<Desc/Clms Page number 1>
Motortreibstoff.
Die Erfindung betrifft neue Motortreibstoffe, insbesondere solehe mit hoher Oktanzahl, und Verfahren zur Herstellung derselben.
Gemäss der Erfindung wird. einem leichten, flüssigen Kohlenwasserstoff, der als Motortreibstoffgrundlage dient, ein wesentlicher Prozentsatz einer chemischen Verbindung, die zu der Gruppe der Ketone gehört, zugesetzt.
Der Hauptzweck der Erfindung ist, Motortreibstoffe mit hoher Oktanzahl herzustellen, insbesondere solche, die eine besonders hohe Oktanzahl aufweisen und zur Erzielung höherer Leistungen von Flugzeugmotoren geeignet sind. Gemäss der Erfindung ist die Herstellung von Motortreibstoffen möglich, die dem Verlangen der Luftschiffahrt nach Motortreibstoffen mit einer Oktanzahl von 100 und mehr entsprechen, u. zw. kann dies vom kaufmännischen Gesichtspunkt aus in sparsamer Weise geschehen.
Die Motortreibstoffgrundlage, die bei Ausführung der Erfindung verwendet werden kann, kann ein aus einfachem oder gemischtem Roherdöl hergestelltes Benzin sein, u. zw. direktes Destillatbenzin oder Krackbenzin oder ein Gemisch beider. Diese Grundlage soll alle Ansprüche bezüglich Stabilität, Harz, Korrosion usw. erfüllen, die vom fertig gemischten Motortreibstoff erfüllt werden sollen. Es können auch andere Arten flüssiger Kohlenwasserstoffe verwendet werden, z. B. hydriertes Erdöl, das hergestellt wird durch destruktive Hydrierung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, die im Bereiche des Benzins, Kerosins und Schmieröls sieden, ferner durch Cracken von Erdöl hinsichtlich der Oktanzahl verbessertes Gasolin oder eine leichte flüssige Fraktion, die durch Polymerisation von niedriger siedenden oder gasförmigen Oleinen hergestellt wird.
. Die gemäss der Erfindung dieser Grundlage beizumischenden Ketone sind solche, die zwischen den Grenzen von 40 und 200 bzw. 210 C sieden, so dass also der Siedepunkt des als Beimischung verwendeten Ketons innerhalb des Siedebereiche von Benzin liegt. Weiters sollen diese Ketone einen stark verzweigten Aufbau aufweisen. Diisopropylketon, tertiäres Isopropylbutylketon, ditertiäres Butylketon u. dgl. haben sich als sehr gut verwendbar erwiesen.
Diese Ketone werden mit dem Grundmaterial gemischt und gemäss der Erfindung mit'oder ohne Zumischung von metallorganischen Antiklopfverbindungen als Motortreibstoff verwendet werden.
Unter metallorganischen Antiklopfmitteln werden vor allem Verbindungen verstanden, die einen dem Aufbau von Bleitetraäthyl ähnlichen Aufbau aufweisen, das sind Metallalkylverbindungen, wie Bleitetraäthyl, Bleitetramethyl, Zinntetraäthyl, Wismuthtriäthyl, Wismuthtriphenyl usw.
Es wurde gefunden, dass verzweigtkettige Ketone wesentlich grössere Antiklopfeigenschaften aufweisen als geradkettige Ketone und dass viel grössere Vorteile erzielt werden können durch Verwendung verzweigtkettiger Ketone statt geradkettiger Ketone, wenn keine metallorganischen Antiklopfmittel zugesetzt werden.
Es ist bekannt, gewisse geradkettige Ketone, Alkohole und andere sauerstoffhaltige Verbindungen, wie Aldehyde u. dgL, allein oder auch in Verbindung mit Eisencarbonyl als Antiklopfmittel zu verwenden.
Die folgende Tabelle zeigt vergleichende Ergebnisse, die bei Verwendung von geradkettigen Ketonen und von verzweigtkettigen Ketonen ohne Zusatz von metallorganischen Verbindungen erhalten wurden.
EMI1.1
<tb>
<tb>
Prozente <SEP> des <SEP> zugemischten <SEP> Ketons <SEP> A.S.T.M. <SEP> Verbesserung <SEP> der <SEP> OktanOktanzahl <SEP> bei <SEP> 100 <SEP> C <SEP> zahl <SEP> durch <SEP> Ketone
<tb> # <SEP> keines <SEP> ............................... <SEP> 75#0 <SEP> #
<tb> 25 <SEP> Methyl-n-Butylketon <SEP> ................. <SEP> 78#0 <SEP> 3#0
<tb> 25 <SEP> Methylisobutylketon.................. <SEP> 81#1 <SEP> 6#1
<tb>
Diese Tabelle zeigt, dass mit dem die Isobutylgruppe enthaltenden Keton eine doppelt so grosse Oktanzahlverbesserung erzielt wurde als mit dem die gewöhnliche Butylgruppe enthaltenden Keton. Anderseits hat die Isoverbindung im wesentlichen dieselbe Löslichkeit in Benzin wie die normalen Verbindungen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es infolge der hohen Antiklopfeigenschaften der stark verzweigten Ketone möglich ist, Ketone zu verwenden, die ein so viel höheres Molekular-
<Desc/Clms Page number 2>
gewicht aufweisen, dass ihr Sauerstoffgehalt verhältnismässig vernachlässigbar ist als Faktor, der den
Treibstoffwert der Benzingrundlage verringert, mit der er gemischt ist.
