-
Die
vorliegende Erfindung betrifft emulgierte Brennstoffe, die bei einer
Temperatur bis zu mehr als 70° C
und bis zu weniger als –10° C stabil
sind, insbesondere Kraftstoffe, die dazu bestimmt sind, in den Verbrennungskraftmaschinen
verwendet zu werden. Genauer enthalten die im Rahmen der Erfindung
betrachteten Brennstoffe hauptsächlich
flüssige
Kohlenwasserstoffe, und insbesondere:
- – jene mineralischen
Ursprungs, wie die Petroleum-Derivate des Typs der Benzine, der
Gasöle,
der Kerosine, der Heizöle,
und/oder jene, wie die Derivate von Kohle oder von Gas (Synthesekraftstoffe),
- – jene
pflanzlichen Ursprungs, wie die Pflanzenöle und ihre Ester,
- – und
ihre Gemische, gegebenenfalls versetzt mit sauerstoffhaltigen Verbindungen
wie den Mono- und Polyalkoholen.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft genauer die Zusammensetzung der Brennstoffe,
die aus Emulsionen von Wasserlflüssigen
Kohlenwasserstoffen bestehen, bevorzugt die Wasser/Gasöl-Emulsionen,
die wirtschaftlich interessant sind und die Umweltverschmutzungsprobleme
einschränken.
Bei der vorliegenden Darstellung handelt es sich also um stabilisierte
Wasser/Kohlenwasserstoff-Emulsionen, die grenzflächenaktive Stoffe aufweisen,
die dazu geeignet sind, die stabile Emulsion für Temperaturänderungen
zwischen –10° C und über 70° C zu begünstigen
und aufrecht zu erhalten.
-
Das
Wasser erschien sehr schnell als ein interessanter Zusatz oder ein
interessanter teilweiser Ersatz von Benzin oder von Gasöl. Weil
wenig kostspielig und nicht toxisch, erlaubt es, den spezifischen
Verbrauch an Kraftstoff und die Emission sichtbarer oder unsichtbarer
Schadstoffe zu verringern.
-
Trotz
allen diesen vermuteten Vorteilen wurden sehr wenige Wasser/Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe
industriell hergestellt und in großem Maßstab bei den Verbrauchern
von Kraftstoff vertrieben.
-
Unter
allen den durchgeführten
Versuchen wurde ins Auge gefaßt,
eine getrennte Speicherung des Wassers und des Kraftstoffs in dem
Fahrzeug vorzusehen, wobei ihr Vermischen beim Gebrauch vor dem
Einspritzen in den Motor verwirklicht wird. Dieser Weg erfordert
den Einbau einer komplexen und ausgeklügelten Vorrichtung zum Vermischen
und zum Dosieren jedes Bestandteils des Gemisches an Bord des Fahrzeugs. Die
Kosten, die Abmessung und die Störanfälligkeit
derartiger Vorrichtungen erschienen für die Entwicklung dieses Wegs
völlig
abschreckend zu sein.
-
Bei
einem zweiten Weg hat man daran gedacht, an Wasser und Kraftstoff
vordosierte Gemische zu lagern, aber der Vertreiber war schnell
mit den Problemen der Lagerstabilität derartiger Gemische in von –20°C bis 70° C variierenden
Temperaturbereichen konfrontiert, wie der Kraftfahrer mit den Stabilitätsproblemen
dieses Gemisches in dem Tank.
-
So
gibt es viele fruchtlose technische Vorschläge, die vergeblich darauf abzielen,
emulgierte Kraftstoffe bereitzustellen, die Wasser enthalten, und
allgemeiner, neue umweltfreundliche Kraftstoffe, und die einen geringen
spezifischen Verbrauch mit sich bringen.
-
Zur
Veranschaulichung eines derartigen Stands der Technik kann man die
französische
Patentanmeldung Nr. 2 470 153 zitieren, die einen emulgierten Kraftstoff
bekannt macht, der Kohlenwasserstoffe, Wasser, einen Alkohol (Methanol,
Ethanol) und ein emulgierendes System, das von Sorbitan-monooleat
und von ethoxyliertem Nonylphenol gebildet wird, aufweist. Die Konzentration
des emulgierenden Systems in der Emulsion liegt zwischen 3 und 10
Vol%. Die unumgängliche
Anwesenheit von Alkohol in dieser Emulsion stellt ein extrem nachteiliges
Element dar, insbesondere im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit
und die Motorleistungen, die mit dieser Emulsion erhalten werden
können.
