DE960920C - Destillationsbrennstoff - Google Patents
DestillationsbrennstoffInfo
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
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- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/22—Organic compounds containing nitrogen
- C10L1/222—Organic compounds containing nitrogen containing at least one carbon-to-nitrogen single bond
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Description
AUSGEGEBEN AM 28. MÄRZ 1957
S 34337 IVc 123b
Destillationsbrennstoff
Die Erfindung bezieht sich auf Zusammensetzungen aus einer Mischung von brennbaren Kohlenwasserstoffölen
mit Zusatzstoffen, die geeignet sind, das Auftreten von Abscheidungen während längerer Lagerzeiten
zu hemmen oder zu verhindern und so ein Verstopfen oder Verkleben von Sieben auszuschalten.
Es ist bekannt, daß die meisten Öle für Verbrennungskraftmaschinen
und Heizzwecke die Neigung besitzen, während längerer Lagerzeiten Schlamm oder Abscheidungen zu bilden, die äußerst schädlich für
das wirksame Arbeiten von Brennern und Maschinen sind, bei denen diese Öle benutzt werden. Wahrscheinlich
sind solche Abscheidungen auf eine Oxydation der Öle zurückzuführen.
Um zufriedenstellende Brennstoffe herzustellen, ist es daher notwendig, · erstens die Bildung der Abscheidungen
und zweitens die Agglomerierung des unlöslichen Materials zu verhindern, das in verhältnismäßig
großen Massen gebildet wird. Außerdem ist der Schlamm in einem solchen Zustand zu halten, ao
daß er durch das Brennersystem ohne Verstopfen oder Verkleben von. Sieben, Filtern, Düsen od. dgl. hindurchgeht.
Der Brennstoffschlamm, der ein Verstopfen und Verkleben von Sieben,. Filtern usw. hervorruft,
besteht aus einer Emulsion von Wasser, Rost, Schmutz, Öl und Ölabscheidungen. Der Schlamm kann
auch in verhältnismäßig stabilen Ölen auftreten. Zur Lösung dieser Probleme ist die Verwendung von zwei
oder mehreren Zusatzstoffen vorgeschlagen worden, des einen zur Verhinderung der Bildung von Abscheidungen
und des anderen zur Verhinderung des Verstopfens von
Sieben, Düsen od. dgl. Beispiele von Zusatzstoffen, die für den letztgenannten, Zweck vorgeschlagen
wurden, sind Metallsalze von Fettsäuren, Metallsulfonate und Teüester von mehrwertigen Alkoholen.
Es ist nun gefunden worden, daß die Hemmung
bzw. Verhinderung der Bildung von Abscheidungen
ίο und des Verstopfens oder Verklebens von Sieben durch
den Zusatz eines einzigen Zusatzstoffes zu einem Brenn- oder Treibstoff erzielt werden kann, wenn man
normale primäre aliphatische Monoamine mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen oder Gemische derselben dem
betreffenden Öl in geringen Mengen zusetzt.
Die Brennstoffe, die gemäß der Erfindung verbessert werden, sind Kohlenwasserstofffraktionen mit
einem Anfangssiedepunkt von wenigstens 1500 und
einem Endsiedepunkt von höchstens 400°, die im wesentlichen kontinuierlich über ihren ganzen Destillationsbereich
sieden. Solche Brennstoffe sind als Destillationsbrennstoffe bekannt. Es sei jedoch ausdrücklich
betont, daß diese Bezeichnung nicht auf »straight-run<f-Destillationsfraktionen beschränkt ist.
Wie bekannt, können die Destillationsbrennstoffe aus »straight-runtf-Destillaten, aus katalytisch oder thermisch
gekrackten Destillaten oder aus Mischungen von »straight-run«-Destillaten undBenzinen mit gekrackten
Destillationsrückständen bestehen. Ferner können solche Öle nach bekannten technischen Verfahren
z.B. der Saure- oder Laugenbehandlung, der Lösungsmittelraffination,
der Bleicherdebehandlung usw. unterworfen werden.
Die Destillationsbrennstoffe sind durch ihre verhältnismäßig geringe Viskosität und ihren Fließpunkt
gekennzeichnet, insbesondere jedoch durch ihren Destillationsbereich (siehe oben). Es ist ersichtlich,
daß der Destillationsbereich jedes einzelnen Brennstoffes einen engeren Bereich deckt, der jedoch innerhalb
der oben angegebenen Grenzen liegt. Ebenso siedet jeder Brennstoff im wesentlichen kontinuierlich
über seinen ganzen Destillationsbereich.
