專利名稱：錳從潤(rùn)滑劑源到燃料燃燒系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將潤(rùn)滑劑源中的錳轉(zhuǎn)移到燃料燃燒系統(tǒng)或燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣中的裝置和方法。依據(jù)本發(fā)明，潤(rùn)滑劑中的錳將與燃燒產(chǎn)物中的磷、硫和/或鉛相互作用。通過(guò)這一方式，錳可以將進(jìn)入燃料或燃燒產(chǎn)物中的有害物質(zhì)清除或者使它們失去活性，否則這些有害物質(zhì)會(huì)危害催化轉(zhuǎn)化器、傳感器和/或車載檢測(cè)裝置。本發(fā)明還將提高廢氣后處理系統(tǒng)的耐久性。
背景技術(shù)：
燃料燃燒系統(tǒng)存在的一個(gè)問(wèn)題是，燃燒時(shí)燃料含有、或者獲得、或者產(chǎn)生一種或多種金屬(例如鉛)、硫、和/或磷污染物，這些污染物將危害或惡化催化轉(zhuǎn)化器、傳感器或車載檢測(cè)裝置。
上述污染物導(dǎo)致的另一個(gè)問(wèn)題是不合乎需要地增加了廢氣中的某些燃燒產(chǎn)物或副產(chǎn)物的含量。
還有一個(gè)問(wèn)題就是上述污染物對(duì)后處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的損害。這些污染物可能包括處在燃料或者空氣中的元素磷、鉛和硫，或者上述物質(zhì)的化合物。污染物還可能從發(fā)動(dòng)機(jī)或者燃燒系統(tǒng)的潤(rùn)滑劑中進(jìn)入燃料、或者燃燒室、或者燃燒排出氣流中，所說(shuō)的潤(rùn)滑劑通常含有含磷和含硫的添加劑，以及與燃燒系統(tǒng)磨損有關(guān)的鉛化合物。
眾所周知的一個(gè)現(xiàn)象就是，車輛和其它燃燒系統(tǒng)消耗(即發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒)作為發(fā)動(dòng)機(jī)或者燃燒系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑劑的油類。潤(rùn)滑油進(jìn)入燃燒系統(tǒng)和/或其排出氣流中的途徑也有很多種。很明顯，潤(rùn)滑油中的多種組分或者添加劑也將被消耗或燃燒，而這些組分或者添加劑將對(duì)燃燒系統(tǒng)的催化劑、后處理系統(tǒng)和排放量產(chǎn)生不利的影響。
因此希望能抑止、減少或防止組分(例如來(lái)源于潤(rùn)滑劑源、空氣或者燃料或者進(jìn)入燃燒過(guò)程的其它物質(zhì)中的磷、鉛和/或硫)與燃燒排出氣流之間的不利的相互作用，從而防止催化劑中毒、后處理系統(tǒng)故障和排放量增加。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種方法來(lái)抑止、減少或防止組分(例如來(lái)源于潤(rùn)滑劑源、任何加工助劑或輔劑、燃料、燃料添加劑、空氣或者進(jìn)入燃燒過(guò)程的其它物質(zhì)中的磷、鉛和/或硫)與燃燒排出氣流之間的不利的相互作用，從而防止催化劑中毒、后處理系統(tǒng)故障和/或排放量增加。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種可以清除來(lái)自燃料或者燃料燃燒產(chǎn)物中的磷、鉛和/或硫的系統(tǒng)。
而且，本發(fā)明還涉及一種可以提高燃燒系統(tǒng)后處理裝置的耐久性的方法，該方法包括將烴類燃料的燃燒產(chǎn)物與含有錳的潤(rùn)滑劑接觸，其中，潤(rùn)滑劑中的錳的量足以使錳和燃燒產(chǎn)物中的一種或多種選自磷、硫、鉛或它們的化合物的污染物進(jìn)行相互作用，并因此降低與后處理設(shè)備接觸的一種或多種污染物的量。
本文中“錳”是指任何有機(jī)錳化合物或材料，包括但不局限于甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳(MMT，購(gòu)自Ethyl Corporation)、磺酸錳、石炭酸錳、水楊酸錳、烷基環(huán)戊二烯基三羰基錳、有機(jī)三羰基錳衍生物、烷基環(huán)戊二烯基錳衍生物、中性和高堿性的水楊酸錳、中性和高堿性的石炭酸錳、中性和高堿性的磺酸錳、羧酸錳，以及上述物質(zhì)的組合物和混合物。錳優(yōu)選以油溶性添加劑的形式存在于潤(rùn)滑劑中，其能夠揮發(fā)并藉此進(jìn)入燃燒室或排出氣流中。它也可通過(guò)“大量”消耗的方式，也就是以通過(guò)閥導(dǎo)承或者圍繞活塞環(huán)的方式進(jìn)入燃燒室。在一個(gè)實(shí)施方式中，用少量的錳處理燃料或者其燃燒排出氣，例如，在燃料或者燃燒排出氣中錳的含量大約為20ppm或者更少。
