用于清洁内燃机系统的组合物的制作方法

1.本公开的实施方案涉及用于清洁内燃机系统、特别是用于清洁为车辆和其他装置提供动力的内燃机系统的组合物。


背景技术：

2.内燃机系统通常用于为车辆和其他机器提供动力。在一些实施方案中，内燃机系统包括燃料储存系统、内燃机、用于将燃料引入发动机的燃料注入系统、催化转化器和排气系统。
3.随着时间的推移，这些部件上会积聚沉积物，这会降低内燃机系统的性能并增加内燃机系统的排放量。减少或去除此类沉积物的组合物是已知的，但是这些组合物的闪点相对较低，因此使用起来很危险，运输和储存也有问题。
4.因此，需要提供具有提高的闪点的用于内燃机系统的清洁组合物。
5.本说明书中提及的所有比例均以总组合物的体积百分比表示，除非另有说明。


技术实现要素：

6.根据本公开的各种但不一定是所有的实施方案，提供了一种用于清洁内燃机系统的组合物，其中组合物包括：
7.烃，其中烃包括分别的第一烃和第二烃，其中第一烃包括润滑剂，其中润滑剂具有根据astm d93测量的小于80℃的闪点，其中第二烃包括芳烃，其中芳烃具有根据astm d93测量的大于62℃的闪点；和
8.氧供体，其中氧供体包括分别的第一氧供体和第二氧供体，其中第一氧供体含有羟基并具有根据astm d93测量的45℃至95℃的闪点，并且其中第二氧供体含有羰基或醚基并具有根据astm d93测量的50℃至120℃的闪点。
9.组合物可具有根据astm d93测量的大于55℃的闪点。组合物可具有根据astm d93测量的大于60℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的大于63℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的大于66℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的70℃的闪点。
10.第一氧供体可包括单种化合物(individual chemical compound)，或者可包括多种不同的化合物。第二氧供体可包括单种化合物，或者可包括多种不同的化合物。
11.第一氧供体在单种化合物中可具有5至8个碳原子。
12.羟基可以为伯醇。第一氧供体可含有单个羟基，其可以为伯醇。
13.第一氧供体可具有根据astm d93测量的50℃至93℃的闪点。
14.第一氧供体可具有根据astm d93测量的至少50℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的至少55℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的至少80℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的至少90℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的至少93℃的闪点。
15.第一氧供体可选自：苯甲醇、2-甲基丁-1-醇、2-乙基丁-1-醇和2-乙基己醇。
16.第一氧供体可包括以下中的一种或多种：苯甲醇、2-甲基丁-1-醇、2-乙基丁-1-醇
或2-乙基己醇。第一氧供体可包括苯甲醇。
17.第一氧供体可选自：苯甲醇、2-甲基丁-1-醇、2-乙基丁-1-醇和2-乙基己醇。
18.第一氧供体可以为苯甲醇，或者可以由苯甲醇组成。
19.第二氧供体在单种化合物中可具有5至8个碳原子。第二氧供体可以在单种化合物中具有1至4个氧原子。
20.第二氧供体可以在水中混溶。
21.第二氧供体可具有根据astm d93测量的55℃至115℃的闪点。
22.第二氧供体可具有根据astm d93测量的至少60℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的至少65℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的至少70℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的至少75℃的闪点，或者可具有根据astm d93测量的75℃的闪点。
