DE2216880A1 - Treibstoff sowie Zusatz zu dessen Herstellung - Google Patents

Treibstoff sowie Zusatz zu dessen Herstellung

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DE2216880A1 DE19722216880 DE2216880A DE2216880A1 DE 2216880 A1 DE2216880 A1 DE 2216880A1 DE 19722216880 DE19722216880 DE 19722216880 DE 2216880 A DE2216880 A DE 2216880A DE 2216880 A1 DE2216880 A1 DE 2216880A1
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Description

DIPL-ING. KLAUS BEHN DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER
PATENTANWÄLTE
MÜNCHEN 22 WIDENMAYERSTRASSE TEL. (0811) 22 25 30-29 5192
Uns.Zeichen: A 9ö 72
7. April I972
FLrua 03TSRIiEICHISCHE HIAG-ΊΈΠΚΕ AKTIENGESELLSCHAFT A-IOI3 1Jien (Österreich), GLuckgasse 2
Treibstoff sowie Zusatz .i.u dessen Heroteilung
2Qa85Q/0631
Die Erfindung bezieht sich auf einen Treibstoff mit herabgesetztem CO-Gehalt im Abgas beim Betrieb von Verbrennungskrattmaschinen bei etwa gleichbleibendem Heizwert des Treibstoffen mit einem Gehalt an sauerstoffhaltigen Verbindungen, wie Acetalen und Alkoholen und anderen mit handelsüblichen Benzinen mischbaren Flüssigkeiten.
Die Zusammensetzung der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen ist in erster Linie vom Kraftstoff-Luftverhältnis, n'i.'alidh der Luftzahl abhängig. Die Luftzahl λ drückt das Verhältnis dor bei der Verbrennung tatsächlich vorhandenen Luftmengo zur stöchiometrisch erforderlichen Luftrnenge aus.
, _ effektive Luftmenge
stöchiometrische Luttmenge
Die für den praktischen Betrieb von Kraftfahrzeugmotoren übliche Luftzahl ist durch die Eigenart der Motorkonstruktion sowie durch die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors gegeben
etwa
und 1 Legt/zwischen 0,85, also LuftUnterschuß, und 1,1, also Luftüberschuß, wobei bei λ = 0,85 die größte Leistung und bei λ = 1,1 der geringste Urbrauch erzielt wird.
Auch bei sorgfältiger Einstellung des Motors läßt es sich nicht vermeiden, daß sich dieses Verhältnis je nach Drehzahl und Belastung des Motors ändert und daß daher immer Anteile an unverbranntcru Kraftstoff sowie an CO und anderen Verbrennungsprodukten in den Abgasen auftreten. Bei Verbreiinungskraftmaschinen arbeitet der Vergaser meist in einem Bereich, in welchem etwas weniger als die stöchiometrische Menge an Verbrennungsluft zugesetzt wird, wobei jedoch der Motor eine gute Leistung und Beschleunigung ergibt. Aus einem solchen Gasgemisch entsteht bei der Verbrennung im Motor ein Abgas mit einem hohen Cü-Gehalt. Alle Inuite in Lctrieb befindlichen Verbrunnungsktviftuaschinen, insbesondere JtLo-
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motoren, liefern je nach ihrem Betriebszustand Abgase, die einen wesentlichen Anteil an giftigen Bestandteilen enthalten.
Weiters wird die Leistung eines Verbrennungsmotors (Ottomotor) durch die Verdichtung bestimmt. Eine höhere Verdichtung ergibt höhere Verbrennungstemperaturen und damit höhere Enddrücke sowie einen besseren Wirkungsgrad. Damit Ottomotoren mit hoher Verdichtung betrieben werden können, ist es notwendig, dem Treibstoff sogenannte Klopfbremsen beizumengen, vor allem organische Bleiverbindungen, wie Bleitetraäthyl (TEL) oder Bleitetramethyl (TML). Durch die starke Zunahme des Kraftfahrzeugverkehrs tritt Gefährdung der Gesundheit durch die in den Abgasen enthaltenen Schadstoffe, insbesondere durch Kohlenmonoxyd (CO), Stickoxyde (NO ), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (CII ) , Aldehyde, Crackprodukte, sowie durch Blei auf. Wenn auch die Giftigkeit mancher Stoffe, z.B. Blei, in der Luft noch umstritten ist, so haben sich doch die Gesetzgeber vieler Staaten (USA, BRD, Schweiz, Österreich, usw.) veranlaßt gesehen, den Gehalt der Schadstoffe in den Abgasen sowie den Gehalt an Blei und Aromaten im Treibstoff zu begrenzen.
Es wurden bereits viele Versuche unternommen, durch verschiedene Haßnahmen die vom Gesetzgeber verlangten geringeren Schadstoffnengen zu erreichen, doch ist es bisher durch rein moto-I1ISCh konstruktive Maßnahmen nicht gelungen, wesentliche Erfolge zu erzielen. Dies ist jedoch erklärbar, wenn man das Zustandsdiagramm eines Ottomotors von idealem Zustand und mit elektronischer Einspritzung betrachtet, bei dem der Gehalt der einzelnen Schadstoff komponenten in Abhängigkeit von der Luftzahl veranschaulicht wird (Figur l!).
Man sieht daraus, das der Gehalt an CO „ bei der Luftzahl
1 ein Maxi mim erreicht, der von CO ein Minimum. Der Gehalt «in (CH )r
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hat das Minimum bei einer Luftzahl von 1,15, wobei an gleicher Stelle das Maximum an NO und an Aldehyden liegt. Da die Verbrennung nur im Boreich von λ 0,85 bis 1,1 gut abläuft, ist dieser Bereich auch im Betrieb der Leistung und dem Verbrauch nach der beste. Außerhalb dieser Bereiche ist ein Abfall an Leistung und erhöhter Verbrauch zu verzeichnen. Ferner stellt das Diagramm die Abhängigkeit der einzelnen Schadstoffe im Rahmen des chemischen Gleichgewichtes voneinander dar. Es ist also bei einer bestimmten Luftzahl zwangsläufig jede Größe der einzelnen Komponenten, gleicher Treibstoff vorausgesetzt, gegeben. Da die Treibstoffe genormt sind, unterscheiden sie sich, international gesehen, nur unwesentlich im C/H-Verhältnis voneinander. Der Gehalt an NO ist eine Funktion der Verbrennungstemperatur, die sich auch aus der Luftzahl ergibt. Die Stickoxyde sind wegen ihrer katalytischen Wirkung bei Oxydationsreaktionen in der chemischen Technologie seit langem bekannt, z.B.bein Bleikammerverfahren die Oxydation von SOp zu SO3, das Verfahren der Gutehoffnungshütte zur1 Oxydation von Methan zu Formaldehyd, das Verfahren der Monsanto Chemical Co. zur Oxydation von aliphatischen Kohlenwasserstoffen zu Formaldehyd, Acetaldehyd, Aceton, Alkoholen usw. Die katalytisch« Wirkung von NO ist somit auch bei der Verbrennung im Ottomotor gegeben, da schon 0,1 Vol.% als katalytisch wirksame Mengen in technischen Prozessen bei niedrigeren Temperaturen,als sie im Ottomotor auftreten, ausreichend sind. Der Verbrnnnungsvorgang im Ottomotor ist nicht nur eine Funktion der1 Luftzahl sondern auch eine Funktion der Verbrennungsgeschwindigkeit des Treibstoffes.
