燃料组合物
阅读：284发布：2020-05-16
专利汇可以提供燃料组合物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了 液体 燃料 组合物作为用于火花点火式 内燃机 的燃料的用途，所述 液体燃料 组合物包含(a) 汽油 基础 燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油，其中所述火花点火式内燃机包括在混合 电动车 辆的 动 力 传动系统 内。，下面是燃料组合物专利的具体信息内容。
1.液体燃料组合物作为用于火花点火式内燃机的燃料的用途，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油，其中所述火花点火式内燃机包括在混合电动车辆的动力传动系统内。
2.根据权利要求1所述的用途，其中所述石脑油是费-托衍生的石脑油。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述混合电动车辆是插电式混合电动车辆。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用途，其中所述液体燃料组合物是汽油。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述液体燃料组合物具有95或更小的研究法辛烷值(RON)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用途，其中所述液体燃料组合物具有93或更小的研究法辛烷值(RON)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用途，其中所述液体燃料组合物包含10至50％v/v的石脑油。
8.液体燃料组合物用于改进火花点火式内燃机中的燃料消耗的用途，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油。
9.根据权利要求8所述的用途，其中所述石脑油是费-托衍生的石脑油。
10.根据权利要求8或9所述的用途，其中所述火花点火式内燃机包括在混合电动车辆，特别是插电式混合电动车辆的动力传动系统内。
11.一种操作火花点火式内燃机的方法，其中所述火花点火式内燃机包括在混合电动车辆，特别是插电式混合电动车辆的动力传动系统内，所述方法包括使用液体燃料组合物运行所述内燃机，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油。
12.一种改进火花点火式内燃机中的燃料消耗的方法，所述方法包括使用液体燃料组合物运行所述内燃机，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和0.5至50％v/v的石脑油。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述石脑油是费-托衍生的石脑油。
14.一种改进火花点火式内燃机中的功率输出的方法，所述方法包括使用液体燃料组合物运行所述内燃机，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和0.5至50％v/v的石脑油。
燃料组合物
技术领域
背景技术
[0003] 混合电动车辆(HEV)利用存储在可再充电电池中的电能、以及通过常规内燃机(ICE)从通常为基于烃的燃料转换的机械能两者。电池在通过ICE的驾驶操作期间被充电，并且通过在减速和制动期间恢复动能。这个过程由许多车辆原始设备制造商(OEM)提供给他们的一些车型。与传统的仅ICE车辆相比，HEV通常提供正常的驾驶体验，其主要优点是改进的燃料消耗。插电式混合电动车辆(PHEV)具有与HEV类似的功能，但在该应用中，电池也可连接到主电力系统，用于在车辆停放时再充电。PHEV通常具有比HEV更大的电池组，其提供了一些全电动范围的能力。动态驾驶将使用电力和ICE，尽管使用内燃机(ICE)用于推进的操作区域可能仅限于巡航和城际驾驶。因此，车辆的燃料偏好可能与传统配备ICE或HEV的车辆所需要的完全不同。对于专门基于城市环境的车辆，增加的EV模式容量和插电式充电功能进一步降低了ICE的活动水平。与HEV和传统ICE车辆相比，这可导致油箱内容物的停留时间显著延长。
[0004] 传统的ICE车辆对于约200kg的推进系统重量提供约600km(400英里)的范围，并且需要约2分钟的再填充时间。相比之下，认为可提供可比较的范围和有用的电池寿命的基于目前LiON技术的电池组将重约1700kg。发动机、电力电子系统和车辆底盘的额外重量导致比传统的ICE等价车辆重得多的车辆。
[0005] 在传统的ICE车辆中，来自发动机的发动机扭矩和动力输出必须覆盖车辆运行动态的全部范围。然而，内燃机的热力学效率无法在广泛范围的工作条件下完全优化。ICE具有相对较窄的动态范围。因此，车辆制造商(OEM)的主要挑战是开发发动机技术和传动系统，其允许发动机扭矩和来自发动机的功率输出在车辆运行动态的完全范围内运行。另一方面，电机可设计为具有非常宽的动态范围，例如能够以零速度传递最大扭矩。这种控制灵活性被公认为是工业驱动应用中的有用特征，并且在车辆应用中提供潜力。在其工作范围内，可使用精密的电子设备来控制电机，以给出根据需求要求定制的非常平稳的扭矩输出。然而，可能提供对司机更有吸引力的不同扭矩输出分布。因此，这可能成为汽车设计师感兴趣的领域。在较高的速度下，电力驱动系统倾向于受电力电子系统的热量排斥能力和电动机本身的冷却系统限制。高扭矩发动机在高速下的另外考虑因素与旋转部件的质量有关，其中可在高速下产生非常高的离心力。这些可能是破坏性的。在HEV和PHEV中，电动机因此只能提供一些动态范围。然而，这可允许在更窄的操作范围内优化ICE的效率。这在发动机设计方面提供了一些优点。
