DE3211775C2 - Verfahren zur Herstellung eines stabilen, homogenen Kraftstoffgemisches für Verbrennungsmotoren und dessen Verwendung - Google Patents

Abstract

Es wird ein stabiles, homogenes Kraftstoffgemisch für Verbrennungsmotoren beschrieben, das Benzin, einen Alkohol aus der Gruppe Methanol und Äthanol sowie Wasser enthält. Dieses Kraftstoffgemisch läßt sich herstellen, indem man an Wasser einen hochfrequenten elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 MHz anlegt, das Wasser mit einem Alkohol aus der Gruppe Methanol und Äthanol vermischt, an das erhaltene Gemisch einen hochfrequenten elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 MHz anlegt, das Gemisch mit Benzin vermischt und an das erhaltene Gemisch einen hochfrequenten elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 MHz anlegt. Ferner läßt sich ein erfindungsgemäßes Kraftstoffgemisch auch herstellen, indem man an ein Gemisch aus Wasser und einem Alkohol aus der Gruppe Methanol und Äthanol einen hochfrequenten elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 MHz anlegt, das Gemisch mit Benzin vermischt und an das erhaltene Gemisch einen hochfrequenten elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 MHz anlegt.

Description

2. Verwendung des nach Anspruch 1 hergestellten Kraftstoffgemlsches in Verbrennungsmotorek

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines stabilen, homogenen Kraftstoffgemisches für Verbrennungsmotoren und dessen Verwendung in Verbrennungsmotoren.

2·· Es sind verschiedene Untersuchungen angestellt worden. Benzin mit Methanol oder Äthanol zu vermischen und derartige Gemische zur Einsparung von Erdöl fur Verbrennungsmotoren zu verwenden. Es ist bekannt, daß Gemische aus Benzin mit Methanol oder Äthanol stabil und homogen bleiben, sofern sie kein Wasser enthalten. Bereits sehr geringe Mengen an Wasser in den Gemischen führen zu einer Phasentrennung von Benzin und Alkohol, so daß die Homogenitat der Gemische nicht mehr gegeben ist. Dabei bilden Benzin e'ne obere Phase

r.;> _un(j Alkohol-Wasser eine untere Phase.

Andererseits wurde bei Hochleistungsmotoren zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit und des Verbrennungswirkungsgrads des Motors Wasser in das Benzin eingespritzt, bevor dieses In die Zylinder gelangt. Femer wurde Ober Versuche berichtet, wonach der Verbrennungswirkungsgrad von Kraftstoff um 10 bis 20 Prozent verbessert und die Menge an Kohlenmonoxid im Abgas um 20 bis 50 Prozent verringert werden kann, wenn

)'■■ man Im Verbrennungsmotor eines Kraftwagens ein Treibstoffgemisch verwendet, das durch Vermischen von Benzin mit Wasser unter Zuhilfenahme eines Emulgators hergestellt worden Ist. Es 1st bekannt, daß der Zusatz von Wasser Vorteile bringt, sofern das Gemisch aus Wasser und Brennstoff stabil und homogen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein stabiles, homogenes Benzingemisch mit einem Gehalt an Methanol oder Äthanol bereitzustellen, das zusatzlich Wasser enthalt. Damit wird einerseits eine Einsparung von Erdölproduk-

-tf ten gewährleistet, und andererseits werden die vorerwähnten Vorteile, die durch Zusatz von Wasser erreicht werden, erzielt.

Gegenstand der Erfindung Ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffgemisches aus Benzin, Methanol oder Äthanol und Wasser, das dadurch gekennzeichnet Ist, daß das Kraftstoffgemisch

•»s a) 10 bis 50 Vol-% Äthanol, bezogen auf das Benzinvolumen und 1 bis 10 VoI.-* Wasser, bezogen auf das Äthanolvolumen oder

b) 10 bis 50 Vol.-% Methanol, bezogen auf das Benzinvolumen und 0,5 bis 2 Vol.-% Wasser, bezogen auf das Methanolvolumen enthalt und man

c) einen hochfrequenten elektrische Strom von 500 kHz bis 50 MHz an das Alkohol/Wasser-.-iemlsch anlegt, das Gemisch mit Benzin vermischt,

d) an das Benzln/Alkohol/Wasser-Gemlsch einen hochfrequenten elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 MHz anlegt und

e) gegebenenfalls an das Wasser vor seiner Vermischung mit Alkohol ebenfalls einen hochfrecjuenten elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 M! Iz anlegt.