An Ketonen, die verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, wie die oben besonders erwähnte, können auch andere zugesetzt werden, z. B. Methylisopropylketon, Äthyliso- propylketon, Propylisopropylketon, tertiäres Methylbutylketon, Methylisoamylketon, tertiäres Methylamylketon, Diisopropylketon, tertiäres Isopropylbutylketon, Diisobutylketon, ditertiäres Butylketon und ditertiäres Amylketon. Eine tertiäre Gruppe enthaltende Ketone werden bevorzugt und auch solche Ketone, die eine verzweigte, d. h. eine Iso-, sekundäre oder tertiäre Gruppe auf jeder Seite der Carbonylgruppe aufweisen, weil sie die Verwendung von Ketonen mit höherem Molekulargewicht und von höher siedenden Ketonen zulassen, als wenn das Keton nur eine verzweigte Gruppe enthält.
Andere Arten von Ketonen, die verwendet werden können, umfassen jene mit der allgemeinen Formel R. CO. R', in welcher R eine Arylgruppe, z. B. Phenyl-, Benzyl-, Toluyl-oder eine mehr gesättigte cyclische Gruppe, darstellt, und R'eine verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, wie sekundäres Isopropylbutyl, tertiäres Butyl od. dgl., ist.
Statt einzelne Ketonverbindungen zu verwenden, kann ein vorzugsweise verzweigtes Keton in Verbindung mit andern verzweigten Ketonen oder mit andern Ketonen mit vorzugsweise niederem Molekulargewicht, die keine verzweigte Struktur aufweisen (beispielsweise nicht mehr als fünf Kohlenstoffatome haben), verwendet werden. Auch zwei oder mehrere Karbonylgruppen enthaltende Ketone können verwendet werden.
Aus den obigen Angaben ist zu ersehen, dass Motortreibstoffe mit besonders hoher Oktanzahl erhalten werden können, wenn man Benzin eine wesentliche Menge Ketone, u. zw. solche, die eine oder mehrere verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, eventuell zugleich mit geeigneten metallorganischen Verbindungen zumischt.
Die gemäss der Erfindung bei der Herstellung von Motortreibstoffen zu verwendenden Verhältnismengen können sich in einem ziemlich weiten Bereich ändern. der von der Strenge der Ansprüche abhängt, die vom Standpunkt des Betriebes und der Leistung erfüllt werden müssen, sowie von den Kostenzahlen und den verfügbaren Rohmaterialien. Im allgemeinen sollen jedoch die Ketone (d. h. entweder einzelne Verbindungen oder Mischungen) in Mengen verwendet werden, die zwischen den Grenzen von 5 und 50% oder mehr liegen, wobei 10,20 oder 30% für die meisten Zwecke vorzuziehen sind.
Anderseits werden die metallorganischen Antiklopfmittel, die ausserdem noch zugesetzt werden können, in viel geringeren Mengen verwendet, die zwischen den Grenzen von 0'5 cm und 5 cm3 pro Gallone (4-5 Q Motortreibstoff liegen, obwohl für Rennwagentreibstoffe und andere Treibstoffe für besondere Leistungen beträchtlich grössere Mengen, beispielsweise 10 cm3, 15 cm3 oder sogar mehr Kubikzentimeter pro Gallone, verwendet werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Motortreibstoff mit hohen Antiklopfeigenschaften, bestehend aus einem von einem leichten flüssigen Kohlenwasserstoff gebildeten Grundmaterial und einer wesentlichen Menge eines Ketons, dadurch gekennzeichnet, dass das Keton mindestens eine verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe enthält.
<Desc / Clms Page number 1>
Motor fuel.
The invention relates to new motor fuels, particularly high octane motor fuels, and methods of making the same.
According to the invention. A substantial percentage of a chemical compound belonging to the group of ketones is added to a light, liquid hydrocarbon that serves as a motor fuel base.
The main purpose of the invention is to produce motor fuels with a high octane number, in particular those which have a particularly high octane number and are suitable for achieving higher outputs from aircraft engines. According to the invention, the production of motor fuels is possible, which meet the demand of the aviation industry for motor fuels with an octane number of 100 and more, u. between this can be done economically from a commercial point of view.
The motor fuel base that can be used in practicing the invention can be gasoline made from raw or blended crude oil, and the like. between direct distillate gasoline or cracked gasoline or a mixture of both. This basis should meet all requirements regarding stability, resin, corrosion, etc., which should be met by the ready-mixed motor fuel. Other types of liquid hydrocarbons can also be used, e.g. B. hydrogenated petroleum, which is produced by the destructive hydrogenation of liquid hydrocarbons that boil in the range of gasoline, kerosene and lubricating oil, also by cracking petroleum with regard to the octane number improved gasoline or a light liquid fraction, which by polymerization of lower boiling or gaseous Oleins is produced.
