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KR19980701430A - 물-함유 연료에 사용되는 백금 금속 연료 첨가제(platinum metal fuel additive for water-containing fuels) - Google Patents

물-함유 연료에 사용되는 백금 금속 연료 첨가제(platinum metal fuel additive for water-containing fuels) Download PDF

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KR19980701430A
KR19980701430A KR1019970704820A KR19970704820A KR19980701430A KR 19980701430 A KR19980701430 A KR 19980701430A KR 1019970704820 A KR1019970704820 A KR 1019970704820A KR 19970704820 A KR19970704820 A KR 19970704820A KR 19980701430 A KR19980701430 A KR 19980701430A
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KR
South Korea
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fuel
water
platinum group
group metal
composition
Prior art date
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KR1019970704820A
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English (en)
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KR100444495B1 (ko
Inventor
제레미 디. 피터-호블라인
배리 엔. 스프라그
제임스 엠. 벨렌틴
Original Assignee
찰스 더블유, 그리넬
플라티눔 플러스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

백금족 금속 첨가제는 물을 배제시키기에 비실용적인 연료에 효과적이다. 연료 첨가제는 백금족 금속 화합물 및 친유성 유화제, 물과 혼화될 수 있는 친유성 유기 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 물-작용성 조성물을 포함한다. 첨가제는 바람직하게는 약 0.01중량%의 물을 함유하는 연료 조성물에 효과적이다.

Description

물-함유 연료에 사용되는 백금 금속 연료 첨가제
당분야는 매우 다양한 용도로 사용되는 다양한 연료 첨가제를 개발하였다. 연료 경제성을 달성시키기 위해 소량의 촉매 금속을 첨가할 수 있는 가능성을 제공하는 연료 첨가제가 가장 밀접하게 연구되었다. 엔진 마모, 증가된 수준의 오염 물질, 촉매 전환제의 비활성화 등의 관련된 문제점이 항상 해결되지 않았다. 초기 기술 중 일부는 당분야에서 유효성을 보장하기 위해 필요한 기능적 요건을 확인하지 못하였다. 더욱 최근의 기술은 많은 경우에 바람직한 것 보다는 많은 비용이 드는 연료 및 촉매 화합물에 대한 기술적 요건을 제공하였다.
촉매 금속 연료 첨가제에 대한 초기 특허로는, 가솔린, 벤젠, 연료 오일, 케로센 또는 이들의 배합물과 같은 기본 연료에 0.001 내지 0.085% (즉, 10 내지 850 ppm)의 유기 금속 화합물 또는 혼합물을 첨가하여 엔진 성능의 여러 일면을 개선시키는 것을 기술하고 있는, 리온즈 (Lyons) 및 맥코운 (McKone)의 미합중국 특허 제 2,086,775호 및 미합중국 특허 제 2,151,432호가 있다. 미합중국 특허 제 2,086,775호에 기술된 금속으로는 코발트, 니켈, 망간, 철, 구리, 우라늄, 몰리브덴, 바나듐, 지르코늄, 베릴륨, 백금, 팔라듐, 셀렌, 알루미늄, 로듐, 및 세륨과 같은 희토류 금속이 있다. 미합중국 특허 제 2,151,432호에 기술된 금속으로는 셀렌, 안티몬, 비소, 비스무트, 카드뮴, 텔루륨, 탈륨, 주석, 바륨, 붕소, 세슘, 디디뮴, 란탄, 칼륨, 나트륨, 탄탈, 티탄, 텅스텐 및 아연이 있다. 상기 2개의 문헌 모두에서, 바람직한 유기 금속 화합물은 베타 디케톤 유도체, 및 금속 아세틸아세토네이트, 프로피오닐아세토네이트, 카르밀아세토네이트 등과 같은 이들의 유사체이다.
리온즈 및 맥코운의 특허에서는 0.001 내지 0.04% (즉, 10 내지 400 ppm)이 연소 효율을 개선시키는 데에 효과적이지 않지만, 촉매 활성 침전물이 연소실 내에 축적됨에 따라 연장된 사용이 가능해질 수 있음을 규정하고 있다. 상기 문헌에는, 필요한 양의 촉매 활성 침전물이 축적되면, 이로부터 손실된 양을 대체시킴으로써 침전물의 양을 유지시키기 위해, 약 0.01% (즉 100 ppm)의 유기 금속 화합물이 일반적으로 충분함이 규정되어 있다.
미합중국 특허 제 2,086,775호 중의 실시예 15에서는, 팔라듐 아세틸아세토네이트가 0.002% (20 ppm)의 양으로 연료 (특별히 확인되지는 않았지만, 실시예 1에 사용되는 납이 첨가된 65 옥타 가솔린으로 추정됨)에 첨가된다. 팔라듐의 양은 계산에 의해 약 10 ppm인 것으로 관찰되었다.
리온즈 및 뎀프시 (Dempsy)의 미합중국 특허 제 2,460,700호는 수용성 촉매에 관한 것이다. 연소의 촉진에서 연료 라인 내로 촉매의 수용액을 주입시키기 위한 시스템이 제공된다. 리온즈 등의 촉매는 수용성이거나, 알코올, 수용성 가솔린 또는 이들의 수용액과 같은 다른 내부 액체 냉각제이다. 0.001% (10 ppm) 이상의 금속 화합물의 중량에 근거한 촉매량이 기술되어 있으며, 바람직한 양은 조작 연료 충전물의 중량의 1% 이상이다.
미합중국 특허 제 4,295,816호에서, 로빈슨 (리오즈 및 뎀프시와 같이)은 연소 직전에 수용성 백금족 금속염을 도입시키기 위한 정교한 운반 시스템을 설명하였다. 그러나, 로빈슨은 상기 염을 연료 1㎏당 9㎎ 이하의 양으로 공기 흡수를 통해 운반하였다. 불행히도, 장치는 바람직한 것 보다 복잡하였다.
