DE3330165C2 - Motor-Kraftstoff - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Motorkraftstoff mit üblichen Zusätzen wie Ether, Ketone und Aromaten, der aus einem Grundkraftstoff aus Kohlenwasserstoffen und alkoholischen Zusätzen von Ethanol, Methanol und Pentanol(en) sowie Additivs und gegebenenfalls Bleiverbindungen und Wasser besteht sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Description

enthält.

2. Motor-Kraftstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe als Butanol den tert-Butylalkohol enthält

Die Erfindung betrifft einen Motor-Kraftstoff mit üblichen Zusätzen, der aus einem Grundkraftstoff aus Super- und/oder Normalkraftstoff (DIN-Norm) besteht und alkoholische Zusätze von Ethanol, Methanol und Butanol(en) enthält.

Die Verwendung von Methanol und Ethanol als Zusatz zu konventionellen Kraftstoffen ist seit langem bekannt.

So werden in FR-PS 8 14 205 Kraftstoffe beschrieben, die einen oder mehrere Alkohole mit nicht mehr als 3 C-Atomen enthalten, sowie einen Stabilisator und zusätzlich einen oder mehrere Alkohole mit mehr als 3 C-Atomen. Der Stabilisator ist ein aliphatischer Ether bzw. ein Keton.

In DE-OS 21 50 362 wird ein Verfahren zur Erzeugung eines klopffesten Benzins beschrieben, welches eine Alkoholmischung mit wenigstens einem Alkohol mit 4—8 Kohlenstoffatomen enthält. Aus Oil and Gas Journal, 31. Dez. (1979), S. 48 ist der Zusatz von Gemischen von Methanol und tert.-Butanol bekannt.

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-i-Schnitten von Ethylenanlagen gewonnen werden und auch dort nur dann anfallen, wenn Naphtha oder Mittelöl als Ausgangsstoff 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 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, für die übliche Fahrpraxis Kraftstoffe mit Ethanolzusatz zur Verfügung zu stellen, die :isikolos vom Kraftfahrer verwendet werden können und darüber hinaus die DIN-Norm 51 600 erfüllen. Insbesondere ist dies bis heute nicht bei Einsatz von nicht absolutem Ethanol möglich, das ca. 4,4 Gew.-% Wasser als Folge der Azeotropbildung bei der destillativen Aufarbeitung enthält.

Volkswirtschaftlich ist es andererseits von großen Interesse, nicht absolutes Ethanol, ζ. Β. Bioalkohol, üblichen Kraftstoffen zumischen zu können und einen leicht zugänglichen alternativen Kraftstoff auf der Basis nachwachsender heimischer Rohstoffe zur Verfügung zu haben, der allen Anforderungen genügt.

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 Kraftfahr ;r angeboten werden kann.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch einen neuen Motor-Kraftstoff aus Super- und/oder Normalkraftstoff (nach DIN-Norm) mit alkoholischen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe

a) 2 bis 10 Vol.-% absolutes Ethanol und/oder nicht-absolutes Ethanol (ca. 95,6 Gew.-% Ethanol und 4,4 Gew.-% Wasser) und/oder technisches Ethanol,

b) 0,5 bis 5 Vol.-% Butanol(e)

c) 0,5 bis 5 Vol.-% Reinmethanol und/oder technisches, undestilliertes Methanol sowie

d) ggf. weitere übliche Zusätze

enthält.

Es 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 π den Vergasern und Motoren und sonstigen Teilen, die mit dem Kraftstoff in Berührung kommen nicht erfordeiiich 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 enthält bevorzugt 3 — 8 Vol.-% reines Ethanol und/oder nicht absolutes Ethanol (ca. 95,6 Gew.-% Ethanol, ca. 4,4 Gew.-°/oWasser) und/oder technisches Ethanol, 1 —4 Vol.-% Methanol sowie 1 —3 Vol.-% Butanol(e).

Ferner können üblicherweise in Kraftstoffen verwendete Verbindungen zugesetzt werden. Bevorzugt wird als Ethanolkomponente nicht absolutes Ethanol und als Butanolkomponente tert.-Butanol verwendet Die Klopffestigkeit eine solchen Kraftstoffs liegt bei 99,6 ROZ, 88,6 MOZ und 94,4 FOZ. Weitere normgerechte Daten eines erfindungsgemäßen Kraftstoffs enthält die folgenden Tabelle:

Tabelle

Dichte bei 15³C 0,761 g/ml Siedeverlauf

bis 7O⁰C 35 Vol.-%

bis 100⁰C 55Vol.-%

Trübungspunkt — 18° C

Dampfdruck (RVP) 660mbar

Heizwert (Hu) 41000K]/kg

Wassergehalt 0,35Gew.-%

Es hat sich für den Fachmann überraschend gezeigt, daß mit einem solchen Kraftstoff die Kohlenmonoxid-Emission etwa aaf die Hälfte gesenkt werden kann, nämlich von einem üblichen Wert von 0,5 Vol.-°/o auf einen Wert von 0,4 Vol.-%. Gleichzeitig wurde festgestellt, daß sich im unteren und mittleren Drehzahlbereich ein verbessertes Durchzugsvermögen bei gleichzeitig weicherem Motorlauf ergibt.

