DD214386A1 - Aromatenarme treibstoffe fuer otto-motoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft aromatenarme Treibstoffe fuer Otto-Motoren, die neben guten Verbrennungseigenschaften und hoher Klopffestigkeit eine hohe Wassertoleranz und ein ausreichendes Kaelteverfahren aufweisen. Diese Treibstoffe werden erhalten durch Zumischen von Methanol und Isopropanol zu Kohlenwasserstoffgemischen, die vorzugsweise aus einem Gemisch von Aromaten u.nichtaromatischen Kohlenwassrstoffen bestehen. Die Methanol- und Isopropanolanteile, d.fuerdas Erreichen einer ausreichenden Kaeltestabilitaet u.Wassertoleranz zuzumischen sind, werden nach einer aufgestellten Gleichung berechnet.

Description

VSB Leuna-Werke Leuna, Walter Ulbricht«

LP 82 103

Titel der Erfindung Aromatenarme Treibstoffe fuer Otto-Motoren Anwendungegebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft aromatenarue Treibstoffe fuer Otto-Motoren, die sioh durch eine ausreichende Wassertоlerans und Kaeltebestaendigkeit sowie durch herrorragende Verbrennungseigenschaften auszeichnen. Auf Grand ihrer hohen Klopffestigkeit sind die Treibstoffe fuer hochverdichtete Otto-Motoren besonders vorteilhaft zu verwenden·

Charakteristik der bekannten technischen Loesungen

Es ist bekannt, dass die Klopffestigkeit von Treibstoffen fuer Otto-Motoren durch Zusatz von C₁-C.-Alkoholen und/oder hoehermolekularen verzweigten Ethern verbessert wird, wobei durch die vollstaendigere Verbrennung der Kraftstoffmischung durch diese Zusaetze eine Verringerung der CO- und Kohlenwasserstoff emission Ua Abgas bewirkt wird (OD-FS 140359)· Von Nachteil ist, dass methanolhaltige Treibstoffe bei tiefen Aussentemperaturen oder Anwesenheit geringerer Kengen Wasser

-ft.PR19B3*0808l8

entmischt werden· Bei einem Methanolgehalt von 10-15 % genuegen bereits weniger als 0,2 Vol.-% Wasser, um bei Raumtemperatur eine Entmischung herbeizufuehren* Auch ein Zusatz eines hoeheren Ethers wie ζ·Β· MTBS zusaetzlich zum Methanol beseitigt die Entmischungsgefahr, besonders bei aromatenarmen Treibstoffen, bei tiefen Temperaturen nicht. Es ist weiterhin bekannt, dass der Zusatz von C.-Alkoholen zu methanolhaltigen Otto-Treibstoffen die Entmischungsgefahr vermindert (DB-OS 2 809 481)·

Der Nachteil dieser Kraftstoffmischung besteht darin, dass der Oktanzahlzuwachs beim Einsatz von C.-Alkoholen relativ gering ist.

Ausserdem ist ein Treibstoffzusatz bekannt, der dem Treibstoff in der Dampfphase am Einlass des Verbrennungsmotors zugesetzt wird und der aus Methanol, Isopropanol, Methylethylketon und aromatischen Verbindungen des Type Benzen, Toluen, Xylen besteht (DB-OS 2 351 611)·

Der Haehteil dieses Verfahrens liegt in den zusaetzlichen konstruktiven Veraenderungen am Einlasssystem des Motors·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind aromatenarme Treibstoffe fuer Otto-Motoren, die Methanol und Isopropanol enthalten, und die neben guten Verbrennungseigensohaften und hoher Klopffestigkeit eine hohe Waseertoleranz und ein ausreichendes Kaelteverhalten aufweisen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es bestand die Aufgabe, den Gebrauchswert von aromatenarmen Otto-Treibstoffen, dlevorzugsweise aus einem Gemisch von Aromaten und nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen bestehen, durch Zumischen von Methanol und Isopropanol so zu verbessern, dass die resultierenden Treibstoffgemische eine fuer einen sicheren Motorbetrieb erforderliche Kaeltebestaendigkeit und Wassertoleranz erhalten»