브란티 (Branti)의 독일 공개 특허 제 2,500,683호에는, 매우 다양한 촉매 금속이 탄화수소 연료에 첨가되어 내연 기관에서 연소 순간에 일산화질소를 환원시키고 일산화탄소를 산화시키는 것이 기술되어 있다. 상기 공보에는, 금속 리튬, 나트륨, 납, 베릴륨, 마그네슘, 알루미늄, 갈륨, 아연, 카드뮴, 텔루르, 셀렌, 규소, 붕소, 게르마늄, 안티몬 및/또는 주석의 유기 금속 또는 그리나드 화합물이 개별적으로 또는 혼합물로서 연료에 첨가될 수 있음이 규정되어 있다. 유사하게, 상이한 리간드를 갖는 금속 스칸듐, 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 백금, 은, 금, 갈륨, 몰리브덴, 납 및 수은의 금속 착물이 개별적으로 또는 혼합물로서 연료에 첨가될 수 있다. 백금족 금속 오스뮴, 이리듐 및 백금에 대해, 연료 1ℓ당 0.347 내지 3.123g의 넓은 농도 범위가 상기 공보에 기재된 여러 조성물을 위해 제시되었으며, 특히 바람직한 범위는 연료 1ℓ당 0.868 내지 1.735g이다. 상기 금속 및 이들을 함유하는 조성물의 비용을 고려하여, 상기 공보에 의해 효과적인 것으로 규정된 고수준으로 이들을 사용하기 위해서는 인센티브가 부정적이다. 또한, 테트라메틸 백금 화합물이 배출되는 것으로는 공지되어 있지 않다.
밀러 (Miller) 및 리이버 (Lieber)의 미합중국 특허 제 2,402,247호에는, 점화 촉진제로서 0.02 내지 3% (즉 200 내지 30,000 ppm)의 농도의 광범위한 디이젤-연료-가용성 유기 및 유기 금속 화합물의 사용이 기술되어 있다.
보우어즈 (Bowers) 및 스프라그 (Sprague)의 미합중국 특허 제 4,891,050호 및 제 4,892,562호에는, 각각 가솔린 및 디이젤 엔진에서 연료 경제서을 개선시키기 위해 연료-가용성 백금족 금속 화합물이 매우 낮은 농도에서 효과적임이 기술되어 있다. 바람직한 물질은 특히, 연료 가용성을 개선시키기 위해 분자 중의 고도의 친유성 기를 포함하도록 제형화된다.
증류 연료를 운반하고, 저장하고 판매하는 상업용 세팅에서, 연료 및 이것을 함유하는 장치로부터 물을 제거하는 것은 실시되지 않는다. 예를 들어, 디이젤 및 가솔린 연료 둘 모두는 판매시에 약 0.01 내지 약 0.5%의 분산된 물을 가질 수 있으며; 차량 연료 탱크는 추가의 물을 함유할 수 있다. 그외에, 제형화된 가소홀과 같은 일부 연료는 상당한 양의 물을 함유하고, 더 높은 친화도를 갖는다. 물에 대한 친화도를 갖는 다른 연료는 일부 윈터 블렌드, 특히 산소화된 탄화수소를 함유하는 것을 포함할 수 있다. 에퍼티 (Epperty), 스프라그, 켈소 (Kelso) 및 보우어즈의 WO 90/07561호에는, 물 및 연료에 대한 첨가제의 상대적 친화도가 백금족 금속 연료 첨가제를 선택하는 데에 중요한 고려 사항임이 기술되어 있다. 이러한 상대적 용해도, 이른바 분배율은 연료 중에 존재하는 백금족 금속 화합물의 양 (1ℓ당 ㎎) 대 물 중에 존재하는 양의 비로서 표현된다. 예를 들어 약 25 이상 및 바람직하게는 약 50 이상 정도의 높은 분배율이 제시되어 있다.
고비용의 연료-가용성 화합물을 사용하지 않고 제조할 수 있지만, 연료 중의 상당한 양의 물의 존재에도 불구하고 상기 화합물과 동일한 효율을 달성시킬 수 있는 백금족 금속 화합물에 근거한 연료 첨가제를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 백금족 금속 연료 첨가제에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 물을 배제시키는 것이 비실용적인 연료 환경에서 효과적인 상기 유형의 경제적 첨가제의 제공에 관한 것이다.
연료 첨가제는 수년동안 연료 경제성을 개선시키고, 일산화탄소 및 비연소 탄화수소와 같은 연소 배출 오염 물질을 감소시키는 것으로 제안되어 왔다. 백금족 금속 화합물을 포함하는 일부 화합물이 가솔린 및 디이젤 연료 중에서 비교적 고수준으로 효과적임이 밝혀졌다. 첨가제를 경제적으로 저수준의 백금족 금속을 사용하여 제형화시키려는 경우에는, 가솔린 및 디이젤 연료 중에 자연적으로 분산되는 물이 소량인 경우에도, 백금족 금속이 침전되어 그 사용목적이 상실될 수 있는 것으로 판명되었다. 그외에, 일부 백금족 금속 화합물은 연료 시스템의 금속 표면 상에 다른 물질 보다 더욱 쉽게 도금되는 경향이 있다. 이들 두가지 문제점 모두에 대한 해결책은 첨가제가 연소되어 촉매 금속을 저농도로 그리고 활성 촉매 형태로 방출될 때 까지 연료 중의 용액 중에 효과적으로 잔류할 정도로 탄화수소 중에 고가용성인 일군의 연료 첨가제를 개발하는데 있다.
불행히도, 이에 관한 실험에서는 높은 연료-가용성 형태의 백금족 금속 화합물을 생성시키는 데는 비용이 많이 들며; 일부 경우에는, 백금족 금속 화합물의 요구되는 유효 농도를 감소시키는 것으로부터 절약되는 것 보다 더 많은 비용이 든다는 것이 입증되었다.
본 발명의 목적은 물을 배제시키는 것이 비실용적인 연료 환경에 효과적인 백금족 금속 연료 첨가제를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 고비용의 연료-가용성 화합물을 사용하지 않고 제조할 수 있으며, 연료 중의 상당한 양의 물의 존재에도 불구하고 동일한 효율을 달성시킬 수 있는 백금족 금속 화합물에 근거한 연료 첨가제를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 비연소 탄화수소 (HC) 및 일산화탄소 (CO)를 동시에 감소시키면서, 바람직하게는 NOX농도를 유지시키거나 감소시킬 수 있도록, 불안정성 및 관련된 비용의 증가에 대한 종래의 문제점을 해결하는 연료 첨가제를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 추가의 목적은 백금족 금속 첨가제의 사용과 관련한 문제점을 경감시키는 연료 첨가제를 제공하는 데에 있다.
