(57)【要約】      （修正有）【課題】炭化水素質燃料燃焼システムにおける炭素粒子排出量を減少させ、かつスラグの特性を改善する混合金属触媒添加剤、燃料組成物および使用方法。【解決手段】燃料組成物用の炭化水素質燃料用添加剤であって、遷移金属含有化合物、アルカリ金属化合物、およびマグネシウム含有化合物を含有してなる炭化水素質燃料用添加剤、および燃料組成物の燃焼を改善し、かつスラグの特性を改善するに有効な量にする段階を含んでなる、上記炭化水素質燃料燃焼システムでの使用方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料組成物用の炭化水素質燃料用添加剤であって、
遷移金属含有化合物、
アルカリ金属化合物、および
マグネシウム含有化合物、
を含んで成る炭化水素質燃料用添加剤。
【請求項２】
この添加剤の中に前記遷移金属含有化合物とアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物が個々の金属の比率が約１部の遷移金属と約１部のアルカリ金属と約３部のマグネシウムであるように含まれている請求項１記載の炭化水素質燃料用添加剤。
【請求項３】
前記アルカリ金属化合物がリチウム、ナトリウム、カリウムおよびルビジウムから成る群から選択される少なくとも１種のアルカリ金属を含有する請求項１記載の炭化水素質燃料用添加剤。
【請求項４】
前記遷移金属含有化合物の量がマンガン金属を燃料組成物に約０．１から４０ｐｐｍ供給するに充分な量である請求項１記載の炭化水素質燃料用添加剤。
【請求項５】
炭化水素質燃料組成物の燃焼そしてそれが燃焼する結果として生じるスラグを改善する方法であって、
遷移金属含有化合物と少なくとも１種のアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物を含んで成る炭化水素質燃料組成物を準備して、
前記燃料組成物を燃焼システムの中で燃焼させ、前記燃料組成物の燃焼によってスラグが生じるが、
前記燃料組成物に含有させる遷移金属とアルカリ金属とマグネシウムの量を前記燃料組成物の燃焼を改善しかつ前記燃料が燃焼する結果として生じるスラグを改善するに有効な量にする、
段階を含んで成る方法。
【請求項６】
炭化水素質燃料用添加剤であって、
マンガン含有化合物、
アルカリ金属化合物、および
マグネシウム含有化合物、
を含んで成る炭化水素質燃料用添加剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の燃焼を改善しかつ燃料の燃焼によってもたらされるスラグを改善する炭化水素質燃料用添加剤（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓ  ｆｕｅｌ  ａｄｄｉｔｉｖｅ）、燃料組成物および方法に関する。具体的には、本添加剤、燃料組成物および方法は、マンガン含有化合物と少なくとも１種のアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物の組み合わせの使用を包含する。
【背景技術】
【０００２】
大気圧バーナーで作動する用役用炉（ｕｔｉｌｉｔｙ  ｆｕｒｎａｃｅｓ）および産業用ボイラーシステムでは、あらゆる炭化水素質燃料燃焼システムと同様に、そのようなシステムの中で燃料が燃焼する結果として生じる排出物の量および品質に関心が持たれている。粒子状排出物は燃焼が不完全なことで生じる副生成物である。そのような炭素含有粒子は環境問題であり、それを解決しようとして、環境に排出される粒子の量が最小限になるように燃料組成物は絶えず改善されかつ燃焼方法も考案され続けている。他の排出成分は燃焼システムのいろいろな部分、例えば用役用炉および産業用バーナーシステムの水管壁管、エコノマイザー管（ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ  ｔｕｂｅｓ）および／または過熱器管などの上に沈着物を形成する可能性がある。そのような沈着物（典型的にはスラグと呼ばれる）は蓄積しそして経時的に燃焼システムの効率を大きく低下させる可能性がある。
【０００３】
燃料配合では、粒子状排出物が減少するように炭素焼失に触媒作用を及ぼす目的で金属含有添加剤が用いられてきており、それは、粒子の凝集を抑制する（アルカリ金属）か、水酸基濃度を高くすることでピーク燃焼温度における炭素の酸化を向上させる（アルカリ土類金属）か、或は粒子状物の着火温度を下げることで触媒作用による酸化速度を高くする（遷移金属）ことのいずれかで行われてきている。しかしながら、そのような特定の金属含有添加剤を用いると燃焼システムの中に蓄積し得るスラグの種類および／または量が悪影響を受ける可能性があることが認識されている。
【０００４】
一例として、排出物を減少させる方法が従来技術に開示されており、その方法は、カルシウムとアルカリ金属またはアルカリ土類金属（カルシウム以外の）またはこれらの混合物の混合物を用いることを包含する（特許文献１を参照）。
【０００５】
また、マグネシウム化合物を燃料に添加しておくと灰分含有燃料を燃焼させた時の燃焼用タービンの保守と保守の間の時間が長くなることも知られている（例えば特許文献２を参照）。しかしながら、マグネシウムは炭素の焼失には影響を与えない。従って、マグネシウム化合物はスラグの種類および／または量に肯定的な影響を与えはするが、炭素の焼失には影響を与えない。