Bei verschmutzte Motoren ist die Verbrennung unvollständig. Fs nuß außerdem noch ben'.f'kt werden, daß sich auch die Turbulenz wälw c;nd der1 Verbrennung, die von der Drehzahl abhängt, in der Erreichung des Gleichgewichtes beiiwrkbar macht.
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Nach dem Massenwirkungsgesetz kann der Gleichgewichtszustand bei einer Reaktion nur dadurch verända?t werden, daß bei gleichen Reaktionsteilnehmern der Druck und/oder die Temperatur geändert werden. Aus diesen Überlegungen heraus ist es also nur dann möglich, die Zusammensetzung des Abgases zu verändern, wenn man
a) den Treibstoff ändert oder
b) die Verdichtung des Motors herabgesetzt.
Die Herabsetzung der Verdichtung bringt.eine Verschlechterung der Leistung mit sich. Bei den meisten europäischen Kraftfahrzeugen würden dadurch die Fahrleistungen so herabgesetzt, daß sie den Ansprüchen nicht mehr genügen.
Ein weiterer Weg zur Beseitigung der Schadstoffe im Abgas besteht darin, das Abgas nach dem Austritt aus dem Motor mit Luft zu vermischen und die Schadstoffe zu verbrennen. Zur Ermöglichung einer Nachverbrennung ist es jedoch notwendig, daß das austretende Abgas so heiß ist, daß die katalytische Verbrennung in Gang gehalten werden kann. Dazu ist eine Linsteilung der Zündung erforderlich, die nicht einer wirtschaftlichen und leistungsmäßig guten Einstellung entspricht. Weiters muß eine entsprechend große Luftmenge verdichtet und mit dem Ab.'.as vermischt werden. Daraus resultiert eine Verminderung der Fahrleistung bei einem weit höheren Treibstoffverbrauch. Der cyclische Betrieb eines Kraftfahrzeuges läßt den Wert solcher tiaehverbrannungen sehr fragwürdig erscheinen, Katalysatoren arbeiten nur unter genau definierten und gleich" bleibenden Pedingungen zufriedenstellend. Ej ist nicht vors teilbar, daß ein kalter Ka*.'t I /jutor L.*.. ί.ΐα Starten des Motors im Winter, /.um Beispiel bei einer ..jj'<.'r.U-Jiip(ir-itur vun -20^C, t
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BAD
nieren kann, wenn aus zwingenden Gründen ein fettes Treibstoffgemisch verwercfet wird. Die bisher bekannten Katalysatoren sind nur bei hohen Temperaturen wirksam.
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Es war mit Erfolg versucht worden, den Verbrennungsvorgairi im Motor durch gewisse Zusätze zu steigern und damit Leistung und Lebensdauer des Motors zu erhöhen. Das wichtigste Beispiel eines solchen Zusatzes ist das Bleitetraäthyl, das schon in geringen Mengen zugesetzt.die Klopffestigkeit des Benzins erheblich verbessert, wodurch der Motor geschont wird. Es treten dann allerdiigs gesundheitsschädliche Bleiverbindungen im Abgas auf, deren Wegs:haffung dringend gefordert werden muß.
In dem Bestreben, das Bleitetraäthyl durch eine Substanz zu ersetzen, die ein ungiftiges Abgas liefert, ist unter anderem auch Anilin vorgeschlagen worden, das eine gute Antiklopfwirkung aufweist und mit anderen Treibstoffzusätzen gut verträglich ist. Es hat sich aber neuerdings herausgestellt, daß das Anilin und seine Derivate entgegen früheren Annahmen zu starken Ablagerungen gummiartiger Rückstände im Motor und in der Anbdo^Ieitung führt, so daß der Zusatz dieser Stoffe zum Treibstoff bedenklich erscheint.
Es bleibt daher praktisch der einzige Weg, durch geeignete Maßnahmen die Verbrennung selbst so zumdorn, daß der Gehalt an Schadstoffen zwangsläufig vermindert wird. Dies kann bei gleichbleibender Verdichtung nur so geschehen, daß mit Hilfe sauerstoffhalt iger Verbindungen der Luftbedarf und die Verbrennungstemperatur herabgesetzt wird. Weiters kann bei Verwendung von saum stoffhalt igen Verbindungen mit größerer Verbrennungsgeschwindigkeit das Gleichgewicht der Verbrennung schneller erreicht und dadurch der Wirkungsgrad sogar noch erhöht werden.
Unter der Fülle von organischen sauerstoffhaltigen Verbindungen können aus wirtschaftlichen und physikalischen Gründen nur wenige als Zusatz geeignet bezeichnet werden. Der Zusatz d :·«.>: f den Treibstoff nicht so verändern, daß er dadurch nicht mt-.hr
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normgerecht ist. Weiters sollen auch schon geringe Mengen möglichst wirksam sein.
Es ist bekannt, daß durch Zusatz von sauerstoffhaltigen Verbindungen, vor allem von Alkohol eine Verbesserung der Verbrennung und damit des Klopfverhaltene erreicht wird. Wegen der Gefahr einer Entmischung bei tiefen Temperaturen ist jedoch der Zusatz von Alkohol allein nicht möglich.
In Zeiten eines Treibstoffmangels wurde schon vorgeschlagen, das Benzin zumindest teilweise durch andere Substanzen zu ersetzen, wozu wiederum vor allem niedere Alkohole und andere sauerstoffhaltige Verbindungen dienen sollten. Solche Vorschläge sind beispielsweise in der Schweizer Patentschrift Nr, 238 693, in der franz. Patentschrift Nr. 890 651 und in den deutschen
und 822 031
Patentschriften Nr. 819 176/enthalten. Die in diesen Patentschriften angeführten Treibstoffe stellen Ersatztreibstoffe dar, die zum Betrieb moderner Verbrennungsmotoren nicht geeignet sind. Ihr Anteil an Benzin beträgt 0 bis höchstens 70 Vol.%. Ihr Heizwert ist gering und beträgt etwa tOOO bis 9000 CaI gegenüber 10 000 bis 10 700 CaI üblicher Treibstoffe. Zur notwendigen Stabilisierung der Benzin-Alkohol-Gemische wurden Zusätze von Lösungsvermittlern, vor allem von Acetalen, vorgeschlagen, die jedoch stets in Mengen von mehr als 10 Vol.% vorhanden sein mußten, um entsprechende Alkoholmengen auch bei tiefen Temperaturen in Lösung zu halten.
