Применение повышающего вязкость компонента в дизельном топливе

Применение повышающего вязкость компонента в дизельном топливе

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к новым областям применения определенного типа компонента дизельного топлива и к способам улучшения эксплуатационных характеристик дизельного двигателя с турбонаддувом.

Уровень техники

Многие транспортные средства с дизельным двигателем оборудованы турбонаддувом, что улучшает их выходную мощность за счет увеличения количества воздуха, поступающего в камеру сгорания. Обычно работа турбонаддува регулируется с помощью системы управления двигателем автомобиля.

Хотя часто можно улучшить характеристики менее сложных дизельных двигателей за счет оптимизации состава и/или свойств дизельного топлива, поступающего внутрь двигателя, для современных двигателей с турбонаддувом такие варианты улучшения характеристик за счет топливной композиции становятся более ограниченными, поскольку системы управления двигателем часто программируются с компенсацией изменений в потреблении топлива.

В документе WO-A-2005/054411 описано применение компонента, повышающего вязкость композиции дизельного топлива, с целью улучшения тягового усилия автомобиля (ТУА) и/или приемистости дизельного двигателя, в который подается эта композиция. В документе приведены примеры улучшения среднего времени ускорения при широко открытой дроссельной заслонке (ШОД), во всем диапазоне числа оборотов двигателя, приблизительно от 1300 об/мин и выше, и в испытании тягового усилия автомобиля в установившемся режиме, при постоянном числе оборотов двигателя 2000 об/мин и выше, для двигателей с турбонаддувом, а также без турбонаддува. Однако отсутствуют конкретные данные об улучшении приемистости при пониженном числе оборотов двигателя. К тому же именно при малых скоростях водитель мог бы наиболее вероятно заметить улучшение характеристики ускорения.

Было бы желательно иметь возможность дополнительного улучшения эксплуатационных характеристик дизельного двигателя с турбонаддувом путем изменения состава и/или свойств дизельного топлива, поступающего внутрь двигателя, поскольку можно ожидать, что это обеспечит более простой, гибкий и экономически эффективный способ оптимизации эксплуатации, чем путем осуществления структурных или эксплуатационных изменений в самом двигателе.

Раскрытие изобретения

Согласно первому замыслу настоящего изобретения разработано применение компонента, повышающего вязкость, в композиции дизельного топлива для повышения, то есть улучшения приемистости, при низком числе оборотов дизельного двигателя с турбонаддувом, в который вводится (или будет введена) топливная композиция, или транспортного средства с таким двигателем.

Термин "дизельный двигатель" означает двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, который приспособлен для работы на дизельном топливе.

Термин "дизельный двигатель с турбонаддувом" означает дизельный двигатель, который эксплуатируется с турбонаддувом, обычно под контролем электронной системы управления двигателем.

Термин "приемистость" обычно включает в себя реагирование двигателя на открытие дроссельной заслонки, например, степень ускорения двигателя от любого заданного числа оборотов. Термин "малое число оборотов двигателя" обычно означает скорость до 2200 об/мин, в частности до 2000 об/мин, например, от 500 до 2200 об/мин или от 1200 до 2000 об/мин. "Малое число оборотов двигателя" может означать число оборотов двигателя ниже того уровня, при котором система управления двигателем, которая контролирует работу турбонаддува, начинает ограничивать форсированный режим, обеспечиваемый турбонаддувом, и/или регулировать давление воздуха в двигателе с наддувом.

Неожиданно было обнаружено, что даже под контролем системы управления двигателем, для топлив с повышенной вязкостью можно получить преимущества по характеристикам дизельного двигателя с турбонаддувом, и что эти преимущества существенно больше при малом числе оборотов двигателя (например, в рассмотренном выше диапазоне), чем при высоких скоростях. Это ни в коей мере нельзя было предвидеть из относящихся к более высоким скоростям данных документа WO-A-2005/054411, которые в случае данных ТУА были получены при фиксированных скоростях, а в случае времени ускорения при ШОД были усреднены по всему диапазону чисел оборотов двигателя вплоть до 3500 об/мин или выше. Преимущества этих характеристик, обеспечиваемые настоящим изобретением, могут влиять на скорость нарастания турбонаддува; наблюдается переходный режим при ускорении от пониженного диапазона скоростей, в то время как описанные в документе WO-A-2005/054411 исследования были направлены скорее на установившийся режим работы двигателя.

