DE60024474T2 - Treibstoff für diesel-, gasturbinen- und turboeinspritzmotoren, umfassend mindestens vier verschiedene sauerstoff enthaltende funktionelle gruppen, ausgewählt aus alkohol, ether, aldehyd, keton, ester, anorganischem ester, azetat, epoxid und peroxid - Google Patents

Treibstoff für diesel-, gasturbinen- und turboeinspritzmotoren, umfassend mindestens vier verschiedene sauerstoff enthaltende funktionelle gruppen, ausgewählt aus alkohol, ether, aldehyd, keton, ester, anorganischem ester, azetat, epoxid und peroxid Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motorentreibstoff für Dieselmotoren, Gasturbinenmotoren und Turbinen-Luftstrahl-(TL-)Triebwerke und insbesondere für Standardmotoren, wobei der Motorentreibstoff Treibstoffzusammensetzungen aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff und gegebenenfalls auch Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten, einschließt. Außerdem betrifft diese Erfindung Motorentreibstoffe für diese Motoren und insbesondere Dieselmotoren, bei denen die Treibstoffzusammensetzung bei einem Druck und einer Umgebungstemperatur, welche die normalen Betriebsbedingungen dieser Motoren sind, eine stabile, homogene Flüssigkeit darstellt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Das Problem der Verringerung der Schadstoffe in den Abgasen von mit Diesel betriebenen Motoren ist eine Herausforderung für die moderne Gesellschaft. Aus Umweltgründen und auch auf Grund seiner Auswirkungen auf die Gesundheit wird vorgeschlagen, Dieselöl als einen Treibstoff für Fahrzeuge, wie beispielsweise vertreten durch EN 590 und Nr. 2 Dieselöl und dergleichen, zu ersetzen. Es gibt internationale Übereinkünfte, die für die fortschreitende Verschärfung der Anforderungen sorgen, welche die Menge an toxischen Produkten, die aus der Verbrennung von Motorentreibstoff resultieren, in den Abgasen von Fahrzeugen und anderen Maschinen, die Dieselmotoren verwenden, betreffen. In den Ländern der Europäischen Union und in den USA treten die Anforderungen der Stufe II ab dem Jahr 2002 in Kraft. Die Anforderungen setzen beträchtliche Verminderungen an Kohlenmonoxid (CO), Gemischen aus Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden (HC+NOx) und Partikeln in den Abgasen von Dieselmotoren fest.
  • Darüber hinaus ist die moderne Gesellschaft besorgt um Schäden am globalen Kohlendioxidgleichgewicht in der Atmosphäre, welche mit der intensiven Verbrennung von Erdölprodukten, Kohle und fossilem Gas verknüpft sind. Die Schädigung des Kohlendioxidgleichgewichts in der Atmosphäre verursacht globale Klimaerwärmung und hat einen negativen Einfluss auf die Natur unseres Planeten.
  • In diesem Zusammenhang ist die Entwicklung von Motorentreibstoff für Motoren, der aus erneuerbaren pflanzlichen Ressourcen erhalten wird, von echter Bedeutung.
  • Das wachsende Interesse am Schutz der Umwelt und an strengeren Standards beim Gehalt an schädlichen Komponenten in Abgasen zwingt die Industrie, dringend verschiedene alternative Treibstoffe zu entwicklen, die sauberer verbrennen.
  • Der vorhandene globale Bestand an Fahrzeugen und Maschinerie mit Standarddieselmotoren, Gasturbinenmotoren und TL-Triebwerken erlaubt derzeit nicht den völligen Verzicht auf aus mineralischen Ressourcen, wie aus Rohöl, Kohle und Erdgas, erhaltene Kohlenwasserstoffgemische als einen Motorentreibstoff, wobei Dieselöl ein Beispiel für ein solches Kohlenwasserstoffgemisch ist.
  • Andererseits ist es möglich, einen Teil der Kohlenwasserstoffe in Motorentreibstoff, wie Dieselöl, durch andere organische Verbindungen zu ersetzen, die für sauberere Abgase sorgen und die Motorenleistung nicht nachteilig beeinflussen. Benzine, die sauerstoffhaltige Verbindungen umfassen, werden derzeit weit verbreitet verwendet. Es ist beispielsweise auch bekannt, dass das Ersetzen von 15% des Dieselöls durch Alkohol in Motorentreibstoff für saubereres Abgas sorgt und ohne Modifikation vorhandener Dieselmotoren akzeptable Leistung bereitstellt.
  • Jedoch ist das Problem bei der Verwendung der am weitesten verfügbaren und kostengünstigsten Alkohole, Methanol und Ethanol, als einem Teil eines Motorentreibstoffs, dass diese Verbindungen mit Diesel- und Gasöltreibstoffen unmischbar sind. Potentiell sollten Alkohole und andere sauerstoffhaltige Verbindungen in Hinsicht auf die Umwelt saubere Verbrennungsprodukte ergeben. Jedoch ist der Verbrennungsvorgang in Motoren ein äußerst kompliziertes Phänomen, das nicht nur von der Zusammensetzung des Treibstoffs, sondern auch von den physikalischen Parametern des Treibstoffs und anfangs von der Homogenität der Flüssigkeit beeinflusst wird.
  • Über die Brauchbarkeit und Eigenschaften von Gemischen einer Erdöldieselfraktion mit Ethanol wurde vor langer Zeit berichtet, wie in Technical Feasibility of Diesohol, ASAE Paper 79-1052, 1979. In dem Artikel wurde betont, dass das Hauptproblem bei der Verwendung eines solchen Treibstoffs dessen Tendenz zur Phasentrennung ist. Weiterhin wird eine solche Phasentrennung merklich durch das Vorliegen von Wasser im System beeinflusst. Bei 0 °C bewirkt ein Wassergehalt von lediglich 0,05% die Trennung eines Motorentreibstoffs aus 99% Diesel und 0,95% Ethanol.
  • Es ist weithin bekannt, dass die NOx-Emission verringert werden kann, indem die Verbrennungstemperatur abgesenkt wird. Ein Mittel, um eine abgesenkte Verbrennungstemperatur zu erzielen, ist die Zugabe von Wasser zum Treibstoff oder die getrennte Einspritzung von Wasser in die Verbrennungskammer.
  • Jedoch tritt durch die Zugabe von Wasser bei den meisten Treibstoffsystemen, insbesondere bei tieferen Temperaturen, d. h. z. B. unter 0 °C, Phasentrennung auf. EP-A-0 014 992 (BASF) und US Patent 4,356,001 (für W. M. Sweeney) sprechen das Problem von Wasser in der Treibstoffzusammensetzung an, indem sie in den Treibstoff Polyether und/oder Acetale mit oder ohne Methanol oder Ethanol einschließen. Jedoch findet man, wenn Treibstoffzusammensetzungen gemäß dem Patent formuliert werden, dass die verbesserten Wassertoleranzen in einem weiteren Temperaturbereich nicht ausreichend sind. Die Emissionen von CO, Kohlenwasserstoffen und Ruß aus diesen Treibstoffen sind deutlich höher als akzeptabel.
  • Es ist bekannt, dass alkoholhaltige Treibstoffe verhältnismäßig niedrige Emissionen von Kohlenstoff, Kohlenoxid und Stickoxid bereitstellen (R. T. Johnson, J. O. Stoffer, Soc. Automot. Eng. (Spec. Publ.) 1983, S.P. 542, 91–104).
  • Ein bedeutender Teil der Entwicklungen auf dem Gebiet der Hybriddieseltreibstoffe widmet sich der Erzeugung von Mikroemulsionen. Mikroemulsionen sind thermisch stabile Kolloiddispersionen, bei denen der Teilchendurchmesser in der Größenordnung von 20 bis 30 Å liegt. 1977 schlug Backer den Einsatz von Surfactanten vor, um Mikroemulsionen von Alkoholen und Kohlenwasserstoffen zu bilden (GB Patent Nr. 2,002,400, erteilt am 12. Juli 1977). Später wurden für dieselben Zwecke andere Emulgatoren vorgeschlagen (GB Patent Nr. 2,115,002, erteilt am 1. Februar 1982; U.S. Patent Nr. 4,509,950, erteilt am 24. März 1985; U.S. Patent Nr. 4,451,265, erteilt am 21. April 1984; und europäisches Patent Nr. 475,620, veröffentlicht am 18. März 1992).
  • Es ist möglich, eine homogene Zusammensetzung aus Dieseltreibstoff, der unterschiedliche Alkohole und deren Gemische enthält, zu erreichen. Im französischen Patent Nr. 2453210, veröffentlicht am 31. Oktober 1980, wird vorgeschlagen, auch primäre aliphatische gesättigte Alkohole mit linearen und verzweigten Strukturen mit 8 bis 15 Kohlenstoffatomen oder Gemische solcher Alkohole zuzugeben, um eine homogene Flüssigkeit, die Kohlenwasserstoffe und Methanol enthält, zu erreichen. Das Vermeiden der Trennung des Hybridtreibstoffs, der das Alkoholgemisch enthält, erlaubt die Entwicklung, die vom europäischen Patent Nr. 319060, veröffentlicht am 7. Juni 1989, abgedeckt wird.
  • Die Untersuchung der Leistungseigenschaften der Hybridtreibstoffe bestätigt die Möglichkeit ihrer Verwendung zum Betrieb von Dieselmotoren (H. B. Mathur, M. K. Babu, Indian Inst. Techn. Journ. Therm. Eng., 1988, 2(3), S. 63–72; K. Haschimoto et al., Journ. Jap. Petrol. Inst., 1996, Bd. 39, N2, S. 166–169).
  • In WO95/02654 (veröffentlicht am 26. Januar 1995) schlagen die Patentinhaber die Verwendung einer Formulierung vor, die bis zu 20% des Gesamtvolumens an Ethanol und/oder n-Propanol, bis zu 15% des Gesamtvolumens an Fettsäure und/oder organischem Ester und den Rest eine Kohlenwasserstoffflüssigkeit enthält, um eine homogene Treibstoffmischung zu erreichen. Das Patent stellt Beispiele für Zusammensetzungen bereit, bei denen sowohl Ölsäure als auch unterschiedliche organische Ester zusätzlich zu Diesel, Ethanol und Propanol verwendet werden.
  • Gemäß WO95/02654 sollen alle Beispiele Treibstoffzusammensetzungen mit einer einzigen Phase veranschaulichen: Dies soll die Effektivität der Verwendung bestimmter Mengen von sowohl Fettsäuren und/oder organischen Estern als auch deren Gemischen zeigen, um homogene Flüssigkeiten zu erzielen, die Diesel und Niederalkylalkohole zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten enthalten. Jedoch gibt das Patent keine Temperaturgrenzen für die Stabilität der erhaltenen Treibstoffformulierungen an und schweigt sich darüber aus, wie das Vorliegen von Wasser deren Stabilität beeinflusst. Andererseits ist es bekannt, dass die Stabilität von Gemische aus Niederalkoholen und Diesel eine der Hauptbetriebseigenschaften solcher Treibstoffe ist. In WO95/02654 wird angemerkt, dass Tests mehrerer Zusammensetzungen in verschiedenen Standarddieselmotoren keine Abnahme der Leistung und des Wirkungsgrades des Treibstoffs zeigten. Jedoch wird nichts über den Gehalt der Abgase unterschiedlicher Motoren ausgesagt, welche die vorgeschlagenen Treibstoffformulierungen einsetzen. Der einzige Kommentar in dieser Hinsicht ist, dass die Verwendung der Ethanolmischung über mehrere Monate im Motor eines Yale Gabelstaplers (Modell GDP 050 RUAS) Mazda XA im Hinblick auf den Zustand der Luft innerhalb des Lagerhauses, in dem der Gabelstapler betrieben wurde, wahrscheinlich angenehmer war.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die erwähnten Nachteile der Treibstoffzusammensetzungen nach dem Stand der Technik werden dadurch ausgeschlossen, dass eine erfindungsgemäße Treibstoffzusammensetzung, wie in Anspruch 1 beschrieben, bereitgestellt wird, die sauerstoffhaltige Verbindungen, die mindestens vier sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen, ausgewählt aus Alkohol-, Aldehyd-, Keton-, Ether-, Ester-, anorganischen Ester-, Acetal-, Epoxid- (auch als Oxiran bezeichnet) und Peroxidgruppen, aufweisen, wobei zu diesen mindestens vier Gruppen jede beliebige Kombination von zwei oder mehreren verschiedenen sauerstoffhaltigen Verbindungen beitragen kann, wobei jede dieser Verbindungen mindestens eine dieser Gruppen enthält, und gegebenenfalls Kohlenwasserstoffverbindungen enthält.
