WO2004015040A1 - Gasodorierung mit phenolen und/oder phenolethern - Google Patents

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WO2004015040A1
WO2004015040A1 PCT/EP2003/008597 EP0308597W WO2004015040A1 WO 2004015040 A1 WO2004015040 A1 WO 2004015040A1 EP 0308597 W EP0308597 W EP 0308597W WO 2004015040 A1 WO2004015040 A1 WO 2004015040A1
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WO
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carbon atoms
ester
alkyl
acrylic acid
methyl
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Application number
PCT/EP2003/008597
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Mansfeld
Jörg Eilers
Heinz-Jürgen BERTRAM
Florian Wolf
Heribert Kaesler
Original Assignee
Symrise Gmbh & Co. Kg
Ruhrgas Ag
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Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/003Additives for gaseous fuels
    • C10L3/006Additives for gaseous fuels detectable by the senses

Definitions

  • the present invention relates to the use of mixtures containing alkyl acrylates and / or alkyl methacrylates and phenols and / or
  • Phenol ether for the odorization of natural gas a process for the odorization of natural gas and natural gas containing these mixtures.
  • Gas odorization is the addition of odor-intensive substances (odorants) that act as warning or alarm substances to otherwise odorless gases.
  • Natural gas mainly consists of methane (typical methane contents are in the range of 50 to 99% by weight, mostly in the range of 60 to 90% by weight) and, depending on its origin, can also contain different proportions of ethane, propane and higher molecular weight hydrocarbons.
  • gas is therefore odorized by adding odor-intensive substances.
  • Germany for example, it is stipulated that all gases that do not have a sufficient own smell and are distributed in the public gas supply are odorized according to DVGW worksheet G 280
  • DNGW German Gas and Water Association
  • shock odorization up to three times the amount of odorant is added to the gas compared to conventional odorization. Shock odorization is used, for example, when commissioning new networks or line sections to quickly reach the minimum odorant concentration or to detect small leaks in the gas installation.
  • THT and mercaptans are ideal for reliable gas odorization.
  • the combustion of gases odorized in this way produces sulfur oxides as combustion products - several hundred tons per year nationwide.
  • JP-B-51-007481 mentions that acrylic acid alkyl esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate and butyl acrylate are known to have weak odorization properties for fuel gases and are of practically no significance in this regard.
  • the document describes and claims allyl acrylate as an effective odorant.
  • odorant containing an alkyne and at least 2 compounds selected from a group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, methymethacrylate, allyl methacrylate, ethyl propionate, methyl n-butyrate, Methyl iso-butyrate and prenyl acrylate, and optionally tert-butyl mercaptan, are suitable for the odorization of fuel gases.
  • object of the present invention is the use of mixtures containing at least one acrylic acid-C ⁇ -C 6 alkyl ester or at least one methacrylic acid-C ⁇ -C 6 alkyl esters, at least one compound of formula (I)
  • R 1 represents hydrogen, methyl or ethyl
  • R 2 to R 4 are independently hydrogen, an alkoxy group with 1 to
  • R 1 and R 4 together form a total of 5- to 7-membered ring which is optionally substituted with alkoxy groups with 1 to 4 carbon atoms or alkyl groups with 1 to 4 carbon atoms, the ring members of which
  • Methane content of at least 60% by weight.
  • Another object of the present invention is a process for the odorization of fuel gases with a methane content of at least 60% by weight with the mixtures according to the invention.
  • the present invention further relates to fuel gases with a methane content of at least 60% by weight. mixtures according to the invention.
  • the mixtures (odorants) according to the invention are excellent alternatives to known sulfur-free odorants.
  • the alkyl or alkenyl groups with up to 5 carbon atoms can be methyl, ethyl, ethenyl, n-propyl, 1-propen-1-yl, 2-propen-l-yl, 2-propyl -, 1-
  • the alkoxy groups with 1 to 4 carbon atoms can be methoxy
  • R 1 represents hydrogen or methyl
  • R 2 to R 4 are independently hydrogen, an alkoxy group with 1 to
  • R 1 and R 4 together form a total of 5- or 6-membered ring which is optionally substituted with alkoxy groups with 1 or 2 carbon atoms, alkyl groups with 1 to 4 carbon atoms or alkenyl groups with 2 to 4 carbon atoms, the ring members of carbon atoms and Nitrogen atoms exist, wherein R 1 and R 4 together have at least one carbon atom and one nitrogen atom as ring members.
  • the compounds of formula (I) preferred according to the invention are liquid at 25 ° C. and 1013 mbar. These liquids can also be highly viscous or oily.