Unter den hier betrachteten Brennstoffen werden besonders Öle, die zu Heizzwecken und als Dieselöle
benutzt werden, und insbesondere diejenigen Öle bevorzugt, die hauptsächlich oder allein aus gekrackten
Destillationsrückständen bestehen. Die Heizöle entsprechen im allgemeinen den Klassen, wie sie in den
ASTM-Vorschriften D 396-48 T angegeben sind.
Klassifizierungen von Dieselölen sind in den ASTM-Vorschriften D 975-48 T angegeben. Solche Öle haben
die Neigung, während der Lagerung Abscheidungen oder Schlamm zu bilden und Siebe, Filter od. dgl. zu
verstopfen.
Zusatzstoffe, die gemäß der Erfindung· zur Anwendung
gelangen, sind normale, primäre aliphatische Monoamine, die zwischen 7 und 18 Kohlenstoffatome
je Molekül und vorzugsweise zwischen 16 und 18 Kohlenstoff atome je Molekül haben. Der Zusatzstoff
soll aus einer Aminoverbindung mit gerader Kette oder anderen Substituenten in der Kohlenwasserstoffkette
bestehen. Es ist gefunden worden, daß Cycloamine, Amine mit verzweigten Ketten und Arylamine
unwirksam sind. Außerdem muß das Amin ein primäres Monoamin sein. Sekundäre und tertiäre Amine
sind für die Zwecke der Erfindung nicht brauchbar. Das normale primäre aliphatische Amin, das hier in
Betracht kommt, kann gesättigt oder ungesättigt sein. Mischungen von normalen primären aliphatischen
Aminen sind auch brauchbar, d.h. das Zusatzmittel kann aus zwei oder mehreren gesättigten oder ungesättigten
normalen primären aliphatischen Aminen bestehen, von denen jedes 7 bis 18 Kohlenstoff atome
je Molekül hat. Demgemäß umfaßt der Ausdruck »normale aliphatische primäre Monoamine«, wie er in
dem vorliegenden Zusammenhang benutzt wird, sowohl einzelne Amine als auch Mischungen von Aminen. Beispiele
von Aminzusatzstoffen, die gemäß der Erfindung in Betracht kommen, sind n-Heptylamin, n-Octylamin,
n-Octenylamin, n-Decylamin, n-Dodecylamin, n-Tridecylamin,
n-Tetradecylamin, n-Tetradecenylamin, n-Hexadecylamin, n-Hexadecenylamin, n-Octadecylamin,
n-Octadecenylamin, n-Octadecadienylamin und
Mischungen von zwei oder mehreren der vorgenannten Amine.
Die vorstehend beschriebenen normalen aliphatischen Amine werden in Konzentrationen zugesetzt,
die bei 30 bis 600 g je Kubikmeter Öl liegen. Vorzugsweise liegt die Konzentration zwischen 30 und 300 g
je Kubikmeter Öl. In Gewichtsprozenten, bezogen auf das Gewicht des Brennstoffs, ausgedrückt, schwanken
die Konzentrationen vorzugsweise zwischen ungefähr 0,005 und. ungefähr 0,05 %.
Das Ausmaß der Siebverstopfung wird mit einer Sundstrand-V3- oder -S i-Heizölbrennerpumpe mit
einem ioo-Maschen-Monelmetallsieb bestimmt. Ungefähr
0,05 Gewichtsprozent eines natürlich gebildeten Brennstoffschlamms, der aus Öl, Wasser,
Schmutz, Rost und organischen Abscheidungen besteht, wird zu 101 des Versuchsbrennstoffes zugesetzt.
Diese Mischung wird von der Pumpe durch das Sieb hindurch während 6 Stunden in Umlauf versetzt.
