NL1003391C2

NL1003391C2 - Vloeibare brandstofsamenstelling die met een gekleurde vlam brandt.

Info

Publication number: NL1003391C2
Application number: NL1003391A
Authority: NL
Inventors: Gerard Stulen; Herman Hamstra; August Hamstra
Original assignee: Gerard Stulen; Herman Hamstra; August Hamstra
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1997-12-23

Description

Vloeibare brandstofsamenstelling die met een gekleurde vlam brandt.

De uitvinding heeft betrekking op een vloeibare brandstofsamenstelling die met een gekleurde vlam brandt, waarbij de samenstelling 5 een alifatische eenwaardige alcohol met 1 tot 4 koolstofatomen, water en een in de samenstelling oplosbare metaalverbinding omvat.

Een dergelijke vloeibare brandstofsamenstelling is bekend uit de Franse octrooiaanvrage 2.694.014, waarin een werkwijze wordt beschreven voor het bereiden van een dergelijke samenstelling, waarbij men in 10 een alcoholmengsel, dat ongeveer 4 tot 5 gew.% methanol bevat, 2 tot 12 gew.% boorzuur of 2 tot 20 gew.% van een metaalhydroxide, -sulfide, -chloride of -nitraat oplost. Nadelen vein deze samenstellingen zijn dat deze een relatief grote hoeveelheid van het giftige methanol bevatten en grote hoeveelheden van een metaalverbinding wat belastend 15 voor het milieu is.

Vloeibare brandstofsamenstellingen die met een gekleurde vlam branden zijn verder bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.536.188, de Franse octrooiaanvragen 2.639-421 en 2.639-355 en de Duitse octrooiaanvrage 2.222.939- De samenstelling volgens het Ameri-20 kaanse octrooischrift 4.536.188 wordt toegepast als een brandstof voor race-auto's en omvat een grote hoeveelheid methanol en ongeveer 0,5 tot ongeveer 10,0 gew.% trimethylboraat. De samenstelling volgens de Franse octrooiaanvragen 2.639-421 en 2.639-355 bestaat in hoofdzaak uit een oplossing van 1 tot 10% van een of meer mineraal- of metaal-25 zouten in een oplosmiddel zoals een alcohol, een keton of een koolwaterstof. De hoeveelheid mineraal- of metaalzouten kan zelfs 10 tot 20% zijn. De samenstelling volgens de Duitse octrooiaanvrage 2.222.939 bestaat uit een mengsel van een metaalverbinding en een brandstof, waarbij de brandstof een paraffine, een alcohol, een vetzuur of een 30 ester kan zijn.

Alle, uit de stand van de techniek bekende vloeibare brandstofsamenstellingen hebben echter verder het nadeel dat deze in de praktijk niet bruikbaar zijn als een normale lampolie in olielampen of tuinfakkels en dergelijke, in het bijzonder omdat deze samenstellingen niet 35 langdurig een stabiele verbranding kunnen onderhouden. De nadelen van de hierboven genoemde vloeibare brandstofsamenstellingen zijn onder andere een te snelle verstopping (slakvorming) van de lont die met een snel kleiner wordende vlam gepaard gaat, hoge concentraties van de 100339 1 2 metaalverbindingen, waardoor een verhoogd risico op schadelijke ver-brandingsproducten en belasting van het milieu ontstaat, toepassing van toxische metaalverbindingen en een onbevredigende kleurvorming door het gebruik van niet-optimale lonten. De vloeibare brandstofsa-5 menstelling volgens de uitvinding verschaft een oplossing voor deze nadelen.

De uitvinding heeft derhalve betrekking op een vloeibare bran-dstofsamenstelling volgens de aanhef, met het kenmerk, dat de samenstelling bevat: 10 (a) ten hoogste 3 gew.JK methanol, (b) 70 tot 100 νοί./ί van een of meer alifatische eenwaardige alcoholen met 1 tot 4 koolstofatomen, (c) 0,001 tot 2 gew.% van de metaalverbinding, (d) een meerwaardige alcohol, 15 (e) 0-20 gev.% water, en (f) een denatureermiddel.