본 발며의 추가의 또다른 목적은 고도의 연료-가용성 형태의 백금족 금속 화합물을 생성시키기 위한 필요성을 감소시켜서 물-민감성 화합물을 저농도로 사용할 수 있게 하는 백금족 금속 화합물에 근거한 연료 첨가제를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 연료 첨가제, 첨가제를 사용하는 방법 및 첨가제를 사용하는 연료 조성물을 제공함으로써 상기 목적 및 그밖의 목적을 달성시킨다.
본 발명의 연료 첨가제는 백금족 금속 화합물, 및 친유성 유화제, 물-혼화성인 친유성 유기 화합물 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 물-작용성 조성물을 포함할 것이다.
본 발명의 연료 조성물은 증류 연료; 및 백금족 금속 화합물, 및 친유성 유화제, 물-혼화성인 친유성 유기 화합물 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 물-작용성 조성물을 포함한다.
본 발명의 방법은 내연 기관의 연료 시스템에 증류 연료, 및 백금족 금속 화합물 및 친유성 유화제, 물-혼화성인 친유성 유기 화합물 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 물-작용성 조성물을 포함하는 연료 첨가제를 포함하며 약 0.01 내지 약 0.5 중량%의 물 함량을 갖는 연료 조성물을 첨가하고, 기관 내에서 연료 조성물을 연소시키는 것을 포함한다.
바람직한 구체예의 상세한 설명
본 명세서에서, 용어 내연 기관은 이동형 (선박 포함) 및 정지형 동력 장치 둘 모두에 대해, 그리고 사이클당 2-행정, 사이클당 4-행정 및 회전형의 모든 오토 및 디이젤 기관을 포함하는 것을 의미한다. 연료는 종종 이들이 증류물을 완전히 포함하지 않을 지라도 증류 연료로서 언급된다.
증류 연료는 당업자에게 널리 공지되어 있고, 탄화수소-함유 석유 증류 연료와 같은 대부분의 정상-액체 연료 (예를 들어 ASTM 명세서 D-439-73에 규정된 모터 가솔린, 및 디이젤 연료)를 함유하는 것이 일반적이다. 이러한 연료는 또한 알코올, 에테르, 유기-니트로 화합물 등과 같은 탄화수소-비함유 물질 (예를 들어, 메탄올, 에탄올, 디에틸 에테르, 메틸 에틸 에테르, 니트로메탄)을 함유할 수 있다. 이들은 또한 옥수수, 자주개자리, 셰일 및 석탄과 같은 식물성 또는 광물성 액체 연료와 같이 본 발명의 범위 내에 있다. 이러한 연료 혼합물의 예로는 가솔린 및 에탄올 (즉, 가소홀), 디이젤 연료 및 에테르, 가솔린 및 니트로메탄 등의 조합물이 있다. 특히 바람직한 연료는 디이젤 연료 및 가솔린이다.
백금족 금속 화합물을 함유하는 첨가제와의 혼합을 위한 바람직한 연료는 디이젤 연료 또는 가솔린이며, 백금족 금속 화합물을 함유하는 첨가제는 연료에 직접 첨가되거나, 연료와 함께 윤활유를 연소시키는 2-행정 기관과 같은 기관 중에서 윤활유에 첨가될 수 있다. 상기 유형의 기관에서, 윤활유는 실린더 내로 연료와의 혼합물로 도입되거나, 분리적으로 기관 내에 주입될 수 있다. 윤활유가 연료의 일부로서 첨가되는 경우, 약 1:10 내지 약 1:75, 예를 들어 약 1:15 내지 약 1:25의 비로 배합하는 것이 전형적일 것이다.
상기 연료는 또한 당업자에게 널리 공지된 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 이들 연료는 테트라알킬 납 화합물과 같은 노킹 방지제, 할로알칸 (예를 들어, 이염화 에틸렌 및 이브롬화 에틸렌)과 같은 납 스캐빈저, 염료, 세탄 개선제, 2,6-디-3차-부틸-4-메틸페놀과 같은 산화방지제, 알킬화된 숙신산 및 무수물과 같은 부식 억제제, 항균제, 고무화 억제제, 금속 탈활성화제, 상부 실리더 윤활제, 얼음 방지제 등을 포함할 수 있다.
그러나, 통상적인 제형으로부터 출발하여, 연료는 탈유화제를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 요지는 백금족 금속의 침전을 야기시키는 데에 대한 물의 효과가, 물을 연료 중에, 바람직하게는 비극성 연료 성분과의 완전한 혼화성으로, 또는 물방울의 중량 평균을 기준으로 하여, 약 2μ 이하, 바람직하게는 약 1μ 이하의 직경을 갖는 물방울로 유지시킴으로써 가장 양호하게 조절될 수 있다는 점이다. 연료 중에서의 백금족 금속의 균일한 분포를 방해하는 물의 불연속 포켓 또는 푸울이 방지되어야 한다.
본 발명의 장점은 효과적인 백금족 금속 첨가제 화합물이 가장 양호한 결과를 위해 당분야에 제시되어 있는 만큼 고도의 연료-가용성을 필요로 하지 않는다는 점이다. 그러나, 효과적인 백금족 금속 화합물은 보우어 등의 미합중국 특허 제 4,891,050호, 에퍼티 등의 미합중국 특허 제 5,034,020호, 및 피터-호블린 (Peter-Hoblyn) 등의 미합중국 특허 제 5,266,093호에 기술되어 있거나 포함되어 있는 석유-가용성 유기 금속 백금족 금속 화합물 중 어느 하나를 포함할 수도 있다.
