[发明专利]基于二乙醚的柴油燃料组合物

说明书

本发明涉及压缩点火燃料组合物。本发明特别涉及包含各自为可用作常规标准柴油机中的燃料的量的二乙醚、乙醇和水的a 压缩点火燃料组合物。

含醚共混物已知是优异的压缩点火发动机燃料。在许多公开文献，例如美国专利Nos. 4,892,561、5,906,664和7,449,034中描述了通过醇脱水制成的低碳醚作为压缩点火燃料的用途。

WO8100721公开了基本由下列成分构成的通用液体燃料：

a) 1体积%至71体积%的一种或多种含有1至8个碳原子的伯、仲或叔一元脂族醇、苄醇或其混合物；

b) 0.5体积%至10体积%的水；

c) 1体积%至90体积%的一种或多种植物油或其混合物；和

d) 10%至80%的一种或多种醚。

在美国专利申请008244960 A中提到包含至少大约80重量%醇和大约1-10体积%醚如二甲醚或二乙醚和大约0.008-0.02体积%蒸馏或的有机油的均匀液相的燃料共混物。

美国专利No. 7722688提到由通常液体烃燃料（其包含乙醇和二乙醚）、水、无氮表面活性剂和任选具有最多大约6的pKa的酸构成的具有0.5至50重量%水含量的燃料水共混组合物。

乙醇供能的压缩点火发动机的技术利用点火增强剂（igintion enhancers），如硝酸2-乙基己酯（EHN）、聚亚烷基二醇化合物（EP403516）、具有3-10羟基5基团（3-10 hydroxyl 5 groups）和环氧乙烷和/或环氧丙烷的多元醇（WO9505437）。但是，这些化合物昂贵并还需要对发动机的重大调节。该发动机通常与常规柴油机燃料相比在大约两倍压缩下运行。

我们已经发现，包含以预定混合比共混的二乙醚、乙醇和高含量水的混合物可用作标准压缩点火发动机燃料中的燃料。这种燃料的应用不需要常规柴油供能的压缩点火发动机燃料中的重大调节。这种燃料混合物的一个特定优点在于，它们可通过无水或含水乙醇的脱水产生，从而能使乙醇用作压缩点火发动机的燃料。

根据上述发现，本发明提供压缩点火燃料组合物，该组合物包含二乙醚(DEE)和水，所述二乙醚(DEE)和水的量与具有0至30重量%水含量的无水或含水乙醇(EtOH)的脱水反应产物相符，且特征进一步在于：

a) 对含有0至20重量%乙醇的混合物而言，按重量%计的二乙醚含量大于或等于50，按重量%计的水含量低于或等于50减去按重量%计的乙醇浓度；或

b) 对含有20至30重量%乙醇的混合物而言，按重量%计的二乙醚含量大于或等于54减去0.2乘以按重量%计的乙醇浓度，且按重量%计的水含量低于或等于46减去0.8乘以按重量%计的乙醇浓度；或

c) 对含有30至70重量%乙醇的混合物而言，按重量%计的二乙醚含量大于或等于61.5减去0.45乘以按重量%计的乙醇浓度，且按重量%计的水含量低于或等于38.5减去0.55乘以按重量%计的乙醇浓度。

与具有0至30重量%水含量的无水或含水乙醇的完全转化对应的无乙醇的燃料混合物是本发明的一部分。

图1中的阴影区对应于本发明的二乙醚/乙醇/水燃料混合物的组成范围。

借助本发明，与用常规柴油燃料运行相比，可以用基于乙醇/水混合物的燃料在无点火增强剂、无乳化剂和不对发动机作出重大调节的情况下运行压缩点火发动机。

本发明的燃料混合物在使用前不需要进一步提纯，如除去水。在燃料混合物中可存在附加组分，如润滑剂、乳化剂和抗氧化剂，但不是至关重要的。

可以通过以适当量混合水、二乙醚和乙醇或通过具有0至30重量%水含量的无水或含水乙醇的脱水或通过产生本发明的燃料组合物的任何其它方法制造燃料混合物。

制造燃料的方法可包括旨在获得位于自然平衡外的二乙醚收率的步骤，如萃取、蒸馏、催化蒸馏、水或二乙醚的吸附、再循环。

本发明的一个优选实施方案包含与具有0至30重量%水含量的无水或含水乙醇的脱水反应产物相符的量的乙醇、二乙醚(DEE)和水的三元混合物，特征进一步在于乙醇含量大于或等于8重量%。这对应于图1中的区域A和B所示的燃料组成。

可通过具有0至30重量%水含量的无水或含水乙醇使用本领域中已知的酸催化剂的催化脱水制造这些燃料组合物，没有分离工艺以提高收率。在制成燃料混合物后，该产物在使用前不需要进一步提纯。这意味着在乙醇/二乙醚燃料的车上应用中，既不要求除去在乙醇转化中生成的水，也不要求通过其它方式提高二乙醚浓度。