Außerdem
besteht Anlaß,
festzustellen, dass die Stabilität
dieser Wasser-Alkohol/Kohlenwasserstoff-Emulsion überhaupt
nicht überzeugend
ist. Tatsächlich
erlebt man am Ende von 72 Stunden Lagerung der Emulsion, was einer
realistischen Nicht-Gebrauchsdauer
eines Fahrzeugs, das mit diesem Kraftstoff betrieben wird, entspricht,
einen Beginn einer Phasentrennung (Phasenverlust/Entmischung) zwischen
den Kohlenwasserstoffen und dem wässrig-alkoholischen Gemisch
mit. Die am Ende dieser Zeitdauer phasenentmischten (getrennten)
Kohlenwasserstoffe können
bis zu 3 Vol.% der Emulsion ausmachen. Man kann sich leicht vorstellen,
dass nach einigen Tagen Lagerung der Phasenverlust dieser Emulsion
gemäß der Anmeldung
Nr. 2 470 153 ausreichend stark ist, um unter normalen Anwendungsbedingungen
ein Funktionshindernis zu werden.
-
Im übrigen kennt
man durch das US-Patent Nr. 4 877 414 einen emulgierten Kraftstoff,
der eine gewisse Anzahl an Zusätzen
enthält,
darunter ein emulgierendes System, das von Sorbitan-sesquioleat,
Sorbitan-mono-oleat und Dodecylakohol-polyethylenoxid (6 EO)-ether
gebildet wird. Gemäß diesem
Patent beträgt die
Gesamtkonzentration aller Zusätze
bevorzugt etwa 2,1%. Außer
dem emulgierenden System können
die anderen Zusätze,
die zur Verwendung geeignet sind, sein: ein Mono-α-Olefin (1-Decen),
Methoxymethanol, Toluol, ein Alkylbenzol und Caciumhydroxid. Diese
Rezeptur ist äußerst komplex,
nicht nur wegen der eingesetzten Anzahl an Zusätzen. Sie ist außerdem relativ
kostspielig. Schließlich
leidet auch der emulgierte Kraftstoff gemäß diesem Patent an einem Mangel
an Stabilität,
insbesondere bei tiefer Temperatur. Die Anmelderin hat das übrigens
klar beweisen können,
indem sie das bevorzugte Beispiel zur Ausführung des emulgierten Kraftstoffs
gemäß diesem
US-Patent wiederholte. Es hat sich erwiesen, dass sich die Emulsion
in einer Stunde trennt (phasenentmischt). Das Phänomen ist noch ausgeprägter bei
tiefer Temperatur unterhalb von 5° C.
Man wagt sich daher kaum vorzustellen, was sich im Laufe eines strengen
Winters in Fahrzeugtanks, die diese Emulsion enthalten, abspielen
könnte.
-
Die
Zusammenfassung des japanischen Patents Nr. 77-69 909, die in Chemical
Abstract 87 : 138 513 × angegeben
ist, betrifft einen emulgierten Kraftstoff (Kerosin : Wasser), der
Sorbitan-sesquioleat und Nonylphenol-polyethylenglycol-ether als
Emulgiermittel aufweist. Die Größe der Tröpfchen der
dispergierten wässrigen
Phase ist ≤ 20 μm und im
Mittel in der Größenordnung
von 10 μm.
Auch dieser technische Vorschlag erlaubt es nicht, die Aufgaben
der physikalisch-chemischen Stabilität, der Schadstoffbegrenzung,
der Wirtschaftlichkeit und der Verringerung des Kraftstoffverbrauchs
angemessen zu erfüllen.
Diese technische Unterwei sung kann daher für einen Fachmann, der sich
auf den zukunftsorientierten Weg der Erfindung macht, keinerlei
Hilfe sein.
-
Ein
anderes Chemical Abstract, Nr. 101 : 57 568 z, das das brasilianische
Patent Nr. 82 4 947 zusammenfaßt,
betrifft einen emulgierten Brennstoff, der Kohlenwasserstoffe, bestehend
aus extrem viskosen und schweren Petroleum-Derivaten, Wasser, Ethanol
und ein Emulgiermittel, bestehend aus ethoxyliertem Nonylphenol,
aufweist. Dieser emulgierte Brennstoff ist dazu bestimmt, in den
konventionellen Öfen,
den Heizöl-Brennern,
verwendet zu werden. Dieser Brennstoff kann den erwarteten Spezifizierungen
hinsichtlich Verbrennungsleistungen, Schadstoffbegrenzung und geringem
Verbrauch in den Verbrennungsmotoren von schweren und leichten Fahrzeugen
nicht entsprechen. Außerdem
ist die physikalisch-chemische Stabilität dieser Emulsion nicht gut.
