DE1618842B2

DE1618842B2 - Dieselkraftstoffmischung

Info

Publication number: DE1618842B2
Application number: DE1967S0107861
Authority: DE
Inventors: Roy Lance Gresford Wrexham North Wales; Burt Ronald Chester Cheshire; Allen (Großbritannien)
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1966-01-18
Filing date: 1967-01-16
Publication date: 1976-10-21
Also published as: BE692662A; CH495420A; NL6700641A; FR1508501A; GB1090289A; SE330634B; DE1618842A1; FI45103B; DK119905B; NO118049B; US3501279A

Description

R₁-C-COOH

(I)

in der Ri eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen und R3 eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet sowie gegebenenfalls einem Stabilisierungsmittel bzw. Dispergiermittel und den üblichen Zusätzen.

2. Dieselkraftstoffmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdalkalisalz einer oc-Alkylalkanmonocarbonsäure der Formel I ist, in der R2 und R3 jeweils eine Methylgruppe ist.

3. Dieselkraftstoffmischung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdalkalisalz einer a-Alkylalkancarbonsäure gemäß Formel I 15 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist

4. Dieselkraftstoffmischung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdalkalisalz ein basisches Erdalkalisalz, insbesondere mit einer Basizität von 200 bis 1000 Prozent, ist.

5. Dieselkraftstoffmischung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdalkalisalz ein Bariumsalz ist

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Das Auftreten von Rauch in· den Abgasen von Kompressionsbrennkraftmotoren (oder Dieselmotoren) ist ein bekanntes Phänomen, das, obwohl an sich harmlos, deswegen Beachtung verdient, weil auch aus anderen Gründen eine zunehmende Luftverunreinigung zu beobachten ist. Dies gilt insbesondere für den Abgasrauch, der von modernen, kleinen Hochleistungs-Automobildieselmotoren ausgestoßen wird, d. h. Motoren, die im vergangenen Jahrzehnt in zunehmendem Maße mit dem Benzinmotor konkurrierten. Trotz der Aufmerksamkeit, die diesem Problem von Seiten der Motorenhersteller gewidmet worden ist, ist durch die große Zahl von Dieselmotoren, die sich derzeit im Straßenverkehr befinden, ein mit dem Dieselmotorauspuffrauch zusammenhängendes Problem entstanden, welches auch die Öffentlichkeit angeht.

Es ist an sich bekannt, daß die Menge des in mit Dieselmotoren betriebenen Fahrzeugen entstehenden Abgasrauches durch Verwendung von Antirauch-Zusätzen im Kraftstoff verringert werden kann. So ist beispielsweise in den USA.-Patentschriften 30 85 866 und 31 24 433 sowie in der britischen Patentschrift

8 88 325 die Verwendung von Erdalkalimetallsulfonaten vorgeschlagen, während in der britischen Patentschrift

9 14 777 Kalziumerdölsulfonat erwähnt wird. In der BE-PS 6 61 907 werden für diesen Zweck insbesondere basische Barium-Sulfonatocarbonato- bzw. Naphthenatocarbonatokomplexe empfohlen, welche aus öllöslichen Sulfon- und Naphthensäuren hergestellt werden können.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die mit den bekannten Antirauch-Zusatzstoffen erhältlichen Verbesserungen noch nicht vollständig befriedigen können, insbesondere was die Leistungsabgabe und den spezifischen Kraftstoffverbrauch betrifft.

Erdalkalimetallsalze von Fettsäuren und Naphthensäuren, beispielsweise Kalziumnaphthenate, sind außerdem bekannte Antikorrosionszusätze für Dieselkraftstoffe (vgl. belgische Patentschrift 4 99 650). Solche Zusatzstoffe sind jedoch wegen der Nebenwirkungen, wie Wasserretention, Filterverstopfung und Einspritzdüsenverschmutzung in der Praxis als Antirauchmittel nicht geeignet.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sich das für die Praxis wichtige technische Problem der Rauchverminderung in Dieselkraftstoffabgasen durch den Einsatz neuer Zusatzstoffe in Form von Erdalkalisalzen spezieller Alkylalkanmonocarbonsäuren lösen läßt.

