DE1262669B - Leaded fuels for gasoline engines - Google Patents

Leaded fuels for gasoline engines

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DE1262669B
DE1262669B DEST21828A DEST021828A DE1262669B DE 1262669 B DE1262669 B DE 1262669B DE ST21828 A DEST21828 A DE ST21828A DE ST021828 A DEST021828 A DE ST021828A DE 1262669 B DE1262669 B DE 1262669B
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DE
Germany
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mixture
phosphorus
extract
fuels
reaction product
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DEST21828A
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German (de)
Inventor
Oliver A Kiikka
John M Musselman
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Standard Oil Co
Original Assignee
Standard Oil Co
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Publication of DE1262669B publication Critical patent/DE1262669B/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/10Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving the octane number
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/26Organic compounds containing phosphorus
    • C10L1/2691Compounds of uncertain formula; reaction of organic compounds (hydrocarbons acids, esters) with Px Sy, Px Sy Halz or sulfur and phosphorus containing compounds

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.: Int. Cl .:

ClOlClOl

Deutsche Kl.: 46 al^-ΐ ··<' // Z b German class: 46 al ^ -ΐ ·· <'// Z b

Nummer: 1262 669Number: 1262 669

Aktenzeichen: St 21828IV d/46 a6File number: St 21828IV d / 46 a6

Anmeldetag: 3. Mai 1962 Filing date: May 3, 1962

Auslegetag: 7. März 1968Opening day: March 7, 1968

Aus der USA.-Patentschrift 2 794 717 ist bekannt, daß der Zusatz von Phosphor-sesquichalcogenen zu Benzinen die durch Ablagerungen verursachte Selbstentzündung (Oberflächenentzündung) vermindert und Bleialkyl-Antiklopfmittel gegen die nachteiligen Wirklingen der oxydativen Verschlechterung schützt. Phosphor-sesquisulfid hat jedoch einen erheblichen nachteiligen Einfluß auf die Octanzahl. Diese nachteilige Wirkung wurde in einer Veröffentlichung erörtert, die von Gunderloy und N e b 1 e 11 beim Treffen der American Chemical Society, Abteilung Petroleum Chemie, in Cleveland (Ohio) am 5. bis 14. April 1960 überreicht wurde. Der Vorabdruck dieser Veröffentlichung (S. 76, F i g. 1) ergibt, daß die Anwesenheit von 1,0 T (3 theoretische Einheiten) Phosphor in Form von P4S3 in einem 0,65 ecm Tetraäthylblei pro Liter enthaltenden Benzin die Motor-Octanzahl um 6 Einheiten und die Research-Octanzahl um beinahe 51^ Einheiten herabsetzt. Da heute bei den meisten im Handel befindlichen Benzinen hohe Anforderungen an die Octanzahl gestellt werden, bewirkt die Verminderung der Octanzahl, daß das P4S3 als Zusatz für handelsübliche Benzine ungeeignet ist.It is known from US Pat. No. 2,794,717 that the addition of phosphorus sesquichalcogens to gasoline reduces self-ignition (surface ignition) caused by deposits and protects lead alkyl anti-knock agents against the adverse effects of oxidative deterioration. Phosphorus sesquisulfide, however, has a significant adverse effect on the octane number. This adverse effect was discussed in a paper presented by Gunderloy and N eb 1 e 11 at the meeting of the American Chemical Society, Petroleum Chemistry Division, Cleveland, Ohio, April 5--14, 1960. The preprint of this publication (p. 76, Fig. 1) shows that the presence of 1.0 T (3 theoretical units) of phosphorus in the form of P4S3 in a gasoline containing 0.65 ecm of tetraethyl lead per liter, the engine octane number by 6 units and the research octane number by almost 5 1 ^ units. Since high demands are made on the octane number of most of the gasolines on the market today, the lowering of the octane number means that the P4S3 is unsuitable as an additive for commercially available gasoline.

Es wurde nun gefunden, daß man die Verbrennungseigenschaften bleihaltiger, im Bereich der Benzine siedender Kohlenwasserstofftreibstoffe, d. h. Treibstoffe für Ottomotoren, dadurch verbessern kann, daß man ihnen 0,01 bis 2,00 theoretische Einheiten Phosphor in Form eines aus P-1S3 und aus einem Extrakt aus einem geklärten Umlauföl erhaltenen Umsetzungsproduktes und gegebenenfalls noch eine geringe Menge Zinknaphthenat und/oder Alkalihydroxyd zusetzt. Vorzugsweise wird der Phosphor in Form eines Umsetzungsproduktes aus P4S3 und einem Extrakt aus einem solchen geklärten Umlauföl zugesetzt, das im Bereich von etwa 205 bis 538 0C siedet und wenigstens 50% der C-Atome in Form von aromatischen Verbindungen enthält. Ganz besonders bevorzugt werden solche Umlauföle verwendet, die im Bereich von 288 bis 4000C sieden.It has now been found that the combustion properties of lead-containing hydrocarbon fuels boiling in the gasoline range, ie fuels for gasoline engines, can be improved by giving them 0.01 to 2.00 theoretical units of phosphorus in the form of one of P-1S3 and one Extract of a reaction product obtained from a clarified circulating oil and optionally a small amount of zinc naphthenate and / or alkali hydroxide is added. Preferably, the phosphorus in the form of a reaction product is added from P4S3 and an extract from such a purge cycle oil boiling and in the range of about 205-538 0 C contains at least 50% of the carbon atoms in the form of aromatic compounds. Such lubricating oils are especially preferably used, boiling in the range 288-400 0 C.

Die geklärten Umlauföle werden als Bodenrückstände bei der Fraktionierung des Ausstoßes von katalytischen Krackverfahren erhalten. Der Extrakt aus den geklärten Umlaufölen ist ein bevorzugtes Produkt, da die Umlauföle in erheblichen Mengen zur Verfügung stehen und kaum andere Verwendungszwecke besitzen als den der Wiedereinführung in das katalytische Krackverfahren. Da der Extrakt hocharomatisch ist, ist er relativ hitzebeständig und läßt sich unter üblichen Wärme-Bleihaltige Treibstoffe für OttomotorenThe clarified circulating oils are used as soil residues when fractionating the output obtained from catalytic cracking processes. The extract from the clarified circulating oils is a preferred one Product because the circulating oils are available in considerable quantities and hardly any others Has uses other than reintroduction into the catalytic cracking process. Since the extract is highly aromatic, it is relatively heat-resistant and can be lead-containing under normal heat Fuels for gasoline engines

Anmelder:Applicant:

The Standard Oil Company,The Standard Oil Company,

Cleveland, Ohio (V. St. A.)Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. Dr. jur. F. Redies, Dr. rer. nat. B. Redies und Dr. rer. nat. D. Türk, Patentanwälte, 4000 Düsseldorf-Benrath 3,
Erich-Ollenhauer-Str. 7
Dr.-Ing. Dr. jur. F. Redies, Dr. rer. nat. B. Redies and Dr. rer. nat. D. Türk, patent attorneys, 4000 Düsseldorf-Benrath 3,
Erich-Ollenhauer-Str. 7th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

John M. Musselman, Brecksville, Ohio; Oliver A. Kiikka, Willoughby, Ohio (V. St. A.)John M. Musselman, Brecksville, Ohio; Oliver A. Kiikka, Willoughby, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 19. Mai 1961 (111139)V. St. v. America May 19, 1961 (111139)

und Druckverhältnissen nicht gut kracken. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, den Extrakt nach Möglichkeit in das katalytische Krackverfahren nicht wieder einzuführen.and pressure conditions do not crack well. For this reason it is desirable to use the extract if possible not to reintroduce them into the catalytic cracking process.

