EP0064253B1

EP0064253B1 - Gasoline

Info

Publication number: EP0064253B1
Application number: EP82103532A
Authority: EP
Inventors: Hartmut Dr. Bruderreck; Günter Dr. Deininger; Klaus Dr. Gottlieb; Friedel-Heinrich Dr. Wehmeier; Manfred Dr. Haselhorst; August-Wilhelm Dr. Preuss
Original assignee: Veba Oel AG
Current assignee: Veba Oel AG
Priority date: 1981-04-28
Filing date: 1982-04-27
Publication date: 1986-10-15
Anticipated expiration: 2002-04-27
Also published as: DE3116734A1; PL236163A1; IE820990L; DK148941C; CA1178443A; TR21683A; ZA822878B; FI821452A0; PT74808A; GR75911B; EP0064253A3; FI821452L; NO821383L; MX160827A; NO155394B; KR890001786B1; EP0064253A2; JPH0239560B2; PT74808B; US4468233A

Abstract

A motor fuel comprising 35-98% hydrocarbon-containing base and 2-65% by volume of an additive which comprises a mixture containing (a) 5-35% by volume of methyl tert-butyl ether; (b) 5-40% by volume of isopropyl tert-butyl ether; and (c) 5-40% by volume of sec-butyl tert-butyl ether, has a high octane number and reduces exhaust pollutants.

Description

Die Erfindung betrifft hochwertige Vergaserkraftstoffe, die sich durch hohe Oktanzahlen, einen reduzierten Gehalt an Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und insbesondere an Stickoxiden in den Abgasen von Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung auszeichnen. Die erfindungsgemäßen Kraftstoffe erreichen Oktanzahlen, die es möglich machen, auf eine zusätzliche Verbleiung ganz zu verzichten.The invention relates to high-quality gasoline fuels which are distinguished by high octane numbers, a reduced content of hydrocarbons, carbon monoxide and in particular nitrogen oxides in the exhaust gases of internal combustion engines with spark ignition. The fuels according to the invention achieve octane numbers which make it possible to dispense with additional leading altogether.

Die erfindungsgemäßen Kraftstoffe zeichnen sich weiterhin dadurch aus, daß niedrigere Trübungspunkte, eine erhöhte Oxidationsstabilität und eine Verringerung des spezifischen Energieverbrauchs erreicht werden. Zur Erhöhung des motorischen Wirkungsgrades, die zu einer Verminderung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs führt, trägt das Verdichtungsverhältnis in besonderem Maße bei. Der daraus resultierenden Klopfneigung des Motors muß durch Erhöhen der Oktanzahl des Kraftstoffes Rechnung getragen werden. Hierzu werden dem Kraftstoff Antiklopfmittel insbesondere Bleialkyle, Alkylatbenzin oder Aromaten zugegeben. Nachteilig wirkt sich die damit verbundene hohe Abgasbelastung aus. Neben giftigen Verbrennungsprodukten der Bleiverbindung wird eine Zunahme des Gehaltes an Stickoxiden auf Grund der hohen Brennraumtemperatur beobachtet. Soll der Bleigehalt vermindert werden, so kann die Oktanzahl durch erhöhtes Zugeben von Aromaten eingestellt werden. Anstelle eines Teils der Aromaten können auch die Oktanzahl steigernde Isoparaffine, in großer Menge in Alkylatbenzin enthalten, zugegeben werden.The fuels according to the invention are further characterized in that lower cloud points, increased oxidation stability and a reduction in specific energy consumption are achieved. The compression ratio makes a particular contribution to increasing engine efficiency, which leads to a reduction in specific fuel consumption. The resulting tendency of the engine to knock must be taken into account by increasing the octane number of the fuel. To this end, anti-knock agents, in particular lead alkyls, alkylate petrol or aromatics, are added to the fuel. The associated high exhaust gas pollution has a disadvantageous effect. In addition to the toxic combustion products of the lead compound, an increase in the nitrogen oxide content due to the high combustion chamber temperature is observed. If the lead content is to be reduced, the octane number can be adjusted by adding aromatics. Instead of some of the aromatics, it is also possible to add isoparaffins which increase the octane number and which are present in large amounts in alkylate gasoline.

Eine Verminderung der Schadstoffe, insbesondere der Stickoxide wird hierdurch jedoch nicht erreicht.However, this does not reduce pollutants, especially nitrogen oxides.