  • Particularly advantageous compounds are phenols and correspond to the formula (Ia):
  • R 2 to R 4 are independently hydrogen, an alkoxy group with 1 to
  • ortho-phenols and 2,3-, 2,4-, 2,5- or 2,6-substituted phenols.
  • R "to R 4 independently of one another are hydrogen, an alkoxy group with 1 to 3 carbon atoms, in particular methoxy, isopropoxy, an alkyl group with 1 to 3 carbon atoms or an alkenyl group with 2 or 3 carbon atoms, in particular methyl, ethyl, isopropyl, vinyl, allyl.
  • R 5 denotes hydrogen, acetyl, propionyl, an alkyl group with 1 to 3 carbon atoms, an alkenyl group with 2 or 3 carbon atoms, in particular methyl, ethyl, isopropyl, vinyl, allyl;
  • R 6 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkenyl group having 2 or 3 carbon atoms, in particular hydrogen, methyl, ethyl, isopropyl, vinyl, allyl;
  • A means hydrogen, methyl or a lone pair of electrons
  • the acrylic acid -CC 6 -alkyl esters are advantageously selected from the group comprising methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate , Acrylic acid-n-pentyl ester, acrylic acid-isopentyl ester and
  • C 4 -C 4 -alkyl acrylates in particular methyl acrylates, ethyl acrylates, n-propyl acrylates, isopropyl acrylates, n-butyl acrylates and isobutyl acrylates.
  • Very particularly preferred are methyl acrylates, ethyl acrylates, n-propyl acrylates, isopropyl acrylates, n-butyl acrylates and isobutyl acrylates.
  • Acrylic C 1 -C 4 alkyl esters are methyl acrylate, ethyl acrylate and n-butyl acrylate.
  • the methacrylic acid -C ⁇ 6 alkyl esters are advantageously selected from the group consisting of methacrylic acid methyl ester, methacrylic acid ethyl ester, methacrylic acid n-propyl ester, methacrylic acid isopropyl ester, methacrylic acid n-butyl ester, methacrylic acid iso-butyl ester, methacrylic acid tert. -butyl ester, methacrylic acid-n-pentyl ester, methacrylic acid-isopentyl ester and methacrylic acid-n-hexyl ester.
  • methacrylic acid -CC alkyl in particular methyl methacrylate, methyl methacrylate, n-propyl methacrylic acid, methacrylic acid isopropyl ester, methacrylic acid n-butyl ester and methacrylic acid isobutyl ester.
  • methacrylic C 1 -C 4 -alkyl esters are methacrylic acid methyl ester and methacrylic acid ethyl ester.
  • Preferred odorants contain at least 2 or at least 3 acrylic acid alkyl esters, at least 2 or at least 3 methacrylic acid alkyl esters or at least one acrylic acid alkyl ester and at least one methacrylic acid alkyl ester.
  • Particularly preferred odorants contain at least 2 or at least 3 acrylic acid alkyl esters.
  • the acrylic mixtures contain the low molecular weight
  • Acrylic acid alkyl ester and the higher molecular weight acrylic acid alkyl ester preferably in a weight ratio of 9: 1 to 1: 9, preferably from 7: 3 to 3: 7.
  • the odorant contains, at the same time, at least two C 1 -C 4 -alkyl esters, very preferably methyl and
  • the compounds of the formula (I) can be used in the mixtures according to the invention in amounts of 1 to 100, preferably 10 to 100, in particular 20 to 50 parts by weight per 1000 parts by weight of C 1 -C 6 -alkyl ester and / or methacrylic acid.
  • Ci-C ö alkyl esters are used.
  • Common antioxidants can be added to the odorant according to the invention, for example, to increase stability. become.
  • Examples include vitamin C and derivatives (e.g. ascorbyl palmitate, ascorbyl acetate), tocopherpole and derivatives (e.g. vitamin E, vitamin E - acetate), vitamin A and derivatives (vitamin A - palmitate) phenolic benzylamines, formic acid, acetic acid, benzoic acid, Sorbic acid, hexamethylenetetramine, tert-butylhydroxytoluene, tert-butylhydroxyanisole, ⁇ -hydroxy acids (eg citric acid, lactic acid, malic acid), hydroquinone monomethyl ether.
  • Preferred antioxidants are tert-butylhydroxy toluene (BHT, Jonol), tert-butylated hydroxyanisole, hydroquinone monomethyl ether and ⁇ -tocopherol.
  • the odorants advantageously contain one, two or three antioxidants, and one or two antioxidants are preferred.
  • the antioxidants are preferably used in amounts of 0.01 to 5, in particular 0.05 to 2, especially 0.1 to 1 part by weight per 1000 parts by weight of acrylic acid alkyl ester and / or methacrylic acid ester.