Verfahren zur Herstellung von Extrakten aus geklärten Umlaufölen sind bekannt und brauchen hier nur kurz erwähnt zu werden, da diese Verfahren als solche keinen Teil der Erfindung bilden.Processes for making extracts from clarified circulating oils are known and need to be mentioned only briefly here, since these processes as such do not form part of the invention.

Nachdem das rohe öl durch einfache Destillation in verschiedene Rohprodukte aufgeteilt worden ist, wird die im Rahmen von 260 bis 320°C bis zu etwa 540 bis 6000C siedende Fraktion üblicherweise einem katalytischen Krackverfahren unterworfen. Die in der Krackapparatur anfallenden Produkte werden dann fraktioniert und in einen am oberen Ende der Kolonne abgehenden Teil, einen oder mehrere seitlich abgehende Teile und die Rückstände unterteilt. Unabhängig davon, welches mit Katalysatoren arbeitende System in der Krackanlage angewendet wird, werden erhebliche Mengen des pulverförmigen Katalysators aus der Krackapparatur in die Fraktionierungsapparatur übertragen und gelangen dort in die Rückstände.After the crude oil has been separated by simple distillation into several crude products, which is within 260 to 320 ° C up to about 540-600 0 C fraction boiling a catalytic cracking process usually subjected. The products obtained in the cracking apparatus are then fractionated and divided into a part leaving the upper end of the column, one or more parts leaving the side and the residues. Regardless of which system working with catalysts is used in the cracking plant, considerable amounts of the powdered catalyst are transferred from the cracking device to the fractionation device, where they end up in the residues.

Im allgemeinen werden die Rückstände vom Katalysator durch bekannte Klärverfahren abgetrennt, dann wieder in die Krackapparatur ein-In general, the residues are separated from the catalyst by known clarification processes, then back into the cracking apparatus

809 517/582809 517/582

geführt und erneut dem Krackverfahren unterworfen. Infolge dieser bekannten Wiederverwendung haben sich die Ausdrücke »Umlauföle« und »geklärte Umlauföle« gebildet.guided and subjected to the cracking process again. As a result of this known reuse the expressions "circulating oils" and "clarified circulating oils" were formed.

In neuerer Zeit sind neue Anwendungsmöglichkeiten für die geklärten Umlauföle und besonders deren paraffinische Bestandteile gefunden worden. Diese neuen Möglichkeiten haben zur Ausbildung einer extraktiven Behandlung der »geklärten Umlauföle« geführt, um die hauptsächlich aromatischen Bestandteile (Extrakte) von den Paraffinen (Raffinate) abzutrennen.In recent times, there are new uses for the clarified circulating oils and special their paraffinic constituents have been found. These new opportunities have to do with training an extractive treatment of the "clarified circulating oils" to remove the mainly aromatic ones Separate components (extracts) from the paraffins (raffinates).

Lösungsmittel, wie Furfurol, Phenol, Duosol (Propan + Kresol) und Schwefeldioxyd, lösen vorzugsweise die Aromaten und die Naphthene und können dementsprechend für die extraktive Behandlung von geklärten Umlaufölen verwendet werden.'Solvents such as furfural, phenol, Duosol (propane + cresol) and sulfur dioxide dissolve preferentially the aromatics and the naphthenes and can accordingly be used for extractive treatment of clarified circulating oils can be used. '

Als Ausgangsstoff für die gemäß der Erfindung eingesetzten Treibstoffzusätze sind die hocharomatischen Extrakte aus den geklärten Umlaufölen besonders geeignet. Man kann dabei auch das geklärte Umlauföl mit einem aus der Fraktionierungsapparatur als Seitenstrom herauskömmenden Material kombinieren, bevor das öl extrahiert wird. Die Zufügung von Stoffen mit niedrigeren Molekulargewichten kann wünschenswert sein, um die Viskosität, den Fließpunkt oder andere Eigenschaften des Öls zu modifizieren.The starting material for the fuel additives used according to the invention are the highly aromatic Extracts from the clarified circulating oils are particularly suitable. You can do that too Clarified circulating oil with one coming out of the fractionation apparatus as a side stream Combine material before extracting the oil. The addition of substances with lower Molecular weights can be desirable in order to determine viscosity, pour point, or other properties to modify the oil.

Weitere Einzelheiten der an sich bekannten Verfahren zur Herstellung und Extraktion von Umlaufölen ergeben sich aus der Literatur, z. B. den USA.-Patentschriften 2 660 552 und 2 882 220. Gemäß diesen Patentschriften wird die Extraktion des geklärten Umlauföls mit der Zielsetzung der Gewinnung der Raffinate und weniger der Extrakte durchgeführt.Further details of the processes known per se for the production and extraction of Circulating oils can be found in the literature, e.g. See U.S. Patents 2,660,552 and 2,882,220. According to these patents, the extraction of the clarified circulating oil is carried out with the aim of Recovery of the raffinates and less of the extracts carried out.

Auch hieraus ergibt sich, daß die neuen Produkte gemäß der Erfindung von billigen, ohne Schwierigkeiten zur Verfugung stehenden Ausgangsstoffen hergestellt werden können.'It also follows from this that the new products according to the invention are cheap without any difficulties available starting materials can be produced. '

Die geklärten Umlauföle können vor oder nach der Extraktion nach bekannten Verfahren gereinigt, z. B. von Wachsen befreit, .mit Säuren behandelt oder mit Ton ausgeschüttelt werden. Die Entfernung der Wachse kann wünschenswert sein, wenn der Extrakt oder dessen Reaktionsprodukt mit P4S3 bei Temperaturen gelagert oder verschickt werden soll, die unterhalb der Verfestigungstemperaturen der betreffenden Wachse liegen. Die Entfernung der Wachse kann durch Extraktion mit geeigneten Lösungsmitteln, wie Ketonen, oder auf mechanischem Wege, z. B. durch Abpressen und Zentrifugieren, durchgeführt werden. Die Behandlung mit Säuren und/oder mit Ton dient zur Verbesserung der Farbe des Extraktes und zur Entfernung von asphaltischen und/oder harzförmigen Stoffen. Der mit Ton behandelte Extrakt wird vorzugsweise von adsorbiertem Wasser befreit, bevor er gemäß der Erfindung eingesetzt wird.The clarified circulating oils can be cleaned before or after the extraction according to known methods, z. B. freed from wax, treated with acids or shaken out with clay. The distance The waxes can be desirable if the extract or its reaction product with P4S3 is to be stored or shipped at temperatures below the solidification temperatures of the waxes in question. The waxes can be removed by extraction with suitable solvents, such as ketones, or by mechanical means, e.g. B. by pressing and centrifuging can be carried out. The treatment with acids and / or with clay is used to improve the color of the extract and to Removal of asphaltic and / or resinous materials. The extract treated with clay will preferably freed from adsorbed water before it is used according to the invention.

