DE1007557B - Gasoline-based fuel mixture - Google Patents

Gasoline-based fuel mixture

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DE1007557B
DE1007557B DEE12372A DEE0012372A DE1007557B DE 1007557 B DE1007557 B DE 1007557B DE E12372 A DEE12372 A DE E12372A DE E0012372 A DEE0012372 A DE E0012372A DE 1007557 B DE1007557 B DE 1007557B
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Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffgemisch,. welches sich zum Vergasen eignet und den Motorbetrieb in kühler, feuchter Luft verbessert. Das Kraftstoffgemisch gemäß der Erfindung besteht aus Benzin, einem im Siedebereich des gebräuchlichen Benzins von etwa 10 bis 235° siedenden Kohlenwasserstoffgemisch, und enthält einen sehr kleinen Prozentsatz eines flüchtigen primären Aminoalkanols, dessen funktionelle Gruppen durch nicht mehr als ein Kohlenstoffatom in der längsten Kette der Alkylgruppe getrennt sind. Vorzugsweise wird 2-Amino- ίο 2-methyl-l-propanol als Aminoalkanol benutzt. Die Kraftstoffgemische gemäß der Erfindung können noch weitere bekannte Zusatzstoffe, wie Lösungsöl (solvent oil), Antiklopfmittel, wie Bleialkyle, Farbstoffe, Harzinhibitoren, Oxydationsinhibitoren u. dgl., enthalten.The invention relates to a fuel mixture. which is suitable for gasification and engine operation improved in cool, humid air. The fuel mixture according to the invention consists of gasoline, one in the boiling range of common gasoline from about 10 to 235 ° boiling hydrocarbon mixture, and contains one very small percentage of a volatile primary aminoalkanol whose functional groups no longer exist as a carbon atom in the longest chain of the alkyl group are separated. Preferably, 2-amino- ίο 2-methyl-1-propanol used as aminoalkanol. The fuel mixtures According to the invention, other known additives, such as solvent oil, anti-knock agents, such as lead alkyls, dyes, resin inhibitors, oxidation inhibitors and the like.

Die Kraftstoffgemische gemäß der Erfindung sind dazu bestimmt, gewisse Betriebsschwierigkeiten zu überwinden, wie sie bei Kraftfahrzeug-, Schiffahrts-, stationären und Flugzeugmotoren auftreten. Die Schwierigkeiten führen zu einem Energieverlust und häufig zum Stehenbleiben des Motors im Leerlauf. Der Energieverlust und das Stehenbleiben tritt häufiger bei verhältnismäßig hoher Luftfeuchtigkeit und Temperaturen unterhalb etwa 16° und oberhalb etwa —1° ein.The fuel mixtures according to the invention are intended to overcome certain operational difficulties, as they occur in automotive, marine, stationary and aircraft engines. The difficulties lead loss of energy and often the engine idling. The loss of energy and standing still occurs more often at relatively high humidity and temperatures below about 16 ° and above about -1 °.

Dieses Problem besteht seit mehreren Jahren. Kraftwagenbesitzer, namentlich in den kälteren Gegenden der V. St. v. Amerika, haben festgestellt, daß ihre Fahrzeuge bei kühlem, feuchtem Wetter im Leerlauf insofern schlecht arbeiten, als der Motor häufig stehenbleibt.This problem has existed for several years. Car owners, especially in the colder regions of the V. St. v. America, have found their vehicles work poorly in cool, humid weather while idling, as the engine frequently stops.

Bei der Untersuchung dieses Problems wurde die Bildung von Eis im Vergaser als Ursache für das wiederholte Stehenbleiben des Motors bei kühlem, feuchtem Wetter erkannt. An einem kühlen, feuchten Tag kühlt das im Vergaser verdampfende Benzin so stark, daß die in der in den Vergaser einströmenden Luft enthaltene Feuchtigkeit kondensiert und gefriert.When investigating this problem, the formation of ice in the carburetor was identified as the cause of the recurring Engine stall detected in cool, damp weather. This cools down on a cool, damp day Gasoline evaporates in the carburetor so strongly that the moisture contained in the air flowing into the carburetor condenses and freezes.

