WO2008074704A1 - Fuel mixture comprising polyoxymethylene dialkyl ether - Google Patents

Fuel mixture comprising polyoxymethylene dialkyl ether Download PDF

Info

Publication number
WO2008074704A1
WO2008074704A1 PCT/EP2007/063746 EP2007063746W WO2008074704A1 WO 2008074704 A1 WO2008074704 A1 WO 2008074704A1 EP 2007063746 W EP2007063746 W EP 2007063746W WO 2008074704 A1 WO2008074704 A1 WO 2008074704A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel mixture
weight
component
fuel
less
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/063746
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Eckhard Stroefer
Rudolf Sinnen
Olaf Schweers
Joachim Thiel
Hans Hasse
Markus Siegert
Original Assignee
Basf Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Se filed Critical Basf Se
Priority to EP07857426A priority Critical patent/EP2104726A1/en
Publication of WO2008074704A1 publication Critical patent/WO2008074704A1/en

Links

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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/06Use of additives to fuels or fires for particular purposes for facilitating soot removal
    • 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/185Ethers; Acetals; Ketals; Aldehydes; Ketones
    • C10L1/1852Ethers; Acetals; Ketals; Orthoesters
    • 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/192Macromolecular compounds
    • C10L1/198Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds homo- or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon to carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid
    • C10L1/1985Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds homo- or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon to carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid polyethers, e.g. di- polygylcols and derivatives; ethers - esters
    • 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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development

