EP0146907A2 - Lösungsvermittler für Vergaserkraftstoffe - Google Patents

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EP0146907A2
EP0146907A2 EP84115656A EP84115656A EP0146907A2 EP 0146907 A2 EP0146907 A2 EP 0146907A2 EP 84115656 A EP84115656 A EP 84115656A EP 84115656 A EP84115656 A EP 84115656A EP 0146907 A2 EP0146907 A2 EP 0146907A2
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solubilizer
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Publication date
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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 OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C10L1/023—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for spark ignition

Definitions

  • the invention relates to a solubilizer for gasoline fuels, consisting of a mixture of gasoline, alcohol and water.
  • the mixture has so far been uneconomical because alcohol could only be used in a largely anhydrous form as a component of the mixture and the distillation effort for obtaining such anhydrous alcohol is unusually high.
  • ethanol is obtained from organic matter and usually has a water content of between about 5 and 10% by volume. This also as "bio-alcohol” be drawn ethanol cannot be mixed with petrol due to its water content. When mixed, the water precipitates (2-phase formation) and not only leads to corrosion damage in the engine, but ultimately prevents gasification of the fuel.
  • the invention has for its object to provide a solubilizer for gasoline fuels that enables the production of a single-phase mixture of gasoline and water-based alcohol, especially bio-alcohol.
  • a mixture additive consisting of a content of about 5 to 40% by volume of a substance from the group of the C 4 and C 5 methyl ketones and 20 to 60% by volume of a substance from the group the C 3 - to C 5 -, preferably C 4 -alcohols and 20 - 40 vol.% of a glycol.
  • Methyl isobutyl ketone is preferred as a substance from the group of the C 4 and C 5 methyl ketones and N-butyl alcohol as substance from the group of the C 3 to C 5 alcohols and ethylene glycol as the glycol.
  • a nonionic emulsifier with a saponification number in the range from 60 to 75, an iodine number in the range from 25 to 40, a hydroxyl number in the range from 140 to 165 and an HLB value of 8. 1, and in addition an additional 4-9% of a V ol broughttemulgierenden glycerol mono-dioleats with a saponification value of 162-175, an iodine number of 72-82, an HLB value of 3.3.
  • a solubilizer has been found to be particularly effective which contains 26.1% by volume of methyl isobutyl ketone, 36.0% by volume of N-butyl alcohol, 27.9% by volume of ethylene glycol, 5.6% by volume of a nonionic emulsifier and 4.4% by volume % contains non-self-emulsifying glycerol mono-dioleate.
  • additive composition 40% n-butanol 30% methyl isobutyl ketone 30% ethylene glycol
  • additive composition 70% n-butanol 20% methyl isobutyl ketone 5.6% BTO 4.4% Tegin 0
  • additive composition 4 0 % n-propanol 30% methyl isobutyl ketone 30% ethylene glycol

