WO2001007541A1 - Wässriges kraftstoffgemisch - Google Patents

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WO2001007541A1
WO2001007541A1 PCT/EP2000/006736 EP0006736W WO0107541A1 WO 2001007541 A1 WO2001007541 A1 WO 2001007541A1 EP 0006736 W EP0006736 W EP 0006736W WO 0107541 A1 WO0107541 A1 WO 0107541A1
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emulsifiers
fuel mixture
fatty alcohols
carbon atoms
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Jürgen Röder
Frank Bongardt
Lothar Carl
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Cognis Deutschland Gmbh
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    • 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, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
    • 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, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/143—Organic compounds mixtures of organic macromolecular compounds with organic non-macromolecular compounds
    • 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, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/328—Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase

Definitions

  • the emulsifiers are contained in amounts of 0.5 to 26% by weight.
  • alcohols those having 1 to 8 carbon atoms are disclosed.
  • DE 37 09 195 AI describes storage-stable aqueous fuel compositions which, in addition to hydrocarbons, contain a combination of 1.0 to 3.5% by weight of an emulsifier and 0.5 to 10% by weight of Ci-s alcohols.
  • WO 85/04183 proposes aqueous fuels which contain 0.5 to 3.0% by weight of ethoxylated fatty alcohols having 12 to 14 carbon atoms as emulsifiers, the document not providing any specific information about the degree of ethoxylation.
  • the proposed aqueous fuels on the one hand, cannot meet the increased requirements for the emission limit values, on the other hand, the presence of emulsifiers can lead to engine malfunctions, for example to deposits on the injection nozzles or valves.
  • a first embodiment relates to a fuel mixture for internal combustion engines, containing fuels, water and emulsifiers, and optionally further additives, the emulsifiers being a mixture of (A) branched-chain, saturated or unsaturated fatty alcohols having 12 to 24 carbon atoms and (B) ethoxylated fatty alcohols 8 to 24 carbon atoms and 1 to 10 moles of ethylene oxide per mole of fatty alcohol is contained.
  • the fuel mixtures according to the invention preferably contain 60 to 95% by weight of the fuel, 5 to 35% by weight of water, 0.01 to 5% by weight of emulsifiers (A) and (B) and 0 to 2.5% by weight. % more additives.
  • Fuel mixtures containing 65 to 90% by weight of a fuel, 25 to 35% by weight of water, 0.01 to 0.5% by weight of emulsifiers (A) and (B) and 0.01 to are particularly preferred Contain 0.5% by weight of other additives.
  • fuels are understood to mean all energy-supplying operating materials whose free combustion energy is converted into mechanical work. This includes all types of engine and aviation fuels that are liquid at room temperature and normal pressure.
  • Motor fuels e.g. for car or truck engines, usually contain hydrocarbons, e.g. petrol or higher-boiling petroleum fractions.
  • Diesel fuels are obtained from gas oil by cracking or from tars obtained from the smoldering of lignite or hard coal. Common products have a density between 0.83 and 0.88 g / cm3, a boiling point between 170 and 360 ° C and flash points between 70 and 100 ° C.
  • diesel and heating oils are preferred fuels.
  • the Water content based on the mixture, at least 5% by weight and at most 35% by weight. Those aqueous mixtures which contain approximately 70% by weight of fuel and approximately 30% by weight of water are particularly preferred.
  • the emulsifier system described below is then added to these mixtures in the amounts indicated.
  • the emulsifier components (A) and (B) are known classes of substances.
  • Fatty alcohols of component (A) are to be understood as alcohols of the formula (I)
  • R 1 represents a branched hydrocarbon radical having 12 to 24 carbon atoms and 0 and or 1, 2 or 3 double bonds.
  • Typical examples are isotridecyl, isohexadecyl, isostearyl or 2-hexyl-1-decane alcohol and 2-octyldecanol, as well as their technical mixtures.