Das geklärte Umlauföl im Sinne der obigen Ausführungen ist ein komplex zusammengesetztes Gemisch von hocharomatischen Kohlenwasserstoffen und läßt eine eindeutige chemische Analyse nicht zu. Die Zusammensetzung des Extraktes variiert entsprechend der Zusammensetzung der Ausgangsöle und den für die Destillation, die Krackung, die Fraktionierung usw. angewendeten Verfahrensbedingungen. Beispielsweise wurde ein typisches Muster eines Extraktes aus einem geklärten Umlauföl entsprechend den Shell-n-d-m-Vorschriften (Aspects of the Constitution of Mineral Oils, Van Nes et al, Elsevier Publishing Co., Inc., 1951, S. 318 bis 346) analysiert. Die Analyse ist als ein Beispiel für die gemäß der Erfindung zu verwendenden Ausgangsprodukte, nicht als eine Begrenzung zu betrachten. Die Werte der Analyse ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle I.The clarified circulating oil in the sense of the above is a complex composition Mixture of highly aromatic hydrocarbons and does not allow a clear chemical analysis to. The composition of the extract varies according to the composition of the starting oils and the process conditions used for distillation, cracking, fractionation, etc. For example, a typical Sample of an extract from a clarified circulating oil according to Shell-n-d-m regulations (Aspects of the Constitution of Mineral Oils, Van Nes et al, Elsevier Publishing Co., Inc., 1951, pp. 318 to 346) analyzed. The analysis is as an example for the starting products to be used according to the invention, not to be regarded as a limitation. The values of the analysis result from the following Table I.

Tabelle ITable I.

Mustertemplate

0 bis0 to

10%10%

10 bis
20%
10 to
20%

20 bis
30%
20 to
30%

30 bis 40% 40 bis
50%
30 to 40% 40 to
50%

50 bis
60%
50 to
60%

60 bis
70%
60 to
70%

70 bis
80%
70 to
80%

Spezifisches Gewicht...Specific weight...

d?>°c, 8 ms/cc d?> ° c , 8 ms / cc

Gießpunkt, 0C Pour point, 0 C

Entflammungspunkt, 0CFlash point, 0 C

Farbe D-155 Color D-155

Viskosität, 98,9 0C SSU
Viskosität, 43,3°C SSU
Viscosity, 98.9 0 C SSU
Viscosity, 43.3 ° C SSU

Viskositäts-Gewichtskonstante Viscosity weight constant

nD n D

Anilinpunkt, 0C Aniline point, 0 C

Gesamt-Schwefel,
Gewichtsprozent ....
Total sulfur,
Weight percent ....

Gesamt-Stickstoff,
Gewichtsprozent ...
Total nitrogen,
Weight percent ...

Kohlenstoff als Ringe,
%
Carbon as rings,
%

Kohlenstoff alsCarbon as

Paraffine, % Paraffins,%

0,9901
0,9574
-3,9
168
2-32,2
48,6
0.9901
0.9574
-3.9
168
2-32.2
48.6

0,9960.996

1,5587
18,9
1.5587
18.9

1,43
0,025
1.43
0.025

67,167.1

32,932.9

1,032
0,9972
+ 7,2
182
Blau
35,3
80,8
1.032
0.9972
+ 7.2
182
blue
35.3
80.8

1,047
1,5906
20,6
1.047
1.5906
20.6

2,03
0,05
66,8
2.03
0.05
66.8

33,233.2

1,045 1,0122 + 12,8
204
Grün
36,5
105,1
1.045 1.0122 + 12.8
204
green
36.5
105.1

1,065 1,6021 24,11.065 1.6021 24.1

2,21
0,062
2.21
0.062

66,966.9

33,133.1

1,057 1,0239 + 18,5 196 2 39,611.057 1.0239 + 18.5 196 2 39.61

1,06 1,6141 29,11.06 1.6141 29.1

1,91 0,0671.91 0.067

63,363.3

36,7 1,072
1,042
36.7 1,072
1.042

+21,1+21.1

232
2
44,98
232
2
44.98

1,075
1,6316
1.075
1.6316

32,532.5

1,65
0,054
1.65
0.054

61,161.1

38,938.9

1,0591
+ 21,1
243
2,5
53,7
1.0591
+ 21.1
243
2.5
53.7

1,090
1,6495
35,0
1.090
1.6495
35.0

1,63
0,047
1.63
0.047

58,458.4

41,641.6

1,0825
+ 15,6
251
4
77,9
1.0825
+ 15.6
251
4th
77.9

1,109
1,6690
33,3
1.109
1.6690
33.3

1,83
0,062
1.83
0.062

57,657.6

42,442.4

+ 21,1
254
4
107,6
+ 21.1
254
4th
107.6

1,76
0,063
1.76
0.063

1,08 0,0551.08 0.055

Fortsetzungcontinuation

Mustertemplate

Obis
10%
Obis
10%

10 bis10 to

20%20%

20 bis20 to

30%30%

30 bis30 to

40%40%

40 bis40 to

50 bis
60%
50 to
60%

60 bis60 to

70%70%

70 bis
80%
70 to
80%

Kohlenstoff als
Aromaten, %
Carbon as
Aromatics,%

Kohlenstoff als
Naphthene, %
Carbon as
Naphthenes,%

Gesamt-Ringe pro
Molekül
Total rings per
molecule

Ringe pro Mol,
aromatisch
Rings per mole,
aromatic

Ringe pro Mol,
Naphthene
Rings per mole,
Naphthenes

C - Atome pro Molekül
Molekulargewicht ....
C - atoms per molecule
Molecular weight ....

Wahrscheinliche
Struktur
Probable
structure

Der gesamte Extrakt aus dem geklärten Umlauföl wird zweckmäßig in je 10% enthaltende Fraktionen unterteilt, wie dies auch für die Zwecke der erwähnten Analyse durchgeführt wurde. Die Siedebereiche für die verschiedenen Fraktionen ergeben sich aus der folgenden Tabelle II:The entire extract from the clarified circulating oil is expediently divided into 10% fractions as was done for the purposes of the aforementioned analysis. The boiling ranges for the different fractions can be seen from the following table II:

Tabelle IITable II

270270

Fraktionfraction (%)(%) Siedebereich (0C)Boiling range ( 0 C) 0 bis0 to 1010 322 bis 331322 to 331 10 bis10 to 2020th 331 bis 380331 to 380 20 bis20 to 3030th 380 bis 388380 to 388 30 bis30 to 4040 388 bis 401388 to 401 40 bis40 to 5050 401 bis 441401 to 441 50 bis50 to 6060 441 bis 457441 to 457 60 bis60 to 7070 457 bis 473457 to 473 70 bis70 to 8080 473 bis 478473 to 478 80 bis80 to 9090 478 bis 487478 to 487

Für die Zwecke der Erfindung können alle Extrakte aus geklärten Umlaufölen und deren Gemische mit Seitenstrommaterialien der Fraktionierungseinrichtung als Ausgangsprodukte für die Herstellung der neuen Zusatzstoffe, durch die die Treibstoffe erfindungsgemäß verbessert werden, verwendet werden, sofern die Seitenstrommaterialien innerhalb eines Bereiches von etwa 200 bis 550°C sieden und wenigstens etwa 50% der in ihnen vorhandenen C-Atome (analysiert gemäß den Shell-n-d-m-Vorschriften) in der Form von aromatischen Verbindungen vorliegen. Diese Ausgangsstoffe werden mit P4S3 umgesetzt, um die Zusatzstoffe zur Verbesserung von Leichtbenzinen zu erhalten. Dabei kann entweder das Gesamtgemisch oder eine Fraktion des Gesamtgemisches oder ein Gemisch verschiedener Fraktionen mit P4S3 umgesetzt werden. Der die Verwendung der schwereren Anteile des Extraktes begrenzende Faktor liegt darin, daß die in Betracht kommenden Maschinen unter den in Betracht kommenden Betriebsbedingungen nicht -C7 For the purposes of the invention, all extracts from clarified circulating oils and their mixtures with sidestream materials of the fractionation device can be used as starting products for the production of the new additives through which the fuels are improved according to the invention, provided that the sidestream materials are within a range of about 200 to 550 ° C boil and at least about 50% of the C atoms present in them (analyzed according to the Shell ndm regulations) are in the form of aromatic compounds. These raw materials are reacted with P4S3 in order to obtain the additives for the improvement of light gasoline. Either the total mixture or a fraction of the total mixture or a mixture of different fractions can be reacted with P4S3. The factor limiting the use of the heavier fractions of the extract is that the machines in question do not, under the operating conditions in question, -C 7

zu stark mit Kohlenstoff enthaltenden Rückständen belastet werden dürfen.may be too heavily contaminated with carbon-containing residues.