  • Die so erhaltene Zusammensetzung bildet einen homogenen flüssigen Treibstoff, der das Vorliegen von Wasser über einen weiten Bereich von Temperaturen toleriert. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Motorentreibstoffs als ein Ersatz für einen gewöhnlichen Motorentreibstoff zum Betrieb eines Standardmotors zeigt eine beträchtliche Verringerung der Schadstoffe in den Abgasen, einschließlich der Emissionen von NOx und Partikeln. Darüber hinaus verringert die Verwendung von Komponenten, die aus erneuerbarem Rohmaterial erhalten wurden, die Emission von überschüssigem Kohlendioxid in die Atmosphäre.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Treibstoff bereitgestellt, der in vorhandenen Standardmotoren, einschließlich Dieselmotoren, vorteilhafterweise ohne jedwede Änderungen an Treibstoffeinspritzsynchronisation, zeitlicher Ventilsteuerung und Ventilöffnungszeiten verwendet werden kann. Es ist somit möglich, ohne irgendeine Modifikation der Motoren zwischen herkömmlichen Treibstoffen und erfindungsgemäßen Treibstoffe zu wechseln. Diese Eigenschaft ist von großem praktischem Wert.
  • Im Gegensatz zu einer großen Zahl von Treibstoffzusammensetzungen nach dem Stand der Technik, die verwendet wurden, um Dieseltreibstoff teilweise oder insgesamt zu ersetzen, insbesondere solchen Zusammensetzungen, die Carbonsäuren enthalten, ist der erfindungsgemäße Treibstoff im Wesentlichen nicht korrosiv.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass es auf Grund der Flexibilität der Zusammensetzung des Treibstoffs möglich ist, denselben so anzupassen, dass er Vorteile aus den aktuellen Preisen der speziellen Bestandteile zu einer gegebenen Zeit zieht, oder sogar beliebige Bestandteile zu ersetzen, um gegebenenfalls einen billigeren Treibstoff herzustellen. Es ist beispielsweise möglich, durch den Preis und die Verfügbarkeit der verwendeten Kohlenwasserstoffe deren Gehalte in den Treibstoffzusammensetzungen bestimmen zu lassen.
  • Am vorteilhaftesten ist, dass das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Treibstoffs kein energisches Mischen der Bestandteile erfordert, wie nach dem Stand der Technik. Somit ist kein intensives Rühren des Gemischs erforderlich, um eine erfindungsgemäße, homogene Treibstoffzusammensetzung zu erhalten.
  • Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine homogene Treibstoffzusammensetzung, die für effizienten Betrieb von Dieselmotoren, Gasturbinenmotoren und TL-Triebwerken, einschließlich Standardmotoren, und für verringerte Emission von Schadstoffen in den Abgasen sorgt, erhalten, indem sauerstoffhaltige Verbindungen, umfassend mindestens vier sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen, eingesetzt werden, wobei zu diesen Gruppen jede beliebige Kombination von zwei oder mehreren verschiedenen sauerstoffhaltigen Verbindungen beitragen kann, wobei jede davon mindestens eine dieser Gruppen enthält, vorzugsweise indem mindestens vier Typen organischer Verbindungen eingesetzt werden, die sich in den funktionellen Gruppen, die den gebundenen Sauerstoff enthalten, unterscheiden.
  • Diese Erfindung beruht inter alia darauf, dass als ein Motorentreibstoff die vorstehend erwähnte Kombination organischer Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, mit oder ohne Kohlenwasserstoffe, die bei Umgebungstemperatur und Normaldruck in der Umgebung, in der der Motor betrieben wird, eine homogene Flüssigkeit bildet, eingesetzt wird. Wenn sie als ein Motorentreibstoff verwendet wird, sorgt die vorstehend erwähnte Kombination aus den organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, und gegebenenfalls Kohlenwasserstoffen für die erforderlichen Betriebseigenschaften der Motoren und für eine überraschenderweise verringerte Menge an Schadstoffen in den Abgasen.
  • Es wurde überraschenderweise gefunden, dass sich die erfindungsgemäßen Treibstoffzusammensetzungen, wenn sie auf Temperaturen unter dem Trübungspunkt oder auf Temperaturen über dem anfänglichen Siedepunkt gebracht werden, so dass eine Phasentrennung erfolgt, nachfolgend wieder homogenisieren, wenn zugelassen wird, dass die Temperaturen in den Temperaturbereich zwischen dem Trübungspunkt und dem anfänglichen Siedepunkt der spezifischen Treibstoffzusammensetzung zurückkehren.
  • In einem Gesichtspunkt der Erfindung umfasst ein Motorentreibstoff mindestens vier verschiedene sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen, die in einer beliebigen Zahl von organischen Verbindungen enthalten sind, wobei der Sauerstoff in jeder der folgenden funktionellen Gruppen gebunden sein kann:
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    und gegebenenfalls Kohlenwasserstoffverbindungen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist eine Motorentreibstoffzusammensetzung für Dieselmotoren, TL-Triebwerke und Düsentriebwerke, einschließlich Standardmotoren, verringerte Emission von Schadstoffen auf und umfasst eine sauerstoffhaltige organische Komponente, die mindestens eine Verbindung von jeweils mindestens vier aus einem Alkohol, einem Aldehyd, einem Keton, einem Ether, einem Ester, einem anorganischen Säureester, einem Acetal, einem Epoxid und Peroxid enthält, und gegebenenfalls eine Kohlenwasserstoffkomponente.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Im Allgemeinen ist die sauerstoffhaltige organische Verbindungskomponente in Mengen von etwa 5% bis 100%, bezogen auf das Gesamtvolumen der Motorentreibstoffzusammensetzung, vorhanden und, wenn vorhanden, wird die Kohlenwasserstoffkomponente in Mengen von 0 bis etwa 95%, bezogen auf das Gesamtvolumen der Motorentreibstoffzusammensetzung, eingesetzt.
  • Im Allgemeinen ist die Motorentreibstoffzusammensetzung vorzugsweise bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von einem so niedrigen Trübungspunkt, wie etwa –35 °C, bis zu einem anfänglichen Siedepunkt von etwa 180 °C stabil.
  • Die bevorzugte homogene Motorentreibstoffzusammensetzung weist einen Trübungspunkt von nicht höher als etwa –50 °C und einen anfänglichen Siedepunkt von nicht niedriger als etwa 50 °C auf.
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung zeigt mindestens eine, stärker bevorzugt einen Teil und am stärksten bevorzugt alle der folgenden Eigenschaften:
    • (i) eine Dichte bei 20 °C von nicht weniger als 0,775 g/cm3;
    • (ii) der Trübungspunkt ist nicht höher als 0 °C bei Normaldruck;
    • (iii) stabil bei Normaldruck von einem Trübungspunkt von 0 °C bis zu einem anfänglichen Siedepunkt von 50 °C;
    • (iv) die Flüssigkeitsmengen, die durch Sieden bei Luftdruck verdampfen; – nicht mehr als 25% des Gesamtvolumens der Motorentreibstoffzusammensetzung destilliert bei nicht mehr als 100 °C; – nicht mehr als 35% des Gesamtvolumens der Treibstoffzusammensetzung destilliert bei Temperaturen von nicht mehr als 150 °C; – nicht mehr als 50% des Gesamtvolumens der Treibstoffzusammensetzung destilliert bei Temperaturen von nicht mehr als 200 °C; – nicht weniger als 98% des Gesamtvolumens der Motorentreibstoffzusammensetzung destilliert bei Temperaturen von nicht mehr als 400 °C, geeigneterweise von nicht mehr als 370 °C und vorzugsweise von nicht mehr als 280 °C;
    • (v) eine Brennwärme bei der Oxidation durch Sauerstoff von nicht weniger als 39 MJ/kg;
    • (vi) eine Selbstentzündungstemperatur von 150 °C bis 300 °C.
    • (vii) die Fähigkeit zur Aufnahme von mindestens 1 Volumenprozent Wasser.
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung wird vorzugsweise hergestellt, indem die Komponenten der Motorentreibstoffzusammensetzung bei derselben Temperatur in einen Treibstoffbehälter eingeleitet werden, beginnend mit der Komponente, welche die geringste Dichte bei dieser Temperatur aufweist, und endend mit der Komponente, welche die höchste Dichte bei dieser Temperatur aufweist.
  • Eine schwerere Kohlenwasserstofffraktion wird typischerweise in Kombination mit den sauerstoffhaltigen Komponenten eingesetzt. Die eingesetzte Kohlenwasserstofffraktion ist im Allgemeinen ein beliebiges Kohlenwasserstoffgemisch, wie eine Erdölfraktion, welches die ASTM-Spezifikationen für Dieseltreibstoff erfüllt. In Abhängigkeit vom Gütegrad variieren die tatsächlichen Kohlenwasserstofffraktionen. Nr. 2 Dieseltreibstoff, der sein europäisches Gegenstück in EN 590 Dieseltreibstoff hat, wird am häufigsten in kommerziellen und landwirtschaftlichen Fahrzeugen und zunehmend in privaten Fahrzeugen verwendet. Selbstverständlich können andere Kohlenwasserstofffraktionen, die leichter als die Dieselfraktion sind, einschließlich Kerosin, ebenso wie Fraktionen, die schwerer als die Dieselfraktion sind, einschließlich Gasöl und Heizöl, im erfindungsgemäßen Motorentreibstoff verwendet werden, um die Dieselfraktion zu ersetzen.
  • Die Kohlenwasserstoffkomponente der erfindungsgemäßen Motorentreibstoffzusammensetzung ist, wenn sie eingesetzt wird, vorzugsweise eine Dieselfraktion. Die Dieselfraktion ist vorzugsweise ein Gemisch aus einem Dieselöl und der Kohlenwasserstofffraktion, die leichter als das Dieselöl ist. Es ist auch möglich, eine Kohlenwasserstoffflüssigkeit, die aus einem erneuerbaren Rohmaterial erhalten wurde, als eine Komponente des Motorentreibstoffs für Dieselmotoren zu verwenden. Es wird bevorzugt, die Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, die aus Terpentin oder Kolophonium erhalten wurden, ebenso wie Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, die durch Verarbeitung von sauerstoffhaltigen Verbindungen hergestellt wurden, einzusetzen.
  • Die Kohlenwasserstoffkomponente des Motorentreibstoffs für Dieselmotoren kann, wenn sie eingesetzt wird, aus Synthesegas oder natürlichem Gas und Kohle hergestellt werden.
