DE69115894T2 - ENGINE FUEL ADDITIVES COMPOSITION AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION - Google Patents
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Abstract
Description
Diese Erfindung betrifft ein Additiv für einen Motortreibstoff und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Additivs.This invention relates to an additive for a motor fuel and a process for producing such an additive.
Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Additiv für einen Motortreibstoff, das a) ein Detergens, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Reaktionsprodukt eines substituierten Kohlenwasserstoffs und eines Amins, und (ii) einem Polybutylamin oder Polyisobutylamin; und (b) eine den Treibstoff konditionierende Verbindung, die (i) einen polaren sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff und (ii) eine sauerstoffhaltige, kompatibilisierende Verbindung umfassen, enthält. Diese Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Additivs für einen Motortreibstoff, bei dem das oben beschriebene Reaktionsprodukt und die den Treibstoff konditionierenden Verbindungen gemischt werden.More particularly, this invention relates to a motor fuel additive comprising a) a detergent selected from the group consisting of (i) a reaction product of a substituted hydrocarbon and an amine, and (ii) a polybutylamine or polyisobutylamine; and (b) a fuel conditioning compound comprising (i) a polar oxygenated hydrocarbon and (ii) an oxygenated compatibilizing compound. This invention also relates to a process for preparing a motor fuel additive comprising mixing the above-described reaction product and the fuel conditioning compounds.
Die unvollständige Verbrennung von kohlenwasserstoffhaltigen Motortreibstoffen in einem Verbrennungsmotor ist ein übliches Problem, das im allgemeinen zur Bildung und Ansammlung von Kohlenstoff und anderen Ablagerungen an verschiedenen Stellen, einschließlich des Treibstoff-Zuführungssystems, führt. Erhebliche Anstrengungen sind früher unternommen worden, um Additive für Treibstoffe zu entwickeln, die die Bildung von Ablagerungen im Treibstoff-Zuführungssystem des Motors reduzieren oder verhindern. Zuerst umfassten die Additive der sogenannten "ersten Generation", die in erster Linie bestimmt waren, die Vergaser und Injektoren zu reinigen, Aminderivate mit niedrigem Molekulargewicht, wie Fettamine, Amide, Amidoamine und Imidazoline. Später entwickelte sogenannte Addivitve der "zweiten Generation", die zur Reinigung sowohl der Einlaßventile als auch der Vergaser und Injektoren bestimmt waren, basierten in erster Linie auf Polyolefinen, insbesondere auf Polyisobutenen und ihren Derivaten. Bespielsweise ist die Verwendung von Polybutylsuccinimid als Treibstoffadditiv in dem U.S. Patent Nr. 3 443 918 (Kautsky et al.) und im U.S. Patent Nr. 3 170 892 ( Leseur et al.) beschrieben; die Verwendung von Polybutylaminen als Treibstoffadditiv ist in dem U.S. Patent Nr. 3 438 757 (Honnen et al.) beschrieben; die Verwendung einer das Treibstoffsystem nur reinigenden Mischung basierend auf einer Sauerstoffverbindung und einem Dispersionsmittel ist in dem U.S. Patent Nr. 3 658 494 (Dorer, Jr.) beschrieben.The incomplete combustion of hydrocarbon-containing motor fuels in an internal combustion engine is a common problem which generally leads to the formation and accumulation of carbon and other deposits at various locations, including the fuel delivery system. Considerable efforts have previously been made to develop additives for fuels which reduce or prevent the formation of deposits in the fuel delivery system of the engine. At first, the so-called "first generation" additives, which were primarily intended to clean the carburetors and injectors, comprised low molecular weight amine derivatives such as fatty amines, amides, amidoamines and imidazolines. Later developed so-called "second generation" additives, which were intended to clean both the intake valves and the carburetors and injectors, were primarily based on polyolefins, in particular on polyisobutenes and their derivatives. For example, the use of polybutyl succinimide as a fuel additive is described in US Patent No. 3,443,918 (Kautsky et al.) and US Patent No. 3,170,892 (Leseur et al.); the use of polybutyl amines as a fuel additive is described in US Patent No. 3,438,757 (Honnen et al.); the use of a fuel system-only cleaning mixture based on an oxygen compound and a dispersant is described in US Patent No. 3,658,494 (Dorer, Jr.).
Zur wirksamen Kontrolle von Ablagerungen ist es üblich gewesen, solche Additive in Verbindung mit Trägerölen auf Petroleum- oder synthetischer Basis zu verwenden. Öle auf Petroleumbasis, die in dieser Hinsicht brauchbar sind, umfassen naphthenische und paraffinische Öle von relativ hoher Viskosität, einschließlich sogenannter Lösungsmittel-Neutral- Öle (Solvent Neutral Oils) wie SNO-500 und SNO-600 und sogenannte Top-Zylinderöle und andere ähnliche Öle. Synthetische Öle, die bisher schon verwendet wurden, umfassen niedrig molekulares Polypropylen und Polyisobutylen sowie Polyakylenoxyde.For effective deposit control, it has been common to use such additives in conjunction with petroleum or synthetic-based carrier oils. Petroleum-based oils useful in this regard include relatively high-viscosity naphthenic and paraffinic oils, including so-called solvent neutral oils such as SNO-500 and SNO-600 and so-called top cylinder oils and other similar oils. Synthetic oils that have been used heretofore include low molecular weight polypropylene and polyisobutylene, as well as polyalkylene oxides.
Obwohl die vorstehend beschriebenen Additive sich zur Verminderung von Ablagerungen im Treibstoffeinlaßsystem als wirksam erwiesen haben, hat die zunehmende Verwendung dieser Additive, besonders von Additiven der zweiten Generation, in Treibstoffen zu einem Anwachsen der Ablagerungen in der Verbrennungskammer geführt. Das Vorhandensein von Ablagerungen in der Verbrennungskammer vermindert aus mehreren Gründen den Wirkungsgrad des Motors erheblich. Zunächst einmal verhindert die Anhäufung von Ablagerungen innerhalb der Verbrennungskammer in Hitzeaustausch zwischen der Kammer und dem Kühlsystem des Motors. Das führt zu höheren Temperaturen in der Verbrennungskammer, die Erhöhungen der Endgastemperatur der hereinstromenden Füllinenge zur Folge hat. Folglich tritt eine Selbstentzündung des Endgases ein, die zum Klopfen des Motors führt. Außerdem vermindert die Anhäufung von Ablagerungen in der Verbrennungskammer das Volumen der Verbrennungszone, wodurch ein höheres Kompressionsverhältnis im Motor entsteht als vorgesehen. Das wiederum führt ebenfalls zu starkem Klopfen des Motors. Ein klopfender Motor nutzt die Verbrennungsenergie nicht wirksam. Außerdem verursacht eine längere Klopfdauer des Motors eine Ermüdungsbeanspruchung und Abnutzung von wesentlichen Teilen des Motors. Das oben beschriebene Phänomen ist charakteristisch für mit Benzin betriebene Motoren. Es wird üblicherweise durch Verwendung eines Benzins mit höherer Oktanzahl zum Antrieb des Motors behoben und ist seitdem bekannt als das Phänomen der Oktanzahl-Bedarfserhöhung (ORI = octane requirement increase).Although the additives described above have been shown to be effective in reducing deposits in the fuel intake system, the increasing use of these additives, particularly second generation additives, in fuels has led to an increase in deposits in the combustion chamber. The presence of deposits in the combustion chamber significantly reduces engine efficiency for several reasons. First, the accumulation of deposits within the combustion chamber prevents heat exchange between the chamber and the engine cooling system. This leads to higher temperatures in the combustion chamber, which results in increases in the end gas temperature of the incoming charge. Consequently, Auto-ignition of the end gas occurs, causing the engine to knock. In addition, the build-up of deposits in the combustion chamber reduces the volume of the combustion zone, creating a higher compression ratio in the engine than intended. This in turn also causes severe engine knocking. A knocking engine does not use the combustion energy effectively. In addition, prolonged engine knocking causes fatigue stress and wear of essential parts of the engine. The phenomenon described above is characteristic of gasoline-powered engines. It is usually remedied by using a higher octane gasoline to power the engine and has since become known as the octane requirement increase (ORI) phenomenon.
Deshalb ist es selbstverständlich vorteilhaft, in Motorölen ein Additiv einzusetzen, welches die Ablagerungen im Treibstoffeinlaßsystem reduziert und die Bildung von Ablagerungen in den Verbrennungskammern vermeidet, wodurch die Zusammensetzung der Ablagerungen, die eine Oktanzahl-Bedarfserhöhung (ORI) hervorrufen, vermindert oder wenigstens modifiziert wird. Ein Gegenstand dieser Erfindung ist es, ein Additiv für einen Motortreibstoff zur Verfügung zu stellen, das zur Verhinderung sowohl der Ablagerungen im Treibstoffeinlaßsystem als auch in den Verbrennungskammern nützlich ist. Es ist ein Kennzeichen dieser Erfindung, daß das Additiv ein Detergens und eine den Treibstoff konditionierende Verbindung enthzlt, die synergistisch zusammenwirken, um sowohl die Bildung von Ablagerungen im Treibstoffeinlaßsystem als auch in der Verbrennungskammer zu reduzieren. Es ist ein Vorteil dieser Erfindung, daß sie sowohl die Bildung von Ablagerungen im Treibstoffeinlaßsystem des Motors als auch die Oktanzahl- Bedarfserhöhung, die mit der Bildung von Ablagerungen in der Verbrennungskammer verbunden ist, vermindert.Therefore, it is clearly advantageous to use in engine oils an additive which reduces deposits in the fuel intake system and prevents the formation of deposits in the combustion chambers, thereby reducing or at least modifying the composition of the deposits which cause an Octane Demand Increase (ORI). An object of this invention is to provide an additive for a motor fuel which is useful for preventing deposits in both the fuel intake system and the combustion chambers. It is a feature of this invention that the additive contains a detergent and a fuel conditioning compound which work synergistically together to reduce the formation of deposits in both the fuel intake system and the combustion chamber. It is an advantage of this invention that it reduces both the formation of deposits in the engine's fuel intake system and the octane requirement increase associated with the formation of deposits in the combustion chamber.
