CS266118B1

CS266118B1 - Oxygenic fuels' component for spark-ignition engines

Info

Publication number: CS266118B1
Application number: CS875666A
Authority: CS
Inventors: Daniel Ing Csc Bratsky; Milos Ing Bucko; Mikulas Ing Zedenyi; Pavol Ing Feher; Stanislav Ing Juhas; Michal Braunsteiner; Jan Ing Kolesar
Original assignee: Bratsky Daniel; Bucko Milos; Zedenyi Mikulas; Feher Pavol; Juhas Stanislav; Michal Braunsteiner; Kolesar Jan
Priority date: 1987-07-29
Filing date: 1987-07-29
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS566687A1

Abstract

Vynález sa týká kyslíkatého komponentu paliv pre zážihové motory, najma automobilových benzínov, ktorý pozostáva z uhlovodíkov, alifatických alkoholov, cyklických alkoholov, aldehydov a cyklických ketónov. Přesná špecifikácia uvedených organických zlúčenín je uvedená v popise vynálezu. Předmětný kyslíkatý komponent sa vyznačuje najma vysokým zmesným oktánovým číslom.The invention relates to an oxygen component fuel for petrol engines, especially automotive gasoline, consisting of hydrocarbons, aliphatic alcohols, cyclic alcohols, aldehydes and cyclic ketones. Exact specification of said organic compounds is described in the description of the invention. Oxygen subject component is characterized by high mixed octane number.

Description

.Vynález sa týká kyslíkatého komponentu paliv pre zážihové motory obsahujúceho uhlovodíková frakciu a vedlajší produkt z výroby cyklohexanónu oxidáciou cyklohexánu.The invention relates to an oxygen component of fuels for petrol engines comprising a hydrocarbon fraction and a by-product from the production of cyclohexanone by the oxidation of cyclohexane.

Pri výrobě cyklohexanónu oxidáciou cyklohexánu vzniká ako vedlajší produkt zmes kyslíkatých zláčenín, ktorá sa z reakčnej zmesi odděluje destiláciou. Táto zmes zvyčajne obsahuje:In the production of cyclohexanone by oxidation of cyclohexane, a mixture of oxygen compounds is formed as a by-product, which is separated from the reaction mixture by distillation. This mixture usually contains:

od 0,1 do 5,3 % hmot, uhlovodíkov C_c a C_c, - o o od 20 do 87 % hmot, alifatických alkoholov Cg až Cg, pričom najviac je zastápený pentanol, ktorého obsah je až 65 % hmot., od 1,6 do 39 % hmot, cyklických alkoholov Cg a Cg, od 1,1 do 19 % hmot, aldehydov Cg až Cg, a od 0,9 do 45 % hmot, cyklických ketónov Cg a Cg.from 0.1 to 5.3% by weight, hydrocarbons C _c and C _c , - oo from 20 to 87% by weight, aliphatic alcohols Cg to Cg, pentanol having a content of up to 65% by weight, from 1 , 6 to 39% by weight, of cyclic alcohols Cg and Cg, from 1.1 to 19% by weight, of aldehydes Cg to Cg, and from 0.9 to 45% by weight, of cyclic ketones Cg and Cg.

V závislosti od technologických podmienok přípravy zmes kyslíkatých zláčenín móže, ale nemusí obsahovat aj zvyškové množstvo vody.Depending on the technological conditions of the preparation, the mixture of oxygen compounds may or may not contain residual water.

Uvedená zmes kyslíkatých zláčenín možno použit ako palivo bud samotné alebo v zmesi s inými uhlovodíkovými palivami. Taktiež je ich možné použit ako rozpáštadlo a/alebo riedidlo nátěrových hmót podlá autorského osvedčenia č. AO 240 329.Said mixture of oxygen compounds can be used as a fuel either alone or in a mixture with other hydrocarbon fuels. They can also be used as a solvent and / or paint thinner according to the author's certificate no. AO 240 329.

Z teoretického hladiska táto zmes kyslíkatých zláčenín nie je vhodným komponentem vysokooktánových automobilových benzínov, pretože jej hlavnou zložkou sá alifatické alkoholy Cg až Cg s nízkým oktánovým číslom.From a theoretical point of view, this mixture of oxygen compounds is not a suitable component of high-octane motor gasolines, because its main component is Cg to Cg aliphatic alcohols with a low octane number.

