DE1119044B - Diesel fuel - Google Patents
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
E20310IVc/46a6 E20310IVc / 46a 6
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 7. DEZEMBER 1961NOTICE THE REGISTRATION ANDOUTPUTE EDITORIAL: DECEMBER 7, 1961
Die vorliegende Erfindung betrifft Dieselkraftstoffe, welche bei höchster Arbeitsleistung beträchtlich weniger Rauch und schädliche Gase in ihren Auspuffgasen enthalten als die üblichen Dieseltreibstoffe,The present invention relates to diesel fuels which are substantial at the highest work rate contain less smoke and harmful gases in their exhaust gases than common diesel fuels,
Auspuffgase von Dieselmaschinen können insbesondere in Städten oder Wohngebieten und bei Verwendung der Dieselmaschine unter Tage im Bergbau oder beim Tunnelbau äußerst lästig sein. Mit Dieseltreibstoff betriebene Maschinen werden oft in umbauten Räumen und immer mehr in Fabriken und Lagerhäusern benutzt. Unter derartigen Bedingungen ist das Auftreten von Rauch und schädlichen Gasen oft ein ernstes Problem; auch auf den Straßen sind derartige Abgase unerwünscht und sogar gefährlich, bei Betrieb in umbauten Räumen oder unter Tage unzulässig.Exhaust gases from diesel engines in particular can in cities or residential areas and when using the diesel engine underground in mining or be extremely annoying when building a tunnel. Machines that run on diesel fuel are often converted And increasingly used in factories and warehouses. Under such conditions the appearance of smoke and noxious gases is often a serious problem; they are also on the streets Exhaust gases are undesirable and even dangerous, not permitted when operating in enclosed spaces or underground.
Wenn Dieselkraftstoff völlig verbrannt wird, so sollen die Abgase neben einem Überschuß an Luft aus Kohlendioxyd, Wasserdampf, Schwefeloxyden, Stickstoff und Stickstoffoxyden bestehen. Im Leerlauf wird der Brennstoff fast vollständig aufgebrannt; wenn die Maschine jedoch unter Belastung läuft, so können die Abgase noch Kohlenstoffmonoxyd und Aldehyde und ebenso noch Kohlenstoffteilchen von dem nicht verbrannten Brennstoff enthalten. Dieses ist besonders bei Beschleunigung des Motors der Fall.If diesel fuel is burned completely, the exhaust gases should be in addition to an excess of air consist of carbon dioxide, water vapor, sulfur oxides, nitrogen and nitrogen oxides. At idle the fuel is almost completely burned up; however, if the machine is running under load, then so The exhaust gases can still contain carbon monoxide and aldehydes and also carbon particles contained in the unburned fuel. This is particularly the case when the engine is accelerating.
Bei einem Diesel-Verbrennungsmotor erhält man eine größere Kraftleistung, wenn mehr Brennstoff in den Motor eingespritzt wird. Wenn die eingespritzte Brennstoffmenge jedoch einen bestimmten kritischen Wert überschreitet, findet eine unvollständige Verbrennung statt, und es wird fast immer reichlich dicker und schwarzer Rauch entwickelt. Der Leistungsanstieg des Motors ist deshalb auch nicht mit steigendem Brennstoffverbrauch proportional.With a diesel internal combustion engine, more power is obtained when more fuel is in the engine is injected. However, if the amount of fuel injected is a certain critical If it exceeds the value, there will be incomplete combustion and it will almost always be plentiful thick and black smoke developed. The power increase of the engine is therefore also not with increasing fuel consumption proportionally.
Dieselkraftstoffe sind meist paraffinische Öle, welche von 180 bis etwa 330° C oder sogar bis 3600C sieden, wobei der 50°/o-Wert zwischen 200 und 3000C und der Schwefelgehalt zwischen 0,35 und 0,80% liegt.Diesel fuels are generally paraffinic oils which boil from 180 to about 330 ° C or even up to 360 0 C, the 50 ° / o value between 200 and 300 0 C and sulfur content of 0.35 to 0.80% by weight.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die in umbauten Räumen betriebenen Dieselmotore mit einem niedrigersiedenden Leichtöl oder Petroleumtreibstoff zu betreiben, welcher flüchtiger als üblicher Dieselkraftstoff ist und unter großen Belastungen eine vollständigere Verbrennung und demzufolge weniger Rauch ergibt. Ein verhältnismäßig tief siedender Dieselkraftstoff ist beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift V 7937 IVc/23b (bekanntgemacht am 1. 3. 1956) beschrieben. Das durch Harnstoffbehandlung teilweise von η-Paraffinen befreite Öl siedet zwischen 200 und 312° C und hat einen Schwefelgehalt von 0,001%.It has already been proposed that the diesel engines operated in enclosed spaces with a Operate lower boiling light oil or petroleum fuel, which is more volatile than conventional diesel fuel is and under great loads a more complete combustion and consequently less Smoke results. A relatively low-boiling diesel fuel is, for example, in the German Auslegeschrift V 7937 IVc / 23b (published on March 1, 1956). The oil, partially freed from η-paraffins by urea treatment, boils between 200 and 312 ° C and has a sulfur content of 0.001%.
