DE1041727B

DE1041727B - Motor fuel

Info

Publication number: DE1041727B
Application number: DEN14397A
Authority: DE
Inventors: Adriaan Johannes Joze Ginneken; Andreas Nilsson; Govert Slooff
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1956-11-29
Filing date: 1957-11-27
Publication date: 1958-10-23

Description

Motortreibstoff Katalytische Reformierungsbehandlungen werden in sehr großem Umfang verwendet, um die Antiklopfeigenschaften von Kohlenwasserstoffgemischen zu verbessern, die mindestens teilweise im Bereich von 30 bis 220',C sieden. Das Ausgangsmaterial wird dabei mit einem geeigneten Katalysator bei erhöhter Temperatur und in Anwesenheit von Wasserstoff unter Druck in Berührung gebracht. Falls platinhaltige Katalysatoren zur Anwendung kommen, werden solche Arbeitsweisen als z>Platformierungu und das Produkt eines solchen Prozesses als siPlatformat« bezeichnet.Motor fuel catalytic reforming treatments are used extensively to improve the anti-knock properties of hydrocarbon mixtures boiling at least in part in the 30 to 220 ° C range. The starting material is brought into contact with a suitable catalyst at elevated temperature and in the presence of hydrogen under pressure. If platinum-containing catalysts are used, such procedures are referred to as "platforming" and the product of such a process as "siPlatformat".

Die in der Beschreibung angegebenen Werte der Siedepunkte und Siedebereiche beziehen sich auf Atmosphärendruck, auch wenn sie Komponenten oder Fraktionen betreffen, die durch Destillation bei überatmosphärischem Druck erhalten worden sind. Außerdem bedeutet in der Beschreibung die Octanzahl entweder die sogenannte Motoroctanzahl (F-2-Octanzahl) oder die sogenannte Research-Cctanzahl (F-1-Octanzahl), beide bestimmt nach Zugabe von 1,5 cms Bleitetraäthyl pro US-Gallone Motortreibstoff, sofern nichts anderes angegeben ist.The values of the boiling points and boiling ranges given in the description relate to atmospheric pressure, even if they concern components or fractions, obtained by distillation at superatmospheric pressure. aside from that In the description, the octane number means either the so-called engine octane number (F-2 octane number) or the so-called research octane number (F-1 octane number), both determined after adding 1.5 cms of tetraethyl lead per US gallon of motor fuel, unless nothing other is indicated.

Es ist bekannt, daß durch Anwendung üblicher Trennmethoden, wie fraktionierte Destillation, selektive Adsorption, Lösungsmittelextraktion, extrahierende Destillation usw. oder durch Kombination solcher Methoden aus einem Platformat aromatische Konzentrate erhalten werden können, die praktisch frei sind von nichtaromatischen Bestandteilen, d. h. beispielsweise 95 bis 99 Volumprozent oder selbst mehr an aromatischen Verbindungen enthalten.It is known that by using conventional separation methods, such as fractionated Distillation, selective adsorption, solvent extraction, extractive distillation etc. or by combining such methods from a platform aromatic concentrates can be obtained that are practically free from non-aromatic components, d. H. for example 95 to 99 percent by volume or even more of aromatic compounds contain.

Es ist so z. B. möglich, ein Konzentrat, das Toluol und andere aromatische Verbindungen mit Ausnahme von Benzol enthält, durch Extrahieren oder durch Anwendung anderer, vorstehend genannter Methoden aus einer Platformatfraktion mit einem solchen Ausgangssiedepunkt zu gewinnen, daß sie kein Benzol, wohl aber praktisch alles Toluol enthält. Ein derartiges Konzentrat wird nachstehend als ssC71-Aromatenkonzentrata bezeichnet.It is so z. B. possible a concentrate, the toluene and other aromatic Contains compounds other than benzene, by extraction or by application other, above-mentioned methods from a platform fraction with such Starting boiling point to gain that it does not contain benzene, but practically all toluene contains. Such a concentrate is hereinafter referred to as ssC71 aromatic concentrates designated.