Die in den Treibstoffen gemäß der Erfindung verwendeten Zusatzstoffe werden hergestellt, indem P4S3 zu einem Extrakt aus geklärtem Umlauföl zugegeben und das Gemisch vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre erwärmt wird. Die Zeit der Erwärmung liegt zwischen etwa 1Iz bis 24 Stunden. Die Reaktionstemperatur beträgt etwa 32 bis 3200C. In der erwähnten Weise können bis zu etwa 25 Gewichtsprozent P4S3 (berechnet auf das Gewicht des Extraktes) umgesetzt werden.The additives used in the fuels according to the invention are prepared by adding P4S3 to an extract of clarified circulating oil and preferably heating the mixture in an inert atmosphere. The heating time is between about 1 Iz to 24 hours. The reaction temperature is about 32 ~ 320 0 C. In the aforementioned manner can be bis (calculated on the weight of the extract) to about 25 weight percent P4S3 implemented.

Wie bereits erwähnt wurde, kann der Extrakt mit Ton behandelt und/oder von Wachsen befreit werden, bevor die Umsetzung mit P4S3 erfolgt.As already mentioned, the extract can be treated with clay and / or de-waxed before the implementation with P4S3 takes place.

Das Umsetzungsprodukt kann mit oder ohne Verwendung von Filterhilfsmitteln filtriert werden. Zusätzliche Behandlungen der Reaktionsprodukte sind möglich und hängen unter anderem davon ab, wofür die mit den Reaktionsprodukten modifizierten Brennstoffe verwendet werden sollen. Wenn die Reaktionsprodukte gelagert werden, verfärben sie sich unter dem Einfluß von Sonnenlicht und entwickeln H2S. Die Menge des entwickelten H2S scheint von der verwendeten Umsetzungstemperatur, der Menge des im verwendeten P4S3 als Verunreinigung enthaltenen P4S7 und dem Wassergehalt des Reaktionsproduktes abzuhängen. Die Anwesenheit von P4S7 kann durch Verwendung eines gereinigten Phosphor-sesquisulfids vermieden werden. Der Wassergehalt kann auf ein Minimum heragbesetzt werden, indem während der Herstellung möglichst wasserfrei gearbeitet wird. Die Behandlung mit Ton führt dazu, daß der Extrakt aus den geklärten Umlaufölen erhebliche Mengen Wasser adsorbiert.The reaction product can be filtered with or without the use of filter aids. Additional treatments of the reaction products are possible and depend, among other things, on what the fuels modified with the reaction products are to be used for. if the reaction products are stored, they discolor under the influence of sunlight and develop H2S. The amount of H2S evolved seems to depend on the reaction temperature used, the amount of P4S7 contained as an impurity in the P4S3 used and the water content of the Depend reaction product. The presence of P4S7 can be determined by using a purified Phosphorus sesquisulfide should be avoided. The water content can be reduced to a minimum by working as free of water as possible during production. Treatment with Clay causes the extract from the clarified circulating oils to adsorb significant amounts of water.

Zwecks Vermeidung der späteren Bildung von HaS kann es zweckmäßig sein, das Wasser aus dem Extrakt zu entfernen, bevor er mit P4S3 umgesetzt wird.In order to avoid the formation of HaS later, it can be useful to remove the water from the Remove extract before reacting with P4S3.

Obwohl die guten Eigenschaften der durch die Zusatzstoffe erfindungsgemäß verbesserten Treibstoffe weder von der Verfärbung noch durch die Abspaltung von H2S wesentlich beeinträchtigt werden, kann die Unterdrückung dieser EigenschaftenAlthough the good properties of the fuels improved according to the invention by the additives are not significantly affected by the discoloration or the elimination of H2S, can suppress these properties

vom Standpunkt der Verkaufsfähigkeit der neuen Treibstoffe wünschenswert sein. Es wurde gefunden, daß der Einsatz von nur 0,5 Gewichtsprozent Zinknaphthenat (berechnet auf das Gewicht des PiSs-Um-Setzungsprodukts) im allgemeinen zu einer angemessenen Licht- und HfeS-Stabilität führt. Jedoch können Konzentrationen bis zu 2,5 Gewichtsprozent zweckmäßig sein. Im allgemeinen sind mehr als 2,5 Gewichtsprozent Zinknaphthenat unwirtschaftlich. Die Stabilisierung wird durchgeführt, indem das P4S3-Umsetzungsprodukt auf eine Temperatur von etwa 32 bis 95° C erhitzt, das Zinknaphthenat zugegeben und die erwähnte Temperatur dann für etwa 1^ bis 4 Stunden aufrechterhalten wird.be desirable from the standpoint of the saleability of the new fuels. It has been found that the use of only 0.5 percent by weight of zinc naphthenate (calculated on the weight of the PiSs reaction product) generally leads to adequate light and HfeS stability. However, concentrations up to 2.5 percent by weight may be useful. Generally more than 2.5 weight percent zinc naphthenate is uneconomical. The stabilization is carried out by heating the P4S3 reaction product to a temperature of about 32 to 95 ° C., adding the zinc naphthenate and then maintaining the temperature mentioned for about 1 ^ to 4 hours.

Zur Verbesserung der Licht- und HaS-Stabilität können auch die Seifen von aliphatischen Carbonsäuren mit Schwermetallen verwendet werden. Geeignete Schwermetalle sind: Blei, Mangan, Kobalt, Nickel, Kupfer und Cadmium. Die verwendeten Carbonsäuren sollen Kettenlängen von wenigstens 6 C-Atomen enthalten. Geeignete Säuren sind: Hexan-, Laurin-, Palmitin-, Olein-, Stearin- und Linolsäure.To improve the light and HaS stability the soaps of aliphatic carboxylic acids with heavy metals can also be used. Suitable Heavy metals are: lead, manganese, cobalt, nickel, copper and cadmium. The used Carboxylic acids should contain chain lengths of at least 6 carbon atoms. Suitable acids are: hexane, Lauric, palmitic, oleic, stearic and linoleic acids.