Voordelen van de vloeibare brandstofsamenstelling volgens de uitvinding zijn in het bijzonder de lage concentraties van de metaalverbindingen in de vloeibare brandstof, waarbij toch een bevredigende 20 kleurvorming wordt verkregen. Daardoor kan deze samenstelling op dezelfde wijze als lampolie worden toegepast met als toegevoegde eigenschap de aantrekkelijke gekleurde vlam waarmee de samenstelling brandt. Een verder voordeel ten opzichte van gebruikelijke lampolie is dat de samenstelling volgens de uitvinding bij consumptie door bij-25 voorbeeld kinderen niet de ernstige aandoening chemische pneumonitis kan veroorzaken. Dit gevaar acht men zelfs zo groot, dat de Europese Commissie de verkoop van dergelijke lampolie in kleine flessen wil verbieden en dat dergelijke lampolie alleen nog maar in flessen van ten minste 15 liter in de Europese Unie te koop zal worden aangeboden. 30 Het hoofdbestanddeel van de vloeibare brandstofsamenstelling volgens de uitvinding is een mengsel van een of meer alifatische eenwaardige alcoholen met 1 tot *1 koolstof atomen, met dien verstande, dat in de uiteindelijke samenstelling.ten hoogste 3 gew.# methanol aanwezig is, en is bij voorkeur 96%'s ethanol. Dit hoofdbestanddeel moet 35 aan de volgende eisen voldoen: A) De vloeistof moet van zichzelf met zeer licht gekleurde vlam branden zodat de kleurvormende metaalverbindingen deze kleur kunnen "overstemmen". Een gebruikelijke lampolie, bijvoorbeeld paraffine- 1003391 i 3 olie, is derhalve niet geschikt omdat deze een intens geelgekleurde vlam bij verbranding verschaft.

B) De kleurvormende metaalverbindingen moeten voldoende oplosbaar zijn in het hoofdbestanddeel.

5 C) Het hoofdbestanddeel is bij voorkeur niet giftig. Volgens de uitvinding bestaat het hoofdbestanddeel derhalve uit een of meer ali-fatische eenwaardige alcoholen met 1 tot 4 koolstofatomen met dien verstande, dat in de uiteindelijke samenstelling ten hoogste 3 gew.# methanol aanwezig is, en in het bijzonder uit technische ethanol (zui-10 verheid 96%) of zuivere ethanol.

De metaalverbindingen die deel uitmaken van de vloeibare bran-dstofsamenstelling volgens de uitvinding verschaffen de kleur aan de vlam door bij de heersende vlamtemperatuur door middel van emissie kleurvorming van de vlam te verschaffen. Voorbeelden van metalen die 15 deze kleurvorming teweeg kunnen brengen zijn lithium (rood), strontium (rood), natrium (geel-oranje), kalium (lila), rubidium (paars-rood), cesium (paars-blauw), calcium (oranje-rood), barium (groen), indium (paars-blauw), koper (groen en blauw), boor (groen), titaan, zink en magnesium (wit). Volgens de uitvinding zijn de metalen bij voorkeur 2o lithium, boor en natrium en worden deze metalen in de vorm van een zout toegepast, waarbij de zoutrest bij voorkeur nitraat, chloride, acetaat, citraat, methoxide of ethoxide of een mengsel van dergelijke zoutresten is.

Ter stabilisering van zowel de samenstelling als zodanig en van 25 de verbranding van de samenstelling wordt volgens de uitvinding een meerwaardige alcohol, bij voorkeur ethyleenglycol, glycerol of een mengsel daarvan, aan de samenstelling toegevoegd. De samenstelling bevat bij voorkeur 0 tot 20 vol.# van de meerwaardige alcohol.

De samenstelling volgens de uitvinding bevat 0-20 gew.Ji water. 30 Bij voorkeur is het watergehalte zo laag mogelijk en in het bijzonder niet hoger dan 5 gew.%.

Volgens de uitvinding bevat de vloeibare brandstofsamenstelling een denatureermiddel, dat wil zeggen een middel dat er voor zorgt dat het hoofdbestanddeel niet destilleerbaar is. Wanneer het hoofdbestand-35 deel uit ethanol bestaat, zijn geschikte denatureermiddelen methanol, 2-propanol en butanon.

Aan de vloeibare brandstofsamenstelling volgens de uitvinding kunnen eveneens additieven worden toegevoegd om de vloeistof een kleur 1003391 4 en/of geur te verschaffen, waarbij de hoeveelheid waarmee deze additieven worden toegevoegd niet zodanig mag zijn dat deze de verbranding nadelig beïnvloedt. Derhalve beïnvloeden deze additieven bij voorkeur niet de kleurvorming, veroorzaken zij geen schadelijke verbrandings-5 producten en brengen zij geen verstopping (slakvorming) van de lont teweeg.

Wanneer de vloeibare brandstofsamenstelling een verbinding van lithium en/of natrium bevat, is deze verbinding bij voorkeur een zout. Wanneer de metaalverbinding een lithiumzout is, bevat de samenstelling 10 bij voorkeur 0,01 tot 0,04 gew.% van het lithiumzout. Wanneer de metaalverbinding een natriumzout is, bevat de samenstelling bij voorkeur 0,01 tot 0,04 gew.£ van het natriumzout.