  • the total amount of antioxidants in the odorant is usually in the range 0.001-1% by weight, preferably in the range 0.01-0.5% by weight, particularly preferably in the range 0.05-0.25% by weight.
  • the amount of odorant based on the gas to be odorized is typically in the range 5-100 mg / m 3 , preferably 5-50 mg / m 3 , particularly preferably 10-40 mg / m 3 and very particularly preferably 12-30 mg / m 3rd
  • Me-Ac methyl acrylate; Et-Ac: ethyl acrylate; Bu-Ac: n-butyl acrylate; Me-Me: methyl methacrylate; Et-Me: ethyl methacrylate; Bu-Me: n-butyl methacrylate; BHT: tert-butylated hydroxytoluene; BHA: tert-butylated hydroxyanisole; Hydr: hydroquinone monomethyl ether example 1
  • the odorants according to the invention were evaluated in terms of their odor and their warning intensity against unodorized natural gas (blank value) in concentrations of 10, 25 and 50 mg / m 3 natural gas (methane content: 85% by weight).
  • concentrations correspond to the typical concentrations of odorant in natural gas under normal conditions or with shock odorization.
  • the experiment was carried out at room temperature (about 20 ° C.) in such a way that the odorant was metered into a gas stream in a tube. At the end of this
  • Table 2 shows the evaluations for phenols of the formula (Ia), which were carried out as described in Example 1.
  • Table 3 shows the evaluations for anisoles of the formula (Ib), which were carried out as described in Example 1.
  • Table 4 shows the evaluations for compounds of the formula (Ic), which were carried out as described in Example 1.
  • Table 5 shows evaluations for phenols and phenol ethers which are not in accordance with the invention, and were carried out as described in Example 1.
  • Table 6 shows odorants according to the invention with acrylates containing antioxidants.
  • Table 7 shows odorants according to the invention with methacrylates containing antioxidants.
  • Table 8 shows odorants according to the invention containing mixtures of compounds of the formula (I) according to the invention and antioxidants.
  • Table 9 shows odorants according to the invention with acrylates and methacrylates containing 0.1 parts by weight of antioxidants (BHT or BHA).
  • BHT antioxidants

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Mischungen enthaltend Acrylsäurealkylester und/oder Methacrylsäurealkylester und Phenole und/oder Phenolether zur Odorierung von Erdgas, ein Verfahren zur Odorierung von Erdgas und Erdgas enthaltend diese Mischungen.

Description

Gasodorierung mit Phenolen und/oder Phenolethern
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Mischungen enthaltend Acrylsaurealkylester und/oder Methacrylsäurealkylester und Phenole und/oder
Phenolether zur Odorierung von Erdgas, ein Verfahren zur Odorierung von Erdgas und Erdgas enthaltend diese Mischungen.
Die früher zur öffentlichen Gasversorgung verwendeten Stadt- und Kokereigase ent- hielten intensiv riechende Komponenten und besaßen deshalb einen starken
Eigengeruch, so dass austretendes Gas leicht wahrgenommen werden konnte.
Unter Gasodorierung versteht man den Zusatz geruchsintensiver, als Warn- oder Alarmstoffe wirkender Substanzen (Odoriermittel), zu ansonsten geruchlosen Gasen.
Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan (typische Methangehalte liegen im Bereich 50 bis 99 Gew.%, meist im Bereich 60 bis 90 Gew.%) und kann, je nach Herkunft, daneben unterschiedliche Anteile an Ethan, Propan und höhermolekularen Kohlenwasserstoffen enthalten.
Auf Grund seines hohen Reinheitsgrades ist das heute im öffentlichen Netz verwendete, üblicherweise aus Erdgas gewonnene, Gas an sich nahezu geruchslos.
Wenn Leckagen nicht rechtzeitig bemerkt werden, bauen sich schnell explosions- fähige Gas/Luft-Gemische mit hohem Gefahrenpotenzial auf.
Aus Sicherheitsgründen wird Gas deswegen durch Zusatz von geruchsintensiven Stoffen odoriert. So ist in Deutschland beispielsweise vorgeschrieben, dass alle Gase, welche keinen ausreichenden Eigengeruch besitzen und in der öffentlichen Gasver- sorgung verteilt werden, nach dem DVGW-Arbeitsblatt G 280 odoriert werden
(DNGW = Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.). Diese Odoriermittel sind auch noch in großer Verdünnung wahrnehmbar und . rufen auf Grund ihres außergewöhnlich unangenehmen Geruchs wunschgemäß eine Alarmassoziation beim Menschen hervor. In Deutschland werden zurzeit etwa 90 % des Brauchgases mit Tetrahydrothiophen (THT) odoriert (12 - 25 mg / m3); daneben ist auch noch die Odorierung mit Mercaptanen oder Thioethern üblich.