【特許文献１】米国特許第５，９１９，２７６号
【特許文献２】米国特許第６，６３２，２５７号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（詳細な説明）
炭化水素質燃料用添加剤、燃料組成物および方法は、燃焼システムにおける炭素粒子排出量を減少させかつスラグの特性を改善するものであり、そのような燃焼システムには例えば用役用炉およびボイラーシステムが含まれる。本発明の燃料用添加剤パッケージ（ｐａｃｋａｇｅ）、燃料組成物および方法は、炭素の着火を改善することで炭素粒子の排出量を低くする混合金属触媒の利点とスラグ生成、例えば用役用炉の水管壁管、エコノマイザー管および過熱器管などに生じるスラグ生成を改善するマグネシウムの利点を組み合わせるものである。１つの代替における本添加剤パッケージは、混合金属、即ち遷移金属含有化合物／アルカリ金属化合物／マグネシウム含有化合物を一例として遷移金属／アルカリ金属／Ｍｇが約１／１／３の比率であるように含有する。本明細書では、いろいろな燃焼システムに関連して通常用いられる炭化水素質燃料に適合するように本添加剤パッケージを作成する。炭素粒子排出物の量を低くしかつ燃料の燃焼によって生じるスラグの特性を改善すると言った二重の利点を与え得ることが本金属触媒の組み合わせが示すユニークさである。
【０００７】
一例としての炭化水素質燃料用添加剤は、遷移金属含有化合物と少なくとも１種のアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物を含んで成る。別の例としての燃料組成物は主要量の炭化水素質燃料と少量の添加剤を含んで成るが、前記添加剤は遷移金属含有化合物とアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物を含んで成る。さらなる例として、炭化水素質燃料の燃焼そしてそれが燃焼する結果として生じるスラグを改善する方法は、遷移金属含有化合物とアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物を含んで成る炭化水素質燃料を準備して、前記燃料を燃焼システムの中で燃焼させる段階を含んで成り、前記燃料の燃焼によってスラグが生じかつ炭素が焼失するが、ここでは、前記燃料に含有させる遷移金属とアルカリ金属とマグネシウムの量を前記燃料の燃焼を改善、即ち粒状物の排出量を少なくしかつ前記燃料が燃焼する結果として生じるスラグを改善するに有効な量にする。
【０００８】
本明細書における考察は、炭化水素質燃料用添加剤、燃料組成物、そして炭化水素質燃料の燃焼そしてそれが燃焼する結果として生じるスラグを改善する方法を取り扱うものである。各場合に一定の事項（ｃｏｎｓｔａｎｔ）は、少なくとも１種の遷移金属含有化合物／アルカリ金属／マグネシウム含有化合物を含んで成る混合金属触媒組み合わせを存在させることにある。
【０００９】
一例として、前記遷移金属含有化合物は有機金属化合物である。本明細書における例示的な遷移金属含有有機金属化合物には、アルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、無水物、スルホネート、ホスホネート、キレート、フェナート、クラウンエーテル、ナフテネート、カルボン酸、アミド、アセチルアセトネートおよびこれらの混合物などの如き官能基を含有する安定化用配位子（ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ  ｌｉｇａｎｄｓ）を伴う化合物が含まれる。本発明の遷移金属には、マンガン、鉄、コバルト、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウム、モリブデン、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウムおよびこれらの混合物が含まれる。マンガン含有有機金属化合物にはマンガントリカルボニル化合物が含まれる。そのような化合物は例えば米国特許第４，５６８，３５７号、４，６７４，４４７号、５，１１３，８０３号、５，５９９，３５７号、５，９４４，８５８号およびヨーロッパ特許第４６６  ５１２  Ｂ１号に教示されている。
【００１０】
用いることができる適切なマンガントリカルボニル化合物には、シクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ジメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、トリメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、テトラメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ペンタメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、エチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ジエチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、プロピルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、イソプロピルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ｔ−ブチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、オクチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ドデシルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、エチルメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、インデニルマンガントリカルボニルなど（２種以上の前記化合物の混合物を包含）が含まれる。