Die Erfindung bezieht sich auf einen Motorenkraftstoff für Verbrennungskraftmaschinen.
Die Konstruktion moderner Verbrennungskraftmaschinen ist zur Erfüllung strikter Abgasvorschriften einem bedeutenden Wandel unterworfen. So werden seit einiger Zeit die im Kurbelgehäuse sich sammelnden Gase nicht mehr direkt in die Atmosphäre geleitet, sondern in den Ansaugstutzen des Vergasers direkt unterhalb der Drosselklappe zurückgeführt.
Diese Gase enthalten jedoch erhebliche Anteile an Stoffen, die im Vergaser, insbesondere auf oder nahe der Drosselklappe, Ablagerungen bilden. Besonders im Leerlauf und bei niedrigen Drehzahlen des Motors können die Ablagerungen den Luftstrom im Vergaser einengen, so dass ein überfettes Gemisch entsteht. Hierdurch werden rauher Leerlauf, Leistungsverluste und übermässige Kohlenwasserstoffgehalte in den Auspuffgasen verursacht.
Erfindungsgemäss werden substituierte Asparagine als Vergaserreiniger in Form von Additiven in flüssigen Kohlenwasserstoffkraftstoffen für Verbrennungskraftmaschinen bereitgestellt. Diese Asparagine sind mit relativ langen sekundären und tertiären Kohlenwasserstoffresten an den Stickstoffatomen des Asparagins substituiert und besitzen ein ausserordentliches Reinigungsvermögen. Die mit sekundären Alkylresten substituierten Asparagine besitzen darüberhinaus überraschenderweise auch vereisungs- und korrosionsverhindernde Eigenschaften.
Der Motorenkraftstoff gemäss der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, die durch die Bildung von Ablagerungen im Vergaser einer Verbrennungskraftmaschine hervorgerufenen Schwierigkeiten zu mildern oder gar zu beseitigen. Wird ein Motor mit dem erfindungsgemässen Motorenkraftstoff betrieben, dessen Vergaser von früheren Läufen her beträchtliche Ablagerungen aufweist, so zeigt sich dieser Kraftstoff ausserordentlich wirksam in der Entfernung dieser vorgebildeten Ablagerungen.
Die Erfindung betrifft somit einen Motorenkraftstoff, der im wesentlichen aus einem im Benzinbereich siedenden Kohlenwasserstoffgemisch besteht und durch einen Gehalt an etwa 0,0005-0,1 Gew.- % eines substituierten Asparagins der allgemeinen Formel
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gekennzeichnet ist, worin R und R' gleich oder verschieden sind und sekundäre oder tertiäre Kohlenwasserstoffreste mit 7-22 Kohlenstoffatomen darstellen. Vorzugsweise bedeuten R und R' gleiche oder verschiedene sekundäre Alkyl- oder Alkenylreste mit 12-18 Kohlenstoffatomen.
Die Natur der durch R und R' wiedergegebenen Kohlenwasserstoffreste des substituierten Asparagins ist von entscheidender Bedeutung. Ausschliesslich die Asparagine vermögen Vergaser zu reinigen, deren Substituenten R und R' sekundäre oder tertiäre Kohlenwasserstoffreste bzw. sekundäre oder tertiäre Alkylreste darstellen. Sind R und R' primäre Kohlenwasserstoffreste, zeigen im allgemeinen die Verbindungen eine zu geringe Löslichkeit im Benzin, um wirksam zu sein. Stellen R und R' sekundäre Kohlenwasserstoffreste dar, besitzen die Verbindungen auch das Vermögen, vor Vereisung und Korrosion zu schützen. R und R' können den gleichen Kohlenwasserstoffrest darstellen. Manchmal kann es auch vorteilhaft sein, wenn R und R' verschiedene Kohlenwasserstoffreste bedeuten oder eine Mischung von sekundären und/oder tertiären Kohlenwasserstoffresten sind.
