DE2357202C3

DE2357202C3 - Kraftstoff

Info

Publication number: DE2357202C3
Application number: DE19732357202
Authority: DE
Inventors: John Frimley; Forbes Eric Simon Lightwater; Surrey; Reid Angus Joseph Dickson Old Windsor Berkshire; Battersby (Großbritannien)
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1972-11-29
Filing date: 1973-11-16
Publication date: 1977-09-01

Description

oder
steht.

-CH₂CH₂NHCH₂-
-CHjCH₂CH₂NHCH₂CH₂-

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Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff, der neben Benzin hydroxysubstituierte Polyaminoverbindungen als Zusatzstoffe oder Additive enthält.

Bei Innenverbrennungsmotoren mit Vergaser, die mit Benzin als Kraftstoff betrieben werden, besteht bei gewissen Benzinen die Möglichkeit der Bildung gummiartigcr. harziger oder klebriger Ablagerungen auf dem Vergaser. LJm die Bildung dieser Ablagerungen zu vermindern und/ode·" sie nach ihrer Bildung zu entfernen, werden dem Benzin Zusatzstoffe oder Additive zugemischt. Diese Zusatzstoffe sind als Vergaserdetcrgentien bekannt.

Aus der GB-PS 10 05 638 sind Schmiermittelzusätze bekannt, die mindesiens zwei an eine Kohlenwasserstoffkette gebundene Polyamingruppen enthalten. Derartige Verbindungen eignen sich jedoch nicht, als Vergaserdetergentien; denn diese müssen eine lange Kohlenwasserstoffkette aufweisen mit einer oberflä-

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fts chenaktiven Gruppe an einem Ende der Kette. Eine solche oberflächenaktive Gruppe ist beispielsweise die Polyamingruppe. Die oberflächenaktive Gruppe knüpft selbst an den metallischen Oberflächen des Vergasers an, wodurch die lange Kohlenwasserstoflkette rechtwinklig zu der Oberfläche aufgerichtet wird. Diese lange Kohlenwasserstoffkette verhindert, daß Schmutzteilchen mit der metallischen Oberfläche des Vergasers in Kontakt kommt und Ablagerungen bildet. Würden nun in der Verbindung zwei oder mehr Polyamingruppen vorhanden sein, so hätte dies zur Folge, daß die Verbindung an zwei oder mehr Punkten der metallischen Oberfläche angelagert würde, und damit würde die Kohlenwassersto.ffkette eine geringere Wirksamkeit besitzen, um als Barriere gegen Schmutzteilchen wirken zu können.

Die GB-PS 9 84 409 beschreibt Verbindungen, die aus einer Alkenyl- oder Alkylsuccinsäure durch Umsetzung mit einem aliphatischen Amin erhalten und als Schmiermittelzusätze verwendet werden. Damit erfolgt die Anlagerung des Amins an den Polyisobutenylfeil der Verbindung über eine Säurebrücke und nicht direkt. Die Folge hiervon ist ein wesentlich volumenöseres Molekül, das weitaus weniger geeignet ist, um von der Metalloberfläche des Vergasers Schmutzteilchen abzuhalten als ein schmales langgestrecktes Molekül, das erhalten wird, wenn das Amin direkt am Polyisobuten anknüpft.

Demgegenüber werden erfindungsgemäß Verbindungen verwendet, die an der Kohlcnwasserstoffkette nur eine einzige Polyamingruppe, die direkt an der Kette angelagert ist, aufweisen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftstoff, der aus Benzin und bis zu 1000 ppm einer Verbindung der Formel

R²

R-N-R¹CH₂OH

in der R ein Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens 20 C-Atomen, R¹ ein aminosubstituierter Kohlenwasserstoffrest und R² ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen ist, sowie gegebenenfalls bis zu 500 ppm eines Schmieröls besteht.