물의 존재하에 안정한 것으로 당분야에 제시된 고도의 연료-가용성 화합물 이외에, 본 발명은 존재하는 어떠한 물 중에도 정상적으로 용해되는 백금족 금속 화합물의 사용을 가능하게 한다. 백금족 금속 화합물은 단순히 물-민감성이거나 본질적으로 수용성일 수 있다. 물-민감성 백금족 금속 화합물은 약 0.01 내지 약 0.5%의 물의 존재하에서는 불안정하지만, 본 발명에 따라 물-작용성 첨가제가 사용되는 경우에, 연료 중에 유지되고 예정된 촉매 작용을 위해 효과적인 연료에 대한 충분한 친화성을 가짐을 특징으로 한다. 물-민감성 화합물은 약 1 내지 50의 분배율을 갖는 것이 전형적이다. 40 이하, 예를 들어 25 미만, 및 더욱 좁게는 1 내지 20 만큼 작은 분배율을 갖는 상기 유형의 화합물이 본 발명에 따라 효과적일 수 있다. 또한, 본질적으로 1 미만의 분배율을 갖는 수용성 백금족 금속 화합물이 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
본 발명의 연료 첨가제는 친유성 유화제, 물-혼화성인 친유성 유기 화합물 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 물-작용성 조성물을 포함한다. 바람직한 화합물은 연료로부터의 물의 임의적 분리를 방지할 수 있는 능력을 가질 것이며, 물을 연료 중에, 바람직하게는 비극성 연료 성분과의 완전한 혼화성으로, 또는 물방울의 중량 평균을 기준으로 하여, 약 2μ 이하, 바람직하게는 약 1μ 이하의 직경을 갖는 물방울로 유지시키는 것이 바람직할 것이다. 연료 중에서의 백금족 금속의 균일한 분포를 방해하는 물의 불연속 포켓 또는 푸울을 방지하는 것이 바람직하다.
필요한 성분 이외에, 고급 지방족 알코올 (예를 들어, 3개 이상의 탄소 원자, 즉 8 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 알코올), 테트라히드로푸란, 메틸 테트라부틸 에테르 (MTBE), 옥틸 니트레이트,크실렌, 광물 알코올 또는 케로센 중 어느 하나와 같은 적합한 탄화수소 희석제를 적합하게 부을 수 있고 분산할 수 있는 혼합물을 제공하기에 효과적인 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 부가적으로, 연료 첨가제가 시판용 연료가 탈유화제를 함유하는 것으로 예측되는 응용에 사용되도록 예정된 경우에, 이것의 작용을 방지하도록 특별히 예정된 추가량의 유화제가 사용될 수 있다. 또한, 상기 기술되고 참고문헌에 기재되어 있는 바와 같이 당분야에 공지된 첨가제의 사용은 필요한 응용으로서 사용될 수 있다. 특히, 부식 방지제, 세탄 개선제, 옥탄 개선제, 윤활성 조절제, 청정제, 겔화 방지 조성물 등 중 하나 이상의 성분을 첨가하는 것이 종종 바람직하다.
본 발명은 불순물로서 약 0.01 내지 약 0.5%의 물 (예를 들어, 수돗물)을 함유하는 가솔린 및 디이젤 연료에 대해 널리 응용되는 것으로 발견되었다. 그러나, 수돗물에 의해 백금족 금속 화합물이 비활성화되려는 경향을 조절하기 위한 본 발명의 목적과 일치하여, 물의 명백한 첨가가 유리할 수 있는 경우가 있다. 예를 들어 약 1 내지 약 65%의 물의 명백한 첨가는 백금족 금속 화합물을 비활성화시키려는 경향 없이 수행될 수 있는 것이 본 발명의 명백한 장점이다.
예를 들어, 연료 혼합물은 상기 언급된 바와 같이 디이젤 연료 및 물의 에멀션으로서 제조될 수 있으며, 연소 과정에서 생성되는 NOX의 양을 조절하기 위해 약 5 내지 45% (더욱 좁게는 10 내지 30%)의 물을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 에멀션은 일산화탄소 및 탄화수소 방출을 감소시키기 위해 연료 혼합물의 중량의 약 0.1 내지 약 10%의 양으로 백금족 금속 화합물을 포함할 수 있으며, 백금의 중량을 기준으로 하여, 약 1:1000 내지 약 1:500,000 (더욱 바람직하게는 약 1:50,000 내지 약 1:250,000)의 비로 친유성 유화제가 사용된다.
또한, 복합 에멀션 (대표적으로, 분산된 친유성 유체의 방울을 또한 갖는 물방울이 분산되어 있는 연속 탄화수소상을 포함함)이 사용되는 경우가 있다. 이러한 복합 에멀션의 하나의 대표적 제형에서, 내부-분산된 상으로서 방울 또는 친유성 유체는 백금족 금속 및 물-작용성 조성물을 포함하는 연료 첨가제, 예를 들어 상기 유형의 에멀션을 유지시키기 위한 능력을 갖는 적합한 유화제를 포함할 수 있다.
복합 에멀션에 대해 효과적인 유화제는 고급 에톡시화된 노닐 페놀, 알킬 및 알킬 에테르 설페이트의 염, 에톡실화도가 더 높은 에톡시화된 노닐 페놀, 고급 폴리에틸렌 글리콜 모노- 및 디-에스테르, 및 고급 에톡시화된 소르비탄 에스테르을 함유하는 것이 바람직하다. (예를 들어, 여기에서 고급은 4 내지 6의 저수준으로부터 약 10 이상 까지를 의미한다). 복합 에멀션을 제조하는 데에 사용하기 위한 연료 첨가제는 약 0.1 내지 약 10%의 농도로 친수성 유화제를 포함하는 연속 탄화수소상, 및 백금족 금속 화합물이 용해되거나 분산되어 있고, 첨가제 조성물 중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 10%의 농도로 친유성 유화제를 갖는 수성 방울을 포함하는 분산된 상을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 친유성 유화제는 오일-가용성 또는 수화성을 특징으로 한다.
상기 개념을 더 잘 이해하기 위해, 하기의 대표적 방법이 제공된다 : (1) 친유성 유화제를 전체 조성물의 약 0.1 내지 약 10%의 비율로 내부상으로 사용하려는 오일에 첨가한다. 백금족 금속 화합물은 필요에 따라 상기 오일 중에 용해되거나 분산시킬 수 있다. (2) 조합된 오일/친유성 유화제를 물 중의 친수성 유화제의 용액에 첨가하면서 교반시켜서, 수중유 에멀션을 생성시킨다. 물 중의 친수성 유화제의 농도는 또한 전체 조성물의 약 0.1 내지 10%이다. 수용성 또는 수화성 백금족 금속 화합물은 필요에 따라 물 중에 분산시킬 수 있다. (3) 단계 2에서 기술된 수중유 에멀션을 전체 조성물의 0.1 내지 10%의 비율로 친유성 유화제를 함유하는 오일에 첨가하여 최종 오일/수중유 유화제를 생성시킨다.