Weiterhin ist bekannt, daß durch Zusatz von Methanol die Oktanzahl gesteigert und die Abgasbelastung gesenkt werden kann. Um jedoch einen fremdgezündeten Verbrennungsmotor mit einem Vergaserkraftstoff zu betreiben, der mehr als 5 Vol.% Methanol enthält, müssen mit solchen Motoren betriebene Fahrzeuge mit

Dichtungsmaterialien ausgerüstet werden. Weiterhin besteht ein schwerwiegender Nacnteil einer Beimischung von wesentlich mehr als 5 Vol.% Methanol darin, daß bei Wechselbetrieb zwischen Methanol-Kohlenwasserstoff-Gemisch und reinem Kohlenwasserstoff-Gemisch mit herkömmlichen Vergaser- und Einspritzvorrichtungen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis so eingestellt sein muß, daß für reinen Kohlenwasserstoffbetrieb die Abgas-Richtlinien hinsichtlich der Schadstoffmenge eingehalten werden. Ein auf dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellter, fremdgezündeter Verbrennungsmotor kann dann bei Betrieb mit einem Methanolkraftstoff, der mehr als 5 Vo1.% Methanol enthält, seine maximal mögliche Leistung nicht mehr erreichen.It is also known that the octane number can be increased and the exhaust gas pollution can be reduced by adding methanol. However, in order to operate a spark-ignition internal combustion engine with a gasoline that contains more than 5% by volume of methanol, vehicles operated with such engines must also

Sealing materials are equipped. Furthermore, a serious disadvantage of an admixture of significantly more than 5% by volume of methanol is that when the methanol-hydrocarbon mixture and pure hydrocarbon mixture are operated alternately with conventional carburetor and injection devices, the air-fuel ratio must be set such that for pure hydrocarbon operation, the exhaust gas guidelines regarding the amount of pollutants are observed. A spark-ignition internal combustion engine set to this air-fuel ratio can then no longer achieve its maximum possible output when operated with a methanol fuel which contains more than 5% by volume of methanol.

Aus älteren Veröffentlichungen, z. B. FR-PS 829 581, ist es bekannt, einzelne äther, wie Methyl-tert.-butylether, Isopropyl-tert.-butylether oder sec.-Butyl-tert.-butylether dem Kraftstoff beizumischen. Von Nachteil ist, daß diese Komponenten für sich allein nicht in beliebig großen Mengen zugegeben werden können, da das für Vergasermotoren nach DIN 51 600 und anderen internationalen Normen vorgeschriebene Flüchtigkeitsverhalten dann nicht mehr eingehalten werden kann.From older publications, e.g. B. FR-PS 829 581, it is known to mix individual ethers such as methyl tert-butyl ether, isopropyl tert-butyl ether or sec-butyl tert-butyl ether in the fuel. The disadvantage is that these components alone cannot be added in arbitrarily large quantities, since the volatility behavior prescribed for carburetor engines according to DIN 51 600 and other international standards can then no longer be maintained.

Durch die vorliegende Erfindung werden die genannten Nachteile beseitigt und neue technische Lösungen ermöglicht. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Kombinationen von Stoffe zu finden, die zur Herstellung von verbleiten oder unverbleiten Vergaserkraftstoffen für fremdgezündete Verbrennungsmotoren geeignet sind, zur Verminderung des spezifischen Energie- und Kraftstoffverbrauchs beitragen und sich durch hohe Oktanzahlen sowie verbesserte Abgasqualität auszeichnen.The disadvantages mentioned are eliminated by the present invention and new technical solutions are made possible. The invention has for its object to find combinations of substances that are suitable for the production of leaded or unleaded gasoline for spark ignition internal combustion engines, contribute to the reduction of specific energy and fuel consumption and are characterized by high octane numbers and improved exhaust gas quality.

Der erfindungsgemäße Vergaserkraftstoff besteht aus einer kohlenwasserstoffhaltigen Grundkomponente und 2 - 65, vorzugsweise 10 - 30 Vol.% eines äther-Gemisches. Die Kohlenwasserstoffe enthaltende Grundkomponente kann z. B. jedes bei der Raffination von Kohlenwasserstoffgemischen anfallende, auch Sauerstoffverbindungen enthaltende Gemisch mit geeignetem Siedeverhalten sein. Insbesondere ist als Grundkomponente auch ein Kohlenwasserstoff enthaltendes Gemisch geeignet, das nicht als solches und nicht ohne Zugabe anderer Komponenten außer dem erfindungsgemäßen Äther-Gemisch zu einem spezifikationsgerechten Vergaserkraftstoff verarbeitet werden kann, wie z. B. "straight run"-Benzin.The gasifier fuel according to the invention consists of a hydrocarbon-containing basic component and 2-65, preferably 10-30 vol.% Of an ether mixture. The hydrocarbon-containing base component can e.g. B. Any resulting in the refining of hydrocarbon mixtures, including oxygen compounds, with a suitable boiling behavior. In particular, a hydrocarbon-containing mixture is also suitable as the basic component, which mixture cannot be processed as such and without the addition of other components apart from the ether mixture according to the invention to a specification-corrected gasoline fuel, such as. B. "straight run" gasoline.