Bei Prüfung dieser älteren Vorschläge auf ihre Eignung zur Herabsetzung des CO-Gehaltes hat sich gezeigt, daß es wegen des niedrigen Heizwertes der Treibstoffe nicht oder nur mit großer Mühe gelingt, den Motor in Gang zu halten, so daß es schon aus diesem Grunde nicht möglich war, das anstehende Problem mit
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Hilfe dieser Vorschläge zu lösen.
Die Erfindung betrifft -einen Treibstoff, der praktisch den Heizwert von üblichen Treibstoffen besitzt, der aber dennoch bei der Verbrennung einen wesentlich niedrigeren CO-Gehalt des Abgases aufweist.
Erfindungsgemäß weist dieser Treibstoff vor allem das Merkmal auf, daß er 0,2 bis 12, insbesondere 0,5 bis 10 Vol.% Verbindungen der allgemeinen Formel
R9O-C-OR
I 3
worin R1 = H oder CH3, R2 = CH3, C2II5, C3H7, C11Ii9 und R3 = CII3, C2H5, C3II7, C1JIg bedeuten sowie Lösungsvermittler und Hilfsstoffe und gegebenenfalls Wasser enthält.
Der Treibstoff kann auf Basis aller handelsüblicher Benzine aufgebaut sein gleichgültig, ob dieselben mit irgendweichen Zusätzen versetzt sind, die verschiedenen Zwecken, zum Beispiel der Erhöhung der Klopffestigkeit oder der Korrosionsfestigkeit dienen. So kann der Treibstoff sowohl verbleit als auch nichtverbleit sein.
Der erfindungsgemäße Treibstoff kann durch Beifügung eines Zusatzgemisches zum Benzin erhalten werden. Es können aber auch die einzelnen Komponenten dem Benzin in beliebiger Reihenfolge zugesetzt werden. Meist wird es von Vorteil sein, dem Benzin im Zuge seiner Herstellung,also bereits in der Raffinerie, ein entsprechendos Gemisch im gc'inzen oder in die Komponenten getrennt zuzusetzen.
Es ist auch möglich, als Treibstoffbcfis Verschnitte von handelsüblichen Benzinen untereinander oder mit anderen Kohlen-
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wasserstofffraktionen anzuwenden.
Es ist nicht erforderlich, daß der erfindungsgemäße Treibstoff den neuen Zusatz für sich allein enthält. Bei vorteilhaften Ausführungsformen enthält der Treibstoff vielmehr weitere Aktivstoffe, die verschiedenen Zwecken dienen.
Wiewohl der erfindungsgemäße Treibstoff mit solchen bekannten Zusatzstoffen verträglich ist und diese deshalb in gewohnter Weise auch bei Vorhandensein des neuen Zusatzes dem Benzin zugesetzt werden können, verdient der Umstand Beachtung, daß der erfindungsgemäße Treibstoff überraschenderweise neben den bereits erwähnten Vorteilen auch noch die Wirkungen fast aller bereits bekannten Treibstoffzusätze in mehr oder weniger starkem Maße äussert. So wurde gefunden, daß er eine verbesserte Klopffestigkeit besitzt, daß er einen herabgesetzten Stickoxydgehalt im Abgas aufweist, daß er den Motor von harzartigen Ansätzen befreit, daß er Wasseransammlungen vor allem im Vergaser nicht zuläßt, vorhandenes Wasser aus dem Tank und dem Vergaser wegführt, eine Vereisung des Vergasers verhindrt, antikorrosiv wirkt und durch den neuen Zusatz eine Wertsteigerung minderwertiger Treibstoffe herbeigeführt wird.
Überdies macht die Verwendung des erfindungsgemäßen Treibstoffes keine Änderung der Motorkonstruktion erforderlich, damit er in bleifreiem Zustand rationell verwendet werden kann.
Der erfindungsgemäße Treibstoff kann daher auch in hoch komprimierenden Motoren verwendet werden. Die Zumischung des Zusatzes zum Treibstoff kann in der Raffinerie ohne jede kostspielige Veränderung der Betriebsanlagen erfolgen. Wegen seiner Antiklopfeigenschdften kann durch den erfindungsgemäß eingesetzten Zusatz eine Einsparung an Aromaten im Benzin erzielt werden.
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Besonders gute Ergebnisse können mit dem erfindungsgemäßen Treibstoff dann erhalten werden, wenn er gleichzeitig an Stelle von Bleitetraäthyl als Antiklopfmittel Anilin oder eines seiner Derivate, insbesondere Methylanilin, enthält, weil eine besonders wichtige Eigenschaft des erfindungsgemäßen Treibstoffes darin besteht, daß er im Motor vorhandene gummiartige Ablagerungen nach und nach abträgt und auf diese Weise den Motor reinigt. In gleieher Weise verhindert er jede Neubildung und Ablagerung solcher Stoffe, so daß die bislang hinsichtlich des Einsatzes von Anilin bzw. dessen Derivate!als AntiKbpfmittel vorhandenen Schwierigkeiten bei gleichzeitiger Anwendung dieses Treibstoffes und von Anilin wegfallen.
Der erfindungsgemäße Treibstoff zeigt verbesserte Verbrennungseigenschaften, so daß durch den Zusatz kein Leistungsabfall zu beobachten ist, obwohl der Gesamtheizwert des durch den Zusatz veredelten Treibstoffes geringfügig vermindert ist.
Es hat sich ferner gezeigt, daß der C0-Gehalt im Abgas besonders stark absinkt, wenn der Zusatz des erfindungsgemäßen Treibstoffes im wesentlichen aus zumindest drei sauerstoffhaltigen Verbindungen besteht. Beispiele solcher Gemische sind Dimethylformal, Methanol, Isopropanol; Dimethylacetal, Methanol, Isobutanol; Dimethylformal, Methanol, Isopropanol, Paraldehydi Dimethylformal, Methylacetat, Isobutanol; Dimethylacetal, Methanol, Diisopropylformal, Isopropanoli Diäthylacetal, Methanol, Äthanol, Isobutylacetat, Paraldehyd und ähnliche Gemische.
Als nicht einsiiränkende Beispiele für die volumenmäßige
als
Zusammensetzung von/Zusatz geeigneten Gemischen, die aus drei oder mehr sauerstoffhsLtigen Verbindungen bestehen, von denen wenigstens eine der oben angegebenen Formel entspricht, können genannt werden:
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40 VoIT. Dimethylformal, 40 Vol.T. Methanol, 20 Vol.T. Isopropanol j 20 Vol.T. Dimethylacetal, 20 Vol.T. Diäthylacetal, 30 Vol.T. Isopropanol, 30 Vol.T. Diisopropylformal\ 30 Vol.T. Dimethylformal, 30 Vol.T. Methanol, 20 Vol.T. Isopropanol, 20 Vol.T. Isobutanol, 30 Vol.T. Dimethylformal, 30 Vol.T. Methanol, 20 Vol.T. Isopropanol, 20 Vol.T. Paraldehyd; 20 Vol.T. Methylacetat, 20 Vol.T. Methy-IaI, 30 Vol.T. Methanol, 20 Vol.T. Isopropanol, 10 Vol.T. Paraldehyd od.dgl. Der Gehalt an Methanol kann bis 60 Vol.%, der an Isopropanol bis 40 Vol.% der zuzusetzenden Mischung betragen.