DieselkraftstoffDiesel fuel
Anmelder:Applicant:
Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, N. J. (V. St. A.)Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, NJ (V. St. A.)
Vertreter: Dr. rer. nat. J. D. Frhr. v. Uexküll,
ίο Patentanwalt, Hamburg-Hochkamp, Königgrätzstr. 8Representative: Dr. rer. nat. JD Frhr. v. Uexkull,
ίο Patent attorney, Hamburg-Hochkamp, Königgrätzstr. 8th
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 23. Dezember 1959 (Nr. 43 678/59)Claimed priority:
Great Britain of December 23, 1959 (No. 43 678/59)
Richard Fleming Sundstrom, Stockholm,Richard Fleming Sundstrom, Stockholm,
und Nils Ake Jonson, Näsby Park (Schweden),and Nils Ake Jonson, Näsby Park (Sweden),
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
Die Versuche, Dieselmotoren mit derart niedrigsiedenden Kraftstoffen zu betreiben, sind jedoch fehlgeschlagen, da das Petroleum oder Leichtöl keine angemessene Schmierung der Nocken und der Stößel der Brennstoffpumpe ergibt. Abgesehen hiervon absorbiert Petroleum oder Leichtöl eine größere Wassermenge als die üblichen Dieselkraftstoffe, und die Verwendung derartiger Treibstoffe trägt zu einem erheblichen Verschleiß innerhalb der Maschine bei.Attempts to operate diesel engines with such low-boiling fuels have failed, however, as the petroleum or light oil does not adequately lubricate the cams and tappets the fuel pump results. Apart from this, petroleum or light oil absorbs a larger amount of water than the usual diesel fuels, and the use of such fuels contributes to one considerable wear and tear within the machine.
Bei praktischen Versuchen mit Dieselkraftstoff,In practical experiments with diesel fuel,
welcher einen Siedebereich von 160 bis 280° C und einen 50%-Wert von etwa 210° C besitzt, wurde festgestellt, daß die sichtbaren Auspuffgase fast vollständig verschwanden und der Kohlenstoffmonoxydgehalt um etwa 60 bis 80% fiel, während der Aldehydgehalt insgesamt nicht herabgesetzt war; Geruch und Reizerscheinung waren bei weitem nicht so deutlich wie bei Verbrennung von normalen Kraftstoffen. Theoretisch sollte die Verwendung eines derart flüchtigen Treibstoffes einen 3- bis 4%igen Anstieg im Verbrauch verursachen, was jedoch nicht der Fall war. Es war nicht möglich, irgendeinen meßbaren Anstieg im Verbrauch festzustellen, was auf die vollständigere Verbrennung zurückgeführt werden kann.which has a boiling range of 160 to 280 ° C and a 50% value of about 210 ° C, was found that the visible exhaust gases almost completely disappeared and the carbon monoxide content dropped by about 60 to 80%, while the total aldehyde content was not decreased; odor and irritation were nowhere near as pronounced as when burning normal fuels. Theoretically, the use of such a volatile fuel should be 3 to 4% Cause increases in consumption, but it did not. It was not possible, any measurable Increase in consumption to be noted, which can be attributed to the more complete combustion can.
