DE870198C

DE870198C - Verfahren zur Stabilisierung von Benzin und Bleitetraaethyl enthaltenden Treibstoffen

Info

Publication number: DE870198C
Application number: DEP29116A
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: 1945-07-14
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1953-03-12

Description

Verfahren zur Stabilisierung von Benzin und Bleitetraäthyl enthaltenden Treibstoffen Die Erfindung betrifft die Stabilisierung von Motortreibstoffen, die Bleitetraäthyl als Mittel zur Erhöhung der Klopffestigkeit enthalten.
Die Benutzung von Bleitetraäthyl als Mittel zur Steigerung der Klopffestigkeit ist bei der Herstellung hochwertiger Treibstoffe für Verbrennungsmotoren allgemein bekannt. In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach flüssigen Treibstoffen mit noch größerer Klopffestigkeit, besonders für Flugzeugmotoren, stark gestiegen. Um die Produktion dieser hochwertigen Treibstoffe zu erleichtern, wurden die Richtlinien für den zulässigen Bleigehalt fühlbar gelockert; heute ist ein viel größerer Gehalt an derartigen Antiklopfmitteln in solchen Treibstoffen erlaubt.
Es ist bekannt, daß Bleitetraäthyl enthaltende Benzine und besonders Flugbenzine, die normalerweise einen höheren Anteil von Antiklopfmitteln enthalten als gewöhnliche Motorenbenzine, bei Lagerung zur Unstabilität neigen und einen bleihaltigen weißen Niederschlag bilden. Diese Neigung zur Unstabilität wächst mit steigendem Bleigehalt des Treibstoffes. Die Lockerung.der Bleigehaltsgrenzen durch die amtlichen Richtlinien hat also die Unstabilität dieser gebleiten Treibstoffe besonders deutlich gemacht.
Es wurde nun gefunden, daß elementarer Schwefel, Schwefelwasserstoff, Schwefelkohlenstoff, Thiophen und Dialkyldisulfide eine ausgesprochene Wirkung hinsichtlich der Hervorbringung der Unstabilität besitzen, ferner, daß die Unstabilität auch durch gewisse Olefine gefördert wird. Alkylsulfide (Thioäther) und Mercaptane scheinen keine besondere Wirkung auf die Stabilität der gebleiten Treibstoffe auszuüben.
Gemäß der Erfindung werden nun Benzine für Verbrennungsmotoren, die Bleitetraäthyl enthalten, durch Zusatz eines geringen Anteils eines Bleisalzes stabilisiert. Dabei können sowohl organische und anorganische BleisaIze oder Mischungen von organischen und anorganischen Bleisalzen verwendet werden.
Es wurde gefunden, daß der Anteil des hinzuzufügenden Stabilisierungsmittels o,oi °/o des Gewichts des fertigen Treibstoffes nicht zu überschreiten braucht. In manchen Fällen wurden bereits befriedigende Resultate erreicht, wenn der Treibstoff o,ooi Gewichtsprozent des Stabilisierungsmittels enthält.
Das Bleisalz oder die Bleisalze können durch Lösung auf verschiedenen Wegen zugefügt werden. Sie können z. B. dem fertigen Treibstoff oder irgendeinem Bestandteil desselben vor dem Mischen oder dem Antiklopfmittel zugesetzt werden, oder sie werden während des Mischprozesses oder während des Bleiens beigefügt. Sie können auch dem fertigen Treibstoff dadurch zugesetzt werden, daß man diesen durch einen Kessel leitet, der das Bleisalz oder eine wäßrige Lösung desselben enthält. Bleisalze sind im allgemeinen in Motor- und Flugmotortreibstoffen nur wenig löslich. Um nun Bleisalze dem Treibstoff mit Erfolg zuzusetzen, kann es in gewissen Fällen notwendig werden, dem Treibstoff einen Überschuß an Salz zuzusetzen und die gebildete überschüssige verdünnte Lösung abzugießen. Es ist auch vorteilhaft, das Bleisalz, besonders Bleiacetat, in Form einer alkoholischen Lösung zuzusetzen, da hierdurch ein Anwachsen der Löslichkeit des Salzes im Treibstoff erreicht wird.
Die folgenden Beispiele zeigen, daß unter den geprüften Salzen das Acetat die gleichmäßigsten guten Resultate ergibt und daß alle geprüften Salze einen Stabilisierungseffekt besitzen, wobei Salze wie Bleichromat, Bleinitrat und Bleichlorid eine selektive Wirkung zu haben scheinen; sie zeigen ausgezeichnete Stabilisierungseigenschaften, wenn Schwefel in Form organischer Verbindungen, wie als Thiophen, vorhanden ist, geben jedoch keine befriedigende Wirkung, wenn Schwefel in anorganischer Form; wie als Schwefelkohlenstoff, Schwefelwasserstoff oder als elementarer Schwefel zugegen ist.
In jedem der folgenden Beispiele enthält der Treibstoff 1,2 ccm Bleitetraäthyl pi-o Liter. Die Lagerungsprüfungen wurden, wenn nicht anderes erwähnt, im Dunkeln bei einer Temperatur von 49°C ausgeführt. Das Maß für die Stabilität unter den Prüfungsbedingungen war die Zeit, gemessen in Tagen, für das Erscheinen von a) einer kaum sichtbaren Spur eines Niederschlags, b) eines klar sichtbaren mittleren Niederschlags, c) eines starken Niederschlags.
Die für die Bildung eines mittleren oder starken Niederschlags gemessene Zeit ist somit ein Maß für die Stabilität, die in der Praxis zu erwarten ist. Die Bildung einer kaum sichtbaren Spur des Niederschlags ist unwichtig.