Detailným výskumom bolo však zistené, že ak sa uvedená zmes kyslíkatých zláčenín zmieša s uhlovodíkovou frakciou s destilačným rozmedzím od 20 °C do 230 °C, připadne s užším destilačným rozmedzím avšak v uvedenom intervale bodov varu, dochádza k synergickému javu, dósledkom ktorého je, že uvedená zmes kyslíkatých zláčenín vykazuje vysoké zmesné oktánové číslo, najma výskumnou metodou a výsledná zmes je výhodným komponentom paliv pre zážihové motory. Obzvlášť výhodným typom uhlovodíkovej frakcie je reformát, pyrobenzín a ich frakcie s obsahom monocyklických aromatických uhlovodíkov výše 20 % hmot. Tieto typy uhlovodíkových frakcií zlepšujú a urýchlujá proces homogenizácie finálneho paliva s obsahom kyslíkatého komponentu podlá vynálezu. V špeciálnych případech, kedy sa požaduje nízký obsah aromatických uhlovodíkov vo finálnom pálivé pre zážihové motory, ako uhlovodíková frakcia je výhodný primárný lahký benzín, izomerizát lahkého benzínu, lahká frakcia z rafinátu a připadne aj dialkyléter, najmá jeho zmes s uvedenými lahkými zložkami.However, detailed research has shown that if the mixture of oxygen compounds is mixed with a hydrocarbon fraction with a distillation range of 20 ° C to 230 ° C, or with a narrower distillation range but in the boiling range, a synergistic phenomenon occurs, which results in that said mixture of oxygen compounds has a high mixed octane number, in particular by the research method, and the resulting mixture is a preferred component of fuels for petrol engines. A particularly preferred type of hydrocarbon fraction is reformate, pyrobenzine and their fractions with a monocyclic aromatic hydrocarbon content of more than 20% by weight. These types of hydrocarbon fractions improve and accelerate the homogenization process of the final fuel containing the oxygen component according to the invention. In special cases where a low content of aromatic hydrocarbons in the final fuel for spark ignition engines is required, the hydrocarbon fraction is preferably primary light naphtha, light naphtha isomerisate, raffinate light fraction and optionally dialkyl ether, especially a mixture thereof with said light components.

Taktiež bolo zistené, že uvedený komponent paliv pre zážihové motory je vnímavý na pridavok tetrametylolova a tetraetylolova, čo je velmi výhodné pri jeho aplikácii ako komponentu autobenzínov s obsahom olovených antidetonátorov.It has also been found that said fuel component for petrol engines is sensitive to the addition of tetramethylol and tetraethylol, which is very advantageous when applied as a component of motor gasolines containing lead antidetonators.

Predmetom vynálezu je teda kyslíkatý komponent paliv pre zážihové motory obsahujúci od 10 do 90 % hmot, uhlovodíkovej frakcie s destilačným rozmedzím od 20 °C do 230 °C, od 2 do 78,3 % hmot, alifatických alkoholov Cg až Cg, od 0,1 do 35,1 % hmot, cyklických alkoholov Cg a Cg, od 0,1 do 17,1 % hmot, aldehydov Cg až Cg a od 0,1 do 41 % hmot, cyklických ketónov Cg a Cg. Kyslíkatý komponent podlá vynálezu sa připraví vzájomnou homogenizáciou uhlovodíkovej frakcie a zmesi kyslíkatých zláčenín vznikajúcich ako vedlajší produkt pri výrobě cyklohexanónu oxidáciou cyklohexánu v takom pomere, aby výsledný produkt mal vyššie popísané zloženie. V případe, že zmes kyslíkatých zláčenín obsahovala aj zvyškové množstvo vody, sedimentáciou oddělená voda sa z přípravnéj nádrže odpustí, ako je to z technologického hladiska přípravy zmesných druhov paliv zvykom. Do kyslíkatého komponentu paliv pre zážihové motory podlá vynálezu je výhodné pridať antioxidant pre zlepšenie skladovatelnosti tak samotného, ako aj hotových paliv v koncentrácii 0,004 až 1,1 % hmot. Pod palivom pre zážihové motory sa rozumie zmes uhlovodíkov vrúcich medzi 20 °C až 220 °C obsahujúca alkánické, olefinické, cykloalkánické a aromatické uhlovodíky, pričom jeho oktánové číslo je od 70 do 98 výskumnou metodou a připadne obsahuje aj 1 až 15 % obj. metyl-terc.alkyléterov. V případe olovnatýchThe subject of the invention is therefore an oxygen component of fuels for petrol engines containing from 10 to 90% by weight, a hydrocarbon fraction with a distillation range from 20 ° C to 230 ° C, from 2 to 78.3% by weight, aliphatic alcohols Cg to Cg, from 0, 1 to 35.1% by weight, cyclic alcohols Cg and Cg, from 0.1 to 17.1% by weight, aldehydes Cg to Cg and from 0.1 to 41% by weight, cyclic ketones Cg and Cg. The oxygen component of the invention is prepared by homogenizing the hydrocarbon fraction and the mixture of oxygenates formed as a by-product in the production of cyclohexanone by oxidizing cyclohexane in a ratio such that the final product has the composition described above. In case the mixture of oxygen compounds also contained a residual amount of water, the water separated by sedimentation is discharged from the preparation tank, as is customary from the technological point of view of the preparation of mixed types of fuels. It is advantageous to add an antioxidant to the oxygen component of the spark ignition engine fuels of the present invention to improve the shelf life of both the finished and finished fuels at a concentration of 0.004 to 1.1% by weight. Petrol fuel means a mixture of hydrocarbons boiling between 20 ° C and 220 ° C containing alkane, olefinic, cycloalkane and aromatic hydrocarbons, the octane number of which is from 70 to 98 by the research method and optionally also contains 1 to 15% by volume. methyl tert-alkyl ethers. In the case of lead