本文中“基礎(chǔ)油”是指可以選自下述物質(zhì)的基礎(chǔ)油石蠟基礎(chǔ)油、環(huán)烷基基礎(chǔ)油、芳族基礎(chǔ)油、聚α-烯烴、合成酯類和多羥基酯類，以及它們的混合物。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，基礎(chǔ)油含有少于或等于0.03wt％的硫，以及大于或等于90wt％的飽和物，其粘度指數(shù)大于或等于80并且小于或等于120。在另一個(gè)實(shí)施方式中，基礎(chǔ)油含有小于或者等于0.03wt％的硫，以及大于或等于90wt％的飽和物，其粘度指數(shù)大于或等于120。而在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方式中，基礎(chǔ)油基本上不含硫。
本文中“清除”是指通過(guò)接觸、結(jié)合、反應(yīng)、摻混、化學(xué)鍵合、物理鍵合、粘附、聚結(jié)、附著、使失活、使惰性、消耗、合金化、收集、清洗、消耗或者任何其它方式或途徑，使得第一種材料能使第二種材料不可利用或者利用性降低。
本文中“相互作用”是指清除。
本文中“使失去活性”是指清除。
本文中“烴類燃料”所指的烴類燃料例如，但不局限于柴油燃料、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、醇類、醚類、煤油、低硫燃料、合成燃料(如Fischer-Tropsch燃料)、石油液化氣、源自煤的燃料、基因工程生物燃料和農(nóng)作物以及它們的提取物、天然氣、丙烷、丁烷、發(fā)動(dòng)機(jī)和航空無(wú)鉛汽油、以及所謂的重整汽油(reformulated gasoline)，其一般含有汽油沸程內(nèi)的烴和可溶于燃料的氧化摻合劑，如醇、醚和其它合適的含氧有機(jī)化合物。適用于本發(fā)明的燃料的氧化劑包括甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、混合醇、甲基叔丁基醚、叔戊基甲基醚、乙基叔丁基醚和混合的醚類。使用時(shí)，重整汽油燃料中存在的氧化劑的量通常低于約25％(體積)，其量?jī)?yōu)選可在總?cè)剂现刑峁┘s0.5％～約5％(體積)的氧含量。這里，本文中“烴類燃料”或“燃料”也指汽油、船用燃料、煤(灰或漿)、原油、煉油“殘?jiān)焙透碑a(chǎn)物、原油提取物、危險(xiǎn)廢棄物、庭院修剪物和廢棄物、木屑和鋸末、農(nóng)業(yè)廢棄物、飼料、青貯飼料、塑料、和其它有機(jī)廢品和/或副產(chǎn)物，以及上述物質(zhì)的混合物，和它們?cè)谒?、酒精和其它載流流體中的乳液、懸浮液和分散體。本文中“柴油燃料”是指選自以下物質(zhì)的一種或多種燃料柴油燃料、生物柴油、生物柴油衍生物燃料、合成柴油燃料，以及它們的混合物。烴類燃料優(yōu)選基本上不含硫，這是指燃料中硫的含量平均不超過(guò)約30ppm。
本文中“燃燒系統(tǒng)”和“裝置”是指，例如但不局限于，任何柴油-電力混合動(dòng)力汽車、汽油-電力混合動(dòng)力汽車、兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、任何和所有燃燒器或燃燒裝置，例如包括但不限于靜態(tài)燃燒器、垃圾焚化爐、柴油燃料燃燒器、柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油燃料燃燒器、汽油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、電廠發(fā)電機(jī)等。可能從本發(fā)明中獲得益處的烴類燃料燃燒系統(tǒng)包括所有的燃燒裝置、系統(tǒng)、設(shè)備和/或燃燒燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)。本文中“燃燒系統(tǒng)”也是指所有內(nèi)部和外部燃燒設(shè)備、機(jī)器、發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、焚化爐、鍋爐、蒸發(fā)燃燒器、等離子燃燒系統(tǒng)、等離子弧、靜態(tài)燃燒器等可以燃燒烴類燃料或烴類燃料可以在其中燃燒的裝置。