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Abstract

Zur Erzielung einer einphasigen Mischung von Benzin und wasserhaltigem Alkohol wird ein Lösungsvermittler vorgeschlagen, der etwa 5 - 40 Vol.% eines Stoffes aus der Gruppe der C4- und C5-Methyl-Ketone,
  • 20 - 60 Vol.% eines Stoffes aus der Gruppe der C3- bis C5-, bevorzugt C4--Alkohole und
  • 20 - 40 Vol.% eines Glykols
    sowie gegebenenfalls zusätzlich etwa 2 - 8 Vol.% eines nichtionogenen Emulgators sowie gegebenenfalls weiter zusätzlich ein nichtselbstemulgierendes Glyzerinmonodioleat enthält.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lösungsvermittler für Vergaserkraftstoffe, bestehend aus einem Gemisch von Benzin, Alkohol und Wasser.
  • Die Versorgungsprobleme mit Vergaserkraftstoff sind bekannt: die Vorräte an Erdöl sind begrenzt und sein Preis ist hoch sowie manipulierbar. Hierzu kommt die durch die Verbrennung von Benzin in Kfz-Motoren anfallende Menge von Schadstoffen, die zu einer zunehmend unerwünschten Umweltbelastung führt.
  • Es ist weiterhin bekannt, Benzin mit Alkohol, insbesondere Methanol zu mischen. Hierdurch wird nicht nur die Klopffestigkeit des Kraftstoffes erhöht und der Benzinbedarf gesenkt. Mit einer solchen Mischung betriebene Motore geben auch weniger Schadstoffe ab.
  • So vorteilhaft ein Zusatz an Alkohol zum Benzin ist, so unwirtschaftlich ist die Mischung bisher gewesen, weil Alkohol nur in weitgehend wasserfreier Form als Mischungsbestandteil eingesetzt werden konnte und der Destillationsaufwand zur Gewinnung von derart wasserfreiem Alkohol ungewöhnlich hoch ist.
  • Ethanol wird in zunehmendem Maß aus Bio-Masse gewonnen und hat dabei üblicherweise einen Wassergehalt zwischen etwa 5 und 10 Vol.%. Dieses auch als "Bio-Alkohol" bezeichnete Ethanol läßt sich seines Wassergehaltes wegen nicht stabil mit Benzin vermischen. Bei einer Mischung fällt das Wasser aus (2 Phasen Bildung) und führt im Motor nicht nur zu Korosionsschäden, sondern unterbindet letztlich die Vergasung des Kraftstoffes.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Lösungsvermittler für Vergaserkraftstoffe vorzuschlagen, der die Herstellung einer einphasigen Mischung aus Benzin und wasserhaltigem Alkohol, insbesondere Bio-Alkohol ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Mischungszusatz vorgeschlagen, erfindungsgemäß bestehend aus einem Gehalt von etwa 5 - 40 Vol. % eines Stoffes aus der Gruppe der C4- und C5-Methyl-Ketone sowie 20 - 60 Vol.% eines Stoffes aus der Gruppe der C3- bis C5-, bevorzugt C4-Alkohole und 20 - 40 Vol. % eines Glykols.
  • Bevorzugt wird Methylisobutylketon als Stoff aus der Gruppe der C4- und C5-Methyl-Ketone und N-Butylalkohol als Stoff aus der Gruppe der C3- bis C5-Alkohole sowie Ethylenglykol als Glykol.
  • Bevorzugt wird weiterhin ein Zusatz von 2 bis 8 Vol.% eines nichtionogenen Emulgators mit einer Verseifungszahl im Bereich von 60 - 75, einer Jodzahl im Bereich von 25 - 40, einer Hydroxylzahl im Bereich von 140 - 165 und einem HLB-Wert von 8,1 sowie ergänzend ein Zusatz von 4 - 9 Vol% eines nichtselbstemulgierenden Glyzerin-mono-dioleats mit einer Verseifungszahl von 162 - 175, einer jodzahl von 72 - 82, einem HLB-Wert von 3,3.
  • Als besonders wirkungsvoll hat sich ein Lösungsvermittler gezeigt, der 26,1 Vol.% Methylisobutylketon, 36,0 Vol.% N-Butylalkohol, 27,9 Vol.% Ethylenglykol, 5,6 Vol.% eines nichtionogenen Emulgators und 4,4 Vol.% nichtselbstemulgierendes Glyzerin-mono-dioleat enthält.
  • Ein etwa 80 Vol.% Benzin, etwa 18 - 19 Vol.% Alkohol und bis etwa 2 Vol.% Wasser enthaltender Vergaserkraftstoff hat beim Einsatz von etwa 0,5 Vol.% des beschriebenen Lösungsvermittler zwar den rechnerisch zu erwartenden geringeren Heizwert, jedoch ein auch bei geringeren Temperaturen hervorragendes Mischungsverhalten, das den Einsatz von handelsüblichen Bio-Alkoholen mit den sich aus dem Alkohol ergebenden Vorteilen ermöglicht. Der nun auch zulässige Wassergehalt ergibt wegen des erhöhten Dampfaufkommens bei der Verbrennung etwas erhöhte Zylinderdrücke. Der Anfall von CO und Stickoxiden sowie Kohlenwasserstoffen sinkt.
  • Die Erfindung wird im folgenden durch einige Beispiele näher erläutert.
    • Beispiel 1
