[其他]燃料添加剂和含有可溶性铂族金属化合物的燃料及其在内燃机中的使用

说明书

本发明涉及改善汽油和柴油内燃发动机的性能，更详细地说，涉及燃料添加剂的配方和使用以及能更有效地燃烧并减少有害排放物的燃料。

先前涉及在内燃发动机中使用铂族金属的研究已经导致减少排放物的催化转化器的发展。虽然不够理想或者不全如愿，依靠昂贵的机械装置已经变成准则，尽管有为了得到同样结果的先前的技术努力，亦即通过发动机设计和燃料添加剂得到较好的燃烧条件以便较廉价地改善燃烧。发动机设计方面的努力已经提供有效的改进，但这种改进的运行效率和减少有害排放物的双重目的难以同时达到。

至今还少有与燃料添加剂有关的成功经验，一方面由于把它导入燃料供给系统所必须的装置复杂，另一方面由于它包含较多的进口催化材料而价格昂贵。例如在美国专利4，295，816中，（Robinson）公开一种精心制作的导入水溶性铂族金属盐的输送系统。这种系统通过内燃发动机的空气进气孔以每千克燃料不多于9毫克催化剂的水平把铂族金属催化剂导入燃烧室中。

在美国专利2，086，775和2，151，432中，（lyons和Mckone）公开了加0.001到0.085%（即百万分之10到850）的金属有机化合物或其混合物到基本燃料如汽油、苯、燃料油、煤油或其混合物中以改进发动机各方面的性能。

在美国专利2，086，775中公开的金属中有钴、镍、锰、铁、铜、铀、钼、钒、锆、铍、铂、钯、铬、铝、钍和希土金属如铈。在美国专利2，151，432中公开的金属中有硒、锑、砷、铋、镉、碲、铊、锡、钡、硼、铯、镨、镧、钾、钠、、钛、钨和锌。在两个专利公开的内容中，优先的金属有机化合物都是β-双酮衍生物和它们的同系统，诸如乙酰丙酮，丙酰丙酮，甲酰丙酮及类似物的金属络合物。这种化合物提供的典型的氧对金属的比例在1∶1到1∶10的范围内，没有公开什么与氧的存在有联系的本质特征。

上述专利公开的内容中说，引入的浓度从0.001到0.04%（即从百万分之10到400），对于改善燃烧效率没有效果，但延长使用时间会变得有效果，是因为催化活性的沉积物在燃烧室中积累起来。该专利进一步说，一旦所需要量的催化活性沉积物已经积累起来，大约0.01%（即100ppm）的金属有机化合物通常就足够补充损失而维持沉积物的量。因此，所公开的化合物在低浓度下不能产生任何即时的催化效果。批给lyons和Dempsey的主要与水溶性催化剂有关的美国专利2，460，780在第一栏，11-36行确认这点。此外没有指出所公开的金属的优先氧化态。

lyons和Mekone的两个专利都没有公开含氧溶剂的应用或者指出高的氧对金属比例的重要性。在美国专利2，086，775的示例15中，钯的乙酰丙酮络合物按0.002%（20ppm）的数量级被加到燃料中去（对燃料没有专门指定，但可以假定是在示例1中使用的含铝的65辛烷汽油）。没有说氧和钯的重量比，虽然计算发现大约是1∶3，而钯的量级大约是10ppm。直到开动很久才发现对燃烧有改进作用。

上面指出的批给lyons和Dempsey的美国专利2，460，780主要涉及使用可溶于水或溶于别的“内部液体冷却剂”，如醇，水溶性的二醇或它们的水溶液中的催化剂。虽然按金属化合物的重量计算催化剂的量级被公开为低达0.001%，据说为了产生即时的催化效果，产生有用效果的催化剂化合物的量级可能最少为所装运行燃料重量的1%。在某些例子中，把按全部催化剂计算量级为0.01%的可溶于燃料的钴、铈和铬的催化剂加到燃料中去。没有公开量级低于0.01%的溶于燃料的催化剂或者与带氧的溶剂一起使用。并且，醇与二醇在与水溶性催化剂一起使用的地方，主要公布它们作为催化剂的助溶载体和已知的它们在高负载下的内冷却功能。

在德国专利2，500，683中，Branfl说过许多有催化性能的金属可以加到烃类燃料中去，以便在内燃发动机中燃烧时减少一氧化氮和氧化一氧化碳。该专利提到锂、钠、铅、铍、镁、铝、镓、锌、镉、碲、硒、矽、硼、锗、锑和/或锡的金属有机化合物或格氏试剂都可以各别地或作为混合物加到燃料中去。同样地钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钌、铑、钯、锇、铱、铂、银、金、镓、钼、铅和汞等金属与不同配体的金属络合物也可以分别地或作为混合物加到燃料中去。对于列在该专利中的各种组合物，建议铂族金属锇、铱和铂的浓度为从0.347到3.123克/升燃料的宽浓度范围，而特别有利的结果是从0.868到1.735克/升燃料的范围。考虑到这些金属和含有它们的组合物的价格，把它们按专利所说的有效的高量级使用是没有吸引力的。并且，不知道有四甲基铂的化合物存在。