Wiewohl alle Verbindungen der oben angegebenen Formel im angegebenen Sinne wirksam sind, sind doch die niedrigmolekularen gegenüber den hochmolekularen Verbindungen bevorzugt, insbesondere jene, die eine oder mehrere Methylgruppen enthalten.
Insbesondere bei der Anwendung dieser niedrigmolekularen Verbindungen tritt, wie noch gezeigt werden wird, eine deutliche Erhöhung der ROZ gegenüber der gleichen Kennzahl des Ausgangsbenzins ein, so daß es möglich ist, durch den erfindungsgemäßen Treibstoffzusatz das ansonsten verwendete Antiklopfmittel zumindest teilweise und häufig vollständig zu ersetzen.
Wegen der Steigerung der Klopffestigkeit durch den erfindungsgemäßen Zusatz kann somit in der Regel auf die Zumischung einer organischen Bleiverbindung verzichtet oder diese durch einen Zusatz von Anilin oder einem seiner Derivate ersetzt werden, wodurxh nicht nur die bekannten Vorteile des Anilinzur.atzes erreicht werden, sondern auch eine katalytische Nachverbrennung falls erwünscht, ermöglicht wird, weil im Abgas keine Bleiverbindungen mehr vorhanden sind, die den Katalysator vergiften würden. Anstelle von Anilin kann auch eine andere als Klopf bremse, wirksame Verbindung angewendet werden.
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Es wurde gefunden, daß sehr gute Ergebnisse mit einem erfindungsgeiriänen Zusatz erzielt werden, dessen Zusammensetzung so ausgewählt ist, daß, wenn ei1 in einer Menge von 5 bis 12 Vol.% zugesetzt ist, sein Partialdruck bei allen Temperaturen im Siedebereich des Treibstoffes etwa im gleichen Verhältnis zum Partialdruck des Treibstoffes steht. So tritt beispielsweise bei einem Mehrzylindermotor mit Fallstromvergaser bekanntlich eine Zerlegung des Treibstoffes im Gas-Luft-Gomisch in der Weise auf, daß diejenigen Zylinder, die vom Vergaser räumlich am weitesten entfernt sind, ein Gemisch erhalten, das reich an niedrig siedenden Komponenten des Treibstoffes ist, während diejenigen Zylinder, db dem Vergaser räumlich benachbart sind, ein Gemisch erhalten, das reich an hochsiedenden Komponenten des Treibstoffes ist. Der erfindungsgemäße Zusatz ist dann besonders wirksam, wenn er diese Zerlegung mitmacht, so daß in jeder Teilmenge des Treibstoffes bzw. in jeder Siede- oder Verdunstungsfraktion desselben das Verhältnis der Partialdrücke des Treibstoffes zum Zusatz etwa das gleiche ist.
Der erfindungsgemäße Treibstoff ist vorteilhaft so zusammengesetzt, daß die Siedekurve des veredelten Treibstoffes mit derjenigen des unveredelten Treibstoffes im wesentlichen zusammenfällt.
Beispiele für die beiden letztgenannten Aus führung sformen sind Treibstoffe, die neben Normalbenzin Zusätze mit den folgenden Volumenzusairimensetzungen enthalten: 20 VoI,T, Methylacetat, 18 Vol.T. Hethylal, 30 Vol.T. Methanol, 20 Vol.T. Isopropanol, 10 Vol.T. Paraldehyd und 2 VoI,T. Wasser; 30 VoLT. Methanol, 10 Vol.T. Methylal, 30 Vol.T. Methylacetat, 20 Vol.T. Isopropanol und 10 Vol.T. Paraldehyd.
Es wurde gefunden, dai'i nicht nur, wie bereits bekannt,
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Ersatztreibstoffe mit hohen Gehalten an dem erfindungsgemäß wirk-·- samen Bestandteil einige Prozent V/asser enthiilten können, sondern daß auch der erf indungsgernäße Treibstoff mit Vorteil Wasser enthalten kann. Je nach der Zusammensetzung des Treibstoffes, vox1 allem seines Aromatengehaltes, und je nach der Temperatur, bei der das mit dem Zusatz veredelte Benzin gelagert werden soll, kann sein Wassergehalt verschieden groß nein. Er bewegt sich vorteilhaft in den Grenzen von 0,0002 bis 0,4 Vol.%, bezogen auf den gesainten Treibstoff.
Setzt man nur eine Verbindung dem Treibstoff zu, tasten meist unerwünschte Folgen, z.B. Entmischung in der Kälte, Vereisung, Korrosionen usw. ein.
Es wurde nun eine Mischung gefunden, die beim Zusatz zum Treibstoff nicht nur die Verbrennung in gewünschtem Sinne günstig beeinflußt,sondern auch noch weitere beachtliche Vorteile bringt.
Ein derartiger erfindungsgemäßer Treibstoff enthält ein Gemisch aus
35 bis 45 Vol.Teilen Methylal
35 bis 45 Vol.Teilen Methanol
15 bis 25 Vol. Teilen Isopropanol sowie vorzugsweise
10 bis 125 Vol.Teilen Anilin bzw. dessen Derivate, insbesondere Methylanilin, gegebenenfalls neb± anderen üblichen Treibstoffzusätzen.
Die Mischung ist in ihrer Zusammensetzung so abgestimmt, daß sowohl die physikalischen Voraussetzungen, das sind Mischbarkeit mit Benzin, Kältebeständigkeit der Mischungen mit Benzin, als auch die chemischen Voraussetzungen, das sind niedrigerer Luftbedarf, niedrigere Verbrennung:;temperatur und hohe Verbrennungsgoschwindlgi.i'i. t erfüllt worden. Es wird damit erreicht, daß
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durch die niedrige Verbrennungstemperatur der Gehalt an NO entsprechend kleiner wird, durch den geringen Luftbedarf das Massengleichgewicht verbessert und durch die hohe Verbrennungsgeschwindigkeit eine raschere Einstellung des chemischen Gleichgewichtes erreicht wird. Dadurch ist es möglich, daß schon bei einem Zusatz von 5 Vol.% der Mischung zum Treibstoff eine Herabsetzung des CO-Gehaltes bis zu 30 %, des NO -Gehaltes bis zu 20 %-, des Aldehydgehaltes bis zu 80 % erreicht werden. Der Gehalt an unverbrannten Kohlenwasserstoffen steigt zwar infolge des Gleichgewichtes um 10 bis 20 %, bewegt sich jedoch nur im ppm-Bereich. Die Verbesserung des Abgases erstreckt sich über alle Zustände im praktischen Fahrbetrieb.
