DE3631225C2

DE3631225C2 - Dieselkraftstoff und Additiv zur Verwendung in diesem

Info

Publication number: DE3631225C2
Application number: DE19863631225
Authority: DE
Inventors: Shigeru Okada; Keiichi Akimoto; Makoto Kato; Hirohiko Hoshi
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1986-09-13
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2006-09-14
Also published as: JPH0349317B2; CA1273201A; JPS6268891A; DE3631225A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dieselkraftstoff und ein Additiv zur Verwendung in diesem.

Dieselkraftstoff erzeugt, wenn er verbrennt, Abscheidungen in der Einspritzdüse eines Dieselmotors, was Verstopfen der Einspritzdüse verursachen kann. Bis jetzt ist Diesel kraftstoff gelegentlich ein Additiv zugesetzt worden, aber zur Reinigung von Dieselmotoren sind die nachstehenden Techniken bekannt geworden.

In der JP 20 550/1966 ist vorgeschlagen, Dieselkraftstoff Alkylphenol und öllösliche Verbindungen von Alkali- oder Erdalkalimetallen zuzufügen, um schwarzen Rauch, der beim Verbrennen des Kraftstoffs erzeugt wird, im Auspuffgas zu vermindern. Dieses Vorgehen ist jedoch nicht wirksam, die Erzeugung eines Niederschlages und das Verstopfen der Einspritzdüse eines Dieselmotors zu verhindern.

In der US 4 409 000 ist ein Verfahren offenbart, welches einer Oxialkylenverbindung eines Amins die Koexistenz neben kohlenwasserstofflöslichen karboxylischen Dispergiermit teln, wie einer Alkenylsuccinimid-Verbindung, durch Zugabe eines flüchtigen Kraftstoffes, wie Benzin, ermöglicht, um den Vergaser sauber zu halten. Die Kombination dieser Verbindungen kann jedoch die Abscheidung in und Verstopfung der Einspritzdüse eines Dieselmotors nicht verhindern.

Aus der US-PS 3 115 400 sind Amine als Antivereisungszu sätze bei Brennkraftmaschinen bekannt. Die Amine werden in einer Menge von 5-10 000 ppm zugesetzt.

Die DE-AS 20 64 681 beschreibt Polyalkylenglykol-Monoether als Zusatz zu Kraftstoffen zur Reduzierung von Rückstands bildungen in Verbrennungskraftmaschinen. Beansprucht werden 0,01-10 Vol.% dieser Verbindungen.

Aus der WO 85/00827 A1 ist es bekannt, daß ein leichtes Reinigen und Entfernen von Abscheidungen in der Einspritz düse eines Dieselmotors durch Polyoxialkylenamine (mit mehreren C₂ bis C₄ Oxalkyleneinheiten) bewirkt wird, welche in Mengen von 0,006 bis 1 Gew.-%, bevorzugt 0,125 bis 0,5 Gew.-%, dem Treibstoff zugesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Diesel kraftstoff und ein Additiv hierfür anzugeben, der bzw. das ein besonders leichtes Reinigen und Entfernen von Abschei dungen in der Einspritzdüse des Dieselmotors gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Dieselkraft stoff gemäß Patentanspruch 1 und ein Additiv gemäß Patent anspruch 4 gelöst.

Der aliphatische Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 24 C-Atomen, der in der allgemeinen Formel I durch R¹ darge stellt ist, schließt gerade und verzweigte Alkylreste ein, wie Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Hexadecyl, Octadecyl, Eicosyl und Docosyl, und Alkenylgruppen, wie Myristoleyl, Palmitoleyl, Oleyl und Linoleyl. Unter diesen Resten werden aliphatische Kohlen wasserstoffreste mit 8 bis 20 C-Atomen bevorzugt, insbeson dere Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hexadecyl, Octadecyl und Oleyl. Wenn R¹ weniger als 5 C-Atome oder mehr als 25 C-Atome aufweist, ist die Wirkung der Entfernung der Abschei dung gering.

Der Alkylenrest mit 2 bis 4 C-Atomen, in der Formel I mit A¹ wiedergegeben, schließt Ethylen, Propylen, Butylen und eine Kombination dieser Reste, z. B. Ethylen und Propylen, ein. Die Bezeichnungen l und m repräsentieren jeweils eine ganze Zahl von 1 oder höher, und l + m ist 2 bis 10, vorzugsweise 2 bis 4. Wenn der Wert l + m unter 2 oder über 10 liegt, ist die Wirkung der Entfernung der Abscheidung gering.

Beispiele für Oxialkylenverbindungen von Aminen der Formel I sind N,N-Dihydroxiethyldodecylamin, N,N-Di- (hydroxiethoxiethyl)-dodecylamin, N,N-Dihydroxiethyl tetradecylamin, N,N-Dihydroxiethyldodecylamin und N,N-Dihydroxiethyloleylamin.

