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Verfahren zur Herstellung einer Ersatzbrennstoff-
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Zusammensetzung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines Ersatzbrennstoffes bzw. -Kraftstoffes mit einer hohen Oktanzahl für die Verwendung
in einem Funkenentzündungstyp-Verbrennungsmotor (Otto-Motor).
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Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
einer Ersatzbrennstoff-Zusammensetzung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß 70%
einer Mischung aus 65% Methanol, 0,6% Stearinsäure und 5% Benzol, 20,4% einer Mischung
aus 20* Dextrin und 0,1% Perocol (C6H50H), 5% Verbrennungs-Beschleuniger, bestehend
aus 14% Stearinmethyldichlorid, 7% Äthylenchlorid, 17% Xylol, 0,4% Aluminiumstearat,
0,6% einer essigsauren Verbindung, 11% Schaumerzeuger und 50% Äther und Antiklopfmittel
gemischt werden, und diese Mischung mit einer Drehzahl von 150 bis 200 U/min 2 bis
3 Minuten lang bei 10 bis 400C gerührt sowie 48 bis 72 Stunden aufbewahrt wird.
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Der erfindungsgemäße Brennstoff bzw. Kraftstoff ist genauso leistungsfähig
wie das bekannte Benzin, jedoch ohne die Mängel bei Innenverbrennungsmotoren.
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Die Rohmaterialien für den Brennstoff sind im Inland leicht erhältlich,
so daß man von den Import-Bemühungen nach Brennstoffen aus dem Ausland frei werden
kann. Da der Brennstoff bei seiner Verbrennung nicht raucht, ist es ferner möglich,
die natürliche Umgebung vor Verschmutzung zu schützen.
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Bisher wurden viele Vorschläge gemacht, um Ersatzbrennstoff, wie den
gemäß der vorliegenden Erfindung, herzustellen. Jedoch wurden all diese Brennstoffe
vom Rohöl oder aus bestehendem Benzin selbst abgeleitet, wobei diese Brennstoffe
viele Nachteile besitzen. Bekannte synthetische Brennstoffe, die auf handelsüblichem
Benzin (Gasolin) basieren, haben nämlich chemische und physikalische Eigenschaften,
die jenen von Rohbenzin (bzw. Rohgasolin) gleich sind.
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Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein neues Brennstofföl
bzw. eine neue Brennstoffzusammensetzung geschaffen werden, das bzw. die die bekannten
Nachteile beseitigt.
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den Zur Unterrichtung sei auf Standard von Gasolin hingewiesen, das
im Handel erhältlich und unten erwähnt ist:
(JIS K 2202-65; Gasolin
für Kraftfahrzeuge)
| Type Oktanwert Reaktion Destillation (in Betracht gezogener
Verlust Cu-Platte Dampf- |
| Oktanzah. ätzend druck |
| 10% 50% 60% 70% Rückstand |
| eff eff. " " (37,9°C) |
| Temp. Temp Vol. % |
| °C °C (50°C kg/Km2 |
| 3 h) |
| Nr. 1 >95 neutral <70 <125 <180 <205 <2.0
<1 0,45 |
| Nr. 2 >85 0,80 |
(1) Das obige bekannte Gasolin sollte nicht gewaschen werden; aber
jenes im Bereich von 5/100 bis 20 mg/100 ml kann mit einem vorgeschriebenen Lösungsmittel
gewaschen werden, um einen praktischen Punkt, 5 mg/100 ml, zu gewähren.
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(2) Jedes Bleialkyl kann benutzt werden, mit-Ausnahme von Bleitetraäthyl.
Die Menge von Bleialkyl, wenn es als metallisches Blei gerechnet wird, kann mit
der Bleimenge im Bleitetraäthyl übereinstimmen.