Das Äther-Gemisch enthält die Kraftstoffqualität verbessernde Bestandteile Methyl-tert.butylether, Isopropyl-tert.-butylether und sec.-Butyltert.-butylether. Die Mengenverhältnisse werden innerhalb gewisser Grenzen von der Grundkomponente bestimmt. Der gesamte Ätherzusatz setzt sich aus 5-35 Vol% Methyltertbutylether, und jewils 5-40 Vol% Isopropyl-tert-butylether und sec.-Butyl-tert.-butylether zusammen.The ether mixture contains the fuel quality-improving constituents methyl tert-butyl ether, isopropyl tert-butyl ether and sec-butyl tert-butyl ether. The quantitative ratios are determined within certain limits by the basic component. The entire ether additive is composed of 5-35% by volume methyl tert-butyl ether, and in each case 5-40% by volume isopropyl tert-butyl ether and sec-butyl tert-butyl ether.

Besonders vorteilhaft sind Zusatze, in denen das Volumenverhältnis von Methyl-tert.-butylether zu Isopropyltert.-butylether zu sec.-Butyl-tert.-butylether etwa 1: 1: 1 beträgt.Additives in which the volume ratio of methyl tert-butyl ether to isopropyl tert-butyl ether to sec-butyl tert-butyl ether is approximately 1: 1: 1 are particularly advantageous.

Die Verbesserung der Oktanzahlen und die Verringerung der Kohlenwasserstoffe und der Stickoxide im Abgas wird unabhängig von der Zusammensetzung der als Grundkomponente verwendeten Kohlenwasserstofffraktion beobachtet, wenn die Vergaserkraftstoffe die erfindungsgemäßen Zusätze enthalten. Daneben können die so zusammengesetzten Vergaserkraftstoffe auch Additive, wie Alkohole, z. B. Äthylalkohol und/oder Bleialkyle enthalten. Insbesondere werden erfindungsgemäß neben dem Äthergemisch tert.-Butanol, sec.-Butanol, Isopropanol und Methanol verwendet. Das Zusatzgemisch kann bis zu 85, vorzugsweise bis 50 Vol.% der genannten Alkohole enthalten. Dabei soll der Gehalt an Methanol 15 Vol.%, der Gehalt an Isopropanol und sec.-Butanol jeweils 20 Vol.% sowie der Gehalt an tert.-Butanol 85 VolO/o des äther-Alkohol-Zusatzes nicht überschreiten. Insbesondere kommen tert.-Butanolgehalte des Zusatzes von 1 - 50 Vol.% und Isopropanol- bzw. sec.-Butanolgehalte von jeweils 1 - 10 Vol.% in Betracht. Bevorzugt werden Volumenverhältnisse von Isopropanol zu Isopropyl-tert.butylether von 1: 4 bis 1: 10 und von sec-Butanol zu sec.-Butyl-tert.-butylether von 1: 5 bis 1: 20.The improvement in the octane numbers and the reduction in the hydrocarbons and nitrogen oxides in the exhaust gas are observed regardless of the composition of the hydrocarbon fraction used as the basic component if the gasoline fuels contain the additives according to the invention. In addition, the carburetor fuels so composed can also contain additives such as alcohols, e.g. B. contain ethyl alcohol and / or lead alkyls. In addition to the ether mixture, tert-butanol, sec-butanol, isopropanol and methanol are used in particular according to the invention. The additive mixture can contain up to 85, preferably up to 50% by volume of the alcohols mentioned. The content of methanol should not exceed 15% by volume, the content of isopropanol and sec.-butanol in each case 20% by volume, and the content of tert.-butanol 85% by volume of the ether alcohol additive. In particular, tert-butanol contents of 1 to 50 vol.% And isopropanol or sec-butanol contents of 1 to 10 vol.% Are suitable. Volume ratios of isopropanol to isopropyl tert-butyl ether of 1: 4 to 1:10 and of sec-butanol to sec-butyl tert-butyl ether from 1: 5 to 1:20 are preferred.

Aus DE-OS 24 44 528 sind zwar Kraftstoffzusätze bekannt, die aus Mischungen von sec.-Butanol und/oder tert.-Butanol und Methyl-tert.-butylether und/oder Äthyl-tert.butylether bestehen, wobei das Verhältnis Alkohol: Äther 20: 80 bis 80: 20 betragen soll. Die mit diesen Zusätzen erreichbaren Oktanzahlverbesserungen sind jedoch geringer als die durch die erfindungsgemäßen Mischungen erzielbaren. Außerdem kann durch die neuen Gemische ein weiterer Siedebereich eingestellt werden als dies durch die bekannten Zusätze möglich ist.From DE-OS 24 44 528 fuel additives are known, which consist of mixtures of sec-butanol and / or tert-butanol and methyl tert-butyl ether and / or ethyl tert-butyl ether exist, the ratio of alcohol: ether being 20:80 to 80:20. However, the octane number improvements which can be achieved with these additives are less than those which can be achieved by the mixtures according to the invention. In addition, a new boiling range can be set with the new mixtures than is possible with the known additives.