  • Branched fatty alcohols of the type mentioned here can be obtained, for example, by customary processes, for example by oxo or Guerbet synthesis.
  • the products of the Guerbet syntheses which lead to alcohols branched uniformly in the ⁇ position are preferred alcohols in the sense of the present invention.
  • Particularly preferred fuels are those which contain branched, saturated fatty alcohols having 14 to 24 carbon atoms as component (A).
  • the compounds of component (B) are also known compounds which are obtained by reacting fatty alcohols of C chain length 12 to 18 with ethylene oxide under pressure and in the presence of acidic or alkaline catalysts.
  • Suitable fatty alcohol ethoxylates contain 1 to 10 moles of ethylene oxide units per mole of fatty alcohol.
  • Fatty alcohols with 12 to 18 carbon atoms and 1 to 4 moles of ethylene oxide per mole of fatty alcohol are preferably used as starting products for the ethoxylation.
  • Suitable fatty alcohols are lauryl, myristyl, palmityl or stearyl alcohol.
  • Suitable unsaturated fatty alcohols are, for example, oleyl alcohol or 10-undecen-l-ol.
  • the fatty alcohol ethoxylates can also be present in the fuels according to the invention as mixtures of the various ethoxylates. It is further preferred to use components (A) and (B) in proportions of 1: 1 to 1: 4.
  • the total amount of emulsifier components (A) and (B) used is preferably from 0.01 to 5% by weight, in particular from 0.01 to 2% by weight and particularly preferably from 0.01 to 1% by weight, based in each case on the amount of fuel and water.
  • nonionic emulsifiers suitable for the person skilled in the art can also be present in minor amounts (ie about 5 to 10% by weight, based on the amount of (A) and (B)) , As a rule, however, you will dispense with additional emulsifiers and use fuels that only contain emulsifiers (A) and (B).
  • the fuels may also contain other additives, preferably corrosion inhibitors, e.g. quaternized ammonium compounds or carboxamides and their derivatives.
  • corrosion inhibitors e.g. quaternized ammonium compounds or carboxamides and their derivatives.
  • ethoxylated carboxamides as corrosion inhibitors is particularly preferred.
  • Such amides follow the general formula (II)
  • R 2 represents a saturated or unsaturated, linear or branched, optionally cyclic alkyl radical having 1 to 24 carbon atoms
  • X represents a hydrogen atom or a methyl radical or a radical - (C 2 H 2 -O) n -H
  • R 3 denotes a radical - (C 2 H 2 -O) n -H or a radical NY- (C 2 H 2 - O) m -H
  • Y represents a divalent alkylene radical with 1 to 4 C atoms and n and m independently of one another represent a number from 1 to 10.
  • the products of formula (II) can be obtained by amidation of fatty acids or fatty acid mixtures and subsequent ethoxylation.
  • Suitable fatty acids are octanoic acid, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, arachinic acid, oleic acid, erucic acid, ricinoleic acid or mixtures thereof, such as those found in coconut oil, palm oil, sunflower oil, safflower oil, Soybean oil, castor oil, whale oil, fish oil or taig fat occur.
  • Preferred amides are those which contain 12 to 24 carbon atoms and have been reacted with 0.5 to 5 moles of ethylene oxide, preferably 1 to 3 moles of ethylene oxide per mole of carboxylic acid amide.
  • Tall oil fatty acid monoethanol amide with 1.5 moles of ethylene oxide per mole of amide.
  • by-products are formed in the preparation of these compounds, or educts remain in the product, in particular ethanolamine, triethanolamm or tall oil fatty acid.
  • Such technical mixtures are also part of the disclosure of the invention.
  • the emulsifier system according to the invention is added to the fuels in amounts of 0.01 to a maximum of 5% by weight.
  • An anhydrous additive package containing components (A), (B) and optionally other auxiliaries can preferably be used for this purpose.
