DE2559480A1 - FUELS AND FUEL - Google Patents
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Description
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BERLIN: DIPL.-IN3. R. MÜLLER-BÖRNER BERLIN: DIPL.-IN3. R. MÜLLER-BORNER
MÜNCHEN: DIPL.-INS. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-INQ. EKKEHARD KÖRNER MUNICH: DIPL.-INS. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-INQ. EKKEHARD KORNER
München, den 8. Juli 1976Munich, July 8, 1976
28 36628 366
AUTOL AG, Allschwil (Schweiz)AUTOL AG, Allschwil (Switzerland)
Brenn- und TreibstoffeFuels and fuels
(Ausscheidung aus Patentanmeldung P 25 22 014.8)(Separation from patent application P 25 22 014.8)
Bei dem Betrieb von Heizölbrennern und Verbrennungskraftmaschinen ergeben sich bei manchen Betriebszuständen zufolge unvollständiger Verbrennung Nachteile, wie:When operating heating oil burners and internal combustion engines, this results in some operating states incomplete combustion disadvantages, such as:
Korrosion und Verschleiß durch saure Verbrennungs- #rodukte;Corrosion and wear from acidic combustion products;
Rückstände im Brennraum und in den Auslaßwegen;Residues in the combustion chamber and in the exhaust passages;
Schadstoffe, wie CO und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, in den Abgasen.Pollutants such as CO and unburned hydrocarbons in the exhaust gases.
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MÜNCHEN: TELEFON (O89) 225585 BERL1N: TELEFON (O3O) 8312O88MUNICH: TELEPHONE (O89) 225585 BERL 1 N: TELEPHONE (O3O) 8312O88
KABEL: PROPINDUS ■ TELEX O524244 KAB EL: P RO P I N D U S · TELEX 01 84O57CABLE: PROPINDUS ■ TELEX O524244 CABLE: P RO P I N D U S · TELEX 01 84O57
Diese unabwendbaren Erscheinungen sind besonders gravierend bei Motoren, die unterkühlt gefahren werden, wie dies im Kurzstreckenbetrieb der Fall ist.These inevitable phenomena are particularly serious in engines that are driven undercooled, as in the Short-haul operation is the case.
Zu den erwähnten Nachteilen, wie sie durch die unvollständige Verbrennung entstehen, kommen bei Vergasermotoren Verschmutzungen im Ansaugsystem von außen und durch die Kurbelgehäuseentlüftung hinzu. Diese Verunreinigungen können eine einwandfreie Gemischbildung erheblich gefährden, was sich im Sinne einer Begünstigung der erwähnten Nachteile auswirkt. Vor allem kann der Gehalt an giftigem CO in den Abgasen über den zulässigen Wert ansteigen.In addition to the disadvantages mentioned, such as those caused by incomplete combustion, there is also contamination in carburettor engines in the intake system from the outside and through the crankcase ventilation. These impurities can be flawless Substantially endanger mixture formation, which has the effect of favoring the disadvantages mentioned. Above all the content of toxic CO in the exhaust gases can rise above the permissible value.
Man versucht, die obigen Nachteile durch Zusatz von verschiedenen Zusatzmitteln zu Brenn- und Treibstoffen zu beseitigen. Ein solches Zusatzmittel soll das Ansaugsystem kontinuierlich von den schwer oder nicht verdampfenden Verunreinigungen, wie Gum, Harze, Schmierstoffanteile, Schmutz etc., reinigen und somit eine einwandfreie Gemischbildung gewährleisten. Ebenso soll es die Verbrennungsrückstände im Brennraum und in den Auslaßwegen lösen und die Werkstoffe vor Korrosion schützen.Attempts are made to eliminate the above disadvantages by adding various additives to fuels. Such an additive is intended to keep the intake system from the difficult or non-evaporating impurities, such as Clean gum, resins, lubricants, dirt, etc., and thus ensure perfect mixture formation. as well it is supposed to loosen the combustion residues in the combustion chamber and in the exhaust ducts and protect the materials from corrosion.