Die erfindungsgemäßen Kraftstoffzusätze führen zu einer insgesamt besser geregelten Verbrennung des Kraftstoffes, wodurch eine größere Wirtschaftlichkeit und höhere Leistung sowie ein niedriger Schadstoffgehalt im Abgas erreicht wird. Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß auf die zur Zeit für die Verbrennungsregelung eingesetzten Bleiverbindungen verzichtet werden kann. Durch die erfindungsgemäße Anwendung der Äther- bzw. Äther-Alkohol-Gemische erfolgt eine gleichmäßige Verteilung der sauerstoffhaltigen Komponenten über die gesamte Siedelage des Kraftstoffes, wodurch diese Vorteile in allen Betriebszuständen des Motors, wie Starten, Beschleunigen, Leerlauf usw. gewährleistet werden. Außerdem werden durch diese Komponenten Überhitzungszustände, wodurch Materialschäden im Brennraum auftreten können, nicht nur vermieden, sondern es tritt sogar eine merkbare Temperaturabsenkung gegenüber dem Betrieb mit herkömmlichen Vergaserkraftstoffen auf.The fuel additives according to the invention lead to an overall better controlled combustion of the fuel, as a result of which greater economy and higher performance as well as a lower pollutant content in the exhaust gas are achieved. A particular advantage is that the lead compounds currently used for the combustion control can be dispensed with. The use of the ether or ether-alcohol mixtures according to the invention results in a uniform distribution of the oxygen-containing components over the entire boiling point of the fuel, as a result of which these advantages are guaranteed in all operating states of the engine, such as starting, accelerating, idling, etc. In addition, these components not only avoid overheating conditions, which can cause material damage in the combustion chamber, but also a noticeable temperature drop compared to operation with conventional gasoline fuels.

Während die bisher bereits verwendete Komponente Methyl-tert.-butylether - nur in begrenztem Maße ohne Gegenwart von Bleiverbindungen die Oktanzahl erhöht, erfolgt bei den Äther- bzw. Äther-Alkohol-Mischungen gemäß vorliegender Erfindung eine stetig mit der Konzentration zunehmende Oktanzahlverbesserung, auch dann, wenn keine Bleiverbindungen zugegeben werden. Die Größe der erreichbaren Oktanzahlsteigerung und der relativen Verringerung der Schadstoffmengen im Abgas ist aus den Vergleichsversuchen zu ersehen. Erfindungsgemäß kann ein Vergaserkraftstoff hergestellt werden, der so hohe Oktanzahlen besitzt, daß Motoren betrieben werden können mit Verdichtungsverhältnissen, die deutlich über die von derzeit serienmäßig hergestellten Motoren hinausgehen. Bei Verdichtungsverhältnissen von z. B. 12: 1 bis 14: 1 wird der spezifische Kraftstoffverbrauch deutlich verringert und damit auch die absolute Menge an Abgas und Schadstoffen.While the previously used component methyl-tert-butyl ether increases the octane number only to a limited extent without the presence of lead compounds, the ether or ether-alcohol mixtures according to the present invention improve the octane number steadily with the concentration, even then if no lead compounds are added. The size of the achievable increase in octane number and the relative reduction in the amount of pollutants in the exhaust gas can be seen from the comparative tests. According to the invention, a carburetor fuel can be produced which has such high octane numbers that engines can be operated with compression ratios which go significantly beyond those of engines currently produced in series. With compression ratios of z. B. 12: 1 to 14: 1, the specific fuel consumption is significantly reduced and thus the absolute amount of exhaust gas and pollutants.

Ein weiterer positiver Effekt im Hinblick auf die Abgasverminderung wird dadurch erreicht, daß die erfindungsgemäßen Vergaserkraftstoffe bleifrei hergestellt werden können, wodurch die bekannten Maßnahmen zur Abgas-Nachverbrennung mittels Katalysatoren wirtschaftlich vorteilhaft vorgenommen werden können. Die verfügbaren Nachverbrennungsktalysatoren werden bekanntlich durch Blei deaktiviert und sind deswegen nur von kurzer Lebensdauer, also unökonomisch bei Verwendung verbleiter Kraftstoffe.Another positive effect with regard to exhaust gas reduction is achieved by the fact that the carburetor fuels according to the invention can be produced lead-free, which means that the known measures for exhaust gas post-combustion by means of catalysts can be carried out economically advantageously. As is known, the available post-combustion analyzers are deactivated by lead and are therefore only of short lifespan, i.e. uneconomical when using leaded fuels.