물-작용성 조성물로 적합한 친유성 유화제에는 바람직하게는 약 10이하, 더욱 바람직하게는 약 8이하의 HLB를 지니는 유화제가 있다. 본원에 사용된 용어 HLB는 친수성-친유성 균형을 나타내며, 미국 델라웨어 윌밍톤 소재의 아이씨아이 어멘카스, 인코포레이티드(ICI Amencas, Inc.)에서 개발된 방법으로 공지된 방법으로서 물중의 유화제의 상대적인 용해도 또는 분산도 시험으로 측정하고, 1-4값은 비분산성이고 13은 완전히 분산됨을 나타낸다.
유화제는 음이온성, 비이온성 또는 양이온성일 수 있다. 바람직한 양이온성 유화제에는 나트륨 또는 TEA 석유 술폰산염, 나트륨 디옥틸 술포숙시네이트, 및 암모늄 또는 나트륨 이소스테아릴올 2-락틸레이트가 있다. 바람직한 양이온성 유화제에는 저급 에톡시화된 아민, 올레일 이미다졸린 및 그밖의 이미다졸린 유도체가 있다. 바람직한 비이온성 유화제에는 올레아미드, 올레아미드 DEA, 및 그밖의 유사 화합물을 포함한 알칸올아미드, 저급 에톡시화된 알킬 페놀, 지방아민 옥시드, 및 저급 에톡시화된 소르비탄 에스테르(예, 저급은 1부터 약 4 내지 6의 수준을 나타낸다)가 있다. 작용적으로는, 다음의 기준에 부합되는 물질이 물-함유 시스템중의 물-민감성 및 수용성 백금족 금속 화합물의 존재를 안정화시키는데 개별적으로 및 조합으로 효과적일 수 있다. 농도는 정확한 제형 및 연료중의 예측되는 물의 함량에 좌우될 수 있지만, 연소되는 연료의 중량을 기준으로 하고 물의 함량을 약 0.05%이하라고 하면 약 0.01 내지 약 5%가 바람직하다. 어떠한 경우에는, 백금족 금속을 기준으로 한 농도를 나타내는 것이 의미있을 수 있으며, 이러한 경우, 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량에 비해 약 10 : 1 내지 약 500,000 : 1의 비가 바람직하다.
연료중의 다양한 탄화수소가 동일한 유화제와 상이하게 상호작용하기 때문에 때로는 복합된 유화제를 사용하는 것이 바람직하다. 각각의 유화제는 연료와 유화제 사이의 상호작용을 포함한 상호작용으로 인해 복합된 유화제 보다 덜 효과적이다. 본원에서 유화 시스템이라 칭하는 한가지 복합된 유화제의 예는 약 25중량% 내지 약 85중량%의 아민, 특히, 알칸올아민 또는 n-치환된 알킬 아민; 약 6중량% 내지 약 약 25중량%의 페놀성 계면활성제; 및 일차 히드록실기에서 종결되는 약 0중량% 내지 약 40중량%의 이작용성 블록 중합체를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 아미드는 유화 시스템의 약 45% 내지 약 65%로 함유되고, 페놀성 계면활성제는 약 5% 내지 약 15%로 함유되고, 이작용성 블록 중합체는 약 30% 내지 약 40%로 함유될 수 있다.
적합한 n-치환된 알킬 아민 및 알칸올아미드는 각각 알킬 아민 및 유기산, 또는 히드록시알킬 아민 및 유기산을 축합시킴으로써 형성되는 아민 및 아미드이며, 바람직하게는 지방산과 연관된 표준 길이를 지닌다. 이러한 아민 및 아미드는 모노-, 디-, 또는 트리에탄올아민일 수 있으며, 올레산 디에탄올아미드, 코크아미드 디에탄올아민(DEA), 라우라미드 DEA, 폴리옥시에틸렌(POE) 코크아미드, 코크아미드 모노에탄올아민(MEA), POE 라우라미드 DEA, 올레아미드 DEA, 리놀레아미드 DEA, 스테아르아미드 MEA, 및 올레산 트리에탄올아민 뿐만 아니라 이들의 혼합물중의 하나 이상의 아미드를 포함할 수 있다. 미국 일니노이즈 시카고 소재의 클린트우드 케미칼 캄파니(Clintwood Chemical Company)로부터의 상품명 클린드롤 100-0(Clindrol 100-0); 미국 뉴저지 클리프턴 소재의 쉬어 케미칼스, 인코포레이티드(Scher Chemicals, Inc.)로부터의 상품명 쉬어코미드 ODA(Schercomid ODA); 쉬어 케미칼스, 인코포레이티드로부터의 상품명 쉬어코미드 SO-A(Schercomid SO-A); 미국 일리노이즈 구미 소재의 PPG-마저 프러덕츠 코포레이션(PPG-Mazer Products Corp.)으로부터의 상품명 마자미드(Mazamide:등록상표) 및 마자미드 계열; 미국 일리노이즈 유니버시티 파크 소재의 맥킨타이레 그룹, 인코포레이티드(McIntyre Group, Inc.)의 맥크아미드 계열; 및 미국 텍사스 휴스턴 소재의 위트코 케미칼 캄파니(Witco Chemical Co.)로부터의 위트카미드(Witcamide) 계열의 아미드를 포함한 알칸올아미드가 시판중에 있다.
페놀성 계면활성제는 에톡시화된 노닐페놀 또는 옥틸페놀과 같은 에톡시화된 알킬 페놀일 수 있다. 에틸렌 옥시드 노닐페놀이 특히 바람직하며, 미국 코네티컷 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션(Union Carbide Corporation)으로부터 상품명 트리톤 N(Triton N) 및 미국 델라웨어 윌밍톤 소재의 론-폴렌크 캄파니(Rhone-Poulenc Company)로부터 이게팔 CO(Igepal CO)로 시판되고 있다.