Der Endsiedepunkt der Platformatfraktion, aus welcher das C7-Aromatenkonzentrat erhalten wird, kann dabei so gewählt werden, daß dieses Konzentrat Toluol, o-, m-, p-Kylol sowie Äthylbenzol enthält, aber praktisch frei ist von anderen Komponenten. Ein solches C,7 -Konzentrat wird nachstehend als C,-Ca-Aromatenkonzentrat bezeichnet.The final boiling point of the platform fraction from which the C7 aromatic concentrate is obtained, can be chosen so that this concentrate toluene, o-, m-, Contains p-kylene and ethylbenzene, but is practically free of other components. Such a C, 7 concentrate is referred to below as a C, -Ca aromatic concentrate.

Ein anderer Weg zur Gewinnung -eines C7-Aromatenkonzentrats, welches praktisch =alle aromatischen Verbindungen enthält, die unter .etwa 180 bis 220° C sieden, mit Ausnahme von Benzol, und praktisch frei von anderen Komponenten ist, besteht darin, daß man ein zwischen z. B. 105 und 180 bis 220° C siedendes Platformat extrahiert oder mittels einer der anderen vorstehend angegebenen Methoden behandelt. Es ist nun gefunden worden, daß Gemische aus einem solchen C7-Aromatenkonzentrat, einer Isohexanfraktion und einer Isopentanfraktion vorzügliche Motorkraftstoffe mit sehr hoher Octanzahl und den gewünschten Flüchtigkeitseigenschaften darstellen.Another way to obtain a C7 aromatic concentrate, which practically = contains all aromatic compounds below .about 180 to 220 ° C boil, with the exception of benzene, and is practically free of other components, is that one between z. B. 105 and 180 to 220 ° C boiling platform extracted or treated by one of the other methods indicated above. It has now been found that mixtures of such a C7 aromatic concentrate, an isohexane fraction and an isopentane fraction are excellent motor fuels with a very high octane number and the desired volatility properties.

Unter @,Isopentanfraktion<c wird hier entweder reines Isopentan oder ein Kohlenwasserstoffgemisch verstanden, das im wesentlichen aus paraffinischen Kohlenwasserstoffen mit 5 Kohlenstoffatomen pro Molekül besteht und nicht mehr als 50 Gewichtsprozent n-Pentan enthält. Ein n-Petangehalt unter 5 Gewichtsprozent wird im allgemeinen vorgezogen. Unter s,Isohexanfraktioncc wird ein Kohlenwasserstoffgemisch verstanden, das im wesentlichen aus paraffinischen Kohlenwasserstoffen mit 6 Kohlenstoffatomen pro Molekül besteht und nicht mehr als 50 Gewichtsprozent n-Hexan enthält. Ein n-Hexangehalt unter 5 Gewichtsprozent wird im allgemeinen vorgezogen. Geeignete Isopentan- und Isohexanfraktionen können in bekannter Weise erhalten werden durch fraktionierte Destillation von z. B. direkt destilliertem Benzin, Platformat usw. Eine Isopentanfraktion wird als eine zwischen ungefähr 0 und 50° C, vorzugsweise etwa im Bereich zwischen 25 und 35° C siedende Fraktion gewonnen. Eine Isohexanfraktion ist eine Fraktion, die ungefähr zwischen etwa 40 und :85° C, vorzugsweise zwischen 45 und 60' C, siedet. Es ist jedoch möglich, daß bei der fraktionierten Destillation Fraktionen anfallen, die keinen ausreichend niederen Gehalt an n-Pentan und bzw. oder n-Hexan aufweisen. In solchen Fällen müssen diese Fraktionen oder die unverzweigten Bestandteile derselben in an sich bekannter Weise der Isomerisierung unterworfen werden. Es ist auch möglich, aus einer geeigneten Erdölfraktion zunächst n-Pentan- und/oder n-Hexankonzentrate in Form der zwischen etwa 30 und 45 bzw. etwa 65 und 80° C siedenden Fraktionen zu geuinnen und dieses Material anschließend zu isomerisieren. Auch Kombinationen dieser verschiedenen Wege zur Gewinnung der gewünschten Isopentan- und Isohexanfraktion können verwendet werden.@, Isopentane fraction <c is understood here to mean either pure isopentane or a hydrocarbon mixture which consists essentially of paraffinic hydrocarbons with 5 carbon atoms per molecule and does not contain more than 50 percent by weight of n-pentane. An n-petan content below 5 percent by weight is generally preferred. S, isohexane fractioncc is understood to mean a hydrocarbon mixture which consists essentially of paraffinic hydrocarbons with 6 carbon atoms per molecule and does not contain more than 50 percent by weight of n-hexane. An n-hexane content below 5 percent by weight is generally preferred. Suitable isopentane and isohexane fractions can be obtained in a known manner by fractional distillation of z. B. directly distilled gasoline, platform, etc. An isopentane fraction is obtained as a fraction boiling between approximately 0 and 50 ° C, preferably approximately in the range between 25 and 35 ° C. An isohexane fraction is a fraction which boils approximately between about 40 and: 85 ° C, preferably between 45 and 60 ° C. However, it is possible that fractions are obtained in the fractional distillation which do not have a sufficiently low content of n-pentane and / or n-hexane. In such cases, these fractions or the unbranched constituents thereof must be subjected to isomerization in a manner known per se. It is also possible to first mine n-pentane and / or n-hexane concentrates in the form of fractions boiling between about 30 and 45 or about 65 and 80 ° C. from a suitable petroleum fraction and then isomerize this material. Combinations of these different ways of obtaining the desired isopentane and isohexane fraction can also be used.

