Una composición de gasolina de automóviles para uso como combustible en un motor de combustión interna de encendido por chispa,

dicho combustible comprendiendo una mezcla de hidrocarburos de componentes de gasolina con la salvedad de que dicha gasolina tiene una temperatura de destilación 90% ASTM D-86 de 154,4ºC (310ºF) o menor y un índice de octano (R + M)/2 que es menor que 8

Combustible de gasolina de automóviles para motores de combustión interna.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones de gasolina y al uso de las mismas en motores de combustión interna de encendido por chispa como los tipos de motores de automóviles.

Antecedentes de la invención

Los contaminantes producidos por la combustión incluyendo óxidos de nitrógeno que se denominan frecuentemente NO_x (donde x es un entero que representa el número de átomos de oxígeno en la molécula). Tales óxidos incluyen NO y NO₂. En el proceso de combustión el NO_x se forma por aire (un gas que contiene nitrógeno y oxígeno) que se somete a altas temperaturas durante un período de tiempo. Se han realizado estudios recientes acerca de gasolinas con menor temperatura de destilación 90% que muestran que la gasolina de quemado más rápida (menor temperatura de destilación 90%) alcanza más rápidamente una alta temperatura incrementando más rápidamente el tiempo en el que el nitrógeno y el oxígeno en el aire se exponen a altas temperaturas causando, de este modo, un incremento en el NO_x (véase la figura que muestra los datos desarrollados por el Air Quality Information Research Program).

La Patente de Estados Unidos Nº 3.758.628 indica un proceso para fabricar gasolina de alto octano a partir de un refinado de bajo octano que comprende hidrocraqueo de una primera porción del refinado, craqueo catalíticamente fluido de una segunda porción del refinado, recuperación de una fracción de nafta ligera hidrocraqueada como un componente base de gasolina y cargar una fracción de C₄ hidrocraqueada a una zona de alquilación.

Las gasolinas usadas regularmente como combustible en motores de combustión interna por chispa de encendido actuales requieren índices de octano (R + M)/2 que caigan casi completamente dentro del intervalo de 84-94. Algunos motores requieren una gasolina de mayor octano que otros dependiendo en su proporción de compresión o en la acumulación de depósitos de carbono (edad) para evitar o reducir la detonación del motor o mejorar la eficacia de la combustión del combustible.

Las gasolinas de menor octano se han usado en el pasado en motores de baja compresión, pero se abandonaron en la práctica habitual debido a la pobre eficacia y potencia de salida. Después, se descubrió que al incrementar la compresión del motor y avanzar la sincronización de la chispa mejoraba de forma sustancial la eficacia de la combustión del combustible. Sin embargo, el logro de este resultado requiere que la gasolina tenga un índice mucho mayor de octano. De hecho, el estado de California actualmente requiere por la ley que la gasolina de tipo de automóvil elaborada, importada, vendida o usada en California debe tener un índice de octano mínimo (R + M)/2 de 87. Sería altamente deseable si las gasolinas de menor octano pudieran usarse de forma eficaz en motores disponibles actualmente especialmente si el uso de las mismas diera como resultado la reducción del contaminante NO_x.

Como se describe a continuación, la presente invención se refiere en parte a un combustible de bajo octano que tiene un índice de octano (R + M)/2 menor que 82 y una de temperatura de destilación 90% ASTM D-86 menor que 154,4ºC (310ºF (referido en este documento como gasolina-E II). La gasolina-E II mencionada anteriormente es ventajosa porque es un combustible con un índice de bajo octano que puede, no obstante, usarse en motores de automóviles de combustión interna convencionales retardando solamente el avance de la chispa del motor. Por tanto, los motores actuales son capaces de proporcionar una eficaz combustión mejorada con gasolina que tiene números de octano (R + M)/2 menores que 82 proporcionando que se retarde el avance de la chispa y que la gasolina tenga una baja temperatura de destilación, temperatura de destilación 90% ASTM D-86 menor que 154,4ºC (310ºF).

Al usar la gasolina de la técnica anterior en motores que tienen un avance de chispa retardado se produce un incremento en los contaminantes de combustión de modo que ni la gasolina de la técnica anterior ni la gasolina-E II pueden usarse de forma intercambiable en un motor que tenga menos avance de chispa. Por consiguiente, sería altamente deseable proporcionar adicionalmente una gasolina que pueda usarse de forma eficaz en motores actuales sin retardar el avance de la chispa así como en motores en los que el avance de la chispa se ha retardado para adecuarse a la gasolina-E II.

Sumario de la invención

Un objetivo de esta invención es proporcionar una gasolina novedosa para uso en un motor de combustión interna de encendido por chispa que permitirá o aceptará reducir las emisiones de NO_x.

Un objetivo de esta invención es proporcionar una gasolina para automóviles de bajo octano que pueda, sin embargo, usarse para operar de forma eficaz motores de automóviles convencionales sin producir niveles indeseables de contaminantes. Más particularmente, un primer objetivo de la presente invención es proporcionar un método para lograr la reducción del NO_x mediante una modificación del motor a fin de que el combustible de esta invención pueda usarse de forma eficaz. A este respecto, se ha descubierto que los combustibles de esta invención que tienen un índice de octano (R + M)/2 menor que 82 y una temperatura de destilación 90% de 154,4ºC (310ºF) o menor pueden, sin embargo, usarse en motores de automóviles de combustión interna convencionales reduciendo solamente el avance de la chispa del motor. Tal gasolina (referida en este documento como gasolina-E II) no puede usarse en motores convencionales en los que el avance de la chispa no se ha retardado.