CS 266 118 Bl 3 paliv obsahujú tieto aj tetraalkylolovnatý antidetonátor.CS 266 118 B1 3 fuels also contain a tetraalkylol antidetonator.

V následovných prípadoch sú dokumentované výhody kyslíkatého komponentu paliv pre zážihové motory avšak bez toho, že by popísanými údajmi bol predmet vynálezu v akomkolvek smere obmedzovaný.In the following cases, the advantages of the oxygen component of fuels for petrol engines are documented, but without the data described, the subject matter of the invention is limited in any way.

Příklad 1Example 1

Zmes kyslíkatých zlúčenín vznikajúca ako vedlajší produkt pri výrobě cyklohexanónu oxidáciou cyklohexánu sa analyzovala plynovou chromatografiou a běžnými analytickými postupmi pre automobilové benzíny. Získané výsledky ukázali, že obsahuje:The mixture of oxygen compounds formed as a by-product in the production of cyclohexanone by the oxidation of cyclohexane was analyzed by gas chromatography and conventional analytical procedures for motor gasolines. The obtained results showed that it contains:

0,54 % hmot, uhlovodíkov C_c až C.0.54% by weight of hydrocarbons C _c to C.

6 ·6 ·

59,57 % hmot, alkoholov Cg až Cg, pričom obsah 1-pentanolu bol 48 % hmot.59.57% by weight, alcohols Cg to Cg, the content of 1-pentanol being 48% by weight.

13,16 % hmot, cyklopentanolu a cyklohexanolu13.16% by weight of cyclopentanol and cyclohexanol

8,14 % hmot, aldehydov Cg až Cg8.14% by weight, aldehydes Cg to Cg

8,62 % hmot, cyklohexanónu a cyklopentanónu8.62% by weight of cyclohexanone and cyclopentanone

9,97 % hmot. vody.9.97% by weight water.

Destilačná křivka: zač. dest. 111°C % obj. 126°C % obj. 134°C % obj. 141 °C, kon. dest. 187 °CDistillation curve: start. dest. 111 ° C% vol. 126 ° C% vol. 134 ° C% vol. 141 ° C, conc. dest. 187 ° C

Uvedená zmes kyslíkatých zlúčenín sa zhomogenizovala s rovnakým množstvem reformátu ťažkého benzínu s OČVM. 91 za vzniku kyslíkatého komponentu. Po oddělení usadenej vody sa u získaného komponentu stanovilo oktánové číslo výskumnou metodou 92,7 a oktánové číslo motorovou metodou 85,6.Said mixture of oxygen compounds was homogenized with the same amount of heavy gasoline reformate with OČVM. 91 to form the oxygen component. After separation of the settled water, the octane number of the obtained component was determined by the research method 92.7 and the octane number by the engine method 85.6.

Příklad 2Example 2

Ožitkové vlastnosti autobenzínov s oktánovým číslom 96 výskumnou metodou a obsahom olova 0,15 g Pb/1 obsahujúcich kyslíkatý komponent podlá vynálezu (palivo A) a bez kyslíkatého komponentu (palivo B) sa zisťovali jazdnými motorovými skúškami na automobiloch ŠKODA 130. Palivo A obsahovalo 10 % obj. kyslíkatého komponentu, vlastnosti ktorého sú uvedené v příklade 1. Po najazdení 10 000 km, u automobilov jazdiacich na palivo A a B sa na válcovéj brzdě zisťovalo zloženie výfukových plynov pri rýchlostiach 60, 90 a 120 km/h. Výsledky stanovenia obsahu oxidu uholnatého (CO) a nespálených uhlovodíkov (HC) sú uvedené v tabulke 1.The performance of motor gasoline with octane number 96 by the research method and a lead content of 0.15 g Pb / 1 containing the oxygen component according to the invention (fuel A) and without oxygen component (fuel B) was determined by driving engine tests on ŠKODA 130 cars. % vol. of an oxygen component, the properties of which are given in Example 1. After driving 10,000 km, in the case of cars running on fuel A and B, the composition of the exhaust gases at speeds of 60, 90 and 120 km / h was determined on the cylinder brake. The results for the determination of carbon monoxide (CO) and unburnt hydrocarbons (HC) are given in Table 1.

