DE1054627B

DE1054627B - Heizoel

Info

Publication number: DE1054627B
Application number: DEE15968A
Authority: DE
Inventors: Raymond Gay; Emmanuel Siganos
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1957-06-20
Filing date: 1958-06-06
Publication date: 1959-04-09
Also published as: US2996364A; GB824555A

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Heizöl.

Der Ausdruck .»Heizöl« bedeutet einen normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoff, z. B. ein Erdöldestillat eines Siedebereiches oberhalb etwa 204⁰C, wozu leichte Heizöle, als Treibstoffe für Dieselmotoren dienende Gasöle und zum Heizen von Öfen dienende Schweröle gehören.

Zur Erhöhung der Leistung von Verbrennungskraftmaschinen, z. B. Dieselmotoren, ist es üblich, eine erhöhte Treibstoffmenge in die Verbrennungskammer einzuspritzen. Wenn jedoch bei Dieselmotoren die Menge des eingespritzten Treibstoffes gewisse kritische Grenzen überschreitet, findet eine starke Rauchbildung in den Auspuffgasen statt, die auf unvollständige Verbrennung des Treibstoffes zurückzuführen ist. Außerdem ist die durch die Erhöhung der Treibstoffeinspritzung erzielte erhöhte Leistung der Menge des angewandten Treibstoffes nicht direkt proportional. Infolgedessen steigt der spezifische Verbrauch des Motors mit der Erhöhung der Brennstoffeinspritzung.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Brennstoffölen, insbesondere Dieselölen, öllösliche Bleisalze zuzusetzen, um die korrosionsmindernden Eigenschaften der Öle zu verbessern. Diese Zusätze vermindern zwar die korrosiven Eigenschaften von Heizölen mit hohem Schwefelgehalt, haben aber keine Wirkung auf die Art der Verbrennung des Öls, insbesondere auf die Neigung zur Rauchbildung.

Es wurde nun gefunden, daß man die Eigenschaften des Heizöls, insbesondere seine Neigung zur Rauchbildung, erheblich verbessern kann, wenn man dem Heizöl eine geringe Menge eines Gemisches zusetzt, welches aus einem aschefreien Dispergiermittel und einem öllöslichen Salz eines Metalls der Gruppe IV des Periodischen Systems besteht.

Bleisalze werden als Bestandteil des erfindungsgemäßen Zusatzgemisches besonders bevorzugt. An Stelle des Salzes eines Metalls kann man ein Gemisch von Salzen mehrerer derartiger Metalle verwenden.

Die im Rahmen der Erfindung verwendbaren öllöslichen Metallsalze können Salze von Fettsäuren, z. B. von Palmitinsäure, Stearinsäure, Erucasäure, Oleinsäure oder Ricinolsäure, oder Salze von Naphthensäuren, Abietinsäure oder Sulfonsäuren oder schließlich Salze jeder beliebigen organischen Säure mit mehr als 6Kohlenstoffatomen im Molekül sein.

Man kann jedes aschefreie Dispergiermittel im Rahmen der Erfindung verwenden. Vorzugsweise verwendet man Polymerisate oder Mischpolymerisate, die eine dispergierend wirkende Gruppe enthalten. Diese Verbindungen erhält man, indem man in die Kette des Polymerisats oder Mischpolymerisats schwefelhaltige oder Phosphor und Schwefel enthaltende Gruppen, stickstoffhaltige oder sauerstoffhaltige Gruppen einführt. Gegebenenfalls können die Verbindungen auch Alkoxygruppen enthalten.

Geeignete Dispergiermittel lassen sich aus copolymeri-Heizöl

Anmelder:

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

Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,

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

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 20. Juni 1957

Raymond Gay und Emmanuel Siganos,

Notre-Dame-de-Gravenchon,

Seine-Maritime (Frankreich),

sind als Erfinder genannt worden

sierbaren ungesättigten Mono- und bzw. oder Dicarbonsäuren oder deren Alkoxyderivaten einschließlich der Esterderivate herstellen. Solche Produkte können von C₄- bis C₂₀-Alkoholen, Maleinsäure und bzw. oder Fumarsäure oder Gemischen dieser Ester einschließlich der alkoxylierten Teilester und Vinylestern von C₂- bis C₆-Mono~ carbonsäuren, z. B. Vinylacetat, abgeleitet sein.

Andere Mischpolymerisate können von alkylsubstituierten Acrylsäuren und aliphatischen Alkoholen einschließlich Aminoalkoholen abgeleitet sein.

Man kann auch Kondensationsprodukte eines öllöslichen Sulfonats und eines Alkylpolyamins, wie Äthylendiamin oder Triäthylamin, als aschefreie Dispergiermittel in dem erfindungsgemäßen Zusatzgemisch verwenden.
An Stelle eines einzelnen Dispergiermittels kann man auch ein Gemisch der obengenannten Dispergiermittel verwenden.

