Réduction de la dépréciation de l'Indice d'Octane sur Route.
La présente invention . pour objet d'améliorer le comportement sur route de l'essence. Elle vise plus particulièrement
à réduire la dépréciation de l'Indice d'Octane sur Route de certaines essences pour automobiles..
L'Indice d'Octane "Research" (Research Octane Number)
ou I.O.R. est déterminé par le procédé A.S.T.M. D908-56. L'Indice d'Octane sur Route Uniontown Modifié (Uniontown Octane Number)
ou I.O.Uniontown est déterminé par le procédé CRC F28. La dépréciation de l'Indice d'Octane sur Route est égale à I.O.R. moins 1.0. Uniontown.
Pour répondre aux besoins en octane des moteurs actuels, beaucoup d'essences sont constituées de manière prédominante
par un produit de reforming catalytique (pétrole qui a été soumis au reforming en présence d'hydrogène et d'un catalyseur) ou par des
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à haut indice d'octane ou par des mélanges d'un produit de reforming catalytique ou de fractions à haute teneur en constituants aromatiques avec d'autres matières telles qu'une fraction d'essence directe,
un produit d'alcoylation et une essence craquée catalytiquement. Bien que ces essences aient, lorsqu'elles sont additionnées de tétraéthylplomb (TEP) des Indices d'Octane "Research" élevés, elles manifestent d'habitude une dépréciation de l'Indice d'Octane et entraînent un cognement non uniforme du moteur lorsqu'elles alimentent des automobiles utilisées sur route. Cette dépréciation de l'Indice d'Octane sur Route se fait le plus sentir dans des automobiles
à changement de vitesse à main et elle prive les véhicules de la performance attendue d'un carburant àI.O.R. élevé.
On a découvert à présent que la dépréciation de l'Indice d'Octane sur Route d'une essence auto contenant un produit de reforming du pétrole peut être réduite facilement. Il a été découvert
que de telles essences auto se comportent mieux sur route lorsqu'elles sont additionnées d'un agent antidétonant volatil, tel que le tétraméthylplomb (TMP), comme seul agent "antidétonant, que lorsqu'elles sont additionnées de tétraéthylplomb (TEP), et qu'il y a un net avantage de l'Indice d'Octane sur Route.
Cela étant, la présente invention a pour buts de procurer:
des essences qui présentent une dépréciation réduite de l'Indice d'Octane sur Route;
un procédé perfectionné pour faire fonctionner des moteurs à combustion interne à allumage par bougies;
un procédé pour réduire la dépréciation de l'Indice d'Octane sur Route de certaines essences auto;
des essences de reforming contenant un agent antidéto-nant volatil, tel que le tétraméthylplomb, comme seul agent antidétonant;
une essence de reforming ayant un meilleur Indice d'Octane sur Route;
une essence auto qui fournisse un carburant à valeur antidétonante sensiblement uniforme à tous les cylindres d'un moteur multicylindres à combustion interne à allumage par bougies.
D'autres buts et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée donnée ci-après.
Sous son aspect général, la présente invention procure une essence de reforming(donnant une répartition non uniforme
de carburant à haut indice d'octane.aux cylindres d'un moteur multicylindres à combustion interne lorsqu'on l'utilise comme carburant pour celui-ci) en mélange avec un agent antidétonant volatil ayant un point d'ébullition dans l'intervalle de 210 à
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la valeur antidétonante du carburant admis à tous les cylindres
de ce moteur à combustion interne est sensiblement uniforme. La présente invention a également pour objet, sous un autre de ses aspects, un procédé pour réduire la dépréciation.de l'Indice d' Octane sur Route d'un véhicule propulsé par un moteur à allumage par bougies et comportant un changement de vitesse à main, dans lequel on alimente le moteur de ce véhicule avec une essence de reforming (donnant une répartition non uniforme de carburant à haut indice d'octane aux cylindres d'un moteur multicylindres à combustion interne lorsqu'on l'utilis.e comme carburant pour celuici) en mélange avec un agent antidétonant volatil ayant un point d'ébullition se situant dans Y intervalle de 210 à 235[deg.]F (99 à 113[deg.]�
) comme seul agent antidétonant, de sorte que la valeur antidétonante du carburant admis à tous les cylindres de ce moteur à combus-. tion interne est sensiblement uniforme .