Zu diesem erfindungsgemäßen Treibstoff wird weiterhin das als Klopfbremse bekannte Anilin (bzw. dessen Derivate), dao wegen der Verharzung von Vergaser und Ansaugsystem sowie Verschmutzung der Lagerbehälter bisher nicht verwendet worden ist, anstelle von Blei eingesetzt. Es wurden einem bleifreien Grundbenzin sowohl 5 bis Io % der oben angeführten Mischung als auch 1,2 5 bis 2,5 Vol.% Anilin zugefügt. Es wurde eine Erhöhung der Oktanzahl um bis zu 11 OZ erreicht. Außerdem wurde die Gumbildung eines marktüblichen Treibstoffes auf die Hälfte herabgedrückt. Im praktischen Betrieb eines Kfz. wurde innerhalb eines Jahres keine Verschmutzung festgestellt. Bei der Analyse der Abgase von erfindungsgemässen Treibstoffen, die einen Zusiz und Anilin enthielten, wurde überraschend festgestellt, daß die Zugabe von Anilin (bzw. dessen Derivaten) die Menge der Schadstoffe nicht beeinflußt. Es waren weder mehr Stickoxyde noch Aldehyde nachweisbar als ohne Anilinzusatz, Dies bedeutet, daß durch die Kombination von erfindungsgemäßem Treibstoff mit Anilin der Fortfall von Bleiverbindungen
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ermöglicht wird.
Für die praktische Anwendung sehr wichtig ist auch der -Umstand, daß selbst bei 15 Vol.% erfindungsgemäßem Zusatz noch
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kein wesentlicher Leistungsabfall festzustellen war. Auch der Verbrauch bleibt vollkommen gleich. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Treibstoffes besteht darin, daß die im praktischen Betrieb anfallenden Wassermengen gelöst v/erden und somit Störungen wegen Wasser im Tank nicht mehr auftreten können.
Durch den Fortfall von Bleiverbindungen ist es bei Verwendung des erfindungsgemäßen Treibstoffes und Anilin (dessen Derivate, z.B. Methylanilin) möglich, ohne Erhöhung des Aromatenanteils, Treibstoffe mit der heute üblichen Klopffestigkeit herzustellen. Bekanntlich entsteht bei der Verbrennung von Aromaten das krebserregende £>-Benzpyren. Es wurde daher sowohl in den USA als auch in der BRD empfohlen, den Aromatengehalt nicht über die heute üblichen 2 5 Vol.% zu steigern. Außerdem stellen die Aromaten wertvolle Rohstoffe für die chemische Industrie dar.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit die Herstellung von bleifreien Treibstoffen, wobei die heute üblichen Grundbenzine unverändert verwendet werden können. Es können mit den durch den erfindungsgemäßen Zusatz und Anilin (bzw. dessen Derivate) veredelten Treibstoff en die Motoren ohne jede konstruktive Änderung betrieben werden, wobei kein Verlust an Leistung und kein erhöhter Verbrauch entsteht. Trotzdem werden die Schadstoffe wesentlich herabgesetzt.
Eine Herabsetzung der Schadstoffe auf Null ist bei Vervyendung von Kohlenwasserstoffen als Treibstoff durch keinerlei konstruktive Maßnahmen oder durch Zusatz von Detergentien möglich. Dcx1 Gehalt wird sich den Naturgesetzen entsprechend im Rahmen deu im praktischen i'ahrbetrieb angewandten Luf tverliältnisses einstellen. AI "ie Haßn.ihüiCin, wie. i..agere Einstellung, Nachverbrennung, i;·, von Abgas usw., bringen nur einen höheren Verbrauch bei
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geringerer Leistung und stellen somit eine unnütze Verschwendung dar. Es ist daher mit der vorliegenden Erfindung die einzige Möglichkeit gegeben, bei optimaler Ausnützung der Energie des Treibstoffes die geringsten Schadstoffmengen zu erhalten.
Zur Prüfung von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßem Treibstoffes wurde wie folgt vorgegangen:
Der mit dem Zusatz versehene Treibstoff wurde Motoren von Kraftwagen zugeführt, die sich auf einem Leistungsrollenstand befanden j der zur MessungVon Kraftfahrzeugen mit einem Achsdruck bis zu 10 Tonnen, einer Energie bis zu 200 PS am Radumfang und einer Geschwindigkeit auf der Rolle bis zu 200 kmh eingerichtet war, wobei der Fahrtwind von einem Gebläse erzeugt wurde. Auf diesem Prüfstand kann das Fahrverhalten für alle Betriebs zustände, wie sie auf der Straße eintreten, simuliert werden. Es wurden die Treibstoffgemische mit Kraftfahrzeugen verschiedener Marken und Typen getestet. Die Treibstoffgemische wurden auf ihr Normverhalten nach den derzeit geltenden DIN und ASTM-Vorschriften geprüft. Weiters wurde mittels eines CFR-4 Motors mit elektronischer Einspritzung sowohl die Klopffestigkeit als auch die Zusammensetzung des Abgases , insbesondere dessen C0-Gehalt, letzterer durch Infrarotanalyse, gemessen bzw. untersucht. Die Werte wurden mit geeichten Analysatoren ermittelt und aufgeschrieben. Neben diesen Daten wurde die Ül·· und Kühlwassertemperatur sov;ie die Zugkraft des Motors in Kp laufend gemessen unü registriert. Weiters wurde fallweise die Beschleunigung und der Verbrauch gemessen.
Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Zahlenangaben in den nachfolgenden Beispielen auf Vollast der; Motors . DLt: Oktanzahl wurde mit Prüf motoren nach Dili bl 756 b^w. ASTM D-:lÜü und D-9 3 7 ermittelt. ...
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Die einzelnen Komponenten des erfindungsgmäßen Zusatzes
verstehen sich nicht als chemisch reinste Stoffe, sondern technische Produkte der üblichen Handelsqualität. Es ist klar, daß die einzelnen Stoffe dem Treibstoff nicht als Mischung zugesetzt werden müssen, sondern auch jeder für sich hintereinander zugesetzt werden kann j dies gilt insbesondere für den Zusatz der als Klopfbremse eingesetzten aromatischen Amine.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher erläutern, ohne daß diese jedoch hierauf beschränkt sein
soll.
Beispiel 1: Einem handelsüblichen Normalbenzin mit den
Siedegrenzen von 35 bis 2000C, der Dichte O,7 31/15°C, einer Oktanzahl ROZ 88 und einem Heizwert von 10 200 CaI, wurden 5 Vol.%
einer Mischung von
ß0 Vol.T.Methylal, (CH3O)2XH2
20 Vol.T.Isopropanol, (CH3),^ CH. OH
zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9820 CaI. Seine Klopffestigkeit war auf ROZ 91 gestiegen, während der CO-Gehalt im Abgas 4,65 Vol.% auf 3,75 Vol.% erniedrigt wurde. Sein Trübungspunkt lag bei -30°C.
Beispiel 2; Dem Normalbenzin gemäß Beispiel 1 wurden
10 Vol.% eines Gemisches von
30 Vol.T.Methanol, CH3OH
60 Vol.T.Dimethylacetal, (CH3O)2 .ClLCH3
10 Vol.T.i-Butanol, C4II9.OH
zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9660 CaI. Seine Klopffestigkeit war auf ROZ 9 3,5 gestiegen, während der
C0-Gehalt im Abgas von ursprünglich 4,6 5 Vol.% auf 1,85 Vol.% absank. Sein Trübungspunkt lag bei -30°C.