Das den Ölen erfindungsgemäß zuzusetzende Gemisch besteht vorzugsweise aus 25 bis 90 Gewichtsprozent des öllöslichen Salzes des Metalls der Gruppe IV und 10 bis 75 Gewichtsprozent des aschefreien Dispergiermittels, insbesondere 40 bis 60 Gewichtsprozent des öllöslichen Salzes des Metalls der Gruppe IV und 60 bis 40 Gewichtsprozent des aschefreien Dispergiermittels, bezogen auf die Gesamtmenge des Zusatzgemisches.

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Die Gesamtmenge des dem Heizöl zuzusetzenden Dispergiermittels beträgt vorzugsweise 0,001 bis 0,5 Gevichtsprozent, insbesondere 0,005 bis 0,1 Gewichtsprozent des Heizöls.

Mit dem erfindungsgemäßen Zusatz versehene Heizöle vurden in einem General-Motors-Dieselmotor (G. M. 371) geprüft, der die folgenden Kennwerte besaß:

Anzahl der Zylinder 3

Weite, mm 108

Hub, mm 127

Zylinderinhalt, ecm 3490

Wassertemperatur, ^c C 80

Öltemperatur, ⁰C 107

Die Rauchmessungen am Auspuff wurden mit dem unter lern Namen »Von Brand Smoke-Meter« bekannten Rauchmzeiger ausgeführt. Diese Vorrichtung ermöglicht die Messung des Rauchs in den Auspuffgasen, indem die Auspuffgase durch einen sich fortlaufend mit konstanter jeschwindigkeit abwickelnden Papierschirm geleitet verden. Die Intensität des hierbei erhaltenen Fleckes vird durch Interpolieren zwischen zwei Normproben einer weißen und einer schwarzen) gemessen. Diese Bestimmung erfolgt durch Vergleich mit einer Werteskala oder genauer durch Messung der prozentualen Mfenge des reflektierten Lichtes mit Hilfe eines Photo-•eflektometers.

Beispiel 1

Ein mit einem Zusatz gemäß der Erfindung versehenes j-asöl wurde zum Betrieb eines Dieselmotors der oben ingegebenen Art verwendet. Das Gasöl besaß folgende Kennwerte:

Dichte bei 15°C 0,868

Engler-Viskosität bei 20⁰C 1,48

Schwefel, % 1,08

Cetanzahl 43

Der Zusatz enthielt 50 Gewichtsprozent eines aschefreien Dispergiermittels A und wurde dem Gasöl in solcher Menge beigegeben, daß 1 kg Öl 0,0005 g-Atom Metall enthielt.

Das aschefreie Dispergiermittel A wurde folgendermaßen hergestellt: Maleinsäureanhydrid wurde bei 70°C in Gegenwart einer Komplexverbindung von Bortrifluorid und Äther mit einem C₉-Oxoalkohol umgesetzt. 1 Mol des so erhaltenen Monoesters wurde dann mit 3 Mol Äthylenoxyd kondensiert. 8 Gewichtsprozent des äthoxylierten Monoesters wurden mit 37 Gewichtsprozent des Maleinsäure-Fumarsäureesters eines C₉-OxO-alkohols, 35 Gewichtsprozent des Maleinsäure-Fumarsäureesters eines C₁₆ bis -C₁₇-Oxoalkohols und 20 Gewichtsprozent Vinylacetat bei 70 bis 75° C im Verlaufe von 5 Stunden in Gegenwart von Benzoylperoxyd als Katalysator polymerisiert.

Die Rauchzahl (J), der Verbrauch in 1/Std. (C), der spezifische Verbrauch in g/PS/Std. (Cs) und die mittlere Temperatur der Auspuffgase (t) wurden gemessen; die Werte sind in Tabelle I zusammengestellt.

Aus Tabelle I ergibt sich, daß die durch den Zusatz eines öllöslichen Salzes eines Metalls der Gruppe IV und eines aschefreien Dispergiermittels erzielte Leistungszunahme bei einer bestimmten Rauchzahl erheblich größer ist als ohne das Dispergiermittel; entsprechende Verbesserungen ergeben sich für den spezifischen Verbrauch (bei einer gegebenen Rauchzahl).