Bekannte Versuche zeigen, daß bei Verwendung von Kraftstoffen üblicher Flüchtigkeit ein Stehenbleiben des Motors zufolge Eisbildung im Vergaser nicht unterhalb —10° und nicht oberhalb +16° auftritt. Diese Versuche zeigen in gleicher Weise, daß der Motor nur bei einer Luftfeuchtigkeit von über etwa 65% stehenbleibt.Known experiments show that when using fuels of the usual volatility, a stopping of the According to the engine, ice formation in the carburettor does not occur below -10 ° and not above + 16 °. These attempts show in the same way that the engine only stops when the humidity is above about 65%.

Ein anderer Faktor, der die Eisbildung im Vergaser beeinflußt, ist die Flüchtigkeit des verwendeten Kraftstoffs. Another factor affecting ice formation in the carburetor is the volatility of the fuel used.

Es wurde nun gefunden, daß die Neigung eines Benzinmotors zum Stehenbleiben, insbesondere bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von über etwa 30% und einer Temperatur von etwa 0 bis 15,6°, durch Zusatz einer verhältnismäßig kleinen Menge einer speziell ausgewählten Verbindung aus der Klasse der Aminoalkanole zum Kraftstoff stark vermindert wird. Die bevorzugte Verbindung dieser Gruppe ist 2-Amino-2-methyl-l-propanol; der wirksame Mengenbereich liegt bei etwa 0,015 bis 0,40, vorzugs-Kraftstoffgemisdh auf BenzinbasisIt has now been found that the tendency of a gasoline engine to stall, especially at a relative one Humidity of over about 30% and a temperature of about 0 to 15.6 °, by adding a proportionate small amount of a specially selected compound from the class of aminoalkanols for fuel is greatly reduced. The preferred compound of this group is 2-amino-2-methyl-1-propanol; the effective one Amount range is from about 0.015 to 0.40, preferred fuel mix on gasoline basis

Anmelder:Applicant:

Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N. J. (V. St. A.)Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N.J. (V. St. A.)

Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,Representative: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,

und Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,and Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,

PatentanwältePatent attorneys

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Mai 1955
Claimed priority:
V. St. v. America May 18, 1955

weise etwa 0,025 bis 0,05 Volumprozent. Diese Verbindungen wirken nicht nur als Mittel zur Verhütung der Vereisung, sondern dienen auch, wie z. B. 2-Amino-2-methyl-l-propanol, als Rostschutzmittel.wise about 0.025 to 0.05 percent by volume. These compounds not only act as a means of preventing the Icing, but also serve such. B. 2-Amino-2-methyl-1-propanol, as a rust preventive.

Die Verbindungsgruppe gemäß der Erfindung hat folgende allgemeine Formel:The linking group according to the invention has the following general formula:

R R'R R '

R-C-(CH2)„-C-R'S RC- (CH 2 ) "- C-R ' S

NH,NH,

OHOH

R ist ein Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, η ist 0 bis 1, und R' ist Wasserstoff oder R; die Aminogruppe ist primär, aber an ein tertiäres Kohlenstoffatom gebunden; die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome beträgt nicht weniger als 4 und nicht mehr als 9, vorzugsweise nicht mehr als 6. R kann Methyl, Äthyl, Propyl oder Isopropyl sein; R' folglich Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl oder ein Wasserstoff atom.R is an alkyl radical having 1 to 3 carbon atoms, η is 0 to 1, and R 'is hydrogen or R; the amino group is primary but attached to a tertiary carbon atom; the total number of carbon atoms is not less than 4 and not more than 9, preferably not more than 6. R can be methyl, ethyl, propyl or isopropyl; R 'thus methyl, ethyl, propyl, isopropyl or a hydrogen atom.

Die Bedeutung dieser begrenzten Gruppe primärer Aminotert.-alkylcarbinole, namentlich 2-Amino-2-methyl-1-propanol, als Zusatz zu Motorkraftstoffen läßt sich aus den folgenden Werten leicht ersehen.The importance of this limited group of primary amino tert-alkyl carbinols, namely 2-amino-2-methyl-1-propanol, as an additive to motor fuels can be easily seen from the following values.