Die substituierten Asparagine im Kraftstoff gemäss der vorliegenden Erfindung bilden im allgemeinen weder unlösliche Calciumseifen, noch Bleiniederschläge in Anwesenheit von Blei/Zinn-Legierungen (terne), noch Emulsionen in Anwesenheit von Wasser.
Die substituierten Asparagine werden durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid mit einem geeigneten Amin entsprechend den folgenden Reaktionsgleichungen hergestellt:
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Im allgemeinen wird ein Mol eines geeigneten sekundären oder tertiären Kohlenwasserstoffamins mit Maleinsäureanhydrid bei mässiger Temperatur und vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise Benzol, gelöst umgesetzt. Im Anschluss an den einleitenden Reaktionsschritt wird die Reaktionsmischung auf eine Temperatur von etwa 50 C oder niedriger abgekühlt und ein weiteres Mol des Kohlenwasserstoffamins zur Reaktionsmischung gegeben. Nach beendeter Zugabe wird die Temperatur der Reaktionsmischung auf die Rückflusstemperatur des Lösungsmittels erhöht und die Mischung bis zur Vervollständigung der Umsetzung am Rückfluss gehalten.
Die Ausbeute an substituiertem Asparagin ist im wesentlichen quantitativ.
Im folgenden sind beispielsweise substituierte Asparagine für den Kraftstoffgemässdervorliegenden Erfindung angeführt: N,Ni-Di-C14-Cls-sek. alkylasparagin, N,N'-Di-Clo-Cs4-sek. alkylasparagin, N,Ni-Di-Cls-Go-sek. alkylasparagin, N,N-Di-C7-Cs-sek. alkylasparagin, N-sek. Octyl,N'-sek. laurylasparagin, N-sek. Nonyl,N-sek. octadecylasparagin, N,N'-Di-Cl2-tert. alkylasparagin, N,N'-Di-Gs-tert. alkylasparagin, N-Cl4-ls-sek. alkyl-N'-Cl2 tert. alkylasparagin und N-G2 l4-tert. aWyl-N'-Cis-n tert. alkylasparagin.
Der erfindungsgemässe Motorenkraftstoff besteht somit im wesentlichen aus einer Mischung von Kohlenwasserstoffen im Benzinsiedebereich und einer kleineren Menge des substituierten Kohlenwasserstoffasparagins. Im allgemeinen wird das Additiv in dem Motorenkraftstoff in einer Konzentration von 0,0005/0,001-0,1 Gew.-% und vorzugsweise im Bereiche von etwa 0,002-0,02 Gew.-% eingesetzt. Der erfindungsgemässe Motorenkraftstoff kann Additive, wie sie üblicherweise im Benzin verwendet werden, wie Anti-Klopfmittel, Korrosionsinhibitoren, Anti-Oxidantien sowie Schmiermittel für den oberen Zylinderbereich enthalten. Der erfindungsgemässe Motorenkraftstoff kann auch Additive zur Veränderung von Ablagerungen auf den Ventilen, wie sie in der US-Patentschrift 3 502 451 offenbart sind, enthalten.
Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Herstellung der für den erfindungsgemässen Kraftstoff geeigneten substituierten Asparagine.
Beispiel 1
Zu einer und unter Rühren bei mildem Rückfluss gehaltenen Lösung von 98 g (1,0 Mol) Maleinsäureanhydrid in 200 ml Benzol werden langsam tropfenweise 220 g (1,0 Mol) C14-C15 sek. Alkylamine zugegeben. Danach wird die Lösung auf 50oC gekühlt und weitere 220 g (1,0 Mol) des Amins, gelöst in 200 ml Benzol, tropfenweise zugegeben. Sodann wird die Temperatur erhöht und die Lösung 5 Stunden am Rückfluss gehalten. Das Lösungsmittel wird hierauf abgestreift, und es werden 535 g eines viskosen, bernsteinfarbenen Ols erhalten.