Кроме того, можно было бы ожидать, что топливо с повышенной вязкостью могло бы ухудшить характеристики дизельного двигателя, например, за счет отрицательного влияния на распыление введенного топлива, таким образом, снижается скорость испарения топлива, в свою очередь, это вызывает потери мощности, и/или рост потерь при нагнетании в оборудовании для инжекции топлива. Вместо этого было обнаружено, что выгоды от повышения вязкости дизельного топлива могут перекрывать любые такие потенциально отрицательные эффекты.

В ходе последующих исследований была выдвинута гипотеза, что повышенная вязкость топлива вызывает ускорение разгона двигателя с турбонаддувом, который таким образом, достигает максимума скорости при пониженном числе оборотов двигателя. В современном дизельном двигателе с турбонаддувом, увеличение скорости турбонаддува приводит к росту нагрузки и числа оборотов двигателя, пока не будет достигнут заданный максимум скорости турбонаддува. "Раннее" форсирование двигателя, с более быстрым нарастанием скорости турбонаддува при меньшем числе оборотов двигателя, в свою очередь, может вызвать отчетливое улучшение приемистости при меньшем числе оборотов двигателя, что воспринимается водителем как более быстрый "разгон" или реакция ускорения.

Кроме того, в изобретении обнаружено, что в некоторых случаях система управления двигателем (СУД) может усилить этот эффект. При ускорении с полной нагрузкой использование топлива с повышенной вязкостью приводит к увеличению количества инжектированного топлива, поэтому в выхлопных газах двигателя с турбонаддувом остается больше энергии. В свою очередь, это приводит к более высокому давлению воздуха, поступающего в двигатель, а, следовательно, к получению всасываемой смеси с повышенным содержанием воздуха. Вероятной реакцией системы управления двигателем на это будет впрыск большего количества топлива, таким образом, движение с турбонаддувом становится еще быстрее. Эта реакция положительной обратной связи прекращается, когда турбонаддув достигает максимальной скорости, и затем система управления двигателем производит регулировку, ограничивая турбонаддув и регулируя давление поступающего воздуха. Авторы полагают, что эти эффекты объясняют, почему улучшение характеристик, наблюдаемое при использовании топлива повышенной вязкости, может усиливаться при пониженном числе оборотов двигателя. Напротив, при повышенном числе оборотов двигателя, давление поступающего воздуха более тщательно регулируется системой СУД, и тогда улучшение характеристик за счет повышенной вязкости топлива может ослабляться и/или труднее поддается обнаружению.

Таким образом, настоящее изобретение может быть использовано для того, чтобы форсировать характеристики турбонаддува при малом числе оборотов двигателя, обычно в большей степени, чем можно было ожидать только на основании характеристик топливной композиции, содержащей компонент, повышающий вязкость. Настоящее изобретение целесообразно включает использование компонента, повышающего вязкость, для уменьшения числа оборотов двигателя, при котором турбонаддув достигает максимума скорости при ускорении, или для увеличения интенсивности, при которой увеличивается скорость турбонаддува (особенно при малом числе оборотов двигателя) или для уменьшения времени, необходимого для достижения максимальной скорости турбонаддува.

Осуществление изобретения

Число оборотов двигателя можно легко определить путем опроса системы управления двигателем в ходе регулируемых испытаний на разгон. В качестве альтернативы обороты можно измерять с использованием динамометра. Обычно такие испытания проводятся при широко открытой дроссельной заслонке. Они могут включать разгон двигателя при фиксированной интенсивности от малого до высокого числа оборотов двигателя, например, как описано ниже в примерах.

Скорость турбонаддува связана с давлением воздуха, поступающего в двигатель (то есть, форсированное давление из турбонаддува), которое может быть измерено или с использованием традиционных датчиков давления или в некоторых случаях путем опроса системы управления двигателем, обычно с использованием испытаний, описанных выше. В свою очередь, это позволяет определить момент, когда скорость турбонаддува достигает наибольшего значения, или определить интенсивность роста скорости турбонаддува.