本文中“接觸”是指接觸、使聚集、反應(yīng)、絡(luò)合、配合、結(jié)合、摻合、混合等的可以使兩種或者更多種材料之間發(fā)生聯(lián)系的方式，無(wú)論該方式是否發(fā)生物理或者化學(xué)反應(yīng)或變化。
本文中“基本上不含磷和磷的化合物”是指元素磷或者磷的化合物在潤(rùn)滑劑中的含量小于約10ppm。磷的這種低含量在很多現(xiàn)有的潤(rùn)滑劑配方中是理想的，而且可以預(yù)料到，更低磷含量的潤(rùn)滑劑將是我們不斷尋求的，或許是我們需要的。潤(rùn)滑劑中磷的含量?jī)?yōu)選介于1ppm和約1500ppm之間。潤(rùn)滑劑中更優(yōu)選的磷含量介于500ppm和1200ppm之間。
本文中“后處理系統(tǒng)”或者“后處理裝置”是指設(shè)計(jì)為對(duì)燃燒產(chǎn)物進(jìn)行氧化、還原或其它方式的處理來(lái)接觸來(lái)自燃燒室的燃燒產(chǎn)物的任何裝置或系統(tǒng)。這種后處理系統(tǒng)例如但不局限于是汽車三元催化轉(zhuǎn)化器、貧NOx捕捉器，催化柴油顆粒過(guò)濾器和連續(xù)再生技術(shù)柴油顆粒過(guò)濾器?！昂筇幚硐到y(tǒng)”也包括象O2傳感器和NOx傳感器這樣的輔助傳感器。類似的汽油燃燒后處理系統(tǒng)是已知的，而且由于從本發(fā)明中獲得了益處而被包含在上述的“后處理系統(tǒng)”中。
應(yīng)該理解的是，前面的概述以及下面的詳述都只是示例性和解釋性的，其目的都是對(duì)本發(fā)明所要求保護(hù)的內(nèi)容提供更進(jìn)一步的解釋。


圖1表示排出氣中含或不含錳對(duì)催化劑上沉積的磷量的影響。
圖2表示排出氣中存在或不存在錳時(shí)，突圍的烴、一氧化碳和NOx排放物的百分含量。
圖3表示燃燒含錳汽油與燃燒不含錳的燃料的汽車相比的CO和NOx排放量。
具體實(shí)施例方式
在一個(gè)更具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種方法來(lái)減少至少一種污染物的含量或者降低其有害影響，這些污染物選自磷、鉛、硫及它們的化合物，它們存在于用潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑的燃燒系統(tǒng)中烴類燃料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的排出氣流中。該方法包括如下步驟(a)用潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑燃燒系統(tǒng)，該潤(rùn)滑劑含有大量的、具有潤(rùn)滑粘度的基礎(chǔ)油，和少量的一種或幾種添加劑，所述的添加劑含有(i)至少一種有機(jī)硫化合物，或者至少一種有機(jī)磷化合物，或者此二者，和(ii)至少一種錳源；(b)在燃燒系統(tǒng)中燃燒烴類燃料以產(chǎn)生燃燒產(chǎn)物，所述燃燒產(chǎn)物中含有至少一種選自硫、鉛、磷和它們的化合物的物質(zhì)；和(c)將錳與燃燒產(chǎn)物中的硫、鉛、磷和它們的化合物進(jìn)行接觸，從而使錳與硫、鉛、磷和/或它們的化合物發(fā)生相互作用。而正是錳與硫、鉛、磷及它們的化合物之間的相互作用導(dǎo)致了污染物質(zhì)被清除，并因此獲得了很多有益效果。通過(guò)清除污染物獲得的有益效果包括保持了催化轉(zhuǎn)化器、傳感器、LNT以及DPF的性能。
如果汽車在燃料中含有錳的情況下行駛，例如汽油中加入了MMT燃料添加劑的情況，發(fā)現(xiàn)有較少的磷沉積到汽車的催化轉(zhuǎn)化器上(參見(jiàn)圖1)。圖1中的圖表顯示，當(dāng)燃料中的錳被燃燒時(shí)催化劑上沉積的磷較少。更具體地說(shuō)，圖1說(shuō)明，當(dāng)排出氣中含有錳時(shí)，催化劑上沉積的磷的量減少了50％以上(從略小于4wt％到約1.5wt％)。這與前面的數(shù)據(jù)是一致的，表明錳在燃燒或排出氣流中與磷結(jié)合形成了不會(huì)在催化劑上形成不滲透性釉層的、穩(wěn)定的錳-磷或者硫酸錳類物質(zhì)。催化劑上的磷越少，“突圍”(即以未被轉(zhuǎn)化的排放物形式通過(guò))的排放物就越少。因此在排出氣流中含有錳是我們所期望的。