L'analyse du comportement, en cours de fonctionnement,
de moteurs multicylindres à combustion interne à allumage par bou- <EMI ID=3.1>
la définition qui en est donnée plus loin, révèle que tous les cylindres n'accusent pas le même comportement antidétonant élevé que l'on pourrait attendre de la part du carburant mis dans le réservoir d'essence. Certains des cylindres, mais pas tous, cognent.
Ce phénomène, qui a pour résultat un faible taux d'Octane sur Route, est particulièrement sensible dans des véhicules à changement de vitesse à main.
L'essence qui est améliorée par la présente invention peut être caractérisée en gros comme étant une "essence de reforming�. On entend par là une essence de reforming catalytique ou d'autres fractions à haute teneur en constituants aromatiques analogues qui peuvent être mélangées avec des quantités relativement mineures d'autres fractions d'essence, telles qu'une essence craquée (c'est-à-dire une essence obtenue par le cracking catalytique ou thermique de gas oils), un produit d'alcoylation et une fraction d'essence directe- Lorsque l'essence de reforming contient moins
de 100% de produit de reforming, elle est limitée quant à la teneur
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volume de ces autres constituants. L'essence de reforming envisagée i
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et d'habitude, beaucoup plus de 30% d'hydrocarbures aromatiques. Par contre, l'essence de reforming ne contiendra pas plus de 15% en volume d'hydrocarbures oléfiniques. Lorsque la teneur en consti- tuants aromatiques est inférieure à 30% et/ou lorsque la teneur en
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peu d'avantages, pour l'amélioration de l'Indice d'Octane sur Route, :
de l'utilisation d'additifs antidétonants volatils. Dans toutes les essences de reforming, suivant la définition qui en est donnée ici, on supposera qu'on ajoute suffisamment de butanes pour répondre aux exigences saisonnières de volatilité, telle qu'elle est établie
par le procédé Reid de mesure de la tension de vapeur (RVP).
Les agents antidétonants qu'envisage la présente invention sont ceux qui ont une volatilité relativement élevée, c'est-à-dire qui ont des points d'ébullition se situant dans l'intervalle de
210 - 235[deg.]F (99-113[deg.]C). Des exemples non limitatifs sont le tétraméthylplomb, point d'ébullition 230[deg.]F (llO[deg.]C), et le fer carbonyle,
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est particulièrement préféré*
La quantité d'antidétonant volatil, tel que le tétraméthylplomb, ajoutée à l'essence de reforming variera entre environ 1 g de métal et 4,25 g de métal par gallon (soit entre environ 0,26 g et 1,12 g de métal/litre), suivant l'Indice I.O.R. final désiré de l'essence. L'essence de reforming peut également contenir d'autres additifs, notamment des agents entraînant le plomb, tels
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anti-encrassement, tels que des aryl phosphates; des détergents
pour le carburateur; des agents antigivrage, etc.
Un des carburants de base utilisé pour les essais, une essence de reforming avec catalyseur au platine, est un mélange contenant 57,5% en volume de produit de reforming obtenu avec cata- lyseur au platine, 36,0% en volume d'une fraction d'essence directe
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les propriétés indiquées dans le tableau I.
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On prépare trois mélanges de carburant de base contenant du tétraéthylplomb (TEP) en diverses concentrations et trois mélanges de carburant de base contenant du tétraméthylplomb (TMP) en
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exprimées en termes de grammes de plomb par gallon de carburant
de base. Pour chaque mélange de carburant, on détermine l'Indice d'Octane "Research" et l'indice d'octane "Motor"* Ces valeurs et la teneur en plomb de chaque mélange sont indiquées dans le Tableau II.
