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Kraftstoffmischung auf Kohlenwasserstoffbasis
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den entsprechenden Butanolaminen und deren höheren Homologen ableiten. Als Ausgangsverbindung sind die Äthanolamine und die ? ropanolamine, insbesondere Monoisopropanolamin, bevorzugt. Als Alkylenoxyd kann man z. B. Äthylenoxyd. 1, 2- oder 1, 3-Propylenoxyd oder ein Butylenoxyd oder ein höheres Homologes dieser Verbindungen verwenden. Substituierte Alkylenoxyde, wie Styroloxyd, können ebenfalls verwendet werden und der Ausdruck"Alkylenoxyd", wie er im Rahmen der Erfindung verwendet wird, ist dementsprechend aufzufassen.
Die Kondensationsprodukte können sich von einer Mischung von Alkanolaminen oder von einer Mischung von Alkylenoxyden ableiten. Sie können durch Kondensation eines Alkylenoxyds, z. B. 1, 2-Propylenoxyd, mit einem Alkanolamin hergestellt werden, worauf man mit diesem intermediär erhaltenen Kon- densationsprodukt ein anderes Alkylenoxyd, z. B. Äthylenoxyd, kondensiert.
Die Kondensationsprodukte lassen sich nach irgendeinem der bekannten Verfahren zur Kondensation von Alkylenoxyden mit Verbindungen, die aktive Wasserstoffatome enthalten, herstellen. Ihr Molekulargewicht lässt sich leicht regeln und Produkte mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht zwischen 500 und 5000, insbesondere von 1500 bis 4000, werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Die Kondensationsprodukte können vor der Verwendung als Zusatzstoffe verestert oder veräthert werden, z.B. mit Fettsäuren, wie Essigsäure, Propionsäure oder Laurinsäure. Die Triacetylderivate des Kondensationsproduktes eines Isopropanolamins mit einem 1, 2-Propylenoxyd sind besonders wirksam. Die Veresterung oder Verätherung kann vollständig oder nur teilweise vorgenommen werden.
Ein besonders brauchbares Kondensationsprodukt zur Verwendung in den Kraftstoffmischungen gemäss der Erfindung kann wie folgt hergestellt werden :
225 Gew. -Teile Monoisopropanolamin, das 9 Gew.-Teile Ätzkali gelöst enthält, wird in einen Reale - tionsbehälter gegeben, der dann mit Methan gespült wird. Der Inhalt des Reaktionsgefässes wird erhitzt und gerührt und sobald die Temperatur 90 bis 1000 C erreicht, wird der Behälter verschlossen, l, 2-Propylenoxyd wird dann aufgepresst, bis der Druck 3, 5 atm erreicht. Durch Einleiten von 1, 2-Propylenoxyd wird ein Druck im Bereich von 2, 8 bis 3, 5 atm aufrecht erhalten, wobei die Reaktionstemperatur bei 1100C gehalten wird.
Das Ende der Reaktion zur Gewinnung eines Kondensationsproduktes mit irgendeinem bestimmten Molekulargewicht wird annähernd durch das Volumen des Produktes bestimmt. Das entgaste Produkt wird auf seine Viskosität untersucht, die ein direktes Mass für das Molekulargewicht darstellt.
Sobald das gewünschte Molekulargewicht erreicht ist, wird die Zufuhr von 1,2-Propylenoxyd unterbrochen, jedoch die Temperatur bei 110 C gehalten, bis der Druck auf 0,70 atm abfällt. Nicht umgesetztes Gas wird aus dem System herausgespült und der restliche Katalysator durch Zugabe von aktiviertem Lehm bei 100 OC neutralisiert. Letzte Spuren von 1, 2-Propylenoxyd werden im Vakuum bei 100 C entfernt und anschliessend wird das Produkt bei 40 C filtriert.
Das Ausgangsmaterial bei dem oben geschilderten Verfahren war Monoisopropanolamin, das zuerst in Triisopropanolamin übergeht, worauf sich die Alkylenoxydgruppen an die drei freien Hydroxylgruppen anlagern. Es könnte mit gleichen Erfolg auch Diisopropanolamin oder Triisopropanolamin als Ausgangsmaterial verwendet werden.