Beispiel I Der verwendete Treibstoff war ein schwefelfreies Isooctan, dem Thiophen in solcher Menge zugesetzt wurde, daß der SchwefeIgehalt o;005 Gewichtsprozent betrug. Folgende Feststellungen (Prozentangaben in Gewichtsprozent des fertigen Treibstoffes) wurden gemacht

Zahl der Tage für

Stabilisator Niederschlagsbildung

Spuren( mittel stark

Kein Stabilisator ............. I - z

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

-

acetat bei x5,6° C .......... 70 104

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

äcetat..................... 22 , 25 28

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

chromat ................... 9 - 32

Treibstoff, gesättigt mit Bleinitrat I - 32

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

chlorid ............. » * ' * ' ' ' 6 io 15

Treibstoff plus o,ool[ °/o Pb als

Bleistearat . . . . . . . . . . . . . . . . . I 17 i 36

Treibstoff plus o,oor °/o Pb als

Bleipalmitat................ - i i 8

Treibstoff plus o,ooi °/o Pb als

Bleioleat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i 4 5

Treibstoff nach Waschen mit

ioo Volumprozent einer

ioo/oigen Bleiacetatlösung ... 32 64 76

Beispiel II Der in diesem Beispiel benutzte Treibstoff war ein schwefelfreies Isooctan, dem Schwefelkohlenstoff in einer solchen Menge zugesetzt wurde, daß der Treibstoff einen Schwefelgehalt von o,oo5 °/o Gewichtsprozent besitzt.

Die folgenden Feststellungen (Prozentangaben des fertigen Treibstoffes in Gewichtsprozent) wurden gemacht