Chaque mélange de carburant est alors essayé sur Peugeot
403 sur Ford 6 cylindres (1957) pour déterminer l'Indice d'Octane sur Route Uniontown Modifié- Ces valeurs et la dépréciation de l'Indice d'Octane sur Route sont également reprises dans le tableau II.
TABLEAU II
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Il ressort des données du tableau II que le tétraméthylplomb réduit le degré de dépréciation de l'Indice d'Octane sur Route d'une essence de reforming. Dans la plupart des cas, la dépréciation est égale à la moitié environ de la dépréciation
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de l'Indice d'Octane sur Route est d'autant plus grande que la quantité de tétraméthylplomb ajoutée au carburant de base est plus élevée, par comparaison avec la même essence contenant une quantité équivalente de tétraéthylplomb.
EXEMPLE 2
On prépare un mélange du carburant de base contenant du fer carbonyle comme agent antidétonant. On compare cette essence avec un mélange d'essence de base contenant du tétraéthylplomb.
On détermine pour chaque mélange de carburant l'Indice d'Octane
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données concernant le mélange figurent dans le tableau III.
Chaque mélange de carburant est essayé sur Peugeot 403 et sur Ford 6 cylindres pour déterminer l'Indice d'Octane sur Route Uniontown Modifié. Ces valeurs et la dépréciation de l'Indice d' Octane sur Route sont également données dans le tableau III.
TABLEAU III
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bonyle réduit efficacement la dépréciation de l'Indice d'Octane sur Route. Chacun de ces additifs est un composé volatil bouillant
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reforming" envisagée dans la présente invention est un produit de reforming à 100% ou un mélange comprenant un produit de reforming et contenant au moins environ 30% de constituants aromatiques et moins d'environ 15% de constituants oléfiniques Cela ressort des exemples suivants.
Dans ces exemples, on utilise sept préparations d'essences d'essai différentes- Ces essences expérimentales ont les proprié. tés indiquées dans le tableau IV.
L'essence "A" est un produit de reforming avec catalyseur au platine ayant un I.O.R. de 104 et contenant 10% en volume de n-butane. L'essence "B" est un produit de reforming avec catalyseur au platine ayant un I..O.R. de 100 et contenant 9% en volume
de n-butane. L'essence "C" contient 65% en volume de produit de reforming avec catalyseur au platine ayant un I.O.R. de 100,
30% en volume d'essence craquée catalytiquement et 5% en volume
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en volume de produit de reforming avec catalyseur au platine
ayant un I.O.R. de 100 et 35% en volume d'un produit d'alcoylation léger. L'essence "E" est une essence craquée catalytiquement à intervalle d'ébullition complet et contenant 6% en volume de n-buta-
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léger avec catalyseur au platine et 70% en volume d'essence craquée catalytiquement. L'essence "G" contient 26% en volume de produit de reforming léger avec catalyseur au platine, 15% en volume d'essence légèrement craquée catalytiquement et 59% en volume d'essence lourde craquée catalytiquement.
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EXEMPLES 3 à 9
Chacune des essences d'essai est additionnée de tétraméthylplomb en concentration, exprimée en termes de teneur en métal, d'environ 3 g de plomb par gallon (soit 0,8 g/litre) d'essence. Chaque mélange d'essence ainsi préparé est essayé sur Ford 6 cylindres 1957 pour déterminer l'Indice d'Octane sur Route Uniontown Modifié. Ces valeurs figurent dans le tableau V.
On prépare des mélanges analogues comme-essences d'essai en utilisant du tétraéthylplomb en concentration d'environ 3 g
de plomb par gallon d'essence. Ces mélanges sont également essayés sur Ford 6 cylindres 1957 pour déterminer l'Indice d'Octane
sur Route Uniontown Modifié et établir une comparaison avec les valeurs obtenues pour les mélanges contenant du TMP. Ces données
et l'amélioration de l'indice d'octane de l'essence avec TMP sur celui de l'essence avec TEP figurent également dans le tableau V.