Es kann sinnvoll sein, dem Gas über einen längeren Zeitraum eine höhere Odoriermittelmenge zuzusetzen. Bei der sogenannten Stoßodorierung wird dem Gas, im Vergleich zur üblichen Odorierung, eine bis zu dreifache Menge an Odoriermittel zugeführt. Die Stoßodorierung wird beispielsweise bei Inbetriebnahme neuer Netze oder Leitungsabschnitte zur schnelleren Erreichung der Mindest-Odoriermittelkon- zentration angewendet oder auch um kleine Undichtigkeiten an der Gasinstallation festzustellen.
THT und Mercaptane sind für eine zuverlässige Odorierung von Gas hervorragend geeignet. Im Zuge eines sensibleren Umgangs mit der Umwelt ist jedoch zu beachten, dass bei der Verbrennung derart odorierter Gase Schwefeloxide als Verbrennungsprodukte anfallen - landesweit einige hundert Tonnen pro Jahr.
Da eine Reduzierung oder Vermeidung von Schwefelverbindungen angestrebt wird, wurden bereits Versuche unternommen, schwefelfreie Odoriermittel zu entwickeln.
JP-B-51-007481 erwähnt, dass Acrylsaurealkylester wie Methylacrylat, Ethylacrylat und Butylacrylat bekanntermaßen schwache Odoriereigenschaften für Brenngase aufweisen und diesbezüglich praktisch keine Bedeutung haben. Das Dokument beschreibt und beansprucht Allylacrylat als wirksame Odorierkomponente.
hi JP-A-55-104393 ist beschrieben, dass Odoriermittel enthaltend ein Alkin und mindestens 2 Verbindungen gewählt aus einer Gruppe, welche aus Methylacrylat, Ethylacrylat, Methymethacrylat, Allylmethacrylat, Ethylpropionat, Methyl-n-butyrat, Methyl-iso-butyrat und Prenylacrylat besteht, sowie gegebenenfalls tert- Butylmercaptan, zur Odorierung von Brenngasen geeignet sind.
l JP-B-51-034841 wurden "Odor-Schwellenwerte" diverser Stoffe ermittelt, wobei n-Valeriansäure, n-Buttersäure, Isobutyraldehyd und verschiedene Methylamine niedrige geruchliche "Odor-Schwellenwerte" aufwiesen. Trotzdem zeigte sich, dass Ethylacrylat oder n-Valeriansäure alleine eingesetzt, auf Grund ihrer geruchlichen Eigenschaften, nicht ausreichend odorierend wirken. Die optimierte Mischung umfasste Ethylacrylat, n-Valeriansäure und Triethylamin, wobei diese Mischung gleiche Gewichtsteile an n-Valeriansäure und Triethylamin sowie 30 bis 80 Gew.%
Ethylacrylat enthielt.
In DE-A 19837066 wurde das Problem der schwefelfreien Gasodorierung mittels Mischungen enthaltend mindestens einen Acrylsäure-Cι-C12-alkylester und eine Stickstoffverbindung mit einem Siedepunkt im Bereich 90 bis 210°C und einem
Molekulargewicht von 80 bis 160 gelöst, wobei Mischungen enthaltend mindestens zwei verschiedene Acrylsaurealkylester, bevorzugt sind. Als besonders geeignete Stickstoffverbindungen werden alkylsubstituierte 1,4-Pyrazine beschrieben.
Es wurden alternative schwefelfreie Odoriermittel zur Odorierung von Erdgas bzw. hauptsächlich aus Methan bestehenden Brenngasen gesucht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Mischungen enthaltend mindestens einen Acrylsäure-Cι-C6-alkylester oder mindestens einen Methacrylsäure-Cι-C6-alkylester, mindestens eine Verbindung der Formel (I)
Figure imgf000004_0001
wobei R1 Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeutet;
R2 bis R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkoxygruppe mit 1 bis
4 Kohlenstoffatomen, eine Acylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenyl- gruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten;
oder wahlweise R1 und R4 zusa men einen insgesamt 5- bis 7-gliedrigen Ring bilden, der gegebenenfalls mit Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Alkylgruppen mit 1. bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist, dessen Ringglieder aus
Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen bestehen, wobei R1 und R4 zusammen mindestens ein Kohlenstoffatom und höchstens zwei Stickstoffatome als Ringglieder aufweisen;
sowie gegebenenfalls ein Antioxidans, zur Odorierung von Brenngas mit einem
Methan- Anteil von mindestens 60 Gew.-%.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Odorierung von Brenngasen mit einem Methan-Anteil von mindestens 60 Gew.-% mit den erfindungsgemäßen Mischungen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Brenngase mit einem Methan- Anteil von mindestens 60 Gew.-% enthaltend die . erfindungsgemäßen Mischungen.