Die Ausbeute an N,N'-Di-C14-Cls-sek. alkylasparagin ist quantitativ.
Analysendaten Gefunden Berechnet 5.5 5.5 5.2 TAN 91.2 104 TBN 105 104 nD20 1.4785
Jedes Benzin, das für eine Brennstoffkraftmaschine mit Fremdzündung geeignet ist, kann für den erfindungsgemässen Kraftstoff eingesetzt werden. In der Regel wird der Basiskraftstoff aus einer Mischung von Kohlenwasserstoffen im Benzinsiedebereich, d. h. im Bereiche von etwa 24-2350C, bestehen.
Die Kohlenwasserstoffkomponenten können paraffinische, naphthenische, aromatische und olefinische Kohlenwasserstoffe sein, erhalten durch thermisches oder katalytisches Cracken oder durch Reformieren von Erdölkohlenwasserstoffen. Dieser Basiskraftstoff weist im allgemeinen eine Research-Octan-Zahl über 85 und vorzugsweise über 90 auf.
Die erfindungsgemäss zusammengesetzten Kraftstoffe wurden wie folgt auf ihre Wirksamkeit als Vergaserreiniger getestet. Für die Untersuchung wurde ein Chevrolet V-8 Motor, montiert auf einen Prüfstand, unter Verwendung eines modifizierten Vierbehälter- (barrel) Vergasers eingesetzt. Die beiden sekundären Behälter des Vergasers wurden verschlossen und jeder der primären Behälter so abgeändert, dass in den einen Behälter ein das Additiv enthaltender Kraftstoff und in den anderen Behälter der gleiche jedoch von Additiven freie Kraftstoff eingeführt werden konnte. Die primären Behälter des Vergasers wurden weiterhin derart abgeändert, dass sie entfernbare Aluminiumeinsätze im Gebiet der Drosselklappe enthielten, damit die in diesem Gebiet gebildeten Ablagerungen bequem gewogen werden konnten.
In der Untersuchung zur Bestimmung der Wirksamkeit eines mit Additiven versehenen Kraftstoffes zur Entfernung vorgebildeter Ablagerungen im Vergaser wurde der Motor für einen Zeitraum von gewöhnlich 24 oder 48 Stunden betrieben, wobei der additivfreie Kraftstoff zunächst beiden Behältern zugeführt wurde, und die Gase aus dem Kurbelgehäuse in den Lufteinlass des Vergasers geführt wurden. Das Gewicht der Ablagerungen auf den beiden Aluminium-Einsätzen wurde sodann gewogen und festgehalten. Anschliessend wurde der Motor weitere 24 Stunden lang so betrieben, dass der additivfreie Kraftstoff dem einen und der additivhaltige Kraftstoff dem anderen Behälter zugeführt und das Gas des Kurbelgehäuses nicht in den Vergaser geleitet wurde.
Wiederum wurden die Einsätze aus dem Vergaser genommen und gewogen, um das unterschiedliche Vermögen zur Entfernung vorgebildeter Ablagerungen des additivfreien und des additivhaltigen Kraftstoffes zu bestimmen. Nachdem die Aluminium-Einsätze gesäubert und in den Vergaser zurückgebracht worden waren, wurde der Probelauf fortgesetzt, dieses Mal jedoch unter Vertauschung der Zuleitung der beiden Brennstoffarten in den Vergaser, um die Unterschiede in Kraftstoffverteilung und Behälterkonstruktion möglichst auszuschalten. Die Gewichte der in beiden Probeläufen erhaltenen Ablagerungen wurden gemittelt und die Wirksamkeit zur Entfernung von Ablagerungen einerseits des additivfreien Basiskraftstoffes und andererseits des additivhaltigen Kraftstoffes in Prozent ausgedrückt.