23.第二氧供体可选自：二(丙二醇)甲醚(di(propylene glycol)methyl ether)、环戊酮、1-丁氧基-2-丙醇、3-辛酮、2-丁氧基乙-1-醇、二丙二醇单甲醚(dipropylene glycol monomethyl ether)、1-苯基乙-1-酮、丁二酸二乙酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇和2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇。
24.第二氧供体可包括以下中的一种或多种：二(丙二醇)甲醚、环戊酮、1-丁氧基-2-丙醇、3-辛酮、2-丁氧基乙-1-醇、二丙二醇单甲醚、1-苯基乙-1-酮、丁二酸二乙酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇或2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇。
25.第二氧供体可包括二(丙二醇)甲醚。
26.第二氧供体可选自：二(丙二醇)甲醚、环戊酮、1-丁氧基-2-丙醇、3-辛酮、2-丁氧基乙-1-醇、二丙二醇单甲醚、1-苯基乙-1-酮、丁二酸二乙酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇和2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇。
27.第二氧供体可为二(丙二醇)甲醚，或者可由二(丙二醇)甲醚组成。
28.烃可以包括分别的第一烃和第二烃。第一烃可包括单种化合物，或者可包括多种不同的化合物。第二烃可包括单种化合物，或者可包括多种不同的化合物。
29.润滑剂可具有根据astm d93测量的最高80℃、或最高70℃、或最高65℃的闪点。润滑剂可具有根据astm d93测量的小于70℃、或小于65℃的闪点。润滑剂可具有根据astm d93测量的20℃至80℃、或20℃至70℃、或30℃至70℃的闪点。
30.润滑剂可选自：煤油、无味煤油、矿物油、石油溶剂油(white spirit)、加氢脱硫重石脑油(石油)、溶剂精制重石脑油(石油)、加氢重石脑油(石油)、烃c
9-c
11
异烷烃、烃c
10-c
12
异烷烃和烃c
11-c
12
异烷烃。
31.润滑剂可包含以下中的一种或多种：煤油、无味煤油、矿物油、石油溶剂油、加氢脱硫重石脑油(石油)、溶剂精制重石脑油(石油)、加氢重石脑油(石油)、烃c
9-c
11
异烷烃、烃c
10-c
12
异烷烃或烃c
11-c
12
异烷烃。
32.润滑剂可包括无味煤油。
33.润滑剂可选自：煤油、无味煤油、矿物油、石油溶剂油、加氢脱硫重石脑油(石油)、溶剂精制重石脑油(石油)、加氢重石脑油(石油)、烃c
9-c
11
异烷烃、烃c
10-c
12
异烷烃和烃c
11-c
12
异烷烃。
34.润滑剂可以为无味煤油，或者可以由无味煤油组成。
35.芳烃可包括c10芳烃混合物。
36.组合物可包含比例为5:5至7:3的烃和氧供体，或可包含比例为6:4的烃和氧供体。
37.组合物可包含50至70体积％的烃，或可包含60体积％的烃。组合物可包含40至60体积％的芳烃，或可包含50体积％的芳烃。所述组合物可包含5至15体积％的润滑剂，或可包含10体积％的润滑剂。
38.组合物可包含30至50体积％的氧供体，或可包含40体积％的氧供体。组合物可包含10至30体积％的第一氧供体，或可包含20体积％的第一氧供体。组合物可包含10至30体积％的第二氧供体，或可包含20体积％的第二氧供体。
39.组合物可包含杀虫剂(biocide)。杀虫剂可包括甲基异噻唑啉酮。杀虫剂可包括甲基异噻唑啉酮和氯甲基异噻唑啉酮的混合物。组合物可包含0.015至6体积％的杀虫剂，或可包含0.05至2体积％的杀虫剂，或可包含0.05至1体积％的杀虫剂。
40.可能地，润滑剂包括无味煤油，芳烃包括c10芳烃混合物；以及
41.第一氧供体包括苯甲醇，第二氧供体包括二丙二醇单甲醚；以及
42.其中组合物可具有根据astm d93测量的大于63℃的闪点。
43.组合物可包含10体积％的无味煤油、50体积％的c10芳烃混合物、20体积％的苯甲醇和20体积％的二丙二醇单甲醚。
44.根据本公开的各种但不一定是所有的实施方案，提供了一种清洁内燃机系统的方法，其中所述方法包括：
45.将组合物传送入内燃机系统的发动机，其中组合物为前述段落中的任一种。