Bei dieser Prüfung wurde als Motorkraftstoff ein gebleites Super-Motorbenzin benutzt, welches folgende Eigenschaften hatte:In this test, a leaded premium motor gasoline was used as the motor fuel, which is the following Had properties:

Reid-Dampfdruck 12,4Reid vapor pressure 12.4

Anfangssiedepunkt 31 °Initial boiling point 31 °

12,5 % Destillationspunkt 47°12.5% distillation point 47 °

52,5 % Destillationspunkt 96°52.5% distillation point 96 °

94,5 % Destillationspunkt 172°94.5% distillation point 172 °

Endsiedepunkt 209°Final boiling point 209 °

709 507/219709 507/219

Proben dieses Benzins wurden mit verschiedenen Prozentsätzen von 2-Amino-2-methyl-l-propanol verschnitten und die Vergaservereisungseigenschaften der Kraftstoffgemische bestimmt. Die Kraftstoffproben wurden mittels Luft vergast, die mit Wasser bei etwa 4,4° gesättigt war, bei Einhaltung eines Luft-Kraftstoff-Gewichtsverhältnisses von etwa 12 :1. Die Minuten, die bis zum ersten Anzeichen der Eisbildung auf der Drosselklappe des Vergasers vergingen, wurden festgestellt. Die Ergebnisse der Prüfung sind in folgender Tabelle, zusammengestellt: Samples of this gasoline were blended with various percentages of 2-amino-2-methyl-1-propanol and determine the carburetor freezing properties of the fuel mixtures. The fuel samples were gasified by means of air that was saturated with water at about 4.4 °, while maintaining an air-fuel weight ratio of about 12: 1. The minutes until the first sign of icing on the throttle of the carburetor have been determined. The results of the test are compiled in the following table:

Unterbindung der Eisbildung durch 2-Amino-2-methyl-1-propanol Prevention of ice formation with 2-amino-2-methyl-1-propanol

Zusatz
Gewichtsprozent
additive
Weight percent

kein
kein
0,3 .
0,3 .
0,1 .
0,1 .
0,05
0,05
0,02
0,02
no
no
0.3.
0.3.
0.1.
0.1.
0.05
0.05
0.02
0.02

Zeit bis zur Vereisung minTime to icing min

90 105 >480 >480 >480 >480 >480 >480 >480 >48090 105> 480> 480> 480> 480> 480> 480> 480> 480

im Mittel 98mean 98

alle langer als 480all longer than 480

2020th

4040

4545

Der gleiche Mengenbareich von 0,015 bis 0,40 Volumprozent, vorzugsweise 0,05 bis 0,10 Volumprozent, ist für Flugzeugbenzin wirksam, das vorwiegend aus verzweigtkettigen Paraffinkohlenwasserstoffen und nicht mehr als 20 Volumprozent aromatischen Kohlenwasserstoffen besteht und einen Reid-Dampfdruck von etwa 6,5 und eine Flüchtigkeit hat, die für den Destillationspunkt von 50 °/0 bei 91° und für den Endsiedepunkt bei 160° liegt.The same amount range of 0.015 to 0.40 percent by volume, preferably 0.05 to 0.10 percent by volume, is effective for aviation gasoline consisting primarily of branched-chain paraffinic hydrocarbons and no more than 20 percent by volume of aromatic hydrocarbons and a Reid vapor pressure of about 6.5 and has a volatility which is 91 ° for the distillation point of 50 ° / 0 and 160 ° for the final boiling point.