一例は、室温で液状のシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、例えばメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、エチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、シクロペンタジエニルマンガントリカルボニルとメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルの液状混合物、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルとエチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルの混合物などである。
【００１１】
そのような化合物の調製は文献、例えば米国特許第２，８１８，４１７号（これの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる）などに記述されている。
【００１２】
本明細書で用いるに有用なアルカリ金属化合物には下記が含まれ得る：リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびこれらの混合物。このような金属を化合物または塩、例えば下記の酸性物質の化合物または塩またはこれらの混合物として燃料と組み合わせてもよい：（１）スルホン酸、（２）カルボン酸、（３）アルキルフェノール、（４）硫化アルキルフェノール、および（５）燐の有機酸（炭素と燐の直接結合を少なくとも１つ有することを特徴とする）。そのような金属塩は油溶性の過塩基塩（ｏｖｅｒｂａｓｅｄ  ｓａｌｔｓ）として調製可能である。金属が有機酸基よりも化学量論的に多い量で存在する金属塩を表す目的で用語「過塩基」を用いる。
【００１３】
別の例として、そのようなアルカリ金属の化合物もしくは塩は油に不溶であり、例えば分散液、乳液、霧、スプレー、粉末または噴霧された状態であってもよい。
【００１４】
一例として、前記アルカリ金属はカリウムでありそして前記化合物はスルホン酸カリウム、即ち燃料に可溶な化合物である。
【００１５】
マグネシウム含有化合物の例には下記が含まれる：（１）スルホン酸、（２）カルボン酸、（３）アルキルフェノール、（４）硫化アルキルフェノール、および（５）燐の有機酸（炭素と燐の直接結合を少なくとも１つ有することを特徴とする）から誘導された中性もしくは過塩基マグネシウム化合物。
【００１６】
一例として、前記マグネシウム含有化合物はスルホン酸マグネシウム、即ち燃料に可溶な化合物である。
【００１７】
本明細書に記述する添加剤によって利益を受ける炭化水素燃料には、燃焼した時に炭素粒子排出物を生じかつまたそれが燃焼した後に燃焼システムの中にスラグを生じる燃料が含まれる。そのような燃料には、例えばディーゼル燃料、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５およびＮｏ．６の燃料油、これらの組み合わせ、そして用役用および産業用バーナーシステムで通常用いられる他の燃料が含まれる。本明細書に記述する燃焼装置の作動で用いるに適した燃料の他の例には、炭化水素質燃料、例えば、これらに限定するものでないが、ディーゼル燃料、ジェット燃料、アルコール、エーテル、ケロシン、低硫黄燃料、合成燃料、例えばフィッシャー・トロプシュ燃料など、液体石油ガス、石炭から誘導された燃料、石炭、遺伝子工学バイオ燃料および作物およびこれらの抽出液、天然ガス、プロパン、ブタン、無鉛モーターおよび航空ガソリン、およびいわゆる改質ガソリン［これは典型的にガソリン沸点範囲の炭化水素と燃料に可溶な酸素化混合剤（ｏｘｙｇｅｎａｔｅｄ  ｂｌｅｎｄｉｎｇ  ａｇｅｎｔｓ）、例えばアルコール、エーテルおよび他の適切な酸素含有有機化合物などの両方を含有する］などが含まれる。有用であり得る他の燃料には、ガソリン、バンカー燃料、石炭（炭塵またはスラリー）、原油、精製「釜残」および副生成物、原油抽出液、有害廃棄物、庭ごみおよび廃棄物、木屑およびおが屑、農業廃棄物、飼い葉、貯蔵生牧草、プラスチック、および他の有機廃棄物および／または副生成物、およびこれらの混合物、そしてそれらが水、アルコールまたは他の担体流体（ｃａｒｒｉｅｒ  ｆｌｕｉｄ）に入っている乳液、懸濁液および分散液などが含まれる。本明細書における「ディーゼル燃料」は、ディーゼル燃料、バイオディーゼル、バイオディーゼル誘導燃料、合成ディーゼルおよびこれらの混合物から成る群から選択される１種以上の燃料を意味する。