Die Verwendung dieser leichtöl- oder petroleumartigen Treibstoffe verursachte jedoch nach einer nur kurzen Betriebsdauer schwere Korrosionserscheinungen an der Einspritzvorrichtung. Nach Überprüfung zahlreicher verschiedenartiger KorrosionsinhibitorenHowever, the use of these light oil or petroleum-like fuels only caused after one short service life, severe signs of corrosion on the injection device. After review numerous different types of corrosion inhibitors
109 748/259109 748/259
wurde jedoch jetzt festgestellt, daß eine als Diesel- müssen hiervon mindestens 0,5 Volumprozent, aberHowever, it has now been established that a diesel must have at least 0.5 percent by volume, but of this
kraftstoff geeignete Treibstoffzusammensetzung erhal- nicht mehr als 2,0 Volumprozent vorhanden sein. FürA suitable fuel composition should not be present more than 2.0 percent by volume. For
ten werden kann, wenn man einen leichtöl- oder beste Ergebnisse wird sogar noch ein engerer Men-if you have a light oil or best results will be even a narrower group of people
petroleumartigen Treibstoff mit einem Siedebereich genbereich vorgeschlagen. Die bevorzugten Mischun-proposed petroleum-like fuel with a boiling range genbereich. The preferred mix
von 160 bis 310° C und mit einem Schwefelgehalt 5 gen enthalten zwischen 0,8 und 1,2 Volumprozentfrom 160 to 310 ° C and with a sulfur content of 5 genes contain between 0.8 and 1.2 percent by volume
von unter 0,07 % mit einer äußerst kritischen Menge Schmieröl im Petroleum. Die Prozentangaben be-less than 0.07% with an extremely critical amount of lubricating oil in petroleum. The percentages are
eines Mineralölschmieröles und einer sehr geringen, ziehen sich in jedem Fall auf die Gesamtzusammen-a mineral oil lubricating oil and a very low one, in any case, apply to the overall
aber ebenfalls kritischen Menge bestimmter korro- Setzung.but also critical amount of certain corrosion.
sionsverhindernder Mittel mischt. Das korrosionsverhindernde Mittel soll in Mengen Die Erfindung betrifft daher einen Dieselkraftstoff io von 0,00075 bis 0,003 Gewichtsprozent der Gesamtfür Verbrennungsmaschinen, welcher aus einem mischung vorhanden sein. Der bevorzugte Bereich Hauptteil eines leichtöl- oder petroleumartigen Treib- liegt bei 0,001 bis 0,002 Gewichtsprozent der Gestoffes mit einem Siedebereich von 160 bis 310° C samtmischung. Als korrosionsverhinderndes Mittel mit einem Schwefelgehalt von 0,07% mit Zusätzen wird Polyäthylenglycolmonooleat bevorzugt, welches von 15 ein Molekulargewicht in der Größenordnung von 580sion preventing agent mixes. The corrosion preventive agent should be used in quantities The invention therefore relates to a diesel fuel from 0.00075 to 0.003 percent by weight of the total for Combustion engines, which may be present from a mixture. The preferred area The main part of a light oil or petroleum-like propellant is 0.001 to 0.002 percent by weight of the substance with a boiling range from 160 to 310 ° C including a mixture. As an anti-corrosive agent with a sulfur content of 0.07% with additives, polyethylene glycol monooleate is preferred, which of 15 has a molecular weight on the order of 580
a) 0,5 bis 2 Volumprozent eines bekannten Mine- haben kann. Es sind jedoch auch andere korrosionsralschmieröles, verhindernde Mittel, wie Metalldithiophosphate odera) 0.5 to 2 percent by volume of a known mine can have. However, other corrosive lubricating oils are also preventive agents such as metal dithiophosphates or
b) 0,00075 bis 0,003 Gewichtsprozent eines be- -dithiocarbamate, zu verwenden.b) 0.00075 to 0.003 percent by weight of a be -dithiocarbamate to be used.
kannten korrosionsverhindernden Mittels und Es soll auch ein öllösliches Alkali- oder Erdalkali-known corrosion-preventing agent and it should also be an oil-soluble alkali or alkaline earth
c) 0,005 und 0,05 Gewichtsprozent eines als Be- 20 salz einer Sulfonsäure oder einer Naphthensäure, wie standteil von Dieselkraftstoffen bekannten öllös- ein synthetisches Sulfonat oder Petroleumsulfonat liehen Alkali- oder Erdalkalisalzes einer Sulfon- vorhanden sein. Für den vorliegenden Zweck werden säure oder Naphthensäure Calcium- und/oder Bariumsulfonate bevorzugt. Dasc) 0.005 and 0.05 percent by weight of a salt of a sulfonic acid or a naphthenic acid, such as Oil-soluble component of diesel fuels - a synthetic sulfonate or petroleum sulfonate borrowed alkali or alkaline earth metal salt of a sulfone be present. For the present purpose it will be acid or naphthenic acid, calcium and / or barium sulfonates are preferred. That
besteht, wobei alle Prozentangaben auf den Gesamt- Molekulargewicht derartiger Sulfonate kann von 300where all percentages on the total molecular weight of such sulfonates can be from 300
treibstoff bezogen sind. 25 bis 500 reichen, und sie können in Mengen zwischenfuel related. 25 to 500 range, and they can range in amounts between
Zusätze von korrosionsverhindernden Mitteln und 0,005 und 0,05 Gewichtsprozent, bezogen auf dieAdditions of anti-corrosive agents and 0.005 and 0.05 percent by weight, based on the
öllöslichen Alkali- oder Erdalkalisalzen von Sulfon- Gesamtmischung, vorliegen.Oil-soluble alkali or alkaline earth salts of total sulfone mixture are present.