Die erfindungsgemäßen Motortreibstoffe bestehen also aus drei Komponenten in bestimmten Mengenverhältnissen, nämlich a) 0,5 bis 2 Raumteilen, bezogen auf je 1 Raumteil des Gemisches aus der Isopentan- und der Isohexanfraktion, eines benzolfreien, aber Toluol und höhere Aromaten enthaltenden Aromatenkonzentrats, weicher in an sich bekannter Weise aus einem Platformat erhalten wird, und b) 0,2 bis 5 Raumteilen, bezogen auf je 1 Raumteil der Isohexanfraktion in der Mischung, der weniger als 50 Gewichtsprozent n-Pentan enthaltenden Isopentanfraktion sowie c) der weniger als 50 Gewichtsprozent n-Hexan enthaltenden Isohexanfraktion.The motor fuels according to the invention thus consist of three components in certain proportions, namely a) 0.5 to 2 parts by volume, based on 1 part by volume of the mixture of the isopentane and the isohexane fraction, a benzene-free one, but aromatic concentrate containing toluene and higher aromatics, softer in on is obtained in a known manner from a platform, and b) 0.2 to 5 spatial parts, based on 1 part by volume of the isohexane fraction in the mixture that is less than Isopentane fraction containing 50 percent by weight of n-pentane and c) the less as an isohexane fraction containing 50 percent by weight of n-hexane.

Vorzugsweise liegt das Aromatenkonzentrat in den neuen Treibstoffen in Mengen von 0,7 bis 1,3 Raumteilen je Raumteil des Gemisches aus den Komponenten b) und c) vor, und das Volumenverhältnis der Komponente b) zu der Komponente c) beträgt vorteilhaft 0,8 bis 1,25. Es können so die je nach Klima, Jahreszeit und geographischer Lage des Verbrauchslandes erforderlichen und günstigsten Flüchtigkeitseigenschaften der Motortreibstoffe entsprechend eingestellt werden.The aromatic concentrate is preferably in the new fuels in amounts of 0.7 to 1.3 parts by volume per part by volume of the mixture of the components b) and c) before, and the volume ratio of component b) to component c) is advantageously 0.8 to 1.25. It can do so depending on the climate, season and geographical location of the country of consumption and the most favorable volatility properties the motor fuels can be adjusted accordingly.