Es wurde gefunden, daß ein irreversibler Niederschlag gebildet wird, wenn das P-iSs-Umsetzungsprodukt (vor oder nach der Stabilisierung) auf eine Temperatur unterhalb 500C gebracht wird. Ein wiederholtes Abkühlen führt zur Bildung von zusätzlichen Niederschlägen, jeweils wenn die Temperatur des Reaktionsproduktes unter 4 bis 5 C fällt. Der Niederschlag löst sich nicht wieder auf, wenn die Temperatur des Reaktionsproduktes auf über 4 bis 5° C erhöht wird. Die Analyse zeigt, daß der Niederschlag nicht aus P4S3 besteht; andererseits zeigt die übrigbleibende Flüssigkeit eine Verminderung des Phosphorgehaltes. Wenn die Menge des gebildeten Niederschlages verhältnismäßig gering ist, kann er abfiltriert und die verbleibende Flüssigkeit als Zusatzstoff im Sinne der Erfindung verwendet werden. Die Bildung von Niederschlägen kann vollständig vermieden werden, wenn etwa 0,1 bis 2 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd zum P4S3-Umsetzungsprodukt zugegeben werden. Auch wenn man das so behandelte Umsetzungsprodukt wiederholt bis auf O0C kühlt, wird kein Niederschlag gebildet. Das Reaktionsprodukt ist bei Temperaturen unterhalb 00C so hochviskos, daß unter diesen Umständen selbst ohne Behandlung mit Natriumhydroxyd kein Niederschlag gebildet wird.It has been found that an irreversible precipitate is formed when is brought to a temperature below 50 0 C, the P-ISS reaction product (before or after stabilization). Repeated cooling leads to the formation of additional precipitates whenever the temperature of the reaction product falls below 4 to 5 ° C. The precipitate does not redissolve when the temperature of the reaction product is increased above 4 to 5 ° C. The analysis shows that the precipitate does not consist of P4S3; on the other hand, the remaining liquid shows a decrease in the phosphorus content. If the amount of precipitate formed is relatively small, it can be filtered off and the remaining liquid used as an additive for the purposes of the invention. The formation of precipitates can be completely avoided if about 0.1 to 2 percent by weight sodium hydroxide is added to the P4S3 reaction product. Even if the reaction product treated in this way is repeatedly cooled to 0 ° C., no precipitate is formed. The reaction product is so highly viscous at temperatures below 0 ° C. that under these circumstances no precipitate is formed even without treatment with sodium hydroxide.

Wenn das PaSs-Umsetzungsprodukt in einen Motorbrennstoff eingeführt worden ist, besteht nur noch das Problem der Bildung von H2S. Für bestimmte Verwendungsgebiete ist der Geruch des Brennstoffs ohne Bedeutung. Für solche Zwecke ist eine Unterdrückung der H2S-Bildung nicht notwendig. Für Gebiete, in denen der Geruch des Brennstoffs zu berücksichtigen ist, kann die Bildung von HsS vermieden werden, indem der konzentrierte Zusatzstoff mit Zinknaphthenat, wie vorerwähnt, behandelt und der so erhaltene modifizierte Zusatzstoff dann nach bekannten Methoden zum Gasolin zugegeben werden.When the PaSs reaction product has been introduced into an engine fuel, the only problem left is the formation of H 2 S. For certain areas of use, the odor of the fuel is of no importance. Suppression of H2S formation is not necessary for such purposes. For areas in which the odor of the fuel has to be taken into account, the formation of HsS can be avoided by treating the concentrated additive with zinc naphthenate, as mentioned above, and then adding the modified additive obtained in this way to the gasoline according to known methods.

Die Probleme der Licht- und Temperaturstabilität verlieren die Bedeutung, wenn das RiSa-Umsetzungsprodukt zu dem Motorbrennstoff zugegeben worden ist. Die vorerwähnten Hilfsverfahren zur Verbesserung der Licht- und Temperaturstabilität werden nur benötigt, wenn das Reaktionsprodukt in konzentrierter Form unter Bedingungen, bei denen Instabilität möglich ist, gelagert oder verschickt wird.The problems of light and temperature stability lose their importance when the RiSa reaction product has been added to the engine fuel. The aforementioned auxiliary methods for improvement the light and temperature stability are only needed when the reaction product is concentrated Mold is stored or shipped in conditions where instability is possible.

Die erfindungsgemäß mit den P4S3-Umsetzungsprodukten verbesserten Benzine können alle Benzine sein, die üblicherweise für die Herstellung von Treibstoffen für funkengezündete interne Verbrennungsmaschinen verwendet werden. Hierzu gehören katalytische Destillate, Motorpolymere, Alkylate, katalytische Reformate, Isomerisate und Schwerbenzine. Die betreffenden Benzine enthalten im allgemeinen Antiklopfmittel des Tetraalkylbleityps, wie Tetraäthylblei, Tetramethylblei oder chemische oder physikalische Gemische dieser Verbindungen. Außerdem können sie ein Spülmittel, wie Äthylendichlorid und/oder Äthylendibromid, enthalten.The gasolines improved according to the invention with the P4S3 reaction products can all gasoline commonly used in the manufacture of fuels for spark-ignited internal combustion engines be used. These include catalytic distillates, motor polymers, alkylates, catalytic reformates, isomers and heavy petrol. The gasoline in question is included in the general anti-knock agents of the tetraalkyl lead type, such as tetraethyl lead, tetramethyl lead or chemical ones or physical mixtures of these compounds. You can also use a detergent such as ethylene dichloride and / or ethylene dibromide.

Die Menge des Antiklopfmittels liegt im allgemeinen bei etwa 0,65 ecm pro Liter, kann aber 0,11 ecm pro Liter bis zu 1,30 ecm pro Liter betragen. Die Benzine können auch andere übliche Zusatzstoffe, wie Lösungsmittelöle und Farbstoffe, enthalten. The amount of anti-knock agent is generally about 0.65 ecm per liter, but can 0.11 ecm per liter to 1.30 ecm per liter. The gasolines can also contain other common additives such as solvent oils and dyes.

Die Menge des P4S3-Umsetzungsproduktes, die gemäß der Erfindung in den Treibstoffen enthalten sind, kann variieren und wird zweckmäßig in Form der theoretischen Einheiten (T) des Phosphors ausgedrückt. Eine theoretische Einheit Phosphor ist diejenige Menge Phosphor, die theoretisch benötigt wird, um mit dem Blei des Tetraalkylblei-Antiklopfmittels unter Bildung von Bleiorthophosphat zu reagieren. Stöchiometrisch betrachtet entspricht 1,0 T 2 Atomen Phosphor für je 3 Mol Bleitetraalkyl, Auf dieser Basis berechnet sind die Zusatzstoffe in Konzentrationen anwesend, die theoretische Phosphoreinheiten im Bereich von 0,01 bis 2,00 T ergeben. Der bevorzugte Bereich beträgt 0,05 bis 1,00 T. Im allgemeinen sind Konzentrationen über 2,00 T unwirtschaftlich.The amount of the P4S3 conversion product contained in the fuels according to the invention can vary and is expediently expressed in the form of the theoretical units (T) of phosphorus. A theoretical unit of phosphorus is the amount of phosphorus that is theoretically required is to keep with the lead of the tetraalkyl lead anti-knock agent to react with the formation of lead orthophosphate. Viewed stoichiometrically corresponds to 1.0 T 2 atoms of phosphorus for every 3 moles of tetraalkyl lead, calculated on this basis Additives present in concentrations that range from theoretical phosphorus units 0.01 to 2.00 T. The preferred range is 0.05 to 1.00 T. Generally, concentrations are over 2.00 T uneconomical.