Die erfindungsgemäßen Mischungen (Odoriermittel) sind hervorragende Alternativen zu bekannten schwefelfreien Odoriermitteln.
Bei den Alkyl- oder Alkenylgruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen kann es sich um Methyl-, Ethyl-, Ethenyl-, n-Propyl-, 1 -Propen- 1-yl-, 2-Propen-l-yl-, 2-Propyl-, 1-
Propen-2-yl-, n-Butyl-, 1-Butenyl-, 2-Butenyl-, 3-Butenyl-, sec.-Butyl-, 1- Ethylethenyl-, 1 -Methyl- 1-propenyl-, l-Methyl-2-propenyl-, 1,3 -Butadien- 1-yl-, 1,3- Butadien-2-yl-, l-Methylen-3-butenyl-, 2-Methylpropyl-, 2-Methyl-l-propenyl-, 2- Methyl-2-propenyl-, 1,1-Dimethylethyl-, n-Pentyl-, 1-Pentenyl-, 2-Pentenyl-, 3- Pentenyl-, 4-Pentenyl-, l,3-Pentadienyl-, 2,4-Pentadienyl-, 1-Methylbutyl-, 1-Methyl- 1-butenyl-, 1 -Methyl- 1, 3 -butadienyl-, l-Methyl-2-butenyl-, l-Methyl-3-butenyl-, 1-
Methylenbutyl-, l-Methylen-2-butenyl-, 2-Methylbutyl-, 2-Methyl-l-butenyl-, 2- Methyl- 1,3 -butadienyl-, 2-Methyl-2-butenyl-, 2-Methyl-3-butenyl-, 2-Methylenbutyl- , 2-Methylen-3-butenyl-, 3-Methylbutyl-, 3-Methyl-l-butenyl-, 3-Methyl-l,3- butadienyl-, 3-Methyl-2-butenyl-, 3-Methyl-3-butenyl-, 1,1-Dimethylpropyl-, 1,1- Dimethyl-2-propenyl-, 2,2-Dimethylpropyl-, 2,3-Dimethylpropyl-, 2,3-Dimethyl-l- propenyl-, 2,3-Dimethyl-2-propenyl-, 2-Methylen-3-methylpropyl-, 2-Methylen-3- methyl-2-propenyl-, 1-Ethylpropyl-, 1 -Ethyl- 1-propenyl-, 1-Ethenyl-l-propenyl-, 1- Ethyl-2-propenyl-, l-Ethylen-2-propenylgruppen handeln.
Bei den Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen kann es sich um Methoxy-,
Ethoxy-, n-Propoxy-, iso-Propoxy-, n-Butoxy-, sek.-Butoxy-, iso-Butoxy- oder ter - Butoxygruppen handeln.
Vorteilhaft sind Verbindung der Formel (I) , wobei
R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet;
R2 bis R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkoxygruppe mit 1 bis
3 Kohlenstoffatomen, eine Acylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoff- atomen, eine' Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Al- kenylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten;
oder wahlweise R1 und R4 zusammen einen insgesamt 5- oder 6-gliedrigen Ring bilden, der gegebenenfalls mit Alkoxygruppen mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Alkenylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist, dessen Ringglieder aus Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen bestehen, wobei R1 und R4 zusammen mindestens ein Kohlenstoffatom und ein Stickstoffatom als Ringglieder aufweisen.
Vorteilhaft sind Verbindung der Formel (I), die höchstens 2 Alkylgruppen, höchstens 2 Alkenylgruppen, höchstens 2 Acylgruppen oder höchstens 2 Alkoxygruppen enthalten.
Die erfmdungsgemäß bevorzugten Verbindungen der Formel (I) sind bei 25°C und 1013 mbar flüssig. Diese Flüssigkeiten können auch hochviskos oder ölig sein.
Besonders vorteilhafte Verbindungen sind Phenole und entsprechen der Formel (Ia):
Figure imgf000007_0001
wobei
R2 bis R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkoxygruppe mit 1 bis
3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methoxy, Isopropoxy, eine Alkyl- gruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl, Ethyl, Isopropyl,
Vinyl, Allyl bedeuten.
Besonders bevorzugt sind neben meta- oder para-Phenolen insbesondere ortho- Phenole sowie 2,3-, 2,4-, 2,5- bzw. 2,6-substituierte Phenole.
