DE3330165A1

DE3330165A1 - Motor-kraftstoff

Info

Publication number: DE3330165A1
Application number: DE19833330165
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Chem. Majunke; Heinrich Dipl.-Chem. Dr. 5047 Wesseling Müller
Original assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Current assignee: DEA Mineraloel AG
Priority date: 1983-08-20
Filing date: 1983-08-20
Publication date: 1985-03-07
Also published as: DE3330165C2; EP0171440A1; EP0171440B1

Description

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Motor-Kraftstoff

Die Erfindung betrifft einen MDtor-Kraf tstoff mit üblichen Zusätzen wie Ether, Ketone und Aronaten und ein Verfahren zu seiner Herstellung, der aus einem Grundkraftstoff aus Kohlenwasserstoffen und alkoholischen absätzen von Ethanol, Methanol und Butanol(en) sowie Additivs und gegebenenfalls Bleiverbindungen und Wasser besteht.

Die Verwendung von Methanol und Ethanol als Zusatz zu konventionellen Kraftstoffen ist seit langem bekannt. Auch der Zusatz von Gemischen von Methanol und tert.-Butanol ist bekannt (Oil and Gas Journal, 31. Dez. (1979) S. 48).

Die Probleme, die mit dem praktischen Gebrauch solcher Kraftstoffe verbunden sind, sind jedoch nur zum Teil gelöst, so dass die Einführung derselben in die allgemeine Fahrpraxis noch nicht möglich ist. Andererseits gewinnen aus volkswirtschaftlichen Gründen in zahlreichen Ländern alternative Kraftstoffe zunehmend an Bedeutung.

Probleme bestehen insbesondere noch immer bezüglich der Phasentrennung in eine Alkohol- und Kohlenwasserstoffphase, insbesondere bei tiefen Temperaturen und feuchtem Klima, obgleich hier Fortschritte erzielt wurden im Falle des Methanolzusatzes zu üblichem Kraftstoff durch gleichzeitigen Einsatz von tert.-Butanolen. Butanole stehen jedoch, da sie aus C.-Schnitten von Ethylenanlagen gewonnen werden und auch dort nur dann anfallen, wenn Naphtha oder Mittelöl als Feed eingesetzt wird, nur in begrenztem Umfang zur Verfügung und zudem zu relativ hohen Kosten. Die Verfügbarkeit eines alternativen Kraftstoffs besteht daher für den Fall eines relativ grossen Zumischbedarfs an Butanolen grundsätzlich in nur begrenztem Umfang.

Weitere Probleme sind noch immer die optimale Vergasereinstellung, Zündwilligkeit, Verdichtung und Gasblasenbildung bei hohen Temperaturen. Obgleich der Einsatz von reinem Ethanol zu üblichen Kraftstoffen gegenüber Methanol zu geringeren Problemen führt, ist es bis jetzt nicht möglich,

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für die übliche Fahrpraxis Kraftstoffe mit Ethanolzusatz zur Verfügung zu stellen, die risikolos vom Kraftfahrer verwendet werden können und darüber hinaus die DIN-Norm 51600 erfüllen. Insbesondere ist dies bis heute nicht bei Einsatz von nicht absolutiertem Ethanol möglich, das ca. 4,4 Gew.% Wasser als Folge der Azeotropbildung bei der destillativen Aufarbeitung enthält.

Volkswirtschaftlich ist es andererseits von grossem Interesse, nicht absolutiertes Ethanol, z.fa. Bioalkohol, übliche Kraftstoffen zumischen zu können und einen leicht zugänglichen alternativen Kraftstoff auf der Basis nachwachsender heimischer Rohstoffe zur Verfügung zu haben, der allen Anforderungen genügt.

Versuche, reines Ethanol ohne andere Komponenten, bzw. nicht absolutiertes Ethanol ohne weitere Komponenten, als Kraftstoff einzusetzen, haben insbesondere in den europäischen Ländern ebenfalls noch nicht zu einem brauchbaren Kraftstoff geführt, da einmal relativ hohe Kosten zu berücksichtigen sind und andererseits das entsprechende Verteilersystem fehlt und auch in der näheren Zukunft nicht zu erwarten ist. Zudem sind hier die Kaltstartprobleme, sicherheitstechnische Probleme, wie der relativ grosse Explosionsbereich in der Gasphase der Kraftstofftanks oder das Problem der Gasblasenbildung während des Fahrbetriebs bei höheren Temperaturen noch ungelöst. Ferner kann Ethanol in den europäischen Ländern in nur begrenzter Menge bereitgestellt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, einen Kraftstoff zur Verfügung zu stellen, der die angegebenen technischen Probleme vermeidet, allen Anforderungen der DIN-Norm genügt, die Verfügbarkeit der Zusatzkomponenten berücksichtigt und im vorhandenen Tankstellen-Verteilungsnetz problemlos dem Kraftfahrer angeboten werden kann.