Die Verwendung von äther- bzw. äther-Alkohol-Gemischen ist gegenüber der Verwendung nur eines äther, insbesondere der Verwendung nur von Methyl-tert.-butylether vorteilhaft, insbesondere dann, wenn erfindungsgemäße bleifreie Kraftstoffe hergestellt werden. Wie die Vergleichsversuche demonstrieren, nehmen die erreichbaren relativen Oktanzahlsteigerungen, ausgedrückt durch die Blendwerte z. B. der Motoroktanzahl, bei Zugabe von Methyl-tert.-butylether allein mit steigendem Gehalt ab. Bei Zugabe nur von Isopropyl-tert.-butylether und/ oder sec.-Butyl-tert.-butylether nehmen die relativen Oktanzahlsteigerungen, ebenfalls ausgedrückt durch die Blendwerte, mit steigendem Gehalt zu. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Äther-Alkohol-Gemische nehmen die erreichbaren Oktanzahlsteigerungen mit der zur Grundkomponente zugegebenen Menge stetig zu.The use of ether or ether-alcohol mixtures is advantageous over the use of only one ether, in particular the use of only methyl tert-butyl ether, especially when lead-free fuels according to the invention are produced. As the comparative experiments demonstrate, the achievable relative increases in octane number, expressed by the glare values z. B. the motor octane number, with the addition of methyl tert-butyl ether alone with increasing content. When only isopropyl tert-butyl ether and / or sec-butyl tert-butyl ether are added, the relative increases in octane number, also expressed by the glare values, increase with increasing content. When using the ether-alcohol mixtures according to the invention, the achievable octane number increases steadily with the amount added to the basic component.

Die Zugabe großer Mengen eines einzelnen Äthers beeinträchtigen außerdem das Flüchtigkeitsverhalten. So wird der bei niedrigen Temperaturen verdampfbare Anteil bei Zugabe von Methyl-tert.-butylether allein unzulässig stark angehoben, was bei herkömmlichen, mit Vergasern ausgerüsteten Motoren zu Störungen führen kann. Bei Zugabe des erfindungsgemäßen Gemisches dagegen werden die Oktanzahl von Benzin erhöht und die Schadstoffe im Abgas verringert, ohne daß es zu solchen Störungen kommt. Der Grund dafür liegt in dem verbesserten Verdampfungsverhalten der erfindungsgemäßen Gemische: Die Siedekurve der Äther-Alkohol-Gemische reicht über einen breiteren Bereich (55 - 115 °C). Dies ist besonders wichtig für Vergaserkraftstoffe, die im Sommer oder in Ländern mit ständig hohen Umgebungstemperaturen eingesetzt werden.The addition of large amounts of a single ether also affects the volatility behavior. For example, the proportion that can be evaporated at low temperatures is increased to an unacceptably high level when methyl tert-butyl ether is added, which can lead to malfunctions in conventional engines equipped with carburettors. On the other hand, when the mixture according to the invention is added, the octane number of gasoline is increased and the pollutants in the exhaust gas are reduced without such disturbances occurring. The reason for this lies in the improved evaporation behavior of the mixtures according to the invention: the boiling curve of the ether-alcohol mixtures extends over a broad range (55-115 ° C.). This is particularly important for gasoline fuels that are used in summer or in countries with constantly high ambient temperatures.

Für die Lagerung der erfindungsgemäßen Kraftstoffe ist es von Bedeutung, daß der Zusatz des Äther- bzw. Äther-Alkohol-Gemisches die Oxidationsstabilität des Kraftstoffes erhöht.For the storage of the fuels according to the invention, it is important that the addition of the ether or ether-alcohol mixture increases the oxidation stability of the fuel.

Die erfindungsgemäßen Kraftstoffe verhalten sich nicht korrosiv gegenüber den für Kraftstoffbehälter, Motoren usw. verwendeten metallischen Werktstoffen, Kunststoffteilen und Dichtungsmaterialien. Ein weiterer positiver Effekt ist das gegenüber anderen Sauerstoff enthaltenden Komponenten wie Methanol und äthanol verbesserte Wasseraufnahmevermögen und Lösungsmittelverhalten. Hierdurch wird die Gefahr von Phasentrennungen, hervorgerufen durch geringe Mengen an Wasser, unterbunden und werden sehr niedrige Trübungspunkte erreicht.The fuels according to the invention are not corrosive to the metallic materials, plastic parts and sealing materials used for fuel tanks, engines, etc. Another positive effect is the improved water absorption and solvent behavior compared to other oxygen-containing components such as methanol and ethanol. This prevents the risk of phase separations caused by small amounts of water and very low cloud points are reached.