Der in den folgenden Beispielen eingesetzte Basiskraftstoff war ein Superbenzin mit einer Research-Octan-Zahl von etwa 100 und einem Gehalt an Bleitetraethyl von 0,79 ml pro Liter (3 ml pro Gallone). Dieses Benzin bestand aus etwa 25 % aromatischen Kohlenwasserstoffen, 10% olefinischen Kohlenwasserstoffen und 65 % paraffinischen Kohlenwasserstoffen und siedete im Bereich von etwa 32-182 C.
Die Ergebnisse des Vergaserreinigungstestes, erhalten von diesem Basiskraftstoff und den Kraftstoffen mit Additiven, sind in der folgenden Tabelle angegeben. Die Additive enthaltenden Kraftstoffe enthielten das aktive Reinigungsadditiv in einer Konzentration von 20 PTB (pounds pro tausend barrels Kraftstoff), entsprechend etwa 0,01 Gew.-%.
Tabellen
Chevrolet-Vergaserreinigungstest
Entfernung von Ablagerungen Testlauf gebildete Ablagerun- Wirksam
Ablagerun- gen keit gen entferntin ion % in mg mg 1 Basiskraftstoff 32.0 11.2 35 2 Basiskraftstoff + 20 PTB 28.5 26.6 93 N,N/- Di- C14 - C15 sek. alkylasparagin* abgelagert mit Basiskraftstoff
Beispiel 2
Es wurde ein Chevrolet-Vergaserreinigungstest unter Verwendung eines Benzins durchgeführt, welches N,N'-Di-C32- tert. alkylasparagin als Additiv enthielt. Der Basiskraftstoff entsprach dem Basiskraftstoff, wie er in dem Versuch der Tabelle I oben verwendet wurde.
Tabelle II
Chevrolet-Vergaserreinigungstest Testlauf Kraftstoff Wirksamkeit in
1 Basis kraftstoff 41
2 Basiskraftstoff + 30 PTB 70 N,N'-Di- C12 -tert.
alkylasparagin* * enthielt ebenfalls übliche nicht dispergierende Benzinaddi tive.
Dieses Beispiel demonstriert, dass substituierte Asparagine, in welchen die Alkylreste tertiäre Alkylreste sind, hochwirksame Vergaserreiniger sind.
Die Wirksamkeit der substituierten Asparagine als Additive zur Verhinderung der Abdrosselung des Motors und zur Verhinderung der Vereisung wurde in einem Laboratoriumstest mit Hilfe eines Glasrohrvergasers bewertet. Dieser Vergaser besteht aus einem Glasrohr, das simuliert eine Drosselklappe enthält. Gekühlte, mit Feuchtigkeit gesättigte Luft aus einem Kühlturm (ice tower) wird mit Hilfe einer Vakuumpumpe durch diesen einfachen Glasrohrvergaser gesaugt. Die Benzinprobe wird in einer Flasche vorgelegt und durch eine Injektionskanüle in den Glasvergaser gesaugt. Die Injektionskanüle weist in der Regel einen Kaliber von 20 auf. Die Verdunstung des Benzins in dem Glasrohr kühlt die kalte feuchte Luft noch weiter ab, wodurch sich Eis auf der simulierten Drosselklappe bildet. Die Eisbildung auf der Drosselklappe verursacht eine Druckdifferenz, welche auf einem Manometer angezeigt wird.
Die Kraftstoffe wurden bewertet in Sekunden entsprechend der benötigten Zeit zur Erzielung einer Druckdifferenz von 22,86 Torr. Da die meisten Kraftstoffe einen Motor in 1-4 Minuten bei Eisbildung zum Stillstand bringen, wurden 300 Sekunden als maximale Zeit für einen Probelauf genommen.