  • Vorzugsweise sind mindestens eines von Methanol oder Ethanol und gegebenenfalls Produkte, die sich von Methanol und/oder Ethanol ableiten, in der sauerstoffhaltigen Verbindungskomponente vorhanden. Die Komponenten des Motorentreibstoffs können Verunreinigungen enthalten, die die Dauer und Kosten bei der Verarbeitung der Komponenten zur Verwendung im Treibstoff verringern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können Mengen in der Größenordnung von 1 % Wasser, bezogen auf das Gesamtvolumen der Motorentreibstoffzusammensetzung, vorhanden sein, ohne dass merklich die Eigenschaften und die Homogenität der Motorentreibstoffzusammensetzungen unerwünscht beeinflusst werden. Demgemäß müssen im Handel erhältliche Komponenten und Kohlenwasserstofffraktionen, die Wasser enthalten, nicht notwendigerweise zwecks Wasserentfernung vor dem Einbringen in den Motorentreibstoff behandelt werden.
  • Es ist auch ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung, dass die sauerstoffhaltige organische Verbindungskomponente aus einem erneuerbaren Pflanzenrohstoff eingesetzt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, im Hinblick auf eine Treibstoffzusammensetzung, die für kürzere Verzögerung bei der Zündung des Motorentreibstoffs sorgt, eine lineare oder spärlich verzweigte molekulare Struktur auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt im Hinblick auf eine Treibstoffzusammensetzung, die organische Verbindungen enthält, welche gebundenen Sauerstoff mit einer verzweigten molekularen Struktur enthalten, die Temperatur der Selbstentzündung der Motorentreibstoffzusammensetzung zwischen etwa 150 °C und 300 °C, damit der Wirkungsgrad des Betriebs nicht verringert wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Treibstoffzusammensetzung zum wirksamen Betrieb von Motoren bereitgestellt, die eine Verringerung der Schadstoffe in den Abgasen ohne die Zugabe von Kohlenwasserstoffen zeigt. Zu diesem Zweck werden lediglich die organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, eingesetzt.
  • Die erfindungsgemäße Motorentreibstoffzusammensetzung kann unter Bedingungen von entweder verringerter und/oder erhöhter Umgebungstemperatur bei zufrieden stellendem Wirkungsgrad im Betrieb verwendet werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellen die sauerstoffhaltigen Komponenten die erforderlichen Schmierungseigenschaften des Motorentreibstoffs bereit, was von besonderer Wichtigkeit für den ordentlichen Betrieb von Dieselmotoren ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellen sauerstoffhaltige Komponenten eine Verringerung der Ablagerungen in der Verbrennungskammer des Motors bereit.
  • Die sauerstoffhaltige Komponente des erfindungsgemäßen Motorentreibstoffs schließt vorzugsweise (i) Alkohole, (ii) Ether, (iii) organische Ester und (iv) mindestens eines aus Aldehyd, Keton, anorganischem Säureester, Acetal, Epoxid und Peroxid ein.
  • In einer am stärksten bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Treibstoffzusammensetzung mindestens jeweils eine Verbindung der vorstehend in (i) bis (iv) eingeschlossenen, unterschiedlichen Klassen.
  • Gemische aus Alkoholen, wie (i) Ethanol und Butanol, (ii) Ethanol, Propanal und Hexanol, (iii) Methanol und Ethanol, (iv) Ethanol, Butanol und Hexanol und (v) Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol, Ethylhexanol und Trimethylnonanol und dergleichen können vorzugsweise als die Alkoholkomponente eingesetzt werden. Ferner können auch Gemische von Ethern bzw. Gemische von organischen Estern als die Ether bzw. organische Esterkomponente mit zufrieden stellenden Ergebnissen verwendet werden. Gleichermaßen können Gemische von jeweils beliebigen aus Acetalen, Epoxiden, Peroxiden, Aldehyden, Ketonen und anorganischen Säureestern als diese Komponenten eingesetzt werden.
  • Wenn drei oder weniger unterschiedliche Klassen von sauerstoffhaltigen Komponenten eingesetzt werden, um die erfindungsgemäße Motorentreibstoffzusammensetzung für Dieselmotoren zu erzeugen, wurde gefunden, dass es schwierig ist, auf einfache Weise einen homogenen, einphasigen Treibstoff zu erzeugen. Beispielsweise wird, wenn Dieselöl mit Ethanol, Ölsäure und Isopropyloleat wie in der Zusammensetzung 10 aus WO95/02654 vereint wird, indem Ethanol, Olsäure und Isopropyloleat zum Dieselöl gegeben werden, und das Gemisch eine Stunde stehen gelassen wird, im Allgemeinen eine mehrphasige Zusammensetzung beobachtet. Lediglich bei kräftigem Schütteln verschwindet die Phasentrennung. Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Erfindung, bei der vier verschiedene Klassen von sauerstoffhaltigen Verbindungen eingesetzt werden und die Komponenten in der Reihenfolge von zunehmender Dichte gemischt werden und das Gemisch mindestens etwa eine Stunde stehen gelassen wird, ein einphasiges Gemisch ohne Notwendigkeit für externes Mischen erhalten.
  • Die sauerstoffhaltige Verbindung kann einen Alkohol einschließen. Im Allgemeinen werden aliphatische Alkohole, vorzugsweise Alkanole und Gemische davon eingesetzt. Stärker bevorzugt werden Alkanole der allgemeinen Formel R-OH eingesetzt, in der R Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, am stärksten bevorzugt 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie Ethanol, n-, iso- oder sec-Butyl- oder Amylalkohol, 2-Ethylhexanol oder 2,6,8-Trimethyl-4-nonanol ist.
  • Das Treibstoffadditiv kann einen Aldehyd der allgemeinen Formel
    Figure 00110001
    einschließen, wobei R ein C1-C8-Kohlenwasserstoff ist.
  • Bevorzugte Aldehyde schließen Formaldehyd, Ethylaldehyd, Butylaldehyd, Isobutylaldehyd und Ethylhexylaldehyd ein.
  • Das Treibstoffadditiv kann ein Keton der allgemeinen Formel
    Figure 00110002
    einschließen, wobei R und R1 jeweils einen C1-C8-Kohlenwasserstoffrest darstellen und gleich oder verschieden sind, oder zusammen einen cyclischen Ring bilden, wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome von R und R1 3 bis 12 ist. Die bevorzugten Ketone der Erfindung schließen Diisobutylketon, Ethylamylketon, Carvon und Menthon ein.
  • Das Ethertreibstoffadditiv schließt vorzugsweise einen Monoether, einen Diether und/oder einen Cycloether ein. Ein bevorzugter Ether weist die allgemeine Formel R-O-R' auf wobei R und R' gleich oder verschieden sind und jeweils einen C2-C10-Kohlenwasserstoffrest darstellen oder zusammen einen cyclischen Ring bilden. Im Allgemeinen werden Nieder-(C4-C8)-dialkylether bevorzugt.
  • Die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome im Ether beträgt vorzugsweise 8 bis 16.
  • Typische Monoether schließen Dibutylether, tert-Butylisobutylether, Ethylbutylether, Diisoamylether, Dihexylether und Diisooctylether ein. Typische Diether schließen Dimethoxypropan und Diethoxypropan ein. Typische Cycloether schließen cyclische Mono-, Di- und heterocyclische Ether, wie Dioxan, Methyltetrahydrofuran, Methyltetrahydropyran und Tetrahydrofurfurylalkohol, ein.
  • Das Esteradditiv kann ein Ester einer organischen Säure der allgemeinen Formel
    Figure 00120001
    sein, wobei R und R' gleich oder verschieden sind. R und R' sind vorzugsweise Kohlenwasserstoffreste. Vorzugsweise C1-C8-Alkylester von gesättigten oder ungesättigten C1-C22-Fettsäuren. Typische Ester schließen Ethylformiat, Methylacetat, Ethylacetat, Propylacetat, Isobutylacetat, Butylacetat, Isoamylacetat, Octylacetat, Isoamylpropionat, Methylbutyrat, Ethylbutyrat, Butylbutyrat, Ethyloleat, Ethylcaprylat, Rapsölmethylester, Isobornylmethacrylat und dergleichen ein.
  • Das Acetaltreibstoffadditiv kann die allgemeine Formel RCH(OR')2 haben, wobei R für Wasserstoff oder einen Hydrocarbylrest, vorzugsweise Niederalkylrest, d. h. (C1-C3), steht und R' für einen C1-C4-Alkylrest, wie Methyl, Ethyl oder Butyl, steht. Typische Acetale schließen Formaldehyddimethylacetal, Formaldehyddiethylacetal, Acetaldehyddiethylacetal und Acetaldehyddibutylacetal ein.
  • Die sauerstoffhaltige Verbindung der Erfindung kann ein anorganischer Säureester sein, welcher ein organischer Ester einer anorganischen Säure ist. Die anorganische Säure ist Salpetersäure und die organische Einheit kann ein Hydrocarbylrest, vorzugsweise ein Alkyl- oder alicyclischer Rest, sein. Typische Beispiele für den anorganischen Säureester schließen Cyclohexylnitrat, Isopropylnitrat, n-Amylnitrat, 2-Ethylhexylnitrat und iso-Amylnitrat ein. Die sauerstoffhaltige Verbindung kann ein organisches Peroxid sein. Typische organische Peroxide weisen die Formel R-O-O-R' auf, wobei R und R' jeweils gleich oder verschieden sind, und beispielsweise Alkyl oder mit Sauerstoff substituiertes Alkyl, wie Alkansäurerest, sein können. Beispiele für organische Peroxide schließen tert-Butylhydroperoxid, tert-Butylperoxyacetat und Di-tert-butylperoxid ein.
  • Die sauerstoffhaltige Verbindung kann ein organisches Epoxid sein. Typische organische Epoxide weisen die allgemeine Formel
    Figure 00120002
    auf, wobei R und R' für C1-C12-Reste stehen und gleich oder verschieden sind und für Hydrocarbylreste, vorzugsweise Alkyl- und Alkansäurereste, stehen. Typische Epoxide schließen 1,2-Epoxy-4-epoxyethylcyclohexan, epoxidierten Methylester von Tallöl, Ethylhexylglycidylether ein.
  • Die sauerstoffhaltigen Treibstoffadditive werden in wirksamen Mengen eingesetzt, wodurch ein homogener Motorentreibstoff und ein effizienter Treibstoff mit verringerten Emissionen bereitgestellt wird. Üblicherweise werden mindestens etwa 5 Vol.-% an sauerstoffhaltigem Additiv eingesetzt. Ferner kann ein vollständig kohlenwasserstofffreier Treibstoff eingesetzt werden, der zu 100% aus sauerstoffhaltigen Komponenten besteht.
  • Die kleinste Menge einer jeden beliebigen der mindestens vier funktionellen Gruppen, berechnet als Gesamtvolumen der Verbindung(en), welche die jeweilige Gruppe aufweist (aufweisen), ist nicht weniger als 0,1%, geeigneterweise nicht weniger als 0,5% und vorzugsweise nicht weniger als 1% des Gesamtvolumens der Treibstoffzusammensetzung.
  • Im Allgemeinen wird der Alkohol vorzugsweise in Mengen von etwa 0,1 bis 35 Vol.-%, der Aldehyd in Mengen von etwa 0 bis 10 Vol.-%, der Ether in Mengen von etwa 0,1 bis 65 Vol.-%, der organische Ester in Mengen von etwa 0,1 bis 20 Vol.-%, das Acetal in Mengen von 0 bis 10 Vol.-%, der anorganische Ester in Mengen von etwa 0 bis 2 Vol.-%, das Peroxid in Mengen von etwa 0 bis 2 Vol.-% und das Epoxid in Mengen von etwa 0 bis 10% eingesetzt, auch wenn größere und kleinere Mengen in Abhängigkeit von den jeweiligen Umständen für eine gegebene Motorentreibstoffzusammensetzung, die in einem Dieselmotor verwendbar ist, eingesetzt werden können.