유화 시스템의 임의 요소인 블록 중합체는 일차 히드록실기에서 종결되며 분자량이 약 1,000 내지 15,000인 비이온성의 이작용성 블록 중합체를 포함할 수 있다. 그러한 중합체는 일반적으로 프로필렌 글리콜의 폴리옥시알킬렌 유도체이며, 미국 뉴저지 와이언도트 소재의 바스프-와이언도트 캄파니(BASF-Wyandotte Company)로부터 상품명 플루로닉(Pluronic)으로 시판되고 있다. 이러한 중합체중 플루로닉 17R1으로 시판되고 있는 프로필렌 옥시드/에틸렌 옥시드 블록 중합체가 바람직하다.
유화 시스템은 물이 혼화되는 적합한 친유성 유기 화합물과 함께 또는 물 단독으로 효과적으로 유화될 수 있게 하는 수준으로 존재해야 한다(이하에서 상세하게 설명됨). 한가지 예로서, 유화 시스템은 연료의 약 0.05중량% 이상의 수준으로 존재할 수 있다. 유화 시스템이 높은 수준으로 존재하면 보다 더 유화되고 보다 장시간 동안 유화되기 때문에 존재할 수 있는 유화 시스템의 상한선은 없지만, 일반적으로 약 5.0중량%이상은 요구되지 않으며, 사실, 약 3.0중량% 이상의 유화 시스템은 요구되지 않는다.
상기된 유화 시스템과 함께 물리적인 에멀션 안정화제를 사용하여 에멀션의 안정을 최대화시킬 수 있다. 물리적인 안정화제를 사용하면 그러한 안정화제가 비교적 저렴하기 때문에 경제적인 이점이 있다. 어떠한 이론으로 한정하고자 하는 것은 아니지만, 물리적인 안정화제는 혼합될 수 없는 상의 점도를 증가시켜 오일/물 경계면이 분리되는 것을 방지함으로써 에멀션의 안정성을 증가시킨다. 적합한 물리적인 안정화제의 예에는 왁스, 셀룰로오즈 제품, 및 활렌 검(whalen gum) 및 크산탄 검과 같은 검이 있다.
유화 시스템과 물리적인 에멀션 안정화제를 함께 사용하는 경우, 물리적인 안정화제는 화학적 유화제와 물리적인 안정화제의 혼합물중 약 0.05중량% 내지 약 5중량%의 양으로 존재한다. 혼합 유화제/안정화제는 유화 시스템의 사용에 대한 상기된 수준과 동일한 수준으로 사용될 수 있다.
유화제는 바람직하게는 백금족 금속 화합물과 혼합되며, 생성된 혼합물은 연료와 혼합되어 유화된다. 안정한 에멀션을 얻기 위해서는, 특히 다량의 물을 유화시키고자 하는 경우에는, 직렬형 유화장치와 같은 적합한 기계적인 유화장치가 사용될 수 있다. 에멀션은 최소한 약 10일 내지 약 1개월 이상 안정한 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 에멀션은 3개월 이상 안정한 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 물이 혼화될 수 있는 친유성 유기 화합물에는 부탄올, 부틸 셀로솔브(cellosolve: 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르), 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 2-헥실 헥사놀, 디아세톤 알코올, 헥실렌글리콜, 및 디이소부틸 케톤과 같은 물-혼화될 수 있는 연료-가용성 화합물이 있다. 작용적으로는, 하기된 기준에 부합되는 물질이 효과적일 수 있다: 리터당 약 10g이상의 물 혼화성이 있고, 총 연료 리터당 약 10g 이상의 양으로 연료에 용해(물질이 10g의 물을 함유하는 경우)되는 물질. 또한, 물 작용성 조성물은 바람직하게는 하이드록시, 케톤, 카르복실산 작용기, 에테르 결합, 아민그룹, 또는 탄소쇄상에서 물 수용체로 작용할 수 있는 그밖의 극성 작용기로 특정화될 수 있다. 농도는 정확한 제형 및 연료중의 예측되는 물의 함량에 좌우될 수 있지만, 연소되는 연료의 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 1.0%가 바람직하다. 어떠한 경우에는, 백금족 금속을 기준으로 한 농도를 나타내는 것이 의미있을 수 있으며, 이러한 경우, 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량에 비해 약 1,000 : 1 내지 약 500,000 : 1의 비가 바람직하다.
백금족 금속에는 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 오스뮴, 및 이리듐이 포함된다. 백금, 팔라듐, 및 로듐을 포함하는 화합물, 특히, 백금 화합물 단독 또는 가능하게는 로듐과의 혼합물이 비교적 높은 증기압 면에서 바람직하다.
효과적인 백금족 금속 화합물은 연소실에서 촉매 백금족 금속을 방출시키기에 효과적인 화합물이다. 침전에 의하거나 연료 저장 또는 공급기 표면의 도금에 의해 연료로부터 백금을 방출시키는 물이 존재하지 않게 하면서 수용성 백금족 금속 화합물 뿐만 아니라 탄화수소 연료에서의 용해도를 변화시키는 화합물이 사용될 수 있다는 것이 본 발명의 이점이다. 이러한 화합물에는 백금족 금속이 산화상태 II 및 IV로 존재하는 화합물이 포함된다.
보우어즈(Bowers)등의 미합중국 특허 제 4,891,050호, 에퍼티등의 미합중국 특허 제 5,034,020호 및 피터-호블린(Peter-Hoblyn)등의 미합중국 특허 제 5,266,093호에는 연료에 아주 잘 용해되며 높은 분배율을 지니는 백금족 금속화합물이 기재되어 있다. 이들 특허의 모든 내용을 본원에서는 적합한 백금족 금속 화합물 및 그들을 제조하는 방법에 관한 설명에 대하여 참조로 인용한다. 이러한 물질에 추가하여, 시판되고 있거나 용이하게 합성된 백금족 금속 아세틸아세토네이트, 백금족 금속 디벤질리덴 아세토네이트, 및 테트라아민 백금 금속 착화합물, 예를 들어, 테트라아민 백금 올레이트의 지방산 비누가 있다. 또한, 클로로백금산, 클로로백금산나트륨, 클로로백금산칼륨, 클로로백금산철, 클로로백금산마그네슘, 클로로백금산망간, 및 클로로백금산세륨과 같은 수용성 백금족 금속염 뿐만 아니라, 헨리(Haney) 및 설리반(Sullivan)의 미합중국 특허 제 4,629,472호에 기재된 설명에 포함되거나 분류된 화합물이 있다.
