專利名稱：二茂鐵的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二茂鐵和/或二茂鐵衍生物的用途，它們被用作高壓縮自燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的高質(zhì)量?jī)?nèi)燃機(jī)燃料的添加劑。
在二茂鐵及其衍生物的已知文獻(xiàn)的檢索中，二茂鐵及其制法首次描述于“Nature”168(1951)第1039頁(yè)。隨后，二茂鐵及其衍生物，以及相應(yīng)的制造工藝，已成為許多專利的主題，例如US 2 650 756，US 2 769 828，US 2 834 796，US 2 898 360，US 3 035 968，US 3 238158及US 3 437 634。
同時(shí)從專利文獻(xiàn)得知二茂鐵可有利地影響燃燒過(guò)程。在德國(guó)專利3418648中，除了許多其他化合物的外，亦提及二茂鐵(二環(huán)戊二烯基鐵)作為可能的添加劑，以使燃料油燃燒達(dá)到最佳化，幫助燃料油輸送經(jīng)過(guò)燃燒器，及促進(jìn)燃料油的完全燃燒。
在美國(guó)專利4 389 220中，揭示了一種調(diào)節(jié)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。將20至30ppm二茂鐵加入柴油燃料中，藉此移除燃燒室中的含碳沉積物，及防止其重新形成。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于此項(xiàng)措施的結(jié)果，每一運(yùn)行距離的燃料消耗，可降低5％。在此例中的柴油燃料一詞，系根據(jù)ASTM稱為“2號(hào)燃料油”的燃料。此類(lèi)型的燃料，為來(lái)自石油精煉程序的中間餾出物，且可在加油站以“柴油”名稱取得。諸如游覽車(chē)、公共汽車(chē)、商用載具等運(yùn)載工具的四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)常采用此種燃料運(yùn)轉(zhuǎn)。該燃料符合DIN 51601標(biāo)準(zhǔn)，且在其品質(zhì)上系類(lèi)似EL燃料油。因此，它是一種中級(jí)燃料。
高質(zhì)量燃料系供給較大和較慢速發(fā)動(dòng)機(jī)使用，例如在船舶或發(fā)電廠中使用。在此處產(chǎn)生的問(wèn)題是，下游單元的性能會(huì)因含碳沉積物而受不利影響。此種單元包括特別是渦輪加料機(jī)與熱交換器。但是，對(duì)于閥、活塞環(huán)上及在燃料室中的沉積物，亦是不希望的，因其可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能的降低，和/或?qū)е滤P(guān)心的零件的磨損增加。
本發(fā)明的目的是為了使上述沉積物降至最低，或幫助其去除。
本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的提供一種二茂鐵和/或二茂鐵衍生物的用途，將其用作高壓縮自燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的高質(zhì)量?jī)?nèi)燃機(jī)燃料中的添加劑。本發(fā)明可應(yīng)用于特別是具有比重為0.9至1.01kg/dm3的燃料的添加劑。
二茂鐵作為添加劑的用途，已令人驚訝地證實(shí)系特別有利的，特別是使用重燃料操作的此類(lèi)型的大發(fā)動(dòng)機(jī)，即，具有驅(qū)動(dòng)總功率為400至100,000KW，較佳為15,000至50,000KW，且特別是超過(guò)30,000KW的發(fā)動(dòng)機(jī)。
通常，上述沉積物的問(wèn)題，系隨著重燃料的增加而增加。在該燃料的情況中，使用二茂鐵作為添加劑，已令人驚訝地經(jīng)證實(shí)系特別有效的。
根據(jù)本發(fā)明的用途，特別有利于下列品級(jí)，此品級(jí)系通常稱為船用燃料油、“C”級(jí)燃料油、船用柴油燃料、或蒸餾船用柴油燃料。從此燃料等級(jí)的名稱可知，其主要是用來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)船用發(fā)動(dòng)機(jī)。