Die Aufzeichnung von 300 Sekunden bedeutet somit, dass in der Testperiode der Motor nicht zum Stillstand kam, d. h. dass die Druckdifferenz nicht 22,86 Torr erreichte. Jeder Kraftstoff wurde in drei aufeinanderfolgenden Testläufen untersucht und die erzielten Werte gemittelt. Lagen die gemessenen Werte weit auseinander, wurden der Glasrohrvergaser und die Drosselklappe mit Alkohol gewaschen und die Testläufe wiederholt. Ein gebleites Winter-Superbenzin mit einem Reid Dampfdruck von etwa 13 ergab einen Wert von etwa 50-90 Sekunden in dieser Untersuchungsanordnung. Additive, welche die Zeit bis zum Motorstillstand auf über 200 Sekunden erhöhen, sind als wirksame Additive zur Verhinderung der Abdrosselung des Motors und der Vereisung des Vergasers anzusehen.
In der folgenden Tabelle sind einige Ergebnisse dieser Prüfungen zusammengestellt. Die Additive wurden in einer Konzentration von 0,057 kg pro m3 Kraftstoff eingesetzt.
Tabelle III
Schutzwirkung gegen Vereisung Kraftstoff Sek.bei 22,86 Torr
1. Basiskraftstoff 72 2. Basiskraftstoff + N,N'-Di- Clo-C14-sek. alkylasparagin 217 3. Basiskraftstoff + N,N'-Di Cl4Cls -sek. alkylasparagin 248
4. Basiskraftstoff + N,N'-Di Cl2tert. alkylasparagin 133
Die korrosionsverhindernden Eigenschaften von Kraftstoffen mit einem Gehalt an sekundären Alkylderivaten gemäss der Erfindung wurden in dem Colonial Pipeline Korrosionstest untersucht. Diese Untersuchungsmethode ist eine Modifikation des ASTM-Korrosionstestes D-665-60, Verfahren A.
Gemäss dieser Untersuchungsmethode wird eine Stahlspindel mit einem feinen, nicht-wasserdichten Schmirgeltuch poliert.
Die Spindel wird sodann in eine Mischung von 300 ml Kraftstoff und 30 ml destilliertes Wasser eingetaucht und 3,5 Stunden bei 37,80C rotiert. Die Spindel wird sodann nach Augenschein zur Bestimmung der Rostbildung bewertet. Der Test gilt für die betreffende Kraftstoffprobe als bestanden, wenn eine Rostbildung von weniger als 5 % im Durchschnitt festgestellt wird.
Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in der Tabelle IV zusammengestellt. Die Additive wurden in einer Konzentration von 0,057 kg pro m3 Kraftstoff eingesetzt.
Tabelle IV
Colonial Pipeline Korrosionstest Kraftstoff % Rost 1. Basiskraftstoff 90,100 2. N,N'Di-Clo-Cl4-sek.
alkylasparagin Spuren,Spuren 3. N,N'-Di-C-Cs-sek.
alkylasparagin Spuren,5-1 0 4. N,N'-Di-Cs-Co-sek.
alkylasparagin Spuren,5 5. N,N'-Di-C11 -Cis-sek.
alkylasparagin 5,0 6. N,N'-Di-C-Co-sek.
alkylasparagin 0,0
Diese Untersuchungsergebnisse demonstrieren die besondere Wirksamkeit der durch sekundäre Alkylgruppen substituierten erfindungsgemässen Asparagine als Korrosionsinhibitoren.
The invention relates to a motor fuel for internal combustion engines.
The design of modern internal combustion engines is subject to a significant change in order to meet strict exhaust gas regulations. For some time now, the gases that collect in the crankcase have no longer been discharged directly into the atmosphere, but returned to the intake port of the carburetor directly below the throttle valve.
However, these gases contain considerable amounts of substances that form deposits in the carburetor, in particular on or near the throttle valve. Especially when the engine is idling and at low engine speeds, the deposits can restrict the air flow in the carburetor, creating an over-rich mixture. This causes rough idling, power losses and excessive hydrocarbon levels in the exhaust gases.
