DE1030953B

DE1030953B - Fuel compositions

Info

Publication number: DE1030953B
Application number: DET12701A
Authority: DE
Inventors: Daniel Francis Herman; Roger Michel Weil
Original assignee: Titan GmbH
Current assignee: Titan GmbH
Priority date: 1955-09-29
Filing date: 1956-09-26
Publication date: 1958-05-29
Also published as: GB803319A; US2985521A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft Brennstoffzusammensetzungen mit verbesserten Verbrennungseigenschaften auf der Basis brennbarer Kohlenwasserstoffe.The invention relates to fuel compositions having improved combustion properties the basis of flammable hydrocarbons.

Bekanntlich besteht einer der schwerwiegendsten Hinderungsgründe für eine wirksame Verwendung von brennbaren Kohlenwasserstoffen als Brenn- und Treibstoffe in ihrer unvollständigen Verbrennung. Dies Verhalten führt neben Energieverlusten auch zu anderen unerwünschten Erscheinungen. Hierzu gehört beispielsweise die Bildung großer Mengen Ruß oder fester, flüssiger und gasförmiger Produkte des unvollständigen Abbaus, wie Aldehyde, Säuren u. dgl. Die Tatsache, daß derartige Brennstoffe, beispielsweise in Ölheizungsanlagen, Verbrennungsmotoren u. dgl., nicht vollständig verbrennen, wurde zum großen Teil für die unangenehmen Dunst- und Qualmerscheinungen in vielen Industriegebieten verantwortlich gemacht.As is well known, one of the most serious obstacles to effective use is of combustible hydrocarbons as combustibles and propellants in their incomplete combustion. In addition to energy losses, this behavior also leads to other undesirable phenomena. Which also includes for example the formation of large amounts of soot or solid, liquid and gaseous products of the incomplete degradation, such as aldehydes, acids and the like. The fact that such fuels, for example Do not burn completely in oil heating systems, internal combustion engines and the like largely responsible for the unpleasant haze and smoke in many industrial areas made.

Zur Förderung einer rauchlosen Verbrennung von Heizölen wurde vorgeschlagen, Dicyclopentadienyleisen zu - verwenden (Angewandte Chemie, Bd. 67, 1955, S. 475 ff). Es besteht jedoch ein Bedarf nach weiteren Mitteln, durch die ganz allgemein die Verbrennungseigenschaften von brennbaren Kohlenwasserstoffen verbessert und die oben angeführten Nachteile ausgeschaltet werden können.To promote smokeless combustion of fuel oils, dicyclopentadienyl iron has been proposed to - use (Angewandte Chemie, Vol. 67, 1955, p. 475 ff). However, there is a need for further means by which, in general, the combustion properties of combustible hydrocarbons improved and the disadvantages mentioned above can be eliminated.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Brennstoffzusammensetzungen, die neben brennbaren Kohlenwasserstoffen eine titanorganische Verbindung mit einer direkten Kohlenstoff-Titan-Bindung enthalten, verbesserte Brenneigenschaften aufweisen. Dadurch steht nun eine ganze Klasse von Verbindungen für den angegebenen Zweck zur Verfügung.Surprisingly, it has now been found that fuel compositions, in addition to combustible Hydrocarbons contain an organic titanium compound with a direct carbon-titanium bond, have improved burning properties. As a result, there is now a whole class of connections available for the stated purpose.

Die brennbaren Kohlenwasserstoffe, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist, sind vorzugsweise flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe, wie Erdölfraktionen.The combustible hydrocarbons to which the present invention is applicable are preferable liquid and gaseous hydrocarbons such as petroleum fractions.

Es ist zwar nicht beabsichtigt, die Erfindung auf einen speziellen Reaktionsmechanismus zu beschränken, da dieser noch nicht vollständig geklärt ist, doch wird angenommen, daß die Kohlenstoff-Titan-Bindung auf Grund einer Art katalytischer Wirkung für die dem Brennstoff verliehenen verbesserten Brenneigenschaften verantwortlich ist. Deshalb läßt sich mit jeder beliebigen diese Bindung aufweisenden titanorganischen Verbindung das Ziel der Erfindung erreichen. Besonders bevorzugt sind jedoch auf Grund ihrer großen Stabilität solche Verbindungen, bei denen das Titanatom direkt an ein Kohlenstoffatom gebunden ist, das Glied eines 5- oder 6-gliedrigen Ringes ist. Hierzu gehören unter anderen Aryltitantrialkylate, wie Phenyltitantriisopropylat, und Dicyclopentadienyltitandihalogenide, Cyclopentadienyltitantrihalogenide und Dicyclopentadienyltitandialkylate. ."■' ■■■-■■■ While it is not intended to limit the invention to any particular reaction mechanism, as this has not yet been fully understood, it is believed that the carbon-titanium bond is responsible for the improved burning properties imparted to the fuel by some sort of catalytic effect. Therefore, the object of the invention can be achieved with any organotitanium compound which has this bond. However, because of their great stability, compounds in which the titanium atom is bonded directly to a carbon atom, the member of a 5- or 6-membered ring, are particularly preferred. These include aryl titanium trialkylates, such as phenyl titanium triisopropylate, and dicyclopentadienyl titanium dihalides, cyclopentadienyl titanium trihalides and dicyclopentadienyl titanium dialkylates. . "■ ' ■■■ - ■■■