所述的燃料可為例如得自原油的常壓蒸餾品，得自真空蒸餾或得自催化裂解廠的殘留物。該燃料的比重，特別是在0.9至1.0kg/dm3的范圍內(nèi)。該燃料可更精確地參照ISO82 17加以分類(lèi)。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)分成兩種燃料，即所謂蒸餾船用燃料(船用餾出物燃料)與所謂重殘留燃料。第一種賦予DM型命名，第二種賦予RM型命名。某些型式以實(shí)例方式列示如下，列出其重要性質(zhì)，例如比重、粘度、硫含量及碳?xì)埩粑铩?br> DMBDMCRMARMGRMH10 35 45比重kg/dm30.90 0.92 0.95 0.991 1.010最大動(dòng)粘度cSt，于40℃下 11.0 14.0 -- -- --于100℃下 -- -- 10 35 45最大碳?xì)埩糁亓浚?.25 2.512 18 22最大硫含量重量％2.02.03.55.05.0所有DM與RM型，均可作為本發(fā)明范圍內(nèi)的燃料使用。
許多大的遠(yuǎn)洋航行船只的船舶發(fā)動(dòng)機(jī)，系為兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和本發(fā)明特別適用于此種發(fā)動(dòng)機(jī)。因而，本發(fā)明可擴(kuò)大至使用二茂鐵及/或二茂鐵衍生物，作為用以運(yùn)轉(zhuǎn)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料中的添加劑。當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)為低速發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，特別是在此種情況，該低速發(fā)動(dòng)機(jī)具有的速度為每分鐘900至50轉(zhuǎn)，較佳為200至50轉(zhuǎn)，特別是最大速度為每分鐘100轉(zhuǎn)或更少。但是，良好結(jié)果亦可在具有較高速度的發(fā)動(dòng)機(jī)及在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，由根據(jù)本發(fā)明的添加作業(yè)而達(dá)到。而本發(fā)明可擴(kuò)大至使用二茂鐵和/或二茂鐵衍生物，作為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料中的添加劑。
良好結(jié)果系由添加1至100ppm的二茂鐵而達(dá)到的。當(dāng)添加低于1ppm時(shí)，其效果并不顯著，以致在與未使用添加劑的燃料比較下，不能說(shuō)有實(shí)質(zhì)上改良。在添加劑的添加超過(guò)100ppm的情況下，已達(dá)到其極限，在此極限下，任何額外的添加劑，并不會(huì)造成任何值得提及的附加效果。通常較佳為5至50ppm范圍。最適宜范圍為10至30ppm。此添加劑添加作業(yè)可以下述方式達(dá)成，將添加劑溶于部分燃料中，然后將此溶液經(jīng)由例如計(jì)量泵，再一次循環(huán)至該燃料主流中。
可至少部份使用二茂鐵行生物替代二茂鐵。二茂鐵衍生物系為衍生自該二茂鐵母體的化合物，其中附加的取代基系配置于其一或兩個(gè)環(huán)戊二烯基環(huán)上。其實(shí)例為乙基二茂鐵、丁基二茂鐵、乙酰基二茂鐵及2，2—雙—乙基二茂鐵基丙烷。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，來(lái)自所用的高質(zhì)量燃料，以及來(lái)自潤(rùn)滑油的沉積物，均被有效降低。
下游單元，例如渦輪加料機(jī)與熱交換器，以及發(fā)動(dòng)機(jī)零件，例如閥與活塞環(huán)，其性能會(huì)因沉積物而受不利影響，部分達(dá)到可觀程度。為去除沉積物，經(jīng)常需要可觀的勞力與費(fèi)用。因此，例如，經(jīng)常在大的遠(yuǎn)洋航行船只中，將粉碎的堅(jiān)果殼或甚至稻米吹入排氣流中，以清理下游渦輪加料機(jī)。較大部份的沉積物，系藉由此種所謂“軟式噴射作用”，而自葉片輪以及自上游噴嘴環(huán)移除。上述程序經(jīng)常系每日進(jìn)行，且若必要，則甚至每日兩次，同時(shí)保持全引擎負(fù)載。但是，此種清理方法，經(jīng)常是不足夠的。因此，另外進(jìn)行以水洗滌，約一個(gè)月一次，或若需要?jiǎng)t更頻繁。由于此種洗滌作業(yè)系在降低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)進(jìn)行，故總是涉及船舶的延遲。