[0006] 因此，开发用于全范围ICE的现有烃燃料对于HEV或PHEV ICE单元可能不是优化的或实际上有益的。燃料已对于常规ICE车辆配制和管理多年，并且因此可视为已稳定，其中配制空间的自由度得到充分理解。混合动力技术的相对较新的引入呈现了从全新角度考虑燃料配制空间的机会。
发明内容
[0007] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了液体燃料组合物作为用于火花点火式内燃机的燃料的用途，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油，其中所述火花点火式内燃机包括在混合电动车辆的动力传动系统内。
[0008] 已惊讶地发现本发明的液体燃料组合物提供了在火花点火式内燃机中改进的燃料消耗，特别是当火花点火式内燃机包括在混合电动车辆，尤其是插电式混合电动车辆的动力传动系统内时。
[0009] 在本发明的第二个方面，本发明提供了液体燃料组合物用于改进火花点火式内燃机中的燃料消耗的用途，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油。适当地，火花点火式内燃机包括在混合电动车辆或任选的插电式混合电动车辆的动力传动系统内。
[0010] 在本发明的第三个方面，本发明提供了操作火花点火式内燃机的方法，其中所述火花点火式内燃机包括在混合电动车辆，特别是插电式混合电动车辆的动力传动系统内，所述方法包括使用液体燃料组合物运行所述内燃机，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油。
[0011] 在本发明的第四个方面，本发明提供了改进火花点火式内燃机中的燃料消耗的方法，所述方法包括使用液体燃料组合物运行所述内燃机，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油。适当地，火花点火式内燃机包括在混合电动车辆或任选的插电式混合电动车辆的动力传动系统内。
[0012] 在本发明中，优选石脑油是费-托衍生的石脑油。
具体实施方式
[0013] 为了帮助理解本发明，本文定义了若干术语。
[0014] 根据本发明，提供了使用液体燃料组合物来改进火花点火式内燃机中的燃料消耗的方法，该液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油，优选地，其中火花点火式内燃机包括在混合电动车辆的动力传动系统内。本发明还提供了液体燃料组合物用于改进火花点火式内燃机中的燃料消耗的用途，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油。在本发明的这些方面的上下文中，术语“改进”包括燃料消耗的任何程度的改进。在这个上下文中的任何改进指燃料消耗的降低，并且可以例如是在根据本发明将0.5至50％v/v的石脑油加入其中之前，与类似燃料制剂的燃料消耗相比，燃料消耗的0.05％或更多、优选为0.1％或更多、更优选为0.2％或更多、甚至更优选为0.5％或更多、尤其是1％或更多、更尤其是2％或更多、甚至更尤其是5％或更多、且特别是
10％或更多的降低。燃料消耗的降低可以是在根据本发明将0.5至50％v/v的石脑油加入其中之前，与类似的燃料制剂相比，燃料消耗的至多15％的降低。
10％或更多的降低。燃料消耗的降低可以是在根据本发明将0.5至50％v/v的石脑油加入其中之前，与类似的燃料制剂相比，燃料消耗的至多15％的降低。
[0015] 根据本发明，由燃料组合物提供的燃料消耗可以任何已知的方式确定，例如使用碳平衡法或科里奥利(Coriolis)燃料流量法。
[0016] 然而，应当了解取决于视为重要的其他因素，例如可用性、成本、安全性等，燃料消耗的任何可测量的改进可提供有价值的优点。
[0017] 本发明还提供了在功率输出方面的益处。
[0019] 根据本发明，提供了使用液体燃料组合物来改进火花点火式内燃机中的功率输出的方法，所述液体燃料组合物包含(a)汽油基础燃料和(b)0.5至50％v/v的石脑油，优选地，其中火花点火式内燃机包括在混合电动车辆的动力传动系统内。在本发明的这个方面的上下文中，术语“改进”包括任何程度的改进。该改进可以例如是在根据本发明将0.5至50％v/v的石脑油加入其中之前，类似燃料制剂的功率输出的0.05％或更多、优选为1％或更多、更优选为2％或更多、甚至更优选为5％或更多、尤其是10％或更多、更尤其是15％或更多、甚至更尤其是20％或更多、特别是30％或更多。功率输出中的改进可以是在根据本发明将0.5至50％v/v的石脑油加入其中之前，类似燃料制剂的功率输出的至多40％。
[0020] 根据本发明，由燃料组合物提供的功率输出可以任何已知的方式确定。