Um den Dampfdruck des Motorkraftstoffes auf. den gewünschten Wert zu erhöhen, kann es sich ferner als notwendig erweisen, zu dem Gemisch noch eine bestimmte 3lenge n-Butan und/oder Isobutan zuzusetzen.To increase the vapor pressure of the engine fuel. the desired value To increase the mixture, it may also prove necessary to add a add a certain amount of n-butane and / or isobutane.

Als aromatisches Konzentrat kann auch ein aromatisches C7 _C,-Konzentrat verwendet werden. In diesem Fall wird ein Motorkraftstoff mit einem Endsiedepunkt (ASTM) von etwa 150 bis 170°C erhalten. Obwohl ein solcher Endsiedepunkt von 150 bis 170°C ein ungewöhnlich niederer Wert für Motorbenzin ist, konnte überraschenderweise festgestellt werden, daß ein gutes Verhalten im Motor erzielt wird, wenn man mit Benzinen arbeitet, die eine Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen. Dies ist von besonderem Vorteil, weil gewisse höhersiedende, direktdestillierte Fraktionen nun zur Herstellung von Düsenmotortreibstoffen verwendet werden können, anstatt in das Rohmaterial für die Platformierung einbezogen zu werden. Andererseits hat die Wahl eines höheren Endsiedepunktes von etwa 180 bis 220°C den Vorteil, daß die Benzine gemäß der vorliegenden Erfindung in wesentlich größeren Mengen hergestellt werden können, als dies bei einem, Endsiedepunkt von 150 bis 170°C möglich wäre.An aromatic C7_C, concentrate can also be used as an aromatic concentrate be used. In this case, it becomes an engine fuel with a final boiling point (ASTM) from about 150 to 170 ° C. Although such a final boiling point of 150 surprisingly, up to 170 ° C is an unusually low value for motor gasoline it can be found that a good behavior in the engine is achieved if one with Gasolines having a composition according to the present invention works. This is of particular advantage because certain higher boiling, direct distilled Fractions can now be used to produce jet engine fuels rather than being included in the raw material for platforming. on the other hand the choice of a higher final boiling point of about 180 to 220 ° C has the advantage that the gasolines according to the present invention are produced in much larger quantities than would be possible at a final boiling point of 150 to 170 ° C.

Wenn sehr hohe Octanzahlen erhalten werden sollen, muß sowohl der n-Pentangehalt der Isopentanfraktion als auch der n-Hexangehalt der Isohexanfraktion unter 5 Geuichtsprozent liegen. In diesem Fall soll die Isopentanfraktion vorzugsweise lediglich Isopentan enthalten.If very high octane numbers are to be obtained, both the n-pentane content of the isopentane fraction as well as the n-hexane content of the isohexane fraction are less than 5 percent by weight. In this case, the isopentane fraction should be preferred only contain isopentane.

@Veiterhin ist es möglich und oft vorteilhaft, geringe Mengen eines oder mehrerer Antiklopfmittel zuzusetzen, wie Bleitetraäthyl und/oder andere in der einschlägigen Technik bekannte Zusatzstoffe.@Furthermore, it is possible and often advantageous to use small amounts of one or to add more anti-knock agents, such as tetraethyl lead and / or others in additives known in the relevant art.

Die gemäß der Erfindung zusammengesetzten Treibstoffe haben eine hohe Octanzahl. Die F-1-Zahl ist im allgemeinen mindestens 95 und die F-2-Zahl im allgemeinen mindestens 86. Es können aber F-1-Octanzahlen bis zu 105 oder sogar darüber erhalten werden. Die Flüchtigkeit liegt gewöhnlich weit über einem verdampften Anteil von 40 Volumprozent, verdampft bei 100°C bei der ASTM-Destillation.The fuels composed according to the invention have a high Octane number. The F-1 number is generally at least 95 and the F-2 number is generally at least at least 86. However, F-1 octane numbers up to 105 or even above can be obtained will. The volatility is usually well in excess of an evaporated portion of 40 percent by volume, evaporated at 100 ° C in the ASTM distillation.

