CS240597B1

CS240597B1 - Compound anti-knock additive for low-leaded or unleaded petrol

Info

Publication number: CS240597B1
Application number: CS842552A
Authority: CS
Inventors: Jindrich Matejka; Oldrich Svajgl
Original assignee: Jindrich Matejka; Oldrich Svajgl
Priority date: 1984-11-12
Filing date: 1984-11-12
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS255284A1

Abstract

Vynález popisuje novou antidetonační přísadu k nízkoolovnatým, případně k bezolovnatým autobenzinům na bázi organických kyslíkatých sloučenin. Její složení zahrnuje směs alkylfenolů výhodně získaných z uhelných dehtů,' metylterc.alkylétery a/nebo C2 až Cj alkoholy spolu s monoaromatickými uhlovodíky. Přísada má v relativně malé koncentraci vliv na veškeré antidetonační charakteristiky autobenzinů pro středně a vysokokompresní motory.The invention describes a new anti-knock additive for low-lead or unleaded motor gasolines based on organic oxygen compounds. Its composition includes a mixture of alkylphenols preferably obtained from coal tars, methyl tert.alkyl ethers and/or C2 to C1 alcohols together with monoaromatic hydrocarbons. The additive has a relatively small concentration effect on all anti-knock characteristics of motor gasolines for medium and high compression engines.

Description

Vynález se týká směsné antidetonační přísady k nízkoolovnatým a bezolovnatým pohonným hmotám pro zážehové motory. Přísada je vytvořena na bázi kyslíkatých organických sloučenin, slouží především ke snížení oktanových požadavků zážehových motorů a má vedlejší příznivé účinky na stabilitu pohonných hmot a na tvorbu ledu v karburátorech.The invention relates to a mixed anti-knock additive for low-lead and unleaded fuels for spark-ignition engines. The additive is based on oxygenated organic compounds, serves primarily to reduce the octane requirements of spark-ignition engines and has secondary beneficial effects on fuel stability and ice formation in carburetors.

Zážehové motory pro osobní automobily se vyrábějí ve velkých sériích a jejich vlastnosti uprostřed jedné relativně rozsáhlé série by měly být totožné. Dlouhodobým porovnáváním se však ukazuje, že vlastnosti těchto motorů kolísají v rozmezí určitého intervalu právě tak jako uspokojení řidičů vozů, kteří provozují určitou sérii jednoho typu motoru. Základní vlastností zážehového motoru a vozu, který je motorem poháněn, je požadavek na antidetonační kvalitu paliva. Ten závisí na konstrukci motoru a vozu, zvláště pak na kompresním poměru, ale také na stylu jízdy řidiče. Je známo, že při měření série vozů se stejnými motory nejsou požadavky na antidetonační kvalitu stejné. Liší se až řádově jak v počtu vozů tak v počtu řidičů. Oktanové požadavky stejných vozů se stejnými motory se liší o 10 i více jednotek a ze 100 řidičů stejných vozidel alespoň několik jich je nespokojeno s chodem motoru a s provozem vozu při určitých provozních režimech. Zvláště je to při akceleraci v nízkých otáčkách, kdy se sluchově jasně zaznamenává klepání, které způsobuje při častém opakování poškození motoru. Spojí-li se náhodně v jedné sérii rasantní řidič s vozem, jehož oktanový požadavek je na horní hranici rozmezí, dochází k nepříznivému hodnocení provozních parametrů vozu a pozornost se nejčastěji soustředí na kvalitu paliva.Petrol engines for passenger cars are produced in large series and their properties in the middle of a relatively large series should be identical. However, long-term comparisons show that the properties of these engines fluctuate within a certain interval, just like the satisfaction of drivers of cars operating a certain series of one type of engine. The basic property of a petrol engine and a car powered by the engine is the requirement for anti-knock quality of the fuel. This depends on the design of the engine and the car, especially on the compression ratio, but also on the driving style of the driver. It is known that when measuring a series of cars with the same engines, the requirements for anti-knock quality are not the same. They differ by an order of magnitude in both the number of cars and the number of drivers. The octane requirements of the same cars with the same engines differ by 10 or more units, and out of 100 drivers of the same vehicles, at least a few are dissatisfied with the operation of the engine and the operation of the car in certain operating modes. This is especially true during acceleration at low speeds, when knocking is clearly audible, which causes engine damage if repeated frequently. If a fast driver accidentally combines with a car whose octane requirement is at the upper limit of the range in one series, the car's operating parameters are negatively assessed and attention is most often focused on the quality of the fuel.