[0021] 根据本发明，由燃料组合物提供的功率输出可以任何已知的方式，例如使用如SAE Paper 2005-01-0239和SAE Paper 2005-01-0244中所述的标准测试方法来确定。
[0022] 本发明的液体燃料组合物包含适用于内燃机中的汽油基础燃料和0.5至50％v/v的石脑油。因此，本发明的液体燃料组合物是汽油组合物。
[0023] 本发明提供了液体燃料组合物作为用于火花点火式内燃机的燃料的用途，所述液体燃料组合物包含烃和0.5至50％v/v的石脑油的混合物，其中所述火花点火式内燃机包括在混合电动车辆的动力传动系统内。如本文使用的，术语“包含”预期指示最低限度包括所述组分，但同样也可包括未指定的其他组分。
[0024] 本文的液体燃料组合物包含石脑油。本领域技术人员将知道术语“石脑油”的含义。通常，术语“石脑油”意指一般具有5至12个碳原子并且具有在30至200℃范围内的沸点的烃的混合物。石脑油可为石油衍生的石脑油或费-托衍生的石脑油。本文的液体燃料组合物包含石脑油，其优选但不限于衍生自费-托合成方法的产物的石脑油(“费-托衍生的石脑油”)。
[0025] “费-托衍生”意指石脑油是费-托合成方法(或费-托缩合方法)的产物或衍生自费-托合成方法(或费-托缩合方法)的产物。费-托衍生的石脑油也可称为GTL(气体至液体)石脑油。
[0027] n(CO+2H2)＝(—CH2—)n+nH2O+热，
[0029] 一氧化碳和氢本身可衍生自有机或无机、天然或合成源，通常来自天然气或有机衍生的甲烷。转化成合成气、然后使用费-托合成转化为液体燃料组分的气体一般可包括天然气(甲烷)，液化石油气(LPG)(例如丙烷或丁烷)，“缩合物”例如乙烷，以及衍生自煤、生物质和其他烃的气态产物。
[0030] 费-托衍生的石脑油可直接得自费-托反应，或间接衍生自费-托反应，例如通过费-托合成产物的分级和/或通过费-托合成产物的加氢处理。加氢处理可涉及加氢裂化以调节沸程(参见例如GB-B-2077289和EP-A-0147873)和/或加氢异构化，其可通过增加支链烷烃的比例来改进冷流动性质。EP-A-0583836描述了两步加氢处理方法，其中费-托合成产物首先在使得它基本上不经历异构化或加氢裂化(这使烯属烃和含氧组分氢化)的条件下经受加氢转化，然后所得产物的至少部分在使得加氢裂化和异构化发生的条件下进行加氢转化，以产生基本上链烷烃的烃燃料。随后可例如通过蒸馏分离所需的级分。
[0033] 基于费-托的方法的一个例子是由van der Burgt等人在“The Shell Middle Distillate Synthesis Process”中描述的SMDS(壳牌中间馏分合成方法(Shell Middle Distillate Synthesis))，在5th Synfuels Worldwide Symposium,Washington DC，1985年11月发表的论文(还参见来自Shell International Petroleum Company Ltd,London,UK的相同标题的1989年11月出版物)。该方法(有时也被称为壳牌“气体至液体”或“GTL”技术)通过将天然气(主要是甲烷)衍生的合成气转化成重质长链烃(链烷烃)蜡而产生中间馏分范围产物，然后可将其加氢转化并且分级以产生所需产物，例如费-托衍生的石脑油或液体运输用燃料，例如可用于柴油燃料组合物中的瓦斯油。目前在Bintulu,Malaysia中使用了利用固定床反应器用于催化转化步骤的SMDS方法的一种形式，并且其瓦斯油产品已与商购可得的汽车燃料中的石油衍生的瓦斯油共混。
[0034] 其他费-托合成方法的例子包括所谓的Sasol商业浆料相馏分技术(Slurry Phase Distillate technology of Sasol)和“AGC-21”埃克森美孚方法。这些和其他方法例如在EP-A-776 959、EP-A-668 342、美国专利号4,943,672、美国专利号5,059,299、WO-A-99/34917和WO-A-99/20720中更详细地描述。
[0035] 通过SMDS方法制备的费-托衍生的石脑油可例如由Shell公司商购可得。费-托衍生产物的更多例子在EP-A-0583836、EP-A-1101813、WO-A-97/14768、WO-A-97/14769、WO-A-00/20534、WO-A-00/20535、WO-A-00/11116、WO-A-00/11117、WO-A-01/83406、WO-A-01/
83641、WO-A-01/83647、WO-A-01/83648和美国专利号6,204,426中描述。
83641、WO-A-01/83647、WO-A-01/83648和美国专利号6,204,426中描述。
[0036] 由于费-托方法，费-托衍生的石脑油基本上不含硫和氮或者具有不可检测水平的硫和氮。含有这些杂原子的化合物倾向于充当费-托催化剂的毒物，并且因此从合成气进料中去除。
[0037] 此外，如通常操作的费-托方法不产生芳族组分或几乎不产生芳族组分。通过ASTM D4629适当确定的费-托衍生的石脑油的芳族化合物含量通常低于1％w/w，优选低于0.5％w/w且更优选低于0.2或0.1％w/w。
[0038] 一般来说，例如与石油衍生的石脑油相比，费-托衍生的石脑油具有相对低水平的极性组分，特别是极性表面活性剂。这种极性组分可包括例如含氧化合物以及含硫和含氮化合物。费-托衍生的石脑油中低水平的硫一般指示含氧化合物和含氮化合物两者的低水平，因为所有这些均通过相同处理方法去除。