Die Dieselkraftstoffmischung gemäß der Erfindung ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß aus einem als Kraftstoff in einem Dieselmotor geeigneten Kohlenwasserstoff und 0,01 bis 1 Gewichtsprozent eines Erdalkalisalzes einer a-AIkylalkanmonocarbonsäure mit der nachstehenden Strukturformel

R₁-C-COOH

in der Ri eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen und R3 eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, besteht.

Im Rahmen der Erfindung sind unter Kohlenwasserstoffen zur Verwendung als Kraftstoff in Dieselmotoren solche Kohlenwasserstoffe und Mischungen von Kohlenwasserstoffen zu verstehen, die als Kraftstoffe für Dieselmotoren in der Technik bekannt sind. Beispiele hierfür sind Kerosin, Gasöl und die schweren Kraftstoffe, wie sie in größeren Dieselmotoren, wie Schiffsdieselmaschinen, verwendet werden.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Zusatzstoffe in Form neuer Erdalkalisalze können mittels beliebiger geeigneter Methoden hergestellt werden.

Unter Erdalkalimetallen sind die Metalle Magnesium, Kalzium, Barium und Strontium zu verstehen.

Besonders bevorzugte Kraftstoffe sind solche, bei deren Erdalkalimetallsalze von Säuren gemäß Formel I R2 und R3 jeweils eine Methylgruppe ist.

Salze von Säuren mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen im Molekül neigen zur Gelbildung, wenn sie in Dieselkraftstoffen ausgelöst werden. Dieser Gelbildung kann leicht vorgebeugt werden, indem Stabilisierungsmittel, wie Äthylenglykolmonoäthyläther, zugesetzt werden, wobei üblicherweise 1 Gewichtsprozent oder weniger, berechnet auf das Erdalkalisalz, ausreichend ist, um die Lösung des Salzes im Dieselkraftstoff zu stabilisieren.

Salze von Säuren mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen im Molekül sind in Dieselkraftstoffen schwer löslich und darin in disperser Form vorhanden. Die Konzentrate dieser Salze in einer Trägerflüssigkeit sind Dispersionen, die gewünschtenfalls durch Zugabe eines

Dispergiermittels, beispielsweise eines aschefreien Dispergiermittels, wie ein Copolymer mit polaren Gruppen oder einem Alkenylsuccinimid, das einen polare Gruppen enthaltenden Substituenten an das Stickstoffatom des Succinimidrings gebunden enthält, stabilisiert werden. Das Dispergiermittel kann auch ein metallisches Dispergiermittel, ähnlich Kalziumnaphthasulfonat oder Kalziumalkylsalicylat sein. Kombinationen von aschefreien Dispergiermitteln und metallischen Dispergiermitteln können ebenfalls zur Stabilisierung eines Konzentrats benutzt werden, das ein Salz einer Säure mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen im Molekül enthält. Aus diesen Konzentraten werden im Dieselkraftstoff stabile Dispersionen erhalten.

Der Vorzug wird den Kraftstoffen gegeben, die zur Bildung einer stabilen Lösung der Dispersion keinen Stabilisator der dispergierten Phase benötigen. Diese bevorzugten Kraftstoffe enthalten Erdalkalimetallsalze von Säuren mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt werden Kraftstoffe, die Erdalkalisalze von Säuren mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen enthalten. Besonders bevorzugt sind Kraftstoffe, die Erdalkalimetallsalze von Säuren mit 15 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweisen oder mit anderen Worten, Salze von Säuren, in welchen die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome, die in den Gruppen Ri, R2 und R3 vorliegen, 14 bis 19 beträgt.