圖2中的排放數(shù)據(jù)表示的是廢氣中存在錳或不存在錳時(shí)，突圍的烴、一氧化碳和NOx排放物的百分含量。隨著磷危害的減少，催化劑的活性增加，突圍出催化劑的污染物的量減少，從而導(dǎo)致排放量降低。圖2清楚地表明，在含錳燃料燃燒所產(chǎn)生的排出氣流中，不良排放量明顯降低了。
圖1和圖2所示的試驗(yàn)是1993 Toyota Camry汽車靠基礎(chǔ)燃料或是靠基礎(chǔ)燃料加8.3mg Mn/L行駛100,000英里的試驗(yàn)。在累計(jì)行駛100,000英里之后拆開(kāi)催化轉(zhuǎn)化器并進(jìn)行分析，以確定其長(zhǎng)度方向各離散點(diǎn)上磷的重量。同時(shí)，也通過(guò)測(cè)量未轉(zhuǎn)化的突圍排放物的百分含量來(lái)對(duì)催化劑進(jìn)行分析，以確定催化劑的效率。燃料中有錳(源自MMT)的汽車的催化轉(zhuǎn)化器上沉積的磷較少，從而也導(dǎo)致未經(jīng)轉(zhuǎn)化的突圍排放物較少。
從Ethyl Corporation進(jìn)行的1992/1993 EPA Waiver Fleet測(cè)試中，可以得到更進(jìn)一步的證據(jù)來(lái)表明在含錳潤(rùn)滑劑的燃燒產(chǎn)物中存在錳可以防磷和降低排放量。在該測(cè)試中，燃燒含錳汽油(錳來(lái)自8.3mg Mn/L的MMT燃料添加劑)的汽車與燃燒不含MMT錳源的基線燃料的汽車相比，其CO和NOx的排放量更低。(參見(jiàn)圖3，其中使用22輛汽車(成對(duì))；1993 Ford EscortTLEV，1993Toyota Camry，1992 Crown Victoria，1993 Honda Civic TLEV；汽車的選擇是基于Automotive Company和EPA的評(píng)價(jià)，Public Docket A-9241，1993年11月9日；里程表計(jì)量燃料-300ppm S-使用汽油潔凈劑-噴濺混入MMT；所有汽車用相同的檢定燃料完成排放量檢測(cè))。轉(zhuǎn)化器中催化劑的表面不能區(qū)分錳是源自燃料還是源自潤(rùn)滑劑，因?yàn)檫@兩種材料同時(shí)在遠(yuǎn)離催化劑的上游燃燒。
在另一個(gè)測(cè)驗(yàn)中，兩輛Ford Taurus汽車按照EPA通用動(dòng)力試驗(yàn)驅(qū)動(dòng)序列(Universal Dynamometer Driving Sequence，UDDS)進(jìn)行了7個(gè)循環(huán)以上的行駛，之后分別收集全部的懸浮顆粒狀(TSP)排出氣顆粒排放物，并在LawrenceLivermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室用X射線吸收光譜(XAS)對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行分析，以確定排出氣中存在的錳的種類。表1的數(shù)據(jù)表明了分析結(jié)果，其中主要的錳種類是磷酸鹽和硫酸鹽，這表明錳是與發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑和燃料中的磷和硫相結(jié)合的。
表1 由XAS測(cè)得的錳的種類(在排出氣顆粒物中的wt％)汽車 磷酸鹽+硫酸鹽1 842 82表1中的質(zhì)量分析的置信度為95％+/-5％。
應(yīng)該理解的是，那些依據(jù)本發(fā)明被潤(rùn)滑劑中的錳清除掉的污染物質(zhì)可能來(lái)源于烴類燃料燃燒時(shí)使用的空氣。在另一個(gè)實(shí)施方式中，那些依據(jù)本發(fā)明被錳清除掉的污染物可能來(lái)源于烴類燃料。而在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方式中，被錳清除掉的污染物可能來(lái)源于用以潤(rùn)滑燃燒系統(tǒng)的潤(rùn)滑劑。