Palivo je v rafineriích pečlivě podle norem vypracováno. Normy však nepostihují jednoznačně působení v určitém náročnějším motoru a pro náročnějšího uživatele. Zhruba v 5 — 10 % případů se projeví vážná disproporce mezi uspokojením motorů a řidičů totožných typů vozidel s předepsaným typem paliva. Situace se značně zhoršuje po přechodu na nízkooíovnaté a bezolovnaté autobenziny, kde % neuspokojení vzrůstá až na 15—20 °/o.Fuel is carefully prepared in refineries according to standards. However, standards do not clearly define the operation in a certain more demanding engine and for a more demanding user. In approximately 5-10% of cases, a serious disproportion between the satisfaction of engines and drivers of identical types of vehicles with the prescribed type of fuel is manifested. The situation worsens considerably after the transition to low-lead and unleaded gasoline, where the % of dissatisfaction increases up to 15-20%.

Vynález popisuje antidetonační přísadu k nízkoolovnatým a bezolovnatým autobenzinům. Přísada se skládá z 5 až 95 % obj. alkylfenolů, 95 až 5 % obj. metylterc. alkyléterů nebo C2 a/nebo Cd alifatických alkoholů, případně navíc do 20 % obj. monojaderných aromátů. Uvedené alkylfenoly mohou být 2-, 3- a/nebo 4-metylfenol nebo směs dimetylfenolů spolu s etylfenoly. Směs dimetylfenolů a etylfenolů obsahuje Θ0 až 90 °/o hmot. dimetylfenolů a pochází z dehtové' suroviny. Metylterc. alkylétery mohou být metylterc. butyléter a/nebo metylterc. amyléter. C2 a Ci alifatické alkoholy jsou etylalkohol a/nebo směs Cs-aromátů. Výhodné složení antidetonační přísady je 30 až 50 % obj. směsi dimetyl- a etylfenolů z dehtové suroviny, 30 až 40 % obj. metylterc.butyléteru nebo etylalkohol a 10 až 30 % obj. toluenu. Přísady se dává 1 až 3 % obj. k nízko- nebo bezolovnatým autobenzinům s aktanovým číslem 90 až 96 výzkumnou metodou.The invention describes an antiknock additive for low-lead and unleaded motor gasolines. The additive consists of 5 to 95 vol. % alkylphenols, 95 to 5 vol. % methyl tert. alkyl ethers or C2 and/or Cd aliphatic alcohols, optionally additionally up to 20 vol. % mononuclear aromatics. The alkylphenols mentioned may be 2-, 3- and/or 4-methylphenol or a mixture of dimethylphenols together with ethylphenols. The mixture of dimethylphenols and ethylphenols contains Θ0 to 90 %/o by mass of dimethylphenols and originates from tar raw material. Methyl tert. alkyl ethers may be methyl tert. butyl ether and/or methyl tert. amyl ether. C2 and C1 aliphatic alcohols are ethyl alcohol and/or a mixture of Cs-aromatics. The preferred composition of the antiknock additive is 30 to 50 vol. % of a mixture of dimethyl and ethyl phenols from tar raw material, 30 to 40 vol. % of methyl tert. butyl ether or ethyl alcohol and 10 to 30 vol. % of toluene. The additive is added at 1 to 3 vol. % to low- or unleaded gasoline with an octane number of 90 to 96 by the research method.