oder Naphthensäuren zu Dieselkraftstoffen sind an Die Dieseltreibstoffmischung kann auch noch sich bekannt. So wird beispielsweise in der deutschen kleine Mengen einer als Dieseltreibstoffbestandteil an Patentschrift 885 500 zur Korrosionsverhinderung ein 30 sich bekannten Carbonsäure oder eines Carbonsäure-Gemisch aus etwa 5 bis 10 Gewichtsprozent eines esters enthalten. In der deutschen Auslegeschrift Polyalkohol-Fettsäureesters, vorzugsweise Glyzerin- 1008 958 werden z.B. Zusätze von Estern oder Fettsäureesters, 5 bis 10 Gewichtsprozent eines Estergemischen aus Phenol, Alkylphenolen oder Alk-Esters aliphatischer Alkohole mit niederen aliphati- oxyphenolen und Fettsäuren, aromatischen oder sehen Säuren, insbesondere Essigsäureester, etwa 0,5 35 hydroaromatischen Carbonsäuren oder Naphthenbis 1 Gewichtsprozent eines öllöslichen Erdalkali- säuren bzw. aus aliphatischen Alkoholen, Oxyalko-Phenyl-Fettsäuresalzes, vorzugsweise Erdalkaliphenyl- holen oder Alkoxyalkoholen und Fettsäuren, Oxystearat, und einem Petroleumraffinat dem Diesel- fettsäuren oder Alkoxyfettsäuren vorgeschlagen, auch kraftstoff in Mengen von 2 bis 10% zugesetzt. Nach eine Verbindung mit freien Fettsäuren mit mehr als der französischen Patentschrift 1117 551 wird einem 40 12 Kohlenstoffatomen. Es handelt sich jedoch auch im Bereich von 177 bis 454° C siedenden Treibstoff hier um Dieselkraftstoffe im normalen Siedebereich, zur Verringerung der Abscheidungsbildung ein öl- nicht um Treibstoffe mit Siedegrenzen von 160 und lösliches Kalziumsulfonat-Bleinaphthenat-Gemisch zu- 310° C.or naphthenic acids to diesel fuels are to The diesel fuel mixture can also still known. So for example in the German small amounts one is used as a diesel fuel component Patent specification 885 500 to prevent corrosion is a known carboxylic acid or a carboxylic acid mixture from about 5 to 10 percent by weight of an ester. In the German exposition Polyalcohol fatty acid esters, preferably glycerol 1008 958, are e.g. additives of esters or Fatty acid esters, 5 to 10 percent by weight of an ester mixture of phenol, alkylphenols or alk-esters aliphatic alcohols with lower aliphatic oxyphenols and fatty acids, aromatic or see acids, especially acetic acid esters, about 0.5 35 hydroaromatic carboxylic acids or naphthenebis 1 percent by weight of an oil-soluble alkaline earth acid or from aliphatic alcohols, oxyalko-phenyl fatty acid salt, preferably alkaline earth phenyls or alkoxy alcohols and fatty acids, oxystearate, and a petroleum raffinate to the diesel fatty acids or alkoxy fatty acids proposed, too fuel added in amounts of 2 to 10%. After connecting with free fatty acids with more than French patent 1117 551 has one 40 12 carbon atoms. However, it is also in the range of 177 to 454 ° C boiling fuel here around diesel fuels in the normal boiling range, to reduce the formation of deposits an oil - not around fuels with boiling limits of 160 and soluble calcium sulfonate-lead naphthenate mixture at-310 ° C.
gegeben. Bei den bekannten Zusätzen handelt es sich Die in der Erfindung offenbarten tiefsiedendengiven. The known additives are the low-boiling ones disclosed in the invention
jedoch teilweise um andere Zusatzstoffe und andere 45 Dieselkraftstoffe können zweckmäßig eine kleineHowever, some other additives and other 45 diesel fuels may be useful a little
Mengenverhältnisse, in allen Fällen aber um Zusätze Menge einer C10- bis C18-Carbonsäure oder einenAmount ratios, but in all cases by additions amount of a C 10 - to C 18 carboxylic acid or a
zu Dieselkraftstoffen, die nicht durch einen vergleich- Ester einer derartigen Säure, wie Isopropyloleat oderto diesel fuels that are not by a comparable ester of such an acid, such as isopropyl oleate or
bar tiefen Siedebereich ausgezeichnet sind. Ester der Laurinsäure, enthalten.bar low boiling range are excellent. Lauric acid esters.