Vorteilhafte Verbindungen sind Anisole und entsprechen der Formel (Ib):
Figure imgf000008_0001
wobei
R" bis R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methoxy, Isopropoxy, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl, Ethyl, Isopropyl, Vinyl, Allyl bedeuten.
Bevorzugt sind neben monosubstituierten meta- oder para-Anisolen insbesondere ortho-Anisole, sowie 2,3-, 2,4-, 2,5- bzw. 2,6-disubstituierte Anisole.
Weitere vorteilhafte Verbindungen entsprechen der Formel (Ic) und (Id):
Figure imgf000008_0002
(Ic) (Id)
wobei
R5 Wasserstoff, Acetyl, Propionyl, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl, Ethyl, Isopropyl, Vinyl, Allyl bedeutet; R6 Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Isopropyl, Vinyl, Allyl bedeutet;
A Wasserstoff, Methyl oder ein freies Elektronenpaar bedeutet und
das Symbol " ^^^ " eine Einfach- oder Doppelbindung bedeutet.
Bevorzugt sind Verbindungen der Formel (Ic), insbesondere solche, bei denen das Symbol " ^^^ " eine Doppelbindung bedeutet.
Die Acrylsäure-Cι-C6-alkylester werden vorteilhaft gewählt aus der Gruppe umfassend Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäure-n-propylester, Acrylsäure-iso-propylester, Acrylsäure-n-butylester, Acrylsäure-iso-butylester, Acrylsäure-tert.-butylester, Acrylsäure-n-pentylester, Acrylsäure-iso-pentylester und
Acrylsäure-n-hexylester.
Bevorzugt sind Acrylsäure-C -C4-alkylester, insbesondere Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäure-n-propylester, Acrylsäure-iso-propylester, Acryl- säure-n-butylester und Acrylsäure-iso-butylester. Ganz besonders bevorzugte
Acrylsäure-Cι-C4-alkylester sind Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester und Acrylsäure-n-butylester.
Die Methacrylsäure-Cι~C6-alkylester werden vorteilhaft gewählt aus der Gruppe umfassend Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäure-n- propylester, Methacrylsäure-iso-propylester, Methacrylsäure-n-butylester, Meth- acrylsäure-iso-butylester, Methacrylsäure-tert.-butylester, Methacrylsäure-n-pentyl- ester, Methacrylsäure-iso-pentylester und Methacrylsäure-n-hexylester.
Bevorzugt sind Methacrylsäure-Cι-C -alkylester, insbesondere Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäure-n-propylester, Methacryl- säure-iso-propylester, Methacrylsäure-n-butylester und Methacrylsäure-iso-butyl- ester. Ganz besonders bevorzugte Methacrylsäure-Cι-C4-alkylester sind Methacryl- säuremethylester und Methacrylsäureethylester.
Bevorzugte Odoriermittel enthalten mindestens 2 oder mmdestens 3 Acrylsaurealkylester, mindestens 2 oder mindestens 3 Methacrylsäurealkylester oder mindestens einen Acrylsaurealkylester und mindestens einen Methacrylsäurealkylester.
Besonders bevorzugte Odoriermittel enthalten mindestens 2 oder mindestens 3 Acrylsaurealkylester. Die Acrylatmischungen enthalten den niedermolekularen
Acrylsaurealkylester und den höhermolekularen Acrylsaurealkylester bevorzugt im Gewichtsverhältnis von 9:1 bis 1:9, vorzugsweise von 7:3 bis 3:7.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Odoriermittel nebeneinander mindestens zwei Acrylsäure-C1-C4-alkylester, ganz bevorzugt Acrylsäuremethyl- und
-ethylester.
Die Verbindungen der Formel (I) können in den erfmdungsgemäßen Mischungen in Mengen von 1 bis 100, vorzugsweise 10 bis 100, insbesondere 20 bis 50 Gewichts- teilen pro 1000 Gewichtsteile Acrylsäure-Cι-C6-alkylester und/oder Methacrylsäure-
Ci-Cö-alkylester eingesetzt werden.
Dem erfindungsgemäßen Odoriermittel können beispielsweise zur Stabilitätserhöhung gängige Antioxidantien zugesetzt . werden. Beispielhaft sollen genannt werden Vitamin C und Derivate (z.B. Ascorbylpalmitat, Ascorbylacetat), Tocophe- role und Derivate (z.B. Vitamin E, Vitamin E - acetat), Vitamin A und Derivate (Vitamin A - palmitat) phenolische Benzylamine, Ameisensäure, Essigsäure, Benzoesäure, Sorbinsäure, Hexamethylentetramin, tert.-Butylhydroxytoluol, tert.-Bu- tylhydroxyanisol, α-Hydroxysäuren (z.B. Zitronensäure, Milchsäure, Apfelsäure), Hydrochinonmonomethylether. Bevorzugte Antioxidantien sind tert.-Butylhydroxy- toluol (BHT, Jonol), tert.-Butylhydroxyanisol, Hydrochinonmonomethylether und α- Tocopherol.