-
Die
Patentanmeldung WO 97/34969 im Namen der Anmelderin beschreibt emulgierte
Brennstoffe, die die vorliegende Erfindung zu perfektionieren beabsichtigt.
-
Diese
emulgierten Brennstoffe, die Kraftstoffe sein können, weisen spezifische Mengen
an Kohlenwasserstoffen und ein Ensemble von Zusätzen in kleinerer Menge auf,
darunter insbesondere ein emulgierendes System, das mindestens einen
Sorbitolester, mindestens einen polyalkoxylierten Fettsäureester
einer HLB über
oder gleich 9, und mindestens ein polyalkoxyliertes Alkylphenol
einer HLB zwischen 10 und 15 aufweist, wobei die jeweiligen Konzentrationsanteile
dieser Bestandteile von 2,5 – 3,5;
1,5 – 2,5;
0,5 – 1,9
variieren, Die dispergierte Phase dieser emulgierten Brennstoffe
besteht aus Wasser, das in einer Menge von 5 – 35 Gew.% vorliegt, während die
Zusätze
in einer Menge von 0,1 – 2
Gew.% vorliegen. Diese Brennstoffe sind für Lagerzeiten von mindestens
drei Monaten besonders stabil. Man hat jedoch festgestellt, dass
sich der emulgierte Brennstoff beim Gebrauch in Fahrzeugen, in denen
der Brennstoff vor oder während
der Einspritzphase, bevor er in den Vergaser eingeführt wird,
einer Erwärmung
unterliegt, und wenn ein Teil in den Tank zurückgeführt wird, nachdem er durch
einen Filter hindurchgegangen ist, der Temperaturen nahe 75° C erreicht,
in zwei Phasen trennt, Wasser und Kohlenwasserstoffe. So könnte ein
Autobus, der während
des Wochenendes still steht, am Montag Morgen nicht wieder losfahren,
da sich der Brennstoff insgesamt abgesetzt hat. Dieses Phänomen des
sich Absetzens des emulgierten Brennstoffs ist ausgeprägt, wenn
man Zuführungssysteme
unter hohem Druck verwendet, die das Ansteigen der Temperatur begünstigen.
Insbesondere in allen neuen Dieselmotor-Technologien mit Direkteinspritzung,
die die Gesamtheit des Schwerlastfahrzeugparks und einen immer größeren Teil
des neuen Leichtfahrzeugparks ausrüsten, werden die Kraftstoffe
auf eine Temperatur oberhalb von 70° C erhitzt.
-
Die
Leistungen dieser bekannten emulgierten Brennstoffe hinsichtlich
Temperaturstabilität
bis zu Temperaturen über
75° C und
gleichermaßen
bis –20° C sind ganz
und gar verbesserungsfähig,
um auf die Probleme zu reagieren, die mit dem Gebrauch des Brennstoffs
unter echten Bedingungen in einem Fahrzeug verbunden sind.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen emulgierten Brennstoff, der
während
mindestens 40 Tagen bei mehr als 70° C stabil ist, wobei die Stabilität des Brennstoffs
in der Kälte,
d. h. bei –10° C oder auch
bei Lagerung bis 40° C
mindestens drei Monate lang ohne unangebrachtes Absetzen aufrecht
erhalten wird. Außerdem betrifft
sie die Erhaltung eines emulgierten Kraftstoffs, der für alle Regierungsverwaltungsbehörden auf
Umweltebene zufriedenstellend ist. Daher handelt es sich insbesondere
darum, die polyalkoxylierten Alkylphenole, die in zahlreichen emulgierten
Brennstoffen verwendet werden, aber die nicht von allen Verwaltungsbehörden akzeptiert
werden, durch eine Verbindung oder ein Gemisch von Verbindungen
zu ersetzen, die (das) es nicht nur erlaubt, für die Emulsion dieselbe Lagerstabilität zu erhalten,
sondern auch eine verbesserte Stabilität bei einer Temperatur oberhalb
70° C, und
auch eine gute Gebrauchsstabilität
im Laufe eines Stimulierungszyklus zwischen –10 und +20° C.