Rozborem přítomných složek antidetonační přísady a její koncentrace v autobenzinech vyplývá rozsah použití a rozsah účinků. Všechny složky jsou vysokooktanové a jejich působení navzájem v benzinu vykazuje synergické efekty. Složky přísady ovlivňují veškeré antidetonační charakteristiky, při nízkých i při vysokých otáčkách. Navíc jsou to složky snadno dostupné a hlavní část přísady, alkylfenoly, jsou odpadním produktem z uhelných dehtů, pro něž není zatím jiné použití. Vzhledem k vysoké antidetonační charakteristice se přísada, na rozdíl od podobných jiných, hodí pro vysokokompresní automobily, kde jiné přísady již nepůsobí příznivě.The analysis of the components present in the anti-knock additive and its concentration in gasoline shows the scope of use and the range of effects. All components are high-octane and their interaction in gasoline shows synergistic effects. The components of the additive affect all anti-knock characteristics, both at low and high speeds. In addition, they are easily available components and the main part of the additive, alkylphenols, is a waste product from coal tar, for which there is no other use yet. Due to the high anti-knock characteristics, the additive, unlike similar others, is suitable for high-compression cars, where other additives no longer have a positive effect.

V předloženém případě se uvádí složení nové přísady a její účinky na oktanové charakteristiky autobenzinů SUPER a SPECIÁL s OČVM 96 respektive 90.In the present case, the composition of the new additive and its effects on the octane characteristics of SUPER and SPECIAL gasolines with octane ratings of 96 and 90, respectively, are presented.

PříkladExample

Směsná přísada podle vynálezu se připravila smísením % obj. alkylfenolů z dehtu % obj. metylterc. butyléteru % obj. toluenu.The mixed additive according to the invention was prepared by mixing % vol. alkylphenols from tar % vol. methyl tert. butyl ether % vol. toluene.

Přísada se přidávala v koncentraci 2 % obj. k autobenzinům o nižší a vyšší antidetonační hodnotě a měřily se přírůstky oktanových čísel. Spočítal se efekt podle vynálezu s přísadami, které mají jiné složení. Vypočítala se též směsná oktanová čísla přísady ve srovnání s jednotlivými složkami přísady.The additive was added at a concentration of 2% by volume to gasolines of lower and higher antiknock values and the octane number increases were measured. The effect of the invention with additives having a different composition was calculated. The mixed octane numbers of the additive were also calculated in comparison with the individual components of the additive.

V tabulce jsou porovnány účinky na oktanové číslo výzkumnou a motorovou metodou a vliv na oktanové číslo frakce do 100 °C. Je patrno, že směsná přísada podle vynálezu má příznivý vliv jak na typ nížeoktanového, tak vysokooktanového autobenzinu. Skutečné směsně oktanové číslo převyšuje vypočítané ze složek.The table compares the effects on octane number by the research and motor methods and the effect on the octane number of the fraction up to 100 °C. It is evident that the mixed additive according to the invention has a positive effect on both the type of low-octane and high-octane motor gasoline. The actual mixed octane number exceeds that calculated from the components.

Tabulka 1Table 1

Vliv přísad na antidetonační vlastnosti automobilových benzinů s 0,4 g Pb/1 (2 % obj.).Effect of additives on anti-knock properties of automotive gasolines with 0.4 g Pb/1 (2% vol.).

typ přísady ingredient type BA 90 BA 90 0 BA 96 0 BA 96 podle vynálezu according to the invention jiná 1 */ BA 90 other 1 */ BA 90 jiná 2 **/ BA 90 other 2 **/ BA 90 BA 90 BA 90 BA 96 BA 96 OČVM OCVM 89,8 89.8 95,7 95.7 91,7 91.7 96,8 96.8 89,8 89.8 91,5 91.5 OCMM OCMM 83,2 83.2 87,4 87.4 84,3 84.3 88,0 88.0 83,3 83.3 83,8 83.8 R.100 °C R.100 °C 72,1 72.1 79,0 79.0 74,2 74.2 80,1 80.1 73,0 73.0 72,2 72.2 směsné OČVM mixed OČVM — — — — 185 185 150 150 90 90 175 175 směsné OČMM mixed OÇMM — — — — 138 138 117 117 83 83 113 113 směsné R.100 °C mixed R.100 °C — — — — 177 177 134 134 130 130 77 77