Gemäß der Erfindung eingesetzte Erdalkalimetallsalze können in zweckmäßiger Weise erhalten werden, wenn als Ausgangsmaterial a-Alkylalkan-monocarbonsäuren verwendet werden, die aus Olefinen, Kohlenmonoxyd und Wasser hergestellt worden sind. Ein Verfahren zur Herstellung von a-Alkylalkan-monocarbonsäuren, das im Vergleich mit älteren bekannten Methoden sehr elegant und zweckmäßig ist, ist in der britischen Patentschrift 8 71 278 beschrieben.

Die Synthese von cc-Alkylalkan-monocarbonsäuren aus Olefinen, Kohlenmonoxyd und Wasser führt auf Grund der Isomerisierung des anfänglich während der Synthese gebildeten Carboniumions zu einem Gemisch von Säuren, von denen bis zu etwa 90% und oft sogar mehr die Carbonsäuregruppe an ein quaternäres Kohlenstoffatom gebunden enthalten, das zwei Methylgruppen trägt.

Das Erdalkalimetallsalz, das in dem Dieselkraftstoff gemäß der Erfindung vorliegt, kann ein neutrales Salz oder ein basisches Salz sein. Im Rahmen der Erfindung bezieht sich der Ausdruck »basisches Salz« auf ein Produkt, das mehr als 1 Äquivalent Metall je Molekül Monocarbonsäure enthält, wobei es sich nicht um ein echtes basisches Salz zu handeln braucht. Zur Herstellung von basischen Salzen, die mehr als

I Äquivalent Metall je Molekül der Monocarbonsäure enthalten, sind verschiedene Methoden bekannt. Als Beispiele können die britischen Patentschriften 7 86 167, 7 90 471 und 7 90 473 genannt werden, in welchen basische Salze beschrieben sind, in denen überschüssige Mengen Metall, bezogen auf die zur Neutralisation der Säure erforderliche Menge, in Form von Erdalkalicarbonat vorliegen.

Den Kraftstoffen, die basische Salze enthalten, wird der Vorzug gegeben. Bevorzugte Basizitäten sind solche, die 200 bis 1000% betragen, d. h. Salze, die 3 bis

I1 Äquivalente Metall je Molekül der Monocarbonsäure enthalten.

Unter den Erdalkalimetallsalzen werden die Bariumsalze bevorzugt, weil auf molarer Basis die Bariumsalze wirksamere Zusätze sind als die anderen Erdalkalisalze.

Als Ergebnis davon zeigt ein Kraftstoff, der einen gewissen Prozentsatz Metall in Form von Bariumsalz enthält, die gleiche Verbesserung wie ein Kraftstoff, der den gleichen Gew.-%-Anteil Metall in Form des Kalziumsalzes enthält. Dies bedeutet, daß weniger a-Alkylalkanmonocarbonsäure benötigt wird, wenn das Bariumsalz als Antirauch-Zusatz eingesetzt wird. Unter den Bariumsalzen werden die 500%basischen Bariumsalze von «-Alkylalkanmonocarbonsäuren, die aus Ci5-i9-Olefinen, Kohlenmonoxyd und Wasser erhalten werden, besonders bevorzugt

Die Menge an Erdalkalisalz in dieser Dieselkraftstoffmischung gemäß der Erfindung kann in Abhängigkeit vom Ausmaß der in Betracht zu ziehenden Abgasrauchbildung gewählt werden. Erdalkalimetallsalze sind bereits als Antirauch-Zusätze in Konzentrationen aktiv, die, ausgedrückt als Metall, so gering sind wie 0,01 Gew.-%. Gewünschtenfalls können Konzentrationen angewendet werden, die so hoch wie 1 Gew.-%, ausgedrückt als Metall, sind.

Bevorzugte Konzentrationen von Salzen sind solche, die 0,02 Gew.-% bis 0,50 Gew.-% Metall im Kraftstoff betragen, insbesondere 0,03 bis 0,20 Gew.-% Metall.