Dann wird der auf dem Sieb abgesetzte Schlamm mittels n-Pentans abgewaschen und durch einen
tarierten Asbestfilter (Gooch-Tiegel) filtriert. Nachdem das Material auf dem Filter getrocknet ist, wird
es mit einer Aceton-Methanol-Mischung (50: 50 Volumen- °/0) gewaschen. Die Gesamtmenge von organischen
Abscheidungen wird dadurch bestimmt, daß das n-Pentan und die Aceton-Methanol-Filtrate
verdampft werden und der Rückstand gewogen wird. Das Gewicht des Materials auf dem Filter ist die
Menge von niedergeschlagenem anorganischem Sediment. Die Summe der Gewichte der organischen und
anorganischen Niederschläge, in Milligramm, gibt das Gewicht des abgesetzten Schlamms, das mit dem
Gewicht eines Schlamms, der aus einem nicht mit dem Zusatzstoff versehenen Brennstoff (»roh«) abgeschieden
worden ist, verglichen wird, um den Prozentsatz der Siebverstopfung zu bestimmen. Der nicht iao
mit Zusatzstoff versehene Brennstoff bewirkt nach Stunden Prüfzeit 100% Siebverstopfung. Diese
Beziehung führt zu einem Maß für die prozentuale Siebverstopfung.
Der in den Beispielen benutzte Brennstoff besteht aus einer Mischung von 70 °/0 Destillationsöl, das aus
einem kontinuierlichen katalytischen Krackprozeß stammt, und 30% eines mit Luft und Lauge behandelten
»straight-runce-Destillationsöls. Er hat einen
Siedebereich zwischen 160 und 3400.
Bei den folgenden Beispielen wurden sowohl reine Amine als auch handelsübliche Mischungen von
Aminen benutzt. Die »Armeene« (Herstellerfirma Armour and Company, Chicago, Illinois,) werden aus
Fettsäuren oder deren Mischungen durch Umwandlung der Säure in ein Nitril und katalytische Reduktion
des Nitrils zum primären Amin hergestellt. Sie sind verhältnismäßig reine Mischungen von normalen aliphatischen
primären Aminen der in Tabelle I angegebenen Zusammensetzungen.
Primäre n-Amine
10 D | 14 D | »Armeene«· | 18D | C1) | S2) | ||
8D | — | — | i6D | ||||
3 | 3 | — | — | — | — | 8 | — |
90 | 90 | 90 | — | — | — | 9 | — |
7 | 7 | 9 | 4 | — | — | 47 | — |
— | — | — | 90 | — | — | 18 ■ | — |
— | — | — | 4 | — | 6 | 8 | IO |
— | — | I | — | 90 | 93 | 5 | IO |
— | — | — | 2 | 6 | I | 5 | 35 |
— | — | — | 4 | — | — | 45 | |
— | — | ||||||
T3)
Hexyl
Octyl
Decyl
Dodecyl
Tetradecyl
Hexadecyl
Octadecyl ....
Octadecenyl ..
Octadecadienyl
Octadecenyl ..
Octadecadienyl
30 25
45
aus Kokosnußöl hergestellt
2) aus Sojabohnenöl hergestellt
3) aus Talg hergestellt
»Armeen 2T« ist eine Mischung von sekundären
normalen aliphatischen Aminen mit aliphatischen Ketten, die wie bei »Armeen T« verteilt sind. »Armeen
2C<? ist ein sekundäres Amin mit aliphatischen Ketten,
die wie bei »Armeen C« verteilt sind. Auf diese Weise enthält »Armeen 2T« ungefähr 30% Dihexadecylamin,
25% Dioctadecylamin und 45% Dioctadecenylamin.
»Rosinamin Ό« (Hersteller: Hercules Powder
Company, Wilmington, Delaware) ist eine Mischung von primären Monoaminen von Harz. Es besteht
hauptsächlich aus Abietylamin.
»Alkylamin JM <r ist eine Mischung von primären
aliphatischen Aminen mit vielen Seitenketten, bei denen die Aminogruppe an ein tertiäres Kohlenstoffatom
gebunden ist und die zwischen 18 und 24 Kohlenstoffatome enthalten (Hersteller: Firma Rohm and
Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania).
Beispiele 1 bis 10
Verschiedene normale aliphatische primäre Monoamine und Mischungen davon wurden jeweils in Teilmengen
des Versuchsbrennstoffes in einer Konzentration von "ungefähr 75 g je Kubikmeter Öl eingemischt.