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Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch einen neuen Motor-Kraftstoff aus Grundkraftstoff aus Kohlenwasserstoffen oder überwiegend Kohlenwasserstoffen mit alkoholischen Zusätzen, gegebenenfalls Zusätzen an Ethern, Ketonen, Aromaten, Additivs, Verbindungen des Bleis und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe 2-lo Vol.% Ethanol und/oder nicht absolutiertes Ethanol und/oder technisches Ethanol, ο,5 bis 5 Vol.% Butanol(en) und o,5 bis 5 Vol.% Methanol enthält.

Durch eine Vielzahl von Labor- und motorischen Untersuchungen wurde gefunden, daß der erfindungsgemäße Kraftstoff hervorragend für die üblichen Kraftfahrzeugmotoren geeignet ist, mit bereits auf dem Markt befindlichen Kraftstoffen beliebig gemischt werden kann, Umstellungen an den Vergasern und Motoren und sonstigen Teilen, die mit dem Kraftstoff in Berührung kommen nicht erforderlich sind, alle Anforderungen der DIN-Norm erfüllt werden und der Kraftstoff in den vorhandenen Tankstellen dem Kraftfahrer zur Verfügung gestellt werden kann.

Der erfindungsgemäße Kraftstoff kann von 2 bis Io Vol.% reines Ethanol und/oder nicht absolutiertes Ethanol (ca, 95,6 Gew.% Ethanol, ca. 4,4 Gew.% Wasser) und/oder technisches Ethanol enthalten, bevorzugt werden 3 bis 8 Vol.% verwendet, ferner von o,5 bis 5 Vol.% Methanol, bei einem bevorzugten Zusatz von 1 bis 4 Vol.%, sowie o,5 bis 5 Vol.% Butanol(e), wobei 1 bis 3 Vol.% bevorzugt sind.

Als Additivierung können z.B. Additivs wie Keropur der BASF verwendet werden, jedoch auch andere dem Stand der Technik entsprechende Additivs, ferner kann Blei in Form seiner üblicherweise in Kraftstoffen verwendeten Verbindungen zugesetzt werden.

Obgleich die Komponenten i η der Weise miteinander gemischt werden können, daß man eine Normalkraftstoffkomponente auf Kohlenwasserstoffbasis und/oder eine hochoktanige Superkraftstoffkomponente auf Kohlenwasserstoffbasis mit Ethanol, Methanol, Butanol(en) und den Additivs mischt, hat sich

als bevorzugte Ausführungsform bewährt, eine Normal-Kraftstoffkomponente und/oder eine Super-Kraftstoffkomponente, die bereits o,5 bis 5 Vol.% Methanol und o,5 bis 5 Vol.% Butanol(e) enthalten, mit einer Komponente zu mischen, die aus 85 bis loo Vol.% reinem Ethanol und/oder nicht absolutiertem Ethanol und/oder technischem Ethanol und o,5 bis 5 Vol.% Butanol(en) und zusätzlich o,öl - ο,5 g Additivs, wie z.B. Keropur der Fa. BASF, sowie OrO,3 g Blei, bezogen auf loo Ethanol und Butanol(e) besteht.

Die Untersuchungen haben ergeben, daß auf diese Weise ein besonders wirkungsvolles und wirtschaftliches Mischen der Komponenten möglich ist und daß ferner bereits auf dem Markt befindliche Kraftstoffe, die bereits Methanol und/ oder Butanol(e) enthalten, zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftstoffs verwendet werden können.

Eine solche Mischung besteht aus 5o bis 99 Vol.% der Super-Kraftstoffkomponente oder aus 5o-98 Vol.% der Super-Kraftstoff komponente und 1 bis 5o Vol.% der Normal-Kraftstoffkomponente und o,5 bis Io Vol.% der Gemischkomponente. Eine bevorzugte Mischung besteht aus 75 bis 95 Vol.% des Super-Kraftstoffs, 5-15 Vol.% des Normal-Kraftstoffs und 2-8 Vol.% der Gemischkomponente.

Bevorzugt wird als Ethanolkomponente nicht absolutiertes Ethanol und als Butanolkomponente tert.-Butanol verwendet. Die Klopffestigkeit eines solchen Kraftstoffs liegt bei 99,6 ROZ, 88,6 MOZ und 94,9 FOZ.

Zusätzlich können auch C,- und/oder höhere Alkohole, Ether, wie z.B. Dimethylether,Diäthylether, Methyl-tert.-butylether, Methyl-tert.-amylether. Ketone, wie z.B. Aceton, Aromaten, wie Benzol, Toluol und Xylole enthalten sein.

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Weitere normgerechte Daten eines erfindungsgemäßen Kraftstoffs enthält die folgende Tabelle:

Tabelle

Dichte bei 15°C o,761 g/ml Siedeverlauf

bis 7o°C 35 Vol.%

bis loo°C 55 Vol.%

Trübungspunkt - 18 ⁰C

Dampfdruck (RVP) 66o mbar

Heizwert (Hu) 41.ooo KJ/kg

Wassergehalt o,35 Gew.%

Es hat sich für den Fachmann überraschend gezeigt, daß mit einem solchen Kraftstoff die Kohlenmonoxid-Emission etwa auf die Hälfte gesenkt werden kann, nämlich von einem üblichen Wert von o,8 Vol.% auf einen Wert von o,4 Vol.%. Gleichzeitig wurde festgestellt, daß sich im unteren und mittleren Drehzahlbereich ein verbessertes Durchzugsvermögen bei gleichzeitig weicherem Motorlauf ergibt.