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Brennstoff sollte im allgemeinen inaktiv gegenüber Metallmaterialien
der Geräte und/oder Einrichtungen sein, in denen dieser Brennstoff verwendet wird,
und er sollte bei seinem Bewegen und Pumpen nicht stehen bleiben. Aufgrund des hohen
Dampfdruckes sollten Mängel, wie Verdampfung, Sättigung und dergleichen nicht auftreten.
Beim Starten oder Laufen des Motors sollten die Zündbarkeit und die Verbrennbarkeit
ausgezeichnet sein, und, wenn der Motor abgeschaltet wird, sollte die Zündung wegen
des verbleibenden Druckes nicht konstant aufrechterhalten werden.
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Wie zuvor beschrieben, sind die bisher vorgeschlagenen Ersatzbrennstoffe
nicht wertlos im Lichte einer wirtschaftlichen Betrachtung. Die Brennstoffe können
nicht in einem großen Maßstab aufbereitet und hergestellt werden, und sie lösen
nicht die Probleme im Zusammenhang mit einer rauchreduzierenden und allgemeinen
Verschmutzung.
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(3) Bleitetraäthyl oder anderesBleialkyl besitzt eine charakteristische
Eigenschaft@und daher kann der Brennstoff gefärbt werden, um anzuzeigen, daß er
die Bleikomponente enthält. Dies hat keinerlei Bezug auf den Oktanwert (Oktanzahl).
Als Übersicht: Gemäß KSM*)2612, 1478, besitzt Gasolin die folgenden Eigenschaften:
*) (= Koreanischer Industrie Standard)
Oktanwert(-Zahl) Destillation
Cu-Platte Type ätzend "Research" "Mortor" 10% 50% 90% Rückstand eff. " " Temp. Vol.%
°C Nr. 1 95 87 70 125 190 2,0 1 Nr. 2 91 83 Nr. 3 86 79 Dampf- Farbstoff, Gummi
Blei- Schwefel oxyd. Wasser Type druck falls Blei tetra- Stabili- und (37,8°C, zugegeben
äthyl tät ppt.
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kg/Km2) (mg/100ml) (ml/1) (Gew.%) (min) (Gew.%) Nr. 1 0,45 gefärbt
5,0 0,3 0,01 480 0,01 Nr. 2 0,85 Bemerkung: 1. Die obere Grenze des atmosphärischen
Druckes ist 0,98, bei einer Benutzung in kaltem Klima.
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2. Die Oktanzahl wurde getestet entweder durch die sog. "Research"-oder
"Mortor"-Methode.
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Siedepunkt: 64,5 - 64,650C (760 mm Hg) Im Sommer, 8°C (55 mm Hg) Verdampfung
- 160C (10 mm Hg) und Sättigung kann durch zugefügte Lösungsmittel gesteuert werden.
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Schmelzpunkt: -94,90C Im Winter: Wirkungsvoller Startbetrieb.
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spez. Gewicht: 0,7924 (20/20C) Entzündbar- 12,20C (geschlossen) Gute
Startfähigkeitspunkt: keit.
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15,60C (geöffnet) Viskosität: 0,59 CPS (200C) Gute Fließfähigkeit.
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Verbrennungswärme: 183 kcal/MOI (Gas) Sortenwärme kann 173 kcal/MOI
(Flüs- durch ein zweites sigkeit) und drittes Lösungsmittel zugegeben werden.
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Es wurde festgestellt, daß Benzol die anfängliche Zündleistung von
Gasolin (Benzin) steigert, wenn es dem Gasolin zugesetzt wird.
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Benzol hat die folgenden physikalischen Eigenschaften: Siedepunkt:
80,1030C; Schmelzpunkt: 5,5O60C; spez. Gewicht: 0,87902 (200C) bzw. 0,87368 (250C);
Entzündbarkeitspunkt: -11,1°C; Viskosität: 0,6487 CPS (200C) bzw. 0,6028 (250C);
Verbrennungs-
wärme: 781,2 kcal/mol (Gas) bzw. 783,4 kcal/mol (Flüssigkeit).