  • Der Alkohol oder jede andere Komponente der Treibstoffzusammensetzung kann darin als ein Nebenprodukt vorhanden sein, das in einer beliebigen der anderen Komponenten enthalten ist.
  • Die organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, können aus fossilen Quellen oder aus erneuerbaren Quellen, wie Biomasse, stammen.
  • Als nicht begrenzende Beispiele, die die Effektivität dieser Erfindung zeigen, sind die veranschaulichenden Motorentreibstoffzusammensetzungen, die hier nachstehend beschrieben werden, besonders zum Betrieb von Dieselmotoren, Gasturbinenmotoren und TL-Triebwerken, einschließlich der Standardtypen von Motoren ohne irgendeine Modifikation davon geeignet.
  • BEISPIEL 1
  • Die nachstehend hergestellte Motorentreibstoffzusammensetzung 1 zeigt, dass, selbst wenn eine sehr geringe Menge organischer Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, eingesetzt wird, diese für eine merkliche Verringerung der Schadstoffe in den Abgasen eines Standarddieselmotors sorgen.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 1, bezogen auf das Volumen, ist wie folgt: Formaldehyddiethylacetal: 1 %; 1-Butanol: 1 %; Di-n-amylether: 1,75%; Octylacetat: 1%; Isopropylnitrat: 0,25%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Dieseltreibstoff gemäß Standard EN 590): 95%.
  • Die Treibstoffkomponenten wurden in einen gemeinsamen Tank gegeben, wobei mit der Komponente mit der geringsten Dichte begonnen und mit der Komponente mit der größten Dichte geendet wurde. Die resultierende Motorentreibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,811 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung durch Sieden der Flüssigkeit bei Normaldruck
    bis zu 100 °C 1%
    bis zu 150 °C 2,25%
    bis zu 200 °C 14,5%
    bis zu 370 °C 98,0%
    Brennwärme 42,8 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 1 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –18 °C (Trübungspunkt) bis 88 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW GOLF CL DIESEL, Motorenfamilie: DI-W03-92, als der Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) an Motorentreibstoffzusammensetzung 1 ausgeführt wurde, zeigte eine Verringerung an Partikeln (g/km) von 5% im Vergleich zu den für 100%igen Dieseltreibstoff (EN590:1993) erhaltenen Ergebnissen.
  • Die Verwendung von Motorentreibstoffzusammensetzung 1 beim Betrieb des Standarddiesellastwagenmotors, Motorentyp VOLVO TD61GS Nr. 0580026, mit Leistungs- und Drehmomentwerten von kW/Nm/Upm = 140/520/1900 zeigte bei Messungen über den Bereich von 1000 bis 2600 Upm eine Abnahme der Werte von Leistung und Drehmoment von weniger als 1 % im Vergleich zu den Werten, die für denselben Motor beim Betrieb mit 100%igem Dieseltreibstoff (EN590:1993) erhalten wurden.
  • Vergleichbare Ergebnisse wurden erhalten, als die Motorentreibstoffzusammensetzung 1 für den Betrieb des Standardschiffsgasturbinenmotors eingesetzt wurde.
  • BEISPIEL 2
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 2 ergab eine deutliche Abnahme der Schadstoffe in den Abgasen eines Standarddieselmotors, der mit einer kostengünstigen Treibstoffzusammensetzung aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, und einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit, betrieben wurde.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 2, bezogen auf das Volumen, ist wie folgt: Ethanol: 3%; 1-Butanol: 2,5%; Dimethoxypropan: 3%; Tetrahydrofuran: 1,5%; tert-Butylhydroperoxid: 0,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Mk1 Dieseltreibstoff SS 15 54 35): 89,5%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,817 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung durch Sieden der Flüssigkeit bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 8%
    bis zu 150 °C 10,5%
    bis zu 200 °C 19,5%
    bis zu 285 °C 95,5%
    Brennwärme 41,9 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 2 ist eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –30 °C (Trübungspunkt) bis 70 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) für Motorentreibstoffzusammensetzung 2 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 12%; an HC+NOx (g/km) von 5,75% und an Partikeln (g/km) von 11,5%.
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus einem Standarddiesellastwagenmotor, Motorentyp VOLVO D7C 290 EUR02 Nr. 1162 XX, Leistung kW/Upm = 213/2200, gemäß dem Testtyp ECE R49 A30 Regulation für Treibstoffzusammensetzung 2 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 6%; an HC+NOx (g/kW) von 0% und an Partikeln (g/kW) von 4%.
  • Die Leistung (PkW) des Motors nahm, als er mit Motorentreibstoffzusammensetzung 2 betrieben wurde, lediglich um 2,8% ab und der Treibstoffverbrauch (1/kW) nahm gering um 2% zu, im Vergleich zu den Ergebnissen, die für denselben Motor erhalten wurden, wenn er mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) betrieben wurde.
  • BEISPIEL 3
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 3 ergab eine deutliche Abnahme der Schadstoffe in den Abgasen eines Standarddieselmotors, der mit einer kostengünstigen Treibstoffzusammensetzung aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, und einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit, wobei die Flüssigkeit ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen ist, das aus einem Synthesegas „Synthin" erhalten wurde, betrieben wurde.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 3, bezogen auf das Volumen; ist wie folgt: Ethanol: 3%; 1-Butanol: 2,5%; Dimethoxypropan: 3%; Ethylacetat: 1,5%; tert-Butylhydroperoxid: 0,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Kohlenwasserstoffgemisch, erhalten aus Synthesegas mit Katalysator unter Normaldruck und bei Temperaturen von 170 bis 200 °C): 89,5%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,817 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung durch Sieden der Flüssigkeit bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 7%
    bis zu 150 °C 10,5%
    bis zu 200 °C 19,5%
    bis zu 285 °C 95,5%
    Brennwärme 41,7 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 3 ist eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –30 °C (Trübungspunkt) bis 70 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) für Motorentreibstoffzusammensetzung .3 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 18%; an HC+NOx (g/km) von 5,05% und an Partikeln (g/km) von 21,5%.
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus einem Standarddiesellastwagenmotor, Motorentyp VOLVO D7C 290 EUR02 Nr. 1162 XX, Leistung kW/Upm = 213/2200, gemäß dem Testtyp ECE R49 A30 Regulation für Treibstoffzusammensetzung 3 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 11%; an HC+NOx (g/kW) von 4,8% und an Partikeln (g/kW) von 17%.
  • Die Leistung (PkW) des Motors nahm, als er mit Motorentreibstoffzusammensetzung 3 betrieben wurde, lediglich um 1,2% ab und der Treibstoffverbrauch (1/kW) nahm gering um 0,5% zu, im Vergleich zu den Ergebnissen, die für denselben Motor erhalten wurden, wenn er mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) betrieben wurde.
  • BEISPIEL 4
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 4 zeigte die Auswirkungen des Betriebs eines Standarddieselmotors mit einer Treibstoffzusammensetzung aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, und einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit, die leichtere Fraktionen von Erdölprodukten zusätzlich zum Dieseltreibstoff enthält.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Treibstoffzusammensetzung, bezogen auf das Volumen, war wie folgt: Ethanol: 8%; 1-Butanol: 2%; Diethylacetaldehyd: 0,5%; Ethylacetat: 4%; Ethylbutyrat: 3%; Acetaldehyddiethylacetal: 0,5%; Di-n-amylether: 8%; Ethyloleat: 8%; tert-Butylperoxyacetat: 1%; Kohlenwasserstoffflüssigkeit: 65%, die 15% Kerosin und 50% Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) enthält.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf:
    Dichte bei 20 °C 0,775 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 12%
    bis zu 150 °C 19%
    bis zu 200 °C 43%
    bis zu 285 °C 96%
    Brennwärme 40,2 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 4 ist eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –37 °C (Trübungspunkt) bis 70 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-W-DE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) für Motorentreibstoffzusammensetzung 4 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 27,7%; an HC+NOx (g/km) von 12,6% und an Partikeln (g/km) von 17%.
  • Als Motorentreibstoffzusammensetzung 4 für den Betrieb des Standarddiesellastwagenmotors, Motorentyp VOLVO TD61GS Nr. 0580026, mit Leistungs- und Drehmomentwerten von kW/Nm/Upm = 140/520/1900 eingesetzt wurde, zeigten die resultierenden Messungen über den Bereich von 1000 bis 2600 Upm eine Abnahme der Werte von Leistung und Drehmoment von weniger als 3,5% im Vergleich zu den Werten, die für denselben Motor beim Betrieb mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden.
  • BEISPIEL 5
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 5 zeigte die Auswirkungen des Betriebs eines Standardmotors mit einer Treibstoffzusammensetzung aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, und einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit, die eine Kerosinfraktion von Erdölprodukten zusätzlich zu synthetischem Motorentreibstoff enthält.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Treibstoffzusammensetzung, bezogen auf das Volumen, war wie folgt: 1-Butanol: 1%; 2-Ethylhexanol: 3%; 2-Ethylhexylacetat: 1%; Isoamylalkohol: 1%; Di-isoamylether: 2%; Tetrahydrofurfurylalkohol: 1,5%; Isoamylnitrat: 0,5%; Kohlenwasserstoffflüssigkeit: 90%, die 40% Kerosin und 50% Synthin enthält (ein Kohlenwasserstoffgemisch, erhalten aus Synthesegas mit Katalysator unter Normaldruck und bei Temperaturen von 150 bis 280 °C).
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,805 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 0%
    bis zu 150 °C 2%
    bis zu 200 °C 43,5%
    bis zu 280 °C 99%
    Brennwärme 43,3 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 5 ist eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –60 °C (Trübungspunkt) bis 70 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-W-DE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) für Motorentreibstoffzusammensetzung 5 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 12,6%; an HC+NOx (g/km) von 7,4% und an Partikeln (g/km) von 26%.
  • Als Motorentreibstoffzusammensetzung 5 für den Betrieb des Standarddiesellastwagenmotors, Motorentyp VOLVO TD61GS Nr. 0580026, mit Leistungs- und Drehmomentwerten von kW/Nm/Upm = 140/520/1900 eingesetzt wurde, zeigten die resultierenden Messungen über den Bereich von 1000 bis 2600 Upm eine Abnahme der Werte von Leistung und Drehmoment von weniger als 1% im Vergleich zu den Werten, die für denselben Motor beim Betrieb mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden.
  • Vergleichbare Ergebnisse für Änderungen bei Leistung und Abgasen wurden erhalten, als die Motorentreibstoffzusammensetzung 5 für den Betrieb des Standardflugzeugdüsentriebwerks eingesetzt wurde.
  • BEISPIEL 6
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 6 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, und einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit, wobei die Konzentration. des Kohlenwasserstoff in der Zusammensetzung weniger als 40 Vol.-% betrug, zum Betrieb eines Standarddieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 6, bezogen auf das Volumen, ist: Ethanol: 4,5%; Propanol: 5,5%; Hexanol: 15%; Dibutylether: 8,5%; Ethylcaprylat: 10%; Dihexylether: 16%; Di-tert-butylperoxid: 1,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Dieseltreibstoff EN 590:1993): 39%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,819 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung durch Sieden der Flüssigkeit bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 10%
    bis zu 150 °C 20%
    bis zu 200 °C 39%
    bis zu 370 °C 98%
    Brennwärme 40,4 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 6 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –35 °C (Trübungspunkt) bis 78 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils Audi A6 TDI 1,9, Modell 1998, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 6 im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (EN 590:1993) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 0%, an HC+NOx (g/km) von 14% und an Partikeln (g/km) von 46%.