Das Acetylderivat dieses oben erwähnten Kondensationsproduktes lässt sich auf folgende Weise herstellen : 167 Gew. -Teile eines Kondensationsproduktes von 1, 2-Propylenoxyd mit Monoisopropanolamin mit einem Molekulargewicht von etwa 2000 werden 2 Stunden bei 950 C mit 51 Gew.-Teilen Essigsäureanhydrid und 93 Gew.-Teilen Pyridin am Rückfluss zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen werden 300 Vol.-Teile Wasser zugegeben und die Mischung eine weitere Stunde bei 950 C gerührt. Das acetylierte Produkt wird mit 300 Vol.-Teilen Petroläther, Siedepunkt 60-800 C, extrahiert und die Petrol- ätherlösung mit n-HCl und dann mit Wasser gewaschen.
Der Petroläther wird durch azeotrope Destillation
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bezogen auf das Gewicht des Kraftstoffes. Üblicherweise beträgt die Menge etwa 0,005 bis 0, l Gew.-%.
Die meisten der oben erwähnten Kondensationsprodukte sind in Kohlenwasserstoffkraftstoffen leicht löslich. Ist es notwendig, die Zusätze in Mengen zu verwenden, die grösser sind als es ihre Löslichkeit zulässt, so kann man sie in Verbindung mit einem organischen Lösungsmittel verwenden, das sich sowohl mit dem Kraftstoff als auch mit dem Kondensationsprodukt mischt. Geeignete Lösungsmittel sind die Alkohole, z. B. Methanol, Äthanol, Isopropanol ; mehrwertige Alkohole, wie Äthylenglykol ; Ketone, wie
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Aceton oder Methyläthylketon ; Äther, wie Diäthyl- und Diisopropyläther, und die Methyl- und Äthyl- äther des Äthylenglykols, 1, 3-und 1, 4-Dioxane und Aromaten, wie Benzol, Toluol oder Xylol.
Das organische Lösungsmittel ist vorzugsweise eine Verbindung, die selbst die Eigenschaft des Kraftstoffes im Hinblick auf die Eisbildung verbessert. Aus diesem Grunde eignet sich Isopropanol ganz besonders. Das organische Lösungsmittel wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,01 bis 5 Gew. -0/0 des Kraftstoffes verwendet.
Die erfindungsgemässen Kraftstoffmischungen können im allgemeinen noch andere Zusätze enthalten, z. B. die als Antiklopfmittel üblichen Zusätze, wie Bleitetraäthyl, Eisencarbonyl, Dicyclopentadienyleisen (Ferrocen), Xylidin und N-Methylanilin, Spülmittel, wie Äthylendibromid und Äthylendichlorid, Farbstoffe, Mittel zur Reinhaltung der Zündkerzen, z. B.
Trikresylphosphat, Dimethylxylylphosphat und Diphenylkresylphosphat, Verbrennungsmodifiziermittel, wie Alkylboronsäuren und niedere Alkylphosphate und-phosphite, Oxydationsinhibitoren, wie N, N'-disec.-Butyl-phenylendiamin, N-n-Butyl-p-amino- phenol und 2, 6-ditert.-Butyl-4-methylphenol, Metallinaktiviermittel, wie N, N'-Disalicylal-l, 2-propan- diamin sowie Rostinhibitoren, z. B. polymerlsierte Linolsäuren und N, C-disubstituierte Imidazoline.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert : Beispiel l : Im Rahmen dieses Beispieles wurde ein Motorenbenzin, das eine 500/0-A. S. T. M. - Destillationstemperatur von94 C sowie einen Reid-Dampfdruck von 0,88 atm aufwies und das aus 84
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im Kraftstoff aufgelöst.