BrennstoffzusammensetzungenFuel compositions

Anmelder:
Titangesellschaft m.b.H., Leverkusen 1Applicant:
Titangesellschaft mbH, Leverkusen 1

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. September 1955Claimed priority:
V. St. v. America September 29, 1955

Daniel Francis Herman, Orange, N. J.,Daniel Francis Herman, Orange, N.J.,

und Roger Michel Weil, Brooklyn, N. Y. (V. St. A.),and Roger Michel Weil, Brooklyn, N.Y. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Die erfindungsgemäß verwendbaren titanorganischen Verbindungen sind bekannt und beispielsweise in Journ. Amer. Chem. Soc, Bd. 75, 1953, S. 3877, Bd. 76. 1954, S. 2278 und 4281 beschrieben.The organotitanium compounds which can be used according to the invention are known and, for example, in Journ. Amer. Chem. Soc, Vol. 75, 1953, pp. 3877, Vol. 76, 1954, pp. 2278 and 4281.

Die in dem Brennstoff enthaltene Menge an Titanverbindung kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Gewöhnlich werden mit Mengen bis herab zu 1 Gewichtsteil Titanverbindung auf 10 000 Gewichtsteile Brennstoff merkliche günstige Wirkungen erzielt. Andererseits können Mengen bis hinauf zu 1 Gewichtsteil Titanverbindung auf 100 Gewichtsteile Brennstoff oder sogar noch darüber vorliegen, ohne die Eigenschaften des Brennstoffs nachteilig zu beeinflussen. Höhere Mengen an Zusatz steigern jedoch die Kosten für die Brennstoffzusammensetzung, ohne eine entsprechende Verbesserung der Verbrennungseigenschaften hervorzurufen. Im allgemeinen wird es bevorzugt, etwa 1 Gewichtsteil Titanverbindung je 4000 Gewichtsteile Brennstoff zu verwenden.The amount of titanium compound contained in the fuel can vary within wide limits will. Significantly beneficial effects are usually obtained with amounts as low as 1 part by weight of titanium compound per 10,000 parts by weight of fuel. On the other hand, amounts up to 1 part by weight of titanium compound per 100 parts by weight can be used Fuel or even more present without adversely affecting the properties of the fuel. However, higher amounts of additive increase the cost of the fuel composition without to bring about a corresponding improvement in the combustion properties. Generally it will it is preferred to use about 1 part by weight of titanium compound per 4000 parts by weight of fuel.

Die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzielte Verbesserung der Verbrennungseigenschäften kann rasch und leicht auf halb quantitativer Basis dadurch bestimmt werden, daß man den Brennstoff in einer offenen Schale oder einem ähnlichen Behälter einfach entzündet und daneben das gleiche Verfahren mit einer Kontrollprobe vornimmt, der keine titanorganischen Verbindungen zugesetzt worden war, und dann die jeweiligen Mengen und Intensitäten der Ruß ablagerungen betrachtet, die in beiden Fällen auf einem geeigneten Gegenstand, z. B. einem weißen Keramik- oder Papierstück, gebildet wurden» der in der gleichen Entfernung über jede der brennenden Proben gehalten wird.The improvement in combustion properties achieved by the method of the present invention can be quickly and easily determined on a semi-quantitative basis by looking at the fuel simply ignited in an open bowl or similar container and next to it the same thing Carries out the procedure with a control sample to which no organotitanium compounds have been added was, and then considered the respective amounts and intensities of soot deposits in both Cases on a suitable object, e.g. B. a piece of white ceramic or paper, were formed » which is held at the same distance above each of the burning samples.

Die folgenden Beispiele erläutern die Natur und Eigenschaften sowie die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.The following examples explain the nature and properties as well as the preparation of the products according to the invention Compositions.