Als Zusatzmittel sind bereits zahlreiche Kombinationen von antikorrosiv und reinigend wirkenden Substanzen vorgeschlagen worden. Es handelte sich dabei vorwiegend um Kombinationen von Korrosionsschutzmitteln oder auch ausgewählten Detergentien mit Lösungsmitteln, wie Terpentinöle, Kampferöle, Alkohole, Ketone, Ester und Halogenkohlenwasserstoffe. In letzter Zeit wurde als besonders wirksam ein Additiv empfohlen, bestehend aus Polyalkoholfettsäureestern bzw. freien Fettsäuren mit mindestens 12 C-Atomen, aliphatischen Fettsäureestern sowie Calciumphenylstearat. Ferner wurde vorgeschlagen, in diesen Additiven anstelle von aliphatischen Fettsäureestern Ester des Phenols und seiner Homologen oder Fettsäureester mit einer Hydroxy- oder Alkoxygruppe im Fettsäureteil oder i« Alkoholteil oder in beiden sowie Gemische dieser Ester zu verenden. 609882/0704Numerous combinations of anti-corrosive and cleaning substances have already been proposed as additives been. These were mainly combinations of anti-corrosion agents or selected detergents with solvents such as turpentine oils, camphor oils, alcohols, ketones, esters and halogenated hydrocarbons. Lately an additive consisting of polyalcohol fatty acid esters or free fatty acids was recommended as being particularly effective at least 12 carbon atoms, aliphatic fatty acid esters and calcium phenyl stearate. It was also suggested in these Additives instead of aliphatic fatty acid esters, esters of phenol and its homologues or fatty acid esters with a hydroxyl or alkoxy group in the fatty acid part or i «alcohol part or in both and mixtures of these esters die. 609882/0704
Die Erfindung bezieht sich nun auf Brenn- und Treibstoffe, die als Komponente einen Ester eines sekundären gesättigten cycioaliphatischen Alkohols mit 5 bis 7 Ringatomen und einer niederen Fettsäure enthalten. Der bevorzugte Ester ist Cyclohexanolacetat. Die cycioaliphatischen Reste können auch durch Methyl- oder Äthylgruppen od. dgl. substituiert sein. Als Säurekomponente dieser Ester kommen vor allem Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure in betracht.The invention now relates to fuels and fuels that have an ester of a secondary saturated as a component Cycioaliphatic alcohol with 5 to 7 ring atoms and one contain lower fatty acids. The preferred ester is cyclohexanol acetate. The cycloaliphatic radicals can also be substituted by methyl or ethyl groups or the like. The main acid components of these esters are formic acid, Acetic acid and propionic acid.
Besonders vorteilhaft sind Brenn- und Treibstoffe mit Zusatzmitteln, dieFuels with additives are particularly advantageous, the
a) ein Kondensationsprodukt aus 1 Mol Glycerin oder 1 Mol eines Polyäthanolamins und 1 bis 2 Mol einer Fettsäure mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen oder einer äquivalenten Menge eines Gemisches von solchen Fettsäuren,a) a condensation product of 1 mole of glycerol or 1 mole of a polyethanolamine and 1 to 2 moles of a fatty acid having at least 10 carbon atoms or an equivalent Amount of a mixture of such fatty acids,
b) einen oben definierten Ester als Lösungsmittelkomponente undb) an ester defined above as a solvent component and
c) ein oder mehrere Mineralölraffinate mit einer Viskosität von mindestens 1,6° E/20° C und maximal 15° E/50° Cc) one or more mineral oil refinates with a viscosity of at least 1.6 ° E / 20 ° C and a maximum of 15 ° E / 50 ° C
enthalten.contain.
Zur Herstellung der Komponente a) kann man in an sich bekannter Weise z.B. 1 Hol Triäthanolamin mit 1 Mol einer Fettsäure mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Ölsäure, 1 bis 3 Stunden lang auf Temperaturen von über 130° C erhitzen. Um helle Kondensationsprodukte zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Reaktion in Behältern aus Glas, Porzellan oder korrosionsfesten Stählen durchzuführen; auch kann es nützlich sein, die Reaktion im Vakuum unter Zusatz von Metalldesaktivatoren, wie z.B. einer Schiffsehen Base des Salicylaldehyds, vorzunehmen. Nach vollständigem Abdestillieren des Wassers und Abkühlen erhält man bei Verwendung von Ölsäure ein hellgelbes bis leichtFor the preparation of component a) one can use a method known per se Way e.g. 1 Hol triethanolamine with 1 mole of a fatty acid with at least 10 carbon atoms, for example oleic acid, Heat to temperatures above 130 ° C for 1 to 3 hours. In order to obtain bright condensation products, it is advantageous to carry out the reaction in containers made of glass, porcelain or corrosion-resistant steels; also it can be useful to the Reaction in vacuo with the addition of metal deactivators, such as e.g. a ship's base of salicylaldehyde. After the water has been completely distilled off and cooled, a light yellow to light color is obtained when oleic acid is used
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bräunlich gefärbtes, flüssiges Kondensationsprodukt, das überwiegend aus dem Monoölsäureester des Triäthanolarains besteht. Verwendet man anstelle von 1 Mol Ölsäure 2 Mol dieser Säure, so entsteht überwiegend der Triäthanolamindiölsäureester. Die beiden genannten Kondensationsprodukte sin-d in den meisten Lösungsmitteln und in den zu verwendenden Mineralölraffinaten leicht löslich.Brownish colored, liquid condensation product, which mainly consists of the mono oleic acid ester of triethanol araine consists. If 2 moles of this acid are used instead of 1 mole of oleic acid, the triethanolamine dioleic acid ester is predominantly formed. The two condensation products mentioned are in most solvents and in those to be used Easily soluble mineral oil raffinates.