  • Beispiel 7
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 7 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, und einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit, wobei die Konzentration des Kohlenwasserstoff in der Zusammensetzung weniger als 40 Vol.-% betrug und wobei das Kohlenwasserstoffgemisch aus einer flüssigen Fraktion erhalten wurde, die bei der Kohleverkokung erhalten wurde, zum Betrieb eines Standarddieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 7, bezogen auf das Volumen, ist: Ethanol: 4,5%; Propanol: 5,5%; Hexanol: 15%; Dibutylether: 8,5%; Ethylcaprylat: 10%; Dihexylether: 16%; 2-Ethylhexylglycidylether: 1,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit: 39%, erhalten aus der Kohleverarbeitung und 9% Decalin enthaltend.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,820 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung durch Sieden der Flüssigkeit bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 10%
    bis zu 150 °C 18,5%
    bis zu 200 °C 39%
    bis zu 400 °C 98%
    Brennwärme 40,4 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 7 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –35 °C (Trübungspunkt) bis 78 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils Audi A6 TDI 1,9, Modell 1998, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 7 im Vergleich zu 100%igem Dieseltreibstoff (EN 590:1993) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 8%, an HC+NOx (g/km) von 12% und an Partikeln (g/km) von 45%.
  • Vergleichbare Ergebnisse wurden erhalten, als die Motorentreibstoffzusammensetzung 7 für den Betrieb des Standardschiffsgasturbinenmotors eingesetzt wurde.
  • BEISPIEL 8
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 8 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit und aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, wobei die Verbindungen durch Verarbeitung von Methanol und Ethanol erhalten werden können, zum Betrieb eines Dieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 8, bezogen auf das Volumen, ist: Methanol: 1,5%; Ethanol: 3%; Formaldehyddimethylacetal: 2%; Formaldehyddiethylacetal: 3%; Acetaldehyddiethylacetal: 3%; Methylacetat: 1%; Ethylformiat: 1%; Rapsölmethylester: 5%; Ethyloleat: 5%; tert-Butylperoxyacetat: 0,5%; Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Kerosin): 75%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,791 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 11,5%
    bis zu 150 °C 15%
    bis zu 200 °C 25%
    bis zu 280 °C 97,5%
    Brennwärme 40,4 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Treibstoffzusammensetzung 8 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –48 °C (Trübungspunkt) bis 52,5 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 8 im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 18%; an HC+NOx (g/km) von 8,6% und an Partikeln (g/km) von 31,6%.
  • Die Verwendung von Motorentreibstoffzusammensetzung 8 beim Betrieb des Standarddiesellastwagenmotors, Motorentyp VOLVO TD61GS Nr. 0580026, mit Leistungs- und Drehmomentwerten von kW/Nm/Upm = 140/520/1900 zeigte bei Messungen über den Bereich von 1000 bis 2600 Upm eine Abnahme der Werte von Leistung und Drehmoment von weniger als 4% im Vergleich zu den Ergebnissen, die für denselben Motor beim Betrieb mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden.
  • Beispiel 9
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 9 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, wobei die Verbindungen durch Verarbeitung von Methanol und Ethanol erhalten werden können, und aus einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit, die bei der Verarbeitung von Terpentin und Kolophonium erhalten wurde, zum Betrieb eines Dieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 9, bezogen auf das Volumen, ist: Methanol: 1,5%; Ethanol: 3%; Formaldehyddimethylacetal: 2%; Formaldehyddiethylacetal: 3%; Acetaldehyddiethylacetal: 3%; Methylacetat: 1%; Ethylformiat: 1%; Tallölmethylester: 10%, einschließlich Methylabietat: 3,5%; tert-Butylperoxyacetat: 0,5%; Kohlenwasserstoffflüssigkeit: 75% (ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen, erhalten bei der Verarbeitung von Terpentin und Kolophonium, umfassend Menthan: 45%, Abietan: 10% und der restliche Anteil andere Terpenkohlenwasserstoffe).
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,821 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 11,5%
    bis zu 150 °C 15%
    bis zu 200 °C 25%
    bis zu 400 °C 98,75%
    Brennwärme 40,4 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Treibstoffzusammensetzung 9 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –33 °C (Trübungspunkt) bis 52,5 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 9 im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 16%; an HC+NOx (g/km) von 10,5% und an Partikeln (g/km) von 40,5%.
  • Die Verwendung von Motorentreibstoffzusammensetzung 9 beim Betrieb des Standarddiesellastwagenmotors, Motorentyp VOLVO TD61GS Nr. 0580026, mit Leistungs- und Drehmomentwerten von kW/Nm/Upm = 140/520/1900 zeigte bei Messungen über den Bereich von 1000 bis 2600 Upm eine Abnahme der Werte von Leistung und Drehmoment von weniger als 3% im Vergleich zu den Ergebnissen, die für denselben Motor beim Betrieb mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden.
  • Vergleichbare Ergebnisse wurden erhalten, als die Motorentreibstoffzusammensetzung 9 für den Betrieb des Standardschiffsgasturbinenmotors eingesetzt wurde.
  • BEISPIEL 10
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 10 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit und aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, wobei die Verbindungen nicht gründlich gereinigte technische Produkte sind, zum Betrieb eines Dieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 10, bezogen auf das Volumen, ist: Ethanol: 4,5%; Propanol: 12,5%; 1-Butanol: 1%; Isobutanol: 0,5%; 1-Pentanol: 1,5%; 2-Ethylhexanol: 9,5%; Ethylacetat: 1%; Propylacetat: 6%; Isobutylacetat: 0,1%; Amylacetat: 0,4%; Butylaldehyd: 0,8%; Isobutylaldehyd: 0,2%; Dibutylether: 6,5%; Di-octylether: 5%; n-Amylnitrat: 0,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Dieseltreibstoff SS 15 54 35 Mk1): 50%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,815 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 25%
    bis zu 150 °C 35%
    bis zu 200 °C 50%
    bis zu 285 °C 97,5%
    Brennwärme 39,0 MJ/kg
    Selbstentzündungstemperatur 300 °C
    Thermische Stabilität: Die Motorentreibstoffzusammensetzung 10 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –35 °C (Trübungspunkt) bis 64 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW GOLF CL DIESEL, Motorenfamilie DI-W03-92, zeigte, als der Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) ausgeführt wurde, für Motorentreibstoffzusammensetzung 10 im Vergleich zu den Ergebnissen, die bei 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden, eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 16,9%, an HC+NOx (g/km) von 5,9% und an Partikeln (g/km) von 23,7%.
  • Die Verwendung von Motorentreibstoffzusammensetzung 10 beim Betrieb des Standarddiesellastwagenmotors, Motorentyp VOLVO TD61GS Nr. 0580026, mit Leistungs- und Drehmomentwerten von kW/Nm/Upm = 140/520/1900 zeigte bei Messungen über den Bereich von 1000 bis 2600 Upm eine Abnahme der Werte von Leistung und Drehmoment von weniger als 5% im Vergleich zu den entsprechenden Werten, die für denselben Motor beim Betrieb mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden.
  • Beispiel 11
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 11 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, wobei die Verbindungen nicht gründlich gereinigte technische Produkte sind, und aus einer Kohlenwasserstoffkomponente, umfassend Kerosin, Synthin, hydriertes Terpentin und eine hydrierte flüssige Fraktion, die bei der Kohleverkokung erhalten wurde, zum Betrieb eines Standarddieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 11, bezogen auf das Volumen, ist: Ethanol: 4,5%; Propanol: 12,5%; 1-Butanol: 1%; Isobutanol: 0,5%; 1-Pentanol: 1,5%; 2-Ethylhexanol: 9,5%; Ethylacetat: 1%; Propylacetat: 6%; Isobutylacetat: 0,1%; Amylacetat: 0,4%; Butylaldehyd: 0,8%; Isobutylaldehyd: 0,2%; Dibutylether: 6,5%; Di-octylether: 5%; n-Amylnitrat: 0,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (umfassend eine Terpenfraktion: 10%, einschließlich Menthan: 8%; Kerosin: 10% und Synthin: 20%, einschließlich linearer gesättigter Kohlenwasserstoffe: 18%, und eine hydrierte flüssige Fraktion, erhalten bei der Kohleverkokung: 10%, einschließlich Decalin: 2%): 50%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,815 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 25%
    bis zu 150 °C 35%
    bis zu 200 °C 50%
    bis zu 400 °C 98,5%
    Brennwärme 39,0 MJ/kg
    Selbstentzündungstemperatur 300 °C
    Thermische Stabilität: Die Motorentreibstoffzusammensetzung 11 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –35 °C (Trübungspunkt) bis 64 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des
  • Automobils VW GOLF CL DIESEL, Motorenfamilie DI-W03-92, zeigte, als der Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) ausgeführt wurde, für Motorentreibstoffzusammensetzung 11 im Vergleich zu den Ergebnissen, die bei 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden, eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 16,9%, an HC+NOx (g/km) von 5,9% und an Partikeln (g/km) von 23,7%.
  • Die Verwendung von Motorentreibstoffzusammensetzung 11 beim Betrieb des Standarddiesellastwagenmotors, Motorentyp VOLVO TD61GS Nr. 0580026, mit Leistungs- und Drehmomentwerten von kW/Nm/Upm = 140/520/1900 zeigte bei Messungen über den Bereich von 1000 bis 2600 Upm eine Abnahme der Werte von Leistung und Drehmoment von weniger als 5% im Vergleich zu den entsprechenden Werten, die für denselben Motor beim Betrieb mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden.
  • BEISPIEL 12
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 12 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit und aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, wobei der Treibstoff bei erhöhten Temperaturen verwendbar ist, zum Betrieb eines Standarddieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 12, bezogen auf das Volumen, ist: 1-Octanol: 2%; Ethyloleat: 4%; Ethylcaprylat: 2,5%; Di-n-amylether 4%; Di-octylether: 15%; Acetaldehyddibutylacetal 2%; Cyclohexylnitrat: 0,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Mk1 Dieseltreibstoff SS 15 54 35): 70%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf:
    Dichte bei 20 °C 0,816 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 0%
    bis zu 150 °C 0%
    bis zu 200 °C 19,5%
    bis zu 285 °C 96,5%
    Flammpunkt nicht niedriger als 50 °C
    Brennwärme 42,5 MJ/kg
    Thermische Stabilität: Die Motorentreibstoffzusammensetzung 12 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –36 °C (Trübungspunkt) bis 184 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW GOLF CL DIESEL, Motorenfamilie DI-W03-92, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 12 im Vergleich zu den Ergebnissen, die bei 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden, eine Verringerung an CO (g/km) von 16%, an HC+NOx (g/km) von 7,5% und an Partikeln (g/km) von 18,5%.
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddiesellastwagenmotor, Motorentyp VOLVO D7C 290 EUR02 Nr. 1162 XX, Leistung kW/Upm = 213/2200, gemäß dem Testtyp ECE R49 A30 Regulation für Motorentreibstoffzusammensetzung 12 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 12%; an HC+NOx (g/kW) von 5,0% und an Partikeln (g/kW) von 17,5%.
  • Die Leistung (PkW) des Motors, der mit Motorentreibstoffzusammensetzung 12 betrieben wurde, veränderte sich nicht und der Treibstoffverbrauch (1/kW) nahm im Vergleich zu den Ergebnissen, die für denselben Motor, der mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) betrieben wurde, erhalten wurden, nicht zu.