Ein anderer Gegenstand dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Additivs für einen Motortreibstoff zur Verfügung zu stellen, welches die Ablagerungen im Treibstoffeinlaßsystem des Motors und auch in den Verbrennungskammern reduziert, wobei die Oktanzahl-Bedarfserhöhung vermindert wird. Es ist ein weiteres Merkmal dieser Erfindung, daß ein Additiv durch Mischung eines Detergens und einer den Treibstoff konditionierenden Verbindung hergestellt wird, die synergistisch zusammenwirken, um die Bildung von Ablagerungen im Treibstoffeinlaßsystem und die Oktanzahl-Bedarfserhöhung, die mit der Bildung von Ablagerungen in der Verbrennungskammer verbunden ist, zu vermindern.Another object of this invention is to provide a process for preparing an additive for a motor fuel which reduces deposits in the fuel intake system of the engine and also in the combustion chambers, thereby reducing octane demand increase. It is a further feature of this invention that an additive is prepared by mixing a detergent and a fuel conditioning compound which work synergistically together to reduce the formation of deposits in the fuel intake system and the octane demand increase associated with the formation of deposits in the combustion chamber.
Das erfindungsgemäße Additiv fur einen Motortreibstoff enthält eine Mischung aus:The additive for a motor fuel according to the invention contains a mixture of:
(a) 5-50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Additivs eines Detergens, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:(a) 5-50% by weight, based on the total weight of the additive of a detergent selected from the group consisting of :
(i) einem Reaktionsprodukt von:(i) a reaction product of:
(A) einem substituierten Kohlenwasserstoff der Formel(A) a substituted hydrocarbon of the formula
R&sub1; - X (I)R1 - X (I)
wobei R&sub1; ein Kohlenwasserstoffrest ist, der ein Molekulargewicht in dem Bereich zwischen 150-10,000 hat, und X aus der Gruppe bestehend aus Halogenen, Bernsteinsäureanhydrid und zweibasischer Bernsteinsäure ausgewählt ist, undwherein R₁ is a hydrocarbon radical having a molecular weight in the range of 150-10,000 and X is selected from the group consisting of halogens, succinic anhydride and dibasic succinic acid, and
(B) einem Amin der Formel(B) an amine of the formula
H - (NH - (A)m)n - Y - R&sub2; (II)H - (NH - (A)m)n - Y - R₂ (II)
in der Y gleich O oder NR&sub5; und R&sub5; H oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1-30 Kohlenstoffatomen ist; A ein gradkettiger oder verzweigter Alkylenrest mit 1-30 Kohlenstoffatomen ist; m einen Wert im Bereich von 1-15 hat; n einen Wert im Bereich von 0-6 hat; und R&sub2; ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H, einem Kohlenwasserstoffrest mit einem Molekulargewicht im Bereich von 15-10,000, und einem homopolymeren oder heteropolymeren Polyoxyalkylenrest der Formelin which Y is O or NR₅ and R₅ is H or a hydrocarbon radical having 1-30 carbon atoms; A is a straight-chain or branched alkylene radical having 1-30 carbon atoms; m has a value in the range of 1-15; n has a value in the range of 0-6; and R₂ is selected from the group consisting of H, a hydrocarbon radical having a molecular weight in the range of 15-10,000, and a homopolymeric or heteropolymeric polyoxyalkylene radical of the formula
R&sub3; - ( (Q)a(T)b(Z)C)d - (III)R3; - ( (Q)a(T)b(Z)C)d - (III)
wobei R&sub3; H oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1-30 Kohlenstoffatomen ist, Q, T und Z Polyoxyalkylenreste mit 1-6 Kohlenstoffatomen sind, a, b und c jeweils Werte zwischen 0 und 30 aufweisen und d einen Wert im Bereich zwischen 1 und 50 hat, undwhere R₃ is H or a hydrocarbon radical having 1-30 carbon atoms, Q, T and Z are polyoxyalkylene radicals having 1-6 carbon atoms, a, b and c each have values between 0 and 30 and d has a value in the range between 1 and 50, and
(ii) einem Polybutylamin oder Polyisobutylamin der Formel (ii) a polybutylamine or polyisobutylamine of the formula
in der R&sub1;&sub1; ein Polybutyl- oder Polyisobutylrest ist, der abgeleitet ist vom Isobuten und bis zu 20 Gew.-% n-Buten, und R&sub1;&sub2; und R&sub1;&sub3; gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff, einen aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest, einen primären oder sekundären, aromatischen oder aliphatischen Aminoalkylen- oder Polyaminoalkylenrest, einen Polyoxyalkylen, einen Heteroaryl- oder Heterocyclylrest, oder zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, bilden, in dem weitere Heteroatome vorhanden sein können; undin which R₁₁ is a polybutyl or polyisobutyl radical derived from isobutene and up to 20% by weight of n-butene, and R₁₂ and R₁₃ are the same or different and each represent hydrogen, an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, a primary or secondary, aromatic or aliphatic aminoalkylene or polyaminoalkylene radical, a polyoxyalkylene, a heteroaryl or heterocyclyl radical, or together with the nitrogen atom to which they are attached, in which further heteroatoms may be present; and
(b) eine den Treibstoff konditionierende Verbindung enthaltend:(b) a fuel conditioning compound containing:
(i) 2-50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Additivs, eines polaren, sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffes mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht im Bereich zwischen 250-500, einer Säurezahl im Bereich zwischen 25-175, und einer Verseifungszahl im Bereich von etwa 30-250 und(i) 2-50% by weight, based on the total weight of the additive, of a polar, oxygen-containing hydrocarbon having an average molecular weight in the range between 250-500, an acid number in the range between 25-175, and a saponification number in the range of about 30-250 and
(ii) 2-50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Additivs, einer sauerstoffhaltigen, kompatibilisierend wirkenden Verbindung, die einen Löslichkeitsparameter im Bereich von etwa 8,8- 11,5 und eine mäßige bis starke Fähigkeit zur Wasserstoffbindung aufweist.(ii) 2-50% by weight, based on the total weight of the additive, of an oxygen-containing compatibilizing compound having a solubility parameter in the range of about 8.8-11.5 and a moderate to strong hydrogen bonding ability.
Die den Treibstoff konditionierende Verbindung kann zusätzlich ein hydrophiles Trennmittel wie einen Glykolmonoäther und einen aromatischen Kohlenwasserstoff wie Xylol enthalten. Das Additiv kann zusätzlich ein Trägeröl oder einen Verflüssiger enthalten.The fuel conditioning compound may additionally contain a hydrophilic release agent such as a glycol monoether and an aromatic hydrocarbon such as xylene. The additive may additionally contain a carrier oil or a liquefier.
Die Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Additivs für Motortreibstoffe, bei dem ein Detergens und Verbindungen, die den Treibstoff konditionieren, vermischt werden, um das Additiv zu erhalten. Das erfindungsgemäße Additiv für den Motortreibstoff besitzt den Vorteil, daß das Detergens und die den Treibstoff konditionierenden Verbindungen synergistisch bei der Verminderung sowohl der Ablagerung im Treibstoffeinlaßsystem als auch bei der Bildung von Ablagerungen in der Verbrennungskammer zusammenwirken, wodurch die Leistung des Motors verbessert und die Oktanzahl-Bedarfserhöhung vermindert wird.The invention is also directed to a process for preparing the motor fuel additive of the invention, in which a detergent and fuel conditioning compounds are mixed to obtain the additive. The motor fuel additive of the invention has the advantage that the detergent and fuel conditioning compounds act synergistically in reducing both deposits in the fuel inlet system and the formation of deposits in the combustion chamber, thereby improving the performance of the engine is improved and the octane requirement is reduced.
Fig. 1 stellt die Ergebnisse von Motorteststandläufen mit verschiedenen Treibstoffzusammensetzungen dar, wobei auch Treibstoffzusammensetzungen, die das erfindungsgemäße Additiv enthalten, eingesetzt werden.Fig. 1 shows the results of engine test runs with different fuel compositions, whereby fuel compositions containing the additive according to the invention are also used.
Fig. 2 stellt die Ergebnisse von Motorteststandläufen von Fig. 1 für verschiedene Treibstoffzusammensetzungen einschließlich von Motortreibstoffen mit dem erfindungsgemäßen Additiv als Diagramm dar, in dem die Bewertung der Verbrennungskammer gegen die Ablagerungen im Einströmventil (in mg) aufgetragen ist.Fig. 2 shows the results of engine test bench runs of Fig. 1 for various fuel compositions including motor fuels with the additive according to the invention as a diagram in which the combustion chamber rating is plotted against the deposits in the inlet valve (in mg).
Die Erfindung ist auf ein Additiv für einen Motortreibstoff und ein Verfahren für seine Herstellung gerichtet. Das Additiv enthält (a) ein Detergens, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) dem Reaktionsprodukt eines substituierten Kohlenwasserstoffes und eines Amins, (ii) einem Polybutylamin oder Polyisobutylamin; und (b) einer den Treibstoff konditionierenden Verbindung, die einen polaren sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff und eine sauerstoffhaltige, kompatibilisierend wirkende Verbindung umfaßt.The invention is directed to an additive for a motor fuel and a process for its preparation. The additive contains (a) a detergent selected from the group consisting of (i) the reaction product of a substituted hydrocarbon and an amine, (ii) a polybutylamine or polyisobutylamine; and (b) a fuel conditioning compound comprising a polar oxygenated hydrocarbon and an oxygenated compatibilizing compound.