*/ obsahuje 80 % obj. MTBE a 20 % obj. etylalkohol (směsné OCVM cca 120) **/ obsahuje jako hlavní složku N-metylanilin (směsné OCVM cca 220 j*/ contains 80% vol. MTBE and 20% vol. ethyl alcohol (mixed OCVM approx. 120) **/ contains N-methylaniline as the main component (mixed OCVM approx. 220 j

Byla přezkoušena řada přísad podle vynálezu, v nichž obsah alkylfenolů byl konstantní (jako v tab. 1) a měnily se koncentrace éterů a C2 a/nebo Cá alkoholů. Při stejné dosaci 2 % obj. byl rozptyl směsných oktanových čísel VM přísady u BA 90 165 až 192 a u BA 96 142 až 158, směsné R.100°C se téměř neměnilo. Byly zkoušeny etylalkohol, i-butanol a terc.butanol v max. koncentraci v přísadě do 25 % obj.A number of additives according to the invention were tested, in which the content of alkylphenols was constant (as in Table 1) and the concentrations of ethers and C2 and/or C3 alcohols were varied. At the same dosage of 2% vol., the dispersion of the mixed octane numbers VM of the additive was 165 to 192 for BA 90 and 142 to 158 for BA 96, the mixed R.100°C was almost unchanged. Ethyl alcohol, i-butanol and tert.butanol were tested in a maximum concentration in the additive up to 25% vol.

Tabulka 2.Table 2.

Směsná oktanová čísla složek přísady v BA 90 a xyle- MTBE nolyMixed octane numbers of additive components in BA 90 and xylene- MTBE nols

Při snížení obsahu alkylfenolů na koncentraci 20 % obj. poklesla směsná oktanová čísla VM přísady v průměru o 20 jednotek u BA 90 a o 25 jednotek u BA 96, skutečné hodnoty R.100 °C benzinů však stouply o 1 až 2 jednotky bez ohledu na složení éterickoalkoholové složky.When the alkylphenol content was reduced to a concentration of 20% vol., the mixed octane numbers of the VM additive decreased on average by 20 units for BA 90 and by 25 units for BA 96, but the actual R.100 °C values of the gasolines increased by 1 to 2 units regardless of the composition of the ether-alcohol component.

96.96.

toluen srv. vypočt.toluene cf. calcd.

směs podle vynálezumixture according to the invention

BA 90 OČVM BA 90 OČVM 180 180 110 110 OČMM OCMM 150 150 95 95 BA 96 OČVM BA 96 OČVM 160 160 100 100 OČMM OCMM 135 135 90 90 předmět subject

ynAlezuynAlezu

110 110 185 185 138 138 95 95 138 138 113 113 100 100 150 150 124 124 90 90 117 117 99 99

Claims

1. Mixed anti-knocking additive for low-lead or unleaded organic oxygen compounds based on organic oxygen compounds, characterized in that it consists of a mixture of 5 to 95% by volume of alkylphenols, 95 to 5% by volume of methylterc. alkyl ethers or C 2 and / or C 4 aliphatic alcohols.

Anti-knocking additive according to claim 1, characterized in that it contains up to 20% by volume of mononuclear aromatics, preferably toluene and / or mixtures of C 6 aromatics.

3. Anti-detonation additive according to Claims 1 and 2, characterized in that said alkylphenols are 2-, 3- and / or 4-methylphenol or a mixture of dimethylphenols together with ethylphenols.

4. The anti-knock agent according to items 1 to 2

3, characterized in that the mixture of dimethylphenols and ethylphenols contains 60 to 90 wt. dimethylphenols and is derived from tar material.

5. Anti-knock additive according to items 1 to 2

4, characterized in that the methyl tert-alkyl ethers are methyl tert. the butyl ether and / or methyl t-amyl ether and the C2 and / or C4 aliphatic alcohols are ethyl alcohol and / or isobutyl alcohol.

6. Anti-knock additive according to items 1 to

5, characterized in that it preferably contains 30 to 50% by volume of a mixture of dimethyl and ethylphenols from a tar material, 30 to 40% by volume of methyl tert-butyl ether or ethyl alcohol and 10 to 30% by volume of toluene.