【００１８】
本明細書に記述する添加剤および／または燃料組成物に他の成分を含有させてもよいが、但しそれらが本明細書でさもなければ得られるスラグの量にも生成にも悪影響を与えないことを条件とする。従って、腐食抑制剤、抗酸化剤、防錆剤、清浄剤および分散剤、燃料潤滑用添加剤、抗乳化剤、染料、不活性希釈剤、コールドフロー改良剤、伝導剤、金属不活性化剤、安定剤、消泡用添加剤、防氷剤、殺生物剤、消臭剤、ドラッグレデューサー（ｄｒａｇ  ｒｅｄｕｃｅｒｓ）、燃焼向上剤、酸素化剤（ｏｘｙｇｅｎａｔｅｓ）および同様な材料の如き成分を１種以上用いてもよい。
【００１９】
本明細書に示す添加剤または燃料組成物によって利益を受け得る燃焼システムには、炭化水素質燃料が燃焼する結果として炭素粒状物質を排出しかつスラグが蓄積または生成し得る構成要素が含まれている如何なるシステムも含まれる。用役用および産業用炉の水管壁管、エコノマイザー管および過熱器管がスラグが蓄積し得る一般的な場所である。本明細書における「燃焼システム」は、炭化水素質燃料を燃焼させ得るか或はそれが燃焼し得る内燃および外燃装置、機械、ボイラー、焼却装置、蒸発バーナー、プラズマバーナーシステム、プラズマアーク、固定式バーナーなどのいずれかおよび全部を意味する。そのような燃焼装置には更にバーナーまたは燃焼装置のいずれかおよび全部も含まれ、それらには、これらに限定するものでないが、例えば固定式バーナー、廃棄物焼却装置、ディーゼル燃料バーナー、ガソリン燃料バーナー、発電所の発電機、発電所の炉などが含まれる。炭化水素質燃料燃焼システムには、炭化水素質燃料を燃焼または酸化的に分解させる燃焼ユニット、システム、デバイスおよび／またはエンジンの全部が含まれる。
【００２０】
本明細書に記述する混合金属化合物の処理率（ｔｒｅａｔ  ｒａｔｅｓ）の例には、燃料が燃焼する結果として生じる粒状物の排出を改善しかつスラグの品質を改善する如何なる処理率も含まれる。本明細書における目的で、用語「改善する」または「改善」は、本添加剤、燃料組成物または方法を用いると本明細書に記述する混合金属触媒を含有させていない添加剤、燃料組成物および方法を用いた時に比べて粒状物の排出が低下しかつスラグの品質がより良好になる（蓄積量が少なくなり、浄化が容易になり、密度が低くなり、硬度が低くなり、粘着性が低くなり、より砕け易くなるなど）ことを意味する。一例として、前記遷移金属含有化合物をある添加剤パッケージまたは燃料組成物にそれがマンガン金属を燃料組成物に約０．１から４０ｐｐｍ供給するに充分な量で含有させる。別の例として、前記燃料可溶アルカリ金属をある添加剤または燃料組成物にそれがアルカリ金属を燃料組成物に０．１から４０ｐｐｍ供給するに充分な量で含有させる。かつ、さらなる例として、スラグを改善するマグネシウム含有化合物の量をある添加剤または燃料組成物にそれがマグネシウム金属を燃料組成物に約０．３から６００ｐｐｍ供給するに充分な量で含有させる。別の例として、燃料組成物の中のマグネシウム量が２０から６０ｐｐｍになるようにする。前記３種類の金属成分の質量比または比率を、一例として、マンガン含有化合物／アルカリ金属／マグネシウム含有化合物が約１／１／３である比率にする。他の例として、前記比率を１／１／１−１／２／１−１／１／１５．５の範囲にしてもよい。
【実施例】
【００２１】
以下に示す結果は、炭素の着火温度を下げて炭素粒子排出量を低下させるに混合金属触媒が有効であることを示すものである。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
グラファイトサンプルを個々の金属添加剤もしくは添加剤組み合わせで処理することによる炭素着火試験をＴＧＡを用いて実施した。水溶性金属塩をグラファイトの中に湿り開始含浸（ｉｎｃｉｐｉｅｎｔ  ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ）させることで添加剤の処理を行った。
【００２４】
グラファイトは着火が困難なことからこれを炭素粒子の代理として選択した。従って、それをいろいろな着火用触媒を比較する時の良好な炭素基質として用いる。加うるに、表１に示した着火温度はかなり控えめであるとして見なされるべきであり、実際の燃焼炭素含有粒状物に関して現実に測定されるであろう温度はより低い可能性がある。
【００２５】
表１に示した結果は、混合金属触媒を用いた方がそれらの単一金属成分を用いるよりも炭素粒子排出に関して有利であることを示している。その理由は、前記混合金属の中の各金属が炭素にいろいろな温度形態（ｒｅｇｉｍｅ）で作用して１番目の温度形態で作用した金属が２番目の金属がより効率良く反応するように粒状物を条件付けしたことによって利益が向上したと言った理由である。例えば、Ｍｎ／Ｋ混合金属触媒系の場合、Ｋは煤とこれが生じる高温形態で相互作用しそしてそれを被酸化性燃料／空気仕込み物の中に分散状態で保持する。温度がピークから降下し始めるとＭｎがそのような高い表面積を有する沈着物と相互作用しかつ着火温度を下げることで低い方の温度で起こる酸化に触媒作用を及ぼす主な酸化用触媒になる。もし煤が凝集してより大きな粒子サイズになる前にＫが煤と相互作用しないと、Ｍｎによる酸化にさらされる表面積が非常に小さくなることで、Ｍｎ触媒の効率が低下してしまう。
【００２６】
上述した混合金属触媒系はスラグの改質を改善するものではない。
【００２７】
