí)非必要的低于1 mm的蒸汽壓； 和非必要的閃點(diǎn)溫度至少為40、 60、 80、 100、 120、 130、 150、 170、 180、 200、 220、 250。F或更高；和非必要的凝固點(diǎn)等于或低于30、 20、 10、 0、 -10、 -20、 -30、 -40(-40°C) 、 -50、 -60、 -80、 -90。F或更低； 所述組合物的特征在于升高烴燃料閃點(diǎn)。
實(shí)施例213
燃料組合物包括金屬化合物和ECS助溶劑或助溶劑混合料；其
特征在于具有的LHV超過140、 143、 147、 150、 155、 160、 170、 180、 190、 200 BTU/lb或更大，和非必要的燃燒速度超過38、 40、 42、 44、 46、 48、 50、 52、 54 cm/sec或更大。
實(shí)施例214
一種高閃點(diǎn)、低凝固溫度助溶劑或溶劑混合物包括 一種或多種熔點(diǎn)大于-50、 -40、 -30、 -20、 -10、 0、 10、 20、 30、 40、 50、 6(TC的
高閃點(diǎn)助溶劑；和一種可溶于燃料的可燃凝固點(diǎn)降低劑或助溶劑，它 們選自丁基卡必醇、甲醇(包括二異丙基、二亞甲基正丙基、異戊基 等)、l-辛烯、4-辛烯、l-辛炔、4-辛炔、二醇醚、乙二醇、二甘醇、 二異丙酮、甲基丙基、二丙酮醇、異丙基丙酮、二異丁基酮、環(huán)己酮、 異佛爾酮或其它具有中等至中等高閃點(diǎn)和低至極低凝固點(diǎn)的其它助溶 齊U，或其混合物；如此該組合物的閃點(diǎn)超過60、 80、 100(38°C)、 120、 140、 160、 180、 200、 180、 200、 220、 240、 260°F,和其凝固溫度等 于或低于-10、 -20、 -30、 -40(-40°C) 、 -50、 -60、 -80、 -90。F或更低。
實(shí)施例215
實(shí)施例214，其中至少一種助溶劑化合物為四甘醇、三甘醇、1-辛烯、高閃點(diǎn)酮、異丙基丙酮、二異丙基丙酮、二異丙基雙丙酮、二 乙酸二甘醇酯、或乙二醇二乙酸酯化合物、苯酚(包括其衍生物)或 混合物；如此得到的燃料其平均LHV為至少28、 30、 32、 34、 35、 38、 40、 42 vapH(Tb)/KJ mo1—1 (或相當(dāng)量)。
實(shí)施例216
實(shí)施例214的組合物，還含有ECS化合物(優(yōu)選DMC)和非必 要的金屬化合物；如此組合物的閃點(diǎn)等于或超過50、 60、 70、 80、 90、 100、 130、 150。F或更高，和凝固點(diǎn)低于-40。F (-40。C) 、 -47°F (-44 °C) 、 -50°F (-46。C)或更低，和非必要的汽化潛熱等于或超過28、 30、 32、 34、 38、 40、 45 vapH(Tb)/KJ mo廠1 (或相當(dāng)量)。
實(shí)施例217
實(shí)施例216,其中ECS化合物與助溶劑的體積比為20:1、 15:1、 10:1、 8:1、 7:1、 6:1、 5:1、 4:1、 3:1、 2:1、 1:1、 1:2、 1:3、 1:4、 1:5、 1:6、 1:8、 1:10，其中比例大于1:1是合適的(比例2:1、 3:1是合適的， 優(yōu)選比例為10:1、 8:K 6:1、 5:1、 4:1)
108實(shí)施例218
將上述實(shí)施例和助燃料與實(shí)施例217結(jié)合；如此得到的燃料滿足
控制RVP和閃點(diǎn)的ASTM和/或政府規(guī)定。 實(shí)施例219
實(shí)施例218,其中阻燃料為常規(guī)或重配汽油，其蒸汽壓RVP超過 8.0、 8.5、 9.0、 9.5、 10.0、 11.0、 11.5、 12.0psi或更大，和隨后與助溶 劑或助溶劑的混合物混合(如上所述)，得到的燃料的RVP等于或低 于8.0、 7.5、 7.0、 6.5psi或更低。
實(shí)施例220