TabeUe I

Motorleistung, eingestellt auf	Heizöl ohne Zusatz	Bleioleat -f- Dispergiermittel A	Zinn-Naphtlienat + Dispergiermittel A	Titansulfonat (ohne Dispergiermittel A)	Thorsulfonat (ohne Dispergiermittel A)
I ^42ps es i	3,5 10,14 207,60 242	2,5 10,04 205,60 237	3 10,01 204,90 237	2,5 10,07 206 237	3,5 10,14 207,60 241
I 45PS ^C _r Cs t	3,5 10,82 206,70 258	2,5 10,76 205,50 256	3 10,69 204,30 254	2,5 10,69 204,30 255	3,5 10,81 206,60 257
I 48PS ^C _r Cs t	4 11,52 206,40 273	3 11,38 203,80 268	3 11,30 202,45 269	3,5 11,48 204,10 269	3,5 11,40 204,25 272
I ⁵¹ PS Cs t	4,5 12,24 206,40 288	3,5 12,02 202,70 285	3,5 11,86 200 285	4 12,09 203,80 286	4 12,10 204 287
I ⁵⁴PS Cs t	5 12,7 202,60 296	4 12,50 199,05 293	4 12,44 198,10 291	4,5 12,55 200 292	4,5 12,58 200,40 296
I 55,8PS ^C _Cs t	5,5 13,13 202,30 307	4,5 12,91 198,90 304	4,5 12,92 198,90 303	5 13 200,20 305	5 13,01 200,30 307

Aus Tabelle I gewonnene Ergebnisse:

	Leistungszunahme bei einer Rauchzahl von 3,5	6 V₂ 13	Abnahme des spezifischen Verbrauchs bei einer Rauchzahl von 3,5
Titan	13	6V₂ 13	2,3 6,7
Zinn + Dispergier mittel	6,5 13	2,1 3,7
Thor
Blei + Dispergier mittel

Die Änderungen der Leistung eines Dieselmotors der oben beschriebenen Art und seines spezifischen Verbrauchs wurden in Abhängigkeit von der Rauchzahl untersucht, wenn der Motor mit einem Treibstoff mit oder ohne Zusatz des erfindungsgemäßen Zusatzgemisches gespeist wurde.

Das hierfür verwendete Gasöl besaß die folgenden Kennwerte:

Dichte bei 15°C 0,857

Engler-Viskosität bei 20⁰C 1,43

Schwefel, % 0,5

Cetanzahl 42

Das Zusatzgemisch bestand aus 60 Gewichtsprozent ίο eines aschefreien Dispergiermittels und Bleinaphthenat und wurde dem Gasöl in einer derartigen Menge zugesetzt, daß 1 kg Gasöl 0,001 g-Atom Blei enthielt.

Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Tabelle II zusammengefaßt.

Aus den Ergebnissen ersieht man, daß für eine gegebene Rauchzahl, z. B. 6, der Zusatz eines Zusatzgemisches gemäß der Erfindung zu dem Gasöl

1. eine Erhöhung der Leistung von 6 auf 12°/₀ und

2. eine Abnahme des spezifischen Verbrauchs um 2 bis3 °/₀ bewirkt.

TabeUe II

Rauchzahl

Motor

gespeist mit

Gasöl

Motor gespeist mit Gasöl + Bleinaphthenat -f-

Dispergier-

mittel A

(Beispiel 1)

Monosulfat

von Äthylendiamin Sulfonat

von
Äthylendiamin

Sulfonat

von
Triäthanolamin

Mischpolymerisat

von Methacrylate

Alkohol und

Aminoalkohol

I. Motorleistung in PS

5	38	48	42	42	42	42
5,5	42	52	50	46	48	47
6	48	55	53	51	52	52
6,5	51	58	57	54	55	54
7	54	60	59	55	56	58
8	60	65	63	61	62	62
		II. Spezifischer	Verbrauch
5	222	215	217		218	219
5,5	219	213	214		215	216
6	215	210	211		213	213
6,5	213	208	208		207	210
7	210	205	205		207	207
8	205	199	199	des Motors, g/PS/Std.	202	202






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215
213
211
209
204

Claims

Patentansprüche:

1. Heizöl, dadurch gekennzeichnet, daß es ein aschefreies Dispergiermittel und ein öllösliches Salz eines Metalls der Gruppe IV des Periodischen Systems enthält.

2. Heizöl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das öllösliche aschefreie Dispergiermittel 10 bis 75, insbesondere 40 bis 60 Gewichtsprozent des Zusatzgemisches ausmacht.

3. Heizöl nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es das Gemisch aus dem aschefreien Dispergiermittel und dem Salz des Metalls der Gruppe IV in Mengen von 0,001 bis 0,5, insbesondere 0,005 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Heizöl, enthält.

4. Heizöl nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das öllösliche Salz das Salz einer Säure mit mehr als 6 Kohlenstoffatomen im Molekül ist.

5. Heizöl nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das öllösliche Salz ein Bleisalz, insbesondere Bleioleat oder Bleinaphthenat, ist.

6. Heizöl nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aschefreie Dispergiermittel das Kondensationsprodukt eines öllöslichen Sulfonats und eines Alkylpolyamins ist.

7. Heizöl nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aschefreie Dispergiermittel das durch Mischpolymerisation eines alkoxylierten Esters von Maleinsäureanhydrid mit mindestens einer anderen damit polymerisierbaren Verbindung erhaltene Produkt ist.

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