Beispiele primärer Amino-tert.-alkylcarbinole, die sich als Zusatz zu Benzin gemäß der Erfindung eignen, sind:Examples of primary amino-tert-alkylcarbinols that are Suitable as an additive to gasoline according to the invention are:

2-Methyl-2-amino-l -propanol2-methyl-2-amino-1-propanol

2-Äthyl-2-amino-l -propanol2-ethyl-2-amino-1-propanol

3-Methyl-3-amino-2-butanol3-methyl-3-amino-2-butanol

2,3 -Dimethyl-3-amino-2-butanol 3-Methyl-3-amino-l-butanol2,3-Dimethyl-3-amino-2-butanol, 3-methyl-3-amino-1-butanol

2, 4-Dimethyl-4-amino-2-pentanol 2, 4, 4-Trimethyl-2-amino-l-pentanol2,4-Dimethyl-4-amino-2-pentanol 2,4,4-trimethyl-2-amino-1-pentanol

Das Benzin für die Zwecke der Erfindung ist ein neuzeitlicher Kraftstoff für Kraftfahrzeug- und Flugzeugmotoren mit hoher Kompression.The gasoline for the purposes of the invention is a modern fuel for motor vehicle and aircraft engines with high compression.

Die Kennzeichen des neuzeitlichen Kraftfahrzeugbenzins sind in den ASTM-Vorschriften für Benzin, D 439-52 T und in den halbjährlichen Forschungsberichten (z. B. RI4901), betitelt .»National Motor Gasoline Survey« des Unites States Bureau of Mines, aufgezeigt. Die zulässige Höchsttemperatur für den 50 °/0-Destillationspunkt für Benzin beträgt nach ASTM D 439-52 T 140°. Die Temperaturwerte für den Destillationspunkt von 50 °/0 liegen nach den Berichten des Bureau of Mines beträchtlich unter dem zulässigen Höchstwert und werden seit vielen Jahren von Jahr zu Jahr niedriger.The characteristics of modern motor vehicle gasoline are shown in the ASTM regulations for gasoline, D 439-52 T and in the biannual research reports (e.g. RI4901) entitled "National Motor Gasoline Survey" of the Unites States Bureau of Mines. The maximum permissible temperature for the 50 ° / 0 distillation point for gasoline is 140 ° according to ASTM D 439-52 T. The temperature values for the distillation point of 50 ° / 0 are, according to the reports of the Bureau of Mines, well below the maximum permissible value and have been decreasing from year to year for many years.

Nach ASTM D 439-52 T beträgt die Mindestoctanzahl 78, die Octanzahlen der Handelsbenzinsorten liegen über diesem Mindestwert, und zwar über 80 und erreichen öfter die Research-Octanzahl von 98.According to ASTM D 439-52 T, the minimum octane number is 78, the octane numbers of commercial petrol grades are higher this minimum value, namely over 80 and more often reach the research octane number of 98.

Die neuzeitlichen Motoren mit hohem Kompressionsverhältnis von wenigstens 7 bedingen eine hohe Octanzahl. Hohe Octanzahlen erreicht man durch Zusatz von Tetraäthylblei als Antiklopfmittel in Mengen bis zu 3 ccm/3,781. Die ASTM-Vorschriften gehen von der Schädlichkeit des korrosiven Schwefels aus und verlangen, daß Benzin bei einer Korrosionsprüfung nicht schlechter als Nr. 1 nach der ASTM-Kupferstreifenkorrosionsskala bewertet wird. Daher muß das Benzin weniger als 1 Gewichtsteil elementaren Schwefel/Mill. Gewichtsteile Benzin, d. h. weniger als 0,0001 °/0 enthalten.The modern engines with a high compression ratio of at least 7 require a high octane number. High octane numbers can be achieved by adding tetraethyl lead as an anti-knock agent in quantities of up to 3 ccm / 3.781. The ASTM regulations assume the harmfulness of corrosive sulfur and require that gasoline be rated no worse than No. 1 on the ASTM copper strip corrosion scale in a corrosion test. Therefore, the gasoline must have less than 1 part by weight of elemental sulfur / mill. Parts by weight of gasoline that is, less than 0.0001 ° / 0 included.

Geeignete Benzine im Sinne der Erfindung haben eine Octanzahl über etwa 80, einen Reid-Dampfdruck von wenigstens etwa 0,48 at und einen 50°/0-Destillationspunkt nach ASTM unter etwa 154°.Suitable gasolines within the meaning of the invention have an octane number above about 80, a Reid vapor pressure of at least about 0.48 atm and a 50 ° / 0 distillation point according to ASTM below about 154 °.