  • 400 ml Superbenzin wurde manuell mit 2,5 ml eines Lösungsvermittlers vermischt, der aus 26,1 Vol.% Methylisobutylketon, 36,0 Vol.% N-Butylalkohol, 27, 9 Vol.% Ethylenglykol, 5,6 Vol.% eines nichtionogenen Emulgators und 4,4 Vol.% eines nichtselbstemulgierenden Glyzerin-mono-dioleats bestand. Dann wurden 94 ml reiner Alkohol und 6 ml Wasser zugefügt und die Mischung verrührt. Die Mischung blieb sowohl bei + 3° Celcius als auch bei +20° Celcius klar und stabil. Eine Zweiphasenbildung und etwaige Verfärbungen traten nicht auf.
    • Beispiel 2
  • 400 ml Superbenzin wurde manuell mit 2,5 ml eines Lösungsvermittlers vermischt, der aus 26,1 Vol.% Methylisobutylketon, 36,0 Vol.% N-Butylalkohol, 27,9 Vol.% Ethylenglykol, 5,6 Vol.% eines nichtionogenen Emulgators und 4,4 Vol.% eines nichtselbstemulgierenden Glyzerin-mono-dioleats bestand. Dann wurden 93 ml reiner Alkohol und 7 ml Wasser zugefügt und die Mischung verrührt. Die Mischung blieb sowohl bei + 3° Celcius als auch bei +20° Celcius klar und stabil. Eine Zweiphasenbildung und etwaige Verfärbungen traten nicht auf.
    • Beispiel 3
  • 400 ml Superbenzin wurde manuell mit 2,5 ml eines Lösungsvermittlers vermischt, der aus 26,1 Vol.% Methylisobutylketon, 36,0 Vol.% N-Butylalkohol, 27,9 Vol.% Ethylenglykol, 5,6 Vol.% eines nichtionogenen Emulgators und 4,4 Vol.% eines nichtselbstemulgierenden Glyzerin-mono-dioleats bestand. Dann wurden 94 ml reiner Alkohol und 6 ml Wasser zugefügt, die Mischung verrührt und dann bis -14,5*C abgekühlt. Die Mischung blieb klar und stabil. Eine Zweiphasenbildung und etwaige Verfärbungen traten nicht auf.
  • Mit vergleichbaren Ergebnissen wie bei den Beispielen 1 bis 3 wurden weitere Versuche durchgeführt, bei denen die Parameter auch der Lösungsvermittler (= Additive) wie im einzelnen angegeben variiert wurden. Alle folgenden Prozentangaben sind Volumenprozente. Die Wasserzugabe erfolgte bei den nachstehenden Beispielen bis zum Eintritt der ersten Trübung des Gemisches, welche jedoch nach einiger Zeit verschwand.
    • Beispiel 4
  • 2,5 ml Additiv + 400,0 ml bleifreies Superbenzin + 89,5 ml Ethanol 100% + 10,3 ml H20 Gesamtwassergehalt der Mischung: 2,0% Additivzusammensetzung: 40% n-Butanol 30% Methylisobutylketon 20% Ethylenglykol 5,6% BTO 4,4% Tegin 0
    • Beispiel 5
  • 2,5 ml Additiv +400,0 bleifreies Superbenzin + 91,9 ml Ethanol 100% + 10,1 ml H20 Gesamtwassergehalt der Mischung 2,0% Additivzusammensetzung: 40% n-Propanol 30% Methylisobutylketon 20% Ethylenglykol 5,6% BTO 4,4% Tegin 0
    • Beispiel 6
  • 2,5 ml Additiv + 398,0 ml bleifreies Superbenzin + 96,2 ml Ethanol 100% + 8,8 ml H2 0 Gesamtwassergehalt der Mischung: 1,7% Additivzusammensetzung: 40% n-Butanol 30% Methylisobutylketon 30% Ethylenglykol
    • Beispiel 7
  • 2,5 ml Additiv + 447,5 ml bleifreies Superbenzin + 48,1 ml Ethanol 100% + 3,2 ml H2 0 Gesamtwassergehalt der Mischung: 0,6 % Additivzusammensetzung: 45% n-Butanol 30% Methylisobutylketon 15% Ethylenglykol 5,6% BTO 4,4% Tegin0
    • Beispiel 8
  • 2,5 ml Additiv + 400,0 ml bleifreies Superbenzin + 96,2 ml Ethanol 100% + 9,0 ml H20 Gesamtwassergehalt der Mischung: 1,8% Additivzusammensetzung: 70% n-Butanol 20% Methylisobutylketon 5,6% BTO 4,4% Tegin 0
    • Beispiel 9
  • 2,5 ml Additiv + 400,0 ml bleifreies Superbenzin + 93,8 ml Ethanol 100% + 8,9 ml H20 Gesamtwassergehalt der Mischung: 1,8% Additivzusammensetzung: 45% n-Butanol 5% Methylisobutylketon 5,6% BTO 4,4% Tegin 0 40% Propylenglykol
    • Beispiel 10
  • 2,5 ml Additiv + 400,0 ml bleifreies Superbenzin + 96,2 ml Ethanol 100% + 6,8 ml H20 Gesamtwassergehalt der Mischung: 1,3 % Additivzusammensetzung: 40% n-Propanol 30% Methylisobutylketon 30% Ethylenglykol
    • Beispiel 11
  • 5,o ml Additiv + 900,0 ml bleifreies Superbenzin + 96,2 ml Ethanol 100% + 10,0 ml H2 0 Gesamtwasserqehalt der Mischung: 1,0% Additivzusammensetzung wie Beispiele 1 - 3
    • Beispiel 12
  • 2,5 ml Additiv + 400,0 ml bleifreies Superbenzin + 91,9 ml Ethanol 100% + 8,0 ml H2 0 Gesamtwasserqehalt der Mischung: 1,6% Additivzusammensetzung wie Beispiele 1 - 3
  • überraschend hat sich bei der praktischen Anwendung von Vergaserkraftstoffen mit den Merkmalen der Beispiele herausgestellt, daß die Gesamt-Schadstoffmengen in den Abgasen (NOX, CO, CH) um über 50 % reduziert waren.