Die Konzentrate der Erdalkalimetallsalze, auf die sich die Erfindung ebenfalls bezieht, sind Lösungen oder Dispersionen der Erdalkalimetallsalze der a-Alkylalkan-monocarbonsäuren in einer Trägerflüssigkeit, wobei die Trägerflüssigkeit vorzugsweise ein Schmieröl, Gasöl, Kerosin oder Dipenten (White-Spirit) ist.

Die Kraftstoffe gemäß der Erfindung können auch bekannte Zusätze enthalten, wie z. B. Zündverbesserer, Detergentien, Anti-Oxydationsmittel, Metallentaktivatoren, Fließpunkterniedriger und Antischaummittel.

Herstellung der Zusatzmittel

A) Ä-Alkylalkan-carbonsäuren, die aus Propylentrimer, Kohlenmonoxyd und Wasser gemäß dem in der britischen Patentschrift 8 71 278 beschriebenen Verfahren hergestellt worden sind und aus 91% Carbonsäuren bestehen, die die Carboxylgruppe an ein quaternäres Kohlenstoffatom gebunden aufweisen, das 2 Methylgruppen und 1 Hexylgruppe trägt, werden wie folgt in ihre neutralen Kalziumsalze übergeführt:

172 g des Säuregemisches mit einer Säurezahl von 326 mg KOH/g werden mit 37 g Kalziumhydroxyd vermischt Das Gemisch wird 2 Stunden auf 85° C unter einem Druck von 18 mm Hg erhitzt. Das Reaktionsprodukt, 190 g des neutralen Kalziumsalzes von Qo-Carbonsäuren, wird in 31 Kerosin gelöst und die erhaltene Lösung wird filtriert. Zum Filtrat werden 2 g Äthylenglykol-Monoäthyläther zugesetzt Es wird eine stabile Lösung des neutralen Kalziumsalzes von Cio-Carbonsäuren erhalten.

B) Das neutrale Strontiumsalz der gleichen Cio-Carbonsäuremischung, aus der das neutrale Kalziumsalz nach A) hergestellt worden ist, wird wie folgt gebildet:

172 g des Säuregemisches mit einer Säurezahl von 326 mg KOH/g werden mit 61 g Strontiumhydroxyd vermischt. Nach Zugabe von 1 1 Xylol wird das Gemisch erhitzt und das Reaktionswasser wird aus dem Reaktionsgemisch durch azeotrope Destillation entfernt. Die Destillation wird beendet, sobald die theoretische Menge an Wasser entfernt worden ist. Das Reaktionsgemisch wird nach Kühlen filtriert und das Xylol wird aus dem Filtrat durch Destillation unter einem Druck von 20 mm Hg entfernt. Als Destillationsrückstand werden 214 g des neutralen Strontiumsalzes von Cio-Carbonsäuren erhalten.

C) Das neutrale Bariumsalz der Cto-Carbonsäuremischung, aus der das neutrale Kalziumsalz nach A) erhalten worden ist, wird aus 172 g Säure und 85,7 g Bariumhydroxyd unter Anwendung der Verfahrensweise des B) hergestellt. Man erhält 238 g des neutralen Bariumsalzes.

D) Das neutrale Magnesiumsalz des Cto-Carbonsäuregemisches, aus der das neutrale Kalziumsalz nach A) erhalten worden ist, wird unter Anwendung der in B) angegebenen Verfahrensweise erhalten.