Zahl der Tage für

Stabilisator Niederschlagsbildung

Spuren mittel 1 stark

Kein Stabilisator . . . . . . . . . . . . . I - 2

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

acetat ....... - ............. - - z6

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

chromat ................... I - ; 2

Treibstoff, gesättigt mit Bleinitrat I - 2

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

chlorid .................... - 2

Treibstoff plus o,ooi o/, Pb als

Bleistearat . . . . .. . . . . . . . . . . . - i 1o

Treibstoff plus o,ooi °/o Pb als

Bleipalmitat . . . . . . . . . . . . . . . . 8 - 9

Treibstoff plus o,ooi °/o Pb als

Bleioleat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - I 16

Treibstoff nach Waschen mit

ioo Volumprozent einer

io°joigen Bleiacetatlösung ... 12 14 15

Beispiel III Der in diesem Beispiel benutzte Treibstoff war Flugmotorenbenzin mit der Octanzahl ioo, hergestellt in industriellem Maßstab mit einem Schwefelgehalt von o,o22 Gewichtsprozent; die vorhandenen Schwefelverbindungen wurden nicht bestimmt.

Der Treibstoff gab einen mittleren Niederschlag nach 2 Tagen. Ein vergleichbares Muster wurde mit Bleichlorid bei 16,6° C gesättigt und im Dunkeln bei 49°C gelagert; ein starker Niederschlag setzte sich nach 6 Tagen ab. Beispiel IV Der in diesem Beispiel benutzte Treibstoff war ein Flugmotorenbenzin mit der Octanzahl ioo, hergestellt in industriellem Maßstab mit einem Schwefelgehalt von o,o14Gewichtsprozent; die vorhandenen Schwefelverbindungen wurden nicht ermittelt.
Der Treibstoff ergab einen leichten Niederschlag nach i Tag und einen starken Niederschlag nach 3Tagen. Ein vergleichbares Muster wurde mit ioo Volumprozent einer fo°/oigen Bleiacetatlösung gewaschen und ergab einen leichten Niederschlag nach 2 Tagen, einen mittleren Niederschlag nach 5 Tagen und einen starken Niederschlag nach 6 Tagen.
Das folgende Beispiel zeigt die Wirkung von Bleisalzmischungen in gleichen Gewichtsteilen. Beispiel V Der in diesem Beispiel benutzte Treibstoff war ein schwefelfreies Isooctan, dem Thiophen in solcher Menge zugesetzt wurde, daß sich ein Schwefelgehalt von o,oo5 Gewichtsprozent des fertigen Treibstoffes ergab.

Folgende Feststellungen wurden gemacht:

Zahl der Tage für

Stabilisator Niederschlagsbildung

Spuren] mittel 1 stark

Kein Stabilisator . . . . . . . . . . . . . i `- 2

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

chlorid/Bleiacetat . . . . . . . . . . . io 13 I 21

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

chlorid/Bleinitrat ........... - I io 1i

Treibstoff, gesättigt mit Blei-

palmitat/Bleiacetat . . . . . . . . . . - [ 6

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Stabilisierung von gegebenenfalls Schwefel in organischer Bindung, z. B. als Thiophen enthaltendem Benzin, dem Bleitetraäthyl zur Erhöhung der Klopffestigkeit zugefügt ist, gekennzeichnet durch die Hinzufügung einer kleinen Menge eines Bleisalzes oder einer Mischung von Bleisalzen als Stabilisierungsmittel.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Stabilisierungsmittels o,oi Gewichtsprozent des behandelten Brennstoffes nicht überschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungsmittel entweder dem Treibstoff oder einem seiner Bestandteile oder dem Antiklopfmittel vor dem Mischen, während des Mischens oder während der Beimengung des Bleitetraäthyls hinzugefügt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Treibstoff oder einem seiner Bestandteile Bleiacetat als Stabilisierungsmittel zugesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungsmittel in Form einer alkoholischen Lösung zugesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungsmittel dem Benzin durch Waschen mit einer Lösung des Stabilisierungsmittels zugesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Benzin mit ioo Volumprozent einer io°/oigen Lösung eines Bleisalzes oder einer Mischung von Bleisalzen gewaschen wird. B. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisierungsmittel Bleichromat, Bleinitrat -oder Bleichlorid benutzt wird. Angezogene Druckschriften: Remy Lehrbuch der anorg. Chemie, 3. Aufl., Bd. i, S. 482, Abs.3.