Un objetivo adicional de esta invención es proporcionar un combustible que sea de quemado limpio y que produzca bajos niveles de contaminantes en la corriente de gases de escape de un motor de combustión interna.

Un objetivo adicional de esta invención es proporcionar una gasolina que tenga buena manejabilidad y propiedades de arranque en frío.

Otro objeto adicional de esta invención es proporcionar una gasolina que se desempeñe de forma correcta en proporciones aire con respecto a combustible por encima de la estequiométrica en un motor de combustión interna.

Todavía otro objetivo de la presente invención es proporcionar un combustible líquido que pueda formarse en un vapor o un estado gaseoso y que todavía tienda a permanecer en este estado cuando se mezcle con el aire de inducción en un motor de combustión interna.

Estos y otros objetos se obtienen con una gasolina que tiene una baja temperatura de destilación 90% y un bajo índice de octano (R + M)/2. La baja temperatura de destilación 90% se usa de manera que la gasolina pueda quemarse rápidamente y de forma más perfecta cuando se mezcla con aire y se enciende en un motor. El bajo índice de octano (R + M)/2 se utiliza de manera que la proporción de combustión con aire es rápida. El índice de octano (R + M)/2 puede disminuirse mediante técnicas conocidas tales como reduciendo la cantidad de componentes de alto octano usados en la producción de la gasolina o reduciendo los aditivos elevadores de octano que se añaden de forma convencional a la gasolina. La temperatura de destilación deseada puede alcanzarse mediante técnicas de producción o refinación de la gasolina convencional tales como destilando las fracciones pesadas de las corrientes de mezcla de gasolina en una refinería. Más particularmente, el primer y otro objetivos (es decir, los objetivos asociados con la gasolina-E II) se alcanzan al proporcionar una gasolina que tiene un índice de octano (R + M)/2 menor que 82 y una temperatura de destilación 90% ASTM D-86 de 154,4ºC (310ºF) o menos.

Breve descripción del dibujo

La figura es un gráfico que muestra los efectos de emisiones de gases de escape de automóviles cuando la temperatura de destilación 90% ASTM D-86 se reduce de 182,2ºC a 137,8ºC (360ºF a 280ºF).

Descripción detallada de la invención e Invención preferida

1) Gasolina-E II

La gasolina destilada a menor temperatura final reduce el humedecimiento de la pared del cilindro, permitiendo, de ese modo, menos detonación en un motor con niveles de octano menores que el mínimo establecido por el estado y los reguladores federales para el modulador, Fase 2 gasolina - 87 octanos mínimo. Todos los índices de octano indicados en este documento se determinan a partir de la fórmula (R...

1. Una composición de gasolina de automóviles para uso como combustible en un motor de combustión interna de encendido por chispa, dicho combustible comprendiendo una mezcla de hidrocarburos de componentes de gasolina con la salvedad de que dicha gasolina tiene una temperatura de destilación 90% ASTM D-86 de 154,4ºC (310ºF) o menor y un índice de octano (R + M)/2 que es menor que 82.

2. La gasolina de la reivindicación 1 que tiene un índice de octano (R + M)/2, que es 80 o menos.

3. La gasolina de la reivindicación 1 en la que la temperatura de destilación 90% está en el intervalo de 129,4ºC-140,6ºC (265ºF-285ºF) y el índice de octano (R + M)/2 cae dentro del intervalo de 72 amenos de 82.

4. La composición de combustible de gasolina de la reivindicación 1 en la que dicha mezcla de hidrocarburos tiene una temperatura final ASTM D-86 menor que 173,9ºC (345ºF) y un índice de octano (R + M)/2 menor de 80 y donde dicha composición puede incluir aditivos y diluyentes de combustible comunes para la gasolina.

5. La gasolina de la reivindicación 1 en la que la temperatura de destilación 90% es menor que 143,3ºC (290ºF).

6. Un método de operación de un motor de combustión interna de encendido por chispa que tiene al menos una cámara de combustión en su interior y un ajuste de avance de chispa; dicho método comprendiendo la introducción, como combustible, de la gasolina de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, y aire dentro de dicho al menos una cámara de combustión y encendido de dicha mezcla con una chispa; con la salvedad de que dicho ajuste de avance de chispa de dicho motor se ajuste a un nivel en el que se evita la detonación mientras que se pone en marcha dicho motor.

7. El método de la reivindicación 6 en el que el motor de combustión interna de encendido por chispa se opera para reducir las emisiones de NO_x.

8. El método de la reivindicación 6 en el que el motor de combustión interna de encendido por chispa se opera para reducir las emisiones de contaminantes del tubo de escape en automóviles accionados por dichos motores de combustión interna, en los que la gasolina usada como el combustible tiene una temperatura de destilación 90% menor que 143,3ºC (290ºF).

9. El método de la reivindicación 8 en el que dicha gasolina incluye aditivos, oxigenados o cualquier diluyente del volumen de gasolina.

10. El método de la reivindicación 6 en el que el motor de combustión interna de encendido por chispa se opera para reducir los contaminantes de la combustión operando dicho motor por encima las proporciones aire/combustible estequiométricas con una gasolina que tiene una temperatura de destilación 90% menor que 143,3ºC (290ºF).