전형적으로는, 백금족 금속 화합물은 연료 리터당 약 0.05㎎ 내지 약 2.0㎎의 백금족 금속, 바람직하게는 연료 리터당 약 0.1 내지 약 1㎎의 백금족 금속을 제공하기에 충분한 양으로 사용될 수 있다. 더욱 바람직한 범위는 연료 리터당 약 0.15 내지 약 0.5㎎의 백금족 금속을 공급하는 양이다.
첨가제의 온도 안정성이 실질적인 사용 및 작동면에서 중요하다. 전형적으로는, 첨가제의 파괴온도는 노출될 것으로 예측될 수 있는 대부분의 온도에 대하여 보호되도록 약 40℃이상, 바람직하게는 약 50℃ 이상이어야 한다. 어떠한 경우에는, 파괴 온도가 약 75℃이상으로 요구될 수 있다.
첨가제는 또한 바람직하게는 인, 비소, 및 안티몬 또는 이들을 함유하는 작용기의 바람직하지 않은 미량 불순물(즉, 이들은 실질적인 양의 작용기를 함유할 수 없다)로부터 실질적으로 유리되는 것이 바람직하다. 이러한 미량의 불순물들은 백금족 금속 화합물의 효과를 저하 또는 감소시키는 바와 같은 현저한 단점을 유발시킨다. 바람직하게는, 정제된 백금족 금속 첨가제 화합물은 인, 비소, 또는 안티몬을 약 500ppm(중량기준) 이하, 더욱 바람직하게는 약 250ppm이하로 함유한다. 가장 바람직하게는, 첨가제는 인, 비소, 또는 안티몬을 함유하지 않아야 한다.
백금, 팔라듐 및 로듐을 포함하는 화합물, 특히, 백금 단독 또는 그밖의 촉매금속 중 하나 이상의 화합물이 본 발명을 수행하는데 바람직하다.
또 다른 구체예로서, 첨가제는 탄화수소 및 일산화탄소와 같은 오염물의 방출을 감소시킴으로써 경제적인 측면을 개선하는데 사용되고, 미립자 트랩 또는 촉매의 작용을 개선하는데 사용되는 그밖의 금속성 화합물과 함께 사용될 수 있다. 유용한 금속성 화합물은 망간, 철, 구리, 세륨, 나트륨, 리튬, 및 칼륨의 염이며, 이들은 디젤 연료 또는 가솔린중의 백금족 금속 조성물과 함께 적합한 수준, 예를 들어, 약 1 내지 100ppm 및 바람직하게는 30 내지 60ppm의 촉매금속의 수준으로 사용될 수 있다. 가솔린 엔진의 경우에 있어서, 망간 화합물은 연료의 경제성을 개선하기에 유용하다. 디젤 엔진의 경우에 있어서는, 망간, 철, 구리, 세륨, 나트륨 및 리튬 화합물이 디젤 트랩에 포집되는 미립자의 점화온도를 낮추는데 효과적인다. 백금족 금속은 일산화탄소 및 비연소된 탄화수소를 현저하게 감소시키고 트랩으로부터 보다 용이하게 입자를 제거한다. 본원에 인용된 참조사항은 아세토네이트, 프로프노닐아세토네이트, 및 포르밀아세토네이트를 포함한 금속의 특정 염 및 그밖의 화합물을 나타내는 참조로 인용하고 있는 것이다.
적합한 리튬 및 나트륨 조성물은 알코올 또는 산, 예를 들어, 지방족, 지환족 및 방향족 알코올 및 산과 같은 적합한 유기 화합물과 각각 리튬 및 나트륨과의 염이다. 예시될 수 있는 특정 염은 삼차 부틸알코올 및 이들의 혼합물의 리튬 및 나트륨염이다. 그밖의 리튬 및 나트륨 유기염이 사용될 수 있으며, 연료 가용성이고 용액에서 안정한 범위로 적합하게 사용될 수 있다. 바람직한 것은 아니지만, 무기염이 또한 안정한 에멀션과 같은 연료에 효과적으로 분산될 수 있는 범위로 사용될 수 있다.
특정의 나트륨 화합물에는 술폰화된 탄화수소, 예를 들어, 위트코 케미칼로부터 소듐 페트로네이트(Sodium Petronate)로 시판되고 있는 나트륨 석유 술포네이트(NaO3SR, 여기서, R = 알킬, 아릴, 또는 아릴알킬이며, 탄소수 3 이상의 탄화수소이다); 나트륨 알코올레이트, 예를 들어, 나트륨 t-부톡시드 및 그밖의 연료-가용성 알콕시드(NaOR, 여기서, R은 예를 들어 탄소수 1 내지 3의 저급알킬이다); 및 나트륨 나프테네이트(코울타르 또는 석유로부터 유도된 나프텐산의 나트륨염)이 있다. 특정의 리튬 화합물에는 상기된 나트륨 화합물의 리튬 유사체가 있다.
특정의 세륨 화합물에는 세륨 III 아세틸아세토네이트, 세륨 III 나프테네이트, 및 세륨 옥토에이트, 및 스테아레이트, 네오데카노에이트 및 옥토에이트(2-에틸헥소에이트)와 같은 그밖의 비누가 있다. 이러한 세륨 화합물은 모두 화학식 Ce(OOCR)3(여기서, R은 탄화수소이다)에 부합되는 3가 화합물이다.
특정의 구리 화합물에는 구리 아세틸아세토네이트, 구리 나프테네이트, 구리 탈레이트, 및 옥토에이트 및 네오데카노에이트를 포함한 스테아레이트등과 같은 비누가 있다. 이들 구리 화합물은 모두 2가 화합물이며 비누는 화학식 Cu(OOCR)2에 부합된다. 또한, 국제 공보 WO 92/20764호와 같은 루브리졸(Lubrizol) 특허에 기재된 금속간 착물을 형성하는 구리 화합물과 다양한 유기물질과의 생성물이 있다.
특정의 철 화합물에는 페로센, 제 2철 및 제 1철 아세틸-아세토네이트, 옥토에이트 및 스테아레이트와 같은 철 비누(Fe(III) 화합물로 시판), 철 펜타카르보닐 Fe(CO)5, 철 나프테네이트, 및 철 탈레이트가 있다.