Wanneer de metaalverbinding een boorverbinding is, is de boorver-binding bij voorkeur boorzuur, trimethylboraat, triethylboraat of een 15 ester van boorzuur en ethyleenglycol en bevat de samenstelling bij voorkeur 0,5 tot 1,5 gew.# van een dergelijke boorverbinding.

De vloeibare brandstofsamenstelling volgens de uitvinding is bijzonder geschikt voor verbrandingsinrichtingen zoals olielampen en tuinfakkels. Een verder voordeel van de samenstelling volgens de uit-20 vinding is dat deze niet gevaarlijk is bij eventuele consumptie.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand vein de volgende voorbeelden.

Voorbeeld 1 25 Een vloeibare breindstof samenstelling die met een rode vlam brandt, wordt bereid door een zodanige hoeveelheid van lithiumchlori-de, lithiumacetaat, lithiummethoxide of lithiumethoxide in een mengsel van 90 vol.% 96%'s ethanol en 10 vol.# ethyleenglycol op te lossen, dat de samenstelling 50 mg lithium, berekend op metaal, per liter 30 samenstelling bevat.

Voorbeeld 2

Een vloeibare brandstofsamenstelling die met een oranje vlam brandt, wordt bereid zoals aangegeven is in voorbeeld 1, met dien 35 verstande, dat men in plaats van de lithiumverbinding een zodanige hoeveelheid natriumchloride, natriumacetaat, natriummethoxide of na-triumethoxide wordt toegevoegd, dat de samenstelling 100 mg natrium, berekend op metaal, per liter samenstelling bevat.

1003391 5

Voorbeeld 3

Een samenstelling die met een groene vlam brandt, wordt bereid volgens het voorschrift dat gegeven is in voorbeeld 1, met dien verstande, dat in plaats van de lithiumverbinding een zodanige hoeveel-5 heid boorzuur, trimethylboraat, triethylboraat of een ester van boor-zuur en ethyleenglycol wordt toegevoegd, dat de samenstelling 1 tot 3 g boor, berekend op metaal, per liter samenstelling bevat.

100339 1

Claims

6. DEC. 891 Conclusies _
1. Vloeibare brandstofsamenstelling die met een gekleurde vlam brandt, waarbij de samenstelling een alifatische eenwaardige alcohol 5 met 1 tot 4 koolstofatomen, water en een in de samenstelling oplosbare metaalverbinding omvat, met het kenmerk, dat de samenstelling bevat: (a) ten hoogste 3 gew.# methanol, (b) 70 tot 100 vol.# van een of meer alifatische eenwaardige alcoholen met 1 tot 4 koolstofatomen, 10 (c) 0,001 tot 2 gew.# van de metaalverbinding, (d) een meerwaardige alcohol, (e) 0-20 gew.# water, en (f) een denatureermiddel.
2. Samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 15 meerwaardige alcohol ethyleenglycol, glycerol of een mengsel daarvan is.
3. Samenstelling volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de samenstelling 0 tot 20 vol.# van de meerwaardige alcohol bevat.
4. Samenstelling volgens een der voorgaande conclusies, met het 20 kenmerk, dat het metaal van de metaalverbinding een metaal van Groep 1, 2, 4, 11, 12 of 13 van het Periodiek Systeem der Elementen is.
5. Samenstelling volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het metaal lithium, strontium, natrium, kalium, rubidium, cesium, calcium, barium, indium, koper, titaan, zink, magnesium of boor is.
6. Samenstelling volgens conclusie 4 of 5. met het kenmerk, dat de metaalverbinding een lithium- en/of een natriumzout, waarbij de zoutrest nitraat, chloride, acetaat, citraat, methoxide of ethoxide of een mengsel van dergelijke zoutresten is.
7. Samenstelling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de 30 metaalverbinding een lithiumzout is en de samenstelling 0,01 tot 0,04 gew.# van het lithiumzout bevat.
8. Samenstelling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de metaalverbinding een natriumzout is en de samenstelling 0,01 tot 0,04 gew.# van het natriumzout bevat. 35 9· Samenstelling volgens conclusie 4 of 5. met het kenmerk, dat de metaalverbinding boorzuur, trimethylboraat, triethylboraat of een ester van boorzuur en ethyleenglycol is.
10. Samenstelling volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de 1003391 samenstelling 0,5 tot 1,5 gew.# boorzuur, trimethylboraat, triethylbo-raat of 0,5 tot 1,5 gew.% van een ester van boorzuur en ethyleenglycol bevat.
11. Samenstelling volgens een der voorgaande conclusies, met het 5 kenmerk. dat de samenstelling een kleur- en/of geurstof bevat.
12. Toepassing van de samenstelling volgens een of meer der conclusies 1 tot 11 als een brandstof voor olielampen of dergelijke. 100339 1