Es muß festgestellt werden, daß Gemische, welche aus einer C+- oder einem C7 bis C8 Aromatenkonzentrat, wie vorstehend beschrieben, sowie einer Isopentanfraktion und einer Isohexanfraktion bestehen, im wesentlichen frei sind von Komponenten, die in reinem Zustand über 65 bis 85 und unter 110,6°C (Siedepunkt von Toluol) sieden. Dies bedeutet, daß sowohl n-Heptan als auch verzweigte Heptane in den erfindungsgemäßen Gemischen praktisch nicht vorhanden sind. In äußerst überraschender Weise und im Gegensatz zu der allgemeinen Auffassung wurde festgestellt, daß diese Gemische mit einer beträchtlichen s>Lücke« im Siedebereich ein befriedigendes Verhalten im Motor zeigen und also mit Erfolg als Motorkraftstoffe mit hoher Octanzahl verwendet werden können.It must be stated that mixtures which consist of a C + or a C7 to C8 aromatic concentrate, as described above, as well as an isopentane fraction and an isohexane fraction, are essentially free of components which in the pure state are above 65 to 85 and below 110 , 6 ° C (boiling point of toluene) boil. This means that both n-heptane and branched heptanes are practically non-existent in the mixtures according to the invention. In an extremely surprising manner and contrary to the general opinion, it was found that these mixtures with a considerable s> gap "in the boiling range show satisfactory behavior in the engine and can therefore be used successfully as motor fuels with a high octane number.

Die neuen Treibstoffe haben den Vorteil, daß sie kein durch katalytische Spaltung gewonnenes Benzin enthalten, und ihre Herstellung ist daher für solche Raff% nerien vorteilhaft, die nicht mit katalytischen Spaltanlagen ausgerüstet sind. Ein weiterer Vorteil gegenüber den üblichen Motorbenzinen mit hoher Octanzahl und einem Gehalt an katalytischem Spaltbenzin besteht darin, daß der Unterschied zwischen der F-1- und der F 2-Octanzahl (sogenannte :>Empfindlichkeit«) bei den erfindungsgemäßen Gemischen wesentlich geringer ist.The new fuels have the advantage that they are not catalytic Cleavage contain recovered gasoline, and their production is therefore for such Refineries that are not equipped with catalytic cracking systems are advantageous. Another advantage over the usual high-octane gasoline and a content of catalytic mineral spirits is that the difference between the F-1 and F 2-octane number (so-called: "sensitivity") in the inventive Mixing is much lower.

Die Erfindung wird nun noch durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.The invention will now be further illustrated by the following examples.

Beispiel 1 Ein in üblicher Weise erhaltenes Platformat mit einer F-1-Octanzahl von 95 wurde fraktioniert unter Gewinnung einer unter 85°C und einer über 85°C siedenden Fraktion. Die letztgenannte Fraktion wurde einer mehrstufigen selektiven Fraktion mit SO, unterworfen zwecks Gewinnung eines C+7-Aromatenkonzentrates, das zwischen 120 und 205°C siedete (.9STM) und nachstehend als Konzentrat A bezeichnet wird.Example 1 A conventionally obtained platform with an F-1 octane number of 95 was fractionated to give a fraction boiling below 85.degree. C. and one boiling above 85.degree. The latter fraction was subjected to a multi-stage selective fraction with SO, for the purpose of obtaining a C + 7 aromatic concentrate boiling between 120 and 205 ° C (.9STM) and hereinafter referred to as concentrate A.