In der allgemeinen Formel II, die den in der Erfindung verwendeten Polyoxialkylenglykol-monoether (B) zeigt, schließt der Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 18 C-Atomen, in der Formel von R³ repräsentiert, gerade und verzweigte Alkyl reste ein, wie Propyl, Butyl, Amyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl und Hexadecyl, sowie Phenyl gruppen mit einem Alkylsubstituenten, z. B. Butylphenyl, Hexylphenyl, Octylphenyl, Nonylphenyl und Dodecylphenyl. Von diesen werden Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 12 C-Atomen bevorzugt, insbesondere Propyl, Butyl, Amyl, Hexyl, Octyl und Decyl. Wenn R³ weniger als 3 oder mehr als 18 C-Atome aufweist, ist die Wirkung der Entfernung der Ab scheidung gering.

Die Alkylengruppe mit 3 bis 4 C-Atomen, in der Formel II mit A² wiedergegeben, schließt ein einen Propylenrest und 1,2-, 2,3-, 1,3- und 1,4-Butylenreste sowie eine Kombi nation dieser Reste. Besonders bevorzugt wird die Propylen gruppe.

Das Symbol n ist eine ganze Zahl von 4 bis 45. Wenn n klei ner als 4 oder größer als 45 ist, ist die Wirkung der Ent fernung der Abscheidung gering.

Konkrete Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel II sind Mono-n-propylether von Polypropylenglykol (durch schnittliches Molekulargewicht 600), Mono-n-butylether von Polypropylenglykol (durchschnittliches Molekulargewicht 1700), Mono-2-ethylhexylether von Polypropylenglykol (durchschnittliches Molekulargewicht 14 000), Mono-iso decylether von Polypropylenglykol (durchschnittliches Mole kulargewicht 1200) und Mono-nonylphenolether von Polypro pylenglykol (durchschnittliches Molekulargewicht 820).

Die Gewichtsmengen der Verbindungen (A) und (B) betragen 10 bis 90% (A) und 90 bis 10% (B).

Die Mischung von (A) und (B) kann mit einem geeigneten Lösungsmittel verdünnt werden, um die Handhabung zu er leichtern. Zur Verfügung stehende Lösungsmittel sind ge wöhnlicher Kraftstoff (wie Kerosin, Dieselöl), organische Lösungsmittel, die mit Erdöl-Kraftstoff leicht mischbar sind (aromatische Lösungsmittel wie Benzol, Toluol und Xylol sowie alkoholische Lösungsmittel wie Isopropanol, Butanol und Butylcellosolve) und ein Gemisch von zwei oder mehr dieser Lösungsmittel. Von diesen Lösungsmitteln werden besonders Toluol, Xylol, Propanol und Butanol bevorzugt. Die Menge des zum Verdünnen verwendeten Lösungsmittels ist 0,1 bis 100 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,2 bis 20 Ge wichtsteile, bezogen auf 1 Gewichtsteil der Mischung von (A) und (B).

Die Additive nach der Erfindung können mit verschiedenen Zusätzen vermischt werden, wie Antioxidantien, Rostinhibi toren, Korrosionsschutzmittel, Verbesserer des Fließverhal tens, Entwässerungsmittel, Cetan-Verbesserer, Farbstabili satoren, Klärungsmittel, Detergent-Dispersants und Bakte riostatika.

Der Dieselkraftstoff gemäß der Erfindung ist ein Erdöl produkt für Dieselmotoren, z. B. Kerosin (No. 1 und No. 2, JIS K-2203), Gasöl (No. 1 bis 3, Special No. 1 bis 3, JIS K-2204) und Treibstoff A (JIS K-2205).

Die Menge Additiv nach der Erfindung, die dem Dieselkraft stoff zugesetzt wird, ist vorzugsweise 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Kraftstoffes.

Es besteht keine besondere Beschränkung bezüglich der Methode des Zusatzes des Additivs zu dem Dieselkraftstoff. So kann das Additiv dem Dieselkraftstoff direkt zugegeben werden oder es kann mit einem gewöhnlichen Kraftstoff oder einem aromatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel vor der Zugabe verdünnt werden.

Das Additiv nach der Erfindung ist in Dieselkraftstoff leicht löslich und hat keinen schädlichen Einfluß auf die verschiedenen Metalle und Kunststoffe, die im Kraftstoff system eines Dieselmotors verwendet werden.

Das in dem Kraftstoff gelöste Additiv entfernt schnell die in der Einspritzdüse erzeugten Abscheidungen, wenn der Motor unter normalen Bedingungen betrieben wird, was ein Verstopfen der Düse durch die Abscheidungen verhindert.

Das Additiv nach der Erfindung hat darüber hinaus Einfluß auf die Verbesserung des Tieftemperatur-Fließverhaltens des Kraftstoffes, der Entwässerung und der Reinigung des Dieselmotors und des Kraftstoffsystems.