Diese Kraftstoffmischung und auch der oben erwähnte Basiskraftstoff wurden gemäss dem folgenden Vergaservereisungsversuch an einer Hillman Minx Mk. VII-Maschine geprüft. Bei dem Vergaservereisungsversuch lief die Hillman Minx Mk. VII-Maschine, die mit einem Solexvergaser ausgerüstet war, abwechselnd mit Reisegeschwindigkeit und mit Leerlaufgeschwindigkeit, wobei sie mit kalter, feuchter Luft versorgt wurde. Die Feuchtigkeit und die Temperatur der Luft zu Beginn jedes Versuches wurden durch die Temperatur des Kühlraums geregelt, aus dem die Luft entnommen wurde, und durch den Temperaturanstieg in der Verbindungsleitung, die die Luft zur Maschine leitete. Bei Beginn des Versuches betrug die Temperatur der Luft 1, 70 C und ihre relative Feuchtigkeit SOlo.
Nach dem Start wurde die Maschine 3 Minuten mit einer Reisegeschwindigkeit laufen gelassen, die etwa 50 km/Stunde Strassengeschwindigkeit entsprach. Während des Versuches wurde die Temperatur der einströmenden Luft allmählich erhöht, um den Temperaturanstieg im Motorenraum unter der Motorhaube vorzutäuschen. Ein Betriebszyklus, der aus abwechselnden Perioden Leerlauf (15 Sekunden) und Reisegeschwindigkeit (1, 5 Minuten) bestand. wurde unterdessen aufrecht erhalten. Dies wurde so lange durchgeführt, bis der Leerlauf der Maschine glattwar. Die Anzahl der vollendeten. Zyklen, bevor der Leerlauf der Maschine glatt war, wurde als Mass der Wirksamkeit des geprüften Additivs genommen.
Die Anzahl dieser Zyklen in jedem der Versuche ist in der folgenden Tabelle zusammengestellt :
Kraftstoff Anzahl der Zyklen, bevor der Leerlauf der Maschine glatt war.
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Treibstoff des Beispiels 1 0
Unmittelbar nach dem Versuch mit dem Treibstoff des Beispiels 1 wurde der Versuch mit der gleichen Maschine unter Verwendung des Ausgangstreibstoffes wiederholt. Diesmal betrug die Anzahl der Zyklen nur zwei, bevor der Leerlauf der Maschine glatt war, woraus hervorgeht, dass das Additiv eine ausgespro- chene"Durchziehwirkung"zeigt.
Beispiel 2 : Der oben beschriebene Versuch wurde mit dem Ausgangstreibstoff des Beispiels 1 wiederholt, der 0, 0067 Gew. -0/0 des in diesem Beispiel erwähnten Kondensationsproduktes enthielt. Es wurde auch zum Vergleich ein Versuch mit dem Ausgangstreibstoff allein vorgenommen.
Kraftstoff Anzahl der Zyklen, bevor der Leerlauf der Maschine glatt war.
Ausgangstreibstoff 11
Treibstoff des Beispiels 6
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Unmittelbar nach dem Versuch mit dem Treibstoff des Beispiels 2 wurde der Versuch mit der gleichen Maschine unter Verwendung des Treibstoffes des Beispiels 2 wiederholt. Diesiral betrug die Anzahl der Zyklen nur 1, bevor der Leerlauf der Maschine glatt war, was darauf hindeuret, dass die Wirksamkeit des Zusatzstoffes sich akkumuliert.
Beispiel 3 : Beispiel 1 wurde unter Verwendung von 0,0135 Gew.-% eine ? Kondensationsproduktes von 1, 2-Propylenoxyd und Monoisopropanolamin mit einem Molekulargewicht von 4000 wiederholt. Die Anzahl der Zyklen bei dem Vergaservereisungsversuch betrug 3, bevor der Leerlauf der Maschine glatt war.
Beispiel 4 : Beispiel 1 wurde unter Verwendung von 0,0135 Gew. -Ufo des Triacetylderivats des im Beispiel 3 verwendeten Additivs wiederholt. Die Anzahl der Zyklen bei dem Yergaservereisungsversuch betrug 4, bevor der Leerlauf der Maschine glatt war.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kraftstoffmischung auf Kohlenwasserstoffbasis, gekennzeichnet durch eine kleinere Menge eines Kondensationsproduktes eines Alkanolamins mit einem Alkylenoxyd oder einem Ester oder Äther eines derartigen Kondensationsproduktes in einem Kohlenwasserstoffkraftstoff.