Falls als Detergens das vorstehend genannten Reaktionsprodukt benutzt wird, dann hat der substituierte Kohlenwasserstoff, der zur Herstellung des Reaktionsproduktes eingesetzt wird, die FormelIf the above reaction product is used as detergent, then the substituted hydrocarbon used to prepare the reaction product has the formula
R&sub1; - X (I)R1 - X (I)
wobei R&sub1; ein Kohlenwasserstoffrest mit einem Molekulargewicht im Bereich zwischen 150 bis 10.000, vorzugsweise ein Polyalkylenrest mit einem Molekulargewicht im Bereich zwischen 400 bis 5.000, ganz besonders bevorzugt ein Polyalkylenrest mit einem Molekulargewicht im Bereich von 60 bis 1.500, und X aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Halogenen, vorzugsweise Chlor, Bernsteinsäureanhydrid und zweibasischer Bernsteinsäure besteht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R&sub1; - X ein Polyisobutylbernsteinsäureanhydrid. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist R&sub1; - X ein Chlorpolyisobutylen.where R₁ is a hydrocarbon radical with a molecular weight in the range between 150 to 10,000, preferably a polyalkylene radical with a molecular weight in the range between 400 to 5,000, most preferably a polyalkylene radical with a molecular weight in the range of 60 to 1,500, and X is selected from the group consisting of halogens, preferably chlorine, succinic anhydride and dibasic succinic acid. In a preferred embodiment, R₁ - X is a polyisobutylsuccinic anhydride. In another preferred embodiment, R₁ - X is a chloropolyisobutylene.
Das Amin, das zur Herstellung des Reaktionsproduktes eingesetzt wird, hat die FormelThe amine used to produce the reaction product has the formula
H - (NH - (A)m)n - Y - R &sub2; (II)H - (NH - (A)m)n - Y - R 2 (II)
wobei Y, O oder NR&sub5; und R&sub5; H oder Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, A ein gradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, m einen Wert im Bereich von 1 bis 15, vorzugsweise 1 bis 12, n einen Wert im Bereich von 0 bis 6, vorzugsweise 0 bis 5 hat und R&sub2; aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus H, einem Kohlenwasserstoffrest mit einem Molekulargewicht im Bereich von 15 bis 10.000, vorzugsweise 15 bis 2.000 und einem homopolymeren oder heteropolymeren Polyoxyalkylenrest der Formelwhere Y is O or NR₅ and R₅ is H or a hydrocarbon radical having 1 to 30, preferably 1 to 22 carbon atoms, A is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 30, preferably 1 to 15 carbon atoms, m has a value in the range from 1 to 15, preferably 1 to 12, n has a value in the range from 0 to 6, preferably 0 to 5 and R₂ is selected from the group consisting of H, a hydrocarbon radical having a molecular weight in the range from 15 to 10,000, preferably 15 to 2,000 and a homopolymeric or heteropolymeric polyoxyalkylene radical of the formula
R&sub3; - ((Q)a(T)b(Z)c)d- (III)R3; - ((Q)a(T)b(Z)c)d- (III)
besteht, wobei R&sub3;, H oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, Q, T und Z Polyoxyalkylenreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, a, b und c jeweils Werte zwischen 0 bis 30 und d einen Wert im Bereich von 1 bis 50, vorzugsweise 1 bis 25 aufweisen.where R3 is H or a hydrocarbon radical having 1 to 30, preferably 1 to 22 carbon atoms, Q, T and Z are polyoxyalkylene radicals having 1 to 6 carbon atoms, a, b and c each have values between 0 to 30 and d has a value in the range from 1 to 50, preferably 1 to 25.
Verschiedene bevorzugte Bedeutungen des Amins der Formel (II) sind in der folgenden Tabelle 1 angegeben: Tabelle 1 gibt ein Amin der Formel: R&sub2;=Oleylrest gibt ein Amin der Formel: Oleyl Various preferred meanings of the amine of formula (II) are given in the following Table 1: Table 1 gives an amine of the formula: R₂=Oleyl residue gives an amine of the formula: Oleyl
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist R&sub2; der oben beschriebene homopolymere oder heteropolymere Polyalkylenrest der Formel (III). Die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Ausdrücke homopolymer und heteropolymer beziehen sich auf Polyalkylenverbindungen, die im Falle der homopolymeren Verbindungen eine wiederkehrende Polyoxyalkylen- Gruppe und im Falle der heteropolymeren Verbindungen mehr als eine wiederkehrende Polyoxyalkylen-Gruppe, die typischerweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, wie Äthylenoxyd (EO), Propylenoxyd (PO) oder Butylenoxyd (BO). So kann zum Beispiel in einer Ausführungsform R&sub2; ein homopolymerer Polyoxyalkylenrest der FormelIn another preferred embodiment, R₂ is the homopolymeric or heteropolymeric polyalkylene radical of formula (III) described above. The terms homopolymeric and heteropolymeric used in this description and the claims refer to polyalkylene compounds which, in the case of homopolymeric compounds, have one repeating polyoxyalkylene group and, in the case of heteropolymeric compounds, have more than one repeating polyoxyalkylene group, typically having 1 to 6 carbon atoms, such as ethylene oxide (EO), propylene oxide (PO) or butylene oxide (BO). For example, in one embodiment, R₂ may be a homopolymeric polyoxyalkylene radical of formula
R&sub3; - ((EO))d -R₃ - ((EO))d -
sein, wobei in der Formel (III), a=1, b=0, c=0, Q=Äthylenoxyd und R&sub3; und d die oben beschriebenen Bedeutungen haben. Bei einer anderen Ausführungsform kann R&sub2; ein heteropolymerer Polyalkylenrest der Formelwhere in the formula (III), a=1, b=0, c=0, Q=ethylene oxide and R₃ and d have the meanings described above. In another embodiment, R₂ can be a heteropolymeric polyalkylene radical of the formula
R&sub3; - ((EO)a (PO)b (BO)C)d-R3; - ((EO)a (PO)b (BO)C)d-
sein, wobei in Formel (III), Q=Äthylenoxyd, T=Propylenoxyd, Z=Butylenoxyd und a, b, c, d und R&sub3; die oben beschriebenen Bedeutungen haben.where in formula (III), Q=ethylene oxide, T=propylene oxide, Z=butylene oxide and a, b, c, d and R₃ have the meanings described above.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das oben beschriebene Amin ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyäthylenpolyaminen, Polypropylenpolyaminen und deren Mischungen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind derartige Polyamine monoalkyliert.In a further preferred embodiment, the amine described above is selected from the group consisting of polyethylene polyamines, polypropylene polyamines and mixtures thereof. In a further preferred embodiment, such polyamines are monoalkylated.
Das Reaktionsprodukt wird vorzugsweise durch Reaktion des substituierten Kohlenwasserstoffes R&sub1; - X mit dem Amin in einem molaren Verhältnis in einem Bereich von 0,2:1 bis 20:1, vorzugsweise im Bereich von 0,5:1 bis 10:1 hergestellt. Das Reaktionsprodukt kann unter Reaktionsbedingungen (einschließlich z.B. der Reaktionszeiten, der Temperaturen und der Mengenverhältnisse der Ausgangsstoffe) hergestellt werden, wie sie dem Fachmann für die Herstellung solcher Reaktionsprodukte aus einem Amin und einem substituierten Kohlenwasserstoff vertraut sind. Das Herstellungsverfahren für solche Reaktionsprodukte ist beispielsweise im U.S. Patent Nr. 3 172 892 (Leseur et al.), aus dem U.S. Patent Nr. 3 438 757 (Honnen et al.) und dem U.S. Patent Nr. 3 443 918 (Kautsky et al.) beschrieben.The reaction product is preferably prepared by reacting the substituted hydrocarbon R1 - X with the amine in a molar ratio in a range of 0.2:1 to 20:1, preferably in the range of 0.5:1 to 10:1. The reaction product can be prepared under reaction conditions (including, for example, reaction times, temperatures and proportions of starting materials) familiar to those skilled in the art for preparing such reaction products from an amine and a substituted hydrocarbon. The process for preparing such reaction products is described, for example, in U.S. Patent No. 3,172,892 (Leseur et al.), U.S. Patent No. 3,438,757 (Honnen et al.) and U.S. Patent No. 3,443,918 (Kautsky et al.).
Das Detergens kann auch ein Polybutylamin oder Polyisobutylamin der Formel The detergent may also be a polybutylamine or polyisobutylamine of the formula
sein, in der R&sub1;&sub1; ein Polybutyl- oder ein Polyisobutylrest ist, der abgeleitet ist vom Isobuten und bis zu 20 Gew.-% von n Buten und R&sub1;&sub2; und R&sub1;&sub3; gleich oder verschieden sind und jeweils einen primären oder sekundären, aromatischen oder aliphatischen Aminoalkylenrest oder einen Polyaminoalkylenrest, einen Polyoxyalkylenrest oder einen Heteroaryl- oder Heterocyclylrest bedeuten oder zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen Ring bilden, in dem weitere Heteroatome vorhanden sein können.in which R₁₁ is a polybutyl or a polyisobutyl radical, which is derived from isobutene and up to 20% by weight from n butene and R₁₂ and R₁₃ are the same or different and each represent a primary or secondary, aromatic or aliphatic aminoalkylene radical or a polyaminoalkylene radical, a polyoxyalkylene radical or a heteroaryl or heterocyclyl radical or together with the nitrogen atom to which they are bonded form a ring in which further heteroatoms may be present.