In allen Beispielen, dem Kontroll- und dem Test-Beispiel bedeuten Prozent Gewichtsprozent.

Beispiel 1

Ein Gemisch von 40% N,N-Dihydroxiethyldodecylamin und 60% n-Butylether von Polypropylenglykol (durchschnitt liches Molekulargewicht 1800).

Beispiel 2

Ein Gemisch von 10% N,N-dihydroxiethylierte Derivate von hydriertem Tallölamin und 40% Mono-n-butylether von Poly propylenglykol (durchschnittliches Molekulargewicht 1100) und 50% Xylol.

Kontrollbeispiel 1

Eine Mischung von 40% N,N-Dihydroxiethylamin, wie in Beispiel 1, und 60% eines Dispersants vom Succinimidtyp (Lubrizol 894 der Lubrizol Co.; ein Reaktionsprodukt von Polyisobuten (Molekulargewicht 1050), Maleinsäureanhydrid und Tetraethylenpentamin).

Testbeispiel 1

Die Leistungsfähigkeit, die Abscheidungen in der Einspritz düse eines Dieselmotors zu entfernen, wurde von den Addi tiven nach der Erfindung der Beispiele 1 und 2 und dem Additiv des Kontrollbeispiels 1 nach folgender Methode getestet:
Einspritzdüsen, die durch Anlagerung von Abscheidungen beim tatsächlichen Betrieb verstopft worden sind, wurden an einem Dieselmotor befestigt. Der Motor wurde 2 Stunden unter Verwendung von im Handel erhältlichem Dieselkraft stoff, dem das Additiv der Beispiele 1 und 2 und das des Kontrollbeispiels 1, jeweils in einer Konzentration von 0 bis 1,0%, zugegeben war, laufen gelassen unter Bedin gungen, die einem praktischen Lauf von 60 km/h entsprachen, um die Abscheidung zu entfernen.

Die Strömungsgeschwindigkeit an der Düse, wenn die Nadel hubhöhe 0,1 bis 0,5 mm war, wurde an der Einspritzdüse vor und nach der Reinigung mittels der Luftströmmethode gemessen. Die Kapazität der Entfernung der Abscheidung in der Düse wurde verglichen durch Berechnen des Verhältnis ses zu der Düsendurchströmungsgeschwindigkeit, die im voraus an der neuen Düse ermittelt worden war.

Die Reinigungstestergebnisse der Einspritzdüse nach der vorstehend beschriebenen Methode sind in der nun folgen den Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1

Versuchsbericht

Dieselöle, die die in der nachfolgenden Tabelle 2 angegebenen Additive enthielten, wurden nach dem folgenden Verfahren in bezug auf den Grad der Ablagerung von Abscheidungen untersucht und ausgewertet.

Unter Einsatz eines Dieselöles, das einem im Handel erhältlichen Dieselkraftstoff, dem 0,005 Gew.-% oder 0,01 Gew.-% eines jeden Additives zugesetzt wurden, entsprach, wurde ein Vierzylin der-Reihenmotor mit 2200 cm³ 2 Stunden lang mit 2500 UpM, einem Drehmoment von 5,0 kg m und einer Wassertemperatur von 45°C betrieben. Der Kraftstoffdurchsatz an der Düse wurde bei einem Nadelhub von 0,1 T, 0,35 mm und 0,5 mm über ein Luftströmungsverfahren gemessen.

Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführt.

Claims

1. Dieselkraftstoff mit 0,001-5 Gew.-% eines Additivs bestehend aus

a) einer Oxialkylenverbindung eines Amins (A) der all gemeinen Formel I in der bedeuten:
R¹ ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 24 C-Atomen,
A¹ ein Alkylenrest mit 2 bis 4 C-Atomen,
l und m ganze Zahlen von 1 oder größer, wobei l + m eine ganze Zahl von 2 bis 10 ist; und
b) einem Polyoxialkylenglykol-monoether (B) der allge meinen Formel II in der bedeuten:
R³ ein Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 18 C-Atomen,
A² ein Alkylenrest mit 3 oder 4 C-Atomen, und n eine ganze Zahl von 4 bis 45, wobei
c) das Gewichtsverhältnis A:B von 10 : 90 bis 90 : 10 be trägt.

2. Dieselkraftstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß R¹ ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 10 bis 18 C-Atomen ist.

3. Dieselkraftstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß A¹ ein Ethylenrest ist.

4. Additiv für die Verwendung in dem Dieselkraftstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß das Additiv, welches die Komponenten (A) und (B) in dem Gewichtsverhältnis von 10 : 90 bis 90 : 10 ent hält, mit einem Lösungsmittel verdünnt ist, wobei pro 1 Gewichtsteil der Mischung von (A) und (B) die Menge von 0,1 bis 100 Gewichtsteile des Lösungsmittel ver wendet wird.