According to the invention, substituted asparagines are provided as carburetor cleaners in the form of additives in liquid hydrocarbon fuels for internal combustion engines. These asparagines are substituted with relatively long secondary and tertiary hydrocarbon residues on the nitrogen atoms of the asparagine and have an extraordinary cleaning power. Surprisingly, the asparagines substituted with secondary alkyl radicals also have anti-icing and corrosion-preventing properties.
The motor fuel according to the present invention is able to alleviate or even eliminate the difficulties caused by the formation of deposits in the carburetor of an internal combustion engine. If an engine is operated with the engine fuel according to the invention, the carburetor of which has considerable deposits from previous runs, then this fuel is extremely effective in removing these previously formed deposits.
The invention thus relates to an engine fuel which consists essentially of a hydrocarbon mixture boiling in the gasoline range and which has a content of approximately 0.0005-0.1% by weight of a substituted asparagine of the general formula
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is characterized in which R and R 'are identical or different and represent secondary or tertiary hydrocarbon radicals having 7-22 carbon atoms. Preferably, R and R 'are identical or different secondary alkyl or alkenyl radicals having 12-18 carbon atoms.
The nature of the hydrocarbon radicals of the substituted asparagine represented by R and R 'is of critical importance. Only the asparagines are capable of cleaning gasifiers whose substituents R and R 'represent secondary or tertiary hydrocarbon radicals or secondary or tertiary alkyl radicals. In general, when R and R 'are primary hydrocarbon radicals, the compounds exhibit insufficient gasoline solubility to be effective. If R and R 'represent secondary hydrocarbon radicals, the compounds also have the ability to protect against icing and corrosion. R and R 'can represent the same hydrocarbon radical. Sometimes it can also be advantageous if R and R 'denote different hydrocarbon radicals or are a mixture of secondary and / or tertiary hydrocarbon radicals.
The substituted asparagines in the fuel according to the present invention generally neither form insoluble calcium soaps, nor lead precipitates in the presence of lead / tin alloys (terns), nor emulsions in the presence of water.
The substituted asparagines are prepared by reacting maleic anhydride with a suitable amine according to the following reaction equations:
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In general, one mole of a suitable secondary or tertiary hydrocarbon amine is reacted with maleic anhydride at a moderate temperature and preferably dissolved in an organic solvent such as benzene. Following the initial reaction step, the reaction mixture is cooled to a temperature of about 50 ° C. or lower and a further mole of the hydrocarbon amine is added to the reaction mixture. After the addition has ended, the temperature of the reaction mixture is increased to the reflux temperature of the solvent and the mixture is kept at reflux until the reaction is complete.
The yield of substituted asparagine is essentially quantitative.
The following are examples of substituted asparagines for the fuel according to the present invention: N, Ni-Di-C14-Cls-sec. alkylasparagine, N, N'-Di-Clo-Cs4-sec. alkylasparagine, N, Ni-Di-Cls-Go-sec. alkylasparagine, N, N-Di-C7-Cs-sec. alkylasparagine, N-sec. Octyl, N'-sec. laurylasparagine, N-sec. Nonyl, N-sec. octadecylasparagine, N, N'-Di-Cl2-tert. alkylasparagine, N, N'-di-Gs-tert. alkylasparagine, N-Cl4-ls-sec. alkyl-N'-Cl2 tert. alkylasparagine and N-G2 14-tert. aWyl-N'-Cis-n tert. alkylasparagine.
The motor fuel according to the invention thus essentially consists of a mixture of hydrocarbons in the gasoline boiling range and a smaller amount of the substituted hydrocarbon aspartine. Generally, the additive is used in the motor fuel in a concentration of 0.0005 / 0.001-0.1% by weight and preferably in the range of about 0.002-0.02% by weight. The engine fuel according to the invention can contain additives such as are customarily used in gasoline, such as anti-knocking agents, corrosion inhibitors, anti-oxidants and lubricants for the upper cylinder area. The engine fuel according to the invention can also contain additives for modifying deposits on the valves, as disclosed in US Pat. No. 3,502,451.