E) Ein basisches Bariumsalz von einem Ci5-i9-Säurengemisch, das aus einer technischen Olefinfraktion aus Paraffincrackprodukten erhalten wurde, welche Fraktion überwiegend aus einem Gemisch aus Olefinen mit Kettenlängen zwischen 14 und 18 Kohlenstoffatomen bestand, wurde wie folgt erhalten:

50 Gew.-Teile einer Kolloidaldispersion von Bariumcarbonat in Methanol (Dispersionsalkalinität von 30 mg KOH/g) wurden mit 30 Gew.-Teilen einer 4,27gew.-%igen Lösung des neutralen Bariumsalzes von C15-19-Säuren in einem Mineralschmieröl gerührt. Das kolloidale Bariumcarbonat wurde quantitativ in die ölphase überführt Die Methanolphase, die sich als klare Flüssigkeit abtrennte, wurde abgetrennt und zeigte eine Alkalinität von fast 0. Die ölphase enthielt basisches Barium Cis_t9-Carbonsäuresalz mit einer Basitität von 500%.

F) Ein 500%basisches Kalziumsalz der ds-ig-Carbonsäuremischung nach E) wurde wie folgt hergestellt:

3300 Gew.-Teile des Cis_i9-Carbonsäuregemisches mit einer Säurezahl von 208mg/KOH wurden in 32 000 Gew.-Teilen Xylol gelöst und mit einem Schlamm vermischt, der 4520 Gew.-Teile Kalziumhydroxyd und 7000 Gew.-Teile Methanol enthielt; das Vermischen erfolgte in einem Reaktionsbehälter, der mit einem Rührer, Rückflußkühler und Einrichtungen zum Hindurchleiten von Kohlendioxyd durch die Reaktionsmischung ausgestattet war. Nach Mischen unter kontinuierlichem Rühren während 30 Minuten bei 6O⁰C wurde durch die Reaktionsmischung während 3 Stunden Kohlendioxyd hindurchgeblasen; innerhalb dieses Zeitraumes wurden 1344 Gew.-Teile Kohlendioxyd absorbiert. Während der Kohlendioxydbehandlung betrug die Temperatur 40 bis 45° C.

Das entstehende Reaktionsprodukt wurde dann bei Zimmertemperatur durch ein Filter filtriert, das mit einer Filterhilfe beschichtet war, um suspendierte Feststoffe zu entfernen und das klare Filtrat wurde dann zu 4000 Gew.-Teilen Gasöl hinzugesetzt; das Methanol und Xylol wurden durch Destillation zusammen mit dem während der Reaktion gebildeten Wasser entfernt, wobei 7290 Gew.-Teile einer Lösung von hochbasischem Ci5_i9-carbonsaurem Salz im Gasöl erhalten wurden. Die Basizität des Produktes betrug 500%, der Kalziumgehalt des Konzentrates war 20,5 Gew.-%.

Beispiel 1

Eine Kraftstoffmischung enthält Kerosin mit einem Siedebereich von 170 bis 240⁰C als Basiskraftstoff und als Antirauch-Zusatz das neutrale Kalziumsalz einer Cio-Säuremischung, die aus Propylentrimer, Kohlenmonoxyd und Wasser nach den Angaben in der britischen Patentschrift 8 71 278 hergestellt war. Die Konzentration des Salzes in der Kraftstoffmischung entsprach 0,05 Gew.-% Kalzium.

Beispiel 2

Eine Kraftstoffmischung enthielt Kerosin mit einem Siedebereich von 179 bis 349° C als Basiskraftstoff und als Antirauch-Zusatz das neutrale Strontiumsalz der gleichen Cio-Säuremischung, wie sie im Beispiel 1 beschrieben ist. Die Konzentration des Salzes in der Kraftstoffmischung entsprach 0,075 Gew.-% Strontium.

Beispiel 3

Eine Kraftstoffmischung enthielt Kerosin mit einem Siedebereich von 179 bis 349° C als Basiskraftstoff und als Antirauch-Zusatz das neutrale Bariumsalz desselben Cio-Säuregemisches, wie es im Beispiel 1 beschrieben ist Die Konzentration des Salzes im Kraftstoffgemisöh entsprach 0,1 Gew.-% Barium.

Beispiel 4
20.