Verbindungen der allgemeinen Formel (IV) und das Verfahren zu ihrer Herstellung sind z.B. in dem U.S. Patent Nr. 4 832 702 (Kummer et al.) beschrieben. Verbindungen der allgemeinen Formel (TV) werden vorzugsweise entsprechend dem Verfahren hergestellt, das in dem U.S. Patent Nr. 4 832 702 beschrieben ist. Dabei wird ein geeignetes Polybuten oder Polyisobuten mit einem Rhodium oder Kobaltkatalysator in Gegenwart von CO und H&sub2; zwischen 80 bis 200ºC und bei CO/H&sub2; Drucken von bis zu 600 bar hydroformyliert und das dabei gebildete Oxoprodukt dann einer Mannich Reaktion oder einer Aminierung in Gegenwart von Wasserstoff unterworfen, wobei die Aminierung vorzugsweise zwischen 80 bis 200ºC und unter Drucken bis zu 600 bar, vorzugsweise zwischen 80 bis 300 bar durchgeführt wird.Compounds of the general formula (IV) and the process for their preparation are described, for example, in US Patent No. 4,832,702 (Kummer et al.). Compounds of the general formula (IV) are preferably prepared according to the process which is described in US Patent No. 4,832,702. In this process, a suitable polybutene or polyisobutene is hydroformylated with a rhodium or cobalt catalyst in the presence of CO and H₂ between 80 and 200°C and at CO/H₂ pressures of up to 600 bar and the oxo product formed is then subjected to a Mannich reaction or an amination in the presence of hydrogen, the amination preferably being carried out between 80 and 200°C and under pressures of up to 600 bar, preferably between 80 and 300 bar.
Die den Treibstoff konditionierende Verbindung, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Additivs in Mischung mit dem Detergens verwendet wird, kann vorzugsweise die Treibstoff konditionierende Verbindung sein, die schon früher in dem U.S. Patent Nr. 4 753 661 (Nelson et al.) beschrieben worden ist. Diese Treibstoff konditionierende Verbindung enthält eine polare sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffverbindung und eine saüerstoffhaltige, kompatibilisierend wirkende Substanz.The fuel conditioning compound used to prepare the additive of the present invention in admixture with the detergent may preferably be the fuel conditioning compound previously described in U.S. Patent No. 4,753,661 (Nelson et al.). This fuel conditioning compound contains a polar oxygen-containing hydrocarbon compound and an oxygen-containing compatibilizing substance.
Der Anteil des polaren sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffs an der den Treibstoff konditionierenden Verbinduhg bezeichnet Mischungen verschiedener organischer Verbindungen, die bei der kontrollierten Oxydation von flüssigem Petroleum mit Luft entstehen. Diese Luftoxydationen von flüssigen Destillaten werden oft bei Temperaturen zwischen etwa 100 bis 150ºC in Gegenwart eines organometallischen Katalysators wie Estern von Mangan, Kupfer, Eisen, Kobalt, Nickel oder Zinn, oder organischen Katalysatoren wie Tertiär-Butylperoxyd durchgeführt. Das Ergebnis ist eine Mischung von polaren sauerstoffhaltigen Verbindungen, die wenigstens in drei Kategorien eingeteilt werden können: flüssig, verseifbar und nicht verseifbar.The proportion of polar oxygenated hydrocarbons in the fuel conditioning compound refers to mixtures of various organic compounds that are formed during the controlled oxidation of liquid petroleum with air. These air oxidations of liquid distillates are often carried out at temperatures between about 100 to 150ºC in the presence of an organometallic catalyst such as esters of manganese, copper, iron, cobalt, nickel or tin, or organic catalysts such as tertiary butyl peroxide. The result is a mixture of polar oxygenated compounds that can be divided into at least three categories: liquid, saponifiable and non-saponifiable.
Die polaren sauerstoffhaltigen Verbindungen, die erfindungsgemäß bevorzugt werden, können in wenigstens drei Weisen charakterisiert werden, nämlich durch ihr Molekulargewicht, ihre Säurezahl und ihre Verseifungzahl. Chemisch sind diese Oxydationsprodukte Mischungen von Säuren, Hydroxysäuren, Laktonen, Estern, Ketonen, Alkoholen, Anhydriden und anderen sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen. Für die vorliegende Erfindung sind Verbindungen und Mischungen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht zwischen etwa 250 und 500, mit einer Säurezahl zwischen etwa 25 und 175 (ASTM-D-974), und einer Verseifungszahl von etwa 30 bis 250 (ASTM-D-974-52) geeignet. Vorzugsweise haben die für die vorliegende Erfindung eingesetzen polaren, sauerstoffhaltigen Verbindungen eine Säurezahl von etwa 50 bis 100 und eine Verseifungszahl von etwa 75 bis 200. Ein Beispiel für einen polaren sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff in diesem Vozugsbereich ist ALOX 400L (Alox Corporation, Niagara Falls, New York).The polar oxygen-containing compounds preferred according to the invention can be used in at least three ways are characterized by their molecular weight, their acid number and their saponification number. Chemically, these oxidation products are mixtures of acids, hydroxy acids, lactones, esters, ketones, alcohols, anhydrides and other oxygen-containing organic compounds. Compounds and mixtures with an average molecular weight between about 250 and 500, with an acid number between about 25 and 175 (ASTM-D-974), and a saponification number of about 30 to 250 (ASTM-D-974-52) are suitable for the present invention. Preferably, the polar oxygen-containing compounds used in the present invention have an acid number of about 50 to 100 and a saponification number of about 75 to 200. An example of a polar oxygen-containing hydrocarbon in this preferred range is ALOX 400L (Alox Corporation, Niagara Falls, New York).
Geeignete, kompatibilisierend wirkende Substanzen zur Anwendung in der erfindungsgemäßen, den Treibstoff konditionierenden Verbindung sind organische Verbindungen von mäßiger Löslichkeit und mäßiger bis starker Fähigkeit zur Wasserstoffbindung. Löslichkeitsparameter, 6, die auf der kohäsiven Energiedichte basieren, sind ein grundsätzliches Kennzeichen eines organischen Lösungsmittels und geben ein Maß seiner Polarität. Einfache aliphatische Moleküle von niedriger Polarität haben ein niedriges 6 von etwa 7,3; hochpolares Wasser hat ein hohes 6 von 23,4. Löslichkeitsparameter sind jedoch nur eine erste Annäherung an die Polarität eines organischen Lösungsmittels. Wichtig für die allgemeine Polarität und damit für die Lösungskraft sind auch das Dipolmoment und die Fähigkeit zur Wasserstoffbindung. Symmetrischer Tetrachlorkohlenstoff und einige aromatische Verbindungen mit niedrigem Dipolmoment und geringer Fähigkeit zur Wasserstoffbindung haben einen Löslichkeitsparameter von etwa 8,5. Im Gegensatz dazu hat Methylpropylketon fast den gleichen Löslichkeitsparameter 8,7, aber eine ganz starke Fähigkeit zur Wasserstoffbindung und ein deutliches Dipolmoment. Folglich beschreibt keine Kennzahl die "Polarität" eines organischen Lösungsmittels.Suitable compatibilizing substances for use in the fuel conditioning compound of the invention are organic compounds of moderate solubility and moderate to strong hydrogen bonding ability. Solubility parameters, 6, which are based on the cohesive energy density, are a fundamental characteristic of an organic solvent and provide a measure of its polarity. Simple aliphatic molecules of low polarity have a low 6 of about 7.3; highly polar water has a high 6 of 23.4. However, solubility parameters are only a first approximation of the polarity of an organic solvent. The dipole moment and the hydrogen bonding ability are also important for the general polarity and thus for the solvency. Symmetrical carbon tetrachloride and some aromatic compounds with a low dipole moment and low hydrogen bonding ability have a solubility parameter of about 8.5. In contrast, methyl propyl ketone has almost the same solubility parameter of 8.7, but a very strong Ability to form hydrogen bonds and a significant dipole moment. Consequently, no number describes the "polarity" of an organic solvent.
Zur Ausübung der vorliegenden Erfindung sollte die kompatibilisierend wirkende Substanz einen Löslichkeitsparameter von etwa 8,8 bis 11,5 und eine mäßige bis starke Fähigkeit zur Wasserstoffbindung aufweisen. Geeignete Klassen von organischen Lösungsmitteln sind Alkohole, Ketone, Ester und Äther. Bevorzugte kompatibilisierend wirkende Substanzen sind geradkettige, verzweigte und alizyklische Alkohole mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen. Als kompatibilisierende Substanzen sind besonders Hexanole, Hektanole, Oktanole, Nonylalkohole, Dekanole und Dodekanole bevorzugt.To practice the present invention, the compatibilizing substance should have a solubility parameter of about 8.8 to 11.5 and a moderate to strong ability to bond hydrogen. Suitable classes of organic solvents are alcohols, ketones, esters and ethers. Preferred compatibilizing substances are straight-chain, branched and alicyclic alcohols with 6 to 14 carbon atoms. Particularly preferred compatibilizing substances are hexanols, hectanols, octanols, nonyl alcohols, decanols and dodecanols.
Die den Treibstoff konditionierende erfindungsgemäße Verbindung kann zusätzlich ein hydrophiles Abtrennmittel enthalten, welches den Wassergehalt in dem kohlenwasserstoffhaltigen Treibstoff herabsetzt und so die Verbrennung verbessert. Geeignete Abtrennmittel zur Durchführung der vorliegenden Erfindung sind Äther von Glykolen oder Polyglykolen, insbesondere Monoäther. Monoäther sind gegenüber Diäthern bei der Anwendung der Erfindung bevorzugt.The fuel conditioning compound according to the invention can additionally contain a hydrophilic separating agent which reduces the water content in the hydrocarbon-containing fuel and thus improves combustion. Suitable separating agents for carrying out the present invention are ethers of glycols or polyglycols, in particular monoethers. Monoethers are preferred over diethers when applying the invention.