Кроме того, приемистость можно оценить с помощью водителя с соответствующим опытом, который разгоняет автомобиль, приводимый в движение испытываемым двигателем, например, от 0 до 100 км/час, на шоссе. Транспортное средство должно быть оборудовано соответствующими приборами, такими как спидометр, для того чтобы зарегистрировать изменения приемистости в связи с числом оборотов двигателя.

Другим следствием этого увеличения интенсивности разгона турбонаддува является то, что может быть быстрее достигнут максимальный крутящий момент двигателя. Таким образом, компонент, повышающий вязкость, может быть использован для уменьшения времени, которое необходимо двигателю, чтобы достичь наибольшего значения крутящего момента при разгоне, или увеличения интенсивности, при которой достигается максимальный крутящий момент двигателя, или уменьшения числа оборотов, при котором достигается максимальный крутящий момент двигателя.

Более типично, компонент, повышающий вязкость, может быть использован для увеличения крутящего момента двигателя при любой заданной скорости, в диапазоне малого числа оборотов двигателя.

Крутящий момент двигателя можно рассчитать, зная силу, действующую на динамометр колесами транспортного средства с испытываемым двигателем. Этот момент может быть измерен непосредственно с колес такого автомобиля, с использованием соответствующего специального оборудования (например, Kistler™ RoaDyn™).

Еще одним следствием использования компонента, повышающего вязкость согласно настоящему изобретению, является то, что быстрее достигается наибольшее значение давления воздуха, поступающего в двигатель, (до того, как СУД начнет регулировать давление подпитки). Таким образом, компонент, повышающий вязкость, может быть использован для уменьшения времени, которое необходимо, чтобы давление поступающего воздуха достигло наибольшего значения при разгоне, или уменьшения числа оборотов двигателя, при котором достигается максимальное давление поступающего воздуха. Этот компонент может быть использован для уменьшения числа оборотов двигателя, при котором система управления двигателем начинает регулировать давление поступающего воздуха, или времени начала такого регулирования.

Давление поступающего воздуха может быть измерено с использованием промышленно доступного датчика давления, например, расположенного в канале воздухоприемника транспортного средства с испытываемым двигателем, непосредственно после турбонаддува.

Настоящее изобретение находит применение для улучшения характеристики разгона от малой скорости для дизельного двигателя с турбонаддувом или автомобиля, приводимого в движение таким двигателем. Характеристику разгона от малой скорости можно оценить при разгоне двигателя и мониторинге изменений числа оборотов двигателя, крутящего момента двигателя, давления подпитки воздуха и/или скорости турбонаддува во времени. Такая оценка может быть легко осуществлена во всем диапазоне числа оборотов двигателя, например, от 1200 до 2000 об/мин или от 1400 до 1900 об/мин.

Обычно улучшение характеристики разгона от малой скорости можно заметить по уменьшению времени ускорения, и/или по одному или нескольким эффектам, которые описаны выше, например, по ускоренному увеличению крутящего момента двигателя или скорости турбонаддува, или увеличению крутящего момента двигателя при любой заданной скорости.

В контексте настоящего изобретения "улучшение" приемистости при пониженной скорости включает в себя любую степень улучшения. Аналогично, уменьшение или увеличение измеряемого параметра, - например, времени, необходимого для достижения наибольшего значения скорости турбонаддува - включает в себя любую степень уменьшения или увеличения, в зависимости от обстоятельств. Улучшение, то есть уменьшение или увеличение - в зависимости от обстоятельств, - может быть сопоставлено с соответствующим параметром, при использовании топливной композиции до введения компонента, повышающего вязкость, или при использовании другой аналогичной топливной композиции с меньшей вязкостью. Улучшение может быть сопоставлено с соответствующим параметром, измеренным при работе такого двигателя на другой аналогичной топливной композиции, которую предполагается использовать (например, поставлять на рынок) в дизельных двигателях с турбонаддувом, до добавления компонента, повышающего вязкость топлива.