Der Kohlenwasserstoffrest R der angegebenen Formel enthält vorzugsweise 20 bis 500 C-Atome, insbesondere 30 bis 150 C-Atome. Vorzugsweise ist R ein durch Polymerisation von Olefinen gebildeter Kohlenwasserstoffrest. Als Olefine eignen sich beispielsweise Äthylen, Propylen, Buten und 4-Methylpenten-1. Bevorzugt als Olefin wird Isobuten.

Der Rest R¹ der angegebenen Formel ist vorzugsweise ein Polymethylenrest, der 2 bis 5 C-Atome enthält und mit einer Aminogruppe assoziiert ist. Beispielsweise steht R¹ für Gruppen der Formel

-CH₂CH₂NHCH₂-
-CH₂CH₂CH₂NHCH,CH>-

Der Rest R- ist vorzugsweise ein Wasserstoffatom.
Die Verbindungen der angegebenen Formel werden aus Alkanolamine» der Formel

R²
H — N — R¹ —CH₂OH

durch Umsetzung mit einem Kohlenwasscrstoffhaloee-

nid der Formel R-X, in der X Chlor oder Brom ist, erhalten. Das Kohlenwasserstoffhalogenid enthält vorzugsweise durchschnittlich 1,4 bis 2,0 Halogenatome pro Molekül des Kohlenwasserstoffhalogenids. Das Molverhälmis von Alkanolamin zu Kohlenwasserstoffhalogenid beträgt vorzugsweise 2:1 bis 5:1. Der bei der Reaktion gebildete Halogenwasserstoff läßt sich in einfacher Weise entfernen, indem die Reaktion in Gegenwart eines Säureakzeptors, wie Natriumcarbonat, durchgeführt wild. Die Reaktion wird vorzugsweise in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wie Xylol, durchgeführt, und zwar bei erhöhter Temperatur im Bereich von 100° bis 190°C, vorzugsweise im Bereich von 140° bis 16O⁰C. Als Alkanolamin der Formel (II) wird vorzugsweise N-(2-Aminoäthyl)äihanolamin verwendet.

Beispiel 1

Ein mit Rückflußkühler versehener Kolben wurde mit Stickstoff gespült, worauf 260 g N-(2-Aminoäthyl)äthanolamin, 40 g Natriumcarbonat und 300 ml Xylol in den Kolben gegeben wurden. Das Gemisch wurde kräftig gerührt und zum Sieden erhitzt. Chloriertes Polyisobuten in einer Menge von 650 g (etwa 95 C-Atome, 1,8CUMoI) wurde langsam dem am Rückflußkühler erhitzten Gemisch zugesetzt. Nach erfolgter Zugabe (etwa 1 Stunde) wurde das Gemisch weitere 4 Stunden am Rückflußkühler erhitzt. Das Produkt wurde gekühlt und filtriert. Das überschüssige Lösungsmittel und der Aminoalkohol wurden unter vermindertem Druck abdestilüert. Als Produkt wurden 640 g eines braunen Öls erhalten, das 1,44% N enthielt.

Beispiel 2

Ein mit Rückflußkühler versehener Kolben wurde mit Stickstoff gespült, worauf 500 g chloriertes Polyisobuten (etwa 95 C-Atome, 1,8 Cl/Mol), 160 g N-2-(Aminoäthyl)-äthanolamin, 150 ml Xylol und 50 g Natriumcarbonat in den Kolben gegeben wurden. Das Gemisch wurde 6 Stunden unter Stickstoff am Rückflußkühler erhitzt,

Ergebnisse von Vergleichsversuchen

während gerührt wurde. Das Produkt wurde dann gekühlt. Die aus überschüssigem Aminoalkohol bestehende untere Schicht wurde entfernt und die obere Schi'.'ht zweimal mit 100 ml Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde dann unter vermindertem Druck abdestilüert, wobei 515 g eines braunen Öls, das 1,2% Stickstoff enthielt, erhalten wurden.