Versuche über die Octanzahlherabsetzung
Durchführung des Versuchs
Attempts to lower the octane number
Carrying out the experiment

Wie bereits angegeben, stellt ein günstiger Octaneffekt einen ausschlaggebenden und nicht voraussehbaren Vorteil der Zusatzstoffe gemäß der Erfindung im Vergleich zu nicht umgesetztem P4S3 dar. Die Standard-ASTM-Untersuchung und das Motor-Octan-Test-Verfahren wurden angewendet. Eine genaue Beschreibung dieser Verfahren befindet sich in dem »ASTM Manual for Rating Motor Fuels by Motor and Research Methods, 1960«, veröffentlicht von ASTM, 1916, Race St., Philadelphia 3, Penna/USA.As already indicated, a favorable octane effect is a decisive and unforeseeable advantage of the additives according to the invention compared to unreacted P 4 S 3. The standard ASTM test and the motor octane test method were used. A precise description of these methods can be found in the “ASTM Manual for Rating Motor Fuels by Motor and Research Methods, 1960”, published by ASTM, 1916, Race St., Philadelphia 3, Penna / USA.

Der bei den Versuchen verwendete Grundtreibstoff hatte folgende Zusammensetzung und Eigenschaften :The basic fuel used in the tests had the following composition and properties :

25,0% Alkylat25.0% alkylate

13,3% katalytisches Destillat13.3% catalytic distillate

60,0% Reformat (2100C Endsiedepunkt)60.0% reformate (210 0 C final boiling point)

1,7% n-Butan
Tetraäthylblei (ccm/1) 0,65
Octanzahl
F1 = 99,0
F2 = 91,9
1.7% n-butane
Tetraethyl lead (cc / 1) 0.65
Octane number
F 1 = 99.0
F 2 = 91.9

Destillationdistillation

15% 6O0C15% 6O 0 C

64% 1750C64% 175 0 C

95% 180°C95% 180 ° C

Endsiedepunkt '.'2170CEnd boiling point '.' 217 0 C

ίοίο

Unter Verwendung dieses Grundtreibstoffes wurden folgende Gemische hergestellt, und zwar für jedes Gemisch mit drei Phosphorkonzentrationen von 0,2, 0,4 und 0,8 T.Using this base fuel, the following mixtures were made for each mixture with three phosphorus concentrations of 0.2, 0.4 and 0.8 T.

Gemisch AMixture A

Grundtreibstoff plus nicht stabilisiertes, durch etwa 1 stündiges Erhitzen auf etwa 500C erhaltenes Umsetzungsprodukt aus P4S3 und einer 10- bis 35°/()igen Fraktion eines Extraktes eines geklärten Umlauföles mit einem Endsiedepunkt von 4180C.Base fuel plus non-stabilized, obtained by heating about 1 hour to about 50 0 C the reaction product of P4S3 and a 10 to 35 ° / () aqueous fraction of an extract of a clarified circulating oil having a final boiling point of 418 0 C.

Gemisch BMixture B

Grundtreibstoff plus P4S3-Umsetzungsprodukt des Gemisches A, stabilisiert mit 0,5 Gewichtsprozent Zinknaphthenat durch Erhitzen für 15 Minuten auf 500C.Base fuel plus P4S3 reaction product of the mixture A, stabilized with 0.5 weight percent of zinc naphthenate by heating for 15 minutes at 50 0 C.

Gemisch CMixture C

Grundtreibstoff plus handelsübliches P4S3 (enthaltend etwa 6% P4S7).Base fuel plus commercial P4S3 (containing about 6% P4S7).

Gemisch DMixture D

Grundtreibstoff plus gereinigtes P4S3 (enthaltend etwa 0,2% P4S7).Base fuel plus purified P4S3 (containing approximately 0.2% P 4 S 7 ).

Gemisch EMixture E.

Grundtreibstoff plus getrennt eingeführte Menge an handelsüblichem, nicht umgesetztem P4S3 und eine 10- bis 35%ige Fraktion eines Extraktes aus geklärtem Umlauföl in Mengen, die denjenigen Mengen äquivalent sind, die in den Gemischen A und B bei den erwähnten drei Phosphorkonzentrationen anwesend sind.Base fuel plus separately imported amount of commercially available, unreacted P4S3 and a 10 to 35% fraction of a clarified circulating oil extract in amounts equivalent to those Amounts are equivalent to those in Mixtures A and B at the three phosphorus concentrations mentioned are present.

ErgebnisseResults

Von den unten angeführten Daten ergibt sich, daß die Octanverluste bei denjenigen Gemischen, bei denen der Phosphor als umgesetztes P4S3 vorhanden war, zwischen weniger als Vs bis zu etwa lk derjenigen Verluste lagen, die für diejenigen Gemische festgestellt wurden, in denen der Phosphor als nicht umgesetztes P4S3 vorhanden war. Es ergibt sich weiterhin, daß die Anwesenheit von Zinknaphthenat in der für die Stabilisierung benötigten Menge keinen sichtbaren Effekt auf die Herabsetzung der Octanzahl hatte. Die geringen Differenzen, die sich ergaben, lagen innerhalb der experimentellen Fehlergrenzen. Weiterhin ergibt sich, daß die Zufügung von getrennten, nicht miteinander umgesetzten Mengen von P4S3 und Extrakten des geklärten Umlauföls (Gemisch E) nicht diejenige Verbesserung ergab, die erreicht wurde, wenn nicht die entsprechenden umgesetzten Produkte verwendet wurden. Der Reinheitsgrad des verwendeten P4S3 hat keinen deutlichen Effekt auf die Verminderung der Octanzahl, da die geringen Differenzen auch hier innerhalb der Fehlergrenzen lagen.From the data given below, the octane losses for those mixtures in which the phosphorus was present as converted P4S3 ranged from less than Vs to about 1 k of those losses found for those mixtures in which the phosphorus was present as unconverted P4S3 was present. It can also be seen that the presence of zinc naphthenate in the amount required for stabilization had no visible effect on the lowering of the octane number. The small differences that resulted were within the experimental error limits. Furthermore, it is found that the addition of separate, unreacted amounts of P4S3 and extracts of the clarified circulating oil (Mixture E) did not give the improvement that was achieved if the corresponding reacted products were not used. The degree of purity of the P4S3 used has no significant effect on the reduction of the octane number, since the small differences here were also within the error limits.

Die nachfolgenden Ergebnisse beziehen sich auf Verluste der Octanzahl.The following results relate to octane losses.

Gemisch AMixture A TabelleTabel Gemisch CMixture C Tabelle III (b)Table III (b) Gemisch BMixture B Gemisch CMixture C Gemisch DMixture D Gemisch EMixture E. 0,30.3 5 III (a)5 III (a) 1,61.6 (Motor)(Engine) 0,90.9 1,81.8 1,61.6 1,51.5 Theoretische Ein
heiten Phosphor
Theoretical a
are phosphorus
0,50.5 (Wissenschaftliche Untersuchung)(Scientific research) 2,02.0 1,61.6 3,03.0 2,02.0 1,91.9
0,20.2 0,90.9 Gemisch BMixture B 2,52.5 2,52.5 4,84.8 2,62.6 2,52.5 0,40.4 0,30.3 0,80.8 0,60.6 Gemisch AMixture A 1,01.0 Gemisch DMixture D Gemisch EMixture E. 0,90.9 1,71.7 2,02.0 Theoretische Ein
heiten Phosphor
Theoretical a
are phosphorus
1,51.5 2,92.9 3,23.2
0,20.2 2,62.6 4,84.8 5,15.1 0,40.4 0,80.8

Versuche bezüglich der Oberftächenzündung "
Durchführung des Versuchs
Experiments regarding surface ignition "
Carrying out the experiment

