DE853225C

DE853225C - Verfahren zur Stabilisierung von Motortreibstoffen

Info

Publication number: DE853225C
Application number: DEP29112A
Authority: DE
Inventors: Harold John Alty; William Arthur Partridge
Original assignee: Anglo Iranian Oil Co Ltd
Current assignee: Anglo Iranian Oil Co Ltd
Priority date: 1945-09-21
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1952-10-23

Description

Verfahren zur Stabilisierung von Motortreibstoffen Die vorliegende Erfindung betrifft die Stabilisierung von Motor- und Flugmotortreibstoffen, die Antiklopfmittel enthalten.
Die Verwendung von Bleitetraärhyl enthaltenden Antiklopfmitteln ist bei der Herstellung von hochwertigen Treibstoffen für Verbrennungsmotoren allgemein bekannt. In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Treibstoffen mit noch größerer Klopffestigkeit besonders für Flugmotortreibstoffe gestiegen. Zur Erleichterung der Produktion solcher Treibstoffe wurden die amtlichen Vorschriften über den Bleigehalt beträchtlich gelockert, so daß für solche Treibstoffe ein sehr viel höherer Anteil von Antiklopfmitteln nunmehr erlaubt ist.
Es ist bekannt. <lalß 13leitetraäthy1 enthaltendes Benzin, besonders Flugmotorenbenzin, welches normalerweise einen höheren Anteil an Antiklopfmitteln als gewöhnliches Motorbenzin besitzt, zur Unstabilität bei Lagerung neigt und einen gewissen bleihaltigen Niederschlag absetzt. Diese Unstabilität wird um so ausgesprochener, je höher der Bleigehalt des Treibstoffes steigt. Infolgedessen hat die Lockerung hinsichtlich des durch die amtlichen Vorschriften erlaubten Bleigehaltes die Unstabilität solcher gebleiten Treibstoffe noch deutlicher gemacht.
Es wurde gefunden, daß elementarer Schwefel, Schwefelwasserstoff, Schwefelkohlenstoff, Thiophen und Dialkyldisulfide eine auffallende Wirkung in der Erzeugung der Unstabilität besitzen, und d'aß Unstabilität auch durch gewisse Olefine gefördert zu werden scheint. Alkylsulfide (Thioäther) und Meccaptane scheinen keine wesentliche Wirkung auf die Stabilität von ge'bleitem Treibstoff auszuüben.
Gemäß der Erfindung werden Bleitetraät@hyl enthaltende Motor- und Flugmotortreibstoffe durch Beifügung eines kleinen Anteils einer Monocarboxylverbindung, nämlich einer Monocarbonsäure, ihre Säureamide, ihre Anhydride oder Salze von Monocarbonsäuren (außer Bleiacetat) stabilisiert. Oxy- und Aminoderivate der Monocarbonsäuren eignen sich nicht für das Verfahren der Erfindung.
Der Betrag des erforderlichen Stabilisators übersteigt im allgemeinen nicht o,oi 011o des Treibstoffes; in manchen Fällen werden befriedigende Resultate bereits erreicht, wenn der Treibstoff o,ooi 0/0 des Stabilisators enthält.
Der Stabilisator kann dem Treibstoff auf verschiedene Weise beigemengt werden. Er kann z. B. dem fertigen Treibstoff oder irgendeinem Bestandteil desselben vor dem Mischen oder dem Antiklopfmittel zugesetzt werden. Man kann ihn aber auch beim Mischungs.prozeß oder beim Bleien zusetzen.
Bleisalze sind im allgemeinen nur wenig in Motor- bzw. Flugmotortreibstoffen löslich. Um solche Salze von sehr geringer Löslichkeit Treibstoffen wirksam beizumengen, kann dem Treibstoff ein Überschuß an Salz beigefügt und die gebildete überschüssige verdünnte Lösung abgegossen werden. Man kann aber auch das Bleisalz z. B. in der Form einer alkoholischen Lösung zusetzen, wodurch ein deutliches Anwachsen der Löslichkeit des Salzes in dem Treibstoff erreicht wird.
Die folgenden vier nicht stabilisierten Treibstoffe, von denen jeder 1,2 ccm Bleitetraäthyl pro Liter enthält, wurden Lagerungsprüfungen unterworfen, welche im Dunkeln beieiner Temperatur von 49° C durchgeführt wurden. Treibstoff A war ein handelsüblicher Flugmotortreibstoff; Treibstoff B war ein schwefe'l,freies Isooctan, welchem Thiophen in einem Maße zugesetzt wurde, daß sich ein Schwefelgehalt von 0,005 Gewichtsprozent ergab; Treibstoff C war ein schwefelfreies Isooctan, welchem Schwefelkohlenstoff in ausreichendem Maße zugegeben wurde um ihm einen Schwefelgehalt von o,oo5 Gewichtsprozenten zu geben; Treibstoff D war ein handelsübliches Flugmotorbenzin.