[0039] 本发明的费-托衍生的石脑油组分是液体烃馏出物，其最终沸点通常为至多220℃，优选至多180℃或175℃。它的初沸点通常为至少25℃，优选至少30℃。
[0040] 费-托衍生的石脑油或大部分费-托衍生的石脑油(例如，至少95％w/w)通常由具有5个或更多个碳原子的烃组成。
[0041] 适当地，本发明的费-托衍生的石脑油组分将由至少70％w/w、优选至少80％w/w、更优选至少90或95或98％w/w、最优选至少99或99.5或甚至99.8％w/w的链烷烃组分组成。术语“链烷烃”意指支链或非支链烷烃(在本文中也称为异链烷烃和正链烷烃)或环烷烃。优选地，链烷烃组分是异链烷烃和正链烷烃。
[0042] 费-托衍生的石脑油中的正链烷烃量高达100％w/w。优选地，费-托衍生的石脑油含有20至98％w/w或更多的正链烷烃。
[0043] 异链烷烃与正构链烷烃的重量比可适当地大于0.1，并且可高达12；适当地，它为2至6。该比率的实际值可部分通过用于从费-托合成产物制备瓦斯油的加氢转化方法来确定。
[0044] 本发明的费-托衍生的石脑油组分的烯烃含量优选为2.0％w/w或更低，更优选为1.0％w/w或更低，且甚至更优选为0.5％w/w或更低。本发明的费-托衍生的石脑油组分的芳族含量优选为2.0％w/w或更低，更优选为1.0％w/w或更低，且甚至更优选为0.5％w/w或更低。
[0045] 本发明的费-托衍生的石脑油组分优选具有在15℃下0.67至0.73g/cm3的密度，以及5mg/kg或更低、优选2mg/kg或更低的硫含量。
[0046] 本领域技术人员将了解费-托衍生的石脑油将具有非常低的抗爆指数。通常，本发明的费-托衍生的石脑油组分如通过ASTM D2699测量的研究法辛烷值(RON)和如通过ASTM D2700测量的马达法辛烷值(MON)独立地为至多60，更通常至多50，并且通常至多40。
[0047] 优选地，本发明的费-托衍生的石脑油组分是通过使用小于2.5、优选小于1.75、更优选0.4至1.5的氢/一氧化碳比率的费-托甲烷缩合反应，并且理想地使用含钴催化剂制备的产物。适当地，它已得自加氢裂化的费-托合成产物(例如如GB-B-2077289和/或EP-A-0147873中所述)，或更优选为来自两阶段加氢转化方法例如在EP-A-0583836中描述的那种(参见上文)的产物。在后一种情况下，加氢转化方法的优选特征可如EP-A-0583836的第4至
6页和实例中所公开的。
6页和实例中所公开的。
[0048] 适当地，本发明的费-托衍生的石脑油组分是通过低温费-托方法制备的产物，与通常可在300至350℃的温度下操作的高温费-托方法相反，所述低温费-托方法意指在250℃或更低的温度(例如125至250℃或175至250℃)下操作的方法。
[0049] 在本文的液体燃料组合物中，本发明的费-托衍生的石脑油组分可包括两种或更多种费-托衍生的石脑油的混合物。
[0050] 本文所述的液体燃料组合物中的石脑油浓度在0.5至50％v/v，优选10至50％v/v的范围内。优选地，本文所述的液体燃料组合物中的石脑油浓度与参数(xi)至(xv)之一和下述参数(xvi)至(xix)之一的组合一致：
[0051] (xi)至少11％v/v，
[0052] (xii)至少12％v/v，
[0053] (xiii)至少13％v/v，
[0054] (xiv)至少14％v/v，
[0055] (xv)至少15％v/v，
[0056] 其中特征(xi)、(xii)、(xiii)、(xiv)和(xv)逐渐更优选；和
[0057] (xvi)至多50％v/v，
[0058] (xvii)至多40％v/v，
[0059] (xviii)至多35％v/v，
[0060] (xix)至多32％v/v，
[0061] (xx)至多30％v/v，
[0062] 其中特征(xvi)、(xvii)、(xviii)、(xix)和(xx)逐渐更优选。
[0063] 上述特征的具体组合的例子是(xi)和(xvi)、(xi)和(xvii)、(xi)和(xviii)、(xi)和(xix)、(xi)和(xx)、(xii)和(xvi)、(xii)和(xvii)、(xii)和(xviii)、(xii)和(xix)、(xii)和(xx)、(xiii)和(xvi)、(xiii)和(xvii)、(xiii)和(xviii)、(xiii)和(xix)、(xiii)和(xx)、(xiv)和(xvi)、(xiv)和(xvii)、(xiv)和(xviii)、(xiv)和(xix)、(xiv)和(xx)、(xv)和(xvi)、(xv)和(xvii)、(xv)和(xviii)、(xv)和(xix)、以及(xv)和(xx)。
[0064] 本领域技术人员将了解汽油基础燃料可能已经含有一些石脑油组分。上文提及的石脑油浓度意指作为与汽油基础燃料的共混物加入液体燃料组合物内的石脑油的浓度，并且不包括已经存在于汽油基础燃料中的任何石脑油组分的浓度。
[0065] 在本发明的液体燃料组合物中，用作汽油基础燃料的汽油可为适用于本领域已知的火花点火(汽油)型内燃机中的任何汽油，包括汽车发动机以及在其他类型的发动机例如越野和航空发动机中。用作本发明的液体燃料组合物中的基础燃料的汽油也可方便地称为‘基础汽油’。