Например, настоящее изобретение может включать регулирование свойств, и/или характеристик, и/или эффектов композиции дизельного топлива, в частности влияния топлива на приемистость при пониженной скорости дизельного двигателя с турбонаддувом, с использованием компонента, повышающего вязкость, для достижения желательной цели. Как описано в документе WO-A-2005/054411 (смотрите в частности стр.3, строка 22 до стр.4, строка 17), улучшение приемистости при пониженной скорости также может включать смягчение, по меньшей мере частичное, уменьшения, то есть, ухудшения приемистости, вызванного другой причиной, в частности из-за другого топливного компонента или присадки, введенных в композицию дизельного топлива. В качестве примера, топливная композиция может содержать один или несколько компонентов, предназначенных для снижения общей плотности топлива с целью снижения уровня выбросов двигателя, образующихся при сгорании; уменьшение плотности может привести к потере мощности двигателя, однако этот эффект может быть преодолен или, по меньшей мере, смягчен, за счет использования компонента, повышающего вязкость в соответствии с настоящим изобретением.

Кроме того, улучшение приемистости при пониженной скорости может включать восстановление, по меньшей мере частичное, приемистости, которая оказалась сниженной по другой причине, такой как использование топлива, содержащего кислородсодержащие соединения (например, так называемое "биотопливо"), или накопление отложений в двигателе, связанных со сгоранием (обычно в топливных инжекторах). В случае применения настоящего изобретения для уменьшения числа оборотов двигателя, при котором система управления двигателем начинает регулировать давление поступающего воздуха (которое также может быть числом оборотов двигателя, при котором достигается наибольшее значение скорости турбонаддува, и при котором достигается наибольшее значение давления поступающего воздуха), это уменьшение может составлять, например, 5 об/мин или больше, предпочтительно 10 об/мин или больше, или 15 или 20 или 25 или 50 или 75 или 80 об/мин или больше, в некоторых случаях до 100 об/мин. Благодаря контуру положительной обратной связи, рассмотренному выше, относительно небольшое уменьшение числа оборотов двигателя может привести к относительно большим изменениям мощности, крутящего момента и общей приемистости двигателя. Соответствующее число оборотов двигателя может быть снижено, по меньшей мере на 0,25%, предпочтительно, по меньшей мере на 0,50%, или по меньшей мере на 0,75 или 1 или 1,25 или 1,5 или 2 или 3 или 4%, в некоторых случаях приблизительно до 5%.

В случае использования настоящего изобретения для увеличения крутящего момента двигателя, в течение периода разгона, при заданном числе оборотов двигателя, это увеличение может составлять, по меньшей мере 0,5%, предпочтительно, по меньшей мере 1 или 2 или 3%, по сравнению с увеличением, полученным при работе двигателя на топливной композиции до введения компонента, повышающего вязкость, и/или при работе двигателя на другой аналогичной композиции дизельного топлива с меньшей вязкостью. Это увеличение может быть сопоставлено с крутящим моментом двигателя при соответствующей скорости, когда тот же самый двигатель работает на другой аналогичной топливной композиции, которую предполагается использовать (например, поставлять на рынок) в дизельных двигателях с турбонаддувом, до добавления компонента, повышающего вязкость топлива.

В случае использования настоящего изобретения для увеличения давления, форсирующего турбонаддув, в течение периода разгона (то есть, в ходе нарастания турбонаддува), при заданном числе оборотов двигателя, это увеличение может составлять, по меньшей мере 0,5%, предпочтительно, по меньшей мере 1 или 1,5 или 2%, по сравнению с полученным при работе двигателя на топливной композиции до введения компонента, повышающего вязкость, и/или при работе двигателя на другой аналогичной композиции дизельного топлива с меньшей вязкостью. Это увеличение может быть сопоставлено с давлением, форсирующим турбонаддув, при соответствующей скорости, когда тот же самый двигатель работает на другой аналогичной топливной композиции, которую предполагается использовать (например, поставлять на рынок) в дизельных двигателях с турбонаддувом, до добавления компонента, повышающего вязкость топлива.

В соответствии с настоящим изобретением компонент, повышающий вязкость, также может быть использован с целью улучшения развития мощности двигателя при малом числе оборотов двигателя. Другими словами, этот компонент может быть использован для увеличения средней мощности двигателя при разгоне двигателя, особенно в диапазоне малых скоростей, например, от 1200 до 1900 об/мин (или например, от 40 до 60 км/час на 4й передаче). Было установлено, что применение компонента, повышающего вязкость, приводит к более значительным преимуществам по мощности при малом числе оборотов двигателя, чем можно было бы ожидать просто в связи с изменением свойств топлива.

Как известно из уровня техники, мощность двигателя можно легко рассчитать по данным измерений крутящего момента двигателя и числа оборотов двигателя.