Anstelle des Kondensationsproduktes aus Triäthanolamin und einer Fettsäure mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen kann auch ein Produkt, das durch analoge Kondensation von 1 Mol Diäthanolamin mit 1 Mol einer Fettsäure mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen bzw. eines Gemisches solcher Fettsäuren erhalten wird, verwendet werden. Wird als Fettsäure technische ölsäure verwendet, so erhält man als Reaktionsprodukt überwiegend den Monoölsäureester des Diäthanolarains.Instead of the condensation product of triethanolamine and a fatty acid with at least 10 carbon atoms can also a product obtained by analogous condensation of 1 mole of diethanolamine is obtained with 1 mole of a fatty acid with at least 10 carbon atoms or a mixture of such fatty acids, be used. Technical oleic acid is used as a fatty acid, thus the predominant reaction product obtained is the monooleic acid ester of diethanolarain.
Statt eines Kondensationsproduktes eines Polyäthanolamins kann man auch ein entsprechendes Kondensatinsprodukt des Glycerins, z.B. Glycerinmonooleat, Glycerindioleat oder Glycerinmonostearat, verwenden.Instead of a condensation product of a polyethanolamine you can also use a corresponding condensate product of Use glycerine, e.g. glycerine monooleate, glycerine dioleate or glycerine monostearate.
Geeignete Zusatzmittel enthalten die Komponenten z.B. in den folgenden Mengen:The components contain suitable additives, for example, in the following amounts:
1) 10,0 Vol.-% Komponente a)
30,0 Vol.-% Komponente b)
60 Vo1.t% Komponente c)1) 10.0% by volume of component a)
30.0% by volume of component b)
60 Vo1.t% component c)
Dieses Produkt kann in einer Menge von 0,25 Vol.-% zu üblichem Motortreibstoff gegeben werden. Dies entspricht folgenden Konzentrationen im Motortreibstoff:This product can be used in an amount of 0.25% by volume Motor fuel can be given. This corresponds to the following concentrations in the motor fuel:
0,025 Vol.-% Komponente a)
0,075 Vol.-% Komponente b)
0,150 Vol.-% Komponente c)0.025% by volume component a)
0.075% by volume component b)
0.150% by volume component c)
609882/07(H609882/07 (H.
2) 20 Vol.-% Komponente a)
28 Vol.-% Komponente b)
52 Vol.-% Komponente c)2) 20% by volume of component a)
28% by volume of component b)
52 vol .-% component c)
Wenn man dieses Produkt in einer Menge von 1 Vol.-% zu üblichem Motortreibstoff zugibt, ergeben sich folgende Konzentrationen im Motortreibstoff:If you add this product in an amount of 1 vol .-% adding common motor fuel results in the following Concentrations in motor fuel:
0,20 Vol.-% Komponente a)
0,23 Vol.-% Komponente b)
0,52 Vol.-% Komponente c)0.20% by volume of component a)
0.23% by volume of component b)
0.52% by volume component c)
Bei den motorischen Versuchen hat sich gezeigt, daß schon sehr geringe Mengen der einzelnen Komponenten des Zusatzmittels eine optimale Wirkung auf einen üblichen Kraftstoff ausüben. In der Regel genügen 0,005 bis 1 Vol.-%, vorzugsweise 0,02 bis 0,5 Vol.-%, bezogen&uf den Motortreibstoff.In the motor tests it has been shown that even very small amounts of the individual components of the additive have an optimal effect on a common fuel. As a rule, 0.005 to 1% by volume, preferably 0.02, are sufficient up to 0.5% by volume, based on the motor fuel.
