[发明专利]一种含锰化合物金属添加剂

说明书

本发明涉及一种合锰化合物金属添加剂。该添加剂包含一种或多种含锰化合物。该添加剂可以在燃料被导入燃烧室之前加入燃料中或者加入燃烧室后面的排气中。该添加剂通过例如改善排气后处理性能而提高柴油燃料燃烧系统的操作。

技术领域

本发明涉及一种合锰化合物金属添加剂。该添加剂包含一种或多种含锰化合物。该添加剂可以在燃料被导入燃烧室之前加入燃料中或者加入燃烧室后面的排气中。该添加剂通过例如改善排气后处理性能而提高柴油燃料燃烧系统的操作。

背景技术

燃料包含的金属添加剂被用于各种燃烧设备，用于例如提高辛烷值、改善发动机沉积物控制、气门座磨损控制、降低尾气排放和保护排气后处理系统。这些添加剂可以在炼油厂掺入燃料，或者作为浓缩物带在车上，在需要时加入燃料流。

车载金属添加剂浓缩物由于能够降低颗粒的点火点而被用于保持柴油机颗粒捕捉过滤器(DPFs)的寿命。通过降低点火点，实现了在较低排气温度下捕捉器的再生。这是有用的特征，因为柴油机的排气很少达到捕捉器热点火所必需的高温(超过450℃)。结果，颗粒负荷变得如此之高，以至于背压的提高会妨碍发动机的正常操作。此外，随后的点火是十分剧烈的，以至于产生的热量会烧结和/或熔化作为DPF的组成部分的催化剂。已经发现，通过使捕捉器能在相对较低的排气温度下得到经常再生，车载金属添加剂的使用能够降低背压和减少烧结。

锰是供DPFs使用的金属添加剂中的一种金属。使用的最普通的有机金属形式是二茂锰。然而，已经发现，二茂锰作为锰源并不总是有利的，特别是作为添加剂浓缩物时更是如此，因为二茂锰在各种溶剂中具有有限的溶解度。

发明内容

本发明的添加剂和方法是基于使用含锰化合物，并且特别是基于使用包括环烷酸锰的含锰化合物。添加剂中的锰能够促进作为燃烧副产物地碳颗粒物质的氧化。在被引入排放物流时，锰与颗粒的碳级分接触，加速碳的氧化反应，因此有助于后处理系统的再生。由于有助于后处理系统的再生，含锰添加剂防止了无法接受的排气背压的增大，否则由于在后处理系统、例如柴油机颗粒捕捉过滤器(DPF)中产生高的颗粒负荷，因此排气背压将增大。由于限制了DPF结构对源于高颗粒负载DPF的破坏性高放热量的暴露，因此含锰化合物还能提高DPF的寿命。

在一个实施方案中，燃烧添加剂包含环烷酸锰和烃溶剂。该添加剂具有大于大约55℃的闪点。在一个实施方案中，添加剂中的锰浓度大于15g/L。

在另一个可选方案中，减小源于排气后处理系统上颗粒负荷的发动机背压的方法包括几个步骤。这些步骤包括：提供具有排气后处理系统的燃烧发动机，在所述发动机中燃烧燃料以形成燃烧排气，将含锰化合物加入该燃烧排气，其中所述含锰化合物包括环烷酸锰。含锰化合物可以通过在燃料在发动机中燃烧之前将含锰化合物添加到燃料中而加入到燃烧排气中，或者在燃料在发动机中燃烧后加入到排气中。

另一种可供选择的提高柴油机微粒过滤器操作的方法是以类似的方式进行的。该方法的步骤包括：提供具有柴油机颗粒过滤器的燃烧发动机，在该发动机中燃烧柴油燃料而形成燃烧排气，和将合锰化合物加入到该燃烧排气中，其中合锰化合物包括环烷酸锰。

具体实施方式

实施例

金属添加剂浓缩物预计被贮藏在车载的特殊容器中，该容器满足超过50,000英里的车辆寿命的需要。因此，车载容器必须容纳足够的活性金属，以便能够维持所要求的运行时间。此外，添加剂浓缩物必须在车辆性能的极端状况下是稳定的。作为锰源的二茂锰在柴油燃料中的有限溶解度事实上妨碍了其被用于车载添加剂浓缩物。

环烷酸锰已经被认为是可与金属添加剂浓缩物的车载容器联合使用的适合的含锰化合物。特别地，环烷酸锰与烃溶剂结合使用已经被认为是有效的。