Die erfindungsgemäßen Kraftstoffe zeichnen sich durch sehr gutes motorisches Verhalten aus. Sie ermöglichen eine Vorstellung des Zündzeitpunktes gegenüber zur Zeit marktüblichen Kraftstoffen. Dadurch können mit den erfindungsgemäßen Kraftstoffen im Vergleich zu den herkömmlichen höhere Straßenoktanzahlen erreicht werden.The fuels according to the invention are distinguished by very good motor behavior. They allow an idea of the ignition timing compared to currently available fuels. As a result, the fuels according to the invention can be used to achieve higher street octane numbers than conventional ones.

Examples:

Durch Vermischen der Komponenten wurde ein äthergemisch

1. 33,3 Vol.% Methyl-tert.-butylether
33,3 Vol.% lsopropyl-tert.-butylether
33,3 Vol.% sec.-Butyl-tert.-butylether
und ein äther-Alkohol-Gemisch
2. 28,3 Vol.% Methyl-tert.-butylether
28,3 Vol.% Isopropyl-tert.-butylether
28,3 Vol.% sec.-Butyl-tert.-butylether
5 Vol.% Methanol
5 Vol.% Isopropanol
5 Vol.% sec.-Butanol

hergestellt, die bei der Ergebnisdarstellung der folgenden Vergleichsversuche als BI und B2 bezeichnet werden.By mixing the components, an ether mixture became

1. 33.3% by volume of methyl tert-butyl ether
33.3% by volume of isopropyl tert-butyl ether
33.3 vol.% Sec-butyl tert-butyl ether
and an ether-alcohol mixture
2. 28.3% by volume of methyl tert-butyl ether
28.3% by volume of isopropyl tert-butyl ether
28.3 vol.% Sec-butyl tert-butyl ether
5 vol.% Methanol
5 vol.% Isopropanol
5 vol.% Sec-butanol

produced, which are referred to as BI and B2 in the presentation of the results of the following comparison tests.

Comparative tests:

Je 5, 10 und 20 Volumenteile der einzelnen erfindungsgemäß verwendeten Äther Methyl-tert.-butyether (MTB), Isopropyltert.-butylether (PTB) und sec.-Butyl-tert.-butylether (BTB) wurden mit 95, 90 und 80 Volumenteilen einer Vergaserkraftstoff-Grundkomponente (GK1) gemischt. Die Grundkomponente war ein bei der Raffination von Erdöl anfallendes Kohlenwasserstoffgemisch, das zur Herstellung von Superkraftstoff verwendet wird und unverbleit eine Motor-Oktanzahl (MOZ) von 84 und eine Research-Oktanzahl (ROZ) von 93 aufwies.5, 10 and 20 parts by volume of the individual ethers used according to the invention were methyl tert-butyl ether (MTB), isopropyl tert-butyl ether (PTB) and sec-butyl tert-butyl ether (BTB) with 95, 90 and 80 parts by volume a basic gasoline fuel component (GK1) mixed. The basic component was a petroleum hydrocarbon mixture used in the production of super fuel that had an unleaded engine octane number (MOZ) of 84 and a research octane number (RON) of 93.

Mittels eines CFR-Prüfmotors wurde die MOZ der einzelnen Gemische, jeweils ohne Bleizusatz und mit 0,15 g pro Liter verbleit (+ Pb), gemessen und aus diesem sowie der MOZ der Grundkomponente unter der Annahme einer linearen Abhängigkeit die MOZ der reinen Äther (Blendwert) berechnet. Die Ergebnisse in Tab. 1 zeigen bei unverbleiten Kraftstoffen ein starkes Abfallen des MOZ-Blendwertes des Methyl-tert.-butylethers mit steigendem Zusatz, während die MOZ-Blendwerte von Isopropyl-tert.-butylether und von sec.-Butyl-tert.-butylether ansteigen

Using a CFR test engine, the MOZ of the individual mixtures, each without lead addition and leaded at 0.15 g per liter (+ Pb), was measured and the MOZ of the pure ether (assuming a linear dependency), based on this and the MOZ of the basic component ( Glare value) calculated. The results in Tab. 1 show a sharp drop in the MOZ glare of methyl tert-butyl ether with increasing addition for unleaded fuels, while the MOZ glare of isopropyl tert-butyl ether and of sec-butyl tert.- increase butyl ether

In gleicher Weise wurden Mischungen aus 95, 90, 80 und 50 Volumenteilen einer ähnlichen Grundkomponente (GK2), die eine MOZ von 84,5 und eine ROZ von 95 aufwies, und 5, 10, 20 und 50 Volumenteilen des äther-Alkohol-Gemisches nach Beispiel 2 hergestellt, MOZ und ROZ der unverbleiten Mischungen gemessen und die Blendwerte des Zusatzes berechnet. Die Ergebnisse sind in Tab. 2 wiedergegeben.