Für die Herstellung eines Dieselkraftstoffs gemäß Beispiel
der Erfindung ist ein genaues Mischen überaus wich- 50For the production of a diesel fuel according to the example
Accurate mixing is extremely important to the invention
tig. Es ist erforderlich, daß die Zusätze mit der Es wurde eine Dieseltreibstoffmischung aus dentig. It is necessary that the additives are mixed with the A diesel fuel mixture from the
Dieseltreibstoffbasis gut vermischt werden, in einem folgenden Bestandteilen hergestellt:
Umwälzbehälter vorteilhaft unter Rühren überDiesel fuel base are well mixed, made in one of the following ingredients:
Circulation tank advantageously with stirring over
1 Stunde und vorzugsweise mehr. Wasserweißes Petroleum aus einem Aruba-1 hour and preferably more. Water-white petroleum from an Aruba
Vorzugsweise liegt der Schwefelgehalt unter 55 Rohöl mit einem Siedebereich von 160Preferably the sulfur content is below 55 crude oil with a boiling range of 160
0,05%. Der Stockpunkt und der Trübungspunkt bis 280° C, einem Mittelwert von 210° C0.05%. The pour point and the cloud point up to 280 ° C, a mean value of 210 ° C
sollen vorzugsweise unter —40° C liegen. Insbeson- und einem Schwefelgehalt unter 0,04%should preferably be below -40 ° C. In particular and a sulfur content below 0.04%
dere wird jedoch sowohl ein Stockpunkt als auch ein (Volumprozent) 99However, the latter becomes both a pour point and a (percent by volume) 99
Trübungspunkt unter — 500C bevorzugt. Das Leicht- Schmieröl (ein extrahiertes naphthenischesCloud Point below - 50 0 C preferred. The light lubricating oil (an extracted naphthenic
öl oder Petroleum soll vorzugsweise einen Siede- 60 Öl mit einem Viskositätsindex von 60)oil or petroleum should preferably have a boiling oil with a viscosity index of 60)
bereich von etwa 160 bis etwa 180° C haben, insbe- (Volumprozent) 1range from about 160 to about 180 ° C, especially (volume percent) 1
sondere von 160 bis 260° C. Der mittlere Siedepunkt Antikorrosionsmittel: Polyäthylenglycol-special from 160 to 260 ° C. The mean boiling point anti-corrosion agent: polyethylene glycol
soll vorzugsweise bei etwa 210° C liegen. monooleat (Molekulargewicht 580) (Ge-should preferably be around 210 ° C. monooleate (molecular weight 580) (Ge
Das Mineralschmieröl kann paraffinisch oder wichtsprozent) 0,0015The mineral lubricating oil can be paraffinic or weight percent) 0.0015
naphthenisch sein und soll eine Conradson-Kohlen- 65 Calcium-petroleum-sulfonat (Gewichtsstoffzahl von vorzugsweise unter 0,1 besitzen; die prozent) 0,024naphthenic and should be a Conradson carbon 65 calcium petroleum sulfonate (weight number preferably below 0.1; the percent) 0.024
Viskosität soll recht hoch sein. Die Menge des Barium-petroleum-sulfonat (Gewichts-Schmiermittels in dem Petroleum ist wesentlich; es prozent) 0,012Viscosity should be quite high. The amount of barium petroleum sulfonate (weight lubricant in which petroleum is essential; it percent) 0.012
Das Gemisch wurde etwa 4 Stunden in einem Umwälzbehälter gemischt. Dieser Kraftstoff wurde dann auf einer Strecke von 12000 Meilen in einem Dieselautobus unter Verwendung von etwa 91 Treibstoff geprüft. Während des Betriebes war kein sichtbarer Rauch zu erkennen, und nach dem Versuch wurde der Motor auseinandergenommen und untersucht. Es war kein Anzeichen von übermäßiger Beanspruchung zu erkennen. Einspritzpumpe und -anlage waren im normalen Zustand. Während der Versuchsfahrt war der Treibstoffverbrauch nicht größer als bei einem üblichen schwereren Treibstoff.The mixture was mixed in a tumbler for about 4 hours. This fuel was then 12,000 miles in a diesel bus using about 91 fuel checked. No smoke was visible during operation and after the test the engine was dismantled and examined. There was no sign of excessive use to recognize. Injection pump and system were in normal condition. During the test drive the fuel consumption was no greater than with a conventional heavier fuel.
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