  • Beispiel 13
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 13 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit und aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, wobei der Treibstoff bei erhöhten Temperaturen verwendbar ist und einen Flammpunkt von nicht niedriger als 100 °C aufweist, zum Betrieb eines Standarddieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 13, bezogen auf das Volumen, ist: 1-Octanol: 2%; Ethyloleat: 4%; Ethylcaprylat: 2,5%; Di-n-amylether 4%; Di-octylether: 15%; Acetaldehyddibutylacetal 2%; Cyclohexylnitrat: 0,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Gasöl): 70%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,826 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 0%
    bis zu 150 °C 0%
    bis zu 200 °C 18%
    bis zu 400 °C 98%
    Flammpunkt nicht niedriger als 100 °C
    Brennwärme 42,5 MJ/kg
    Thermische Stabilität: Die Motorentreibstoffzusammensetzung 13 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –20 °C (Trübungspunkt) bis 184 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW GOLF CL DIESEL, Motorenfamilie DI-W03-92, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 13 im Vergleich zu den Ergebnissen, die bei 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden, eine Verringerung an CO (g/km) von 6,9%, an HC+NOx (g/km) von 2,3% und an Partikeln (g/km) von 2,5%.
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddiesellastwagenmotor, Motorentyp VOLVO D7C 290 EUR02 Nr. 1162 XX, Leistung kW/Upm = 213/2200, gemäß dem Testtyp ECE R49 A30 Regulation für Motorentreibstoffzusammensetzung 13 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 0%; an HC+NOx (g/kW) von 0% und an Partikeln (g/kW) von 0%.
  • Die Leistung (PkW) des Motors, der mit Motorentreibstoffzusammensetzung 13 betrieben wurde, veränderte sich nicht und der Treibstoffverbrauch (1/kW) nahm im Vergleich zu den Ergebnissen, die für denselben Motor, der mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) betrieben wurde, erhalten wurden, nicht zu.
  • BEISPIEL 14
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 14 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit und aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, die bei verminderten Temperaturen wirksam ist, zum Betrieb eines Standarddieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Treibstoffzusammensetzung, bezogen auf das Volumen, war: Ethanol: 10%; Acetaldehyddiethylacetal: 2,5%; Dibutylether: 10%; Di-isoamylether: 6,5%; Butylbutyrat: 3,5%; Methyltetrahydrofuran: 5%; Isoamylacetat: 2%; Isoamylnitrat: 0,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Mk1 Dieseltreibstoff SS 15 54 35): 60%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,807 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 15%
    bis zu 150 °C 30%
    bis zu 200 °C 41.5%
    bis zu 285 °C 96,5%
    Brennwärme 40,4 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 14 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –40 °C (Trübungspunkt) bis 78 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW GOLF CL DIESEL, Motorenfamilie DI-W03-92, zeigte, als Motorentreibstoffzusammensetzung 14 gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) getestet wurde, im Vergleich zu den Ergebnissen, die bei 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden, eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 16,9%, an HC+NOx (g/kW) von 8,8% und an Partikeln (g/kW) von 20,5%.
  • Die Verwendung von Motorentreibstoffzusammensetzung 14 beim Betrieb eines Standarddiesellastwagenmotors, Motorentyp VOLVO TD61GS Nr. 0580026, mit Leistungs- und Drehmomentwerten von kW/Nm/Upm = 140/520/1900 zeigte bei Messungen über den Bereich von 1000 bis 2600 Upm eine Abnahme der Werte von Leistung und Drehmoment von weniger als 3,5% im Vergleich zu den Werten, die für denselben Motor beim Betrieb mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden.
  • Beispiel 15
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 15 zeigte die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit und aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, die bei verminderten Temperaturen wirksam ist, zum Betrieb eines Standarddieselmotors und eines Standarddüsentriebwerks.
  • Die Kohlenwasserstoffflüssigkeit der Motorentreibstoffzusammensetzung 15 ist ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen, das sich bei der Verarbeitung von gasförmigen C2- bis C5-Kohlenwasserstoffen ergibt.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Treibstoffzusammensetzung, bezogen auf das Volumen, war: Ethanol: 8%; Methanol: 1%; Dibutylether: 6%; Di-isoamylether: 8%; Butylbutyrat: 3,5%; Tetrahydrofurfurylalkohol: 5%; Isoamylacetat: 2%; Isoamylnitrat: 0,5%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (C6-C14-Kohlenwasserstoffgemisch, einschließlich nicht weniger als 45% lineare Kohlenwasserstoffe): 65%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,790 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 9%
    bis zu 150 °C 17%
    bis zu 200 °C 50%
    bis zu 280 °C 98%
    Brennwärme 42,4 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 15 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –70 °C (Trübungspunkt) bis 64,5 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW GOLF CL DIESEL, Motorenfamilie DI-W03-92, zeigte, als Motorentreibstoffzusammensetzung 15 gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) getestet wurde, im Vergleich zu den Ergebnissen, die bei 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden, eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 26,3%, an HC+NOx (g/kW) von 12,6% und an Partikeln (g/kW) von 31,8%.
  • Die Verwendung von Motorentreibstoffzusammensetzung 15 beim Betrieb eines Standarddiesellastwagenmotors, Motorentyp VOLVO TD61GS Nr. 0580026, mit Leistungs- und Drehmomentwerten von kW/Nm/Upm = 140/520/1900 zeigte bei Messungen über den Bereich von 1000 bis 2600 Upm eine Abnahme der Werte von Leistung und Drehmoment von weniger als 4,5% im Vergleich zu den Werten, die für denselben Motor beim Betrieb mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) erhalten wurden.
  • Vergleichbare Ergebnisse für Änderungen bei Leistung und Abgasen wurden erhalten, als die Motorentreibstoffzusammensetzung 15 für den Betrieb des Standardflugzeugdüsentriebwerks eingesetzt wurde.
  • BEISPIEL 16
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 16 zeigt die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung für einen Dieselmotor aus einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit und aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, die auch 1% Wasser enthält, welches ihre Betriebseigenschaften nicht nachteilig beeinflusst und nicht die Stabilität des Systems kompromittiert, zum Betrieb eines Dieselmotors.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 16, bezogen auf das Volumen, ist: Wasser: 1%; Ethanol: 9%; Diethoxypropan: 1%; 1-Butanol: 4%; Methylbutyrat: 4%; 2-Ethylhexanol: 20%; Methyltetrahydropyran: 5%; Dihexylether: 5%; Isopropylnitrat: 1%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Mk1 Dieseltreibstoff SS 15 54 35): 50%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,822 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 10%
    bis zu 150 °C 30%
    bis zu 200 °C 50%
    bis zu 285 °C 97,5%
    Brennwärme 39,4 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 16 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –36 °C (Trübungspunkt) bis 78 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 16 im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 22,4%; an HC+NOx (g/km) von 0% und an Partikeln (g/km) von 6,9%.
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddiesellastwagenmotor, Motorentyp VOLVO D7C 290 EUR02 Nr. 1162 XX, Leistung kW/Upm = 213/2200, gemäß dem Testtyp ECE R49 A30 Regulation zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 16 die folgenden Ergebnisse im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35): eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 6%; an HC+NOx (g/kW) von 0%; an Partikeln (g/kW) von 11%.
  • Die Leistung (PkW) dieses Diesellastwagenmotors, der mit Motorentreibstoffzusammensetzung 16 betrieben wurde, nahm lediglich um 3% ab und der Treibstoffverbrauch (1/kW) nahm lediglich um 2% zu, im Vergleich zu den Ergebnissen, die für denselben Motor erhalten wurden, wenn er mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) betrieben wurde.
  • BEISPIEL 17
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 17 zeigt die Möglichkeit der Verwendung einer Treibstoffzusammensetzung aus einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit und aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, die auch 1% Wasser enthält, welches ihre Betriebseigenschaften nicht nachteilig beeinflusst und nicht die Stabilität des Systems kompromittiert, zum Betrieb eines Standarddieselmotors und eines Standardschiffsgasturbinenmotors. Sowohl die Kohlenwasserstoffkomponente als auch die sauerstoffhaltigen Komponenten dieser Zusammensetzung werden aus der Verarbeitung von Pflanzen erhalten.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 17, bezogen auf das Volumen, ist: Wasser: 1%; Ethanol: 9%; Diethoxypropan: 1%; 1-Butanol: 4%; Methylbutyrat: 4%; 2-Ethylhexanol: 12%; Methylepoxytallowat: 5%; Diisobutylketon: 3%; Methyltetrahydropyran: 5%; Dibutylether: 5%; Isopropylnitrat: 1%; und Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Synthin, abgeleitet aus Synthesegas, erhalten aus Cellolignin, das aus Pflanzen stammt): 50%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,822 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 10%
    bis zu 150 °C 30%
    bis zu 200 °C 50%
    bis zu 400 °C 99,5%
    Brennwärme 39,4 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 17 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –36 °C (Trübungspunkt) bis 78 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 17 im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 18,1 %; an HC+NOx (g/km) von 1,2% und an Partikeln (g/km) von 23,4%.
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddiesellastwagenmotor, Motorentyp VOLVO D7C 290 EUR02 Nr. 1162 XX, Leistung kW/Upm = 213/2200, gemäß dem Testtyp ECE R49 A30 Regulation zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 17 die folgenden Ergebnisse im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35): eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 12%; an HC+NOx (g/kW) von 0%; an Partikeln (g/kW) von 13,5%.
  • Die Leistung (PkW) dieses Diesellastwagenmotors, der mit Motorentreibstoffzusammensetzung 17 betrieben wurde, nahm lediglich um 3% ab und der Treibstoffverbrauch (1/kW) nahm lediglich um 2% zu, im Vergleich zu den Ergebnissen, die für denselben Motor erhalten wurden, wenn er mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) betrieben wurde.
  • Vergleichbare Ergebnisse wurden erhalten, als die Motorentreibstoffzusammensetzung 17 für den Betrieb des Standardschiffsgasturbinenmotors eingesetzt wurde.
  • BEISPIEL 18
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 18 veranschaulicht eine Treibstoffzusammensetzung für Standarddiesel- und -gasturbinenmotoren, die vollständig aus organischen Verbindungen, die Sauerstoff enthalten, gebildet ist, die alle aus erneuerbarem Rohmaterial pflanzlichen Ursprungs hergestellt werden können. Keine Diesel-, Kerosin-, Gasöl- oder andere Kohlenwasserstofffraktion war vorhanden.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Treibstoffzusammensetzung, bezogen auf das Volumen, ist: Ethanol: 1%; 1-Butanol: 4%; 2-Ethylhexaldehyd: 10%; Acetaldehyddibutylacetal: 6%; Di-2-ethylhexylether: 18%; Di-octylether: 20%; Di-n-amylether: 4%; Dibutylether: 7%; Ethyloleat: 16%; Rapsölmethylester: 13,5%; und Di-tert-butylperoxid: 0,5%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,830 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 1%
    bis zu 150 °C 12,5%
    bis zu 200 °C 50%
    bis zu 370 °C 95,5%
    Brennwärme 40,6 MJ/kg
    Selbstentzündungstemperatur 150 °C
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 18 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –20 °C (Trübungspunkt) bis 78 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 18 im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 5,5%; an HC+NOx (g/km) von 8,5% und an Partikeln (g/km) von 17,2%.
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddiesellastwagenmotor, Motorentyp VOLVO D7C 290 EUR02 Nr. 1162 XX, Leistung kW/Upm = 213/2200, zeigte, wenn der Testtyp ECE R49 A30 Regulation ausgeführt wurde, für Motorentreibstoffzusammensetzung 18 die folgenden Ergebnisse im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35): eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 0%; an HC+NOx (g/kW) von 0% und an Partikeln (g/kW) von 0%.