Eine Kraftstoffmischung enthielt Kerosin mit einem Siedebereich von 179 bis 349° C als Basiskraftstoff und als Antirauch-Zusatz das 500%basische Bariumsalz eines Cis_i9-Säuregemisches, das aus gekrackten Wachs-Ci4_i9-Olefinen, Kohlenmonoxyd und Wasser nach den Angaben in der britischen Patentschrift 8 71 278 hergestellt worden ist. Die Konzentration des Bariumsalzes in der Kraftstoffmischung entsprach 0,075 Gew.-% Barium.

Versuch 1

Die Produkte der Herstellungsweise A) bis F) wurden in einem Dieselkraftstoff in einer Konzentration aufgelöst, die 0,1 Gew.-% Metall, bezogen auf die Dieselkraftstoffmischung, entsprach. Der Dieselkraftstoff war ein Erdölkohlenwasserstoffgemisch mit einem Anfangssiedepunkt von 179° C und einem Endsiedepunkt von 359°C. Die Rauchbildung der Dieselkraftstoffmischungen wurde mit der Rauchbildung des Basisdieselkraftstoffes in einem Gardner 1L2/LW-4-Takt-Einzylinder-Dieselmotor mit direkter Einspritzung verglichen. Der Motor lief mit 700 Umdrehungen pro Minute in einem Belastungsbereich von 4,22 bis 7,38 kg pro cm² mittlerer effektiver Druck. Der Ausstoß an Abgasrauch wurde mit einem Hauptstrom-Lichtabsorptions-Rauchmeßgerät gemessen. Bei allen Belastungen wurden signifikante Verminderungen des Ausstoßes an Abgasrauch ermittelt. Die Meßergebnisse bei der relativ hohen Belastung von 7,03 kg/cm² sind in Tabelle 1 angegeben:

Tabelle 1	Vi - LichUbsorption
Geprüfter Kraftstoff	-' (Belastung 7,03 kg/cm²)
	83,0
Basiskraftstoff	59,5 .
Basiskraftstoff + Zusatz
nach B)	66,0
Basiskraftstoff + Zusatz
nach C)	61,5
Basiskraftstoff + Zusatz
nach E)

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß alle geprüften Salze eine beträchtliche Verringerung des Auspuffrauches im Vergleich zum unbehandelten Kraftstoff ergaben.

Versuch 2

Da der einzige, nach dem Stande der Technik auf dem Markt verfügbare Antirauch-Zusatz ein basisches Bariumsulfonat ist, wurde das basische Bariumsalz nach E) im Versuch 2 verwendet, wobei ein Kraftstoff gemäß der Erfindung mit einem Kraftstoff verglichen wurde, der einen bekannten Antirauch-Zusatz enthielt. Die Einzelheiten des Versuches waren die folgenden:

Die verwendeten Motoren waren ein Gardner lL2/LW-4-Takt-Einzylinder-Dieselmotor mit direkter Einspritzung und ein Petter 4-Takt-Einzylinder-Dieselmotor. Bei diesen beiden Motortests wurden die Zusätze in einen Dieselkraftstoff eingemischt, der einen Anfangssiedepunkt von 179° C und einen Endsiedepunkt von 359° C aufwies, um einen Bariumgehalt von 0,075 Gew.-% im schließlich erhaltenen Kraftstoff einzustellen. Wie oben angegeben, enthielt der Kraftstoff gemäß der Erfindung den Zusatz nach E) und der für Vergleichszwecke verwendete Kraftstoff enthielt einen bekannten Zusatz, nämlich ein 1300°/obasisches Bariumnaphthasulfonat, wie es am Markt erhältlich ist.