Die verwendete Apparatur bestand aus einem CFR-48-Motor mit entfernbaren Ventilen im Kopf des Motors und einer Zähleinrichtung für Oberflächenzündungen. Die Verbrennungskammer war mit zwei öffnungen versehen. Die eine war für eine Standardzündkerze und die andere für eine spezielle Zündkerze, die als ein Ionenspalt eingesetzt wurde. Ein durch eine Nockenwelle angetriebener mechanischer Schalter war eingebaut, durch den der Ionenspalt ausgeschaltet wurde, wenn sich normale Flammenfronten bildeten. Mit der Zündungseinstellung auf den oberen Totpunkt erreichen die Fronten der normalen Zündflammen den Ionenspalt bei 15 bis 18° hinter dem Totpunkt. Der Ionenspalt wurde für 80 Kurbelwellenumdrehungsgrade zwischen 70° vor dem Totpunkt und 10° nach dem Totpunkt eingestellt. Flammenfronten, die frühzeitig im Zyklus erzeugt sind, erreichen den Ionenspalt während dieser Betriebsperiode. Solche frühen Flammenfronten werden als Oberflächenzündungen registriert.The equipment used consisted of a CFR-48 motor with removable valves in the head of the engine and a counter for surface ignition. The combustion chamber was provided with two openings. One was for a standard spark plug and the other was for a special one Spark plug that was used as an ion gap. A mechanical one driven by a camshaft A switch was built in by which the ion gap was switched off when normal Flame fronts formed. When the ignition is set to top dead center, the The normal pilot flame fronts the ion gap at 15 to 18 ° behind dead center. The ion gap was for 80 degrees of crankshaft rotation between 70 ° before dead center and 10 ° after Dead center set. Flame fronts that are generated early in the cycle reach the ion gap during this operating period. Such early flame fronts are called surface ignitions registered.

809 517/582809 517/582

Die Betriebsbedingungen der Maschine umfaßten:The operating conditions of the machine included:

Kompressionsverhältnis 10,5 : 1Compression ratio 10.5: 1

Zündungseinstellung oberer TotpunktIgnition setting top dead center

Kühlmitteltemperatur 52 0CCoolant temperature 52 0 C

Lufteinlaßtemperatur 67°CAir inlet temperature 67 ° C

öltemperatur 89°Coil temperature 89 ° C

Für jeden untersuchten Brennstoff wurde der Motor periodisch über einen Zeitraum von 72 Stunden entsprechend dem folgenden Schema gefahren:For each fuel tested, the engine was run periodically over a period of 72 hours driven according to the following scheme:

Tabelle IVTable IV

50 Sekunden, 600 U/min
150 Sekunden, 900 U/min
50 seconds, 600 rpm
150 seconds, 900 rpm

ohne Belastung mit weit offener Drossel Gemisch F ..,
Gemisch G ..
without load with wide open throttle mixture F ..,
Mixture G ..

Gemisch H .Mixture H.

Phosphor in TPhosphorus in T

Oberflächenzündungen (Zahl pro Stunde)Surface ignitions (number per hour)

0,1 T als P4S3.
Umsetzungsprodukt
0,1 T als P4S3
0.1 T as P 4 S 3 .
Implementation product
0.1 T as P 4 S 3

217 92217 92

101101

Das Grundbenzin, das für die Versuche verwendet wurde, hatte die folgende Zusammensetzung und Eigenschaften:The basic gasoline that was used for the tests had the following composition and Characteristics:

Die Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen, die P4S3-Umsetzungsprodukte enthaltenden bleihaltigen Treibstoffe die günstigen Wirkungen, die nicht umgesetztes P4S3 auf die Oberflächenzündung ausübt, mehr als aufrechterhalten.The results show that the lead-containing propellants according to the invention containing the P4S3 reaction products more than maintain the beneficial effects which unreacted P 4 S 3 exerts on surface ignition.

60% katalytisches Reformat60% catalytic reformate

25% Alkylat25% alkylate

15% helles katalytisches Destillat15% light catalytic distillate

Spezifisches Gewicht 0,7559Specific gravity 0.7559

Reid-Dampfdruck, at 0,557Reid vapor pressure, at 0.557

ASTM-DestillationASTM distillation

Anfangssiedepunkt 57° CInitial boiling point 57 ° C

5% 71°C5% 71 ° C

10% 79°C10% 79 ° C

30% 112°C30% 112 ° C

50% 131°C50% 131 ° C

70% 152°C70% 152 ° C

.90% 19O0C.90% 19O 0 C

95% 217°C95% 217 ° C

Endsiedepunkt 2400CFinal boiling point 240 0 C

OctanzahlOctane number

Research-Methode 101,0Research method 101.0

Motoren-Methode 93,2Motors method 93.2

, Die drei Treibstoffgemische, die untersucht wurden, hatten folgenden Zusammensetzung:, The three fuel mixtures that were examined had the following compositions:

Gemisch FMixture F

Grundbenzin plus 0,65 ccm/1 eines Gemisches aus Tetraäthylblei plus 0,5 T Brom in Form von Äthylendibromid und 1,0 T Chlor in Form von Äthylendichlorid.Base gasoline plus 0.65 ccm / 1 of a mixture of tetraethyl lead plus 0.5 T bromine in the form of Ethylene dibromide and 1.0 T chlorine in the form of ethylene dichloride.

Gemisch GMixture G

Gemisch F plus 0,1 T Phosphor in Form des vorstehend beschriebenen, mit Zinknaphthenat stabilisierten P4S3-Umsetzungsprodukts des Gemisches B.Mixture F plus 0.1 T phosphorus in the form of the zinc naphthenate stabilized P4S 3 conversion product of mixture B described above.

Gemisch HMixture H

Gemisch F plus 0,1 T Phosphor in Form von P4S3 (hergestellt durch Zufügung eines innigen Gemischs von 0,1 T Phosphor als P4S3 und 300 ml des Gemisches aus Tetraäthylblei, Äthylendibromid und Äthylendichlorid des Gemisches F zu 4601 Grundtreibstoff).Mixture F plus 0.1 T phosphorus in the form of P 4 S 3 (produced by adding an intimate mixture of 0.1 T phosphorus as P4S3 and 300 ml of the mixture of tetraethyl lead, ethylene dibromide and ethylene dichloride of the mixture F to 4601 basic fuel).

ErgebnisseResults

In der Tabelle IV wird die festgestellte durchschnittliche Anzahl Oberflächenzündungen pro Stunde Betriebszeit angegeben, und zwar für jedes untersuchte Treibstoffgemisch. Dies ist eine quantitative Feststellung der Oberflächenzündungen.In Table IV the average number of surface ignitions found per Hour of operating time given for each fuel mixture tested. This is a quantitative one Determination of surface inflammation.

20 Untersuchung der Verschmutzung der Zündkerzen Durchführung des Versuchs 20 Investigation of the contamination of the spark plugs Carrying out the test

Ein Chevroletmotor (Baujahr 1954) mit · sechs Zylindern wurde verwendet. Der Motor war mit drei Vergasern ausgerüstet, die mit dem Motor durch drei getrennte Einlaßansaugrohre verbunden waren. Diese Anordnung gestattete den gleichzeitigen Vergleich von drei Treibstoffprodukten, wodurch Irrtümer, die durch eine Änderung der Betriebsbedingungen von Test zu Test entstehen können, ausgeschaltet werden. Die Testtreibstoffe wurden in aufeinanderfolgenden Motorläufen ausgetauscht, so daß individuelle Zylindereffekte festgestellt werden konnten. Ein druckempfindlicher Umwandler, der direkt mit dem Auspuffrohr des Motors verbunden war, zeigte Druckimpulse an.A Chevrolet engine (built in 1954) with six cylinders was used. The engine was with equipped with three carburettors connected to the engine by three separate intake manifolds was. This arrangement made it possible to compare three fuel products at the same time, thereby errors caused by a change in operating conditions from test to test can be turned off. The test fuels were exchanged in successive engine runs, so that individual cylinder effects could be determined. A pressure sensitive one Transducer connected directly to the engine's exhaust pipe indicated pressure pulses.