[0066] 汽油基础燃料本身可包含两种或更多种不同汽油燃料组分的混合物，和/或如下所述加添加剂(additivated)。
[0067] 常规地，汽油基础燃料以主要量，例如大于液体燃料组合物的50％m/m，存在于汽油或液体燃料组合物中，并且可以高达90％m/m、或95％m/m、或99％m/m、或99.9％m/m、或99.99％m/m、或99.999％m/m的量存在。合适的液体燃料组合物含有下述或基本上由下述组成：与0.5至50％v/v的石脑油结合的汽油基础燃料，以及例如下文指定的任选的一种或多种常规汽油燃料添加剂。
[0068] 汽油通常包含沸点在25至230℃范围内的烃的混合物(EN-ISO 3405)，最佳范围和蒸馏曲线通常根据一年的气候和季节而变。汽油中的烃可通过本领域已知的任何方法得到，方便地烃可以任何已知方式衍生自直馏汽油、合成产生的芳烃混合物、热或催化裂化烃、加氢裂化石油馏分、催化重整烃或这些的混合物。
[0069] 汽油的特定蒸馏曲线、烃组成、研究法辛烷值(RON)和马达法辛烷值(MON)并非关键。
[0070] 方便地，汽油基础燃料的研究法辛烷值(RON)可至少为80，例如在80至110的范围内。通常，汽油基础燃料的RON将为至少90，例如在90至110的范围内。通常，汽油基础燃料的RON将至少为91，例如在91至105的范围内(EN 25164)。汽油的马达法辛烷值(MON)可方便地为至少70，例如在70至110的范围内。通常，汽油的MON将为至少75，例如在75至105的范围内(EN 25163)。
[0071] 如上所述，费-托衍生的石脑油具有非常低的抗爆指数，并且因此向汽油基础燃料中加入费-托衍生的石脑油通常将导致汽油基础燃料的RON和MON降低。
[0072] 本发明中使用的液体燃料组合物具有95或更低，优选为93或更低，更优选为92或更低，甚至更优选为90或更低的研究法辛烷值(RON)。本发明中使用的液体燃料组合物具有在75-90范围内的马达法辛烷值。
[0073] 通常，汽油包含选自下述组中的一个或多个的组分；饱和烃、烯属烃、芳烃和含氧烃。方便地，汽油可包括饱和烃、烯属烃、芳烃和任选的含氧烃的混合物。
[0074] 通常，汽油的烯属烃含量在基于汽油0至40％v/v的范围内(ASTM D1319)；优选地，汽油的烯属烃含量在基于汽油0至30％v/v的范围内，更优选地，汽油的烯属烃含量在基于汽油0至20％v/v的范围内。
[0075] 通常，汽油的芳烃含量在基于汽油0至70％v/v的范围内(ASTM D1319)，例如汽油的芳烃含量在基于汽油10至60％v/v的范围内；优选地，汽油的芳烃含量在基于汽油0至50％v/v的范围内，例如汽油的芳烃含量在基于汽油10至50％v/v的范围内。
[0076] 汽油的苯含量为基于汽油至多10％v/v，更优选至多5％v/v，尤其是至多1％v/v。
[0077] 汽油优选具有低硫含量或超低硫含量，例如至多1000mg/kg(另外被称为ppm或ppmw或按重量计份/百万份)，优选不超过500mg/kg，更优选不超过100，甚至更优选不超过50，且最优选不超过甚至10mg/kg。
[0078] 汽油还优选具有低的总铅含量，例如至多0.005g/l，最优选无铅-不向其中添加铅化合物(即，无铅的)。
[0079] 当汽油包含含氧烃时，非含氧烃的至少一部分将被含氧烃取代。
[0080] 可掺入汽油内的含氧烃的例子包括醇、醚、酯、酮、醛、羧酸及其衍生物和含氧杂环化合物。优选地，可掺入汽油内的含氧烃选自醇(例如甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇、丁醇、叔丁醇、异丁醇和2-丁醇)，醚(优选含有5个或更多个碳原子/分子的醚，例如甲基叔丁基醚和乙基叔丁基醚)和酯(优选含有5个或更多个碳原子/分子的酯)；特别优选的含氧烃是乙醇。
[0081] 当汽油中存在含氧烃时，汽油中的含氧烃的量可在很宽的范围内变化。
[0082] 合适的汽油的例子包括具有0至20％v/v的烯属烃含量(ASTM D1319)、0至5％m/m的氧含量(EN 1601)、0至50％v/v的芳烃含量(ASTM D1319)、以及至多1％v/v的苯含量。
[0083] 还适用于本文中的是可衍生自生物源的汽油共混组分。这种汽油共混组分的例子可在WO2009/077606，WO2010/028206，WO2010/000761，欧洲专利申请号09160983.4、09176879.6、09180904.6，以及美国专利申请序列号61/312307中找到。
[0084] 虽然对本发明并非关键，但除上文提及的必需的一种或多种有机UV滤光剂化合物之外，本发明的基础汽油或汽油组合物可方便地包括一种或多种任选的燃料添加剂。可包括在本发明的基础汽油或汽油组合物中的任选的燃料添加剂的浓度和性质并非关键。可包括在本发明的基础汽油或汽油组合物中的合适类型的燃料添加剂的非限制性例子包括抗氧化剂、腐蚀抑制剂、去污剂、去雾剂、抗爆添加剂、金属钝化剂、阀座凹陷保护剂化合物、染料、溶剂、载体流体、稀释剂和标记物。合适的这种添加剂的例子一般在美国专利5,855,629中描述。
[0085] 方便地，燃料添加剂可与一种或多种溶剂共混以形成添加剂浓缩物，然后可将添加剂浓缩物与本发明的基础汽油或汽油组合物混合。