  • Another object therefore relates to such water-free additive concentrates for aqueous fuels for internal combustion engines, containing branched-chain, saturated or unsaturated fatty alcohols with 12 to 24 carbon atoms, ethoxylated fatty alcohols with 8 to 24 carbon atoms and 1 to 10 moles of ethylene oxide per mole of fatty alcohol and ethoxylated carboxamides , These concentrates contain the emulsifier component (A) in amounts of 10 to 30% by weight, the emulsifier component (B) in amounts of 30 to 60% by weight and the ethoxylated carboxamides in amounts of 15 to 30% by weight.
  • the invention further relates to a process for the production of aqueous fuels, an additive concentrate according to the above description being added to the fuel / water mixture in amounts of 0.01 to 5% by weight, preferably in amounts of 0, to the aqueous fuels. 01 to 2 wt .-% and in particular in amounts of 0.01 to 1 wt .-%.
  • An additive concentrate was prepared containing 20% by weight of 2-hexyl-1-decanol, 54% by weight of Oley / cetyl alcohol x 2 EO and 26% by weight of tall oil fatty acid monoethanolamide x 1.5 EO, and this then added to a mixture of 70% by weight of diesel oil and 30% by weight of water.
  • the amount of additive concentrate used was 0.1% by weight, based on the amount of water and diesel oil. After stirring briefly, a stable emulsion was formed that could be burned easily in a diesel engine.
  • the fuel / water mixtures according to the invention are suitable as fuels for all types of internal combustion engines, but preferably for diesel engines, in particular stationary diesel engines such as are used for block-type power plants.
  • diesel engines in particular stationary diesel engines such as are used for block-type power plants.
  • the fuel mixtures according to the invention are furthermore stable in storage, in particular at low temperatures, and can be obtained simply by mechanically mixing the emulsifier system with the aqueous fuel.

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Abstract

Durch Einsatz von Emulgatorsystemen, enthaltend verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten Fettalkoholen mit 12 bis 24 C-Atomen und ethoxylierten Fettalkoholen mit 8 bis 24 C-Atomen und 1 bis 10 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol, in wässrigen Dieselölen wird bei der Verbrennung die Emission an NOx und Russ deutlich verringert.

Description

Wäßriges Kraftstoffgemisch
Verbrennungskraf maschinen, die mit brennbaren Kohlenwasserstoffen betrieben werden, verursachen systembedingt Emissionen, in Form von Stickoxiden, Kohlenmonoxid und -dioxid und Ruß. In den letzten Jahren haben sich daher die Anforderungen an die Emissionswerte von Verbrennungskraftmaschinen kontinuierlich verschärft. Dies gilt nicht nur für Motoren in Fahrzeugen aller Art, sondern auch für stationär betriebene Aggregate, beispielsweise Dieselmotoren, die als Stromerzeuger bzw. als Blockkraftwerk eingesetzt werden. In der Bundesrepublik Deutschland ist die Technische Anleitung Luft (TA Luft) maßgeblich, die für stationäre Dieselaggregate NOx-Grenzwerte von maximal 2.000 mg/m3 und Rußgrenzwerte von maximal 130 mg/m3 vorschreibt. In Zukunft werden diese Werte weiter verschärft, geplant sind NOx-Grenzwerte von 1.000 mg/m3 und Rußgrenzwerte von 50 mg/m3.