Erfindungsgemaess wird die Aufgabe daduroh geloest, dass mit Hilfe der Beziehung

FC (и - ^fi^x)M ⁺ ^P " ^f2*)p + Ca + *з^х)д ⁺ V - ^1Θ0

fuer einen Treibstoffe, von dem der Gehalt an Aromaten und nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen bekannt ist, die Methanol- und Iaopropänolanteile, die zur Streichung einer ausreichenden Kaeltebastaendigkeit und Wassertoleranz erforderlich sind, berechnet werden· In der Gleichung bedeuten} M m Masseanteil Methanol, P в Masseanteil Isopropanol, A « Masseanteil Aromaten»

H m Masseanteil nichtaromatische Kohlenwasserstoffe, F: empirische Konstante, die in Beziehung zu dem Anteil an nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen steht, f^yf.yf-t Faktoren, die im Hinblick auf das Kaelteverhalten von der Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffphase (AfH), insbesondere vom Aromatenanteil (A), abhaengig sind, m,p,a,K^: Groessen, die im Hinblick auf die Oktanzahl von der Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffphase (AfH) abhaengig sind,

Xs Faktor, der von der zugesetzten Menge an Methanol und Isopropanol (MfP) abhaengig ist»

Dabei koennen sein ι

F * 0,5 -10 la 4-70 x=Q bis 2-= f-- 0,1 - 5 P - 3 - 50 ^f1

0,1 - 2,5 a = 1 - 20

0,5-10 Kjj» 2 - 60 ΐ_Λ ' f₂

χ * 0

^f2

^bei-2- /Л

fo f

Es besteht die Forderung, dass zur Realisierung einer ausreichenden Kaeltebestaendigkeit und Wassertoleranz folgende Werte eingehalten werden;

Äitmiachungspenkt (Sp): < 243 K Batmiachungaponkt in Gegenwart

von 0,1 V©l-# Wasser (Bp₊₀ -|)* < 268 K

Waeserwert (*_w) bei 293 Kt* 0,2 al HgO/100 ml Kraftstoff«

Ss wurde gefunden» dass fuer das Verhaeltnis f^tfgtf^ 1:1»2, insbesondere fuer f^ » 0,5, ^₂ " °»5 und f« * 1, die Bedingungen fuer die Kaeltebestaendigkeit und die Wassertoleranz ausreiohend erfuellt werden, so dass sich die Beziehung

Hi* - ² )_M + (p - - )p + (a + x)_A + Kj] « 100

ergibt.

Weiter wurde gefunden, dass mit der Beziehung F[(6 - ϊ )_M + (4 - - )p + (3 + τ)_A + Kyi ш 100,

wobei F 2 bis 5 und X * 1 bis 7 sein koennen, fuer ein Kohlenwasserstoffgemiech, dessen Gehalt an Aromaten und nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen bekannt ist, die Masseanteile an Methanol und Isopropanol errechnet werden koennen, die fuer die Herstellung von Treibstoffmischungen mit hoher Oktanzahl, ausreichender Kaeltebestaendigkeit and ausreichender Wassertoleranz erforderlich sind«

Auefuehrungsbeispiele Beispiel 1:

Zur Herstellung eines kaeltebestaendigen Treibstoffes sollten einem Kohlenwasserstoffgemisch, bestehend aus 50 % Aromaten und 50 % nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, insgesamt 20 % Methanol und Isopropanol zugesetzt werden«

Hit Hilfe der beanspruchten Beziehung

F[(6 - 2 )_M + (4 - f )p + (3 + x)_A + Kj] - 100

wurde folgende Zusammensetzung errechnet:

15 Ma-% Methanol, 5 Ma-% Isopropanal, 40 Ma-% Aromaten, 40 Ma-% nichtaromatisohe Kohlenwasserstoffe.

Dieser Treibstoff hatte einen Entmisohungspunkt (Bp) von

230 K und in Gegenwart von 0,1 Vol-% Wasser (Bp₊₀ η) von 243 K sowie eine Wassertoleranz von 0,50 al Wasser pro 100 ml

Kraftstoff« Beispiel 2;