. The ketones to be mixed in according to the invention of this basis are those which boil between the limits of 40 and 200 or 210 ° C., so that the boiling point of the ketone used as an admixture is within the boiling range of gasoline. Furthermore, these ketones should have a highly branched structure. Diisopropyl ketone, tertiary isopropyl butyl ketone, ditertiary butyl ketone and the like. Like. Have proven to be very useful.
These ketones are mixed with the base material and, according to the invention, are used as motor fuel with or without the addition of organometallic anti-knock compounds.
Organometallic anti-knock agents are primarily understood to mean compounds that have a structure similar to that of tetraethyl lead, i.e. metal alkyl compounds such as tetraethyl lead, tetramethyl lead, tetraethyl lead, triethyl bismuth, triphenyl bismuth, etc.
It has been found that branched-chain ketones have significantly greater anti-knock properties than straight-chain ketones and that much greater advantages can be achieved by using branched-chain ketones instead of straight-chain ketones if no organometallic anti-knock agents are added.
It is known that certain straight-chain ketones, alcohols and other oxygen-containing compounds, such as aldehydes and the like. dgL, to be used alone or in combination with iron carbonyl as an anti-knock agent.
The following table shows comparative results that were obtained when using straight-chain ketones and branched-chain ketones without the addition of organometallic compounds.
EMI1.1
<tb>
<tb>
Percentage <SEP> of the <SEP> mixed in <SEP> ketone <SEP> A.S.T.M. <SEP> Improvement <SEP> of the <SEP> octane number <SEP> with <SEP> 100 <SEP> C <SEP> number <SEP> through <SEP> ketones
<tb> # <SEP> none <SEP> ............................... <SEP> 75 # 0 <SEP > #
<tb> 25 <SEP> methyl-n-butyl ketone <SEP> ................. <SEP> 78 # 0 <SEP> 3 # 0
<tb> 25 <SEP> methyl isobutyl ketone .................. <SEP> 81 # 1 <SEP> 6 # 1
<tb>
This table shows that the ketone containing the isobutyl group achieved an improvement in octane number twice as large as that obtained with the ketone containing the ordinary butyl group. On the other hand, the isocompound has essentially the same solubility in gasoline as the normal compounds.
Another advantage of the invention is that, due to the high anti-knock properties of the highly branched ketones, it is possible to use ketones that have a much higher molecular weight.
<Desc / Clms Page number 2>
have weight that their oxygen content is relatively negligible as a factor that the
Reduced fuel value of the gasoline base with which it is mixed.
Of the ketones containing branched aliphatic hydrocarbon groups, such as those particularly mentioned above, others can also be added, e.g. B. methyl isopropyl ketone, ethyl isopropyl ketone, propyl isopropyl ketone, tertiary methyl butyl ketone, methyl isoamyl ketone, tertiary methyl amyl ketone, diisopropyl ketone, tertiary isopropyl butyl ketone, diisobutyl ketone, ditertiary amyl ketone and di-tertiary butyl ketone. A tertiary group-containing ketones are preferred and so are those ketones which have a branched, i.e. H. have an iso, secondary or tertiary group on either side of the carbonyl group because they allow the use of higher molecular weight ketones and higher boiling ketones than if the ketone contains only one branched group.
Other types of ketones that can be used include those with the general formula R. CO. R 'in which R is an aryl group, e.g. B. phenyl, benzyl, toluyl or a more saturated cyclic group, and R 'is a branched aliphatic hydrocarbon group such as secondary isopropylbutyl, tertiary butyl or the like. Is.
Instead of using individual ketone compounds, a preferably branched ketone can be used in conjunction with other branched ketones or with other ketones preferably having a low molecular weight and having no branched structure (for example not having more than five carbon atoms). Ketones containing two or more carbonyl groups can also be used.
From the above it can be seen that motor fuels with a particularly high octane number can be obtained if gasoline contains a substantial amount of ketones, etc. between those which contain one or more branched aliphatic hydrocarbon groups, possibly mixed at the same time with suitable organometallic compounds.
The proportions to be used according to the invention in the manufacture of motor fuels can vary over a fairly wide range. which depends on the severity of the requirements that must be met from the standpoint of operation and performance, as well as the cost figures and the raw materials available. In general, however, the ketones (i.e., either individual compounds or mixtures) should be used in amounts ranging between the limits of 5 and 50% or more, with 10, 20 or 30% being preferred for most purposes.
On the other hand, the organometallic anti-knock agents, which can also be added, are used in much smaller quantities, which lie between the limits of 0'5 cm and 5 cm3 per gallon (4-5 Q motor fuel, although for racing car fuels and other fuels for special performance considerably larger amounts, for example 10 cm3, 15 cm3 or even more cubic centimeters per gallon, can be used.
PATENT CLAIMS:
1. Motor fuel with high anti-knock properties, consisting of a base material formed from a light liquid hydrocarbon and a substantial amount of a ketone, characterized in that the ketone contains at least one branched aliphatic hydrocarbon group.