809 528/404809 528/404

For example

Durch Auf lösen von 5,9 g Dicyclopentandiienyltitan- : dichlorid in 201 Leuchtöl wurde ein Brennstoifgemisch hergestellt. Die Rauchbildungstendenz der Lösung wurde festgestellt, indem man eine Probe derselben in einer Rauchpunktlampe der in ASTM-Methode 2107 (21. 5. 1953) beschriebenen Art einer Prüfung unterwarf. Dabei wurde eine weiße Porzellaneindampfschale mehrere cm über der Flamme aufgehängt. Die Flamme wurde auf eine Höhe von 19 mm eingestellt. Man ließ sie 15 Minuten brennen, wonach dann die Eindampfschale untersucht wurde und sich als frei von irgendwelchen Verfärbungen oder Rußablagerungen erwies.By dissolving 5.9 g of dicyclopentanediienyltitanium: dichloride in light oil became a fuel mixture manufactured. The smoking tendency of the solution was determined by taking a sample of the same in a smoke point lamp of the type described in ASTM Method 2107 (May 21, 1953). A white porcelain evaporation dish was hung several cm above the flame. the Flame was set at a height of 19 mm. They were left to burn for 15 minutes, after which the Evaporation dish has been examined and found to be free of any discoloration or soot deposits proved.

Zum Vergleich wurde die gleiche Prüfung mit einem Anteil der gleichen Charge Leuchtöl, jedoch ohne Zusatz vorgenommen, wobei eine starke schwarze Rußablagerung gebildet wurde.For comparison, the same test was carried out with a proportion of the same batch of luminous oil, however made without addition, with a heavy black deposit being formed.

B e i s ρ i e 1 2B e i s ρ i e 1 2

Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wurde wiederholt, wobei jedoch an Stelle der 5,9 g Dicyclopentandienyltitandichlorid 11.2g Dibutoxymonocyclopentandienyltitanchlorid verwendet wurden. Die mit dem behandelten und unbehandelten Leuchtöl erhaltenen Ergebnisse waren mit den im Beispiel 1 beschriebenen Ergebnissen praktisch identisch.The procedure described in Example 1 was repeated, but instead of 5.9 g of dicyclopentanedienyl titanium dichloride 11.2 g of dibutoxymonocyclopentanedienyl titanium chloride were used. With The results obtained with the treated and untreated luminous oil were the same as those described in Example 1 Results practically identical.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind einfach und billig in der Herstellung, und die Zugabe der im vorstehenden beschriebenen Mittel zu dem Brennstoff kann sowohl in der Raffinerie als auch vom Verbraucher vorgenommen werden. Von den beschriebenen Zusatzstoffen sind einige, z. B. Dibutoxymonocyclopentadienyltitanmonochlorid mit Kohlenwasserstoffbrennstoffen mischbare Flüssigkeiten und aus diesem Grunde besonders vorteilhaft.The compositions of the invention are simple and inexpensive to manufacture and add the means described above to the fuel can both in the refinery as well be made by the consumer. Of the additives described, some, e.g. B. dibutoxymonocyclopentadienyl titanium monochloride Liquids which are miscible with hydrocarbon fuels and are therefore particularly advantageous.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind, abgesehen';vQn der Erhöhung der Vollständigkeit der Verbrennung, den nicht behandelten Brennstoffen in ihren Verbrennungseigenschaften sehr ähnlich, so daß die erfindungsgemäß behandelten Brennstoffe an Stelle der unbehandelten Brennstoffe verwendet werden können, wobei nur eine geringe oder keine Anpassung der Verbrennungsvorrichtungen erforderlich ist.The compositions of the invention are, apart from increasing the completeness of the Combustion, very similar to untreated fuels in their combustion properties, so that the fuels treated according to the invention are used in place of the untreated fuels can, with little or no adjustment to the combustion devices required is.

Claims

Patent claims:

1. Fuel compositions containing a combustible hydrocarbon and a organic titanium compound with a direct carbon-titanium bond.

2. Fuel compositions according to claim 1, characterized in that the combustible Hydrocarbon is liquid.

3. Fuel compositions according to claim 2, characterized in that the combustible liquid hydrocarbon is a petroleum hydrocarbon.

4. Fuel compositions according to claim 1 to 3, characterized in that the Titanium compound is a direct bond between a titanium atom and a carbon atom that Is a member of a 5- or 6-membered ring.

5. Fuel compositions according to claim 4, characterized in that the titanium compound is a cyclopentadienyl titanium compound.

6. Fuel compositions according to claim 5, characterized in that the titanium compound Dibutoxymonocyclopentadienyl titanium chloride or a dicyclopentadienyl titanium dihalide is.