Es ist daher ein erheblicher Bedarf der betroffenen Industrie an emissionssenkenden Maßnahmen gegeben. Es ist bereits lange bekannt, daß der Zusatz von Wasser zum Treibstoff bei dessen Verbrennung eine merkliche Reduktion von NOx, Ruß und CO ermöglicht. Allerdings ist Wasser nur zu geringen Anteilen in Kohlenwasserstoffen löslich. In Dieselöl z.B. lösen sich nur etwa 5 Gew.-% Wasser. Bei höheren Anteilen kommt es zu einer Phasenseparierung. Daher ist es notwendig, wenn höhere Anteile an Wasser mit Kohlenwasserstoffen formuliert werden sollen, geeignete Emulgatorsysteme einzusetzen. Aus der OS 28 54 540 sind wässerige Kraftstoffe bekannt, die einen Emulgatorkombination aus Alkoholen und Anlagerungsprodukten von Ethylenoxid oder Propylenoxid an C9-2ι Carbonsäureamide enthalten. Die Emulgatoren sind in Mengen von 0,5 bis 26 Gew.-% enthalten. Als Alkohole werden solche mit 1 bis 8 Kohlenstoffatome offenbart. Die DE 37 09 195 AI beschreibt lagerstabile wässerige Kraftstoffzusammensetzungen, die neben Kohlenwasserstoffen eine Kombination aus 1,0 bis 3,5 Gew.-% eines Emulgators und 0,5 bis 10 Gew.-% Ci-s Alkohole enthalten. Die WO 85/04183 schlägt wässerige Treibstoffe vor, die als Emulgatoren 0,5 bis 3,0 Gew.-% ethoxylierte Fettalkohole mit 12 bis 14 C-Atomen enthalten, wobei in dem Dokument keine konkreten Angaben über den Grad der Ethoxylierung gemacht werden. Die vorgeschlagenen wäßrigen Treibstoffe können aber zum einen die erhöhten Anforderungen an die Emissionsgrenzwerte nicht erfüllen, zum anderen kann die Anwesenheit von Emulgatoren zu Störungen der Motoren führen, z.B. zur Bildung von Ablagerungen an den Einspritzdüsen oder Ventilen.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solche wäßrigen Treibstoffsysteme bereitzustellen, welche die obigen Nachteile nicht aufweisen. Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe durch die Auswahl bestimmter Emulgatorensysteme gelöst werden kann.
Eine erste Ausführungsform betrifft ein Kraftstoffgemisch für Verbrennungskraftmaschinen, enthaltend Kraftstoffe, Wasser und Emulgatoren, sowie gegebenenfalls weitere Additive, wobei als Emulgatoren eine Mischung aus (A) verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten Fettalkoholen mit 12 bis 24 C-Atomen und (B) ethoxylierten Fettalkoholen mit 8 bis 24 C-Atomen und 1 bis 10 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol enthalten ist. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß diese Kombination von Emulgatoren eine gute und sehr schnelle Emulgierbarkeit von Treibstoffen und Wasser ermöglicht, wobei die Einsatzmengen an Emulgator deutlich unterhalb der bekannten Mengen liegen kann. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Kraftstoffgemische 60 bis 95 Gew.-% des Kraftstoffs, 5 bis 35 Gew.-% Wasser, 0,01 bis 5 Gew.-% Emulgatoren (A) und (B) und 0 bis 2,5 Gew.-% weitere Additive. Besonders bevorzugt sind dabei Kraftstoffgemische, die 65 bis 90 Gew.-% eines Kraftstoffs, 25 bis 35 Gew.-% Wasser, 0,01 bis 0,5 Gew.-% Emulgatoren (A) und (B) und 0,01 bis 0,5 Gew.-% weitere Additive enthalten.
Unter Kraftstoffe werden im Rahmen dieser Anmeldung alle energieliefernden Betriebsstoffe, deren freie Verbrennungsenergie in mechanische Arbeit umgesetzt wird, verstanden. Dazu zählen alle Arten von bei Raumtemperatur und Normaldruck flüssiger Motor- und Flugkraftstoffe. Motorkraftstoffe, z.B. für PKW- oder LKW-Motoren, enthalten in der Regel Kohlenwasserstoffe, z.B. Benzin- oder höhersiedende Erdöl-Fraktionen. Dieseltreibstoffe werden aus Gasöl durch Cracken oder aus Teeren, die bei der Schwelung von Braun- oder Steinkohle gewonnen werden, erhalten. Übliche Produkte haben eine Dichte zwischen 0,83 und 0,88 g/cm3, einen Siedepunkt zwischen 170 und 360 °C und Flammpunkte zwischen 70 und 100 °C. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre sind Diesel- und Heizöle bevorzugte Treibstoffe. Bei den erfindungsgemäßen Kraftstoff/Wasser-Mischungen beträgt der Wassergehalt, bezogen auf die Mischung, mindestens 5 Gew.-% und höchstens 35 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind solche wäßrigen Mischungen, die etwa 70 Gew.-% Kraftstoff und etwa 30 Gew.-% Wasser enthalten. Zu diesen Mischungen wird dann das unten beschriebene Emulgatorsystem in den angegebenen Mengen zugesetzt.