The following example serves to explain the production of the substituted asparagines suitable for the fuel according to the invention.
example 1
To a solution of 98 g (1.0 mol) of maleic anhydride in 200 ml of benzene, kept under stirring at gentle reflux, 220 g (1.0 mol) of C14-C15 sec. Alkylamines added. The solution is then cooled to 50 ° C. and a further 220 g (1.0 mol) of the amine, dissolved in 200 ml of benzene, are added dropwise. The temperature is then increased and the solution is refluxed for 5 hours. The solvent is then stripped off and 535 g of a viscous, amber colored oil are obtained.
The yield of N, N'-Di-C14-Cls-sec. alkylasparagine is quantitative.
Analysis data found Calculated 5.5 5.5 5.2 TAN 91.2 104 TBN 105 104 nD20 1.4785
Any gasoline that is suitable for a fuel engine with spark ignition can be used for the fuel according to the invention. As a rule, the base fuel is made from a mixture of hydrocarbons in the gasoline boiling range, i.e. H. in the range of about 24-2350C.
The hydrocarbon components can be paraffinic, naphthenic, aromatic and olefinic hydrocarbons obtained by thermal or catalytic cracking or by reforming petroleum hydrocarbons. This base fuel generally has a research octane number greater than 85, and preferably greater than 90.
The fuels composed according to the invention were tested for their effectiveness as carburetor cleaners as follows. A Chevrolet V-8 engine mounted on a test bench using a modified four-barrel carburetor was used for the test. The two secondary containers of the carburetor were closed and each of the primary containers modified so that a fuel containing the additive could be introduced into one container and the same but additive-free fuel into the other container. The primary canisters of the carburetor were also modified to include removable aluminum inserts in the throttle area to allow the debris formed in that area to be conveniently weighed.
In the investigation to determine the effectiveness of a fuel provided with additives in removing pre-formed deposits in the carburetor, the engine was operated for a period of usually 24 or 48 hours, with the additive-free fuel initially being fed to both tanks and the gases from the crankcase to the Air inlet of the carburetor. The weight of the deposits on the two aluminum inserts was then weighed and recorded. The engine was then operated for a further 24 hours so that the additive-free fuel was fed to one container and the additive-containing fuel to the other and the gas from the crankcase was not fed into the carburetor.
Again, the inserts were removed from the carburetor and weighed in order to determine the different ability to remove pre-formed deposits of the additive-free and the additive-containing fuel. After the aluminum inserts had been cleaned and returned to the carburetor, the test run was continued, but this time with the two types of fuel being fed into the carburetor in order to eliminate the differences in fuel distribution and container construction as far as possible. The weights of the deposits obtained in both test runs were averaged and the effectiveness for removing deposits on the one hand of the additive-free base fuel and on the other hand of the additive-containing fuel was expressed in percent.
The base fuel used in the following examples was a premium grade gasoline with a research octane number of about 100 and a tetraethyl lead content of 0.79 ml per liter (3 ml per gallon). This gasoline consisted of about 25% aromatic hydrocarbons, 10% olefinic hydrocarbons, and 65% paraffinic hydrocarbons and boiled in the range of about 32-182 C.
The results of the carburetor cleaning test obtained from this base fuel and the fuels with additives are given in the table below. The fuels containing additives contained the active cleaning additive in a concentration of 20 PTB (pounds per thousand barrels of fuel), corresponding to about 0.01% by weight.
Tables
Chevrolet carburetor cleaning test
Removal of deposits Test run Deposits formed ineffective
Deposits removed in ion% in mg mg 1 base fuel 32.0 11.2 35 2 base fuel + 20 PTB 28.5 26.6 93 N, N / - Di- C14 - C15 sec. alkylasparagine * deposited with base fuel
Example 2
A Chevrolet carburetor cleaning test was conducted using a gasoline containing N, N'-Di-C32-tert. contained alkylasparagine as an additive. The base fuel was the same as the base fuel used in the Table I experiment above.