46.在一些实施方案中，组合物可以直接传送至发动机中。在其他实施方案中，可将组合物引入燃料箱，然后从燃料箱传送至发动机中。
47.根据本公开的各种但不一定是所有的实施方案，可以提供如所附权利要求中要求保护的实施方案。
48.简要说明
49.为了更好地理解有助于理解具体实施方式的各种实施方案，现在将仅以实施例的方式进行参考。
具体实施方式
50.描述了一种用于清洁内燃机系统的组合物，其中组合物包括烃和氧供体。
51.烃包括分别的第一烃和第二烃。第一烃包括润滑剂，其中润滑剂具有根据astm d93测量的小于80℃的闪点。第二烃包括芳烃，其中芳烃具有根据astm d93测量的大于62℃的闪点。
52.氧供体包括分别的第一氧供体和第二氧供体。第一氧供体包含羟基并具有根据astm d93测量的45℃至95℃的闪点。第二氧供体包含羰基或醚基并具有根据astm d93测量的50℃至120℃的闪点。
53.有利地，组合物具有根据astm d93测量的大于55℃的闪点。
54.本公开的一个实施例在下表1中描述。
55.实施例1
[0056][0057][0058]
实施例1的组合物具有根据astm d93测量的大于63℃的闪点。
[0059]
实施例1中的烃包括第一烃和第二烃。第一烃为无味煤油，第二烃为c10芳烃混合物。
[0060]
c10芳烃混合物为一种芳烃。在上述实施例1中，c10芳烃混合物为bas150(rtm)(cas号64742-94-5)。在其他实施例中，c10芳烃可以为以下中的任何一种：溶剂石脑油、shellsol 150(rtm)、atosol 150(rtm)、solvesso 150(rtm)、芳烃溶剂c10或kocosol 150(rtm)，或任何其他c10芳烃混合物。
[0061]
无味煤油充当润滑剂，即无味煤油为润滑剂。
[0062]
实施例1的氧供体包括第一氧供体和第二氧供体。第一氧供体包括苯甲醇，第二氧供体包括二丙二醇单甲醚。苯甲醇为芳族醇，因此含有羟基和芳族基团。二丙二醇单甲醚含有羟基和醚基。
[0063]
在一些实施例中，煤油可以被脱芳构化。在其他实施例中，煤油可包含芳族结构。无味煤油可以为脱硫的。煤油的闪点估计超过62℃，没有明确的上限，但通常可能不超过80℃。煤油可以为碳链长度从c7到c
18
(或在一些实施例中从c
12
到c
16
)变化的饱和烃的混合物。在一些实施例中，碳链为支链的、或直链的(脂肪族的)、或环状的(环烷烃)。在其他实施例中，碳链包括芳族结构，例如苯及其衍生物。
[0064]
为了清洁内燃机系统，将本公开实施例的组合物通入内燃机系统的发动机中。
[0065]
内燃机系统可包括二冲程或四冲程发动机，并且可用于为车辆(例如汽车或船或其它机器(例如割草机))提供动力。
[0066]
在一些实施例中，组合物被直接传送到发动机中。在这样的实施例中，发动机的燃料管线被断开并且发动机与用于将组合物直接传送到发动机中的装置相连接。
[0067]
在其他实施例中，将组合物引入燃料箱并从燃料箱传送到发动机。在这样的实施例中，燃料箱可能已经包含一定量的燃料。添加的组合物的量由包含在箱中的燃料量预先确定，并且其中每15升燃料添加的组合物的量为0.5至0.75升。在使用中，组合物在内燃机系统正常运行期间通过燃料注入系统传送至发动机。
[0068]
从发动机中，组合物的燃烧产物通过催化转化器，然后通过排气系统排出。应当理解，该组合物在发动机中燃烧时产生有机酸蒸气，例如，其包含羧酸蒸气。
[0069]
已经发现，如上所述使用的本公开的组合物改进了内燃机系统的性能并减少了内燃机系统的排放。
[0070]
内燃机系统通常用于为车辆和其他机器提供动力。在一些实施方案中，内燃机系统包括燃料储存系统、内燃机、用于将燃料引入发动机的燃料注入系统、催化转化器和排气系统。
[0071]
应当理解，本公开的组合物通过减少或去除来自例如燃料储存系统、内燃机、用于将燃料引入发动机的燃料注入系统、催化转化器和/或排气系统的沉积物来改善内燃机系统的性能并减少内燃机系统的排放物。
[0072]
应当理解，从催化转化器和排气系统去除或减少沉积物的一个促成因素是有机酸蒸汽的作用，该有机酸蒸汽是由发动机中的组合物燃烧产生的。
[0073]
挥发性材料的闪点是在给定点火源时材料将点燃的最低温度。因此，闪点被用作对挥发性物质是否易燃、高度易燃或极易燃进行分类的量度。
[0074]