Bei den Emulgatorenkomponenten (A) und (B) handelt es sich jeweils um bekannte Stoffklassen. Unter Fettalkoholen der Komponente (A) sind Alkohole der Formel (I) zu verstehen,
ROH (I)
in der R1 für einen verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen und 0 und oder 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht. Typische Beispiele sind Isotridecyl-, Isohexadecyl-, Isostearyl- oder 2-Hexyl-l-Decanalkohol und 2-Octyldecanol, sowie deren technische Mischungen. Verzweigte Fettalkohole des hier angesprochenen Typs können z.B. nach üblichen Verfahren, beispielsweise durch Oxo- oder Guerbet-Synthese erhalten werden. Die Produkte der Guerbet-Synthesen, die zu einheitlich in α-Stellung verzweigten Alkohole führen, sind bevorzugte Alkohole im Sinne der vorliegenden Erfindung. Besonders bevorzugt sind solche Kraftstoffe, die als Komponente (A) verzweigte, gesättigte Fettalkohole mit 14 bis 24 C-Atomen enthalten.
Bei den Verbindungen der Komponente (B) handelt es sich ebenfalls um bekannte Verbindungen, die durch Umsetzung von Fettalkoholen der C-Kettenlänge 12 bis 18 mit Ethylenoxid unter Druck und in Gegenwart saurer oder alkalischer Katalysatoren erhalten werden. Zu Einzelheiten des Verfahrens sei auf "Surfactants in Consumer Products", Editor J. Falbe, Springer-Verlag, 1987, Seiten 87 bis 93 und die dort zitierte Literatur verwiesen. Geeignete Fettalkoholethoxylate enthalten pro Mol Fettalkohol 1 bis 10 Mol Ethylenoxideinheiten. Vorzugsweise dienen Fettalkohole mit 12 bis 18 C-Atomen und 1 bis 4 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol als Ausgangsprodukte für die Ethoxylierung. Beispiele für geeignete Fettalkohole sind Lauryl-, Myristyl-, Palmityl- oder Stearylalkohol. Geeignete ungesättigte Fettalkohole sind beispielsweise Oleylalkohol oder 10-Undecen-l-ol. Die Fettalkoholethoxlyate können in den erfindungsgemäßen Treibstoffen auch als Mischungen der verschiedenen Ethoxylate vorliegen. Es ist weiterhin bevorzugt, die Komponente (A) und (B) in Mengenverhältnissen von 1 : 1 bis 1 : 4 einzusetzen. Die Einsatzmenge der Emulgatorkomponenten (A) und (B) beträgt in Summe vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 2 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen jeweils auf die Menge Kraftstoff und Wasser.
Neben den oben beschriebenen Emulgatoren (A) und (B) können auch andere, dem Fachmann geeignete nichtionische Emulgatoren, in untergeordneten Mengen (d.h. etwa 5 bis 10 Gew.-% bezogen auf die Menge an (A) und (B)) enthalten sein. In der Regel wird man aber auf zusätzliche Emulgatoren verzichten und solche Kraftstoffe verwenden, die nur die Emulgatoren (A) und (B) enthalten.