Кроме того, компонент, повышающий вязкость, может быть использован для увеличения мощности двигателя или крутящего момента, давления поступающего воздуха и/или объема инжектируемого топлива, при любом заданном числе оборотов двигателя, для дизельного двигателя с турбонаддувом, в частности при низком числе оборотов двигателя.

Применение топлива повышенной плотности также может улучшать приемистость двигателя при малом числе оборотов, таким же образом, как описано выше. В частности применение топлива с повышенной вязкостью наряду с повышенной плотностью может улучшать характеристики двигателя таким образом, как более подробно описано ниже.

Композиция дизельного топлива, в которой используется компонент, повышающий вязкость, в соответствии с настоящим изобретением, может быть композицией дизельного топлива любого типа, подходящего для применения в дизельном двигателе. Эта композиция может быть использована, и/или может быть подходящей, и/или приспособленной, и/или может быть предложена для применения в двигателе с воспламенением от сжатия, который оборудован турбонаддувом, независимо от типа дизельного двигателя: с непосредственным впрыском (DI), например, с ротационным насосом, встроенным насосом, насосным агрегатом, инжектором с электронным блоком или с топливной системой высокого давления, или в дизельном двигателе с косвенным впрыском (IDI). Композиция может быть подходящей, и/или приспособленной, и/или может быть предложена для применения в дизельных двигателях высокой и/или малой мощности.

В частности настоящее изобретение может быть использовано для двигателей IDI, и/или быстроходных (HSDI), для быстроходных двигателей высокого давления (НР-HSDI), с топливной системой высокого давления (CRDI) или двигателей с электронным блоком непосредственного впрыска (EUDI), например, работающих под давлением в диапазоне от 15 до 250 МПа. В варианте осуществления настоящее изобретение может быть использовано для двигателей IDI или EUDI.

Кроме компонента, повышающего вязкость, композиция дизельного топлива, полученная в соответствии с настоящим изобретением, может содержать один или несколько компонентов дизельного топлива традиционного типа. Такие компоненты обычно могут содержать жидкие углеводороды среднедистиллятного нефтяного топлива (топлив), например, произведенные из нефти газойли. Обычно такие топливные компоненты могут иметь органическое или синтетическое происхождение, и легко получаются путем дистилляции сырой нефти с выделением фракций желательного диапазона. Обычно эти фракции выкипают в диапазоне, типичном для дизельного топлива, т.е. от 150 до 410°C или от 170 до 370°C, в зависимости от сорта и области применения. Типичная топливная композиция будет содержать один или несколько продуктов крекинга, полученных путем расщепления тяжелых углеводородов.

Произведенный из нефти газойль, например, может быть получен путем перегонки и при необходимости (гидро)очистки исходной сырой нефти. Это может быть отдельный поток газойля, полученный в таком процессе нефтепереработки, или смесь нескольких газойлевых фракций, полученных в процессе нефтепереработки с использованием различных технологических маршрутов. Примерами таких газойлевых фракций являются: прямогонный газойль, вакуумный газойль, газойль, полученный в процессе термического крекинга, легкие и тяжелые рециркуляционные газойли, которые получаются в процессе крекинга с псевдоожиженным катализатором, и газойль, полученный в установке гидрокрекинга. Произведенный из нефти газойль при необходимости может содержать немного керосиновой фракции, произведенной из нефти.

Такие газойли могут быть обработаны в установке гидрообессеривания (ГОС) для того, чтобы снизить содержание серы до уровня, подходящего для введения в композицию дизельного топлива. В топливной композиции, полученной в соответствии с настоящим изобретением, само базовое топливо может представлять собой смесь из двух или более компонентов дизельного топлива, описанного выше типа. Топливо может представлять собой или может содержать так называемый "биодизельный" топливный компонент, такой как растительное масло или производные растительного масла (например, эфир жирной кислоты, в частности метиловый эфир жирной кислоты) или другое кислородсодержащее соединение, такое как кислота, кетон или сложный эфир. Такие компоненты могут иметь биологическое происхождение. Кроме того, они могут содержать топливо, произведенное из гидрированных растительных масел.

Базовое топливо может содержать топливо, произведенное в синтезе Фишера-Трошпа, в частности газойль, произведенный в синтезе Фишера-Тропша.