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ether besitzt folgende Eigenschaften: Siedepunkt: 56,20C (760 mm Hg),
56,1-56,50C (760 mm Hg) bzw. 56,24-56,50C (760 mm Hg); Schmelzpunkt: -94,30C, -94,60C,
-95,350C; spez. Gewicht: 0,7898; Entzündbarkeitspunkt: -17-16,20C (geschlossen),
-9-lO0C (geöffnet); Verbrennungswärme: 426,8 kcal/mol.
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Wie oben beschrieben worden ist, kann der erfindungsgemäße Brennstoff
zusammengesetzt werden durch Verdünnen einer Mischung aus Methanol, Benzol, Äther,
Dextrin und Stearinsäure, worauf ein Vermischen mit 2,0% Verbrennungs- Beschleuniger
mit der genannten verdünnten Mischung.
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Der kombinierte Dampfdruck der Dampfflüssigkeit von Methanol-Wasser,
der sich durch eine Komposition daraus zusammensetzt, wird nachfolgend dargelegt:
Methanol
Temperatur Druck Methanol Temperatur Druck (%) (°C) (mm Hg) (%) (°C) (mm Hg) 100
18,7 45,3 50,4 15,5 27,7 35,5 106,3 40,6 117,5 49,5 215,3 60,1 301,4 65,4 443,8
70,3 473,4 78,5 766,5 80,5 720,0 87,7 17,4 35,9 33,13 27,15 85,1 40,7 133,3 40,9
107,1 60,8 346,4 60,45 281,6 70,2 532,5 70,4 436,7 79,9 739,5 80,25 654,0 68,12
18,1 34,2 40,5 123,0 60,7 327,8 70,4 509,7 80,5 768,7
Die durchschnittliche
Zusammensetzung der Dampf-Flüssigkeit von Äther (R-O-R') und Wasser bzw.
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Äther und Methanol sind in der folgenden Tabelle dargestellt:
Äther
(mol%) Temperatur Äther (mol%) Temperatur Flüssigkeits- Gas- °C Flüssigkeits- Gas-
°C Phase Phase Phase Phase 0,0 0,0 100,0 50,0 85,1 59,8 1,0 27,9 92,0 60,0 86,3
59,2 2,5 47,0 84,2 70,0 87,5 58,8 5,0 63,0 75,6 80,0 89,7 58,2 10,0 75,4 66,9 90,0
93,5 57,4 20,0 81,3 62,4 95,0 96,2 56,9 30,0 83,2 61,1 97,5 97,9 56,7 40,0 84,2
60,3 100,0 100,0 56,5 Der Gesamtdruck betrug 760 mm Hg.
| Äther (mol%) Temperatur Äther (mol%) Temperatur |
| (°C) (°C) |
| Flüssigkeit Gas Flüssigkeit Gas |
| 0,0 0,0 64,6 55,0 62,1 56,0 |
| 2,0 4,7 64,0 60,0 65,5 55,8 |
| 5,0 10,8 63,0 65,0 69,1 55,6 |
| 10,0 19,6 61,6 70,0 72,5 55,5 |
| 15,0 27,0 60,5 75,0 76,3 55,4 |
| 20,0 33,5 59,5 80,0 80,02 55,4 |
| 25,0 38,8 58,7 80,1 80,1 55,4 |
| 30,0 43,2 58,1 85,0 83,6 55,4 |
| 35,0 47,6 57,4 90,0 88,5 55,6 |
| 40,0 51,4 56,9 95,0 94,1 55,8 |
| 45,0 54,9 56,5 98,0 97,7 56,0 |
| 50,0 58,5 56,2 100,0 100,0 56,1 |
Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß die Materialien der Erfindung
in einem vorbestimmten Verhältnis gemischt werden müssen, um ihren Schmelzpunkt
von 30 - 2000C zu erreichen, bei dem es sich um den gleichen handelt wie bei dem
von handelsUblichem Gasolin. Das Mischungsverhältnis ist der wichtigste Ausgang,
um die Probleme zu lösen, wie sie zu Beginn der Beschreibung dieser Erfindung erläutert
worden sind. Zusammengemischt mit Methanol und Wasser bei einem geeigneten Mischungsverhältnis
dient Benzol als Explosiv-Beschleuniger Auf diese Weise hat die Mischung eine gute
Zündkraft, obgleich sie in gewisser Weise unmischbar ist. Weiterhin ist es schwierig,
ihren Dampfdruck zu steuern, und ihre Wärmemenge ist gering. Falls jedoch Benzol
mit Äther (R-O-R') und einer essigsauren Verbindung (R-COOH) gemischt wird, dann
besitzt die Mischung einen guten Entzündbarkeitspunkt und verbrennbaren Zustand.