在此洗滌作業(yè)期間，水系經(jīng)過(guò)噴嘴環(huán)的噴嘴上游及葉片輪，而引進(jìn)排氣流中。該水洗作業(yè)系涉及對(duì)渦輪加料機(jī)與其他零件施加可觀壓力，這是由于其熱震作用所致。因此，一般試圖使此種水洗作業(yè)降至最低。此種洗滌作業(yè)一般所需時(shí)間為約2至3小時(shí)。關(guān)于此點(diǎn)的指導(dǎo)因素，系簡(jiǎn)單地為該沖洗步驟后水的透明性。就此而論，該洗滌水通?？娠@著地被嚴(yán)重污染1至2小時(shí)。由于使用根據(jù)本發(fā)明的含二茂鐵作為添加劑的燃料，通常使得“軟式噴射”與該水洗作業(yè)變得是多余的。這會(huì)保護(hù)所述的單元，而無(wú)任何性能上的限制，且會(huì)節(jié)省時(shí)間及減低勞力投入。
當(dāng)渦輪加料機(jī)的性能因沉積物而受不利影響時(shí)，可能會(huì)發(fā)生許多問(wèn)題。該渦輪加料機(jī)的效率，以及整部機(jī)器的效率，會(huì)被降低，以致發(fā)生較高燃料消耗。此沉積物可造成速度降低，在極端情況下，會(huì)使得該渦輪加料機(jī)的葉片輪的一或多個(gè)停止。在具有多個(gè)渦輪加料機(jī)的機(jī)器的情況中，系由其葉片輪中供應(yīng)來(lái)自共同排氣接受器的排氣，該接受器系使來(lái)自多個(gè)汽缸的排氣聚在一起。若此氣體系不均勻分布，此系由于改變流動(dòng)阻力所致，而后者系依次因沉積物所造成，則速度降低，在速度上的波動(dòng)，或在偶合渦輪加料機(jī)間速度上的可觀差異，或甚至停止，均可能發(fā)生。上述必須歸由于沉積物的問(wèn)題，可造成早熟性材料疲勞，或在極端情況下，造成材料斷裂。在特別厚重沉積物的情況中，此亦可發(fā)生在未裝有多個(gè)渦輪加料機(jī)的較小機(jī)器中，不規(guī)則速度，即不定性運(yùn)轉(zhuǎn)，可造成極強(qiáng)振動(dòng)，其可在短時(shí)間內(nèi)造成軸承及其他機(jī)器零件上的材料損害。
雖然在葉片輪上的不均勻沉積物，未必會(huì)造成速度降低或速度差異，但多個(gè)渦輪加料機(jī)的情況中，由于不正確運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)果，其確實(shí)會(huì)造成不期望振動(dòng)，且該振動(dòng)亦可能是增加磨損速率的原因。
在未添加根據(jù)本發(fā)明所使用的添加劑的情況下，亦可在下游熱交換器中發(fā)現(xiàn)沉積物系在該熱交換器表面上形成，該沉積物，依其厚度而定，會(huì)妨礙熱交換。主要為含碳沉積物，亦必須經(jīng)常移除，其方式是用水洗，視情況使用清理用添加劑，例如CuCl2溶液。由于使用根據(jù)本發(fā)明含有二茂鐵作為添加劑的燃料，使得沉積物的形成大為降低。當(dāng)在一段時(shí)間后，此時(shí)間比此項(xiàng)技術(shù)目前狀態(tài)的情況中更長(zhǎng)，而水洗作業(yè)確實(shí)變得必要時(shí)(例如在干船塢中)，可發(fā)現(xiàn)在使用根據(jù)本發(fā)明的含有添加劑的燃料后，其沉積物可更容易地被移除。其原因在于改變了該沉積物的組成?？砂l(fā)現(xiàn)當(dāng)與使用具有添加劑的燃料時(shí)的沉積物比較下，該沉積物具有較高灰份含量、較低熱值及較低碳含量。該沉積物似乎是具有較低程度的疏水性，因其含有較少油性或似油成份。
通常，熱交換器或鍋爐的此種水洗作業(yè)，至遲系每?jī)赡暧诖榜v扎在干船塢上作規(guī)定保養(yǎng)與檢查工作時(shí)進(jìn)行。但是，在正常情況下，在兩個(gè)干船塢中途部的間，均需要五或六次額外洗滌作業(yè)。若應(yīng)用本發(fā)明，則可免除該額外洗滌作業(yè)。
以下進(jìn)一步由非限制性實(shí)例和參照


本發(fā)明。附圖1，系以圖解方式說(shuō)明上述等級(jí)的船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣途徑。此圖系說(shuō)明具有全部10個(gè)汽缸(2)的發(fā)動(dòng)機(jī)床(1)。在各情況中將個(gè)別來(lái)自3或4個(gè)汽缸的排氣，在所謂排氣“接受器”(3，4，5)中聚在一起，并引至渦輪加料機(jī)(6，7，8)。將流出該渦輪加料機(jī)的排氣氣流，在排氣管(9)中聚在一起，然后流經(jīng)所謂排氣“鍋爐”(10)，其中系安排熱交換器(11，12，13)，可由其產(chǎn)生高壓、中壓及低壓蒸汽。排氣系由漏斗(14)離開(kāi)此系統(tǒng)。