Компоненты дизельного топлива, содержащиеся в композиции, которая получена в соответствии с настоящим изобретением, обычно будут иметь плотность от 0,750 до 0,900 г/см³, предпочтительно от 0,800 до 0,860 г/см³, при 15°C (например, стандарт ASTM D-4502) и/или кинематическую вязкость при 40°C (КВ40) от 1,5 до 6,0 мм²/с (сантиСтокс) (ASTM D-445). Для дистиллятных топлив существует строгая корреляция показателей плотности и вязкости, на основании подобия их состава из ароматических и парафиновых углеводородов. Это означает, что при выборе компонента дизельного топлива с желательной повышенной или пониженной вязкостью обычно предполагается соответствующее повышение или снижение плотности.

Композиция автомобильного дизельного топлива, которая является результатом осуществления настоящего изобретения, обычно будет соответствовать спецификациям подходящего современного стандарта, например такого, как EN-590 (для Европы) или ASTM D-975 (для США). В качестве примера, суммарная топливная композиция может иметь плотность от 0,82 до 0,845 г/см³ при 15°C (ASTM D-4052); температуру выкипания 95% (Т95) композиции (ASTM D-86), равную 360°C или ниже; измеренное цетановое число (ASTM D-613) 51 или больше; КВ40 (ASTM D-445) от 2 до 4,5 мм²/с (сантиСтокс); содержание серы (ASTM D-2622) 50 мг/кг или меньше; и/или содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) (IP 391 (модиф.)) меньше чем 11 масс.%. Однако соответствующие спецификации могут отличаться в различных странах и с каждым годом и могут зависеть от предполагаемого применения топливной композиции.

Композиция дизельного топлива, полученная в соответствии с настоящим изобретением, может содержать топливные компоненты, свойства которых находятся за пределами указанных диапазонов, поскольку характеристики суммарной смеси могут отличаться, часто значительно, от свойств отдельных компонентов.

Композиция дизельного топлива, полученная в соответствии с изобретением, целесообразно содержит не больше чем 5000 вес.ч/млн (весовых частей на миллион) серы, обычно от 2000 до 5000 вес.ч/млн, или от 1000 до 2000 вес.ч/млн, или альтернативно до 1000 вес.ч/млн. Например, композиция может быть топливом с низким или очень низким содержанием серы, или свободным от серы топливом, например, содержащим не более мере 500 вес.ч/млн, предпочтительно не больше чем 350 вес.ч/млн, наиболее предпочтительно, не больше чем 100 или 50 или даже 10 вес.ч/млн серы.

Композиция может содержать присадки, как известно из уровня техники, например, как описано ниже.

Благодаря наличию компонента, повышающего вязкость, величина КВ40 композиции дизельного топлива, полученной в соответствии с настоящим изобретением, целесообразно может составлять 2,7 или 2,8 мм²/с (сантиСтокс) или больше, предпочтительно 2,9 или 3,0 или 3,1 или 3,2 или 3,3 или 3,4 мм²/с (сантиСтокс) или больше, в некоторых случаях 3,5 или 3,6 или 3,7 или 3,8 или 3,9 или даже 4 мм²/с (сантиСтокс) или больше. Величина KB40 может составлять до 4,5 или 4,4 или 4,3 мм²/с (сантиСтокс). В этом описании предполагается, что ссылки на вязкость, если не оговорено иное, означают кинематическую вязкость.

Наибольшее значение вязкости композиции дизельного топлива часто может быть ограничено существенными правовыми и/или промышленными техническими требованиями - например, в Европейской спецификации на дизельное топливо EN-590 оговаривается наибольшее значение кинематической вязкости при 40°C (KB 40), равное 4,5 мм²/с (сантиСтокс), тогда как дизельное топливо шведского класса 1 должно иметь KB 40 не больше чем 4,0 мм²/с (сантиСтокс). Однако в настоящее время типичные промышленные марки автомобильного дизельного топлива производятся с гораздо меньшей вязкостью, такой как приблизительно от 2 до 3 мм²/с (сантиСтокс). Таким образом, настоящее изобретение может включать манипулирование другими стандартными спецификациями на композицию дизельного топлива для того, чтобы увеличить вязкость топлива и улучшить приемистость при пониженной скорости двигателя с турбонаддувом, в который вводится композиция.