在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，用以清除污染物的潤(rùn)滑劑擔(dān)載的錳可以通過(guò)放入、“漏入”、流入、滲入、推入或壓入、抽入、浸入，或者吸入，或者其它有意或無(wú)意的方式而進(jìn)入燃燒系統(tǒng)的燃燒室。在這一實(shí)施方式中，污染物在燃燒過(guò)程中間或者燃燒過(guò)程之后與錳相遇并發(fā)生相互作用，從而使污染物被清除。因此，當(dāng)含錳的潤(rùn)滑劑在燃燒系統(tǒng)中的閥門周圍溢出時(shí)，也就完成了本發(fā)明的方法的這一實(shí)施方式，其中閥門例如可以是，但不局限于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣閥或排氣閥。通過(guò)這種方式，錳與污染物相遇并相互作用，從而將污染物清除。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，使錳有意或者無(wú)意地在含有污染物的燃燒產(chǎn)物離開(kāi)燃燒室的途中與之相遇，通過(guò)這一方式可使得清除過(guò)程發(fā)生在燃燒系統(tǒng)的燃燒室外部。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，錳從潤(rùn)滑劑中揮發(fā)出來(lái)，并被轉(zhuǎn)移到含有燃料的燃燒室內(nèi)。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，燃燒系統(tǒng)采用了一個(gè)精密的再循環(huán)過(guò)程，曲軸箱中的蒸汽再循環(huán)進(jìn)入燃燒室的多個(gè)進(jìn)氣歧管之一。以這種方式，使含有硫、磷和/或鉛污染物的任何潤(rùn)滑劑在燃燒時(shí)或者在廢氣中與錳相遇并發(fā)生相互作用。
這樣，在另一個(gè)測(cè)試中，一輛1997 Ford Taurus汽車按照EPA UDDS行駛了7個(gè)以上的循環(huán)，測(cè)驗(yàn)時(shí)使用的燃料含有8.3mg Mn/L，曲軸箱使用的發(fā)動(dòng)機(jī)油含有1,000ppm的磷，通過(guò)質(zhì)量平衡稱量測(cè)試中消耗的磷和錳的總質(zhì)量。收集廢氣排放物的TSP并進(jìn)行分析，以確定過(guò)濾器上存在的錳和磷的質(zhì)量。由此確定，在TSP過(guò)濾器上存在的磷與錳的摩爾比與二者在燃料和油中消耗的質(zhì)量相等或相當(dāng)。表2說(shuō)明了計(jì)算出的消耗的P∶Mn摩爾比和過(guò)濾器上收集到的質(zhì)量。
表2汽車行駛，油料消耗，錳消耗和摩爾比P∶Mn摩爾比過(guò)濾器上測(cè)得的P∶Mn0.270.32本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中提供了一種裝置，用以實(shí)施一種能使排出氣中存在的至少一種選自磷、鉛、硫和它們的化合物的污染物的含量降低，或者能減少這些污染物質(zhì)的有害作用的方法，其中該裝置含有(a)適于燃燒烴類燃料的燃燒室；(b)將烴類燃料引入燃燒室的裝置；(c)將燃燒產(chǎn)物移出燃燒室的裝置；和(d)一種潤(rùn)滑劑，含有大量具有潤(rùn)滑粘度的基礎(chǔ)油和少量的一種或幾種添加劑，其中添加劑含有(i)至少一種有機(jī)硫化合物，或者至少一種有機(jī)磷化合物，或者此二者，和(ii)至少一種錳源。該裝置還可含有一個(gè)后處理裝置或系統(tǒng)。
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，潤(rùn)滑劑中的有機(jī)硫化合物可以選自硫化烯烴，硫化的脂肪和植物油，硫化的不飽和酯和酰胺，無(wú)灰且含金屬的二硫代氨基甲酸鹽，取代的噻二唑，硫化的位阻酚，硫化烷基酚，中性含金屬磺酸鹽洗滌劑，高堿性含金屬磺酸鹽洗滌劑，中性含金屬石炭酸鹽洗滌劑，和高堿性含金屬石炭酸鹽洗滌劑，或者上述物質(zhì)的結(jié)合物和混合物。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，潤(rùn)滑劑中的有機(jī)磷化合物可以選自中性和高堿性的伯、仲及芳基二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)，三烷基-及三芳基亞磷酸鹽，混合烷基/芳基亞磷酸鹽，烷基和芳基偶磷硫羥硫代硫酸鹽，以及烷基和芳基偶磷硫代硫酸鹽，以及上述物質(zhì)的結(jié)合物或混合物。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燃燒系統(tǒng)的排出氣流中存在源自甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳的錳時(shí)，在催化劑之類的部件上檢測(cè)到的磷可以大幅度減少。具體地說(shuō)，本發(fā)明可以使后處理設(shè)備上檢測(cè)到的這些污染物的量減少20％(重量)以上，更優(yōu)選可減少60％到80％(重量)。這就使上述后處理設(shè)備或系統(tǒng)的耐久性能獲得巨大的、非常令人滿意的提高。