ある種の金属、例えばマグネシウムなどは粒状物が焼失する化学に参与しないが、その代わりに、有効な燃焼スラグ改質剤（ｅｆｆｉｃａｃｉｏｕｓ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｓｌａｇ  ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ）であることが知られており、結果として、スラグをより砕け易くすることでそれが燃焼システムからより容易に除去されるようにする。
【００２８】
この上に示した２つの特徴、即ち炭素着火温度の低下とスラグの改質が組み込まれるように燃料を配合すると、炭素含有粒子排出量が低いと同時にまた燃料が用役用および産業用炉の中で燃焼する結果として生じるスラグも改質および改善された燃料組成物を得ることができる。
【００２９】
従って、本発明の１つの態様に従い、３種類の金属を混合し燃焼用触媒システムを炭化水素質燃料に添加しておくと結果として（１）燃焼が改善、例えば炭素粒子排出量の低下などがもたらされると同時に（２）生じるスラグがより砕け易くなり、粘着力が低くなり、密度が低くなりかつ全体積または質量が低下する（３種類の金属を混合した本触媒システムを存在させないで燃料を燃焼させた時に生じたスラグに比べて）。
【００３０】
硫黄含有量が１％でバナジウム含有量が５０ｐｐｍのＮｏ．６燃料油を産業用ボイラーシステムの中で燃焼させる燃焼装置プラント試行（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｕｎｉｔ  ｐｌａｎｔ  ｔｒｉａｌ）を実施した。燃焼装置および発電装置を最大容量が３８５ＭＷになるように３３０ＭＷの生産率で作動させた。実験を１カ月間持続し、この期間の間にスラグの品質および粒状物排出量を観察した。マンガンとマグネシウムを約１：３の重量比で含有させておいた混合触媒系をボイラーシステムの燃料燃焼装置の中に注入した。この試行中に３９％の炭素粒子排出量低下を達成した。加うるに、ボイラー蒸気管の壁に蓄積したスラグを目で観察した結果、本混合金属触媒を存在させないで燃料を燃焼させた場合に生じたスラグが付着しているボイラー蒸気管を目で観察した時と比較して、品質、質感および体積が驚くべきほど異なっていて改善されていることが分かった。
【００３１】
マグネシウム添加剤を用いないで番号６の燃料油を用役用炉で燃やしてそれの水管壁管を目で観察した結果、重質ガラス様スラグが存在することが分かり、それは重力によって誘発された流れの結果として涙滴端末（ｔｅａｒｄｒｏｐ  ｅｎｄｓ）を伴っていた。燃焼ガスは管と管の間の空間部を通って流れると思われるが、それがスラグ沈着物によって非常に制限されていた。マンガン含有化合物とマグネシウム含有化合物を含有させておいた混合金属添加剤パッケージを燃料に入れて、それを用いて用役用炉装置を作動させた時に生じたスラグは乾燥していて、より砕け易くかつガラス様である度合が低いように見えた。水管壁管の間の空間部を流れる燃焼ガスが制限される度合はずっと低かった。マグネシウムはスラグの溶融温度を炉表面環境における温度より高い温度にまで高くすることでスラグを明らかに改質した。その結果として、燃焼ガスの中に入っている粒状物はこれらが前記表面に到達する前に大部分が固化する。前記粒状物のいくらかはまだ溶融した状態で前記表面に到達して、マグネシウムによる改質を受けているが溶融していない大部分の燃焼粒状物を保持する基質として働く。従って、スラグは最終的に少量の溶融した材料の中に埋め込まれている主要量の固体状粒子で構成される。それによって、その結合した固体状粒子は結果として生じるスラグに砕け易い特性を与えることで粒子間に空間部を残す。
【００３２】
より具体的には、生じたスラグは、垂れるロウソクの蝋のように、より柔らかであり、ばらばらであり、かつ体積または質量も低いように見える。このような外観の変化および特性の改善は、燃焼を改善しかつ粒状物を減少させるように以前に考案されたマンガン含有触媒系にマグネシウムを含有させた結果である。本発明は、そのように遷移金属を含有させかつマグネシウムを含有させた触媒系に燃焼向上剤であるアルカリ金属を更に含有させることにも関する。
【００３３】
本明細書または本明細書の請求の範囲のどこかで化学名を用いて反応体および成分を言及する場合、この言及が単数であるか或は複数であるかに拘らず、それらが別の物質［化学名または化学タイプで言及する］（例えば基礎燃料、溶媒など）に接触する前にそれらが存在するようにそれらを同定すると理解されるべきである。結果として生じる混合物または溶液または反応媒体中でどんな化学変化、変換および／または反応（もしあれば）が起ころうとも問題でない、と言うのは、そのような変化、変換および／または反応は指定反応体および／または成分を本開示に従って要求する条件下で一緒にする結果として自然に起こる事であるからである。従って、反応体および成分を所望の化学反応（例えば有機金属化合物の生成）を実施する時にか或は所望の組成物（例えば添加剤濃縮物または添加剤が添加されている燃料ブレンド物）を生じさせる時に一緒にすべき材料として識別する。また、添加剤成分を本質的に個別および／または前以て生じさせておく添加剤組み合わせおよび／または副次的組み合わせを生じさせる時に用いる成分として基礎燃料に添加またはブレンドするか或は一緒にしてもよいことも理解されるであろう。従って、本明細書に示す請求の範囲で物質、成分および／または材料を現在時制（「含んで成る」、「である」など）で言及することがあり得るかもしれないが、そのような言及は、本開示に従ってそれを他の１種以上の物質、成分および／または材料に最初にブレンドまたは混合する直ぐ前の時間にそれが存在していたように当該物質、成分または材料を指すものである。従って、このような物質、成分または材料はそのようなブレンドもしくは混合操作過程中またはその直後に起こる化学反応または変換によりそれの元々の同定を失う可能性があることは本開示および本請求の範囲の正確な理解および評価にとって全く重要でない。