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Il ressort des données du Tableau V qu'avec un produit
de reforming à 100% (exemples 3 et 4), on réalise, en utilisant du tétraméthylplomb, une amélioration nette de l'indice d'octane. Cet avantage est également obtenu en utilisant des mélanges de produit de reforming et jusqu'à 40% d'autres constituants (exemples 5 et 6) . Par contre, l'essence de cracking à 100% et les mélanges
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7 et 9) le TEP est plus avantageux.Il convient de remarquer également que tous les carburants convenant pour la présente invention contiennent plus de 30% de constituants aromatiques et moins de
15% de constituants oléfiniques, tandis que les carburants qui ne
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Bien que certains modes et détails d'exécution aient été décrits pour illustrer la présente invention, il est clair qu'on peut y apporter de nombreuses modifications sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS.
1.- Mélange d'essence à haut indice d'octane comprenant un carburant pour automobiles ayant la propriété de répartir non uniformément la teneur à haut indice d'octane aux cylindres d'un moteur multicylindres à combustion interne lorsqu'il est utilisé comme carburant pour celui-ci, et un agent antidétonant métallifère volatil ayant un point d'ébullition se situant dans
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détonant, de sorte que la valeur antidétonante du carburant admis à tous les cylindres de ce moteur à combustion interne est sensiblement uniforme.
Reduction of the depreciation of the On-Road Octane Index.
The present invention. to improve the behavior on the road of gasoline. It aims more particularly
to reduce the depreciation of the Road Octane Index of certain automotive gasolines.
The Research Octane Number
or I.O.R. is determined by the A.S.T.M. D908-56. Uniontown Modified Road Octane Number (Uniontown Octane Number)
or I.O. Uniontown is determined by the CRC F28 method. The depreciation of the Road Octane Index is equal to I.O.R. minus 1.0. Uniontown.
To meet the octane requirements of current engines, many gasolines are predominantly made
by a catalytic reforming product (petroleum which has been subjected to reforming in the presence of hydrogen and a catalyst) or by
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with a high octane number or by mixtures of a catalytic reforming product or of fractions with a high content of aromatic constituents with other materials such as a direct gasoline fraction,
an alkylation product and a catalytically cracked gasoline. Although these gasolines have high Research Octane Ratings when added with tetraethyl lead (TEP), they usually show a depreciation of the Octane Rating and cause non-uniform engine knocking when they power automobiles used on the road. This depreciation of the Road Octane Index is most felt in automobiles
manual gearshift and deprives vehicles of the performance expected of an I.O.R. Student.
It has now been found that the On-Road Octane Rating depreciation of a motor gasoline containing a petroleum reforming product can be reduced easily. He had been discovered
that such auto gasolines behave better on the road when they are added with a volatile anti-knock agent, such as tetramethyl lead (TMP), as the only "anti-knock agent," than when they are added with tetraethyl lead (TEP), and that 'There is a clear advantage of the Road Octane Rating.
This being the case, the present invention aims to provide:
gasolines that show a reduced depreciation of the Road Octane Index;
an improved method of operating spark-ignition internal combustion engines;
a process for reducing the depreciation of the On-Road Octane Index of certain auto gasolines;
reforming gasolines containing a volatile anti-detonating agent, such as tetramethyl lead, as the sole anti-knock agent;
a reforming essence with a better Road Octane Rating;
a motor gasoline which supplies a fuel of substantially uniform anti-knock value to all the cylinders of a multicylinder spark-ignition internal combustion engine.
Other objects and advantages of the present invention will emerge from the detailed description given below.