Einem Kohlenwasserstoffgemisch, bestehend aas 33»3 % Aromaten und 66,7 % nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen sollten insgesamt 40 % Methanol und Isopropanol zugesetzt werden· Bs wurde eine Zusammensetzung von 25 Ma-% Methanol, 15 Ma-% Isopropanol, 20 Ma-% Aromaten und 40 Ma-% nicht aromatischen Kohlenwasserstoffen errechnet·

Der resultierende Treibstoff hatte eine Wassertoleranz von 1,17 ml Wasser pro 100 ml Kraftstoff« Br wurde durch einen Bntaischungspunkt (Bp) von 230 K und einen Satmischungspunkt in Gegenwart von 0,1 Vo1-% Wasser pro 100 ml Kraftstoff von 235 K charakterisiert.

Beispiel 3: Einem Kohlenwasserstoff» bestehend aus 53 % Aromaten und 47 %

nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, sollten insgesamt 15 %

Methanol und Isopropanol zugemischt werden» Se wurde folgende Zusammensetzung berechnet:

12 Ua-% Methanol» 3 Ma-£ Isopropanol, 45 Ma-% Aromaten und 40 Ma-% nichtaromatische Kohlenwasserstoffe·

Beim erhaltenen Treibstoff lag der Ehtmischungspunkt (Bp)

bei 217 K, der Batmisehungspunkt in Gegenwart von 0,1 Vbl-%

Wasser (Ep₊₀ |) bei 247 K und die Wassert©leranz bei 0,36 ml Wasser pro 100 ml Kraftstoff« Beispiel 4: Einem Grundbenzin, bestehend aus 22,8 % Aromaten und 77*2 %

nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, sollten insgesamt 27 % Methanol und Isopropanol zogemischt werden«

Ss wurde eine Zusammensetzung von 16,8 Ma-% Methanol» 10,2 Ma-% Isopropanol, 16,6 Ma-% Aromaten and 56,4 Ma-% nichtaromatische Kohlenwasserstoffen errechnet· Die Treibstoffmischung hatte eine Wassertoleranz von 0,50 ml Wasser pro 100 ml Kraftstoff· Der Batmisohungspunkt (E_p) lag

bei 239 K, in Gegenwart von 0,1 Vol-% Wasser (B_ _Q *) bei

254 K. ⁺ '

Claims (3)

Erfindongsansprueh

1. Атомаtenarrae Treibstoffe fuer Otto-Motoren, die Methanol, Isopropanol, Aromaten und nichtaromatische Kohlenwasserstoffe enthalten, gekennzeichnet dadurch, dass die Maseeanteile von Methanol (M), Isopropanol (?), Aromaten (A) and niclitaromatischen Kohlenwasserstoffen (Bf) entsprechend der Beziehung

P * 0,5 - Ю m m 4 - 30

f.,- 0,1 - 5 P « 3 - 50

fg- 0,1 - 2,5 a » 1 - 20

fo» 0,5-10 K₁-- 2 - 60

x - Θ bis 2-=-2ι5 bei £ £ ш

^f2 '1

zusammengegeben werden·

2. Aromatenarme Treibstoffe gemaess Funkt 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Masseanteile von Methanol (M), Ieopropanol (F), Aromaten (A) and nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen (K) der Beziehung

F[(m - 2 )_M + (p - 5 )p + (a + x)_A + Kjj] » 100 entsprechend zusammengegeben werden·

3· Aromatenarme Treibstoffe gemaess Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Masseanteile von Methanol (M), Isopropanol (P), Aromaten (A)₉ und nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen (H) der Besiehung

Ft(6 - 5 )_M + (4 - ϊ )_p + (3 + χ)_A + K₅] _ш к»

entsprechend eusamaengegeben werden, wobei P « 2 bis 5 und χ ж 1 bis 7 sind·