Als Alkohol wird erfindungsgemäß vorzugsweise Äthanol verwendet. Das Mischungsverhältnis von Benzin, Äthanol und Wasser betragt 10 bis 50 Vol.-* Äthanol, bezogen auf das Benzinvolumen, und 1 bis 10 Vol.-* Wasser, bezogen auf das Äthanolvolumen. Liegt die Alkoholmenge unterhalb des vorstehend angegebenen Bereichs, ergibt sich eine zu geringe Einsparung an Erdölprodukten. Liegt die Alkoholmenge oberhalb des

m> vorstehend angegebenen Bereichs, so handelt es steh bei dem erhaltenen Gemisch praktisch um einen Alkoholkraftstoff, der nicht als Krafstoff auf Benzinbasis angesehen werden kann. Die vorstehend erwähnten, durch Zusatz von Wasser erreichten Vorteile treten In ungenügendem Umfang auf, wenn die Wassermenge unterhalb des vorstehend angegebenen Bereichs liegt. Dagegen wird die Stabilität des Kraftstoffgemisches, Insbesondere die Stabilität bei niedrigen Temperaturen, zu gering, wenn die Wassermenge oberhalb des vorstehend definierten

Bereichs Hegt. Beispiel 1

An Leitungswasser wird 24 Minuten lang hochfrequenter elektrischer Strom von 1200 kHz angelegt. Das Wasser wird sodann mit Methanol für Kraftstoffzwecke oder Äthanol for industrielle Zwecke mit dem so behandelten Wasser vermischt und bewegt. An das so erhaltene Gemisch wird 17 Minuten lang ein hochfrequenter elektrischer Strom von 1200 kHz angelegt. Anschließend wird das Gemisch mit Motorenbenzin (bleifreies Benzin) vermischt und bewegt. An das erhaltene Gemisch wird 25 Minuten lang ein hochfrequenter elektrischer Strom von 1200 kHz angelegt. Die relativen Mischungsverhaltnisse von Benzin, Methanol oder Äth-nol und Wasser sind in den Tabellen I und II, die insgesamt 50 Kraftstoffgemische umfassen, angegeben.

Von den auf diese Welse hergestellten Kraftstoffgemischen werden jeweils 2 Proben entnommen. Eine Probe wird in einem normalen Raum und die andere Probe in einem Kühlraum bei -17° C stehengelassen. 1 Woche spater werden die Proben daraufhin untersucht, ob eine Phasentrennung stattgefunden hat. Die Ergebnisse sind in den Tabellen I und II zusammengestellt. Das Zeichen Q bedeutet ,daß bei den Pirben keine Phasentrennung nach Stehenlassen bei Normaltemperatur und im Kühlraum festzustellen ist. Das Zeichen Δ bedeutet, daß beim Stehenlassen bei Normaltemperatur keine Phasentrennung eintritt, während beim Stehenlassen im Kühlraum eine Phasentrennung zu beobachten ist.

Tabelle I

relatives Verhältnis von Äthanol zu Benzin, VoL-%
10 15 20 30 50

20

relatives Verhältnis von Wasser zu Äthanoi,

2	0	0	0	0	0
5	0	0	0	0	0
7	0	0	0	0	0
10	0	Δ	Δ	Δ	Δ
12	Δ	Δ	Δ	Δ	Δ

25

Tabelle II

relatives Verhältnis von Methanol zu Benzin, Vol.-'
10 15 20 30 50

35

relatives Verhältnis von Wasser zu Methanol,

0,5	0	0	0	0	0
1	0	0	0	0	0
2	Δ	η	0	0	0
3	Δ	Δ	Δ	Δ	Δ
5	Δ	Δ	Δ	Δ	Δ

Vergleichsversuch 1

Methanol für Treibstoffzwecke oder Äthanol für Industrielle Zwecke werden mit Leitungswasser vermischt und bewegt. Das erhaltene Gemisch wird mit Motorenbenzin (bleifreies Benzin) vermischt und bewegt, wobei die Mischungsverhaltnisse von Benzin, Methanol oder Äthanol und Wasser den in den Tabellen I und II angegebenen Werten entsprechen. Samtliche Gemische (Gesamtzahl = 50) erleiden nach lOminütigem Stehenlassen eine Phasentrennung.