In anderen Worten, wenn Gasolin in einem Innenverbrennungsmotor (Otto-Motor) benutzt
wird, dann wird es mit Luft kombiniert, um eine kombinierte Gasmischung zu erreichen,
die komprimiert und gezündet wird und die man explodieren läßt, um eine hin- und
hergehende Beweung des Kolbens zu bewirken. Der Motor wird durch einen Zyklus Ansaugen
- Komprimieren - Explodieren - Auspuffen"betrieben.
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Gasolin, das aus einer Zusammensetzung aus Kohlenstoff und Wasserstoff
besteht, kann erzielt werden entweder aus Rohöl und/oder Kohle, und es besitzt einen
großen Wärmeinhalt (11 000 bis 11 500 Kalorien pro kg) sowie ein niedriges spezifisches
Gewicht
(0,67 - 0,76 bei 150 bzw. -4°C). In einer Zusammensetzung,
die aus Methanol (Entzündbarkeitspunkt: 15,60C; Siedepunkt: 64,50C), Benzol, Äther,
Verbrennungs-Beschleuniger besteht, kann etwa ein gleichartiger Zustand erreicht
werden. Wenn gewöhnliches Gasolin verbrannt word, muß ständig Sauerstoff (Luft)
zugeführt werden, um einen guten Verbrennungszustand zu schaffen. Im Gegensatz dazu
erzeugt der Brennstoff der Erfindung Sauerstoff während der Verbrennung des Brennstoffes,
und daher bewirkt die Benutzung des Brennstoffes die niedrigere Ausgangs- und Startzündung,
was auf das Ubermaß an Luft zurückzuführen ist, weil der Brennstoff einen niedrigeren
Verbrauch an Luft gegenüber Gasolin benötigt.
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Die anderen Komponenten, Dextrin und Stearinsäure, werden als Modifikatoren
benutzt. Der Schaumerzeuger wird als Reinigungsmittel benutzt für ein Vergaserventil.
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Ein Beispiel einer Brennstoffzusammensetzung sei nachfolgend beschrieben:
Mischung
A: Methanol 65% (Dampfdruck 342 mm Hg) Stearinsäure 0,6% Benzol 5,0% Mischung B:
Wasser 20% Dextrin 0,3% Perocol 0,1% (C6H5OH) Mischung C: Stearinmethyldichlorid
14,0% Äthylendichlorid 7% Xylol 17,0% Aluminiumstearat 0,4% essigsaure Verbindung
0,6% Schaumerzeuger 11,0% Äther 50,0%
Der Brennstoff gemäß der
Erfindung wird hergestellt durch ein Vermischen der oben erwähnten vier Mischungen.
Der Brennstoff ist wie folgt grprüft worden: Typen Wärmemenge spezif. Gew. Entzündbar-
Siedepunkt Cu-Platte, keitspunkt ätzend (°C) (°C) (°C) (50°C, 3h) Nr. 1 7 000 cal
18 15,1 63,8 0,5 Nr. 2 8 000 cal 19,5 15,6 64,1 1