本發(fā)明已成功地在貨柜船上進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如下此船舶的技術(shù)資料60,000登記英噸其發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)資料輸出33,000 kw立方容積10個(gè)汽缸@1.6m3速度最大90rpm渦輪加料機(jī)的速度約10,000rpm消耗約6t/h，在全負(fù)載下在開(kāi)始狀態(tài)下，此船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪加料機(jī)，系藉“軟式噴射”與水洗作業(yè)徹底清理。在未曾進(jìn)行任何中間清理作業(yè)下，約3個(gè)月后，進(jìn)行水洗作業(yè)。雖然該水洗作業(yè)從技術(shù)觀點(diǎn)而言并非必要，因?yàn)樵摐u論加料機(jī)作得令滿意，但進(jìn)行此項(xiàng)作業(yè)系為提供關(guān)于污染(沉積物)程度的情況。雖然根據(jù)此項(xiàng)技術(shù)的目前狀況，其必須以每日為基礎(chǔ)，進(jìn)行“軟式噴射”作業(yè)，及一個(gè)月一次，進(jìn)行水洗作業(yè)，在其作業(yè)期間，所用的洗滌水仍然受?chē)?yán)重污染1至2小時(shí)，但在目前情況中，已免除所有清理作業(yè)歷經(jīng)大約3個(gè)月(85天)，但雖然如此，其洗滌水開(kāi)始時(shí)就一直保持透明。這樣可以獲得以下結(jié)論，在所指的期間內(nèi)，實(shí)際上無(wú)沉積物形成。甚至無(wú)法以常用清理方法抵達(dá)的位置，亦顯示無(wú)污物沉積或顯著降低污物沉積。
在熱交換器的情況中，可以目視方式發(fā)現(xiàn)形成很少沉積物。與使用水洗作業(yè)時(shí)迄今可能的情況比較下，可更容易且迅速地去除已形成的沉積物。
此外，在活塞環(huán)和閥上，以目視方式未見(jiàn)任何沉積物。
權(quán)利要求
1.一種二茂鐵和/或二茂鐵衍生物的用途，其特征在于它用作高壓縮自燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的特別是比重為0.9至1.01kg/dm3的高質(zhì)量?jī)?nèi)燃機(jī)燃料中的添加劑。
2.如權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述的加入添加劑后的燃料用于驅(qū)動(dòng)總功率為400至100,000kw，較佳為15,000至50,000kw的發(fā)動(dòng)機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述的加入添加劑后的燃料用于驅(qū)動(dòng)兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述的加入添加劑后的燃料用于驅(qū)動(dòng)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。
5.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，加入添加劑后的燃料用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速為900至50轉(zhuǎn)/分，較佳為200至50轉(zhuǎn)/分的低速發(fā)動(dòng)機(jī)。
6.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，所述的燃料中添加劑的含量為1至100ppm，較佳地為5至50ppm，最佳范圍為10至30ppm。
全文摘要
本發(fā)明涉及二茂鐵和/或二茂鐵衍生物用作高壓縮自動(dòng)點(diǎn)火引擎用的高質(zhì)量?jī)?nèi)燃機(jī)燃料的添加劑。
文檔編號(hào)F02M25/00GK1119455SQ94191475
公開(kāi)日1996年3月27日 申請(qǐng)日期1994年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月20日
發(fā)明者加布里埃萊·勒曼, 阿尼姆·馬爾斯維基, 瓦爾特·廷肯爾, 塔格·尼爾森, 克里斯蒂安·盧芩 申請(qǐng)人:德商布盧脫有限公司, 丹麥商史文堡公司和丹普公司合伙事業(yè)