【００３４】
本明細書の全体に渡って数多くの場所で多数の米国特許、公開された外国特許出願および公開された技術論文を言及してきた。そのような引用した資料は全部あたかも本明細書に詳細に挙げるように明らかに本開示に完全に組み込まれる。
【００３５】
本発明は本発明の実施においてかなりの変形を受け易い。従って、この上に行った説明は本発明を本明細書の上に示した特別な例示に限定することを意図するものでなくかつ限定として解釈されるべきでない。むしろ、保護することを意図する事項は本請求の範囲に挙げる如き事項および法の問題として許されるそれらの均等物である。
【００３６】
本特許権所有者は開示した全ての態様を公に捧げることを意図するものでなく、そして開示した何らかの修飾形または変形が文字通りには本請求の範囲の範囲内に入らない可能性はあるが、その度合で、それらは均等の原則の下で本発明の一部であると見なす。
【００３７】
本発明の特徴および態様は以下の通りである。
１．  燃料組成物用の炭化水素質燃料用添加剤であって、
遷移金属含有化合物、
アルカリ金属化合物、および
マグネシウム含有化合物、
を含んで成る炭化水素質燃料用添加剤。
２．  この添加剤の中に前記遷移金属含有化合物とアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物が個々の金属の比率が約１部の遷移金属と約１部のアルカリ金属と約３部のマグネシウムであるように含まれている第１項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
３．  前記遷移金属含有化合物が有機金属化合物である第１項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
４．  前記有機金属化合物がアルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、無水物、スルホネート、ホスホネート、キレート、フェナート、クラウンエーテル、ナフテネート、カルボン酸、アミド、アセチルアセトネートおよびこれらの混合物から成る群から選択される官能基を含有する安定化用配位子を伴う化合物である第３項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
５．  前記有機金属化合物がマンガンを含んで成る第３項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
６．  前記マンガン含有化合物が下記の群：シクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ジメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、トリメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、テトラメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ペンタメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、エチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ジエチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、プロピルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、イソプロピルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ｔ−ブチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、オクチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ドデシルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、エチルメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、インデニルマンガントリカルボニルなど（２種以上の前記化合物の混合物を包含）から選択される第５項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
７．  前記アルカリ金属化合物がリチウム、ナトリウム、カリウムおよびルビジウムから成る群から選択される少なくとも１種のアルカリ金属を含有する第１項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