Neben den Emulgatoren (A) und (B) können die Kraftstoffe noch weitere Additive enthalten, vorzugsweise Korrosionsinhibitoren, z.B. quarternierte Ammoniumverbindungen oder Carbonsäureamide und deren Derivat. Besonders bevorzugt ist die Mitverwendung von ethoxylierten Carbonsäureamiden als Korrosionsinhibitoren. Solche Amide folgen der allgemeinen Formel (II)
R2-CO-NXR3 (II)
in der R2 für einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten, ggf. zyklischen Alkylrest mit 1 bis 24 C-Atomen, X für ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest oder einen Rest -(C2H2-O)n-H steht, und R3 einen Rest -(C2H2-O)n-H oder einen Rest N-Y-(C2H2- O)m-H bedeutet, wobei Y für einen zweiwertigen Alkylenrest mit 1 bis 4 C-Atomen steht und n und m unabhängig voneinander eine Zahl von 1 bis 10 bedeuten. Die Produkte der Formel (II) können durch Amidierung von Fettsäuren bzw. Fettsäuremischungen und anschließender Ethoxylierung erhalten werden. Geeignete Fettsäuren sind Octan-, Decan-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Behen-, Arachin-, Öl-, Eruca-, Rizinolsäure oder deren Gemische, wie sie z.B. im Kokosfett, Palmöl, Sonnenblumenöl, Safloröl, Sojaöl, Rizinusöl, Walöl, Fischöl oder Taigfett vorkommen. Dabei sind solche Amide bevorzugt, die 12 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten und mit 0,5 bis 5 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise 1 bis 3 Mol Ethylenoxid pro Mol Carbonsäureamid, umgesetzt wurden. Besonders bevorzugt ist die Mitverwendung eines Tallölfettsäuremonoethanolamids mit 1,5 Mol Ethylenoxid pro Mol Amid. Bei der Herstellung dieser Verbindungen entstehen neben den gewünschten Umsetzungsprodukten auch Nebenprodukte, beziehungsweise es verbleiben Edukte im Produkt, insbesondere Ethanolamin, Triethanolamm oder Tallölfettsäure. Derartige technische Mischungen sind auch Teil der Erfindungsoffenbarung.
Das erfindungsgemäße Emulgatorsystem wird den Kraftstoffen in Mengen von 0,01 bis maximal 5 Gew.-% zugesetzt. Dazu kann vorzugsweise ein wasserfreies Additivpaket verwendet werden, enthaltend die Komponenten (A), (B) und optional weitere Hilfsstoffe. Ein weiterer Gegenstand betrifft daher derartige wasserfreie Additivkonzentrate für wäßrige Kraftstoffe für Verbrennungskraftmaschinen, enthaltend verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte Fettalkohole mit 12 bis 24 C-Atomen, ethoxylierte Fettalkohole mit 8 bis 24 C- Atomen und 1 bis 10 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol und ethoxylierte Carbonsäureamide. Dabei enthalten diese Konzentrate die Emulgatorkomponente (A) in Mengen von 10 bis 30 Gew.-%, die Emulgatorkomponente (B) in Mengen von 30 bis 60 Gew.-% und die ethoxylierten Carbonsäureamide in Mengen von 15 bis 30 Gew.-%.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Kraftstoffen wobei man den wäßrigen Kraftstoffen ein Additivkonzentrat nach der obigen Beschreibung dem Kraftstoff/Wasser-Gemisch in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-% zusetzt, vorzugsweise in Mengen von 0,01 bis 2 Gew.-% und insbesondere in Mengen von 0,01 bis 1 Gew.-%.
Beispiele
Es wurde ein Additiv-Konzentrat hergestellt, enthaltend 20 Gew.-% 2-Hexyl-l-Decanol, 54 Gew.-% Oley/Cetyl- Alkohol x 2 EO und 26 Gew.-% Tallölfettsäuremonoethanolamid x 1,5 EO, und dieses dann zu einer Mischung aus 70 Gew.-% Dieselöl und 30 Gew.-% Wasser zugegeben. Die Einsatzmenge des Additivkonzentrats lag bei 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Wasser und Dieselöl. Nach kurzem Umrühren bildete sich eine stabile Emulsion, die problemlos in einem Dieselaggregat verbrannt werden konnte.