Die für die Bildung des Niederschlages bei den nicht stabilisierten obenerwähnten Treibstoffen erforderlichen Tage wurden wie folgt festgestellt:

Treibstoff Niederschlag

-- -

I spurenweiser I mittlerer i starker

A - 1 2

B 5 6 8

C Z - 2

D - - 1

Die zur Bildung eines mittleren oder starken Niederschlages gemessene Zeit ist ein Maßstab der in der Praxis zu erwartenden Unstabilität. Die Bildung einer Niederschlagsspur rist nicht als wichtig anzusehen. Von den folgenden Beispielen zeigt Beispiel I die günstige Wirkung einbasischer Fettsäuren und ihrer Salze; Beispiel 1I zeigt die Unwirksamkeit von Estern der Fettsäuren als Hemmungsmittel; Beispiel III zeigt die Wirkung von gemischten Salzen einbasischer Fettsäuren, und Beispiel IV illustriert die Wirkung von Monocarbonsäuren anderer Art als Fettsäuren und die Unwirksamkeit von organischen Säuren anderer Art als Monocarbonsäuren.

. Beispiel I

Anteile der jeweiligen Stabilisatoren, die den mit den Buchstaben A, B, C und D Zahl der Tage für Niederschlagsbildung

bezeichneten Treibstoffen zugesetzt sind

Spuren mäßig stark

Wirkung von Essigsäure

A plus o,ooi0/0 Essigsäure . .. . ... . ... . . . . .. . . ... .. . ... . . . . .. . . . >16 - -

i

Wirkung von Essigsäureanhydrid

D plus o,ooi 0/0 Essigsäureanhydrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 26 26

B plus o,ooi 011o Essigsäureanhydrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 41 46

C plus o,ooi 011o Essigsäureanhydrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 - -

Wirkung von Acetamid

D plus o,ooi 0110 Acetamid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 40 68

B plus o,ooi0/0 Acetamid ...................................... i9 36 68

C plus o,ooi% Acetam.id ...................................... 14 26 56

I

Wirkung von ameisensaurem Ammonium (Ammoniumformiate)

A plus o,oi 0/0 ameisensaures Ammonium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i - i 18

B plus o,or% ameisensaures Ammonium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 14 16

C plus o,oi 0/0 ameisensaures Ammonium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - - I 14

bezeichneten Treibstoffen zugesetzt sind

Spuren I mäßig i stark

Wirkung von essigsaurem Ammonium

A plus o,oo5 0,1, essigsaures Ammonium ....................... 9 12 84

A plus o,ooi °o essigsaures Ammonium ....................... 18 49 j >85

A plus 0,0001 °o essigsaures Ammonium . . .. . . . . . . . . .. . . . .. . . . . 12 48 64

B plus o,ooi °/o essigsaures Ammonium ....................... 18 34 >85

B plus o,oooi °/o essigsaures Ammonium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 39 49

C plus o,oo5 °/o essigsaures Ammonium ....................... 27 So >85

C plus o,oooi °,!o essigsaures Ammonium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 34 49

Wirkung von Acetaten

D plus Überschuß an Zinkacetat .............................. 7 14 20

B plus Überschuß an Zinkacetat .............................. 1 17 20

B plus Überschuß an Kadmiumacetat ......................... 6 1i 12

B plus Überschuß an Natriumacetat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 1 23

B plus Überschuß an Uranyl-Zink-Acetat ...................... 2 - 31

Wirkung von Ammoniumbutyrat

A plus o,ooi °/o Ammoniumbutyrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 - j 21

B plus o,ooi Ammoniumbutvrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 - i9

C plus o,ooi °/o Ammoniumbutyrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - - 19