A. Gardner 1 L2/LW-4-Takt-Dieselmotor

Dieser Motor wurde einem Arbeitszyklus unterworfen, der Abschnitte hoher Geschwindigkeit (1500 Umdrehungen/min) bei hoher Belastung (6,75 kg/cm²), niedriger Geschwindigkeit (800 Umdrehungen/min) bei geringer Belastung (1 kg/cm²) und mittlerer Geschwindigkeiten und Belastungen umfaßte. Abschaltzeiträume waren ebenfalls im Zyklus vorgesehen. Während des Tests wurden Messungen der Abgasrauchemission, Motorbelastung und des Treibstoffverbrauchs bei einem gegebenen Motorzustand alle zwei Stunden durchgeführt. Die Gesamtversuchsdauer betrug 245 Stunden. Die Messungen sind in den Fi g. 1 und 2 angegeben. In F i g. 1 ist der Rauchspiegel, ausgedrückt in %-Lichtabsorption, gegen die Laufzeit in Stunden angegeben. Die Kurve A veranschaulicht die Ergebnisse, wie sie unter Verwendung des Kraftstoffes mit dem bekannten Additiv erhalten werden, Kurve B veranschaulicht die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kraftstoffes erhaltenen Ergebnisse. Mit dem den bekannten Zusatz enthaltenden Treibstoff wurde nach etwa 110 Stunden Betrieb eine starke Rauchentwicklung festgestellt, die etwa 50 Stunden dauerte; danach ist die Rauchentwicklung wie zu Beginn des Versuches, jedoch am Ende des Versuches beginnt der Rauch wieder zuzunehmen. Die Kraftstoffmischung gemäß der Erfindung gibt ständig einen niedrigen Wert an Rauchemission.

Die Leistung der Maschine, ausgedrückt als mittlerer effektiver Druck in kg/cm², ist gegen die Zeit in Stunden in der oberen Hälfte der F i g. 2 aufgetragen und der spezifische Kraftstoffverbrauch in kg/Brems-PS/h gegen die Zeit in Stunden in der unteren Hälfte der F i g. 2. Es kann ersehen werden, daß mit dem die bekannten Zusätze enthaltenden Kraftstoff (Kurve A) eine Abnahme der Leistung und eine Zunahme des spezifischen Kraftstoffverbrauches gleichzeitig mit der Rauchemission auftritt, wohingegen die Kraftstoffmischung gemäß der Erfindung eine gleichbleibend hohe Leistung ergibt sowie einen niedrigen spezifischen Kraftstoffverbrauch während des gesamten Versuchs. Vor und nach dem eben beschriebenen Versuch wurde die Leistungsabgabe, Rauchemission und der spezifische Kraftstoffverbrauch füF jeden der geprüften Kraftstoffe ermittelt. Die Ergebnisse für den den bekannten Zusatz enthaltenden Kraftstoff sind in F i g. 3 angegeben und die Ergebnisse für die Kraftstoffmischung gemäß der Erfindung finden sich in Fig.4. In beiden Figuren sind von oben nach unten aufgetragen: Der mittlere effektive Druck (in kg/cm²) bzw. Bremsleistung (in p.k.), der Rauchwert (in % Lichtabsorption) und der spezifische Kraftstoffverbrauch (in kg/Brems-PS/h) gegen die Motorgeschwindigkeit (in Umdrehungen/ min χ 100). Die voll ausgezogenen Linien veranschaulichen die Messungen vor dem 254-Stunden-Test und die strichlierten Linien die Messungen nach dem oben beschriebenen 254-Stunden-Test. Durch diese Linien wird klar veranschaulicht, daß mit dem Kraftstoff gemäß der Erfindung die Leistung des Motors die gleiche wie vor dem 254-Stunden-Test ist, wohingegen bei Ausführung des 254-Stunden-Tests mit dem .Kraftstoff, der den bekannten Zusatz enthält, die Leistung des Motors verlorengeht.