50 Raumteile des Konzentrates A wurden nun mit 24,2 Raumteilen einer Isohexanfraktion vermischt. Diese stellte eine direktdestillierte Fraktion von Mittelostursprung dar. Sie siedete zwischen 45 -und 65°C und enthielt 90 Molprozent verzweigte C,-Paraffine. Weiter wurden 25,8 Raumteile einer Isopentanfraktion zugemischt, welche bei der fraktionierten Destillation eines Gemisches aus einem leichten Platformat und einem direktdestillierten Benzin die zwischen 26,5 und 28,5°C siedende Fraktion darstellte und mehr als 95 Molprozent verzweigte C5 Paraffine enthielt. Das Gemisch hatte eine F-1-Octanzahl von 101,7 (Wiese-Skala, vgl. Zeitschrift »Petroleum Processing«, Mai 1956, S. 90 bis 92), einem ASTM-Siedebereich von 31 bis 205°C und eine Flüchtigkeit von 44 Volumpiozent (übergegangen bei 100°C). Dieses Gemisch war ein sehr gut geeigneter Motorkraftstoff.50 parts of the volume of concentrate A were now one with 24.2 parts of space Isohexane fraction mixed. This represented a direct distilled fraction from the Middle East It boiled between 45 and 65 ° C and contained 90 mole percent branched C, -paraffins. Furthermore, 25.8 parts by volume of an isopentane fraction were added, which in the fractional distillation of a mixture of a light platformat and a direct distilled gasoline represented the fraction boiling between 26.5 and 28.5 ° C and contained greater than 95 mole percent C5 branched paraffins. The mixture had a F-1 octane number of 101.7 (Wiese scale, see "Petroleum Processing" magazine, May 1956, pp. 90 to 92), an ASTM boiling range of 31 to 205 ° C and a volatility of 44 volume percent (transferred at 100 ° C). This mixture was a very suitable one Motor fuel.

Beispiel 2 Ein ähnliches Gemisch wie im Beispiel l beschrieben wurde hergestellt, indem die 24,2 Teile Isohexan, die durch direkte Destillation gewonnen worden waren, jetzt ersetzt wurden durch 24,2 Raumteile »Isohexan«, das die bei 45 bis 65°C siedende Fraktion des bereits im Beispiel l genannten Platformates darstellte.Example 2 A mixture similar to that described in Example 1 was described made by adding the 24.2 parts of isohexane obtained by direct distillation have now been replaced by 24.2 volume parts of "isohexane", which the 45 to 65 ° C boiling fraction of the platform already mentioned in Example l represented.

Das Gemisch hatte nach Zugabe von 1,5 cm3 Bleitetraäthyl pro US-Gallone eine F-1-Octanzahl von 102,8 (Wiese-Skala), einen ASTM-Siedebereich von 36 bis 205'C und eine Flüchtigkeit von 50 % (übergegangen bei 100°C). Es stellte ein sehr wertvolles Superpiemiumbenzin dar, das ein vorzügliches Motorverhalten zeigte.After adding 1.5 cm3 of tetraethyl lead per US gallon, the mixture had an F-1 octane number of 102.8 (Wiese scale), an ASTM boiling range of 36 to 205 ° C. and a volatility of 50% (transferred to 100 ° C). It was a very valuable superpiemium gasoline that showed excellent engine behavior.

Claims

CLAIMS: 1. Motor fuel characterized by the following Composition: a) 0.5 to 2 parts by volume, based on each part of the volume of the mixture of the two broader components b) and c), one from a known platform Way obtained benzene-free aromatic concentrate containing toluene and higher aromatics, b) 0.2 to 5 parts of space, based on each part of space of component c), one from pure isopentane or one consisting essentially of paraffinic hydrocarbons with 5 carbon atoms in the molecule existing isopentane fraction with a content of not more than 50 percent by weight of n-pentane and c) essentially one paraffinic hydrocarbons with 6 carbon atoms in the molecule Isohexane fraction with a content of not more than 50 percent by weight of n-hexane.

2. Motor fuel according to claim 1, characterized in that component a) is a C 1 -C 3 aromatic concentrate.

3. Motor fuel according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the n-pentane content of component b) or the n-hexane content of component c) is in each case less than 5 percent by weight.

4. Motor fuel after Claim 1 to 3, characterized in that it is 0.7 to 1.3 parts by volume of the component a) for each part of the volume of the mixture of components b) and c) contains.

5. Motor fuel according to claim 1 to 4, characterized in that it is 0.8 to 1.25 spatial parts of the Contains component b) per part of the space of component c).

6. Motor fuel according to claim 1 to 5, characterized in that it is also used as a fuel component per se contains known n-ßutane and / or isobutane.