Wirkung von Bleipalmitat

D plus 0,002 V/" Bleipalmitat................................... - 1 4

C plus 0,002 °,!V0 Bleipalmitat................................... 8 - 9

Wirkung von Ammoniumstearat

B plus Übexschuß an Ammoniumstearat ....................... 8 14 20

C plus Überschuß an Ammoniumstearat .. ... .................. - - 4

Wirkung von Bleistearat

B plus Überschuß an Bleistearat .............................. 1 7 36

C plus Überschuß an Bleistearat .............................. - 1 io

Be,ispiel11

Anteile an Estern, die mit A, B, C und D bezeichneten Treibstoffen Zahl der Tage für Niederschlagsbildung

als Stabilisator zugesetzt sind Spuren I mäßig stark

I

B plus o,ooi°1o Methylacetat .................................... 6 7 i0

C plus 0,001°%o Methylacetat .................................... - 2 V 3

D plus 0,001°/o Methylacetat .................................... - 1 2

B plus o,ooi°/o Äthylacetat ..................................... - 6 10

C plus o,ooi°/o Äthylacetat ..................................... - - 2

D plus o,ooi°/o Äthvlacetat ..................................... - 1 2

B plus 0,o5 °;'o Äthvlacetat...................................... 2 7 20

C plus 0,05 °/o Äthylacetat...................................... - 1 2

D plus 0,o5 °/o Äthylacetat...................................... - T 2

B plus o,ooi°!a Amylacetat ..................................... 5 6 10

C plus o,ooi°/o Amylacetat ..................................... - 2 3

D plus o,ooi°/o Amylacetat ..................................... - 1 2

A plus o,ooi°/o Phenylacetat .................................... - - 3

B plus o,ooi°/o Phenylacetat .................................... - 8 To

C plus o,ooi°/o Phenylacetat .................................... - - 6

A plus o,ooi°/o Bornylacetat .................................... - - 2

B plus o,ooi°/o Bornylacetat .................................... - 12 14

C plus o,ooi°/o Bornylacetat .................................... - - 3

A plus o,ooi°/o Vinylacetat ..................................... - - 2

B plus o,ooi°/o Vinylacetat ..................................... 2 4 6

C plus o,ooi°/a Vinylacetat ..................................... - - ! 4

Beispiel III

Stabilisator Zahl der Tage für Niederschlagsbildung

Spuren 1 mittel stark

Treibstoff C plus o,ooi o% Ammoniumstearat/Ammoniumacetat ...... 7 9 To

Treibstoff C plus o,ooi °/o Ammoniumstearat/Zinkacetat . . . . . . . . . . . . 6 - 7

Beispiel IV

Stabilisator Zahl der Tage für Niederschlagsbildung

Spuren mittel stark

I

Treibstoff A plus o,ooi °/o Ammoniumbenzoat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - - 8

Treibstoff A, gesättigt mit Ammoniumoxalat ....... . . . . . . . . . . . . . .. 1 - 2

Treibstoff, gesättigt mit Ammoniumcitrat ........................ - 1 2

Treibstoff B plus o,ooi °/o Ammoniumbenzoat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i I - i9

Treibstoff B, gesättigt mit Ammoniumoxalat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2 3 5

Treibstoff B, gesättigt mit Ammoniumoitrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 5

Treibstoff C plus o,ooi °/o Ammoniumbenzoat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - - i 21

Treibstoff C, gesättigt mit Ammoniumoxalat .. . . .. :... . . . . . . . .. . .. i - 2

Treibstoff C, gesättigt mit Ammoniumcitrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1 -- 2

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Stabilisierung von Motor-und Flugmotortreibstoffen, die Bleitetraäthyl als Antilklopfmittel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß dem Treibstoff eine geringe Menge von Monocarbonsäuren, ihren Säureamiden, ihren Anhydriden oder Salzen (außer Bleiacetat) zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz o,oi Gewichtsprozente des Treibstoffs nicht wesentlich überschreitet und nicht wesentlich geringer als o,ooi °/o ist und dem fertigen Treibstoff oder einem seiner Bestandteile oder ihm während des Mischungsprozesses oder während des Bleiens beigemengt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brennstoff ein kleriner Anteil von Ammoniumacetat oder Acetamid zugesetzt wird. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 845 407; Chemisches Zentralblatt, 1941, Band I, S. i381.