B. Petter 4-Takt-luftgekühlter-Einzylinderdieselmotor

Bei diesem Versuch wurde das Verschmutzen der Einspritzdüsen für den Kraftstoff gemessen. Das Verschmutzen der Düsen wurde durch Messung der Zeit ermittelt, die für den Durchfluß einer festgesetzten Menge Kraftstoff durch die Düsen vor und nach dem 2stündigen Motorenlauf bei zwei verschiedenen Belastungen benötigt wird. Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 2 zusammengefaßt:

Tabelle 2

Geprüfter Kraftstoff

Prozentuelle Zunahme der Fließzeit durch die Düse

2,81 kg/cm* 4,22 kg/cm* mittlerer effektiver Druck

Basiskraftstoff + Zusatz 25,3 21,8

nach E) auf 0,075 Gew.-°/o

Barium

Basiskraftstoff + 1300% 66,5 143,5

basisches Bariumsulfonat

auf 0,075 Gew.-% Barium

Versuch 3

Bei .diesem Versuch wurde das basische Bariumsalz nach E) mit einem 1000% basischen Kalziumnaphthenat in bezug auf Nebeneffekte geprüft, die bei Verwendung dieser Zusätze in den Dieselkraftstoffen auftreten. Der verwendete Basiskraftstoff war der gleiche wie jener bei den Versuchen 1 und 2.

Es wurde der Petter-Motor wie bei Versuch 2B) verwendet, um das Verschmutzen der Einspritzdüsen für den Kraftstoff zu messen. Der Prozentsatz Zunahme an Fließzeit für eine gegebene Menge Kraftstoff durch die Düse war bei Verwendung des Basiskraftstoffes, der den Zusatz nach E) in einer Menge von 0,075 Gew.-% Barium enthielt, 21,8%, wohingegen die prozentuelle Zunahme, die bei Verwendung eines 1000%basischen Kalziumnaphthenats ermittelt wurde (hergestellt aus Naphthensäure mit einer Säurezahl von 170 mg KOH/g), bei einer Konzentration von 0,05Gew.-% Kalzium im Kraftstoff 200% betrug.

Bei einem weiteren Versuch wurde die Wasserretention der die obigen Barium- und Kalziumsalze enthaltenden Kraftstoffe gemessen.

Die als Zusätze im selben Basiskraftstoff wie oben

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verwendeten Salze waren ein 200%basisches Bariumsalz, hergestellt aus dem Qs-ig-Säuregemisch, das für die Herstellung des 500%basischen Bariumsalzes nach E) verwendet wurde und ein 800%basisches Kalziumsalz der Naphthensäuren mit einer Säurezahl von 170mgKOH/g.

Die Zusätze wurden im Basiskraftstoff bis zu einer Konzentration gelöst, die 0,05 Gew.-°/o Metall entsprach. 300 ml jeder Lösung wurden in eine Flasche gebracht, die eine Höhe bis zum Hals von etwa 17 cm und einen Durchmesser von etwa 6 cm aufwies. Zu jeder Lösung wurden 3 ml Wasser zugesetzt und die Flaschen

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wurden mit einem Korkstopfen, der mit einer Aluminiumfolie bedeckt war, verschlossen. Die Flaschen wurden 15 Minuten in einer Schüttelvorrichtung mit 3,7 cm Ausschlag bei etwa 300 Ausschlägen pro Minute geschüttelt Nach diesem Zeitraum wurden die Flaschen bis zu ihrem Hals in ein Wasserbad eingetaucht, das auf einer Temperatur von 30⁰C gehalten wurde. Die Inhalte der Flaschen wurden in Abständen beobachtet. Der Kraftstoff schied das Wasser rasch ab und war nach 30 Minuten klar. Der das Kalziumnaphthenat enthaltende Kraftstoff hielt das zugesetzte Wasser an sich und war noch nach 4 Stunden trüb.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

" 1. Dieselkraftstoffmischung, bestehend aus einem als Kraftstoff in einem Dieselmotor geeigneten Kohlenwasserstoff und 0,01 bis 1 Gewichtsprozent, ausgedrückt als Erdalkalimetall eines Erdalkalisalzes einer oc-Alkylalkanmonocarbonsäure mit der nachstehenden Strukturformel

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