附圖1、2和3是對(duì)本發(fā)明的多個(gè)方面的進(jìn)一步說(shuō)明，而并非對(duì)發(fā)明的限制。
通過(guò)研究本文所公開(kāi)的本發(fā)明的說(shuō)明書、附圖和實(shí)施例，本發(fā)明的其它實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。我們的意圖是僅將說(shuō)明書和附圖認(rèn)為是示范性的，而本發(fā)明的實(shí)際范圍和精神由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種減少烴類燃料在由潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑的燃燒系統(tǒng)中燃燒時(shí)所產(chǎn)生的排出氣流中至少一種選自磷、鉛、硫及它們的化合物的污染物的危害作用的方法，該方法包括如下步驟(a)用潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑燃燒系統(tǒng)，該潤(rùn)滑劑含有大量具有潤(rùn)滑粘度的基礎(chǔ)油和少量的一種或幾種添加劑，所述的添加劑含有(i)至少一種有機(jī)硫化合物，或者至少一種有機(jī)磷化合物，或者此二者，和(ii)至少一種錳源；(b)在燃燒系統(tǒng)中燃燒烴類燃料以產(chǎn)生燃燒產(chǎn)物，所述燃燒產(chǎn)物中含有至少一種選自硫、鉛、磷和它們的化合物的物質(zhì)；(c)將錳與燃燒產(chǎn)物中的硫、鉛、磷和它們的化合物進(jìn)行接觸，由此使錳與硫、鉛、磷及它門的化合物發(fā)生相互作用。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中燃燒產(chǎn)物中的硫、鉛、磷及它們的化合物源自燃料。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中燃燒產(chǎn)物中的硫、鉛、磷及它們的化合物源自燃料燃燒時(shí)所用的空氣。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中燃燒產(chǎn)物中的硫、鉛、磷及它們的化合物源自潤(rùn)滑劑。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中的排出氣流基本上不含磷及其化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中的燃燒系統(tǒng)還包括后處理系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中后處理系統(tǒng)選自催化柴油顆粒過(guò)濾器和連續(xù)再生技術(shù)柴油顆粒過(guò)濾器。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中的燃燒系統(tǒng)選自任何一種柴油-電力混合動(dòng)力汽車、汽油-電力混合動(dòng)力汽車、兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、任何一種燃燒器或燃燒裝置、靜態(tài)燃燒器、垃圾焚化爐、柴油燃料燃燒器、柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油燃料燃燒器、汽油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、電廠發(fā)電機(jī)、任何一種內(nèi)部和外設(shè)的燃燒設(shè)備、機(jī)器、發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、鍋爐、焚化爐、蒸發(fā)燃燒器、等離子燃燒系統(tǒng)、等離子弧、靜態(tài)燃燒器，以及可以燃燒烴類燃料或者烴類燃料在其中被燃燒的裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中的烴類燃料選自柴油燃料、生物柴油、生物柴油衍生物燃料、合成柴油燃料、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、醇類、醚類、煤油、低硫燃料、合成燃料、Fischer-Tropsch燃料、液化石油氣、源自煤的燃料、基因工程生物燃料和農(nóng)作物以及它們的提取物、天然氣、丙烷、丁烷、無(wú)鉛發(fā)動(dòng)機(jī)和航空汽油、含有汽油沸程內(nèi)的烴和燃料可溶性的氧化摻和劑的重整汽油、汽油、船用燃料、煤(灰或漿)、原油、煉油“殘?jiān)焙透碑a(chǎn)物、原油提取物、危險(xiǎn)廢棄物、庭院修剪物和廢棄物、木屑和鋸末、農(nóng)業(yè)廢棄物、飼料、青貯飼料、塑料、有機(jī)廢品，和上述物質(zhì)的混合物，以及它們?cè)谒⒕凭推渌d流流體中的乳液、懸浮液和分散體。
10.一種用以實(shí)施如權(quán)利要求1所述方法的裝置，該裝置包括(a)適于燃燒烴類燃料的燃燒室；(b)將烴類燃料引入燃燒室的裝置；(c)將燃燒產(chǎn)物移出燃燒室的裝置；和(d)一種潤(rùn)滑劑，含有大量具有潤(rùn)滑粘度的基礎(chǔ)油和少量的一種或幾種添加劑，其中添加劑含有(i)至少一種有機(jī)硫化合物，或者至少一種有機(jī)磷化合物，或者此二者，和(ii)至少一種錳源。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括后處理系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中的后處理系統(tǒng)選自催化柴油顆粒過(guò)濾器和連續(xù)式再生技術(shù)柴油顆粒過(guò)濾器。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中裝置選自任何一種柴油-電力混合動(dòng)力汽車、汽油-電力混合動(dòng)力汽車、兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、任何一種燃燒器或燃燒裝置、靜態(tài)燃燒器、垃圾焚化爐、柴油燃料燃燒器、柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油燃料燃燒器、汽油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、電廠發(fā)電機(jī)、任何一種內(nèi)部和外設(shè)的燃燒設(shè)備、機(jī)器、發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、鍋爐、焚化爐、蒸發(fā)燃燒器、等離子燃燒系統(tǒng)、等離子弧、靜態(tài)燃燒器，以及可以燃燒烴類燃料或者烴類燃料在其中被燃燒的裝置。
14.一種提高燃燒系統(tǒng)的后處理裝置的耐久性的方法，該方法包括將烴類燃料在燃燒系統(tǒng)中燃燒的產(chǎn)物與含有足夠量的錳的潤(rùn)滑劑接觸，其中，潤(rùn)滑劑中的錳的量足以使錳和燃燒產(chǎn)物中的一種或多種選自磷、硫、鉛或它們的化合物的污染物進(jìn)行相互作用，從而降低與后處理設(shè)備接觸的一種或多種污染物的量。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中后處理裝置上檢測(cè)到的磷的量，與潤(rùn)滑劑中不含錳時(shí)檢測(cè)到的磷量相比，減少了20重量％到80重量％。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中后處理裝置上檢測(cè)到的硫的量，與潤(rùn)滑劑中不含錳時(shí)檢測(cè)到的硫量相比，減少了20重量％到80重量％。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中后處理裝置上檢測(cè)到的鉛的量，與潤(rùn)滑劑中不含錳時(shí)檢測(cè)到的鉛量相比，減少了20重量％到80重量％。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中潤(rùn)滑劑中的有機(jī)硫化合物選自硫化烯烴，硫化的脂肪和植物油，硫化的不飽和酯和酰胺，無(wú)灰且含金屬的二硫代氨基甲酸鹽，取代的噻二唑，硫化的位阻酚，硫化烷基酚，中性含金屬的磺酸鹽洗滌劑，高堿性含金屬磺酸鹽洗滌劑，中性含金屬石炭酸鹽洗滌劑，和高堿性含金屬石炭酸鹽洗滌劑，或者上述物質(zhì)的結(jié)合物和混合物。