Beispiel 2

Methanol für Treibstoffzwecke oder Äthanol für Industrielle Zwecke werden mit Leitungswasser vermischt und bewegt. An das erhaltene Gemisch wird 35 Minuten lang ein hochfrequenter elektrischer Strom von 1200 kHz angelegt. Sodann wird das Gemisch mit Motorenbenzin (bleifreies Benzin) vermischt und bewegt. Anschließend wird 25 Minuten lang ein hochfrequenter elektrischer Strom von 1200 kHz an das Gemisch angelegt. Die Mischungsverhaltnisse von Benzin, Methanol oder Äthanol und Wasser entsprechen den In den Tabellen I und II angegebenen Werten.

Die Stabilität der auf diese Welse hergestellten Kraftstoffgemische wird gemäß Beispiel 1 untersucht. Man gelangt zu ahnlichen Ergebnissen.

Beispiel 3 und Vergleichsversuch 2

Gemäß Beispiel 1 wird ein Kraftstoffgemlsch aus Benzin, 15 Vol.-% Äthanol, bezogen auf das Benzinvolumen, und 5 Prozent Wasser, bezogen auf das Äthanolvolumen, hergestellt, Das auf diese Welse hergestellte Kraftstoffgemlsch und reines Benzin werden zum Betrieb eines Verbrennungsmotors verwendet. Die Anzahl der Umdrehungen des Motors und die Konzentrationen an HC und CO In den Abgasen werden untersucht. Die

45

50

65

Versuchsbedingungen sind nachstehend wiedergegeben:

Verwendeter Motor: Mitsubishi Gallan 4G32 Testgerät: Modell HC-4 und HC-5 (vom japanischen Transportministerium anerkannt)

Kohlenwasserstoff-Detektor: MEXA-221 und MEXA-222 5 Klassiflkationstyp: MEXA-341

KlassifikationsbezeichnuDg: Komplex-Detektor für Kohlenwasserstoffe Klassifikationsgruppe: G-I

|§ Die Versuchsergebnisse sind nachstehend wiedergegeben:

reines Benzin vorstehend genanntes Kraftstofifgemisch

Ü HC, ppm 250 250

|i CO, % 0,25 0,15

H- ^l5 Anzahl der Umdrehungen, U/min 520 500

β Aus der Tabelle ergibt sich, daß mit dem erfindungsgemäQ hergestellten Kraftstoffgemisch die CO-Konzen-

;) tration um 40 Prozent verringert wird, während sich die HC-Konzentration nicht ändert. Die Anzahl der

Umdrehungen (ohne Belastung) sinkt um 3,8 Prozent.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffgemlsches aus Benzin, Methanol oder Äthanol und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffgemlsch

a) 10 bis 50 Vol.-% Äthanol, bezogen auf das Benzinvolumen und 1 bis 10 Vol.-96 Wasser, bezogen auf das Äthanolvolumen oder

b) 10 bis 50 Vol.-% Methanol, bezogen auf das Benzinvolumen und 0,5 bis 2 Vol.-SK Wasser, bezogen auf das Methanolvolumen enthalt und man

¹⁽¹ c) einen hochfrequenten elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 MHz an das Alkohol/Wasser-Gemlsch anlegt, das Gemisch mit Benzin vermischt,

d) an das Benzin/Alkohol/Wasser-Gemisch einen hochfrequenten elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 MHz anlegt und

e) gegebenenfalls an das Wasser vor seiner Vermischung mit Alkohol ebenfalls einen hochfrequenten ^1:5" elektrischen Strom von 500 kHz bis 50 MHz anlegt.