Beispiele von solchen Verbindungen, die eingesetzt werden können, sind die Monoäther von Äthylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, AlphaButylenglykol, 1,3-Butandiol, Beta- Butylenglykol, Isobutylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexylenglykol, Diäthylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, 1,5-Pentandiol, 2-Methyl-2-Äthyl-1,3-Propandiol, 2-Äthyl-1,3-Hexandiol. Einige dieser Monoäther sind Äthylenglykolmonophenyläther, Äthylenglykolmonomethyläther, Äthylenglykolmonoäthyläther, Äthylenglykolmono-(n-Butyl) Äther, Diäthylenglykolmonomethyläther, Diäthylenglykolmonoäthyläther, Diäthylengyokolmono-(n-Butyl)- Äther, Propylenglykolmonomethyläther, Dipropylenglykolmonomethyläther, Diäthylenglykolmonocyclohexyläther, Äthylenglykolmonobenzyläther, Triäthylenglykolmonophenyläther Butylenglykolmono-(p-(n-Butoxy) phenyl)-Äther, Trimethylenglykolmono(Alkylphenyl)-Äther, Tripropylenglykolmonomethyläther, Äthylenglykolmono-Isopropyläther, Äthylenglykolmonoisobutyl-äther, Äthylenglykolmonohexyläther, Triäthylenglykolmonobu-tyläther, Triäthylenglykolmonomethyläther, Triäthylenglykolmonoäthyläther, 1-Butoxyäthoxy-2-Propanol, der Monophenyläther des Polypropylenglykols mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 975 bis 1075, der Monophenyläther des Polypropylenglykols, in dem das Polyglykol ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 400 bis 450 aufweist, der Monophenyläther des Polypropylenglykols, in dem das Polypropylenglykol ein durchschnittliches Molekulargewicht zwischen 975 und 1075 hat. Diese Verbindungen werden kommerziell unter den Handelsnamen wie Butyl CELLOSOLVE, Äthyl CELLOSOLVE, Hexyl CELLOSOLVE, Methyl CARBITOL, Butyl CARBITOL, DOWANOL Glykoläther und ähnlichen Bezeichungen verkauft.Examples of such compounds that can be used are the monoethers of ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, alpha-butylene glycol, 1,3-butanediol, beta-butylene glycol, isobutylene glycol, tetramethylene glycol, hexylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol. Some of these monoethers are ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-(n-butyl) ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-(n-butyl) Ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monocyclohexyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, triethylene glycol monophenyl ether, butylene glycol mono-(p-(n-butoxy) phenyl) ether, trimethylene glycol mono(alkylphenyl) ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, 1-butoxyethoxy-2-propanol, the monophenyl ether of polypropylene glycol with an average molecular weight of about 975 to 1075, the monophenyl ether of polypropylene glycol, in which the polyglycol has an average molecular weight of about 400 to 450, the monophenyl ether of polypropylene glycol, in which the polypropylene glycol has an average molecular weight between 975 and 1075. These compounds are sold commercially under trade names such as Butyl CELLOSOLVE, Ethyl CELLOSOLVE, Hexyl CELLOSOLVE, Methyl CARBITOL, Butyl CARBITOL, DOWANOL Glycol Ether and similar designations.
Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung hat es sich als nützlich erwiesen, aromatische Kohlenwasserstoffe oder eine Mischung von ihnen der den Treibstoff konditionierenden Verbindung der vorliegenden Erfindung zuzugeben. Jede aromatische Kohlenwasserstoffmischung, die bei Raumtemperatur flüssig ist, ist geeignet. Zu diesen gehören Benzol, Toluol, die drei Xylole, Trimethylbenzol, Durol, Äthylbenzol, Cumol, Biphenyl, Dibenzyl und ähnliche Verbindungen oder ihre Mischungen. Der bevorzugte aromatische Bestandteil ist eine kommerzielle Mischung der drei Xylole, weil sie billiger ist als irgendein reines Xylol. Das in dieser Beschreibung und den Ansprüchen benutzte Wort "Xylol" bedeutet nicht nur die drei speziellen Xylole o-Xylol, m-Xylol und p-Xylol, sondern umfasst auch aromatische Fraktionen oder Destillate von aromatischen Kohlenwasserstoffen, die nicht nur Xylol, sondern Benzol, Toluol, Durol und Naphthol in Mischung mit dem Xylol enthalten. Aromatisches Naphta ist ebenfalls brauchbar. Ohne an irgendeine Theorie oder Hypothese für die Verwendung von aromatischen Kohlenwasserstoffen gebunden zu sein, wurde herausgefunden, daß die Gegenwart eines aromatischen Kohlenwasserstoffes in der konditionierenden Verbindung eine saubere und wirksame Verbrennung des Treibstoffes fördert.In the practice of the present invention, it has been found useful to add aromatic hydrocarbons or a mixture thereof to the fuel conditioning compound of the present invention. Any aromatic hydrocarbon mixture which is liquid at room temperature is suitable. These include benzene, toluene, the three xylenes, trimethylbenzene, durene, ethylbenzene, cumene, biphenyl, dibenzyl and similar compounds or their mixtures. The preferred aromatic ingredient is a commercial mixture of the three xylenes because it is less expensive than any pure xylene. The word "xylene" as used in this specification and claims does not only mean the three specific xylenes o-xylene, m-xylene and p-xylene, but also includes aromatic fractions or distillates of aromatic hydrocarbons which include not only xylene but Benzene, toluene, durene and naphthol in admixture with the xylene. Aromatic naphtha is also useful. Without being bound by any theory or hypothesis for the use of aromatic hydrocarbons, it has been found that the presence of an aromatic hydrocarbon in the conditioning compound promotes clean and efficient combustion of the fuel.
Die erfindungsgemäße Mischung kann zusätzlich eine geeignete Menge eines Trägeröls oder eines Verflüssigers enthalten, die aus der Gruppe der Petrolöle, der Mineralöle, der Polypropylenverbindungen mit einem Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 3.000, der Polyisobutylenverbindungen mit einem Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 3.000, der Polyoxyalkylenverbindungen mit einem Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 3.000, der Polybutyl- und Polyisobutylalkohole, die Polybutyl- und Polyisobutylreste enthalten, die von Polyisobuten und bis zu 20 Gew.-% von n-Buten, den entsprechenden Carboxylaten des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols oder ihrer Mischungen ausgewählt sind. Petrolöle, die verwendet werden können, umfassen erstklassige Zylinderöle ebenso wie sowohl natürliche als auch synthetische, naphtenische und paraffinische Öle von relativ hoher Viskosität, einschließlich sogenannter Lösungsmittel-Neutralöle (Solvent Neutral Oils=SNO) wie SNO-500 und SNO-600. Mineralöle, die verwendet werden können, schließen die sogenannten "leichten" Mineralöle ein, z.B. die aliphatischen und zyklischen Fraktionen des Petroleums mit einer Viskosität von weniger als 10.000 SUS bei 25ºC. Eine Mischung von Kohlenwasserstoffraktionen kann ebenfalls verwendet werden. Die oben beschriebenen Polybutyl- und Polyisobutylalkohole umfassen diejenigen, die im U.S. Patent Nr. 4 859 210 (Franz et al.) offenbart sind. Die Ausdrücke "Trägeröl" und "Verflüssiger", die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen benutzt werden, sind austauschbar, was von einem Fachmann sofort verstanden wird.The mixture according to the invention can additionally contain a suitable amount of a carrier oil or a liquefier selected from the group of petroleum oils, mineral oils, polypropylene compounds with a molecular weight in the range from 500 to 3,000, polyisobutylene compounds with a molecular weight in the range from 500 to 3,000, polyoxyalkylene compounds with a molecular weight in the range from 500 to 3,000, polybutyl and polyisobutyl alcohols containing polybutyl and polyisobutyl radicals derived from polyisobutene and up to 20% by weight of n-butene, the corresponding carboxylates of polybutyl or polyisobutyl alcohol or mixtures thereof. Petroleum oils that can be used include premium cylinder oils as well as both natural and synthetic, naphthenic and paraffinic oils of relatively high viscosity, including so-called solvent neutral oils (SNO) such as SNO-500 and SNO-600. Mineral oils that can be used include the so-called "light" mineral oils, e.g., the aliphatic and cyclic fractions of petroleum having a viscosity of less than 10,000 SUS at 25°C. A mixture of hydrocarbon fractions can also be used. The polybutyl and polyisobutyl alcohols described above include those disclosed in U.S. Patent No. 4,859,210 (Franz et al.). The terms "carrier oil" and "liquefier" used in this description and claims are interchangeable, which will be immediately understood by one skilled in the art.