Es können einem Odoriermittel auch mehrere Antioxidantien zugesetzt werden. Vorteilhafterweise enthalten die Odoriermittel ein, zwei oder drei Antioxidantien, bevorzugt sind ein oder zwei Antioxidantien.
Die Antioxidantien werden bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5, insbesondere 0,05 bis 2, speziell 0,1 bis 1 Gewichtsteilen pro 1000 Gewichsteile Acrylsaurealkylester und/oder Methacrylsäureester eingesetzt.
Die Gesamtmenge an Antioxidantien im Odoriermittel liegt üblicherweise im Bereich 0,001 - 1 Gew.%, bevorzugt im Bereich 0,01 - 0,5 Gew.%, besonders bevorzugt im Bereich 0,05 - 0,25 Gew.%.
Die Menge an Odoriermittel bezogen auf das zu odorierende Gas liegt typischerweise im Bereich 5 - 100 mg/m3, bevorzugt 5 - 50 mg/m3, besonders bevorzugt 10 - 40 mg/m3 und ganz besonders bevorzugt 12 - 30 mg/m3.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung:
Sofern nicht anders angegeben beziehen sich alle Angaben auf das Gewicht.
Verwendete Abkürzungen:
Me-Ac: Methylacrylat; Et-Ac: Ethylacrylat; Bu-Ac: n-Butylacrylat; Me-Me: Methylmethacrylat; Et-Me: Ethylmethacrylat; Bu-Me: n-Butylmethacrylat; BHT: tert.-Butylhydroxytoluol; BHA: tert.-Butylhydroxyanisol; Hydr: Hydrochinonmonomethylether Beispiel 1
Die erfindungsgemäßen Odoriermittel wurden in Konzentrationen von 10, 25 und 50 mg/m3 Erdgas (Methan-Gehalt: 85 Gew.-%) geruchlich bezüglich ihres Warn- geruchs und ihrer Warnintensität gegen unodoriertes Erdgas (Blindwert) bewertet.
Diese Konzentrationen entsprechen den typischen Konzentrationen an Odoriermittel im Erdgas bei üblichen Bedingungen bzw. bei Stoßodorierierung.
Die Versuchsdurchführung erfolgte bei Raumtemperatur (etwa 20°C) derart, dass in einen Gasstrom in einem Rohr das Odoriermittel eindosiert wird. Am Ende dieses
2 m langen Rohres (innerhalb des Rohres erfolgt die Homogenisierung) wird das austretende odorierte Gas von einer Gruppe geschulter Prüfer (8 bis 12 Personen) geruchlich bewertet. Die Bewertung erfolgte auf einer Skala von 1 (sehr schwach / sehr wenig warnend) bis 10 (sehr stark / sehr warnend), die angegebenen Werte sind Mittelwerte. Dem Industriestandard THT wurde dabei der Wert 10 gegeben.
Die Ergebnisse waren für die 3 untersuchten Konzentrationen (10, 25 und 50 mg/m3 Gas) weitgehend gleich. Tabelle 1 zeigt Referenzen und erfindungsgemäße Mischungen im Vergleich.
Tabelle 1:
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
Beispiel 2
Tabelle 2 zeigt die Bewertungen für Phenole der Formel (Ia), die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben.
Tabelle 2:
Figure imgf000013_0002
Figure imgf000014_0001
Beispiel 3
Tabelle 3 zeigt die Bewertungen für Anisole der Formel (Ib), die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben.
Tabelle 3:
Figure imgf000014_0002
Beispiel 4
Tabelle 4 zeigt die Bewertungen für Verbindungen der Formel (Ic), die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben.
Tabelle 4:
Figure imgf000015_0001
Beispiel 5
Tabelle 5 zeigt zum Vergleich Bewertungen für Phenole und Phenolether, die nicht im Sinne der Erfindung sind, die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben.
Tabelle 5:
Figure imgf000015_0002
Figure imgf000016_0001
Beispiel 6
Tabelle 6 zeigt erfindungsgemäße Odoriermittel mit Acrylaten enthaltend Anti- oxidantien.
Tabelle 6:
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000017_0001
Beispiel 7
Tabelle 7 zeigt erfindungsgemäße Odoriermittel mit Methacrylaten enthaltend Antioxidantien.
Tabelle 7:
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000018_0001
Beispiel 8
Tabelle 8 zeigt erfindungsgemäße Odoriermittel enthaltend Mischungen von erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I) und Antioxidantien.