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist daher ein emulgierter Brennstoff,
enthaltend einen größeren Teil
an Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit
und einen kleineren Teil von 5 – 35
Gew.% Wasser, enthaltend ein Ensemble von Zusätzen, unter ihnen ein emulgierendes
System, aufweisend:
- i) 2,5 bis 3,5 Gewichtsteile
mindestens eines Sorbitolesters der nachfolgenden Formel (I): in der
die Reste X gleich oder verschieden sind und jeweils einer Gruppe
entsprechen, die ausgewählt
ist unter den Gruppen OR1, wobei R1 Wasserstoff oder ein aliphatischer Rest
mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, und den Gruppen R2-COO-,
wobei R2 Wasserstoff oder ein gesättigter
oder ungesättigter,
linearer oder verzweigter, aliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist,
der gegebenenfalls mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiert
ist und der 6 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, wobei mindestens
ein Rest X R2-COO- entspricht,
- ii) 1,5 bis 2,5 Gewichtsteile mindestens eines polyalkoxylierten
Fettsäureesters
der nachfolgenden Formel (II): in der R3 ein
gesättigter
oder ungesättigter,
linearer oder verzweigter, aliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist,
der gegebenenfalls mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiert
ist und der 6 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, R4 eine
lineare oder verzweigte Alkylengruppe ist, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome,
bevorzugt 2 bis 3 Kohlenstoffatome, aufweist, n eine ganze Zahl
ist, die größer oder
gleich 6 ist, wobei sie bevorzugt zwischen 6 und 30 variiert, und
schließlich
R5 Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte
Alkylgruppe von 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder auch ist, wobei R6 gleich
R3 oder davon verschieden ist,
- iii) 0,5 bis 2,5 Gewichtsteile mindestens einer polyalkoxylierten
Verbindung der nachfolgenden allgemeinen Formel (III) in der R9 und
R10 lineare oder verzweigte Alkylgruppen
sind, die gleich oder verschieden sind, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome
aufweisen, wobei R7 ein lineares oder verzweigtes
Alkylen ist, das 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 3, Kohlenstoffatome aufweist,
R8 ausgewählt ist aus der Gruppe, die
aus Wasserstoff, den linearen oder verzweigten Alkylgruppen von
1 bis 10 Kohlenstoffatomen, und besteht, wobei R11 ein gesättigter oder ungesättigter,
linearer oder verzweigter, aliphatischer Rest ist, der gegebenenfalls
mit Hydroxylfunktionen substituiert ist und der 6 bis 22 Kohlenstoffatome
aufweist, m und p ganze Zahlen sind, die von 0 bis 20 bzw. von 3
bis 10 variieren,
wobei die HLB des emulgierenden Systems von
6 bis 8 variiert.
-
Man
hat festgestellt, dass die Einführung
der Verbindung der Formel (III) in Kombination mit dem Gemisch von
Verbindungen der Formel (I) und der Formel (II) in unerwarteter
Weise die Stabilität
des emulgierten Brennstoffs, verglichen mit dem nächstliegenden
Stand der Technik, der von der Anmeldung WO 97/34969 gebildet wird,
beträchtlich
erhöht,
wenn dieser mehr als drei Tage lang oder in punktueller Weise bei
Temperaturen oberhalb 50° C
und selbst oberhalb 75° C
gehalten wird. Tatsächlich
trennt sich die Emulsion, wie sie bisher benutzt wurde, in zwei
Phasen, sobald die Emulsion. während
mehr als 24 Stunden auf mehr als 50° C gebracht wird.
-
Parallel
werden die Gebrauchsstabilität
und die Lagerstabilität
der erfindungsgemäßen Emulsionen
im Vergleich zum Stand der Technik beibehalten.
-
Diese
dreitägige
Stabilität
bei erhöhter
Temperatur wird erhalten, indem man in den emulgierten Brennstoff
das emulgierende System in einer Konzentration von höchstens
2 Gew.% einbringt. Selbstverständlich
ist es immer möglich,
mehr von dem emulgierenden System in den Brennstoff einzubringen,
aber das ist nicht nötig.
-
Unter
den Verbindungen der Formel (I) sind die bevorzugten Sorbitolester
unter den Sorbitololeaten, alleine oder im Gemisch, ausgewählt, wobei
das Sorbitolsesquioleat den Vorzug hat.