Unter Berücksichtigung der vielen Bestandteile die oben beschrieben sind, ist eine große Anzahl von Zusammensetzungen für das erfindungsgemäße Additiv geeignet. Im folgenden sind ein "brauchbarer Bereich" und ein "Vorzugsbereich" in Gewichtsprozenten angegeben, berechnet auf das Gesamtgewicht des Additivs: Tabelle 2 Bestandteil Brauchbarer Bereich Vorzugsbereich Detergens Polare sauerstoffhaltige Verbindung Kompatibilisierende Verbindung Hydrophiles Abtrennmittel Aromatischer Kohlenwasserstoff TrägerölConsidering the many components described above, a large number of compositions are suitable for the additive of the invention. The following are a "useful range" and a "preferred range" in weight percent calculated on the total weight of the additive: Table 2 Component Useful range Preferred range Detergent Polar oxygenated compound Compatibilizing compound Hydrophilic release agent Aromatic hydrocarbon Carrier oil
Das erfindungsgemäße Additiv kann in einer großen Mannigfaltigkeit von kohlenwasserstoffhaltigen oder modifizierten kohlenwasserstoffhaltigen (z.B. Alkohol enthaltenden) Treibmitteln für eine Vielzahl von Motoren eingesetzt werden. Bevorzugte Motortreibstoffmischungen zur Anwendung des erfindungsgemäßen Additivs sind diejenigen, die in Verbrennungsmotoren mit Funkenentzündung eingesetzt werden. Solche Motortreibstoffe enthalten vorzugsweise eine Mischung von Kohlenwasserstoffen, die vorzugsweise zwischen etwa 90 bis 450 ºFahrenheit sieden. Dieser Treibstoff kann aus gradkettigen oder verzweigten Paraffinen, Zykloparaffinen, Olefinen, aromatischen Kohlenwasserstoffen und ihren Mischungen bestehen. Der Treibstoff kann unter anderem gewonnen werden aus Naphta, aus polymerem Benzin, aus natürlichem Benzin oder aus katalytisch oder thermisch gecrackten Kohlenwasserstoffen oder aus katalytisch durch Reformierung gewonnenem Benzin. Der Treibstoff kann auch synthetische Kohlenwasserstoffe, Äther wie Methyltertiärbutyläther (MTBE), Äthyltertiärbutyläther (ETBE) und ähnliche Äther, Alkohole wie Methanol, Äthanol, TBA und ähnliche Alkohole und andere funktionelle organische Verbindungen wie Ketone, Ester und ähnliche Verbindungen enthalten. Die Mischung und die Oktanzahl des Treibstoffes sind nicht kritisch und jeder übliche Motortreibstoff kann bei der Anwendung dieser Erfindung eingesetzt werden. Weiterhin kann die Mischung des Motortreibstoffes zusätzlich andere Additive enthalten, die üblicherweise in Motortreibstoffen verwendet werden (z.B. Bleitetraäthyl), Gefrierschutzmittel, Schmieröle für den Zylinderkopf, Detergensien für den Vergaser, Antikorrosionszusätze, deemulgierende Zusätze, Geruchsverminderer und ähnliche Zusatzstoffe.The additive of the invention can be used in a wide variety of hydrocarbon-containing or modified hydrocarbon-containing (e.g. alcohol-containing) propellants for a variety of engines. Preferred motor fuel mixtures for use with the additive of the invention are those used in spark ignition internal combustion engines. Such motor fuels preferably contain a mixture of hydrocarbons which preferably boil between about 90 to 450 degrees Fahrenheit. This fuel can be made from straight chain or branched paraffins, cycloparaffins, olefins, aromatic hydrocarbons and their mixtures. The fuel may be derived from, among others, naphtha, polymeric gasoline, natural gasoline, catalytically or thermally cracked hydrocarbons or catalytically reformed gasoline. The fuel may also contain synthetic hydrocarbons, ethers such as methyl tertiary butyl ether (MTBE), ethyl tertiary butyl ether (ETBE) and similar ethers, alcohols such as methanol, ethanol, TBA and similar alcohols, and other functional organic compounds such as ketones, esters and similar compounds. The blend and octane number of the fuel are not critical and any conventional motor fuel may be used in the practice of this invention. Furthermore, the motor fuel blend may additionally contain other additives conventionally used in motor fuels (e.g. tetraethyl lead), antifreeze agents, cylinder head lubricating oils, carburetor detergents, anticorrosive additives, deemulsifying additives, odor reducers and similar additives.
Nachdem die Erfindung vorstehend im einzelnen beschrieben worden ist, wird sie nun durch die folgenden Beispiele illustriert. Diese Beispiele begrenzen die Anwendung dieser Erfindung, die auch mit anderen Mitteln in anderen Systemen ausgeführt werden kann, jedoch nicht.Having described the invention in detail above, it will now be illustrated by the following examples. These examples, however, do not limit the application of this invention, which may also be carried out by other means in other systems.
Zwei Automobile (ein Ford Escort und ein Chevrolet Cavalier) wurden 7.000 Meilen mit dem gleichen unverbleiten Benzin, das keine Zusätze eines Detergens enthielt, gefahren (30% in der Stadt, 70% auf Landstraßen), wobei das Benzin eine Oktanzahl von 87 hatte. Vor dem Test wurden die Motoren zerlegt und die Verbrennungskammern vollständig gereinigt.Two automobiles (a Ford Escort and a Chevrolet Cavalier) were driven 7,000 miles on the same unleaded gasoline, containing no detergent additives (30% in the city, 70% on the highway), with an octane rating of 87. Before the test, the engines were disassembled and the combustion chambers completely cleaned.
Nach der Testfahrt von 7.000 Meilen wurden die Motoren wieder zerlegt und die Ablagerungen, die sich im Einlaßventil und der Verbrennungskammer angehäuft hatten, gesammelt und gewogen. Die Ergebnisse werden folgenderweise zusammengefasst: Wagen Automobil Modell Ford Escort Chevrolet Cavalier Zylinder Einspritzer Ablagerungen im Einlaßventil (g)* Ablagerungen in der Verbrennungskammer (g)* * pro EinheitAfter the 7,000 mile test drive, the engines were disassembled and the deposits that had accumulated in the intake valve and combustion chamber were collected and weighed. The results are summarized as follows: Car Model Ford Escort Chevrolet Cavalier Cylinder Injector Deposits in intake valve (g)* Deposits in combustion chamber (g)* * per unit
Der gleiche Test wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch benutzte dieses Mal jedes Fahrzeug ein unverbleites Benzin, das eine andere Detergens-Additiv-Mischung in seiner empfohlenen Menge enthielt. Nach 7.000 Meilen wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: Wagen Additiv Ablagerungen im Einlaßventil (g) Ablagerungen in der VerbrennungskammerThe same test as in Example 1 was repeated, but this time each vehicle used an unleaded gasoline containing a different detergent additive blend at its recommended level. After 7,000 miles, the following results were obtained: Car Additive Deposits in the intake valve (g) Deposits in the combustion chamber
* Additiv A 250 ppm eines Polybutylsuccinimidaddotoritivs*** + 500 ppm SNO 600.* Additive A 250 ppm of a polybutylsuccinimide additive*** + 500 ppm SNO 600.
** Additiv B = 350 ppm eines Polybutylaminadditivs*** + 600 ppm eines Top-Zylinderöls.** Additive B = 350 ppm of a polybutylamine additive*** + 600 ppm of a top cylinder oil.
*** Reaktionsprodukt eines substituierten Kohlenwasserstoffs mit einem Amin.*** Reaction product of a substituted hydrocarbon with an amine.
Die obigen Ergebnisse zeigen, daß die im Handel erhältlichen Additive A und B zwar die Reinheit des Einlaßventils im Vergleich mit Beispiel 1 verbesserten, jedoch war die Ablagerung in der Verbrennungskammer erhöht, wodurch die Oktanzahl-Bedarfserhöhung (ORI) in ungünstiger Weise zunahm.The above results show that although commercially available additives A and B improved intake valve cleanliness compared with Example 1, the deposit in the combustion chamber was increased, thereby unfavorably increasing the octane requirement increase (ORI).
Es wurde der gleiche Test wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch verwendete jedes Fahrzeug ein unverbleites Benzin, das 500 ppm einer erfindungsgemäßen, den Treibstoff konditionierenden Verbindung enthielt, wie sie in dem U.S. Patent Nr. 4 753 661 beschrieben ist und von der Polar Molecular Corporation (Saginaw, Mi.) unter dem Handelsnamen Duralt Fuel Conditioner erhältlich ist.* Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten: Wagen Ablagerungen im Einlaßventil (g) Ablagerungen in der Verbrennungskammer * Enthielt 30% (bezogen auf das Gewicht der den Treibstoff konditionierenden Verbindung) einer aktiven polaren sauerstoffhaltigen Verbindung.The same test as in Example 1 was conducted, but each vehicle used an unleaded gasoline containing 500 ppm of a fuel conditioning compound of the invention as described in U.S. Patent No. 4,753,661 and available from Polar Molecular Corporation (Saginaw, Mi.) under the trade name Duralt Fuel Conditioner.* The following results were obtained: Car Intake valve deposits (g) Combustion chamber deposits * Contained 30% (based on the weight of the fuel conditioning compound) of an active polar oxygen-containing compound.
Es wurde der gleiche Test wie in Beispiel 1 durchgeführt, nur verwendete jedes Fahrzeug ein unverbleites Benzin, das die Additive (A oder B) wie in Beispiel 2 und zusätzlich 500 ppm der den Treibstoff konditionierenden erfindungsgemäßen Verbindung enthielt, die von der Polar Molecular Corporation (Saginaw, Mi.) unter dem Handelsnamen Duralt Fuel Conditioner erhältlich ist. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten: Wagen Additiv Ablagerungen im Einlaßventil (g) Ablagerungen in der Verbrennungskammer DurAltThe same test was conducted as in Example 1, except that each vehicle used an unleaded gasoline containing the additives (A or B) as in Example 2 and in addition 500 ppm of the fuel conditioning compound of the invention available from Polar Molecular Corporation (Saginaw, Mi.) under the trade name Duralt Fuel Conditioner. The following results were obtained: Car Additive Deposits in the intake valve (g) Deposits in the combustion chamber DurAlt
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß das erfindungsgemäße Additiv in einer Treibstoffmischung sowohl die Ablagerungen im Einlaßventil als auch in der Verbrennungskammer vermindert und deshalb dazu beträgt, die Oktanzahl-Bedarfserhöhung (ORI) zu senken. Diese Ergebnisse sind unerwartet, da die Verwendung der Additive A und B ohne das den Treibstoff konditionierende Mittel DurAlt (siehe Beispiel 2) viel größere Ablagerungen (3 bis 4 mal größer) in der Verbrennungskammer und folglich eine größere Oktanzahl-Bedarfserhöhung (ORI) zeigten. Folglich wirkt die Kombination des Detergens und der den Treibstoff konditionierenden Verbindung in dem erfindungsgemäßen Additiv synergistisch, um sowohl die Ablagerungen im Einlaßventil als auch in der Verbrennungskammer zu vermindern.The above results demonstrate that the additive of the invention in a fuel blend reduces both intake valve and combustion chamber deposits and therefore helps to reduce the Octane Demand Increase (ORI). These results are unexpected since the use of Additives A and B without the fuel conditioning agent DurAlt (see Example 2) showed much larger deposits (3 to 4 times larger) in the combustion chamber and consequently a larger Octane Demand Increase (ORI). Thus, the combination of the detergent and the fuel conditioning compound in the additive of the invention acts synergistically to reduce both intake valve and combustion chamber deposits.