[0086] 存在于本发明的基础汽油或汽油组合物中的任何任选的添加剂的(活性物质)浓度优选至多1％m/m，更优选在5至2000mg/kg的范围内，有利地在300至1500mg/kg，例如300至1000mg/kg的范围内。
[0087] 如上所述，汽油组合物还可含有合成或矿物载体油和/或溶剂。
[0088] 合适的矿物载体油的例子是在原油加工中获得的级分，例如具有例如SN 500-2000级的粘度的光亮油或基础油；以及芳烃、链烷烃和烷氧基烷醇。也可用作矿物载体油的是在矿物油精炼中获得的级分，并且称为“加氢裂化油”(可从天然矿物油获得的具有约360至500℃的沸程的真空馏分，所述矿物油已在高压下催化氢化并且异构化以及脱蜡)。
[0089] 合适的合成载体油的例子是：聚烯烃(聚-α-烯烃或聚(内烯烃))、(聚)酯、(聚)烷氧基化物、聚醚、脂族聚醚胺、烷基酚起始的聚醚、烷基酚起始的聚醚胺和长链烷醇的羧酸酯。
[0090] 合适的聚烯烃的例子是烯烃聚合物，特别是基于聚丁烯或聚异丁烯(氢化或非氢化的)的聚合物。
[0091] 合适的聚醚或聚醚胺的例子优选是包含聚氧-C2-C4-亚烷基部分的化合物，其可通过使C2-C60-链烷醇、C6-C30-链烷二醇、单或二-C2-C30-烷基胺、C1-C30-烷基环己醇或C1-C30-烷基酚与1至30摩尔的环氧乙烷和/或环氧丙烷和/或环氧丁烷/羟基或氨基反应而获得，并且在聚醚胺的情况下，随后为用氨、单胺或多胺的还原胺化。这些产物特别在EP-A-310 875、EP-A-356 725、EP-A-700 985和US-A-4,877,416中描述。例如，所使用的聚醚胺可为聚-C2-C6-环氧烷胺或其官能衍生物。其典型例子是十三烷醇丁氧基化物或异十三烷醇丁氧基化物、异壬基酚丁氧基化物以及聚异丁烯醇丁氧基化物和丙氧基化物，以及相应的与氨的反应产物。
[0092] 长链烷醇的羧酸酯的例子特别是单羧酸、二羧酸或三羧酸与长链链烷醇或多元醇的酯，如特别是DE-A-38 38 918中所述。所使用的单羧酸、二羧酸或三羧酸可为脂族或芳族酸；合适的酯醇或多元醇特别是具有例如6至24个碳原子的长链代表。酯的典型代表是异辛醇、异壬醇、异癸醇和异十三醇的己二酸酯、邻苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯和偏苯三酸酯、例如邻苯二甲酸二(正或异癸)酯。
[0093] 进一步合适的载体油体系在例如DE-A-38 26 608、DE-A-41 42 241、DE-A-43 09 074、EP-A-0 452 328和EP-A-0 548 617中描述，所述专利以引用方式并入本文。
[0094] 特别合适的合成载体油的例子是具有约5至35，例如约5至30个例如选自环氧丙烷、环氧正丁烷和环氧异丁烷单元或其混合物的C3-C6-环氧烷单元的醇起始的聚醚。合适的起始醇的非限制性例子是长链烷醇或被长链烷基取代的酚，其中长链烷基原子团特别是直链或支链C6-C18-烷基。优选的例子包括十三烷醇和壬基酚。
[0095] 如DE-A-10 102 913.6中所述，其他合适的合成载体油是烷氧基化烷基酚。
[0096] 也可使用矿物载体油、合成载体油、矿物和合成载体油的混合物。
[0097] 可使用任何适用于燃料中的溶剂和任选的共溶剂。用于燃料中的合适溶剂的例子包括：非极性烃溶剂如煤油、重芳族溶剂(“溶剂重石脑油”、“Solvesso 150”)、甲苯、二甲苯、石蜡、石油、石油溶剂油、在商标“SHELLSOL”下由Shell公司销售的那些等等。合适的助溶剂的例子包括：极性溶剂如酯，且特别是醇(例如叔丁醇、异丁醇、己醇、2-乙基己醇、2-丙基庚醇、癸醇、异十三醇、丁二醇和醇混合物，例如在商标“LINEVOL”下由Shell公司销售的那些，尤其是其为C7-9伯醇的混合物的LINEVOL 79醇或商购可得的C12-14醇混合物)。
[0098] 适用于液体燃料中的去雾剂/破乳剂是本领域众所周知的。非限制性例子包括乙二醇烷氧基化物多元醇共混物(例如以商品名TOLADTM9312销售的)，烷氧基化苯酚甲醛聚合物，苯酚/甲醛或通过用C1-18环氧化物和二环氧化物烷氧基化改性的C1-18烷基酚/甲醛树脂烷氧基化物(例如以商品名TOLADTM9308销售的)，以及与二环氧化物、二酸、二酯、二醇、二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯或二异氰酸酯交联的C1-4环氧化物共聚物及其共混物。乙二醇烷氧基化物多元醇共混物可为用C1-4环氧化物烷氧基化的多元醇。通过用C1-18环氧化物和二环氧化物的烷氧基化改性的C1-18烷基酚苯酚/甲醛树脂烷氧基化物可基于例如甲酚、叔丁基酚、十二烷基酚或二壬基酚、或酚的混合物(例如叔丁基酚和壬基酚的混合物)。去雾剂应以足以抑制当不含去雾剂的汽油接触水时可能发生的起雾的量使用，并且这个量在本文中被称为“雾度抑制量”。一般地，该量为基于汽油的重量约0.1至约20mg/kg(例如，约0.1至约10mg/kg)，更优选为1至15mg/kg，还更优选为1至10mg/kg，有利地为1至5mg/kg。