Die jeweilige Menge der im Zusatzmittel enthaltenen Einzelkomponenten wird sich weitgehend nach der gewünschten Konzentration der Einzelkomponenten im Brenn- oder Treibstoff und nach der Menge des Zusatzmittels, das dem Brenn- oder Treibstoff zugeführt werden soll, richten.The respective amount of the individual components contained in the additive will largely depend on the desired concentration of the individual components in the fuel or fuel and according to the amount of additive to be added to the fuel.
Die Zusatzmittel können außer Mineralölraffinaten auch synthetische aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie "Kogasin", oder auch synthetische oder natürliche aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Alkylbenzole, enthalten. Dem Zusatzmittel können ferner weitere Stoffe, wie beispielsweise Korrosionsinhibitoren, Zündbeschleuniger, Oktanzahlverbesserer, Antioxidantien, Hochdruckzusätze, Verbrennungskatalysatoren u. dgl., die üblicherweise den Treibstoffen zugesetzt werden, beigefügt werden.In addition to refined mineral oil, the additives can also be synthetic aliphatic hydrocarbons, such as "kogasin", or synthetic or natural aromatic hydrocarbons, such as alkylbenzenes. The additive can also contain other substances, such as corrosion inhibitors, Ignition accelerators, octane improvers, antioxidants, high pressure additives, combustion catalysts and the like. Like., which are usually added to the fuels, attached.
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In den folgenden Beispielen werden einige Zusatzmittel erläutert, die sich als besonders wirksam erwiesen haben. Die einzelnen Komponenten können aber den Brena- und Treibstoffen auch direkt in den angegebenen Mengen zugesetzt werden.The following examples illustrate some additives that have been found to be particularly effective. The individual components can, however, also be added directly to the fuels and fuels in the amounts indicated.
Zusatzmittel für Dieselkraftstoff:Additives for diesel fuel:
6 bis 12 Vol.-% des Kondensatxonsproduktes aus 1 Mol Triethanolamin und 2 Mol technischer Ölsäure6 to 12% by volume of the condensation product from 1 mol of triethanolamine and 2 moles of technical oleic acid
6 bis 12 Vol.-% eines Cyclopentanol- oder Cyclohexanolesters6 to 12% by volume of a cyclopentanol or cyclohexanol ester
der Ameisensäure, Essigsäure oder Propionsäure of formic acid, acetic acid or propionic acid
88 bis 76 Vol.-% Spindelölraffinat (1,5° E/50° C)88 to 76% by volume of spindle oil refined (1.5 ° E / 50 ° C)
Bei Zugabe von ca. 2 Vol.-% dieses Zusatzmittels zu üblichem Diesekraftstoff beträgt der Anteil der wirksamen Komponenten im Dieselkraftstoff:When adding approx. 2% by volume of this additive to the usual This fuel is the proportion of the effective components in diesel fuel:
ca. 0,12 bis 0,24 Vol.-% Kondensationsprodukt 6a. 0,12 bis 0,24 Vol.-% Esterapprox. 0.12 to 0.24% by volume of condensation product 6a. 0.12 to 0.24 volume percent ester
ca. 1,52 bis 1,76 Vol.-% Spindelölraffinatapprox. 1.52 to 1.76% by volume of spindle oil raffinate
Zusatzmittel für Benzin:Additive for gasoline:
5 bis 15 Vol.-% des Kondensationsproduktes aus 1 Mol Diäthanol-5 to 15% by volume of the condensation product from 1 mole of diethanol
amin und 1 Mol Oleinamine and 1 mole of olein
10 bis 35 Vol.-% eines Cyclopentanol- oder Cyclohexanolesters10 to 35% by volume of a cyclopentanol or cyclohexanol ester
der Ameisensäure, Essigsäure oder Propionsäure of formic acid, acetic acid or propionic acid
10 bis 20 Vol.-% Spindelölraffinat (2,5° E/20° C und l,6°E/50°C)10 to 20% by volume of spindle oil refined (2.5 ° E / 20 ° C and 1.6 ° E / 50 ° C)
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75 bis 30 Vol.-% eines Gemisches synthetischer Alkylbenzole75 to 30% by volume of a mixture of synthetic alkylbenzenes
(Siedebereich 140 bis 240° C)(Boiling range 140 to 240 ° C)
Dieses Zusatzmittel kann in Mengen von ca. 0,2 bis 2 % zu üblichem Benzin zugesetzt werden, so daß die Konzentration der wirksamen Komponenten in Benzin folgende Werte hat:This additive can be added in amounts of about 0.2 to 2% can be added to normal gasoline so that the concentration of the active components in gasoline has the following values:
Ca. 0,01 bis 0,30 Vol.-% Kondensationsprodukt ca. 0,02 bis 0,70 Vol.-^ Ester
ca. 0,02 bis 0,40 Vol.-% Spindelölraffinat
ca. 0,06 bis 1,5 Vol.-% ÄlkyibenzolgemischAbout 0.01 to 0.30% by volume of condensation product, about 0.02 to 0.70% by volume of ester
approx. 0.02 to 0.40% by volume of spindle oil raffinate approx. 0.06 to 1.5% by volume of alkyibenzene mixture
Dieses Zusatzmittel eignet sich für Treibstoffe für Zweitakt- und Viertakt-Vergasermotoren.This additive is suitable for fuels for two-stroke and four-stroke carburettor engines.