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Beispiel 3: Einem bleifreien Normalbenzin, das keinerlei Zusätze aufwies, einen Siedebereich von 35 bis 2000C, eine Dichte von 0,734, eine Oktanzahl ROZ von 77 und einen Heizwert von 10 250 CaI. hatte, wurden 7,5 Vol.% eines Gemisches von 30 Vol.T. Methanol, CH3OH
50 Vol.T. Methylal, (CH3O)2-CH2 10 Vol.T, Dimethylacetal, (CH3O)2XHXH3 10 Vol.T. Isopropanol (CH3)^CH1OH
zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9870 CaI. Seine Oktanzahl war auf ROZ 82,5 gestiegen, während der C0-Gehalt im Abgas von ursprünglich H,90 Vol.% auf 2,7 Vol.% absank. Sein Trübungspunkt lag bei -300C.
Beispiel 4: Dem unter Beispiel 3 angegebenen Benzin wurden 7,5 Vol.% des gleichfalls im Beispiel 3 genannten Zusatzes und überdies 1,2 5 Vol.% Anilin zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9850 CaI. Seine Oktanzahl war auf ROZ 85 gestiegen, während der CO-Gehalt im Abgas von ursprünglich 4^9 auf 2,7 Vol.% absank.
Beispiel 5: Einem handelsüblxchen Superbenzin mit den Siedegrenmen von 35 bis 195°C, der Dichte O,752/15°C, einer Oktanzahl ROZ 98 und einem Heizwert von 10 500 CaI. wurden 10 Vol.% Methylal zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9820 CaI. Seine Oktanzahl war von ROZ 98 auf ROZ 100 gestiegen, während der CO-Gehalt im Abgas von ursprünglich 4,50 Vol.% auf 2,10 Vol.% absank. Sein Trübungspunkt lag bei -300C.
Beispiel 6: Dem Superbenzin gemäß Beispiel 5 wurden 5 Vol.% eines Gemisches von
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30 Vol. T.Methanol, CH3OH
60 Vol. T.Diäthylformal, (C2K5O)2XH2 10 Vol. T.Isopropanol, (CHg)2-CH-OH
zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 10 290 CaI. Seine Oktanzahl erhöhte sich auf ROZ 99 während der Gehalt an CO im Abgas auf 3,35 Vol.% absank. Sein Trübungspunkt lag bei -300C.
Beispiel 7: Einem unverbleiten Superbenzin, das mit keinerlei Zusätzen verschnitten war, einen Siedebereich von 35 bis 195°C, eine Dichte von 0,751/150J, eine Oktanzahl von ROZ 89,0 und einen Heizwert von 10 450 CaI. aufwies,wurden 10 Vol.% eines Gemisches von
80 Vol.T.Diäthylacetal, (C2H5O)-CH-OH3 20 Vol.T.Isopropanol, (CH3J2-CH-OH
zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 10 140 CaI. Seine Oktanzahl wurde dadurch auf ROZ 94,5 gesteigert, während der CO-Gehalt des Abgases von ursprünglich 3,90 Vol.% auf 1,75 Vol.% absank. Sein Trübungspunkt lag bei -300C.
Beispiel 8: Dem Benzin gemäß Beispiel 7 wurden 10 Vol.% eines Gemisches von
20 Vol. T.Methanol, CH3OH
70 Vol.T.Methylal, (CH3O)-CH2
10 Vol. T.Isobutanol, C4H9OH
zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9830 CaI. Seine Oktanzahl wurde auf ROZ 94,0 erhöht, während der C0-Gehalt von ursprünglich 3,90 Vol.% auf 1,05 Vol.% absank. Sein Trübungspunkt betrug -300C.
Beispiel 9: Einem Treibstoff, der aus 10 Vol.T.Petroläther mit einem Siede bereich von 40 bis 6O0C, 10 Vol.T.Benzinfraktion mit einem Sitdebereich von 60 bis 80 C,
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20 Vol.τ,Benzinfraktion mit einem Siedebereich von 80 bis 120 C, 2Ό Vol.T.Benzinfraktion mit einem Siedebereich von 100 bis 14ü°C, 10 Vol.T.Tfestbenzinfrakticn mit einem Siedebereich von 140 bis 2000C, 10 Vol.T.Benzol,
10 Vol. T.Toluol
10 Vol. T.Xylol
zusammengesetzt war, eine Oktanzahl ROZ 6 8 und einen Heizwert von 10 620 CaI. aufwies, wurden 5 Vol.% einer Mischung aus 30 VoI, !.Methanol
20 Vol. T.Methylal
30 Vol. T.Methylacetat
20 Vol.T.Isopropanol
zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 10 380 CaI. Seine Oktanzahl erhöhte sich auf ROZ 73, während der CO-Gehalt des Abgases von 2,9 auf 2,0 VoI,% absank. Sein Trübungspunkt lag bei -300C.
Beispiel 10: Dem Treibstoff gemäß Beispiel 9 wurden 10 Vol.% einer Mischung, wie sie gleichfalls im Beispiel 9 beschiE-ben ist, zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 10 040 CaI. Seine Oktanzahl war auf ROZ 75 gestiegen, während der C0-Gehalt des Abgases von 2,9 Vol.% auf 1,1 Vol.% abgesunken war. Sein Trübungspunkt lag bei -29°C.
Beispiel 11: Dem Treibstoff gemäß Beispiel 9 wurden 10 Vol.% einer Mischung, wie sie gleichfalls, im Beispiel 9 beschrieben isttsowie 1,25 Vol.% Anilin zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 10 020 CaI. Seine Oktanzahl war auf ROZ 84 gestiegen, während der CO-Gehait im Abgas von 2,9 VoI,% auf 1,1 Vol.% absank. Sein Trübungspunkt lag unter -300C,
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Beispiel 12: Dem im Beispiel 3 angegebenen Benzin wurden 10 Vol.% des im Beispiel 9 angegebenen Gemisches sowie 1,25 νοΙΛ. Anilin zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 96 80 CaI. Seine Oktanzahl war auf ROZ 88 gestiegen, während der CO-Gehalt des Abgases von 1,20 Vol.% auf 0,21 Vol.% absank. Sein Trübungspunkt lag bei -30C.
B e i s.p i e 1 13: Einem· handelsüblichen Normalbenzin mit den Siedegimzen von 35 bis 2000C, der Dichte von O,7 31/15°C, einer Oktanzahl von ROZ 88, und einem Heizwert von 10 200 CaI. wurden 2 Vol.% eines Gemisches von
: 20 VoI. T .Methylacetat,
18 VoI.T .Methylal,
30 Vol.T.Methanol,
20 Vol.T.Isopropanol,
10 Vol.T.Paraldehyd,
2 Vol.T.Wasser
zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 10 100 CaI. Seine Klopffestigkeit war auf ROZ 88,5 gestiegen, während der CO-Gehalt im Abgas von 2,30 auf 1,84 Vol.% erniedrigt war. Die Zugkraft des Motors blbb mit 52 Kp unverändert.