Tabelle 8:
Figure imgf000018_0002
Beispiel 9
Tabelle 9 zeigt erfmdungsgemäße Odoriermittel mit Acrylaten und Methacrylaten enthaltend 0,1 Gewichtsanteile Antioxidantien (BHT oder BHA). Tabelle 9:
Figure imgf000019_0001

Claims

Patentansprflche
Verwendung von Mischungen enthaltend mindestens einen Acrylsäure- -Cθ- alkylester oder mmdestens einen Methacrylsäure-C]-C6-alkylester, mindestens eine Verbindung der Formel (I)
Figure imgf000020_0001
wobei
R1 Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeutet;
R2 bis R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Acylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten;
oder wahlweise R1 und R4 zusammen einen insgesamt 5- bis 7-gliedrigen Ring bilden, der gegebenenfalls mit Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist, dessen Ringglieder aus Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen bestehen, wobei R1 und R4 zusammen mindestens ein Kohlenstoffatom und höchstens zwei Stickstoffatome als Ringglieder aufweisen;
sowie gegebenenfalls ein Antioxidans zur Odorierung von Brenngas mit einem Methan- Anteil von mindestens 60 Gew.-%. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der Formel (I) ausgewählt sind aus Verbindungen der Formel (Ia)
Figure imgf000021_0001
wobei
R2 bis R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methoxy, Isopro- poxy, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl, Ethyl, Isopropyl, Vinyl, Allyl bedeuten.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der Formel (I) ausgewählt sind aus Verbindungen der Formel (Ib)
Figure imgf000021_0002
wobei
R2 bis R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methoxy, Isopro- poxy, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl, Ethyl, Isopropyl, Vinyl, Allyl bedeuten. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der Formel (I) ausgewählt sind aus Verbindungen der Formel (Ic) oder (Id)
Figure imgf000022_0001
(Ic) (Id)
wobei
R Wasserstoff, Acetyl, Propionyl, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl, Ethyl, Isopropyl, Vinyl, Allyl bedeutet;
R Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Isopropyl, Vinyl, Allyl bedeutet;
Wasserstoff, Methyl oder ein freies Elektronenpaar bedeutet und
das Symbol " " eine Einfach- oder Doppelbindung bedeutet.
Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der Formel (I) bei 25 °C und 1013 mbar flüssig sind.
Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Acrylsäure-d-Cδ-alkylester gewählt werden aus Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäure-n-propylester, Acryl- säure-iso-propylester, Acrylsäure-n-butylester, Acrylsäure-iso-butylester, Acrylsäure-tert.-butylester, Acrylsäure-n-pentylester, Acrylsäure-iso- p entylester, Acrylsäure-n-hexylester .
7. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Methacrylsäure-Cι-C6-alkylester gewählt werden aus Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäure-n- propylester, Methacrylsäure-iso-propylester, Methacrylsäure-n-butylester, Methacrylsäure-iso-butylester, Methacrylsäure-tert.-butylester, Methacryl- säure-n-pentylester, Methacrylsäure-iso-pentylester und Methacrylsäure-n- hexylester.
8. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungen mindestens zwei Acrylsäure-Ci-Cö-alkylester enthalten.
9. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungen die Verbindungen der Formel (I) mit einem Gewichtsanteil von 1 bis 100 pro 1000 Gewichtsteile Acrylsäure-Cι-C6- alkylester und/oder Methacrylsäure-Cι-C6-alkylester enthalten.
10. Brenngas mit einem Methan- Anteil von mmdestens 60 Gew.-% enthaltend mindestens einen Acrylsäure-Cι-C6-alkylester oder mindestens einen Meth- acrylsäure-Cι-C6-alkylester, mindestens eine Verbindung der Formel (I) sowie gegebenenfalls ein Antioxidans.
11. Brenngas nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas Erdgas ist.
12. Brenngas nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antioxidans gewählt ist aus tert.-Butylhydroxytoluol, tert.-Butylhydroxyanisol, Hydrochinonmonomethylether und α-Tocopherol.
> 13. Verfahren zur Odorierung von Brenngas mit einem Methan- Anteil von mindestens 60 Gew.%, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brenngas eine Mischung enthaltend mindestens einen Acrylsäure-Cι-C6-alkylester oder mindestens einen Methacrylsäure-Cι-C6-alkylester, mindestens eine Verbindung der Formel (I), sowie gegebenenfalls ein Antioxidans zugesetzt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge an Antioxidantien in der Mischung bei 0,001 - 1 Gew.-% liegt.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung dem Brenngas in einer Menge von 5 - 100 mg/m3 Gas zugesetzt wird.
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