闪点和可燃性分类之间的对应关系可能会因管辖权(jurisdiction)和监管行为规范(regulatory code of practice)而有所不同。然而，闪点越低，液体越易燃。
[0075]
仅作为示例，在这样一种监管行为规范中，“极易燃”液体的闪点低于0℃，“高度易燃”液体的闪点低于21℃(但不是极易燃)，易燃液体的闪点等于或大于21℃且小于或等于55℃。
[0076]
仅作为示例，在另一种此类监管行为规范中，在职业安全与健康管理局(occupational safety and health administration，osha)的危害通报标准中，“易燃”液体具有等于或大于23℃且小于或等于60℃的闪点标准。高于60℃的液体在本标准中被归类为“可燃”，即第4类液体。
[0077]
具有根据astm d93测量的大于例如55℃闪点的组合物涵盖(cover)具有大于55℃闪点的组合物。因此，具有根据astm d93测量的大于60℃闪点的组合物涵盖具有大于60℃闪点的组合物。
[0078]
按照上述量度，本公开的组合物未被归类为“易燃”、“高度易燃”或“极易燃”，而是在一些行为规范中被归类为“可燃液体”。因此，与分类为“易燃”、“高度易燃”或“极易燃”的已知组合物相比，此类组合物的使用危险性和运输和储存的问题要小得多。然而，使用本公开实施例的组合物导致与现有组合物相比大致相似或改善的排放减少和性能改善。
[0079]
在已知的组合物中，氧供体包括低闪点溶剂，例如丙酮(第一氧供体)和异丙醇(第二氧供体)。因此，这种已知的组合物具有相对低的闪点，因此使用起来是危险的并且在运输和储存方面存在问题。
[0080]
本公开的示例性第一氧供体具有比已知的第一氧供体相对更高的闪点，但具有相当的溶解能力。
[0081]
溶解能力通常通过溶剂的贝壳杉丁醇值(kauri-butanol value，kb值)来衡量。kb值是溶解能力的量度，kb值越高，溶解能力越强。
[0082]
本公开的示例性第二氧供体具有比已知的第二氧供体相对更高的闪点，但在水中具有相当的溶解度。
[0083]
此外，在已知组合物中，二甲苯可用作芳烃。为了进一步提高组合物的闪点，使用具有更高闪点的芳烃，例如c10芳烃混合物。
[0084]
因此，描述了具有如上文详述的许多优点的组合物和方法。
[0085]
尽管在前面的段落中已经参考各种实施例描述了本发明的实施方案，但是应当理解，对给出的实施例进行的改进不脱离所要求保护的本发明的范围。例如，芳烃、润滑剂、第一氧供体和第二氧供体中的每一种可以是不同化合物的混合物，例如，选自指定的组。
[0086]
在前面的说明中描述的特征可以在除了明确描述的组合之外的组合中使用。
[0087]
尽管已经参考某些特征描述了功能，但是这些功能可以由其他特征执行，无论是否描述。
[0088]
尽管已经参考某些实施方案描述了特征，但是这些特征也可以存在于其他实施方案中，无论是否描述。
[0089]
本文件中使用的术语“包括/包含(comprise)”具有包容性而非排他性。即任何提及包含y的x表示x可仅包含一个y或可包含多于一个y。如果意欲使用具有排他意义的“包括/包含(comprise)”，则在上下文中将提及“仅包含一个
……”
或使用“由
……
组成(consisting)”。
[0090]
在该简要描述中，参考了各种实施方案。与实施方案相关的特征或功能的描述表明那些特征或功能存在于该实施方案中。在文本中使用术语“实施例/实施方案(example)”或“例如”或“可/可以(may)”表示，无论是否明确说明，这些特征或功能至少存在于所描述的实施例/实施方案中，无论是否作为实施例/实施方案描述，并且它们可以但不一定存在于某些或所有其他实施例/实施方案中。因此，“实施例/实施方案”、“例如”或“可/可以”指的是一类实施例/实施方案中的特定实例。实例的性能可以是仅该实例的性能或该类的性能或该类的子类(包括该类中的一些但不是所有实例)的性能。因此，隐含地公开了参考一个实施例/实施方案而不是参考另一个实施例/实施方案描述的特征可以在可能的情况下用于该另一个实施例/实施方案，但不是必须用于该另一个实施例/实施方案。
[0091]
尽管在上述说明书中力图引起对本发明的那些被认为特别重要的特征的关注，但应当理解，申请人要求保护关于上文提到的和/或在附图中示出的任何可专利的特征或特征的组合，无论是否特别强调。