In the same way, mixtures of 95, 90, 80 and 50 parts by volume of a similar basic component (GK2), which had an MOZ of 84.5 and an RON of 95, and 5, 10, 20 and 50 parts by volume of the ether / alcohol mixture prepared according to Example 2, MOZ and ROZ of the unleaded mixtures measured and the blend values of the additive calculated. The results are shown in Tab. 2.

Die Verbesserung der Oktanzahlen sowohl von handelsüblichem Superkraftstoff (SVK) nach DIN 51 600, verbleit mit 0,15 g pro Liter, als auch der bereits beschriebenen unverbleiten Grundkomponente (GK2) durch die erfindungsgemäßen Zusätze ergibt sich aus Tab. 3.

The improvement in the octane numbers both of commercially available super fuel (SVK) according to DIN 51 600, leaded with 0.15 g per liter, and of the unleaded basic component (GK2) already described by the additives according to the invention can be seen from Table 3.

Tabelle 4 demonstriert, daß es durch die erfindungsgemäßen Zusätze ohne weiteres möglich ist, die Spezifikationen nach DIN 51600 (Spalte 1) sowohl für verbleite (Spalte 2) als auch insbesondere für unverbleite (Spalte 3) Gemische einzuhalten. Hingegen gelingt dies nicht durch Zugabe von Methyl-tert.-butylether allein (Spalte 5) z. B. zu einem "straight run"-Benzin (SR) mit Butan-Zusatz (Bu), aus dem aber durch den Zusatz erfindungsgemäßer Gemische (Spalte 4) ein die Spezifikation der DIN 51 600 erfüllender Superkraftstoff hergestellt werden kann.

Table 4 demonstrates that the additives according to the invention make it easy to comply with the specifications according to DIN 51600 (column 1) both for leaded (column 2) and in particular for leaded (column 3) mixtures. On the other hand, this is not possible by adding methyl tert-butyl ether alone (column 5), e.g. B. to a "straight run" gasoline (SR) with butane additive (Bu), but from which by the addition of mixtures according to the invention (column 4) a super fuel meeting the specification of DIN 51 600 can be produced.

Zur Messung der Schadstoffe im Abgas wurde ein 2,0 1 Einspritz-Motor, Verdichtung 9,4: 1 (Fabrikat Opel) sowohl mit handelsüblichem Superkraftstoff nach DIN 51 600, verbleit mit 0,15 g pro Liter, als auch mit einer erfindungsgemäßen Straight-run-Benzin-äther-Alkohol-Mischung betrieben. Zur Vergleichbarkeit der Meßergebnisse wurde jeweils der Gehalt an Kohlenmonoxid im Abgas auf 2,0 Vo1.% eingestellt. Die einzelnen Abgasbelastungen sowie der spezifische Energieverbaruch sind in Tabelle 5 zusammengestellt.

To measure the pollutants in the exhaust gas, a 2.0 1 injection engine, compression 9.4: 1 (made by Opel) was made both with commercially available super fuel according to DIN 51 600, leaded at 0.15 g per liter, and with a straight according to the invention -run-petrol-ether-alcohol mixture operated. In order to compare the measurement results, the content of carbon monoxide in the exhaust gas was set to 2.0% by volume. The individual emissions and the specific energy consumption are summarized in Table 5.

Das günstige motorische Verhalten der erfindungsgemäßen Kraftstoffe ergibt sich aus dem folgenden Vergleichsversuch: An einem 1,2 1-Motor mit einer Verdichtung von 9: 1 (Opel Kadett) wurden, jeweils nach Einstellung des Kohlenmonoxidgehaltes im Abgas auf 2 Vo1.%, die Zündzeitpunkte für den Klopfbeginn bei Vollgas ermittelt, und zwar beim Betrieb des Motors mit handelsüblichem Superkraftstoff nach DIN 51 600, verbleit mit 0,15 g pro Liter und mit einem verbleiten sowie einem unverbleiten erfindungsgemäßen Kraftstoff. In der Tabelle 6 sind die Differenzen der Zündzeitpunkte beim Betrieb mit den erfindungsgemäßen Kraftstoffen gegenüber denen beim Betrieb mit marktüblichem Superkraftstoff in Winkelgraden der Kurbelwelle (° KW) angegeben.