Beispiel 14: Der Versuch von Beispiel 13 wurde wiederholt, wobei dem Benzin jedoch 12 Vol.% des Gemisches zugesetzt wurden. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9 580 CaI. Seine Klopffestigkeit war auf ROZ 94,U gestiegen, während der CO-Gehalt von 2,30 auf 0,34 Vol.% erniedrigt war. Die Zugkraft des Motors sank von 52 Kp auf 50,5 Kp.
Beispiel 15: Die Verhältnisse beim Zusatz des in den Beispielen 13 und 14 angegebenen Gemisches zu dem dort angegebenen
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ft
handelsüblichen Normalbenzin werden durch das Schaubild der Fig.l der Zeichnung näher erläutert, in welcher auf der Abszisse die zugesetzte Menge des Gemisches in Vol.% und auf zwei Ordinaten eiriiaL die Zugkraft der \feiirennungskraftmaschine in Kp und zum anderen der CO-Gehalt des Abgases in Vol.% aufgetragen sind. Der Verlauf der Kurven zeigt, daß mit steigender Zusatzmenge der CO-Gehalt (Kurve 2) im Abgas rasch abfällt, während die Zugkraft (Kurve 1), die ein Maß für die Leistung der Maschine ist, beinahe gleich bleibt.
Das zuletzt genannte Ergebnis wurde auch in Fällen festgestellt, in denen die Heizwerte des zusatzfreien und des mit Zusatz vermischten Treibstoffes erheblich weiter auseinander lagen, als dies bei den Beispielen 13 und IU der Fall ist. Es wird angenommen, daß die bei Anwesenheit des Zusatzes gesteigerte Verbrennung zu C0„ diesem Verhalten zugrunde liegt.
Beispiel 16; Einem bleifreien Normalbenzin,das keinerlei Zusätze aufwies, einen Siedebereich von 35 bis 200 C, eine Dichte von 0,734/15°J, eine Oktanzahl von ROZ 7 7 und einen Heizwert von 10 250 CaI. hatte, wurden 5 Vol.% eines Gemisches von 30 Vol.T. Methanol, 10 Vol.T.Methylal, 30 Vol. T.Methylacetat, 20 Vol.χ, Isopropanol, 10 Vol.T.Paraldehyd und überdies 1,25 VoI,% Anilin zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9980 CaI. Seine Oktanzahl erhöhte sich auf ROZ 83, während der Gehalt an CO im Abgas von 2,50 Vol.% auf 1,05 Vol.% absank.
Beispiel 17: Der Versuch von Beispiel 16 wurde wiederholt, wobei jedoch nicht 1,25 sondern 2,5 Vol.% Anilin zugesetzt wurden. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9960 CaI. Seine Oktanzahl erhöhte sich auf ROZ 87, vrährend der Gehalt an CO im Abgas von 2,5 Vol.% auf 0,5 2 Vol.% absank.
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ST
Beispiel 16: Die Verhältnisse beim Arbeiten gemäß den Beispielen 16 und 17, jedoch mit anderen Anilingehalten werden durch das Schaubild der Fig. 2 der Zeichnung näher erläutert, in welcher auf der Abszisse die zugesetzte Menge Anilin in Vol.% und auf der Ordinate die ROZ aufgetragen ist. Kurve 4 faßt die Werte zusammen, die mit dem Benzin gewonnen wurden, wenn lediglich Anilin als Ersatz für Bleiäthyl zugesetzt war. Kurve 3 zeigt die weit besseren Klopffestigkeitswerte, die erzielt wurden, wenn das Benzin zusätzlich mit 5 Vol.% des im Beispiel angegebenen Zusatzes versetzt war.
Beispiel 19: Dem bleifreien Normalbenzin gemäß Beispiel 16 wurden 7,5 Vol.% eines Gemisches von 33,0 Vol. T.Anilin, 19,0 Vol. T.Methanol, 6,7 VoI. T'.Methylal, 19,0 VoI. τ ,Methylacetat, 13, H Vol.T.Isopropanol, 6,7 Vol.T.Paraldehyd und 2,2 Vol.T.Wasser zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9660 CaI. Seine Klopffestigkeit war auf ROZ 95 gestiegen, während der CO-Gehalt von 2,30 auf 0,32 Vol.% erniedrigt war. Die Zugkraft des Motors sank von 52 Kp auf 51 Kp.
Beispiel' 20: Das Schaubild der Fig. 3 der Zeichnung faßt zahlreiche Versuche zusammen, bei denen der CO-Gehalt des Abgases bei Vollast von drei hinsichtlich ihrer Verbrennung verschiedenen Motoren ermittelt wurde. Auf der Abszisse ist die Menge des Zusatzes in Vol.% und auf der Ordinate die ermittelte Menge des CO im Abgas aufgetragen. Kurve 5 würde mit einem 4-Zylindermotor mit Fallstromvergaser, Kurve 6 mit einem 6-Zylindermotor mit Doppelvergaser und Kurve 7 mit einem 4-Zylindermotor mit thermischer Nachverbrennung unter Verwendung ein und desselben Benzins ermittelt.
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Die Kurven lassen den Schluß zu, daß sich durch den erfindungsgemäßen Zusatz trotz maschinenbedingt verschiedener CO-Mengen im Abgas für alle Motoren etwa gleich große relative Verringerungen des CO-Gehaltes im Abgas durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Zusatzes ergeben. Durch den erfindungsgemäßen Zusatz werden somit konstruktive Maßnahmen am Motor zur Verminderung des CO-Gehaltes im Abgas in allen Fällen in ihrer Wirkung erheblich verstärkt, ohne daß ins Gewicht fallende LeistungsVerluste in Kauf genommen werden müssen.
Beispiel 21: Einem handelsüblichen Normalbenzin mit den Siedegrenzen von 35 bis 2000C, der Dichte 0,731/15^ einer Oktanzahl ROZ 88 und einem Heizwert von 10 100 CaI wurden 5 Vol.% einer Mischung von
40 Vol.T. Methylal (CH3O)2CH2,
40 VoI,T. Methanol CH3OH,
20 Vol.T. Isopropanol (CHg)2CHOH
zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 9840 CaI. Seine Klopffestigkeit war auf ROZ 88,9 gestiegen. Der C0-Gehalt im Abgas sank von 2,30 Vol.% auf 1,27 Vol.%. Die Zugkraft blieb mit 52 Kp unverändert.
Der Gehalt an Stickoxyden fiel von 4600 ppm auf 4000 ppm, der Aldehydgehalt von 20 auf 11 ppm. Der Verbrauch betrug pro 100 km um 0,13 Liter mehr.