특정의 망간 화합물에는 예를 들어 니에빌스키(Niebylski)의 미국특허 제4,191,536호에 기재된 메틸시클로펜타디에닐 망간 트리카르보닐 (CH3C5H4MN(CO)3; 망간 아세틸아세토네이트, II 및 III 가; 네오데카노에이트, 스테아레이트, 탈레이트, 나프테네이트 및 옥토에이트를 포함한 비누가 있다.
상기된 설명은 본 발명을 수행하는 방법을 당업자라면 인지할 수 있도록 설명하고 있는 것이며, 상기된 설명으로 당업자라면 명백하게 이해할 수 있는 다양한 변화 및 변형을 모두 상세하게 기재하는 것은 아니다. 그러나, 명백한 변화 및 변형은 첨부되는 청구의 범위에 한정된 본 발명의 범위내에 포함되는 것으로 인지되어야 할 것이다. 본 발명을 간략하게 설명하기 위해서, 몇가지의 통상의 약정이 화합물 및 범위를 기록하는데 사용되고 있다. 본원 전반에 걸친 화학적인 물질들은 대표적인 것이며, 등가의 물질, 전구체, 또는 활성종을 배제하고 있는 것이 아니다. 또한, 각각의 범위는 수치의 범위에 있어서는 각각 특정된 정수를 포함하는 것이고, 화학식의 경우에 있어서는, 범위내에 포함되는 각각의 화학종을 포함하는 것이다. 본원의 청구범위는 내용에 특별히 지적되어 있지 않는 한 목적에 부합되게 효과적인 청구된 성분 및 단계를 포함하는 것을 의미한다.

Claims (20)

  1. 백금족 금속 화합물, 및
    친유성 유화제, 물이 혼화될 수 있는 친유성 유기 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 물-작용성 조성물을 포함하는 연료 첨가제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 백금족 금속 화합물이 연료 리터당 0.1 내지 1.0㎎의 백금족 금속을 제공하기에 충분한 양으로 존재함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 물-작용성 조성물이 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 500,000:1의 비로 친유성 유화제를 포함함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 물-작용성 조성물이 물과 혼화될 수 있는 친유성 유기 화합물을 포함하고, 상기 친유성 유기 화합물이 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 500,000:1의 비로 존재함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 물-작용성 조성물이 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 500,000:1의 비로 친유성 유화제를 추가로 포함함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 연료가 디젤 연료를 포함하고 0.01 내지 0.5%의 물을 함유함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 연료가 가솔린을 포함하고 0.01 내지 0.5%의 물을 함유함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  8. 제 1항에 있어서, 연료가 가솔린, 디젤연료 또는 가소홀을 포함하며 1.0 내지 15%의 물을 함유하고, 백금족 금속 조성물이 25이하의 분배율을 나타냄을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  9. 제 1항에 있어서, 연료가 가소홀을 포함하며 1.0 내지 15%의 물을 함유하고, 물-작용성 조성물이 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 500,000:1의 비로 친유성 유화제를 포함함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  10. 제 1항에 있어서, 연료가 가솔린, 디제연료 또는 가소홀을 포함하며 1.0 내지 15%의 물을 함유하고, 물-작용성 조성물이 물과 혼화될 수 있는 친유성 유기 화합물을 포함하며, 상기 친유성 유기 화합물이 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 500,000:1의 비로 존재함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  11. 제 1항에 있어서, 첨가제가 0.1 내지 10%의 농도로 친유성 유화제를 포함한 연속적인 탄화수소 상, 및 용해되거나 분산된 백금족 금속 화합물 및 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 500,000:1의 비로 친유성 유화제을 지닌 수성 비말로 구성된 분산된 상을 포함함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  12. 제 1항에 있어서, 첨가제가 백금족 금속 화합물과 함께 망간, 철, 구리, 세륨, 나트륨, 및 리튬 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 100ppm의 촉매금속을 더 포함함을 특징으로 하는 연료 첨가제 조성물.
  13. 증류 연료, 및
    연료 리터당 0.1 내지 1.0㎎의 백금족 금속을 제공하기에 충분한 양의 백금족 금속 화합물, 및 물과 혼화될 수 있는 친유성 유화제, 친유성 유기 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 물-작용성 조성물을 포함한 연료 첨가제를 포함하는 연료 조성물.
  14. 제 13항에 있어서, 물-작용성 조성물이 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 500,000:1의 비로 친유성 유화제를 포함함을 특징으로 하는 연료 조성물.
  15. 제 13항에 있어서, 물-작용성 조성물이 물과 혼화될 수 있는 친유성 유기 화합물을 포함하고, 상기 친유성 유기 화합물이 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 500,000:1의 비로 존재함을 특징으로 하는 연료 조성물.
  16. 제 13항에 있어서, 첨가제가 백금족 금속 화합물과 함께 망간, 철, 구리, 세륨, 나트륨, 및 리튬 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 100ppm의 촉매금속을 더 포함함을 특징으로 하는 연료 조성물.
  17. 제 13항에 있어서, 첨가제가 0.1 내지 10%의 농도로 친유성 유화제를 포함한 연속적인 탄화수소 상, 및 용해되거나 분산된 백금족 금속 화합물 및 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 500,000:1의 비로 친유성 유화제를 지닌 수성 비말로 구성된 분산된 상을 포함함을 특징으로 하는 연료 조성물.
  18. 내연기관의 연료 시스템에 증류 연료와, 연료 리터당 0.1 내지 1.0㎎의 백금족 금속을 제공하기에 충분한 양의 백금족 금속 화합물, 및 친유성 유화제, 물과 혼화될 수 있는 친유성 유기 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 물-작용성 조성물을 포함한 연료 첨가제를 포함하며, 0.01중량% 이상의 물함량을 지니는 연료 조성물을 가하는 단계; 및
    내연기관내의 연료 조성물을 연소시키는 단계를 포함하여, 내연기관을 작동시키는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 물-작용성 조성물이 물과 혼화될 수 있는 친유성 유기 화합물을 포함하고, 상기 친유성 유기 화합물이 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10:1 내지 250,000:1의 비로 존재함을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 18항에 있어서, 물-작용성 조성물이 첨가제 조성물중의 백금족 금속의 중량을 기준으로 10,000 내지 250,000의 비로 친유성 유화제를 포함함을 특징으로 하는 방법.
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