[0099] 用于汽油中的进一步的常规添加剂是腐蚀抑制剂，例如基于有机羧酸的铵盐，所述盐倾向于形成膜，或用于非铁金属腐蚀保护的杂环芳族化合物、抗氧化剂或稳定剂的铵盐；例如基于胺如苯二胺的抗氧化剂或稳定剂，例如对苯二胺、N,N'-二仲丁基对苯二胺、二环己基胺或其衍生物或酚类如2,4-二叔丁基酚或3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸；防静电剂；茂金属如二茂铁；甲基环戊二烯基三羰基锰；润滑添加剂，如某些脂肪酸、烯基琥珀酸酯、双(羟烷基)脂肪胺、羟基乙酰胺或蓖麻油；以及染料(标记物)。适当时，也可加入胺，例如如WO03/076554中所述。可使用任选的抗阀座凹陷添加剂，例如聚合有机酸的钠盐或钾盐。
[0100] 本文的汽油组合物可含有一种或多种有机防晒剂或UV滤光剂化合物。对可用于本发明的汽油组合物中的有机防晒剂或UV滤光剂化合物的类型并无特别限制，只要它适用于汽油组合物中即可。
[0101] 广泛多样的常规有机防晒活性剂适用于本文。Sagarin等人在Cosmetics Science and Technology(1972)的第VIII章，第189页及以下公开了许多合适的活性物质。
[0102] 可用于本发明组合物的特别优选的疏水性有机防晒活性物质包括：(i)β,β-二苯基丙烯酸烷基酯和/或α-氰基-β,β-二苯基丙烯酸酯衍生物；(ii)水杨酸衍生物；(iii)肉桂衍生物；(iv)二苯甲酰甲烷衍生物；(v)樟脑衍生物；(vi)二苯甲酮衍生物；(vii)对氨基苯甲酸衍生物；和(viii)苯甲酸苯基烷基酯衍生物；及其混合物。
[0103] 汽油组合物中的一种或多种有机防晒剂/UV滤光剂化合物的量优选为按液体燃料组合物的重量计至多2％m/m。一种或多种有机防晒剂/UV滤光剂化合物的总水平优选为按液体燃料组合物的重量计至少10mg/kg。一种或多种有机防晒剂/UV滤光剂化合物的总水平更优选为按液体燃料组合物的重量计在1至0.005％m/m的范围内，更优选在0.5至0.01％m/m的范围内，甚至更优选在0.05％至0.01％m/m的范围内。
[0104] 下述类型的有机UV防晒化合物也适合与草酰替苯胺化合物组合用于本文中：咪唑、三嗪、三嗪酮和三唑及其混合物。
[0105] 还适用于本文中的是选自草酰替苯胺化合物的一种或多种有机UV滤光剂化合物。
[0106] 本文的汽油组合物还可包含去污剂添加剂。合适的去污剂添加剂包括在通过引用并入本文的WO2009/50287中公开的那些。
[0107] 用于本文汽油组合物中的优选去污剂添加剂通常具有数量平均分子量(Mn)为85至20 000的至少一种疏水性烃原子团和选自下述的至少一种极性部分：
[0108] (A1)具有至多6个氮原子的单氨基或多氨基，其中至少一个氮原子具有碱性性质；
[0109] (A6)被羟基、单氨基或多氨基(其中至少一个氮原子具有碱性性质)或氨基甲酸酯基团封端的聚氧基-C2-至-C4-亚烷基；
[0110] (A8)衍生自琥珀酸酐并且具有羟基和/或氨基和/或酰氨基和/或亚氨基的部分；和/或
[0111] (A9)通过取代的酚与醛和单胺或多胺的曼尼希反应(Mannich reaction)获得的部分。
[0112] 确保了在碱性流体中的足够溶解度的上述去污剂添加剂中的疏水性烃原子团具有85至20 000，尤其是113至10,000，特别是300至5000的数量平均分子量(Mn)。尤其是与极性部分(A1)、(A8)和(A9)结合的典型的疏水性烃原子团包括聚链烯烃(聚烯烃)，例如各自具有300至5000，优选500至2500，更优选700至2300，且尤其是700至1000的Mn的聚丙烯基、聚丁烯基和聚异丁烯基。
[0113] 上述去污剂添加剂组的非限制性例子包括下述：
[0114] 包含单氨基或多氨基(A1)的添加剂优选为基于具有Mn为300-5000的聚丙烯或常规(即，具有占优势的内部双键)聚丁烯或聚异丁烯的聚链烯烃单胺或聚链烯烃多胺。当具有占优势的内部双键(通常在β和γ位置)的聚丁烯或聚异丁烯用作添加剂制备中的原材料时，可能的制备途径是通过氯化和后续胺化或通过用空气或臭氧氧化双键，以得到羰基或羧基化合物，以及在还原(氢化)条件下的后续胺化。此处用于胺化的胺可为例如氨、单胺或多胺，例如二甲基氨基丙胺、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或四亚乙基五胺。基于聚丙烯的相应添加剂特别在WO-A-94/24231中描述。
[0115] 包含单氨基(A1)的进一步优选的添加剂是平均聚合度为5-100的聚异丁烯与氮氧化物或氮氧化物和氧的混合物的反应产物的氢化产物，如特别在WO-A-97/03946中描述的。
[0116] 包含单氨基(A1)的进一步优选的添加剂是通过与胺的反应以及氨基醇的后续脱水和还原而可从聚异丁烯环氧化物中获得的化合物，如特别在DE-A-196 20 262中描述的。
[0117] 包含聚氧基-C2-C4-亚烷基部分(A6)的添加剂优选为聚醚或聚醚胺，其可通过C2-至C60-链烷醇、C60-至C30-链烷二醇、单-或二-C2-至C30-烷基胺、C1-C30-烷基环己醇或C1-C30-烷基酚与1至30摩尔的环氧乙烷和/或环氧丙烷和/或环氧丁烷/羟基或氨基反应而获得，并且在聚醚胺的情况下，随后为用氨、单胺或多胺的还原胺化。这些产物特别在EP-A-310 875、EP-A-356 725、EP-A-700 985和US-A-4 877 416中描述。在聚醚的情况下，这样的产物也具有载体油性质。这些的典型例子是十三烷醇丁氧基化物、异十三烷醇丁氧基化物、异壬基酚丁氧基化物以及聚异丁烯醇丁氧基化物和丙氧基化物，以及相应的与氨的反应产物。