  • Die Leistung (PkW) dieses Diesellastwagenmotors, der mit Motorentreibstoffzusammensetzung 18 betrieben wurde, änderte sich nicht, noch änderte sich der Treibstoffverbrauch 1/kW im Vergleich zu demselben Motor, der mit 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) betrieben wurde. Vergleichbare Ergebnisse wurden erhalten, als die Motorentreibstoffzusammensetzung 18 für den Betrieb des Standardschiffsgasturbinenmotors eingesetzt wurde. Diese Ergebnisse veranschaulichen, wie die vorliegende Erfindung eine einzigartige und wirksame Motorentreibstoffzusammensetzung für Dieselmotoren bereitstellt, die nicht eine typische schwerere Kohlenwasserstofffraktion, wie Dieseltreibstoff, erfordert.
  • Beispiel 19
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 19 veranschaulicht eine Treibstoffzusammensetzung, die vollständig aus sauerstoffhaltigen Verbindungen gebildet wird und durch gute Leistungseigenschaften, einschließlich eines Flammpunktes von 32 °C, gekennzeichnet ist.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Treibstoffzusammensetzung, bezogen auf das Volumen, ist: 1-Butanol: 5%; 2-Ethylhexaldehyd: 8%; Acetaldehyddibutylacetal: 6%; Di-2-ethylhexylether: 18%; Di-octylether: 20%; Di-n-amylether: 4%; Dibutylether: 7%; Ethyloleat: 16%; Rapsölmethylester: 12,0%; und Ethylamylketon: 2%, 1,2-Epoxy-4-epoxycyclohexan: 2%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,831 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 0%
    bis zu 150 °C 12,0%
    bis zu 200 °C 48%
    bis zu 285 °C 95,5%
    Brennwärme 40,7 MJ/kg
    Flammpunkt 32 °C
    Selbstentzündungstemperatur 150 °C
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 19 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –30 °C (Trübungspunkt) bis 117 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) zeigte für Motorentreibstoffzusammensetzung 19 im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 7,5%; an HC+NOx (g/km) von 7,5% und an Partikeln (g/km) von 18,2%.
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddiesellastwagenmotor, Motorentyp VOLVO D7C 290 EUR02 Nr. 1162 XX, Leistung kW/Upm = 213/2200, zeigte, wenn der Testtyp ECE R49 A30 Regulation ausgeführt wurde, für Motorentreibstoffzusammensetzung 19 die folgenden Ergebnisse im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35): eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 8%; an HC+NOx (g/kW) von 6% und an Partikeln (g/kW) von 15%.
  • Vergleichbare Ergebnisse wurden erhalten, als die Motorentreibstoffzusammensetzung 19 für den Betrieb des Standardschiffsgasturbinenmotors eingesetzt wurde.
  • BEISPIEL 20
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 20 zeigt die Auswirkungen des Betriebs von Standarddieselmotoren, TL-Triebwerken und Gasturbinenmotoren mit einer Treibstoffzusammensetzung, die vollständig aus organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, gebildet ist, über einen weiten Bereich der Umgebungstemperatur stabil und gegenüber dem Vorliegen von Wasser tolerant ist. Die Treibstoffzusammensetzung ist durch gute Leistungseigenschaften gekennzeichnet und ergibt Abgase mit einem sehr niedrigen Gehalt an Schadstoffen.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 20, bezogen auf das Volumen, ist wie folgt: Isoamylalkohol: 2%; Diisoamylether: 5%; Cyclopentanon: 2,5%; Cyclohexylnitrat: 0,5%; 1,2-Epoxy-4-epoxy-cyclohexan: 10%; Isobornylmethacrylat: 20% und 2,6,8-Trimethyl-4-nonanol: 60%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,929 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung durch Sieden der Flüssigkeit bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 0%
    bis zu 150 °C 4,5%
    bis zu 200 °C 10%
    bis zu 280 °C 99,9%
    Flammpunkt nicht niedriger als 42 °C
    Selbstentzündungstemperatur 185 °C
    Brennwärme 39,6 MJ/kg
    Thermische Stabilität Die Motorentreibstoffzusammensetzung 20 ist eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –55 °C (Trübungspunkt) bis 131 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) für Motorentreibstoffzusammensetzung 20 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 62,3%; an HC+NOx (g/km) von 23,5% und an Partikeln (g/km) von 54,2%.
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus einem Standarddiesellastwagenmotor, Motorentyp VOLVO D7C 290 EUR02 Nr. 1162 XX, Leistung kW/Upm = 213/2200, gemäß dem Testtyp ECE R49 A30 Regulation für Treibstoffzusammensetzung 20 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/kW) von 38,2%; an HC+NOx (g/kW) von 16,8% und an Partikeln (g/kW) von 49,3%.
  • Die Leistung (PkW) des Motors nahm, wenn er mit Motorentreibstoffzusammensetzung 20 betrieben wurde, um 2% zu und der Treibstoffverbrauch (1/kW) nahm um 3% ab.
  • Vergleichbare Ergebnisse hinsichtlich der Verminderung der Schadstoffe in den Abgasen wurden erhalten, wenn die Motorentreibstoffzusammensetzung 20 zum Betrieb eines Standardschiffsgasturbinenmotors und eines Standardflugzeug-TL-Triebwerks eingesetzt wurde.
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 20 ist mit Wasser unmischbar und nimmt fast keine Mengen an Wasser auf. Wenn die Motorentreibstoffzusammensetzung 20 mit mechanischen Mitteln intensiv mit Wasser gemischt wird, wird eine Emulsion erhalten. Nachdem das Mischen gestoppt wird, wird eine separate Schicht Wasser am Boden des Tanks erhalten und der unbeeinflusste Motorentreibstoff bildet in demselben Tank eine obere Schicht.
  • BEISPIEL 21
  • Die Motorentreibstoffzusammensetzung 21 zeigte die Möglichkeit, die Stabilität des Treibstoffs, umfassend gewöhnliches Kerosin, das eine gewisse Menge Wasser enthält, gegenüber dem Einfluss von niedrigeren Temperaturen zu erhöhen.
  • Der Gehalt der Komponenten in der Motorentreibstoffzusammensetzung 21, bezogen auf das Volumen, ist: Tetrahydrofurfurylalkohol: 3%; tert-Butylperoxyacetat: 2%, Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Kerosin mit einem Trübungspunkt von –46 °C): 95%.
  • Die Treibstoffzusammensetzung wies die folgenden Eigenschaften auf
    Dichte bei 20 °C 0,791 g/cm3
    Temperaturgrenzen der Verdampfung der Flüssigkeit durch Sieden bei Normaldruck:
    bis zu 100 °C 0%
    bis zu 150 °C 0%
    bis zu 200 °C 18%
    bis zu 220 °C 99,99%
    Brennwärme 43,3 MJ/kg
    Thermische Stabilität: Die Motorentreibstoffzusammensetzung 21 war eine homogene Flüssigkeit, stabil bei Normaldruck über einen Temperaturbereich von –60 °C (Trübungspunkt) bis 178 °C (anfänglicher Siedepunkt).
  • Eine Analyse der Menge an Schadstoffen in den Abgasen aus dem Standarddieselmotor des Automobils VW Passat TDI 1,9, Modell 1997, Motorenfamilie 2DI-WDE-95, Leistung kW/Upm = 81/4150, gemäß dem Testtyp „Modifizierter europäischer Fahrzyklus" (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) für Motorentreibstoffzusammensetzung 21 zeigte im Vergleich zu 100%igem Mk1 Dieseltreibstoff (SS 15 54 35) eine Verringerung der Mengen an CO (g/km) von 25%; an HC+NOx (g/km) von 3,5% und an Partikeln (g/km) von 30%.
  • Vergleichbare Ergebnisse wurden erhalten, als die Motorentreibstoffzusammensetzung 21 für den Betrieb des Standardflugzeug-TL-Triebwerks eingesetzt wurde.
  • Jede der Motorentreibstoffzusammensetzungen 1 bis 21 wurde hergestellt, indem die erforderliche Menge der Komponenten in denselben Tank bei derselben Temperatur in einer festgelegten Reihenfolge gegeben wurde, wobei mit der Komponente mit der (bei dieser Temperatur) geringsten Dichte begonnen und mit der Komponente mit der höchsten Dichte geendet wurde; und das resultierende Gemisch vor der Verwendung mindestens eine Stunde gehalten wurde.
  • Beispiel 1 definiert eine kleinste Konzentration von organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, im Gemisch mit einer Kohlenwasserstoffkomponente, welche das Erreichen der positiven Wirkung dieser Erfindung ermöglicht.
  • Die Beispiele 2 bis 9, 13, 15 und 17 zeigen die Möglichkeit, die positive Wirkung dieser Erfindung unabhängig von der Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffkomponente zu erzielen, d. h. dass die Erfindung den Einsatz verschiedener Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, die derzeit auf dem Markt verkauft werden, ermöglicht.
  • Die Beispiele 4, 5, 8 und 11 zeigen die Möglichkeit der Herstellung von Motorentreibstoffen für Dieselmotoren unter Verwendung der Erdölkerosinfraktion, wobei die Treibstoffe auch für Düsentriebwerke verwendet werden können. Darüber hinaus zeigen die Beispiele 5, 8 und 15, dass der erfindungsgemäße Treibstoff, umfassend die spezielle Kohlenwasserstoffkomponente, bei Temperaturen bis hinunter zu minus 70 °C stabil bleibt. Diese Eigenschaft zeigt sich bei keiner der Treibstoffformulierungen, die nach dem Stand der Technik enthüllt werden.
  • Die Beispiele 4, 10 und 11 zeigen, dass die vorliegende Erfindung das Mischen von organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, und einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit über einen äußerst weiten Bereich von Konzentrationen ermöglicht, in dem keine Motorenmodifikation erforderlich ist.
  • Die Beispiele 7 und 11 zeigen die Möglichkeit der Verwendung von Kohlenwasserstoffen, die sich bei der Verarbeitung von Kohle ergeben, als eine Kohlenwasserstoffkomponente des Motorentreibstoffs.
  • Die Beispiele 8 und 9 zeigen die Möglichkeit der Verwendung von Methanol und Ethanol als ein Rohstoff für sauerstoffhaltige Verbindungen, die zur Herstellung des neuen Motorentreibstoffs dieser Erfindung erforderlich sind. Sowohl Methanol als auch Ethanol werden in vielen Ländern der Welt in großem Maßstab hergestellt, was bedeutet, dass der neue Treibstoff dieser Erfindung eine gute Rohstoffsituation hat. Die Herstellung der Mehrheit der organischen Verbindungen, die gebundenen Sauerstoff enthalten, welche zur Herstellung des Treibstoffs dieser Erfindung benötigt werden, ist in industriellem Maßstab vorhanden. Das bedeutet, dass die Herstellung des Motorentreibstoffs dieser Erfindung machbar ist und innerhalb eines kurzen Zeitraums begonnen werden kann.
  • Die Beispiele 10 und 11 zeigen die Möglichkeit, zur Herstellung eines Motorentreibstoffs eine organische Verbindung, die gebundenen Sauerstoff enthält, zu verwenden, wobei die Verbindung nicht gründlich gereinigt ist und Nebenprodukte enthalten kann. Es vereinfacht die Technologie der Herstellung und macht diese Verbindungen billiger und leichter verfügbar.
  • Die Beispiele 12 und 13 zeigen die Möglichkeit, den neuen Motorentreibstoff über einen weiten Temperaturbereich von –36 °C bis +184 °C stabil zu formulieren. Es sollte betont werden, dass, selbst wenn die Temperatur auf Temperaturen unter oder über der Grenztemperatur gebracht wird, so dass Phasentrennung auftritt, der erfindungsgemäße Treibstoff wieder eine einzige, stabile und homogene Phase bildet, nachdem er wieder auf Temperaturen innerhalb der Grenzen von –36 °C bis +184 °C zwischen dem Trübungspunkt und dem anfänglichen Siedepunkt kommen konnte. Die Beispiele zeigen auch, dass die Treibstoffe einen hohen Flammpunkt haben, was diese Treibstoffe hinsichtlich Transport, Handhabung und Verteilung sicherer und einfacher macht.