Ako ukazujú získané výsledky, automobily jazdiace na autobenzíny s obsahom kyslíkatého komponentu emitovali nižšie množstvo Škodlivin než automobily jazdiace na autobenzín bez tohto komponentu.As the results obtained show, cars running on gasoline containing an oxygen component emitted a lower amount of pollutants than cars running on gasoline without this component.

Tabulka 1Table 1

Použité palivo Obsah škodlivin Used fuel Contaminant content A A B B CO (%) WHAT (%) HC (ppm) HC (ppm) CO (%) WHAT (%) HC(ppm) HC (ppm) Rýchlosť 60 km.h^-1 Speed 60 km.h ^-1 0,6 0.6 130 130 0,9 0.9 170 170 90 km.h^-1 90 km.h ^-1 0,8 0.8 120 120 1/1 1/1 140 140 120 km.h^-1 120 km.h ^-1 1,5 1.5 50 50 2,3 2.3 60 60

CS 266 118 BlCS 266 118 Bl

Příklad 3Example 3

Vedlajší produkt vznikajáci pri výrobě cyklohexanónu oxidáciou cyklohexánu, ktorý obsahovalBy-product of the production of cyclohexanone by oxidation of the cyclohexane it contained

0,32 % hmot, uhlovodíkov C_c až C, 5O0.32% by weight of hydrocarbons C _c to C 5 O.

64,47 % hmot, alkoholov C, a C,, pričom obsah alkoholov C_c a C, bol 56,33 % hmot. 4o 3064.47% by weight, alcohol C, and C ,, wherein the alcohol content of C _c and C was 56.33% by weight. 4o 30

12,05 % hmot, cyklopentanolu a cyklohexanolu12.05% by weight of cyclopentanol and cyclohexanol

8,26 % hmot, aldehydov Cg až C?8.26% by weight, aldehydes Cg to C?

10,60 % hmot, cyklohexanónu a cyklopentanónu 4,30 % hmot, vody, sa zmiešal s reformátora ťažkého benzínu v hmotnostnom pomere 1:1 za vzniku zmesi A, ktorá po usadzovaní v trvaní 2 hodin sa rozdělila na uhlovodíková AI a vodná fázu A2. Uhlovodíková fáza AI obsahujáca kyslíkatý komponent bola kontaktovaná a premiešaná s vodou v pomere 9:1 (90 %; uhlovodíkovej fáze a 10 % vody). Po vytvoření dvoch fáz a ich oddělení boli obe analyzované. Na základe nametaných výsledkov možno uviesť, že odmiešanie nižšieho alkoholu přítomného v zmesi kyslíkatého komponentu je nepatrné. Podiel alkoholu C^, ktorý prešiel do vodnej fázy, představoval 0,025 % hmot.10.60% by weight of cyclohexanone and cyclopentanone 4.30% by weight of water were mixed with a 1: 1 heavy gasoline reformer to form mixture A, which after settling for 2 hours was separated into hydrocarbon A1 and aqueous phase A2. . The hydrocarbon phase AI containing the oxygen component was contacted and mixed with water in a ratio of 9: 1 (90%; hydrocarbon phase and 10% water). After the formation of the two phases and their separation, both were analyzed. Based on the measured results, it can be stated that the separation of the lower alcohol present in the mixture of the oxygen component is negligible. The proportion of alcohol C1 which passed into the aqueous phase was 0.025% by weight.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. Oxygen component of fuels for positive-ignition engines, characterized in that it contains from 10 to 90% by weight of a hydrocarbon fraction with a distillation range in the temperature range from 20 to 230 ° C, from 2 to 78.3% by weight, aliphatic alcohols C ₅ to Cg, from 0.1 to 35.1% by weight, of cyclic alcohols Cg to Cg, from 0.1 to 17.1% by weight, of aldehydes Cg to Cg and from 0.1 to 41% by weight of cyclic ketones Cg to Cg .

2. The oxygen component of the fuels according to item 1, characterized in that it preferably also contains from 0.004 to 1.1% by weight of antioxidant.