Beispiel

In den folgenden Versuchen wurde als Grundkraftstoffe ein unverbleites Benzin eingesetzt mit folgenden Daten:

ROZ 94,5

MOZ 85,3

ofi 5 0,7414 g/ccm

In den Vergleichsversuchen wurden gemessen: ROZ, MOZ und SOZ (Straßen-Oktanzahl). Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

Ethanol tert-Butanol Methanol Σ ROZ MOZ SOZ

Vol.-% Vol.-o/o Vol.-%

la* 5 2 - 7 96,6 87,1 -4

Ib 5 2 0,5 7,5 97,2 87,4 -3,5

2a* - 2 2 4 95,7 86,7 -1,8

2b 2 2 2 6 96,5 87,2 -2

3a* - 5 2 7 95,9 86,9 -1,8

3b 2 5 2 9 96,5 87,3 -2

4a* 2 5 - 7 95,9 87,0 -3

4b 2 5 0,5 7,5 96,3 87,2 -2

*) Vergleichswerte.

Ein Stabilisator wurde in keinem der Versuche eingesetzt, da tert.-ButylalkohoI eine ausreichende Stabilisatorfunktion erfüllt. Die SOZ wurde mit einem 1,6-l-Ford-Escort-Motor gemessen über einen Drehzahlbereich von 2500—4500 U/min jeweils in Abständen von 500 U/min. Die angegebenen Zahlen geben die Abnahme der Straßenoktanzahl zwischen 2500 und 4500 U/min wieder.

Es ist dem Fachmann bekannt, daß Ethanolzusätze zu Benzin sehr deutliche Abnahmen bewirken. Dies geht auch aus den Versuchen la und 4a mit Abnahmen von 4 bzw. 3 Einheiten hervor, wobei ebenfalls dem Fachmann bekannt ist, daß tert-Butanol selbst praktisch keinen SOZ-Abfall bewirkt.

Anders jedoch wirkt Methanol, das ebenfalls wie Ethanol zu einem deutlichen SOZ-Abfall führt.

Vergleicht man das 2-Komponenten-Gemisch la mit dem erfindungsgemäßen 3-Komponentengemisch Ib, so stellt man fest, daß nur 0,5 Vol.-% Methanol eine überproportionale überraschende Zunahme der ROZ mit sich bringen, und die SOZ abnimmt anstatt — wie zu erwarten wäre — zunimmt.

Die Versuche 2a und 2b zeigen, daß bei Zusatz von 2 Vol.-% Ethanol die ROZ gegenüber 2a zunimmt und nur einer sehr geringe Zunahme der SOZ erfolgt, hierbei ist zu beachten, daß in Beispiel 4a 2 Vol.-% Ethanol eine SOZ von —3 bewirken.

Analoge Ergenbisse werden bei 3a/3b erhalten.

Bei den Vergleichsversuchen 4a/4b nimmt die SOZ trotz des Zusatzes von 0,5 Vol.-% Methanol ab von —3 auf — 2 Einheiten.

Die Versuche machen deutlich, daß im erfindungsgemäßen Kraftstoff synergistische Effekte auftreten, die zu einer deutlichen Verbesserung des motorischen Verhaltens in hohen Drehzahlbereichen führen und gleichzeitig bereits durch geringfügige Erhöhung des Anteils an Alkoholkomponenten überproportionale Anstiege der ROZ

erfolgen bei bereits hohen ROZ-Werten der 2-Komponentengemische und bei ebenfalls verbesserten MOZ-Werten. Darüber hinaus werden alle an einen Kraftstoff zu stellenden Anforderungen, wie bereits erläutert, in hervorragender Weise erfüllt.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Motorkraftstoff aus Super- und/oder Normalkraftstoff (nach DIN-Norm) mit alkoholischen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe

a) 2 bis 10 Vol.-% rbsolutes Ethanol und/oder nichtabsolutas Ethanol (ca. 95,6 Gew.-% Ethanol und 4,4 Gew.-% Wasser) und/oder technisches Ethanol,

b) 0,5 bis 5 Vol.-°/o Butanol (e)

c) 0,5 bis 5 Vol.-% Reinmethanol und/oder technisches, undestilliertes Methanol sowie
d) ggf. weitere übliche Zusätze