Die erfindungsgemäßen Kraftstoff/Wasser-Mischungen eignen sich als Treibstoffe für Verbrennungsmotoren aller Art, vorzugsweise jedoch für Dieselmotoren, insbesondere stationär betriebene Dieselmotoren, wie sie für Blockkraftwerke eingesetzt werden. Durch Einsatz der erfindungsgemäßen Treibstoffe ist es möglich, die Emission an Ruß und NOx unterhalb der heutigen sowie zukünftigen Grenzwerte der TA-Luft zu verringern, ohne daß es zu Beeinträchtigungen des Verbrennungsvorganges oder des Motors kommt. Die erfindungsgemäßen Kraftstoffmischungen sind weiterhin lagerstabil, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, und können einfach durch mechanisches Vermischen des Emulgatorensystems mit dem wäßrigen Treibstoff erhalten werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffgemisch für Verbrennungskraftmaschinen, enthaltend brennbare Kohlenwasserstoffe, Wasser und Emulgatoren, sowie gegebenenfalls weitere Additive, dadurch gekennzeichnet, daß als Emulgatoren eine Mischung aus
(A) verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten Fettalkoholen mit 12 bis 24 C- Atomen und
(B) ethoxylierten Fettalkoholen mit 8 bis 24 C-Atomen und 1 bis 10 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol
enthalten ist.
2. Kraftstoffgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgatoren (A) und (B) in Summe in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,01 bis 2 Gew.-% und insbesondere in Mengen von 0,01 bis 1 Gew.-% enthalten sind.
3. Kraftstoffgemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthalten a) 60 bis 95 Gew.-% Kraftstoff b) 5 bis 35 Gew.-% Wasser c) 0,01 bis 5 Gew.-% Emulgatoren d) 0 bis 2,5 Gew.-% weitere Additive
4. Kraftstoffgemisch nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthalten a) 65 bis 90 Gew.-% Kraftstoff b) 25 bis 35 Gew.-% Wasser c) 0,01 bis 0,5 Gew.-% Emulgatoren d) 0,01 bis 0,5 Gew.-% weitere Additive
5. Kraftstoffgemisch nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftstoff Dieselöl enthalten ist.
6. Kraftstoffgemisch nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Additive Korrosionsinhibitoren enthalten sind.
7. Kraftstoffgemisch nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Korrosionsinhibitoren ethoxylierte Carbonsäureamide enthalten sind.
8. Kraftstoffgemisch nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgatoren (A) und (B) im Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 4 enthalten sind.
9. Kraftstoffgemisch nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgatoren (A) ausgewählt sind aus der Gruppe der verzweigten, gesättigten Fettalkohole mit 14 bis 24 C-Atomen.
10. Kraftstoffgemisch nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgatoren (B) ausgewählt sind aus der Gruppe der ethoxylierten Fettalkohole mit 12 bis 18 C-Atomen und 1 bis 4 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol.
11. Wasserfreies Additivkonzentrat für wäßrige Kraftstoffe für Verbrennungskraftmaschinen, enthaltend verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte Fettalkohole mit 12 bis 24 C- Atomen, ethoxylierte Fettalkohole mit 8 bis 24 C-Atomen und 1 bis 10 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol und ethoxylierte Carbonsäureamide.
12. Wasserfreies Additivkonzentrat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es 10 bis 30 Gew.-% verzweigte Fettalkohole, 30 bis 60 Gew.-% ethoxylierte Fettalkohole und 15 bis 30 Gew.-% ethoxylierte Carbonsäureamide enthält.
13. Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Kraftstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man den wäßrigen Kraftstoffen ein Additivkonzentrat nach den Ansprüchen 11 oder 12 in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-% zusetzt.
PCT/EP2000/006736 1999-07-23 2000-07-14 Wässriges kraftstoffgemisch WO2001007541A1 (de)

Priority Applications (5)

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