DE1420867B - Heizolgemisch - Google Patents

Description

Die Anwendung von Heizölzusätzen zur Verbesserung der schlamminhibierenden und anderer Eigenschaften der öle ist bekannt. Derartige Zusätze hemmen bei der Anwendung der öle in Verbrennungskraftmaschinen die Korrosion, den Zylinderverschleiß und die Bildung von Ölkohle und Lack auf den Maschinenteilen. Wenn sich auch die üblichen Schlamminhibitoren, insbesondere die metallhaltigen Verbindungen, bewährt haben, so kann doch ihre Anwendung in zu großen Mengen oder unter scharfen Arbeitsbedingungen zur Bildung hoher Ascherückstände in der Maschine und damit zur Minderung der Leistung der Maschine führen. Dies gilt auch für Heizöle, die Zusätze, wie Stockpunkterniedriger enthalten.

Die Erfindung betrifft nun ein Heizölgemisch, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus einem Heizöl und 0,005 bis 2 Gewichtsprozent eines öllöslichen Copolymeren aus einem N-Vinylbutyrolactam, einem C₈- .bis C₁₈-Alkylester einer α,/9-ungesättigten Dicarbonsäure und einem Vinylester einer C₂- bis C₆-Carbonsäure besteht. Vorzugsweise ist das soeben erwähnte N-Vinylbutyrolactam N-Vinylpyrrolidon.

Die im erfindungsgemäßen Heizölgemisch enthaltenen Zusätze wirken nicht nur schlamminhibierend, sondern vermindern auch die Neigung dieser öle zur Verstopfung der Filter und verleihen ihnen Lagerbeständigkeit.

Die im Heizölgemisch enthaltenen Copolymeren leiten sich von einem N-Vinylbutyrolactam und mindestens zwei damit copolymerisierbaren organischen Verbindungen ab. Das N-Vinylbutyrolactam besitzt die folgende Strukturformel:

RRh

H-

R' R'

:n —c = c —

H —C —C

R O

in der R Wasserstoff oder eine C₁- bis C₁₂-Alkylgruppe bedeutet, jedoch mindestens eine" der Gruppen R Wasserstoff sein muß, und R' Wasserstoff oder eine C₁- bis Cj₂-Alkylgruppe ist. Die bevorzugte Verbindung ist N-Vinyl-ix-pyrrolidon, d. h. diejenige Verbindung der obigen Strukturformel, in der R und R' Wasserstoff bedeuten.

N-Vinyl-«-pyrrolidon läßt sich leicht aus a-Butyrolacton durch Umsetzung mit Ammoniak bei höheren Temperaturen und Vinylierung eines Gemisches des so erhaltenen Pyrrolidons mit Kaliumhydroxyd mit Hilfe von Acetylen bei höheren Drucken herstellen. Das «-Butyrolacton fällt z. B. als Nebenprodukt bei der Holzverkohlung an.

Die im Sinne der Erfindung als Zusatzstoffe geeigneten Copolymeren bestehen aus vier Komponenten. Wichtig ist, daß sie mindestens teilweise in dem öl, welchem sie zugesetzt werden, löslich sein müssen.

Die mit den N-Vinylbutyrolactamen copolymerisierbaren ungesättigten Ester sind von ungesättigten Dicarbonsäuren, z. B. Fumarsäure oder Maleinsäure, abgeleitet. Bevorzugte Ester von aliphatischen C₈- bis Cj₈-Alkoholen mit Fumarsäure oder Maleinsäure sind Cetyl-stearylfumarat, Isooctylfumarat, Laurylfumarat und Decyl-octylfumarat. Als wertvolle Ester kommen ferner diejenigen der in der Natur vorkommenden Alkohole in Betracht, z. B. die Fumarsäure- oder Maleinsäureester von Alkoholen des Palmkernöls.

Um im Heizölgemisch neben der schlamminhibierenden Wirkung auch die Erniedrigung des Stockpunktes und eine Verbesserung der Viskosität zu erreichen, haben die Copolymeren als Seitenketten in die Copolymerketten geradkettige Alkylgruppen mit 8 bis 18 C-Atomen. Außerdem weisen die Copolymerketten auch kurzkettige Alkylgruppen auf, nämlich in den Estern von Vinylalkohol und C₂- bis C_e-Carbonsäuren, z. B. Vinylacetat. Die Anwesenheit von Monomeren in den Fumarsäure- oder Maleinsäureester enthaltenden Copolymerengemischen ermöglicht, daß der Aufbau der Polymerketten mit Leichtigkeit vor sich geht, da Fumarsäure- und Maleinsäureester eine beträchtliche Reaktionsfähigkeit gegenüber derartigen Monomeren aufweisen und die polymeren Reaktionsgemische vorzugsweise Ester dieser Säuren enthalten sollen.