-
Die
Fettsäureester
der Formel (II) sind ausgewählt
unter den Oleaten, den Stearaten und den Rizinoleaten von Polyethylenglycol.
Die bevorzugten Ester sind diejenigen, deren Polyethylenglycol-Anteil
ein Molekulargewicht von kleiner oder gleich 600, und bevorzugt
von kleiner als 450, aufweist.
-
Die
polyalkoxylierten Verbindungen der Formel (III), die in Kombination
mit den zwei anderen Bestandteilen des emulgierenden Systems die
Hitzestabilität
des Brennstoffs sicherstellen, sind ausgewählt unter den Iso-, Di- und
Trialkyl-alkoholen, wobei jeder Alkylrest von 1 bis 15 Kohlenstoffatome
aufweist, bevorzugt unter den Alkoholen, deren Alkylreste van 5
bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen. Bevorzugt sind sie unter den
Isotridecyl-Alkoholen, die 3 bis 10 ethoxylierte Gruppen aufweisen,
ausgewählt.
-
Bei
der vorliegenden Erfindung ist die Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit,
die den Hauptteil des Brennstoffs bildet, ausgewählt aus der Gruppe, die aus
den Benzinen, den Mitteldestillaten, den Synthesekraftstoffen, den tierischen
oder pflanzlichen Ölen,
verestert oder unverestert, und ihren Gemischen besteht.
-
Der
emulgierte Brennstoff gemäß der Erfindung
weist außer
der Kohlenwasserstoff-Phase, dem Wasser und dem emulgierenden System
andere Zusätze
auf, wie die die Cetanzahl verbessernden Zusätze, die bevorzugt unter den
Peroxiden und/oder den Nitraten und ihren Gemischen ausgewählt sind,
und gegebenenfalls einen Metallkatalysator für die Nachverbrennung der Ruße, wobei
das Metall eines derjenigen der Gruppe ist, die aus Magnesium, Calcium,
Barium, Cer, Kupfer, Eisen und ihren Gemischen besteht. Er kann
außerdem in
der wässrigen
Phase ein Biozid, bevorzugt ein Bakterizid und/oder ein Fungizid,
und gleichermaßen
ein Frostschutzmittel enthalten.
-
Für eine Verwendung
als emulgierter Kraftstoff kann der erfindungsgemäße Brennstoff übliche Zusätze enthalten,
wie die Zusätze
für die
Filtrierbarkeit, zur Verbesserung des Trübungspunkts, die Zusätze für die Schmierfähigkeit
und gegen Sedimentierung, die Verschleißschutz-Zusätze, die Entschäumungszusätze, die Korrosionsschutz-Zusätze, die
Detergens-Zusätze
und/oder die Zusätze
oder Zusatz-Zusammensetzungen zur Verbesserung der Kältefunktionsfähigkeit.
-
Unter
diesen Zusätzen
kann man insbesondere anführen:
- a) Einen die Cetanzahl verbessernden Zusatz,
insbesondere (aber nicht beschränkend)
ausgewählt
unter den Alkylnitraten, bevorzugt 2-Ethylhexyl-nitrat, den Aroyl-peroxiden,
bevorzugt Benzoyl-peroxid, und den Alkyl-peroxiden, bevorzugt ter-Butyl-peroxid.
- b) Einen Zusatz für
die Filtrierbarkeit, insbesondere (aber nicht beschränkend) ausgewählt unter
den Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren (EVA), Ethylen/Vinylpropionat-Copolymeren
(EVP), Ethylen/Vinylethanolat-Copolymeren (EVE), Ethylen/Methylmethacrylat-Copolymeren
(EMMA) und Ethylen-Alkylfumarat-Copolymeren. Beispiele für derartige
Zusätze
sind in den folgenden Schriften angegeben: EP-A-0187488, FR-A-2490669, EP-A-0722481,
EP-A-0832172.
- c) Einen Entschäumungs-Zusatz,
insbesondere (aber nicht beschränkend)
ausgewählt
unter den Polysiloxanen, den oxyalkylierten Polysiloxanen und den
aus pflanzlichen oder tierischen Ölen gewonnenen Fettsäureamiden.
Beispiele für
derartige Zusätze
sind in den folgenden Schriften angegeben: EP-A-0861182, EP-A-0663000,
EP-A-0736590.