航空渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)助燃料，包括JetA、 A-1或B;或W-D柴油， 低硫或標(biāo)準(zhǔn)級(jí)；或燃?xì)廨啓C(jī)燃料油弁1-GT、 @ 2-GT;所述阻燃料還包 括閃點(diǎn)低于38。C的改進(jìn)燃燒量的ECS化合物(優(yōu)選DMC)，和非必 要的至少一種金屬化合物(優(yōu)選MMT)，和閃點(diǎn)溫度升高量的助溶劑 (優(yōu)選閃點(diǎn)超過IOO、 120、 140、 160、 180、 200、 220、 240、 260、 280、 300°F的可溶于燃料的多烯二醇、酮、乙酸乙酯、苯酚、和/或酯)， 其中所得燃料特征在于其閃點(diǎn)溫度為至少100°F (38°C)。
實(shí)施例221
弁2-D柴油燃料油阻燃料，標(biāo)準(zhǔn)級(jí)或低硫；所述燃料還包括閃點(diǎn)低 于52。C的改進(jìn)燃燒量的ECS化合物(優(yōu)選DMC)，非必要的至少一 種金屬化合物和閃點(diǎn)溫度升高量的助溶劑，其中所得燃料特征在于其 閃點(diǎn)溫度為至少52。C;非必要地降低了濁點(diǎn)或凝固點(diǎn)；或非必要地改
進(jìn)了粘度。 實(shí)施例222
#4-D柴油燃料油阻燃料，標(biāo)準(zhǔn)級(jí)或低硫；#4、 #5輕質(zhì)或#5重質(zhì) 燃料油；或#3 GT氣輪機(jī)燃料油；所述燃料還包括閃點(diǎn)低于55。C的改 進(jìn)燃燒量的ECS化合物(優(yōu)選DMC)， 一種金屬化合物、和非必要的
109一種金屬化合物和閃點(diǎn)溫度升高量的助溶劑，其中所得燃料特征在于 其閃點(diǎn)溫度為至少55°C。
實(shí)施例223
#4- GT氣輪機(jī)燃料油阻燃劑；所述燃料還包括閃點(diǎn)低于66X:的改 進(jìn)燃燒量的ECS化合物(優(yōu)選DMC)，和非必要的一種金屬化合物和 閃點(diǎn)溫度升高量的助溶劑，其中所得燃料特征在于其閃點(diǎn)溫度為至少 66。C。
實(shí)施例224
航空汽油助燃料，所述燃料還包括閃點(diǎn)低于66'C的改進(jìn)燃燒量的 DMC或其它包括那些具有混合蒸汽壓大于7.0 psi (49 kPa)的ECS 化合物，和其中三縮ECS非必要具有的層流燃燒速度超過超過航空汽 油(報(bào)告值為44.8 cm/sec)或?yàn)?5、 46、 47、 48、 49、 50 cm/sec，或 更大；非必要的金屬化合物；降低蒸汽壓量的助溶劑，其中所述得到 的航空汽油燃料其特征在于具有的蒸汽壓至少5.5 psi (38 kPa)，但不大 于7.0psi(49kPa)，和其中所得燃料滿足所有ASTMD910規(guī)定。
實(shí)施例225
船舶氣輪機(jī)助燃料；所述燃料還包括改進(jìn)燃燒量的ECS化合物， 優(yōu)選DMC，和非必要的金屬化合物，和升高閃點(diǎn)溫度量的助溶劑或助 溶劑混合物，所述所得燃料其特征在于具有的閃點(diǎn)溫度為至少60°C。
實(shí)施例226
上述例子，其中助溶劑由至少一種可溶于燃料的可燃三甘醇、四 甘醇(包括其混合物)組成。
實(shí)施例227
上述實(shí)施例，其中所得燃料另外具有的特征在于滿足目前和未來(lái) ASTM、工業(yè)或政府標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)注意不限于這里給出的種類和化合物。常規(guī)試驗(yàn)檢驗(yàn)滿足權(quán)利 要求的結(jié)構(gòu)和性能限定。
在本發(fā)明另一實(shí)施方案中，使用鹽以條件蒸汽壓和/或升高閃點(diǎn)溫 度。嘗試可將某些鹽直接用于燃料中或通過互溶劑(例如助溶劑)間 接溶解。
大多數(shù)鹽溶于水溶液中，本發(fā)明包括通過分別噴射、乳液或助溶 劑使用直接在燃料中的溶液的方法。
然而，直接溶解性實(shí)際上所是更優(yōu)選的。還嘗試通過酮、二醇、 醚、醇等的互溶解性。
所需的鹽是那些對(duì)給定燃料的燃燒或排除物無(wú)不利影響并且在相 對(duì)于申請(qǐng)人的ECS和非必要的金屬化合物的低濃度下降低蒸汽壓和/ 或增強(qiáng)燃燒的鹽。