Die erfindungsgemäßen Heizölgemische enthalten das Copolymere in Konzentrationen von 0,005 bis 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent. Als Heizöle kommen z. B. Gasöle und andere Destillate mittlerer Siedelage in Betracht.

Die ölgemische nach der Erfindung können weiterhin Heizölzusätze üblicher Art, wie öllösliche Sulfonate, Metallsalze von Alkylphenolsulfiden, Hochdruckzusätze, den Verschleiß mindernde Zusätze und Oxydationsverzögerer, enthalten.

Die Herstellung der in den erfindungsgemäßen Heizölgemischen enthaltenen Copolymeren, für die hier kein Patentschutz beansprucht wird, kann mit Hilfe von ^polymerisationskatalysatoren erfolgen. Geeignete Katalysatoren sind Peroxyde, wie Benzoylperoxyd, oder Azokatalysatoren, wie <x,«'-Azo-bis-isobutyronitril. Das Gemisch aus Monomeren und Katalysator wird auf etwa 50 bis HO⁰C erhitzt und bis zur Vollendung der Copolymerisation unter Rückfluß gehalten. Das copolymere Produkt kann in einem öl, ζ. B. einem Mineralöl, gelöst und das Konzentrat auf einer Filterpresse filtriert und im Vakuum abgestreift werden.

Die Herstellung der Copolymeren ist nicht auf chemische Verfahren beschränkt. Die Copolymerisation kann auch durch Bestrahlung, insbesondere mit Hilfe von UV-Strahlen, ß- und y-Strahlen erfolgen. Man kann die Polymerisation z. B. in wirksamer Weise durchführen, indem man das Gemisch der Reaktionsteilnehmer von einer aus Kobalt-60 bestehenden Strahlungsquelle ausgehenden y-Strahlen von etwa 1O₇ Roentgen bei einer Dosierung von 2500 Roentgen/Min. aussetzt.

Das folgende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung

der Erfindung: _ . . ,

Beispiel

Das folgende Gemisch wurde bei 60⁰C unter Rückfluß und Verwendung von Benzoylperoxyd als Katalysator und Laurylalkohol als Modifiziermittel für die Reaktion polymerisiert:

Laurylfumarat 75,2 Gewichtsteile

Laurylalkohol 2 Gewichtsteile

Vinylacetat 18,8 Gewichtsteile

N-Vinylpyrrolidon 4,0 Gewichtsteile

Benzoylperoxyd 2 Gewichtsteile

Nach der Polymerisation wurde das Reaktionsprodukt mit einem Mineralöl einer Viskosität von 5 cSt, gemessen bei 98,9°C, zu einer öllösung verschnitten,

die 50 Gewichtsprozent des Copolymeren enthielt, dann filtriert und im Vakuum abgestreift.

Um die Vorteile des Zusatzes der obigen Lösung zu Heizölen zu erläutern, wurde die Lösung in einer Menge von 0,01 % einem Gasölgemisch zugesetzt, das zu

Gewichtsprozent aus einem im Bereich von 190 bis 357° C siedenden Gasöl und zu 40 Gewichtsprozent aus einem im Bereich von 218 bis 330° C siedenden gespaltenen Gasöl bestand. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

Fehlerbewertung
nach der Filterverstopfung*)

Fehlerbewertung

nach dem potentiellen

Sediment**)

Gasölgemisch

Gasölgemisch + 0,01 % Copolymeres

8,4 0,7

1,9
0,2

*) Die Fehlerbewertung nach der Filterverstopfung ist ein Maß für die Filtrierbarkeit des Öles. Bei dieser Prüfung wird das Öl unter genormten Bedingungen erhitzt, um eine Schlammbildung zu verursachen, und dann unter Druck durch einen Filzpfropfen fliltriert. Der höchste Fehlerwert beträgt 10.

**) Die .Fehlerbewertung nach dem potentiellen Sediment ist ein Maß für die Menge des unlöslichen Bodensatzes, der sich bei längerer Lagerung bilden würde. Ein Teil der Probe wird filtriert, und eine besondere Probe wird 16 Stunden auf 99° C erhitzt und nach Kühlung unter ähnlichen Bedingungen filtriert. Der Unterschied in den Mengen der so erhaltenen Sedimente wird als Fehlerbewertung nach dem potentiellen Sediment bezeichnet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Heizölgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Heizöl und 0,005 bis 2 Gewichtsprozent eines öllöslichen Copolymeren aus einem N-Vinylbutyrolactam, einem C₈-

bis C₁₈-Alkylester einer «,^-ungesättigten Dicarbonsäure und einem Vinylester einer C₂- bis C₆-Carbonsäure besteht.

2. Heizöl nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet, daß das N-Vinylbutyrolactam N-Vinylpyrrolidon ist.