Es wurde der gleiche Test wie in Beispiel 1 durchgeführt, nur verwendete jedes Fahrzeug ein unverbleites Benzin, das die Additive (A oder B) wie in Beispiel 2 und zusätzlich 300 ppm oder 100 ppm der den Treibstoff konditionierenden Verbindung Duralt Fuel Conditioner enthielt. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten: Wagen Additiv Ablagerungen im Einlaßventil (g) Ablagerungen in der Verbrennungskammer DurAltThe same test was carried out as in Example 1, except that each vehicle used an unleaded gasoline containing the additives (A or B) as in Example 2 and, in addition, 300 ppm or 100 ppm of the fuel conditioning compound Duralt Fuel Conditioner. The following results were obtained: Car Additive Deposits in the intake valve (g) Deposits in the combustion chamber DurAlt
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen wiederum, daß das erfindungsgemäße Additiv in einem Motortreibstoff sowohl die Ablagerungen im Einlaßventil als auch in der Verbrennungskammer, und folglich auch die Oktanzahl-Bedarfserhöhung (ORI) vermindert. Diese Ergebnisse sind wiederum unerwartet, weil bei Verwendung der Additive A und B ohne die den Treibstoff konditionierende Verbindung Duralt (siehe Beispiel 2) viel größere (2 bis 3 mal größere) Ablagerungen in der Verbrennungskammer und folglich eine höhere Oktanzahl-Bedarfserhöhung (ORI) auftrat. Folglich wirkt die Kombination des Detergens und der den Treibstoff konditionierenden Verbindung in dem erfindungsgemäßen Additiv synergistisch, um sowohl die Ablagerungen im Einlaßventil, als auch in der Verbrennungskammer zu vermindern.The above results again demonstrate that the additive of the invention in a motor fuel reduces both intake valve and combustion chamber deposits and, consequently, octane requirement increase (ORI). These results are again unexpected because when additives A and B were used without the fuel conditioning compound Duralt (see Example 2), much larger (2 to 3 times larger) combustion chamber deposits and, consequently, a higher octane requirement increase (ORI) occurred. Thus, the combination of detergent and fuel conditioning compound in the additive of the invention acts synergistically to reduce both intake valve and combustion chamber deposits.
Es wurde der gleiche Test wie in Beispiel 1 mit dem Wagen #2 durchgeführt, nur wurde im Wagen #2 unverbleites Benzin mit der Additiv-Mischung B und zusätzlich 500 ppm eines im Handel erhältlichen Additivs, nämlich ein Poly(oxyäthylen) (oxypropylen) Polyol, das U.S. Patent Nr. 4 548 616 (Sung et al.) beschrieben ist, verwendet. Diese Additive sind erhältlich von BASF Wyandotte Corporation unter der Reihe der Handelsnamen PLURONIC. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten: Wagen Additiv Ablagerungen im Einlaßventil (g) Ablagerungen in der Verbrennungskammer PLURONIC L-31 * PLURONIC L-31, ein Produkt der BASF Wyandotte Corporation, ist ein Poly (oxyäthylen)- Poly (oxypropylen)- Poly (oxyäthylen) Polyol mit einem Molekulargewicht von etwa 950, bei dem sich etwa 10 Gew.-% vom Poly (oxyäthylen) und etwa 90 Gew.-% vom Poly (oxypropylen) ableiten.The same test as in Example 1 was conducted on Car #2, except that Car #2 used unleaded gasoline with Additive Blend B and an additional 500 ppm of a commercially available additive, namely a poly(oxyethylene) (oxypropylene) polyol described in U.S. Patent No. 4,548,616 (Sung et al.). These additives are available from BASF Wyandotte Corporation under the PLURONIC series of trade names. The following results were obtained: Car Additive Intake valve deposits (g) Combustion chamber deposits PLURONIC L-31 * PLURONIC L-31, a product of BASF Wyandotte Corporation, is a poly(oxyethylene)-poly(oxypropylene)-poly(oxyethylene) polyol having a molecular weight of about 950, in which about 10 wt. % is derived from poly(oxyethylene) and about 90 wt. % is derived from poly(oxypropylene).
Die oben genannten Ergebnisse zeigen, daß eine Kombination der Additiv-Mischung B, dem Poly(oxyäthylen)(oxypropylen)-Polyol (PLURONIC L-31) hinzugefügt wird, die Ablagerungen in der Verbrennungskammer und damit die Oktanzahl-Bedarfserhöhung (ORI) des Motors weniger wirksam beeinflußt als das erfindungsgemäße Additiv, wie es die Beispiel 4 und 5 zeigen.The above results show that a combination of the additive mixture B, added to the poly(oxyethylene)(oxypropylene) polyol (PLURONIC L-31), affects the deposits in the combustion chamber and thus the octane requirement increase (ORI) of the engine less effectively than the additive according to the invention, as shown in Examples 4 and 5.
Bei einem Honda Accord, der einen 1-4 Motor mit einem 2-Barrel Vergaser und einem Kilometerstand von 64.550 Meilen hatte, der in erster Linie mit unverbleitem Benzin mit handelsüblichen Additiven gefahren worden war, wurden Klopfprobleme festgestellt. Dieser Wagen wurde dann 2.000 Meilen mit einem Treibstoff gefahren, der das erfindungsgemäße Additiv enthielt, nämlich eine Additiv-Mischung aus dem Additiv B, wie in Beispiel 2 beschrieben (350 ppm des Polybutylamin-Additivs und 600 ppm eines Top-Zylinderöls) und 500 ppm Duralt FC. Die Klopfprobleme verschwanden vollständig, wodurch eine klare Verminderung der Oktanzahl-Bedarfserhöhung (ORI) für dieses Fahrzeug gezeigt wurde. Dieses Beispiel verdeutlicht die Brauchbarkeit der Erfindung bei sogenannten "Reinigungs"- Anwendungen, bei denen die Benutzung der Erfindung die Leistung von Motoren verbessert, die schon eine Oktanzahl- Bedarfserhöhung (ORI) gezeigt haben.Knocking problems were observed in a Honda Accord having a 1-4 engine with a 2-barrel carburetor and 64,550 miles of mileage that had been run primarily on unleaded gasoline with commercial additives. This car was then run for 2,000 miles on a fuel containing the additive of the invention, namely an additive blend of Additive B as described in Example 2 (350 ppm of the polybutylamine additive and 600 ppm of a top cylinder oil) and 500 ppm Duralt FC. The knocking problems completely disappeared, demonstrating a clear reduction in the Octane Demand Increase (ORI) for this vehicle. This example illustrates the utility of the invention in so-called "clean-up" applications where use of the invention improves the performance of engines that have already demonstrated an Octane Demand Increase (ORI).
Zusätzliche Versuchsergebnisse wurden mit einem E56500 Honda Motorentestsystem erhalten. Zwei identische Motorensysteme mit gleicher Belastung (elektrischer Widerstand von Heißwassergeräten mit 1.500 und 2.500 Watt) wurden gemäß dem Testverfahren eingesetzt, das beschrieben ist von M. Megnin et al., "Development of a Gasoline Additive screening Test for Intake Valve Stickiness and Deposit Levels," SAE Paper No. 892121 (vorgestellt beim International Fuels and Lubricants Meeting, Baltimore, Md. Sept. 1989), das jedoch in folgender Weise verändert wurde:Additional test results were obtained using an E56500 Honda engine test system. Two identical engine systems with equal loading (electrical resistance of 1,500 and 2,500 watt hot water appliances) were used according to the test procedure described by M. Megnin et al., "Development of a Gasoline Additive screening Test for Intake Valve Stickiness and Deposit Levels," SAE Paper No. 892121 (presented at the International Fuels and Lubricants Meeting, Baltimore, Md. Sept. 1989), but modified as follows:
Zur Vorbereitung des Tests wurde der Motor zunächst zerlegt. Das Einlaßventil wurde dann mit einem Lösungsmittel für Gummi bestehend aus einer Mischung von 1/3 Azeton, 1/3 Toluol und 1/3 Methanol gereinigt, um jedes Schmieröl aus den Ventilen zu entfernen. Die Ventile wurden dann wenigstens eine Stunde lang in einem Trockner gelagert und danach unmittelbar vor dem Zusammenbau des Motors auf 0,1 mg genau gewogen. Die Verbrennungskammern und ihre Öffnungen wurden mit einer geeigneten Drahtbürste gereinigt. Die gereinigten Zylinderköpfe wurden wieder zusammengesetzt und in den Motor eingebaut und danach die übrige Maschine wieder zusammengesetzt. Das Öl und der Ölfilter wurden vor dem Test ersetzt.In preparation for the test, the engine was first disassembled. The intake valve was then cleaned with a rubber solvent consisting of a mixture of 1/3 acetone, 1/3 toluene and 1/3 methanol to remove any lubricating oil from the valves. The valves were then stored in a dryer for at least one hour and then weighed to the nearest 0.1 mg immediately before reassembly of the engine. The combustion chambers and their openings were cleaned with a suitable wire brush. The cleaned cylinder heads were reassembled and fitted into the engine and the rest of the machine was then reassembled. The oil and oil filter were replaced before testing.
Die zu testende Treibstoff-Mischung wurde hergestellt und in den Treibstofftank eingefüllt. Der Motor wurde angelassen und lief 30 Sekunden im Leerlauf zum Aufwärmen. Der Motor wurde dann bei einer Belastung von 1.500 Watt zwei Stunden lang laufen gelassen. Nach zwei Stunden wurden die Generatorbelastung&sub1; die Eingangs- und Ausgangstemperatur des Kühlmittels, die Öltemperatur, die Abgastemperaturen für die Zylinder 1 und 2 und das Verteilervakuum aufgezeichnet. Der Motor lief dann weitere zwei Stunden unter einer Belastung von 2.500 Watt. Nach diesen zwei Stunden wurden die oben beschriebenen Daten wieder aufgezeichnet. Der oben beschriebene vierstündige Testlauf wurde (vom Nachtanken unterbrochen) 16 Stunden pro Tag an fünf aufeinanderfolgenden Tagen, insgesamt also 80 Stunden lang durchgeführt. Nach den 80 Stunden wurde der Benzintank entleert und das Benzin zu der übriggebliebenen, für den Versuchslauf vorgesehenen Testmischung gegeben. Das Gesamtvolumen des restlichen Treibstoffes wurde gemessen, um den Treibstoffverbrauch während des 80-stündigen Testlaufs zu berechnen.The fuel mixture to be tested was prepared and added to the fuel tank. The engine was started and idle for 30 seconds to warm up. The engine was then run at a load of 1,500 watts for two hours. After two hours, the generator load, coolant inlet and outlet temperatures, oil temperature, exhaust temperatures for cylinders 1 and 2, and manifold vacuum were recorded. The engine was then run for an additional two hours at a load of 2,500 watts. After these two hours, the data described above were again recorded. The four-hour test run described above was carried out (interrupted by refueling) for 16 hours per day for five consecutive days, for a total of 80 hours. After the 80 hours, the gasoline tank was drained and the gasoline added to the remaining test mixture intended for the experimental run. The total volume of remaining fuel was measured to calculate fuel consumption during the 80-hour test run.