非限制性例子包括鈣鹽(如Ca(N03)2、 CaBr2)、鋇、硼鹽(例如 H3B〇3)、鉀鹽(例如KN03、 KBr03、 KN02、 KHC03、 K2C204、 KI、 KH、 K2W04、 KOH)、鋰鹽(例如LiN03、 LiBr、 Lil、 LiOH)、鐵鹽、 鋁鹽、鈷、鎂鹽(例如Mg(N03)2、 MgBr2)、鈉(例如NaN03、 NaOH、 NaN02、 NaHC03、 NaBr03、 NaBr、 Nal、 Na2C03、 Na2W04)、銨鹽 (例如NH4N03、 NH4Br、 NH4I)、鎳鹽(如Ni(N03)2和鋅鹽(Zn(N03)2)。
申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)燃料可溶Al、 Mg、 Li、 Mn、 Na、 Sr鹽是合適的。 在下面的權(quán)利要求中還嘗試能夠降低蒸汽壓或升高閃點(diǎn)的其它鹽。
在較高濃度下，應(yīng)避免含硫或鋇的鹽。還應(yīng)符合環(huán)境要求。申請(qǐng)人的優(yōu)選鹽是那些可以足夠濃度加入的鹽，這樣通過加入
0.5、 1.0、 2.0、 3.0、 4.0、 5.0、 6.0、 8.0、 10.0克分子/升使蒸汽壓在燃 料組合物的初始沸點(diǎn)溫度下降低5.0、 10、 20、 30、 40、 50、 100、 150、 200、 300 mm。優(yōu)選的蒸汽壓降低大于20 mm。優(yōu)選的濃度為低于4.0、 3.0、 2.5、 2.0、 1.5、 1.0克分子/升。其它量范圍0.001至30.0克分子/ 升(更優(yōu)選0.01至5.0克分子/升)。
實(shí)施例228
一種燃料組合物，包括降低蒸汽壓量的至少一種在烴燃料中的可 溶鹽，其中所述鹽可以0.5克分子/升燃料的濃度處理，由此在環(huán)境溫 度或甚至更高的燃料蒸發(fā)溫度下降低蒸汽壓至少1.0、 2.0、 5.0、 7.5、 10.0、 15.0 mm。
實(shí)施例229
上面的實(shí)施例，其中所述組合物還含有降低蒸汽壓或升高閃點(diǎn)量的鹽。
實(shí)施例230
在烴溶劑中使用的物質(zhì)組合物包括ECS化合物；環(huán)戊二烯基錳
三羰基；和一種或多種如下物質(zhì)任何燃料添加劑、VPR/FPI助溶劑或 ±卜。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不離開本發(fā)明精神和范圍下可進(jìn)行很 多變化和替換。
11權(quán)利要求
1.一種用于烴中的物質(zhì)組合物，包括1)至少一種ECS化合物；2)至少一種三羰基環(huán)戊二烯基錳化合物；3)至少一種金屬減活劑；4)一種抗氧劑；5)一種洗滌劑；6)一種促進(jìn)劑；7)一種防乳化劑或8)一種閃點(diǎn)改進(jìn)(PFI)或蒸汽壓降低助溶劑；所述混合料非必要的特征在于具有的LHV超過50BTU/lb。
2. —種用于烴中的物質(zhì)組合物，包括l)一種ECS化合物；2)— 種三羰基環(huán)戊二烯基錳化合物；3) —種洗滌劑或洗滌劑/分散劑；所述 混合料非必要的特征在于具有的LHV超過50 BTU/lb。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣相燃燒方法和組合物II，特別涉及噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)、燃油和汽油燃燒系統(tǒng)用的低溫金屬氣相燃燒方法，特別涉及含有金屬燃料的方法和組合物，該燃料由能夠提高燃燒速度和降低燃燒溫度的燃燒結(jié)構(gòu)組成。
文檔編號(hào)C10L10/00GK101643672SQ20091014928
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期1996年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月7日
發(fā)明者威廉·C·奧爾 申請(qǐng)人:威廉·C·奧爾