- d) Einen Detergens-Zusatz und/oder Korrosionsschutz-Zusatz,
insbesondere (aber nicht beschränkend) ausgewählt aus
der Gruppe, die aus den Aminen, den Succinimiden, den Alkenylsuccinimiden,
den Polyalkylaminen, den Polyalkyl-polyaminen und den Polyetheraminen
besteht. Beispiele für
derartige Zusätze sind
in den folgenden Schriften angegeben: EP-A-0938535.
- e) Einen Zusatz für
die Schmierfähigkeit
oder gegen Verschleiß,
insbesondere (aber nicht beschränkend) ausgewählt aus
der Gruppe, die aus den Fettsäuren und
ihren Ester- oder Amid-Derivaten, insbesondere Glycerol-monooleat,
und den Derivaten mono- und polycyclischer Carbonsäuren besteht.
Beispiele für
derartige Zusätze
sind in den folgenden Schriften angegeben: EP-A-0680506, EP-A-0860494, WO-A-9804656,
EP-A-0915944, FR-A-2772783, FR-A-2772784.
- f) Einen Trübungspunkt-Zusatz,
insbesondere (aber nicht beschränkend)
ausgewählt
aus der Gruppe, die aus den langkettige Olefine/(Meth)acrylester/Maleimid-Terpolymeren
und den Fumarsäure/Maleinsäure-Esterderivaten
besteht. Beispiele für
derartige Zusätze
sind in den folgenden Schriften angegeben: EP-A-0071513, EP-A-0100248, FR-A-2528051,
FR-A-2528423, EP-A-0112195, EP-A-0172758, EP-A-0271385,
EP-A-0291367.
- g) Einen Zusatz gegen Sedimentierung, insbesondere (aber nicht
beschränkend)
ausgewählt
aus der Gruppe, die aus den mit einem Polyamin amidierten (Meth)acrylsäure/Alkyl(meth)acrylat-Copolymeren,
den Polyamin-alkenylsuccinimiden, den Derivaten von Phthalsäure und
doppelkettigem Fettamin besteht. Beispiele für derartige Zusätze sind
in den folgenden Schriften angegeben: EP-A-0261959, EP-A-00593331, EP-A-0674689,
EP-A-0327423, EP-A-0512889, EP-A-0832172.
- h) Einen polyfunktionellen Zusatz für die Kältefunktionsfähigkeit,
der ausgewählt
ist aus der Gruppe, die aus den Polymeren auf der Basis von Olefin
und von Alkenylnitrat, wie sie in der französischen Anmeldung Nr. 99 12549
vom 8. Oktober 1999 beschrieben sind, besteht.
-
Ein
zweiter Gegenstand der Erfindung ist die Zusatz-Zusammensetzung
für einen
Brennstoff, die im wesentlichen das emulgierende System und gegebenenfalls
mindestens einen anderen Zusatz, der ausgewählt ist unter den Verbindungen
der Gruppe, die aus dem Cetanzahlverbesserern, den katalytischen
Verbrennungspromotoren und den katalytischen Rußpromotoren, den Bioziden,
den Frostschutzmitteln, den Detergenzien, den Schmierfähigkeits-Zusätzen, den
Entschäumungs-Zusätzen, den
Korrosionsschutz-Zusätzen, den
Verschleißschutz-Zusätzen und
den Zusätzen
oder Zusatz-Zusammensetzungen zur Verbesserung der Kältefunktionsfähigkeit
besteht, enthält.
-
Die
nachfolgend angegebenen Beispiele werden im Hinblick darauf angeführt, die
Erfindung zu beschreiben ohne ihren Umfang zu beschränken.
-
Beispiel I
-
Das
vorliegende Beispiel zielt darauf ab, die Stabilitätsergebnisse
der emulgierten Brennstoffe der Erfindung, verglichen mit denjenigen
der bekannten Technik, vorzulegen.
-
So
wurden nach den Verfahren, die in der Patentanmeldung WO 97/34969
beschrieben sind, mehrere Emulsionen hergestellt, deren Zusammensetzungen
sich durch die Zusammensetzung ihres emulgierenden Systems unterscheiden.