Die hergestellten Produkte wurden auf ihre Reinigungswirkung im Vergaser durch einen Test geprüft, bei dem ein 997 cm³-Prüfmotor »Ford I05E« 4 Stunden mit einer solchen Bremsbelastung gefahren wurde, daß in der Ansaugleitung eine Druckverminderung um 165 mm Hg bei 1600UpM (Testdrehzahl) eintrat. Alle Gase aus dem Kurbelgehäuse wurden zusammen mit einem Anteil des Auspuffgases in das Luftfilter zurückgeführt. Nach dem Test wurde der Vergaser visuell auf Ablagerungen untersucht und mit Ziffern auf einer willkürlichen Skala von 0 bis 10 bewertet, wobei die Bewertungsziffer 10 einen sauberen Vergaser bedeutet. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

Zusatz

Konzentration
ppm

Bewertung

Ohne Zusatz (d. h. —
Kraftstoff aliein)

2,5 bis 3

Produkt gemäß	100	1.44	8,0
Beispiel 1	100 .	1.2	8,0
Beispiel 2

Die Überlegenheit der erfindungsgemäß dem Kraftstoff zugesetzten Verbindungen gegenüber im Handel erhältlichen Verbindungen auf der Basis von Polyisobutensuccinsäureanhydrid konnte durch Vergleichsversuche festgestellt werden, deren Bedingungen und Ergebnisse in der folgenden Tabelle angegeben sind.

Zusatz

Chemischer Typ

Konzen tration*) ppm vol/vol	Bewertung Vergaser 10 = sauber	Einlaßventil 10 = sauber
100/250	7,5	8,5
110/250 250/250 140/250	4 6,5 5,5	7,8 8,2 7,0
_	3	7.0

Polyisobutenylhydroxypolyamine gemäß
Beispiel 1 der Anmeldung

Drei verschiedene im Handel erhältliche
Verbindungen

Ohne Zusatz

Polyisobutenpolyamin
Polyisobutensuccinimid

Alle Ergebnisse wurden unter Verwendung des gleichen Standard-Super-Benzins erhalten.

*) Die erste Zahl in Spalte 3 bezieht sich auf die im Zusatz enthaltene Schmierölmenge, die zweite Zahl auf die Menge des Polyisobutenpolyiiniins bzw. -suecinimids.

Diese Versuche zeigen deutlich die Verbesserungen, die erfindungsgemäß in bezug auf die Sauberkeit sowohl tics ViM-kmsers als auch der Einlaßventile erzielt werden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Kraftstoff, bestehend aus Benzin und bis zu 1000 ppm einer Verbindung der Formel

R²
R-N-R¹CH₂OH

IO

in der R ein Kohlenwassers.toffresl mit wenigstens 20 C-Atomen, R¹ ein aminasubstituierter Kohlenwasserstoffrest und R² ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen ist, sowie gegebenenfalls bis zu 500 ppm eines Schmieröls. is

2. Kraftstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verbindung der dort genannten Formel, in der R ein Kohlenwassenitoffrest mit 20 bis 500 C-Atomen, vorzugsweise mit 30 bis 150 C-Atomen !St.

3. Kraftstoff nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Verbindung der in Anspruch I genannten Formel, in der R aus der Polymerisation eines Olefins abgeleitet ist.

4. Kraftstoff nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Verbindung der in Anspruch 1 genannten Formel, in der R aus der Polymerisation von Äthylen, Propylen, einem Buten oder 4-Methylpenten-l abgeleitet ist.

5. Kraftstoff nach Anspruch 3, gekennzeichnet ^o durch eine Verbindung der im Anspruch 1 genannten Formel, in der R aus der Polymerisation von isobuten abgeleitet ist.

6. Kraftstoff nach Anspruch I bis 5, gekennzeichnet durch eine Verbindung der in Anspruch 1 genannten Formel, in der R¹ ein Polymethylenrest ist, der 2 bis 5 C-Atome enthält und mit einer Aminogruppe assoziiert ist.

7. Kraftstoff nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Verbindung der in Anspruch 1 genannten Formel, in der R¹ für