Die entstehenden Gemische wurden der obengenannten Siebverstopfungsprüfung unterworfen. Es
wurden dabei folgende Ergebnisse erhalten:
Tabelle | kein | II | Sieb | |
n-Heptylamin | Konzen | verstopfung | ||
Beispie! | Amin | Armeen 8 D | tration | Vo |
Armeen 10 D | (g/m3) | 100,0 | ||
roh | Armeen 12 D | _ | 60,1 | |
I | 75 | 50,1 | ||
2 | 75 | 31,1 | ||
3 | 75 | 25,0 | ||
4 | 75 | |||
Amin | Konzen | Sieb | |
Beispiel | Armeen 14D | tration (g/m3) |
verstopfung |
5 | Armeen 16 D | 75 | 18,7 |
6 | Armeen 18 D | 75 | IO,2 |
7 | Armeen C | 75 | 8,1 |
8 | Armeen S | 75 | 52,6 |
9 | Armeen T | 75 | 6,7 |
10 | 75 | 7,6 | |
Beispiele 11 bis 18
Zu Vergleichszwecken wurden verschiedene Amine jeweils in Teilmengen des Versuchsbrennstoffes in
einer Konzentration von etwa 75 g je Kubiianeter Öl eingemischt. Die sich ergebenden Mischungen wurden
der oben beschriebenen Siebverstopfungsprüfung unterworfen. Es wurden dabei folgende Ergebnisse erhalten
:
TabeUe III
Amin | kein | Konzen | Sieb | |
Beispiel | Rosinamine D | tration | verstopfang | |
Cyclohexyl | (g/m3) | 7. | ||
roh | amine | 100,0 | ||
II | Alkyl- | 75 | 100,0 | |
12 | amine JM | |||
2-Ethylhexyl- | 75 | 100,0 | ||
13 | amine | |||
Di-2-ethyl- | 75 | 95,6 | ||
14 | hexylamine | |||
Armeen 2 T | 75 | 99.4 | ||
15 | Armeen 2 C | |||
Triamylamine | 75 | 100,0 | ||
16 | 75 | 93,7 | ||
17 | 75 | 98,5 | ||
18 | 75 | 100,0 | ||
Ein Vergleich der Ergebnisse der Tabellen II und III zeigt, daß die normalen primären aliphatischen
Monoamine hinsichtlich ihrer eine Siebverstopfung verhindernden Wirksamkeit weit überlegen sind. Es
ist bedeutsam, festzustellen, daß andere Amine und sogar sekundäre aliphatische Amine unwirksam für
die Zwecke der Erfindung sind.
Es können auch Konzentrate der Zusatzstoffe gemäß der Erfindung zur leichten Handhabung usw.
verwendet werden. So können z. B. mehr als 6oo g primäre normale aliphatische Amine je Kubikmeter
einer Kohlenwasserstofffraktion, wie z.B. Brennstofföl, Benzin usw., zugesetzt werden. Es können somit
ungefähr io bis 50 Gewichtsprozert der oben beschriebenen
Amine einer Kohlenwasserstofffraktion zugefügt werden. Die so hergestellten Konzentrate
können später mit Brennstoff nach Wunsch verdünnt werden, um die gewünschte endgültige Konzentration
des Zusatzstoffes zu erhalten.
Claims (5)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Destillationsbrennstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er eine zur Verhinderung des Verstopfens von Sieben ausreichende, geringe Menge eines oder mehrerer normaler aliphatischer primärer Monoamine mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen je Molekül enthält.
- 2. Destillationsbrennstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von ungefähr 30 bis 600 g/m3 eines oder mehrerer der genannten normalen aliphatischen primären Monoamine.
- 3. Destillationsbrennstoff nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an normalen aliphatischen primären Monoaminen, die aus Sojabohnenöl, Kokosnußöl oder Talg hergestellt worden sind.
- 4. Destillationsbrennstoff nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an normalem Octadecylamin, normalem Hexadecylamin oder normalem Tetradecylamin.
- 5. Destillationsbrennstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt eines Konzentrates, das eine flüssige Kohlenwasserstofffraktion und ιό bis 50 Gewichtsprozent eines oder mehrerer normaler aliphatischer primärer Monoamine mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen je Molekül enthält.In Betracht gezogene Druckschriften:USA.-Patentschriften Nr. 2575003, 2527987, 216 230;britische Patentschrift Nr. 498 109 ;französische Patentschriften Nr. 757 326, 821 211; schweizerische Patentschrift Nr. 168450;.deutsche Patentschrift Nr. 748638;Chem. Zentra|blatt 1951, I, S. 1947; Chem. Zentralblatt 1952, S. 3091/92.
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