８．  前記マグネシウム含有化合物がスルホン酸、カルボン酸、アルキルフェノール、硫化アルキルフェノール、燐の有機酸およびこれらの混合物から誘導された化合物の群から選択される第１項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
９．  前記遷移金属含有化合物の量がマンガン金属を燃料組成物に約０．１から４０ｐｐｍ供給するに充分な量である第１項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
１０．  前記アルカリ金属化合物の量がアルカリ金属を燃料組成物に約０．１から４０ｐｐｍ供給するに充分な量である第１項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
１１．  前記マグネシウム含有化合物の量がマグネシウム金属を燃料組成物に約０．３から５００ｐｐｍ供給するに充分な量である第１項記載の炭化水素質燃料用添加剤。
１２．  主要量の炭化水素質燃料と少量の添加剤を含んで成る燃料組成物であって、前記添加剤が、
遷移金属含有化合物、
少なくとも１種のアルカリ金属化合物、および
マグネシウム含有化合物、
を含んで成る燃料組成物。
１３．  前記添加剤の中に前記遷移金属含有化合物とアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物が個々の金属の比率が約１部の遷移金属と約１部のアルカリ金属と約３部のマグネシウムであるように含まれている第１２項記載の燃料組成物。
１４．  前記遷移金属含有化合物が有機金属化合物である第１３項記載の燃料組成物。
１５．  前記有機金属化合物がアルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、無水物、スルホネート、ホスホネート、キレート、フェナート、クラウンエーテル、ナフテネート、カルボン酸、アミド、アセチルアセトネートおよびこれらの混合物から成る群から選択される官能基を含有する安定化用配位子を伴う化合物である第１４項記載の燃料組成物。
１６．  前記有機金属化合物がマンガンを含んで成る第１４項記載の燃料組成物。
１７．  前記マンガン含有化合物が下記の群：シクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ジメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、トリメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、テトラメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ペンタメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、エチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ジエチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、プロピルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、イソプロピルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ｔ−ブチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、オクチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ドデシルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、エチルメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、インデニルマンガントリカルボニルなど（２種以上の前記化合物の混合物を包含）から選択される第１６項記載の燃料組成物。
１８．  前記アルカリ金属化合物がリチウム、ナトリウム、カリウムおよびルビジウムから成る群から選択される少なくとも１種のアルカリ金属を含有する第１２項記載の燃料組成物。
１９．  前記マグネシウム含有化合物がスルホン酸、カルボン酸、アルキルフェノール、硫化アルキルフェノール、燐の有機酸およびこれらの混合物から誘導された化合物の群から選択される第１２項記載の燃料組成物。
２０．  前記遷移金属含有化合物の量がマンガン金属をこの燃料組成物に約０．１から２０ｐｐｍ供給するに充分な量である第１２項記載の燃料組成物。
２１．  前記アルカリ金属の量がアルカリ金属をこの燃料組成物に約０．１から２０ｐｐｍ供給するに充分な量である第１２項記載の燃料組成物。
２２．  前記マグネシウム含有化合物の量がマグネシウム金属をこの燃料組成物に約０．３から６０ｐｐｍ供給するに充分な量である第１２項記載の燃料組成物。
２３．  前記炭化水素質燃料がＮｏ．５およびＮｏ．６の燃料油、ディーゼル燃料、ジェット燃料、アルコール、エーテル、ケロシン、低硫黄燃料、合成燃料、液体石油ガス、石炭から誘導された燃料、石炭、炭塵、石炭スラリー、バイオ燃料、天然ガス、プロパン、ブタン、無鉛モーターおよび航空ガソリン、改質ガソリン、ガソリン、バンカー重油、原油、精製釜残、原油抽出液、有害廃棄物、庭ごみおよび廃棄物、木屑およびおが屑、飼い葉、貯蔵生牧草、プラスチック、有機廃棄物、そしてそれらが水、アルコールまたは他の担体流体に入っている乳液、懸濁液および分散液、そして前記の１種以上の混合物から成る群から選択される第１２項記載の燃料組成物。