Claims (19)

1. Lösungsvermittler für Vergaserkraftstoffe, bestehend aus einem Gemisch von Benzin, Alkohol und Wasser, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 5 - 40 Vol. % eines Stoffes aus der Gruppe der C4- und C5-Methyl-Ketone sowie 20 - 60 Vol.% eines Stoffes aus der Gruppe der C3- bis C5-, bevorzugt C4-Alkohole und 20 - 40 Vol. % eines Glykols.
2. Lösungsvermittler nach Anspruch 1 mit Methylisobutylketon als Stoff aus der Gruppe der C4- und C5-Methyl-Ketone.
3. Lösungsvermittler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Anteil von 26,1 Vol.% Methylisobutylketon.
4. Lösungsvermittler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Anteil von 5,0 Vol% Methylisobutylketon.
5. Lösungsvermittler nach Anspruch 1 mit Sec.-ButylMethyl-Keton als Stoff aus der Gruppe der C4- und C5-Methyl-Ketone.
6. Lösungsvermittler nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit N-Butylalkohol (1 - Butanol) als Stoff aus der Gruppe der C3- bis C5-Alkohole.
7. Lösungsvermittler nach Anspruch 6 mit 36,0 Vol.% N-Butylalkohol.
8. Lösungsvermittler nach Anspruch 6 mit 46,0 Vol.% N-Butylalkohol.
9. Lösungsvermittler nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit Ethylenglykol (1,2-Ethandiol) als Glykol.
10. Lösungsvermittler nach Anspruch 9, enthaltend 27,9 Vol.% Ethylenglykol.
11. Lösungsvermittler nach Anspruch 9, enthaltend 39,0 Vol.% Ethylenglykol.
12. Lösungsvermittler nach einem der Ansprüche 1 bis
11, zusätzlich enthaltend 2 - 8 Vol. % eines nichtionogenen Emulgators mit einer Verseifungszahl im Bereich von 60 - 75, einer Jodzahl im Bereich von 25 - 40, einer Hydroxylzahl im Bereich von 140 - 165 und einem HLB-Wert von 8,1.
13. Lösungsvermittler nach Anspruch 12, der etwa 5 Vol.% des Emulgators enthält.
14. Lösungsvermittler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der 5,6 Vol.% des nichtionogenen Emulgators enthält.
15. Lösungsvermittler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, weiterhin enthaltend 4 - 9 Vol.% eines nichtselbstemulgierenden Glyzerin-mono-dioleats mit einer Verseifungszahl von 162 - 175, einer Jodzahl von 72 - 82, einem HLB-Wert von 3,3.
16. Lösungsvermittler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des nichtselbstemulgierenden Glyzerin-mono-dioleates bei etwa 4 Vol.% liegt.
17. Lösungsvermittler nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit einem Gehalt von 4,4 Vol.% von nichtselbstemulgierendem Glyzerin-mono-dioleat.
18. Vergaserkraftstoff enthaltend bis zu etwa 95 Vol.% Benzin, bis zu etwa 20 Vol.% Alkohol, bis zu etwa 2 Vol.% Wasser und etwa 0,5 Vol.% Lösungsvermittler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17.
EP84115656A 1983-12-16 1984-12-17 Lösungsvermittler für Vergaserkraftstoffe Withdrawn EP0146907A3 (de)

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