Table II
Chevrolet carburetor cleaning test test run fuel effectiveness in
1 basic fuel 41
2 base fuel + 30 PTB 70 N, N'-Di- C12 -tert.
alkylasparagin * * also contained common non-dispersing gasoline additives.
This example demonstrates that substituted asparagines in which the alkyl groups are tertiary alkyl groups are highly effective carburetor cleaners.
The effectiveness of the substituted asparagines as additives for preventing engine throttling and for preventing icing was assessed in a laboratory test using a glass tube carburetor. This carburetor consists of a glass tube that simulates a throttle valve. Cooled, moisture-saturated air from a cooling tower (ice tower) is sucked through this simple glass tube gasifier with the help of a vacuum pump. The gasoline sample is placed in a bottle and sucked into the glass carburetor through an injection cannula. The injection cannula usually has a caliber of 20. The evaporation of the gasoline in the glass tube further cools the cold humid air, causing ice to form on the simulated throttle valve. The formation of ice on the throttle valve causes a pressure difference, which is displayed on a pressure gauge.
The fuels were rated in seconds corresponding to the time required to achieve a pressure difference of 22.86 Torr. Since most fuels bring an engine to a standstill in 1-4 minutes if ice forms, 300 seconds was taken as the maximum time for a test run.
The recording of 300 seconds thus means that the engine did not come to a standstill during the test period. H. that the pressure difference did not reach 22.86 Torr. Each fuel was examined in three successive test runs and the values obtained were averaged. If the measured values were far apart, the glass tube carburetor and the throttle valve were washed with alcohol and the test runs repeated. A premium weighted winter gasoline with a Reid vapor pressure of about 13 gave a value of about 50-90 seconds in this test setup. Additives that increase the time until the engine comes to a standstill to over 200 seconds are to be regarded as effective additives to prevent the engine from throttling and the carburetor icing up.
The following table summarizes some of the results of these tests. The additives were used in a concentration of 0.057 kg per m3 of fuel.
Table III
Protection against icing fuel sec. At 22.86 Torr
1. Base fuel 72 2. Base fuel + N, N'-Di- Clo-C14-sec. alkylasparagin 217 3. Base fuel + N, N'-Di Cl4Cls -sec. alkylasparagine 248
4. Base fuel + N, N'-Di Cl2tert. alkylasparagine 133
The corrosion-preventing properties of fuels with a content of secondary alkyl derivatives according to the invention were investigated in the Colonial Pipeline corrosion test. This test method is a modification of the ASTM corrosion test D-665-60, procedure A.
According to this investigation method, a steel spindle is polished with a fine, non-waterproof emery cloth.
The spindle is then immersed in a mixture of 300 ml of fuel and 30 ml of distilled water and rotated at 37.80 ° C. for 3.5 hours. The spindle is then visually assessed to determine rust formation. The test is considered to have been passed for the fuel sample in question if the average rust formation is less than 5%.
The results of this study are shown in Table IV. The additives were used in a concentration of 0.057 kg per m3 of fuel.
Table IV
Colonial Pipeline Corrosion Test Fuel% Rust 1. Base Fuel 90.100 2. N, N'Di-Clo-Cl4-sec.
alkylasparagine traces, traces 3. N, N'-Di-C-Cs-sec.
alkylasparagine traces, 5-1 0 4. N, N'-Di-Cs-Co-sec.
alkylasparagine traces, 5 5. N, N'-Di-C11 -Cis-sec.
alkylasparagine 5.0 6. N, N'-Di-C-Co-sec.
alkylasparagine 0.0
These test results demonstrate the particular effectiveness of the asparagines according to the invention substituted by secondary alkyl groups as corrosion inhibitors.