Diese Druckimpulse entsprechen und folgen den Zündungsperioden in den Verbrennungskammern des Motors. Bei einer normalen Arbeitsweise der Zündkerzen tritt ein Druckanstieg in der Verbrennungskammer und ein entsprechender Druckimpuls im Auspuffrohr jeweils pro zwei Umdrehungen des Motors für jeden Zylinder ein. Wenn eine Verschmutzung der Zündkerzen eintritt, erfolgt kein Druckanstieg in Verfolg einer Treibstoffverbrennung, und ein Druckimpuls im Auspuffrohr ist nicht zu beobachten.These pressure pulses correspond to and follow the ignition periods in the combustion chambers of the motor. During normal operation of the spark plugs, there is an increase in pressure in the combustion chamber and a corresponding pressure pulse in the exhaust pipe for every two revolutions of the engine for each cylinder. if if the spark plugs are contaminated, there is no pressure increase as a result of fuel combustion, and a pressure pulse in the exhaust pipe cannot be observed.

Die Zahl der Motorstunden, die benötigt wurde, um Fehlzündungen zu erzeugen, ist ein quantitativer Ausdruck für die Wirksamkeit eines Benzins im Sinne der Verhinderung der Verschmutzung der Zündkerzen.The number of engine hours it took to cause misfire is a quantitative one Expression for the effectiveness of a gasoline in the sense of preventing the pollution of the Spark plugs.

Die Betriebsbedingungen im einzelnen waren wie folgt:The operating conditions in detail were as follows:

Motor: Chevrolet (Baujahr 1954) mit sechs Zylindem (3850 ecm)Engine: Chevrolet (year of construction 1954) with six cylinders (3850 ecm)

1. Kompressionsverhältnis 7,7 : 11. Compression ratio 7.7: 1

2. Zündungseinstellung 5° BTC2. Ignition timing 5 ° BTC

3. Luft-Brennstoff-Verhältnis 13,3 : 13. Air-fuel ratio 13.3: 1

4. Kühlmitteltemperatur 92° C4. Coolant temperature 92 ° C

5. Luftgemischtemperatur 67° C5. Air mix temperature 67 ° C

6. öltemperatur 8O0C6. Oil temperature 8O 0 C

VersuchszyklusTrial cycle

5 Min. 50 Sek. 2li00 U/min 10,14 PS5 min. 50 sec. 2100 rpm 10.14 hp

10 Sek. 2000 U/min weit offene Drossel10 sec. 2000 rpm wide open throttle

65 Der Versuchszyklus wird für 140 Stunden bzw., bis alle Zylinder Fehlzündungen aufzeigen, kontinuierlich wiederholt.65 The test cycle is continuous for 140 hours or until all cylinders misfire repeated.

1313th

TreibstoffeFuels

Das Grundbenzin, das in diesem Versuch verwendet wurde, hatte die folgende Zusammensetzung und Eigenschaften:The base gasoline used in this experiment had the following composition and features:

65% katalytisches Reformat 35% Alkylat65% catalytic reformate 35% alkylate

Spezifisches Gewicht 0,7870Specific gravity 0.7870

Reid-Dampfdruck, at 0,482Reid vapor pressure, at 0.482

ASTM-DestillationASTM distillation

Anfangssiedepunkt 5% 10% 30% 50% 70% 90% 95% Endsiedepunkt Zündkerzen, der durch die Treibstoffe gemäß der Erfindung gegeben wird.Initial boiling point 5% 10% 30% 50% 70% 90% 95% Final boiling point of spark plugs, which is determined by the fuels according to the Invention is given.

Gemisch I
Gemisch K
Mixture I.
Mixture K

PhosphorgehaltPhosphorus content

(theoretische(theoretical

Einheiten)Units)

0 0,2 T0 0.2 T

Stunden bis zur
Zündkerzenfehlleistung
Hours to
Spark plug malfunction

15
140
15th
140

2020th

OctanzahlOctane number

Research-Methode 101,9Research method 101.9

Motoren-Methode 92,3Motors method 92.3

Die beiden untersuchten Treibstoffgemische hatten folgende Zusammensetzung:The two fuel mixtures examined had the following composition:

Grundbenzin LiterBasic petrol liters

Gemisch I plus 0,44 ecm Tetraäthylblei proMixture I plus 0.44 ecm of tetraethyl lead per

Gemisch KMixture K

Bestand aus dem Grundleichtbenzin plus 0,44 ecm Tetraäthylblei pro Liter und 0,2 theoretischen Einheiten Phosphor in Form des Treibstoffzusatzmittels des Gemisches A.Consists of the basic petrol plus 0.44 ecm of tetraethyl lead per liter and 0.2 theoretical units Phosphorus in the form of the fuel additive in mixture A.

ErgebnisseResults

Die folgenden experimentellen Daten zeigen den überlegenen Schutz gegen die Verschmutzung der Die Untersuchung wurde beendet, nachem der Motor 140 Stunden ohne Verschmutzung der Zündkerzen gelaufen war.The following experimental data demonstrate the superior protection against pollution of the The test was ended after the engine had run for 140 hours without the spark plugs being dirty was running.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Bleihaltige Treibstoffe für Ottomotoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,01 bis 2,00 theoretische Einheiten Phosphor in Form eines aus P4S3 und aus einem Extrakt aus einem geklärten Umlauföl erhaltenen Umsetzungsproduktes, dem gegebenenfalls noch eine geringe Menge Zinknaphthenat und/oder Alkalihydroxyd zugesetzt worden ist, enthalten.1. Lead-containing fuels for gasoline engines, characterized in that they 0.01 to 2.00 theoretical units of phosphorus in the form of one from P4S3 and from an extract reaction product obtained from a clarified circulating oil, which may also contain a a small amount of zinc naphthenate and / or alkali hydroxide has been added. 2. Treibstoffe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Phosphor in Form eines Umsetzungsproduktes aus P4S3 und aus einem im Bereich von etwa 205 bis 538 0C siedenden und wenigstens 50% der C-Atome in Form von aromatischen Verbindungen enthaltenden Extrakt aus einem geklärten Umlauföl enthalten.2. Fuels according to claim 1, characterized in that they contain the phosphorus in the form of a reaction product from P4S3 and from an extract boiling in the range of about 205 to 538 0 C and containing at least 50% of the carbon atoms in the form of aromatic compounds contain clarified circulating oil. 3. Treibstoffe gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Phosphor in Form eines Umsetzungsproduktes aus P4S3 und aus einem Extrakt, dessen Ausgangsprodukt einen Siedebereich von etwa 288 bis 4000C hatte, enthalten.3. fuels to claim 1 or 2, characterized in that they contain the phosphorus in the form of a reaction product from P4S3 and an extract, the output of which product had a boiling range of about 288 to 400 0 C according to. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 935 390.
Considered publications:
U.S. Patent No. 2,935,390.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2935390A (en) * 1954-01-29 1960-05-03 Ethyl Corp Fuel additives

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US2935390A (en) * 1954-01-29 1960-05-03 Ethyl Corp Fuel additives

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