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中潤(rùn)滑劑中的有機(jī)磷化合物選自中性和高堿性的伯、仲和芳基二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)，三烷基-和三芳基亞磷酸鹽，混合烷基/芳基亞磷酸鹽，烷基和芳基偶磷硫羥硫代硫酸鹽，以及烷基和芳基偶磷硫代硫酸鹽，以及上述物質(zhì)的結(jié)合物或混合物。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其中潤(rùn)滑劑中的錳源選自甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳，烷基環(huán)戊二烯基三羰基錳，有機(jī)三羰基錳的衍生物，烷基環(huán)戊二烯基錳的衍生物，中性和高堿性的水楊酸錳，中性和高堿性的石炭酸錳，中性和高堿性磺酸錳，羧酸錳，以及上述物質(zhì)的結(jié)合物和混合物。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基礎(chǔ)油選自石蠟基礎(chǔ)油、環(huán)烷基礎(chǔ)油、芳族基礎(chǔ)油、聚α-烯烴、合成酯類和多羥基酯類，以及它們的混合物。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基礎(chǔ)油含有小于或等于0.03wt％的硫，以及大于或等于90wt％的飽和物，其粘度指數(shù)大于或等于80并且小于或等于120。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基礎(chǔ)油含有小于或等于0.03wt％的硫，以及大于或等于90wt％的飽和物，其粘度指數(shù)大于或等于120。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基礎(chǔ)油基本上不含硫。
25.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，烴類燃料含有少量的硫。
26.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，烴類燃料基本上不含硫。
27.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，烴類燃料含有少量的硫，并且進(jìn)一步用氧化劑進(jìn)行了處理。
28.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，烴類燃料基本上不含硫，并且進(jìn)一步用氧化劑進(jìn)行了處理。
29.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，烴類燃料含有少量的硫，并且進(jìn)一步用少量的錳進(jìn)行了處理。
30.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，烴類燃料基本上不含硫，并且進(jìn)一步用少量的錳進(jìn)行了處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將潤(rùn)滑劑源中的錳轉(zhuǎn)移到燃料燃燒系統(tǒng)或燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣中的裝置和方法。依據(jù)本發(fā)明，潤(rùn)滑劑中的錳將與燃燒產(chǎn)物中的磷、硫和/或鉛相互作用。通過(guò)這一方式，錳可以將進(jìn)入燃料或燃燒產(chǎn)物中、而且還會(huì)危害催化轉(zhuǎn)化器、傳感器和/或車載檢測(cè)裝置的有害物質(zhì)清除或者使它們失去活性。本發(fā)明還將提高廢氣后處理系統(tǒng)的耐久性。
文檔編號(hào)C10M129/10GK1506614SQ0313277
公開(kāi)日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月6日
發(fā)明者G·H·圭恩特, J·W·羅斯, V·J·加托, G H 圭恩特, 加托, 羅斯 申請(qǐng)人:乙基公司