Zusatzmittel für Benzin (Zweitaktmotorenöl):Additive for gasoline (two-stroke engine oil):
Δ) 10 bis 15 Vol.-% des Kondensationsproduktes aus 1 MolΔ) 10 to 15% by volume of the condensation product from 1 mol
Triäthanolarain und 2 Mol technischer ÖlsäureTriethanolarain and 2 moles of technical Oleic acid
10 bis 35 Vol.-So eines Cyclopentanol- oder Cyclohexanol-10 to 35 vol. Of a cyclopentanol or cyclohexanol
esters der Ameisensäure, Essigsäure oder Prop-ionsäureesters of formic acid, acetic acid or propionic acid
80 bis 50 Vol.-% Leichtölraffinat80 to 50% by volume of light oil refined
B) 10 bis 20 Vol.-% der unter A) genannten Komponenten werden mit 90 bis 30 Vol.-% Motorenöl SAE 40 (55 bis 70° E/20° C und 10 bis 12° E/50° C) gemischt, um ein Zweitaktmotorenöl herzustellen.B) 10 to 20% by volume of the components mentioned under A) with 90 to 30% by volume engine oil SAE 40 (55 to 70 ° E / 20 ° C and 10 to 12 ° E / 50 ° C) are mixed to make a two-stroke engine oil.
Wenn man 2 bis 5 Vol.-% dieses Zweitaktmotoren©Is zu handelsüblichem Benzin zusetzt, so ergeben sich ähnliche Konzentrationen der wirksamen Komponenten, bezogen auf das Benzin-ül-Gemisch, wie in Beispiel 2.If you add 2 to 5% by volume of this two-stroke engine © Is to commercially available If gasoline is added, the effective components will be concentrated in similar concentrations, based on the gasoline-oil mixture, as in example 2.
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In allen diesen Beispielen können anstelle der Polyäthanolarain-Kondensationsprodukte auch entsprechende Glycerinmonoester oder Glycerindiester verwendet werden. Als Komponente b) wird Cyclohexanolacetat bevorzugt.In all of these examples, instead of the polyethanolarain condensation products corresponding glycerol monoesters or glycerol diesters can also be used. As component b) is Cyclohexanol acetate preferred.
Es hat sich gezeigt, daß sich bei Verwendung von Treibstoffen, die die Komponenten a), b) und c) in den oben angegebenen Mengen enthalten, folgende Vorteile ergeben:It has been shown that, when using fuels which have components a), b) and c) in the abovementioned Contain quantities, result in the following advantages:
- Intensivierung und Verbesserung der Verbrennung von Dieselöl- Intensification and improvement of the combustion of diesel oil
- Verringerung und Abbau der Rückstände (Ruß etc.) im Verbrennungsraum, an den Einspritzdüsen und in den Auslaßwegen- Reduction and breakdown of residues (soot etc.) in the combustion chamber, on the injectors and in the exhaust paths
- Verminderung der Schadstoffe (Ruß, unverbrannte Kohlenwasserstoffe etc.) in den Abgasen- Reduction of pollutants (soot, unburned hydrocarbons etc.) in the exhaust gases
- Geringerer Verschleiß an den Einsprxtzaggregaten, Kolbenringen und Zylinderaufbüchsen- Less wear on the injection units, piston rings and cylinder liners
- Schutz der treibstoffberührten Teile vor Korrosion und Konservierungsmittel, um den Verbrennungsraum während der Stillstandzeit zu schützen- Protection of the parts in contact with the fuel against corrosion and preservatives to protect the combustion chamber during the Protect downtime
- Verbesserung der Alterungsstabilität von Dieselkraftstoff.- Improvement of the aging stability of diesel fuel.
609882/0704609882/0704
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