In its general aspect, the present invention provides a reforming essence (giving a non-uniform distribution
high octane fuel (to the cylinders of a multi-cylinder internal combustion engine when used as fuel therein) mixed with a volatile anti-knock agent having a boiling point in the range of 210 to
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the anti-knock value of the fuel admitted to all cylinders
of this internal combustion engine is substantially uniform. Another object of the present invention is, in another of its aspects, a method for reducing the depreciation of the Road Octane Rating of a vehicle powered by a spark-ignition engine and comprising a gear change at main, in which the engine of that vehicle is fed with reforming gasoline (giving a non-uniform distribution of high octane fuel to the cylinders of a multi-cylinder internal combustion engine when used as a fuel. for this) in admixture with a volatile anti-knock agent having a boiling point in the range of 210 to 235 [deg.] F (99 to 113 [deg.] �
) as the only anti-knock agent, so that the anti-knock value of the fuel admitted to all cylinders of this fuel engine. internal tion is substantially uniform.
Behavior analysis, during operation,
multi-cylinder internal combustion spark ignition engines - <EMI ID = 3.1>
the definition given below reveals that not all cylinders exhibit the same high anti-knock behavior as one might expect from the fuel put in the gas tank. Some of the cylinders, but not all, knock.
This phenomenon, which results in a low octane level on the road, is particularly noticeable in vehicles with manual gearshifting.
Gasoline which is improved by the present invention can be broadly characterized as "reforming gasoline." By this is meant catalytic reforming gasoline or other like high aromatic component fractions which may be. mixed with relatively minor amounts of other gasoline fractions, such as cracked gasoline (i.e. gasoline obtained by catalytic or thermal cracking of gas oils), an alkylation product and a fraction direct gasoline - When reforming gasoline contains less
of 100% reforming product, it is limited as to the content
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volume of these other constituents. The essence of reforming envisaged i
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and usually much more than 30% aromatic hydrocarbons. On the other hand, reforming gasoline will not contain more than 15% by volume of olefinic hydrocarbons. When the content of aromatic constituents is less than 30% and / or when the content of
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few advantages, for improving the Road Octane Index,:
the use of volatile anti-knock additives. In all reforming gasolines, as defined here, it will be assumed that sufficient butanes are added to meet the seasonal volatility requirements, as established.
by the Reid method of measuring vapor pressure (RVP).
The anti-knock agents contemplated by the present invention are those which have relatively high volatility, i.e. which have boiling points in the range of.
210 - 235 [deg.] F (99-113 [deg.] C). Non-limiting examples are tetramethyl lead, boiling point 230 [deg.] F (llO [deg.] C), and carbonyl iron,
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is particularly preferred *
The amount of volatile anti-knock, such as tetramethyl lead, added to reforming gasoline will vary between about 1 g of metal and 4.25 g of metal per gallon (i.e. between about 0.26 g and 1.12 g of metal / liter), according to the IOR Index desired end of the gasoline. Reforming gasoline may also contain other additives, including lead entraining agents, such as
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anti-fouling, such as aryl phosphates; detergents
for the carburetor; anti-icing agents, etc.
One of the base fuels used for the tests, a reforming gasoline with platinum catalyst, is a mixture containing 57.5% by volume of reforming product obtained with a platinum catalyst, 36.0% by volume of a. direct gasoline fraction
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the properties shown in Table I.
<EMI ID = 10.1>
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Three basic fuel mixtures containing tetraethyl lead (TEP) in various concentrations and three basic fuel mixtures containing tetramethyl lead (TMP) are prepared in
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expressed in terms of grams of lead per gallon of fuel
basic. For each fuel mixture, the "Research" octane number and the "Motor" octane number are determined. These values and the lead content of each mixture are given in Table II.
Each fuel mixture is then tested on Peugeot
403 on a Ford 6 cylinder (1957) to determine the Uniontown Modified Road Octane Number - These values and the Depreciation of the Road Octane Number are also shown in Table II.