Beispiel 22: Einem handelsüblichen Normalbenzin wie unter 21) wurden 5 Vol.% einer Mischung von
40 Vol.T. Methylal,
40 Vol.T. Methanol,
20 Vol.T. Isopropanol und auiierde:;; 1,2 5 VoI,%. Anilin
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zugesetzt. Die Mischung besaß nun einen Heizwert von 9840 CaI. Seine Klopffestigkeit war auf ROZ 92 gestiegen. Der C0-Gehalt im Abgas sank von 1,3a Vol.% auf 1,08 Vol.%. Die Zugkraft blieb un-* verändert mit 61 Kp. Der Gehalt an Stickoxyden fiel von 4600 auf 3820 ppm, der Aldehydgehalt blieb mit 20 ppm gleich.
Beispiel 23: Einem handelsüblichen Normalbenzin wie unter 21) wurden ΙΟ Vol.% einer Mischung von
40 Vol.T. Methylal,
40 Vol.T. Methanol,
20 Vol.T. Isopropanol
zugesetzt. Die Mischung besaß nun einen Heizwert von 9500 CaI. Die Oktanzahl stieg auf ROZ 90,2. Der CO-Gehalt im Abgas fiel bei Vollast von 1J5 Vol.% auf 0,60 Vol.%, im Leerlauf von 4,65 Vol.% auf 3,75 Vol.%. Die Zugkraft b3ieb mit 81 Kp unverändert. Der Gehalt an Stickoxyden fiel von 4600 auf 3600 ppm, der Gehalt an Aldehyden von 20 auf 10 ppm.
Zum Beweis des synergistischen Effektes der Mischung wurden folgende Vergleichsversuche durchgeführt:
a) Einem Normalbenzin wie unter 1) wurden 5 Vol.% Methanol zugesetzt. Die Mischung wird bei +8 C trüb und entmischt sich.
b) Einem handelsüblichen Superbenzin mit den Siedegrenzen von 35 bis 195°C, einer Dichte von O,752/15°C, einer Oktanzahl von ROZ 98 und einem Heizwert von 10 500 CaI. werden 10 Vol.% Isopropanol zugesetzt. Der Heizwert beträgt nunmehr ΙΟ 260 CaI.
Die. Oktanzahl erhöht sich auf ROZ 98,8, der CO-Gehalt sinkt von 2,30 auf 0,78 Vol.%. Der Gehalt an Stickoxyden steigt von 4200 auf 4620 ppm, der Gehalt an Aldehyden von 18 auf 30 ppm.
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ar
Beispiel 24: Einem unverbleiten Superbenzin, das mit keinerlei Zusätzen verschnitten war und einen Siedebereich von 35 bis 195°C, eine Dichte von 0,754 bei 15°C, eine Oktanzahl ROZ von 89,0 und einen Heizwert von 10 450 CaI. aufwies, wurden 5 Vol.% eines Gemisches aus 40 Vol.T.Methylal, 40 Vol.T.Methanol, 20 Vol.T-Isopropanol sowie zusätzlichil ,25 Vol.% Monomethylanilin zugesetzt. Der Treibstoff besaß nun einen Heizwert von 10 340 CaI. Seine Oktanzahl war auf ROZ 96,5 gestiegen. Der CO-Gehalt im Abgas fiel bei Vollast von 1,37 Vol.% auf 1,05 Vol.%. Der Gehalt an Stickoxyden fiel von 5100 ppm auf 4800 ppm, jener der Aldehyde von 18 auf 12 ppm. Die Zugkraft blieb mit 61 Kp unverändert.
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Claims (13)

  1. 22Ί6880
    Patentansprüc h-e :
    Treibstoff mit herabgesetztem CO-Gehalt im Abgas beim Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen bei etwa gleichbleibendem Heizwert mit einem Gehalt an einem oder mehreren sauerstoffhaltigen Verbindungen, wie Azetalen und Alkoholen und anderen mit' handelsüblichen Benzinen mischbaren Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß er 0,2 bis 12, vorzugsweise 0,5 bis 10 Vol.% Verbindungen der Formel
    R9-O - C - 0-R, ,
    . H
    worin R1 H oder CH3, R2 und R3 CH3, C2H5, C3H7 oder C4H9 bedeuten sowie Lösungvermittler und Hilfsstoffe und gegebenenfalls Wasser enthält.
  2. 2. Treibstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gemisch aus 20 bis 99,95 Vol.T. Methylal, 0 bis 10 Vol.T. Dimethylacetal, 0 bis 60 Vol.T. Methanol, 0 bis 40 Vol.T. Isopropanol, 0 bis 10 Vol.T. i-Butanol, 0 bis 30 Vol.T. Methylacetat enthält.
  3. 3, Treibstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gemisch aus So dxs 90 Vol/Γ. Diäthylacetal und 10 bis 50 Vol.T. Isopropanol enthält.
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  4. 4. Treibstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zumindest drei sauerstoffhaltige Verbindungen enthält.
  5. 5. Treibstoff nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gemisch aus 40 bis 70 Vol.T. Äthylformal, 20 bis 40 VoIiT. Methanol und 10 bis 30 Vol.T. Isopropanol enthält
  6. 6. Treibstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich 0,0002 bis 0,4 % Wasser enthält.
  7. •7. Treibstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich 0,02 bis 4 VoI,% Anilin oder dessen Derivate, vorzugsweise Methylanilin, enthält.
  8. 8. Treibstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gemisch aus 33,0 Vol.T. Anilin oder vorzugsweise Methylanilin, 19 Vol.T. Methanol, 6,7 Vol.T. Methylal, 19 Vol.T. Nihylacetat, 13,4 Vol.T. Isopropanol, 6,7 Vol.T. Paraldehyd und 2,2 Vol.T. Wasser enthält.
  9. 9. Treibstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Partialdruck des Zusatzes bei allen'Jeinperaturen innerhalb des Siedebereiches des Treibstoffes etwa im gleichen Verhältnis zum Dampfdruck des Treibstoffes steht.
  10. 10. Treibstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch geternzeichnet, daß seine Siedekurve mit der des unveredelten Treibstoffes im wesentlichen zusammenfällt.
    209850/0631
  11. 11. Treibstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gemisch aus
    35 bis U 5 Vol. Teilen Methylal,
    35 bis 45 Vol.Teilen Methanol,
    15 bis 25 Vol.Teilen Isopropanol sowie vorzugsweise
    10 bis 125 Vol.Teilen Anilin bzw. dessen Derivate,in£bsKndere Methylanilin, gegebenenfalls nebst anderen üblichen Treibstoff zusätzen, enthält.
  12. 12. Treibstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafa er ein Gemisch aus .
    UO Vol.Teilen Methylal,
    UO Vol.Teilen Fethanoi,
    20 Vol.Teilen Isopropanol und vorzugsweise
    25-65 Vol.Teilen Anilin bzw. dessen Derivaten, insbesondere Methylanilin, enthält und frei von Bleiverbindungen ist.
  13. 13. Zusatz zur Herstellung eines Treibstoffes nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus den angeführten Zusatzstoffen in den angegebenen Mengenverhältnissen besteht.
    209850/0631
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