Die Kennzeichen des neuzeitlichen Flugzeugbenzins sind in der ASTM-Vorschrift D 910-52 T aufgezeigt. Die zulässige Höchsttemperatur für den 50°/0-Benzindestillationspunkt beträgt 105°; die Temperatur für den 90%-Destillationspunkt muß bei 125 bis 135° liegen. Die Summe der. 10- und 50°/0-Punkte muß wenigstens 153° betragen. Da der R. V. P. (Reid-Dampfdruck) unter 0,48 at und der 10°/0-Destillationspunkt höchstens 70° betragen darf, liegt die zulässige Mindesttemperatur für den 50°/0-Destillationspunkt zufolge dieser indirekten Beschränkungen bei etwa 82°. Die zulässige Mindestoctanzahl beträgt nach diesen Vorschriften 80, gemessen nach der Flugzeugmethode. Der vorgeschriebene Gehalt an Tetraäthylblei beträgt 0,5 bis 4,6 ccm/3,78 1. Entsprechend der Vorschrift für Motorbenzin verlangt ASTM D 910-52 T von dem Flugzeugbenzin bei der Korrosionsprüfung eine Bewertung nicht schlechter als Nr. 1 der Vergleichsnorm.The characteristics of modern aviation fuel are shown in ASTM regulation D 910-52 T. The maximum permissible temperature for the 50 ° / 0 petrol distillation point is 105 °; the temperature for the 90% distillation point must be 125 to 135 °. The sum of the. 10 and 50 ° / 0 points must be at least 153 °. Since the RVP (Reid vapor pressure) is below 0.48 at and the 10 ° / 0 distillation point must not exceed 70 °, the minimum permissible temperature for the 50 ° / 0 distillation point is around 82 ° due to these indirect restrictions. According to these regulations, the minimum number of octaves allowed is 80, measured according to the airplane method. The prescribed content of tetraethyl lead is 0.5 to 4.6 ccm / 3.78 1. According to the regulation for motor gasoline, ASTM D 910-52 T requires the aircraft gasoline to be rated no worse than No. 1 of the comparative standard in the corrosion test.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kraftstoff gemisch auf Benzinbasis, gekennzeichnet durch einen geringen Gehalt an einem flüchtigen primären Aminoalkanol als Zusatzstoff der Strukturformel 1. Gasoline-based fuel mixture, marked due to a low content of a volatile primary aminoalkanol as an additive of the structural formula R'R ' R — C — (C H2) „ — C — R'R - C - (CH 2 ) "- C - R ' NH,NH, OHOH worin R ein Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, η gleich 0 bis 1 und R' Wasserstoff oder R ist und die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome nicht weniger als 4 und nicht mehr als 9 beträgt.where R is an alkyl radical having 1 to 3 carbon atoms, η is 0 to 1 and R 'is hydrogen or R and the total number of carbon atoms is not less than 4 and not more than 9. 2. Kraftstoffgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Benzin eine Octanzahl von über etwa 80, einen Reid-Dampfdruck von wenigstens etwa 0,48 at und einen 50%-Destillationspunkt nach ASTM unter etwa 154° hat und der Gehalt an Aminoalkanol etwa 0,015 bis 0,4 Volumprozent beträgt.2. Fuel mixture according to claim 1, characterized in that the gasoline has an octane number of over about 80, a Reid vapor pressure of at least about 0.48 atm and a 50% ASTM distillation point below about 154 ° and the aminoalkanol content is about 0.015 to 0.4 percent by volume. 3. Kraftstoffgemisch nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Aminoalkanol etwa 0,015 bis 0,4, vorzugsweise 0,05 bis 0,1 Volumprozent beträgt.3. Fuel mixture according to claim 1 and 2, characterized in that the proportion of aminoalkanol is about 0.015 to 0.4, preferably 0.05 to 0.1 percent by volume. 4. Kraftstoffgemisch nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 2-Amino-2-methyl-1-propanol enthält.4. Fuel mixture according to claim 1 to 3, characterized in that it is 2-amino-2-methyl-1-propanol contains. © 709 507/219 4.57© 709 507/219 4.57
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