  • Die Beispiele 5, 8, 14 und 15 zeigen die Möglichkeit, den neuen Motorentreibstoff zum Betrieb bei Umgebungstemperaturen unter 0 °C zu formulieren. Darüber hinaus kann die Kohlenwasserstofffraktion, die bei der Verarbeitung von gasförmigen C2-C5-Kohlenwasserstoffen erhalten wurde, zur Herstellung des erfindungsgemäßen Motorentreibstoffs verwendet werden.
  • Die Beispiele 16 und 17 zeigen die Möglichkeit, den neuen Motorentreibstoff so herzustellen, dass er gegenüber dem Vorhandensein von Wasser tolerant ist. Ein Wassergehalt bis zu 1 Vol.-% beeinflusst die Stabilität des Treibstoffs selbst bei so niedrigen Temperaturen wie –36 °C nicht. Dies ist ein äußerst wichtiges Merkmal dieser Erfindung. Der Stand der Technik kennt keinen solchen Treibstoff. Der erfindungsgemäße Motorentreibstoff erfordert zu seiner Herstellung keine gründlich entwässerten sauerstoffhaltigen Verbindungen, was die Herstellung billiger und einfacher macht. Darüber hinaus zeigt Beispiel 17 die Möglichkeit, Kohlenwasserstoffe, die sich bei der Verarbeitung von Pflanzen ergeben, als eine Treibstoffkomponente einzusetzen. Das letztere Merkmal ermöglicht die Formulierung von Motorentreibstoff, der vollständig aus erneuerbaren Komponenten gebildet wird.
  • Die Beispiele 18, 19 und 20 zeigen die Möglichkeit, den neuen Motorentreibstoff, der lediglich sauerstoffhaltige Verbindungen umfasst, ohne die Verwendung von Kohlenwasserstoffen, für Standardmotoren herzustellen. Ein solcher Treibstoff wurde nie zuvor enthüllt. Selbst speziell entworfene Ethanoltreibstoffmotoren erfordern einen bestimmten Gehalt an Kohlenwasserstoffen im Treibstoff, um die Zündung zu verbessern.
  • Beispiel 21 zeigt inter alia, dass die verlangte Kombination von vier funktionellen Gruppen durch den Einsatz von beispielsweise zwei Verbindungen erreicht werden kann.
  • Andere Veränderungen der Erfindung sind eingeschlossen, was für den Fachmann klar ist, wie beispielsweise die Verwendung von lediglich drei Verbindungen. Die Erfindung soll nicht begrenzt sein, außer wie es in den folgenden Ansprüchen angegeben ist:

Claims (20)

  1. Stabile homogene Treibstoffzusammensetzung für Standarddieselmotoren, Gasturbinenmotoren und Düsentriebwerke, welche eine verbesserte Wassertoleranz aufweist und eine verringerte Schadstoffemission ergibt, umfassend, angegeben in Volumen: (a) 5% bis 100% einer Komponente, welche aus sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen besteht, die alle zusammen mindestens vier verschiedene sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen, ausgewählt aus Alkohol-, Ether-, Aldehyd-, Keton-, Ester-, anorganischen Säureester-, Acetal-, Epoxid- und Peroxidgruppen, aufweisen, wobei zu diesen mindestens vier Gruppen jede beliebige Kombination von zwei oder mehreren verschiedenen sauerstoffhaltigen Verbindungen beiträgt, wobei jede dieser Verbindungen mindestens eine dieser Gruppen enthält, und die kleinste Menge jeder beliebigen Gruppe davon, berechnet als das Gesamtvolumen der Verbindung(en), die die jeweilige Gruppe aufweist (aufweisen), nicht weniger als 0,1 % des Gesamtvolumens der Treibstoffzusammensetzung beträgt, wobei diese Verbindungen ausgewählt sind aus: C1-C10-Alkoholen und/oder 2,6,8-Trimethyl-4-nonanol, Aldehyden der allgemeinen Formel
    Figure 00420001
    wobei R einen C1-C8-Kohlenwasserstoffrest darstellt, Ketonen der allgemeinen Formel
    Figure 00420002
    wobei R und R1 jeweils einen C1-C8-Kohlenwasserstoffrest darstellen und gleich oder verschieden sind, oder zusammen einen cyclischen Ring bilden, wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome von R und R1 3 bis 12 ist; Mono-, Di- und/oder Cycloethern, C1-C8-Alkylestern von gesättigten oder ungesättigten C1-C22-Fettsäuren, Acetalen der allgemeinen Formel RCH(OR')2, wobei R ein Wasserstoffatom oder einen Hydrocarbylrest darstellt, organischen Nitraten, organischen Peroxiden der Formel R-O-O-R', wobei R und R' jeweils gleich oder verschieden sind, organischen Epoxiden der allgemeinen Formel
    Figure 00430001
    wobei R und R' gleich oder verschieden sind und C1-C12-Hydrocarbylreste darstellen; und (b) 0 bis 95% einer Kohlenwasserstoffkomponente, wobei die Treibstoffzusammensetzung mindestens eine, geeigneterweise mindestens zwei und vorzugsweise alle der folgenden Eigenschaften (i) bis (vii) aufweist: (i) eine Dichte bei 20 °C von nicht weniger als 0,775 g/cm3; (ii) der Trübungspunkt ist nicht höher als 0 °C bei Luftdruck; (iii) stabil bei Luftdruck von einem Trübungspunkt, der nicht höher als 0 °C ist, bis zu einem anfänglichen Siedepunkt von nicht weniger als 50 °C; (iv) die Flüssigkeitsmengen, die durch Sieden bei Luftdruck verdampfen, schließen ein: – nicht mehr als 25 % des Gesamtvolumens der Treibstoffzusammensetzung destilliert bei Temperaturen von nicht mehr als 100 °C; – nicht mehr als 35 % des Gesamtvolumens der Treibstoffzusammensetzung destilliert bei Temperaturen von nicht mehr als 150 °C; – nicht mehr als 50 % des Gesamtvolumens der Treibstoffzusammensetzung destilliert bei Temperaturen von nicht mehr als 200 °C; – nicht weniger als 98 % des Gesamtvolumens der Treibstoffzusammensetzung destilliert bei Temperaturen von nicht mehr als 400 °C, geeigneterweise von nicht mehr als 370 °C, und vorzugsweise von nicht mehr als 280 °C liegen; (v) eine Brennwärme bei der Oxidation durch Sauerstoff von nicht weniger als 39 MJ/kg; (vi) eine Selbstentzündungstemperatur von 150 °C bis 300 °C; und (vii) die Fähigkeit zur Aufnahme von mindestens 1 Volumenprozent Wasser.
  2. Treibstoffzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die kleinste Menge einer jeden beliebigen der mindestens vier funktionellen Gruppen, berechnet als Gesamtvolumen der Verbindung(en), welche die jeweilige Gruppe aufweist (aufweisen), nicht weniger als 0,5%, und vorzugsweise nicht weniger als 1% des Gesamtvolumens der Treibstoffzusammensetzung ist.
  3. Treibstoffzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die sauerstoffhaltige Komponente mindestens vier Arten organischer Verbindungen umfasst, die aufgrund der funktionellen Gruppen, welche gebundenen Sauerstoff enthalten, voneinander abweichen, wobei die Verbindungen bevorzugt jeweils eine oder zwei funktionelle Gruppen und vorzugsweise jeweils eine funktionelle Gruppe aufweisen.
  4. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine oder mehrere verschiedene Verbindungen die selben funktionelle(n) Grruppe(n) aufweisen können.
  5. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen geradkettig oder spärlich verzweigt sind.
  6. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die sauerstoffhaltige Komponente der erfindungsgemäßen Treibstoffzusammensetzung bevorzugt (i) Alkohole, (ii) Ether, (iii) organische Ester und (iv) mindestens ein Mitglied aus einem Aldehyd, Keton, anorganischem Ester, Acetal, Epoxid und Peroxid einschließt, und vorzugsweise alle in (iv) genannten Mitglieder einschließt.
  7. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Mitglied aus Methanol oder Ethanol, und gegebenenfalls Nebenprodukten aus der Herstellung von Methanol und Ethanol in der sauerstoffhaltigen Verbindungskomponente vorhanden sind.
  8. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die sauerstoffhaltige Verbindungskomponente Verunreinigungen enthält, die während der Herstellung der sauerstoffhaltigen Verbindungskomponente als Nebenprodukt entstehen oder vorhanden sind.
  9. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welche bei Luftdruck in einem Temperaturbereich von einer Trübungstemperatur, die nicht höher als –35 °C liegt, bis zu einer anfänglichen Siedetemperatur von nicht weniger als 180 °C stabil ist.
  10. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welche in einem Temperaturbereich von einem Trübungspunkt, der nicht höher als –50°C ist, bis zu einem anfänglichen Siedepunkt von nicht weniger als 50 °C stabil ist.
  11. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welche Wasser in einer Menge von mindestens ungefähr 1 Vol.%, bezogen auf das Gesamtvolumen der Treibstoffzusammensetzung, einschließt.
  12. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die sauerstoffhaltige organische Verbindungskomponente aus einem erneuerbaren Pflanzenrohstoff gebildet ist.
  13. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kohlenwasserstoffkomponente eine Dieselfraktion oder ein Gemisch aus einer Dieselfraktion und einer Kohlenwasserstofffraktion, die leichter als die Dieselfraktion ist, ist.
  14. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kohlenwasserstoffkomponente eine Gasölfraktion oder ein Gemisch aus einer Gasölfraktion und einer Kohlenwasserstofffraktion, die leichter als die Gasölfraktion ist, ist.
  15. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Kohlenwasserstoffkomponente aus erneuerbaren Rohstoffen, einschließlich Terpentin, Kolophoium oder anderen sauerstoffhaltigen Verbindungen, gewonnen wird.
  16. Treibstoffzusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 bis 12, wobei die Kohlenwasserstoffkomponente aus Synthesegas, welches gegebenenfalls aus Biomasse erhalten wird; oder aus einer C1-C4-gasenthaltenden Fraktion; oder aus der Pyrolyse von kohlehaltigen Materialien, gegebenenfalls umfassend Biomasse, oder einem Gemisch davon, erhalten wird.
  17. Treibstoffzusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 bis 16, wobei die sauerstoffhaltigen Komponenten die erforderlichen Schmiereigenschaften des Treibstoffes bereitstellen.
  18. Treibstoffzusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 bis 17, wobei die sauerstoffhaltigen Komponenten zu einer Verminderung von Ablagerungen in der Brennkammer beitragen.
  19. Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8 bis 18, welche einen Flammpunkt von nicht niedriger als 50 °C aufweist.
  20. Verfahren zur Herstellung der Treibstoffzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches keine externen Mittel zum Mischen erfordert, umfassend aufeinanderfolgendes Einleiten der Komponenten der Treibstoffzusammensetzung, welche alle die gleiche Temperatur aufweisen, in einen Treibstoffbehälter, beginnend mit der Komponente, welche die geringste Dichte bei dieser Temperatur aufweist und endend mit der Komponente, welche die höchste Dichte bei dieser Temperatur aufweist.
DE60024474T 1999-09-06 2000-09-06 Treibstoff für diesel-, gasturbinen- und turboeinspritzmotoren mit mindestens vier verschiedenen sauerstoff enthaltenden funktionellen gruppen wie alkohole, ether, aldehyde, ketone, ester, anorganische ester, azetate, epoxide und peroxide Expired - Lifetime DE60024474T3 (de)

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