Композиция дизельного топлива, полученная в соответствии с настоящим изобретением, может быть, например, такой композицией, которая описана в документе WO-A-2005/054411, полное описание которого включено в настоящее изобретение как ссылка.

Используемый в настоящем изобретении компонент, повышающий вязкость, может быть любым компонентом, который способен повысить кинематическую вязкость композиции дизельного топлива, в которую он добавлен. Следовательно, этот компонент должен иметь кинематическую вязкость больше, чем вязкость топливной композиции до введения добавки. Он может быть собственно топливным компонентом, рецептура которого разработана таким образом, чтобы иметь высокую вязкость, например, в диапазоне, описанном ниже.

Компонент, повышающий вязкость, при введении в композицию дизельного топлива, легко увеличивает значение KB 40 композиции, по меньшей мере на 0,1 мм²/с (сантиСтокс), предпочтительно, по меньшей мере на 0,2, или 0,25, или 0,3, или 0,4, или 0,5 мм²/с (сантиСтокс), более предпочтительно по меньшей мере на 0,6, или 0,7, или 0,8, или 0,9, или 1 мм²/с (сантиСтокс), в некоторых случаях, по меньшей мере на 1,2, или 1,5, или 1,8, или 2 мм²/с (сантиСтокс).

В контексте настоящего изобретения, "применение" компонента, повышающего вязкость, в композиции дизельного топлива означает введение компонента, повышающего вязкость, внутрь композиции, обычно в виде смеси (то есть физической смеси) с одним или несколькими другими компонентами дизельного топлива, и при необходимости с одной или несколькими топливными присадками. Компонент, повышающий вязкость, удобно смешивается до введения композиции внутрь двигателя внутреннего сгорания или другой системы, которая будет работать на этой композиции. Вместо этого, или кроме того, применение может включать в себя эксплуатацию системы, потребляющей топливо, такой как двигатель, причем топливная композиция содержит компонент, повышающий вязкость, обычно путем введения композиции в камеру сгорания системы.

"Применение" компонента, повышающего вязкость, в соответствии с настоящим изобретением, также может включать поставку такого компонента, вместе с инструкциями по его применению в композиции дизельного топлива, для достижения одной или нескольких целей, описанных выше, в частности, с целью улучшения приемистости при пониженной скорости дизельного двигателя с турбонаддувом, в который вводится эта композиция.

Компонент, повышающий вязкость, легко согласуется с существенными спецификациями на дизельное топливо, поэтому он эффективно смешивается и эксплуатируется как часть композиции дизельного топлива. Следовательно, нет необходимости в том, чтобы сам компонент подходил для использования в качестве дизельного топлива; достаточно, чтобы суммарная топливная композиция, содержащая этот компонент, соответствовала применению в этом качестве. Однако целесообразно, чтобы компонент, повышающий вязкость, имел пределы выкипания, соответствующие диапазону кипения дизельного топлива, например, по спецификации EN-590. Некоторые масла высокой вязкости, которые могли быть использованы для увеличения вязкости, имеют диапазон выкипания за пределами спецификации обычного дизельного топлива и поэтому являются менее подходящими для использования в настоящем изобретении.

Поэтому составные части компонента, повышающего вязкость (или их основная часть, например, 95 масс.% или больше), предпочтительно имеют температуры кипения в диапазоне выкипания типичного дизельного топлива ("газойля"), то есть, приблизительно от 150 до 490°C для топлива с повышенным диапазоном кипения, или от 170 до 415°C для топлива с пониженным диапазоном кипения. Целесообразно они имеют температуру выкипания 90 масс.% от 300 до 470°C или от 300 до 400°C. Диапазоны выкипания можно определять, например, с использованием стандартного метода испытаний ASTM D-86 или ENISO 3405.

Удобно, чтобы компонент, повышающий вязкость, включал, или более предпочтительно, в существенной степени состоял из соединений, которые содержат только углерод и водород. Кроме того, может присутствовать ограниченное количество примесей, таких как соединения, содержащие серу. Предпочтительно, 80 масс.% или больше составных частей компонента представляют собой соединения, которые содержат только углерод и водород, более предпочтительно 90 масс.% или больше.

В частности компонент, повышающий вязкость, можно выбрать из топливного компонента, произведенного в синтезе Фишера-Тропша, масла и их комбинаций.