Nach Vollendung des 80-stündigen Testlaufs wurde der zerlegt, einschließlich der Entfernung des Zylinderkopfes, der Nockenwelle und der Kipphebelanordnung. Die Menge der Ablagerungen auf dem Einlaßsystem bestehend aus der Drosselklappe des Vergasers, dem Verteilereinlaß und den Einlaßventilen wurde bestimmt, wobei das Verfahren verwendet wurde, das beschrieben ist vom Coordination Research Council (CRC) Rating Manual Nr. 16, Atlanta, Ga. 1987 ("CRC Rating"), welches den Fachleuten gut bekannt ist. Die Ablagerungen in der Verbrennungskammer und auf den Oberseiten der Kolben wurden in ähnlicher Weise unter Verwendung des CRC Rating Systems bestimmt. Die Reihenfolge für die Bestimmung, das Wiegen der Ventile und das Herstellen von Fotografien war folgende: Die Oberseite der Kolben, der Zylinderkopf, die Verbrennungskammer, der Verteilereinlaß und die Drosselklappe wurden alle zu Anfang bestimmt und fotografiert. Die der Verbrennungskammer zugewandte Seite der Einlaßventile wurde danach gereinigt und dann die Einlaßventile vorsichtig entfernt, um nicht die darauf niedergeschlagenen Ablagerungen zu zerstören. Die Ventilstiele wurden mit dem Lösungsmittel für Gummi abgewischt, um Schmieröl zu entfernen und danach fotografiert. Die Ventile wurden dann für eine Stunde in einen Trockner gelegt, danach herausgenommen und sofort gewogen, wobei das Gewicht bis auf 0,1 mg genau bestimmt wurde. Die Ventile wurden dann in den Trockner zurückgelegt und nach einer weiteren halben Stunde erneut gewogen. Dieses Verfahren wurde wiederholt, bis die Gewichte der Ventile in einem Bereich von 0,5 mg lagen. Die Ventile wurden dann mit dem Lösungsmittel für Gummi und einer Drahtbürste gereinigt und im Trockner bis zum endgültigen Wiegen aufbewahrt. Der Motor wurde dann mit einem neuen Satz Einlaßventile wieder zusammengesetzt und die Motorläufe wiederholt.After completing the 80-hour test run, the was disassembled, including the removal of the cylinder head, camshaft and rocker arm assembly. The amount of deposits on the intake system consisting of the carburetor throttle body, manifold inlet and Intake valves were determined using the procedure described in the Coordination Research Council (CRC) Rating Manual No. 16, Atlanta, Ga. 1987 ("CRC Rating"), which is well known to those skilled in the art. Deposits in the combustion chamber and on the tops of the pistons were similarly determined using the CRC Rating System. The order for determination, weighing of the valves, and taking photographs was as follows: The tops of the pistons, cylinder head, combustion chamber, manifold inlet, and throttle valve were all initially determined and photographed. The side of the intake valves facing the combustion chamber was then cleaned and then the intake valves were carefully removed so as not to disturb the deposits deposited thereon. The valve stems were wiped with rubber solvent to remove lubricating oil and then photographed. The valves were then placed in a dryer for one hour, then removed and immediately weighed, the weight being determined to the nearest 0.1 mg. The valves were then returned to the dryer and weighed again after another half hour. This procedure was repeated until the weights of the valves were within 0.5 mg. The valves were then cleaned with the rubber solvent and a wire brush and kept in the dryer until final weighing. The engine was then reassembled with a new set of intake valves and the engine runs repeated.
Eine Treibstoffmischung, die von der Sun Refining and Marketing Company erhalten worden war, wurde in allen folgenden Beispielen benutzt. Die Analyse der Treibstoffmischung ergab folgendes: Meßwert Ergebnis API Gewicht, ASTM D287 Forschungsoktanzahl R, ASTM D2699 Motoroktanzahl M, ASTM D2700 Empfindlichkeit (R-M) Oktanzahl (R+M/2) Reid Dampfdruck, psi ASTM D323 automatisiert Destillation, ASTM D86 automatisiert Anfangssiedepunkt 10% verdampft Endsiedepunkt Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffe Vol.%, ASTM D1319 Aromaten Olefine Gesättigte KohlenwasserstoffeA fuel blend obtained from Sun Refining and Marketing Company was used in all of the following examples. Analysis of the fuel blend revealed the following: Measured value Result API Weight, ASTM D287 Research Octane Number R, ASTM D2699 Motor Octane Number M, ASTM D2700 Sensitivity (RM) Octane Number (R+M/2) Reid Vapor Pressure, psi ASTM D323 automated Distillation, ASTM D86 automated Initial Boiling Point 10% evaporated Final Boiling Point Hydrocarbon Composition Vol.%, ASTM D1319 Aromatics Olefins Saturated Hydrocarbons
Die Treibstoffmischung wurde ohne irgendwelche Additive in beiden Honda-Motorsystemen getestet, um Vergleichsergebnisse zu erhalten. Sowohl die Ablagerungsgewichte der Einlaßventile (in mg) und die Bewertungen der Verbrennungskammer wurden gemäß dem oben beschriebenen CRC-Verfahren für die beiden Motoren wie folgt erhalten:The fuel mixture was tested without any additives in both Honda engine systems to obtain comparative results. Both intake valve deposit weights (in mg) and combustion chamber ratings were obtained according to the CRC procedure described above for the two engines as follows:
Eine Vielzahl von Treibstoffmischungen einschließlich von Treibstoffmischungen mit dem erf indungsgemäßen Ädditiv wurden nach dem obengenannten Verfahren in Honda-Motoren getestet, um Meßwerte für die Ablagerungen im Einlaßventil und Bewertungen der Verbrennungskammer zu erhalten. Diese Testergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt:A variety of fuel blends, including fuel blends containing the additive of the invention, were tested in Honda engines using the above procedure to obtain intake valve deposit measurements and combustion chamber ratings. These test results are summarized below:
Motortreibstoffmischungen wurden hergestellt mit der Treibstoffmischung von Sun Refining and Marketing Company, wobei zusätzlich die folgenden Additive zugegeben wurden: Treibstoff Detergens (250 mg/l Treibstoff) Treibstoffkonditionierer* Trägeröl (vergleichend) (Erfindung) Polyisobutylamin Isooctylphenylpolyethoxyethanol ja * In den Treibstoffen Nr. I-VII wurde als Trägeröl 250 mg einer 1:1-Mischung von SNO-600 Öl und synthetischem Öl verwendet ** Der Treibstoffkonditionierer war 100 mg/l Treibstoff eines polaren sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffs plus 40ppm einer kompatibilisierend wirkenden Verbindung (Hexanol).Motor fuel blends were prepared using Sun Refining and Marketing Company’s fuel blend with the addition of the following additives: Fuel Detergent (250 mg/l fuel) Fuel Conditioner* Carrier Oil (Comparative) (Invention) Polyisobutylamine Isooctylphenylpolyethoxyethanol yes * In fuels No. I-VII, 250 mg of a 1:1 mixture of SNO-600 oil and synthetic oil was used as carrier oil ** The fuel conditioner was 100 mg/l fuel of a polar oxygenated hydrocarbon plus 40 ppm of a compatibilizing compound (hexanol).
Die Treibstoffe I-VII wurden nach der Ablagerungsmenge im Einlaßventil (in mg) und nach der Methode der Verbrennungskammerbewertung (CRC) klassifiziert, wie in Fig. 1 zusammengefaßt. Wie aus Fig. 2, in der die Daten von Fig. 1 aufgetragen sind, deutlich wird, zeigten die Treibstoffmischungen Nr. III, V und VII (d.h. Treibstoffmischungen mit dem erfindungsgemäßen Additiv) überlegene Eigenschaften sowohl im Hinblick auf die Bewertung der Verbrennungskammern (d.h. hohe CRC-Bwertungen) als auch eine Verminderung der Ablagerungen im Einlaßventil (d.h. geringe Werte der Niederschläge in mg in den Einlaßventilen).Fuels I-VII were classified according to the amount of deposits in the intake valve (in mg) and according to the method of combustion chamber evaluation (CRC), as summarized in Fig. 1. As is clear from Fig. 2, in which the data from Fig. 1 are plotted, fuel blends Nos. III, V and VII (ie fuel blends with the additive according to the invention) showed superior properties both in terms of combustion chamber evaluation (ie high CRC ratings) and a reduction of deposits in the intake valve (ie low values of deposits in mg in the intake valves).
Es ist selbstverständlich, daß die Begriffe und Ausdrücke, die hier verwendet wurden, zur Beschreibung und nicht zur Beschränkung dienen. Bei der Benutzung dieser beschreibenden Begriffe und Ausdrücke ist nicht beabsichtigt, Äquivalente der beschriebenen Maßnahmen auszuschließen und es ist erkannt, daß verschiedene Modifikationen innerhalb des Bereichs der beanspruchten Erfindung möglich sind.It is to be understood that the terms and expressions used herein are for the purpose of description and not of limitation. In using these descriptive terms and expressions, it is not intended to exclude equivalents of the described acts, and it is recognized that various modifications are possible within the scope of the claimed invention.
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