TABLE II
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It appears from the data in Table II that tetramethyl lead reduces the degree of depreciation of the Road Octane Number of a reforming gasoline. In most cases, the depreciation is about half of the depreciation
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The higher the amount of tetramethyl lead added to the base fuel, compared to the same gasoline containing an equivalent amount of tetraethyl lead, increases the on-road Octane Number.
EXAMPLE 2
A mixture of the base fuel is prepared containing carbonyl iron as an anti-knock agent. This gasoline is compared with a base gasoline mixture containing tetraethyl lead.
The Octane Number is determined for each fuel mixture
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data concerning the mixture are given in Table III.
Each fuel mixture is tested on Peugeot 403 and Ford 6 cylinders to determine the Modified Uniontown Road Octane Rating. These values and the depreciation of the Road Octane Index are also given in Table III.
TABLE III
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bonyle effectively reduces the depreciation of the On-Road Octane Rating. Each of these additives is a boiling volatile compound
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reforming "contemplated in the present invention is a 100% reforming product or a mixture comprising a reforming product and containing at least about 30% aromatic constituents and less than about 15% olefinic constituents. This appears from the following examples.
In these examples, seven different test essence preparations are used. These test essences have the properties. tees shown in Table IV.
Gasoline "A" is a reforming product with a platinum catalyst having an I.O.R. of 104 and containing 10% by volume of n-butane. Gasoline "B" is a reforming product with a platinum catalyst having an I.O.R. of 100 and containing 9% by volume
of n-butane. Gasoline "C" contains 65% by volume of reforming product with platinum catalyst having an I.O.R. of 100,
30% by volume of catalytically cracked gasoline and 5% by volume
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by volume of reforming product with platinum catalyst
having an I.O.R. 100 and 35% by volume of a light alkylation product. Gasoline "E" is a full boiling catalytically cracked gasoline containing 6% by volume of n-buta-
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lightweight with platinum catalyst and 70% by volume of catalytically cracked gasoline. Gasoline "G" contains 26% by volume of light reforming product with platinum catalyst, 15% by volume of lightly catalytically cracked gasoline and 59% by volume of heavy catalytically cracked gasoline.
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EXAMPLES 3 to 9
Each of the test gasolines is supplemented with tetramethyl lead in a concentration, expressed in terms of metal content, of about 3 g of lead per gallon (or 0.8 g / liter) of gasoline. Each mixture of gasoline thus prepared is tested on a 1957 Ford 6 cylinder to determine the Modified Uniontown Road Octane Rating. These values are shown in Table V.
Similar mixtures are prepared as test gasolines using tetraethyl lead in a concentration of about 3 g.
of lead per gallon of gasoline. These mixtures are also tested on Ford 6 cylinders 1957 to determine the Octane Number
on Route Uniontown Modified and compare with the values obtained for mixtures containing TMP. Those data
and the improvement in the octane number of gasoline with TMP over that of gasoline with TEP are also shown in Table V.
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From the data in Table V it appears that with a product
100% reforming (Examples 3 and 4), using tetramethyl lead, a marked improvement in the octane number is achieved. This advantage is also obtained by using mixtures of reforming product and up to 40% of other constituents (Examples 5 and 6). On the other hand, 100% cracking essence and mixtures
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7 and 9) TEP is more advantageous. It should also be noted that all fuels suitable for the present invention contain more than 30% of aromatic constituents and less than
15% olefinic constituents, while fuels which do not
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Although certain embodiments and details of execution have been described to illustrate the present invention, it is clear that numerous modifications can be made to it without departing from its scope.
CLAIMS.
1.- High octane gasoline blend comprising an automotive fuel having the property of distributing the high octane content non-uniformly to the cylinders of a multi-cylinder internal combustion engine when used as a fuel therefor, and a volatile metal anti-knock agent having a boiling point in the range of
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detonating, so that the anti-knock value of the fuel admitted to all the cylinders of this internal combustion engine is substantially uniform.