[0118] 包含衍生自琥珀酸酐并且具有羟基和/或氨基和/或酰氨基和/或亚氨基基团的部分(A8)的添加剂优选是相应的聚异丁烯基琥珀酸酐衍生物，其可通过使Mn为300-5000的常规或高度反应性聚异丁烯反应通过热途径或经由氯化聚异丁烯与马来酸酐反应而获得。特别有利的是具有脂族多胺如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或四亚乙基五胺的衍生物。这些添加剂特别在US-A-4 849 572中描述。
[0119] 包含通过取代的酚与醛和单胺或多胺(A9)的曼尼希反应获得的部分的添加剂优选是聚异丁烯取代的酚与甲醛和单胺或多胺如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺或二甲基氨基丙胺的反应产物。聚异丁烯取代的酚可来自Mn为300-5000的常规或高度反应性的聚异丁烯。这种“聚异丁烯-曼尼希碱”特别在EP A-831 141中描述。
[0120] 优选地，本发明的汽油组合物中使用的去污剂添加剂含有至少一种含氮去污剂，更优选含有数量平均分子量在300至5000范围内的疏水性烃原子团的至少一种含氮去污剂。优选地，含氮去污剂选自聚链烯烃单胺、聚醚胺、聚链烯烃曼尼希胺和聚链烯烃琥珀酰亚胺。方便地，含氮去污剂可为聚链烯烃单胺。
[0121] 在上文中，组分的量(浓度、％v/v、mg/kg(ppm)、％m/m)是活性物质的量，即排除挥发性溶剂/稀释剂材料。
[0122] 本发明的液体燃料组合物可通过将石脑油与适用于内燃机中的汽油基础燃料混合来产生。因为石脑油与之混合的基础燃料是汽油，所以产生的液体燃料组合物是汽油组合物。
[0123] 已惊讶地发现，在液体燃料组合物中使用0.5至50％v/v的石脑油(特别是费-托衍生的石脑油)在火花点火式内燃机中提供了在改进的燃料消耗方面的益处，特别是其中火花点火式内燃机包括在混合电动车辆，特别是插电式混合电动车辆的动力传动系统内。
[0124] 通过参考下述非限制性实例进一步描述本发明。
[0125] 实例
[0126] 本实例测试了与常规ICE车辆相比，PHEV中的冷启动能力、功率输出性能、CO2排放和燃料消耗。实例使用标准EN 228兼容汽油(比较-燃料A)相对于测试汽油组合物(实验-燃料B)。比较和实验燃料的性质在表1中阐述。
[0127] 表1燃料性质
[0128]
[0129]
[0130] 参考燃料(燃料A)是辛烷值为RON 96.5的标准无铅汽油，其满足目前的EN228规格，并且类似于常规的主级汽油燃料。这种燃料作为比较的基准。实验燃料(燃料B)是参考燃料(燃料A)与10％GTL石脑油的共混物。它具有RON 91.3的低辛烷值，并且其RON和MON两者均低于目前的EN228规格，在其他方面它满足了EN228规格。
[0131] 车辆
[0132] 选择由Amberjac 转换为具有插电式充电能力的2008Toyota Prius 1.5 T4 HEV用于作为代表性PHEV的测试。这与通过常规火花点火、直接燃料喷射、内燃机(ICE)技术提供动力的标准2004 Volkswagen Golf 1.6 FSI相比较。两个车辆的ICE均使用具有可变气门正时的四冲程循环运行。
[0133] 性能评价
[0134] 燃料制剂的一个重要考虑因素是任何燃料衍生的性能益处或缺点的潜力。这些最通常通过在加速和/或稳定条件期间在满负荷下运行车辆(或发动机)来确定。使燃料A和燃料B经受功率性能测试。评价功率输出的条件在表2中阐述。
[0135] 表2性能测试
[0136]
[0137] 测量经过NEDC的CO2排放和燃料消耗
[0138] 这两种车辆均用于在5℃的试验温度下在四轮驱动底盘测功机上进行的CO2排放和燃油消耗测试。标准NEDC(新欧洲驾驶循环(New European Driving Cycle))用于排放测量。使用碳平衡法计算燃料消耗，所述碳平衡法基于通过发动机和排气系统的碳质量连续性的简单原理。因此，将所测量的废气(CO、CO2和总未燃烧的烃)的碳含量共计，并且将其与当前所使用的燃料中存在的碳相比较，导致燃料消耗的准确测定。现代车辆配备有废气后处理系统，其设计为将废气中的烃材料转化为另外的水和CO2。燃料消耗因此一般视为与CO2排放强烈相关。
[0139] 下表(表3)概述了冷启动新欧洲驾驶循环(NEDC)的结果，连同基于在运行测试之前的普遍常识的概念预测。
[0140] 表3
[0141]
[0142] 燃料B与燃料A相比的功率输出的％益处的结果显示在下表4中，连同基于在运行测试之前的普遍常识的概念预测。
[0143] 表4
[0144]
[0145] *2次测量的平均值
[0146] 讨论
[0147] 令人惊讶的是，发现尽管它的低辛烷值，燃料B在两辆车中仍以比燃料A更低的速率消耗。
[0148] 特别地，表3中的结果显示使用低辛烷值的含有费-托石脑油的燃料显示在燃料经济性方面特别是在PHEV车辆中的益处。因此，本发明提供了在一般而言的ICE中，并且更适当地在混合电动车辆的动力传动系统内包含的ICE中具有低辛烷值的含有石脑油，尤其是GTL石脑油的燃料的利用。
[0149] 表4中的结果显示与混合电动车辆中的燃料A相比，燃料B显示功率输出中的益处。鉴于燃料B的低辛烷值，这个益处是令人惊讶的。
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