２４．  炭化水素質燃料組成物の燃焼そしてそれが燃焼する結果として生じるスラグを改善する方法であって、
遷移金属含有化合物と少なくとも１種のアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物を含んで成る炭化水素質燃料組成物を準備して、
前記燃料組成物を燃焼システムの中で燃焼させ、前記燃料組成物の燃焼によってスラグが生じるが、
前記燃料組成物に含有させる遷移金属とアルカリ金属とマグネシウムの量を前記燃料組成物の燃焼を改善しかつ前記燃料が燃焼する結果として生じるスラグを改善するに有効な量にする、
段階を含んで成る方法。
２５．  前記添加剤の中に前記遷移金属含有化合物とアルカリ金属化合物とマグネシウム含有化合物を個々の金属の比率が約１部のマンガンと約１部のアルカリ金属と約３部のマグネシウムであるように含有させる第２４項記載の方法。
２６．  前記遷移金属含有化合物が有機金属化合物である第２４項記載の方法。
２７．  前記有機金属化合物がアルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、無水物、スルホネート、ホスホネート、キレート、フェナート、クラウンエーテル、ナフテネート、カルボン酸、アミド、アセチルアセトネートおよびこれらの混合物から成る群から選択される官能基を含有する安定化用配位子を伴う化合物である第２６項記載の方法。
２８．  前記有機金属化合物がマンガンを含んで成る第２６項記載の方法。
２９．  前記マンガン含有化合物を下記の群：シクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ジメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、トリメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、テトラメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ペンタメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、エチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ジエチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、プロピルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、イソプロピルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ｔ−ブチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、オクチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、ドデシルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、エチルメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、インデニルマンガントリカルボニルなど（２種以上の前記化合物の混合物を包含）から選択する第２８項記載の方法。
３０．  前記アルカリ金属化合物がリチウム、ナトリウム、カリウムおよびルビジウムから成る群から選択されるアルカリ金属を含有する第２４項記載の方法。
３１．  前記マグネシウム含有化合物をスルホン酸、カルボン酸、アルキルフェノール、硫化アルキルフェノール、燐の有機酸およびこれらの混合物から誘導された化合物の群から選択する第２４項記載の方法。
３２．  前記遷移金属含有化合物の量が遷移金属を前記燃料組成物に約０．１から４０ｐｐｍ供給するに充分な量である第２４項記載の方法。
３３．  前記アルカリ金属の量がアルカリ金属を前記燃料組成物に約０．１から４０ｐｐｍ供給するに充分な量である第２４項記載の方法。
３４．  前記マグネシウム含有化合物の量がマグネシウム金属を前記燃料組成物に約０．３から５００ｐｐｍ供給するに充分な量である第２４項記載の方法。
３５．  前記スラグがより容易に除去されるようにすることで前記スラグを改善する第２４項記載の方法。
３６．  前記スラグの蓄積量が少なくなるようにすることで前記スラグを改善する第２４項記載の方法。
３７．  前記スラグをより砕け易くすることで前記スラグを改善する第２４項記載の方法。
３８．  炭化水素質燃料用添加剤であって、
マンガン含有化合物、
アルカリ金属化合物、および
マグネシウム含有化合物、
を含んで成る炭化水素質燃料用添加剤。
３９．  前記マンガン含有化合物がメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルである第３８項記載の燃料用添加剤。
４０．  前記マグネシウム含有化合物の量がマグネシウム金属を燃料組成物に約２０から約６０ｐｐｍ供給するに充分な量である第１項記載の燃料用添加剤。