В контексте настоящего изобретения, термин "произведенный в синтезе Фишера-Тропша" означает, что материал представляет собой продукт или произведен из продукта синтеза Фишера-Тропша (или процесса конденсации Фишера-Тропша). Термин "произведенное не в синтезе Фишера-Тропша" можно интерпретировать соответственно. Следовательно, топливо, произведенное в синтезе Фишера-Тропша, или топливный компонент, будет представлять собой углеводородный поток, в котором значительная часть, за исключением добавленного водорода, произведена непосредственно или косвенно в процессе конденсации Фишера-Тропша.

В синтезе Фишера-Тропша монооксид углерода и водород превращаются в углеводороды с длинной цепочкой, обычно парафиновые углеводороды:

n(CO+2Н₂)=(-СН₂-)_n+nH₂O + теплота,

в присутствии подходящего катализатора и обычно при повышенной температуре (например, от 125 до 300°C, предпочтительно от 175 до 250°C) и/или повышенном давлении (например, от 0,5 до 10 МПа, предпочтительно от 1,2 до 5,0 МПа). По желанию, могут быть использованы соотношения водород: монооксид углерода, отличающиеся от 2:1.

В свою очередь, монооксид углерода и водород могут быть получены из органических, неорганических, природных или синтетических источников, обычно или из природного газа или из метана органического происхождения.

Компонент, повышающий вязкость, используемый в настоящем изобретении, может быть получен непосредственно при переработке нефти или в синтезе Фишера-Тропша, или косвенно, например, путем фракционирования или гидроочистки продукта переработки нефти или синтеза для того, чтобы получить фракционированный или гидроочищенный продукт. Гидроочистка может включать гидрокрекинг для того, чтобы отрегулировать диапазон кипения (например, смотрите документы GB-B-2077289 и EP-A-0147873), и/или гидроизомеризацию, которая может улучшить характеристики текучести на холоде за счет увеличения доли разветвленных парафинов. В документе EP-A-0583836 описан двухстадийный способ гидроочистки, в котором продукт синтеза Фишера-Тропша сначала подвергают гидрогенизационному превращению в таких условиях, что продукт не подвергается существенной изомеризации или гидрокрекингу (при этом гидрируются олефиновые и кислородсодержащие компоненты), и затем, по меньшей мере, часть полученного продукта подвергают гидрогенизационному превращению в таких условиях, что происходит гидрокрекинг и изомеризация, с образованием существенно парафинового углеводородного топлива. В последующем желательная газойлевая фракция (фракции) может быть выделена, например, путем дистилляции.

Для модифицирования свойств конденсационных продуктов синтеза Фишера-Тропша могут быть использованы другие виды обработки после синтеза, такие как полимеризация, алкилирование, дистилляция, крекинг-декарбоксилирование, депарафинизапия, изомеризация и гидрориформинг, как описано, например, в патентах США №№А-4125566 и A-4478955.

Типичные катализаторы синтеза парафиновых углеводородов по Фишеру-Тропшу содержат, в качестве каталитически активного компонента, металл из группы VIII Периодической системы элементов, в особенности рутений, железо, кобальт или никель. Такие подходящие катализаторы описаны, например, в патенте EP-A-0583836.

Примером способа на основе синтеза Фишера-Тропша является технология фирмы Shell™ "Газ в жидкое топливо" или "ГЖТ", ранее известная как способ SMDS (Shell Middle Distillate Synthesis) и описанная в документе "The Shell Middle Distillate Synthesis Process" («Синтез среднего дистиллята фирмы Shell», доклад van der Burgt и др., "The Shell Middle Distillate Synthesis Process", представленный на 5-м Всемирном симпозиуме по синтетическому топливу, Washington DC, ноябрь 1985; см. также публикацию под тем же названием в ноябре 1989 фирмы Shell International Petroleum Company Ltd, London, UK). В последнем случае, предпочтительные признаки процесса гидроконверсии могут быть такими, как раскрыто в изобретении. В этом процессе продукты среднедистиллятного диапазона получаются путем превращения природного газа в тяжелый углеводородный воск (парафины с длинной цепочкой), который затем может быть подвергнут гидроконверсии и фракционированию.

Для использования в настоящем изобретении топливный компонент, произведенный в синтезе Фишера-Тропша, предпочтительно