-
Zu
Vergleichszwecken wurde für
alle untersuchten Emulsionen eine Standardformulierung verwendet, die
mit einem Bezugs-Gasöl
des Typs EN 590 erhalten wurde:
13 Gew.% Wasser, enthaltend
Biozid (2%o im Gasölvolumen)
und gegebenenfalls 10 Gew.% Monoethylenglycol in den Winterformulierungen
1
%o im Gasölvolumen
eines organischen Biozids
1,86 Gew.% eines emulgierenden Systems
und 1 Gew.% eines die Cetanzahl verbessernden Zusatzes
wobei
die verbleibenden Gewichtsprozent dem Gasöl entsprechen.
-
Die
Zusammensetzungen der emulgierenden Systeme sind in der nachfolgenden
Tabelle 1 angegeben:
-
-
In
dieser Tabelle sind die Zusammensetzungen A, C und F erfindungsgemäße Zusammensetzungen, die
Zusammensetzungen B, D, E und N dienen als Vergleichsbeispiele.
-
Die
Qualität
der Emulsionen wurde nach Kriterien der Granulometrie, der Lagerstabilität, wie auch
immer die Umgebungstemperatur sein mag, der Gebrauchsstabilität, der Lagerstabilität und der
Temperaturstabilität
beurteilt.
-
Durch
Analyse von Mikroschliffbildern wurde das homogene Aussehen der
in der durchgehenden Gasöl-Phase
verteilten Wassertröpfchen
durch die mittlere Größe der Teilchen
und ihre Verteilung charakterisiert.
-
Die
Stabilität
der Emulsion im Gebrauch zeichnet sich aus durch ein Fehlen von
Entmischung/Phasenabsetzen oder eines anderen Brechens der Emulsion
in einem 1 Liter Becherglas, die einem Stimulierungszyklus unterzogen
wurde, der dem angenommenen Rezirkulationszyklus des Gasöls in einem
Fahrzeugtank entspricht.
-
Unter
einem Stimulierungszyklus versteht man einen Temperaturzyklus, der
besteht in:
- – Bringen der Probe auf eine
Temperatur von –10° C in einer
Stunde,
- – in
einem wieder Erhöhen
der Temperatur der Probe von –10° C auf +40° C in einer
Stunde,
- – dann
in einem wieder Absenken dieser Temperatur auf +10° C in drei
Stunden,
- – schließlich in
einem wieder Absenken der Temperatur bis auf –10° C in sieben Stunden und in
einem Halten der Probe bei dieser Temperatur während einer Stunde.
-
Man
betrachtet es als eine Entmischung im Laufe dieses Stimulierungszyklus,
wenn am Ende des Zyklus das Volumen der aufschwimmenden Flüssigkeit,
das abgesetzte Gasöl,
größer als
5 Volumenprozent des Gesamtvolumens der Probe ist oder auch wenn
ein Bodensatz von Wasser am Grund des Bechers auftritt.
-
Die
Lagerstabilität
wird bestimmt durch ein Fehlen von Entmischung/Absetzen nach drei
Monaten statischer Lagerung in Erlenmeyerkolben von 3 bei 0° C, 20° C bzw. 40° C gehaltenen
Proben.
-
In
diesem Fall äußert sich
die Entmischung durch die Trennung in zwei verschiedene, nicht unbedingt klare
Phasen.
-
Die
Hitzestabilität
zeichnet sich aus durch ein völliges
Fehlen von Entmischung/Absetzen nach vier Tagen statischer Lagerung
bei 75° C.
-
Bei
dieser letzteren Stabilität äußert sich
die Entmischung durch die Trennung in zwei klare Phasen.
-
Die
Stabilitäten
bemessen sich nach der mehr oder weniger langen Zeit, die die Herstellung
der Emulsion und den Moment der Entmischung/des Absetzens trennt.
Diese Zeit kann sich nach der Stabilität bemessen, die in Stunden
(h), Tagen (t), Wochen (w) und Monaten (m) gemessen wird.
-
Die
Gesamtheit der Ergebnisse ist in der nachfolgenden Tabelle II zusammengestellt.
-
-
Aufgrund
dieser Tabelle stellt man fest, dass die Gebrauchsstabilität und die
Lagerstabilität
die erfindungsgemäßen emulgierenden
Systeme A, C, F und F' verglichen
mit den emulgierenden Systemen B, D, E und N gemäß WO 97/34969 beibehalten werden.
Die Temperaturstabilität
wird dagegen stark verbessert. Man stellt gleichermaßen fest,
dass die zwei Formulierungen emulgierender Systeme gemäß der vorliegenden
Anmeldung und gemäß WO 97/34969
den Formulierungen G bis M sehr überlegen
sind.