[发明专利]用于柴油的十六烷值提高组分和含有该组分的柴油燃料

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高十六烷的组分，及含有该组分的柴油燃料，所 述十六烷值提高组分不会降低柴油燃料在寒冷条件下的性能以及氧化稳 定性。更具体地，本发明涉及对柴油燃料掺入源自植物和动物来源的产 品的组分。

背景技术

含有植物油衍生物的燃料具有较低的排放水平和更高的可生物降解 性，但它们通常显示为非常高的氧化敏感性并在寒冷环境下显示非常差 的性能。尽管存在这些缺点，近年来含有这些衍生物的燃料的销售量却 明显增加，这是因为这些衍生物的生产与来自原油的传统燃料相比变得 更加有竞争力。特别是，随着石油储量的减少，未来这种燃料生产将得 到更多正面的肯定。然而，这种组分在寒冷环境下非常差的性能及其高 的氧化敏感性长期以来构成了限制其在柴油燃料中高浓度使用的因素， 因为存在着其物理和化学性质将会危害到商用发动机的满意运行的风 险。考虑到这些发动机，目前很难在柴油燃料中以超过5％的水平使用这 些衍生物并获得最佳效率。

这些植物油衍生物通常为植物油或动物油甘油三酯的酯交换反应的 产物。一旦燃烧，他们具有与燃料的良好性能相适应的高的十六烷值。 对于这些衍生物，根据美国标准(ASTM D 6751)需要至少47的十六烷 值，在某些欧洲国家(例如德国)为51。由于十六烷值与低的氮氧化物 排放相关，这些产品的加入对于添加有从植物油和动物油获得的产品的 柴油燃料的生产意义非常重大。

G.Knothe等在《燃料》82，971-975(2003)中给出了许多脂肪酸 的酯的十六烷值，如棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸，特别是提高链的 长度和饱和性对十六烷值的有益效果，如以棕榈酸和硬脂酸的酯为例子。 此外，还观察到，酯的直链或支链属性没有影响。

在欧洲专利申请EP1484385中，描述了一种生物燃料，其含有以重 量计100％的棕榈油酯的混合物，这种混合物具有低的倾点，特别适于寒 冷国家而无需加入添加剂。这种生物燃料由C18(硬脂酸的)，C18:1(油 酸的)，C18:2(亚油酸的)的脂肪酸混合物通过甲醇或乙醇进行酯化反应， 然后通过甲基或乙基酯的分馏，最后结晶而生产。该生物燃料通过混合 源自棕榈油蒸馏的这些馏分而制成。其在环境法规下，作为一种从棕榈 油以及棕榈油酯的标准混合物获得的燃料用作柴油的替代物。

烯属脂肪酸酯含有超过16个碳原子，已知特别是甲酯在寒冷环境下 具有良好的性能，而且具有高的氧化敏感性。此外，尽管他们具有高十 六烷值的优势，已知带有最高达18个碳原子的饱和脂肪酸酯具有恶化生 物柴油的流动性的趋势。

发明内容

现已发现，在这些饱和脂肪酸的酯当中，将至少一种具有带至少16 个碳原子的碳链的饱和的酸酯，特别是至少一种硬脂酸的酯，下文称之 为硬脂酸酯，以特定的浓度加入到柴油燃料中，不仅能够提高该燃料的 十六烷值而且还能够稳定其抗氧化能力，且在寒冷环境下其性能不会明 显恶化。

本发明涉及一种用于柴油燃料的十六烷值提高和氧化稳定 (cetane-improving and oxidation-stabilizing)的组分，所述组分包含选自含 有1至6个碳原子的直链或支链的一元醇的酯的至少一种硬脂酸酯，所 述组分：

a)以纯状态加入到至少一种天然的或部分氢化形式的植物油或动物 油的酯的混合物中，

b)或包括在天然的或部分氢化形式的一种或多种的植物油和/或动物 油的酯的混合物中，

饱和与不饱和酯的混合物为硬脂酸酯的水平与植物油或动物油的酯 中存在的不饱和酯水平的总量的质量比率以重量计为1％至12％，不饱和 脂肪酸的酯为含有至少18个碳原子的不饱和的一元或多元酸，和一元醇 的酯。

在本说明书的下文中，提及的植物油或动物油硬脂酸酯将包括由全 部或部分氢化的，提取或非提取的植物油和动物油的酯化而形成的酯。 如果使用纯状态的硬脂酸酯，可选择地在与至少一种带有多于16个碳原 子的不饱和直链酸的酯的混合物中，将没有超出本发明的范围。

该组分以这样的浓度使用，在该浓度下，硬脂酸酯有助于提高十六 烷值，而不恶化在寒冷环境中燃料的性能，同时提高碳氢化合物的氧化 稳定性。