Ohne Zweifel wird mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoff ein bisher unerreichtes Ergebnis erzielt, daß nämlich Normgerechtigkeit, Umweltfreundlichkeit, Verfügbarkeit der Komponenten, Nutzung des vorhandenen Verteilungssystems, Nutzbarkeit in konventionellen Motoren und Kraftfahrzeugen, technisch problemlose Herstellung und Mischung des erfindungsgemäßen Kraftstoffs, Zumischbarkeit zu allen auf dem Markt vorhandenen DIN-gerechten Kraftstoffen und einwandfreie Mischbarkeit ohne Gefahr der Phasentrennung dem Kraftfahrer erstmals zur Verfügung gestellt werden, wobei besondere Bedeutung hat, daß die Abhängigkeit von importiertem Mineralöl vermindert wird.

Claims

W3ssel^;ing, den 15.8.1983

NL/Dr.HÖ.-Fe 3330165

Unser Zeichen: UK 345a

Motor-Kraftstoff

Patentansprüche

Motor-Kraftstoff aus Grundkraftstoff aus Kohlenwasserstoffen oder überwiegend Kohlenwasserstoffen mit alkoholischen Zusätzen, gegebenenfalls Zusätzen an Ethern, Ketonen, Aromaten, Additivs, Verbindungen des Bleis und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe 2-lo Vol.% Ethanol und/ oder nicht absolutiertesEthanol und/oder technisches Ethanol, o,5 bis 5 Vol.% Butanol(e ) und o,5 bis 5 Vol.% Methanol enthält.

2. Motor-Kraftstoff nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß

der Grundkraftstoff aus Superkraftstoff nach DIN-Norm und/ oder Normal-Kraftstoff nach DIN-Norm besteht.

3. Motor-Kraftstoff nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkraftstoff bereits >o bis 5 Vol.% Methanol und/oder >o bis 5 Vol.% Butanol (e) enthält und zusätzlich ein Gemisch, bestehend aus 85-loo Vol.% Ethanol und/oder nicht absolutiertem Ethanol und/oder techn.Ethanol, o-4,5 Vol.% Butanol(e) und gegebenenfalls Additivs in einer Menge von o,ol bis o,5g bezogen auf 1 L Gemischkomponente und Blei in Form von Bleiverbindungen in einer Menge von ο bis o,3g pro 1 L Gemischkomponente.

4. Motor-Kraftstoff nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus 5o-98 Vol.% des Superkraftstoffs, l-5o Vol.% des Normalkraftstoffs und o,5-lo Vol.% der Gemischkomponente besteht.

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5. Motor-Kraftstoff nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus 5o-99,5 Vol.% des Superkraftstoffs und o,5-lo Vol.% der Gemischkomponente besteht.

6. Motor-Kraftstoff, nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe als Ethanolkomponente nicht absolutiertes Ethanol enthält.

7. Motor-Kraftstoff, nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe als Butanol den tert.-Butylalkohol enthält.

8. Motor-Kraftstoff, nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe als Methanolkomponente technisches, undestilliertes Methanol enthält oder ein Gemisch desselben mit Reinmethanol.

9. Verfahren zur Herstellung eines Motor-Kraftstoffs nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Grundkraftstoff mit Zusätzen von 2 bis Io Vol.% Ethanol, ο, 5 bis 5 Vol.% Butanol(en) und o,5 bis 5 Vol.% Methanol, sowie gegebenenfalls Additivs und Verbindungen des Bleis gemischt werden.

Io. verfahren zur Herstellung eines Motor-Kraftstoffs nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß Grund-Kraftstoff, der bereits >o bis 5 Vol.% Methanol und/oder ^ ο bis 5 Vol.% Butanol(e) enthält, mit einer Gemischkomponente gemischt wird, die aus 85-loo Vol.% Ethanol und/oder nicht absolutiertem Ethanol und/oder technischem Ethanol und aus ο bis 4,5 Vol.% Butanol(en) besteht, sowie gegebenenfalls Additivs in einer Menge von o,ol-o,5g bezogen auf 1 L Gemischkomponente und einem Anteil an Blei in Form seiner Verbindungen von ο bis o,3 g bezogen auf 1 L Gemischkomponente.

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11. Verfahren zur Herstellung eines Motor-Kraftstoffs nach den Ansprüchen l-lo, dadurch gekennzeichnet, daß 5o bis 98 Vol.% des Super-Kraftstoffs und 1 bis 5o Vol.% des Normal-Kraftstoffs oder 5o-99,5 Vol.% des Super-Kraftstoffs mit ο , 5 bis Io VoI.% der Gemischkomponente, sowie gegebenenfalls mit Additivs und Blei in Form seiner Verbindungen gemischt werden.