The favorable engine behavior of the fuels according to the invention results from the following comparative test: The ignition times were determined on a 1.2 1 engine with a compression of 9: 1 (Opel Kadett), in each case after setting the carbon monoxide content in the exhaust gas to 2% by volume determined for the knock at full throttle, namely when operating the engine with commercially available super fuel according to DIN 51 600, leaded with 0.15 g per liter and with a leaded and an unleaded fuel according to the invention. Table 6 shows the differences between the ignition times when operating with the fuels according to the invention and those when operating with commercially available super fuel in degrees of the crankshaft (° KW).

Zur Bestimmung der Oxidationsstabilisierung durch die erfindungsgemäß einzusetzenden Äther wurde die Induktionsdauer nach DIN 51 780 an handelsüblichem Superkraftstoff allein sowie in Mischung mit jeweils 20 Vo1.% Methyl-tert.butylether, Isopropyl-tert.-butylether und sec.-Butyl-tert.butylether ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt.

In order to determine the oxidation stabilization by the ethers to be used according to the invention, the induction time according to DIN 51 780 on commercially available super fuel was used alone and in a mixture with 20% by volume each of methyl tert-butyl ether, isopropyl tert-butyl ether and sec-butyl tert-butyl ether determined. The results are shown in Table 7.

Durch die erfindungsgemäßen Zusätze ist es möglich, die Oktanzahl-Blendwerte von tert.-Butanol (TBA) wesentlich zu erhöhen. Dieser sehr überraschende synergistische Effekt ist von Vorteil, wenn tert.-Butanol als Oktanzahlverbesserer verwendet wird, insbesondere in bleifreien Kraftstoffen.The additives according to the invention make it possible to significantly increase the octane number glare values of tert-butanol (TBA). This very surprising synergistic effect is advantageous when tert-butanol is used as an octane number improver, especially in lead-free fuels.

In Tabelle 8 sind Messungen aneiner Basiskomponente (GK 3) ähnlich dem vorstehend genannten GK 1 und GK 2 mit Zusätzen von tert.-Butanol sowie dem Äthergemisch des Beispiels 1 und dem Äther-Alkohol-Gemisch des Beispiels 2 zusammengestellt. Die aus Kohlenwasserstoffen bestehende Basiskomponente GK 3 hatte unverbleit eine MOZ von 84,9 und eine ROZ von 95. Die Blendwerte von tert.-Butanol in der unverbleiten Vergaserkraftstoffkomponente GK 3 errechneten sich zu MOZ - 88 und ROZ = 105. Die entsprechenden Werte von tert.-Butanol in der unverbleiten, mit ca. 30 % des erfindungsgemäßen Zusatzes versetzten Kraftstoffkomponente GK 3 waren MOZ 95 und ROZ 111.

Table 8 summarizes measurements on a base component (GK 3) similar to the aforementioned GK 1 and GK 2 with additions of tert-butanol as well as the ether mixture of example 1 and the ether-alcohol mixture of example 2. The basic component GK 3 consisting of hydrocarbons had an unleaded MOZ of 84.9 and an RON of 95. The glare values of tert-butanol in the unleaded gasoline fuel component GK 3 were calculated as MOZ - 88 and RON = 105. The corresponding values of tert .-Butanol in the unleaded fuel component GK 3 mixed with about 30% of the additive according to the invention were MOZ 95 and ROZ 111.

Claims

1. Gasoline containing ether, characterized in that, it comprises 2-65% by volume of an additive comprising

5-35% by volume of methyl tert-butyl ether,

5-40% by volume of isopropyl tert-butyl ether and

5-40% by volume of sec-buiyl tert-butyl ether.

2. Gasoline according to Claim 1, characterized in that, it contains 10-30% by volume of the ether mixture.

3. Gasoline according to Claim 1 or 2, characterized in that, the additive contains methyl tert-butyl ether, isopropyl tert-butyl ether and sec-butyl tert-butyl ether in a volume ratio of about 1:1:1.

4. Gasoline according to one of Claims 1 to 3, modified in that, the additive comprises up to 85%, preferably up to 50% by volume, of

0-85% by volume of tert-butanol

0-20% by volume of sec-butanol

0-20% by volume of isopropanol and

0-15% by volume of methanol.

5. Gasoline according to Claim 4, characterized in that, the additive comprises 1-50% by volume of tert-butanol.

6. Gasoline according to Claim 4 or 5, characterized in that, the additive comprises 1-10% by volume of sec-butanol.

7. Gasoline according to one of Claims 4 to 6, characterized in that, the additive comprises 1-10% by volume of isopropanol.

8. Gasoline according to one of Claims 4 to 7, characterized in that, the additive contains isopropyl tert-butyl ether and isopropanol in a volume ratio of 4:1 to 10:1.

9. Gasoline according to one of Claims 4 to 8. characterized in that, the additive contains sec-butyl tert-butyl ether and sec-butanol in a volume ratio of 5:1 to 20:1.