Definitions

  • the invention relates to a fuel mixture comprising (i) diesel oil, preferably of fossil origin, and (ii) polyoxymethylene dialkyl ethers of the general formula 1:
  • Formula 1 RO- (CH 2 O) n -R ', with the following meanings for R, R' and n: R: methyl, ethyl, propyl, butyl, preferably methyl, ethyl, more preferably methyl, R ': methyl , Ethyl, propyl, butyl, preferably methyl, ethyl, more preferably methyl, n: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
  • the fuel mixture has a sulfur content of ⁇ 10 ppm (mg / kg) according to EN 590 (Diesel fuel “Requirements and test methods” German version EN 590: 1999) and the summed weight fraction of polyoxymethylene dialkyl ethers of formula 1 with n equal to 3 and 4 between 50 wt % and 99.8% by weight, preferably between 98% by weight and 99.8% by weight, based on the total weight of the polyoxymethylene dialkyl ethers Diesel engines having a cylinder displacement of 1 liter or more, in particular as fuel for trucks, locomotives, marine and aircraft engines., In terms of road traffic, the preferred vehicle weight is> 8500 American pounds (lbs.)
  • the sulfur content is expressed as elemental sulfur ("S"). ) measured according to the standards referred to in EN 590: EN ISO 14596: 1998, EN ISO 8745: 1995, EN 24260: 1994).
  • POMDAE polyoxymethylene dialkyl ethers
  • POMDAE can be based on natural gas / synthesis gas / methanol and cause in addition to a substitution of the diesel fuel, a desired increase in the cetane number and a clean combustion of the diesel fuel, in particular a reduced soot formation.
  • the natural gas can originate from geological sources, preferably those referred to as “flared gas” or “stranded gas", or those from which it is produced as co-product in oil production.
  • the natural gas / synthesis gas / methanol can also preferably be of biological origin and be obtained from biomass.
  • H 3 CO- (CH 2 O) 3 -CH 3 between 30 and 70% by weight H 3 CO- (CH 2 O) 4 -CH 3 and between 0.1 and 5 Wt% H 3 CO- (CH 2 O)> 4 -CH 3 ,
  • H 3 CO- (CH 2 O) 3 -CH 3 and H 3 CO- (CH 2 O) 4 -CH 3 is preferably between 50% by weight. % and 99.8 wt .-%, particularly preferably between 98 wt .-% and 99.8 wt .-% is.
  • the methyl end group can also be replaced by another alkyl radical.
  • the preferred mixtures Due to their composition and their reduced freezing point, the preferred mixtures have advantages in storage, handling, in their intended use and in transport at low temperatures.
  • the advantageous properties of the preferred (ii) polyoxymethylene dialkyl ethers according to the invention are also reflected in the fact that a selection of these product mixtures is covered by the chemical-law polymer definition of the European Community.
  • One particular advantage of the mixtures according to the invention is that in addition the flash point of the mixture has been optimized.
  • component (ii) contains more than 30% by weight H 3 C-O- (CH 2 O) ⁇ 4-CH 3.
  • the particularly preferred fuel mixtures comprising (i) diesel oil and this particularly preferred component (ii) have a flash point above 55 ° C.
  • Such fuel mixtures are particularly suitable for handling in refineries since they comply with the corresponding explosion protection regulations (eg ordinance on systems for storing, filling and transporting flammable liquids by land (Ordinance on Flammable Liquids - VbF)).
  • the fuel mixture according to the invention contains diesel oil of fossil origin.
  • Diesel represents the heavy-boiling fraction of the middle distillates of mineral oil.
  • Typical diesel oil cuts have a boiling point in the range of 150 to 380 0 C, preferably from 200 to 350 0 C and a density of 0.76 to 0.935 g / ml at 15 0 C.
  • Either the proportion of the preferred, low-sulfur POMDAE in the fuel mixture can be increased or alternatively a low-sulfur diesel can be used in the fuel mixture.
  • the fuel mixture according to the invention contains polyoxymethylene dialkyl ethers.
  • the dimethyl ether and diethyl ether are preferred.
  • Particular preference is given to polyoxymethylene dimethyl ethers having 3, 4 or 5 oxymethylene units and mixtures thereof.
  • Component (ii) preferably contains between 29 and 70% by weight, particularly preferably between 30% by weight and 70% by weight of R-O-
  • the sulfur content of component (ii) is preferably less than 100 ppb (parts by weight).
  • the content of polycyclic aromatic hydrocarbons in component (ii) is preferably less than 100 ppb, measured according to IP 391/95.
  • the polyoxymethylene dialkyl ethers can, as described in EP-A 1 070 755, by reacting the corresponding alcohol, preferably methanol, with formaldehyde in Presence of acid catalysts are produced. Processes for the preparation of the polyoxymethylene dimethyl ethers are also shown in WO 2006/045506.
  • methylal with trioxane preferably no water is formed as a byproduct.
  • the reaction is generally carried out at a temperature of 50 to 200 ° C., preferably 90 to 150 ° C., and a pressure of 1 to 20 bar, preferably 2 to 10 bar.
  • the molar ratio of methylal: trioxane is generally 0.1 to 10, preferably 0.5 to 5.
  • the acidic catalyst may be a homogeneous or heterogeneous acidic catalyst.
  • Suitable acidic catalysts are mineral acids such as largely anhydrous sulfuric acid, sulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid and para-toluenesulfonic acid, heteropolyacids, acidic ion exchange resins, zeolites, aluminosilicates, silica, alumina, titanium dioxide and zirconium dioxide.
  • Oxidic catalysts may be doped with sulfate or phosphate groups to increase their acid strength, generally in amounts of from 0.05 to 10% by weight.
  • the reaction can be carried out in a stirred tank reactor (CSTR) or a tube reactor. If a heterogeneous catalyst is used, a fixed bed reactor is preferred. If a fixed catalyst bed is used, the product mixture can then be contacted with an anion exchange resin to obtain a substantially acid-free product mixture.
  • CSTR stirred tank reactor
  • the amount of water introduced by methylal and trioxane and by the catalyst is preferably in total ⁇ 1% by weight, more preferably ⁇ 0.5% by weight, in particular ⁇ 0.2% by weight and particularly preferably ⁇ 0.1% by weight. -%, Based on the reaction mixture of methylal, trioxane and the catalyst. For this purpose, practically anhydrous trioxane and methylal are preferably used, and the amount of water optionally introduced by the catalyst is limited.
  • the hemiacetals (monoethers) or polyoxymethylene glycols formed by hydrolysis in the presence of water from already formed polyoxymethylene dimethyl ether have a boiling point comparable to that of the polyoxymethylene dimethyl ethers, thereby making it difficult to separate the polyoxymethylene dimethyl ethers from these by-products.
  • a fraction comprising the trimer and tetramers is preferably separated from the product mixture of the reaction of methylal with trioxane and unreacted methylal, trioxane and polyoxymethylene dimethyl ethers with n ⁇ 3 is preferably attributed to the acid catalyzed conversion.
  • the polyoxymethylene dimethyl ethers with n> 4 are additionally recycled to the reaction. Due to the recycling, especially trimer and tetramer are obtained.
  • the first distillation column for example, at a pressure of 0.5 to 1, 5 bar
  • the second distillation column for example, at a pressure of 0.05 to 1 bar
  • the third distillation column for example, at a pressure of 0.001 to 0.5 bar operated
  • the first and the second fraction are recycled to the reaction.
  • a homogeneous catalyst for example a mineral acid or a sulfonic acid, it preferably remains in the fourth fraction and is recycled with it to the acid-catalyzed reaction.
  • the novel fuel mixture may contain components (i) and (ii) preferably in the following proportions by weight:
  • 0 to 5 wt .-%, preferably 0 to 1 wt .-% further additives may be included.
  • Usual further additives are z. B. conventional, known Cetaniereer Wegr which in amounts of usually up to 1 Wt .-% may be included or z. B. compounds that increase the flow and lubricating properties of the diesel fuel.
  • the content of polycyclic aromatic hydrocarbons in the fuel mixture according to the invention is preferably less than 1 1 mass%, measured according to IP 391/95.
  • the fuel mixtures according to the invention preferably have a cetane number of> 41, particularly preferably> 51, in particular between 51 and 98.6.
  • the preparation of the fuel mixtures according to the invention can preferably be carried out by mixing (i) and (ii) in a continuous process.
  • the preparation can be carried out such that (i) mineral oil fractions or diesel oil, preferably of fossil origin, and component (ii), d. H. the polyoxymethylenedialkyl ethers continuously withdrawn from their storage tanks, the components (i) and (ii) in the desired mixing ratio continuously merges in a mixing apparatus, the resulting mixture continuously removed and for further use.
  • the mixtures obtained can be transposed into transport containers, such as tank trucks, containers or barrels, or temporarily stored in product storage tanks.
  • Static mixers may preferably be used as mixing apparatuses. Such apparatuses are generally known to the person skilled in the art. Such an apparatus for mixing liquids is described, for example, in EP 0 097 458.
  • Static mixers are usually tubular apparatuses with fixed internals, which serve to mix the individual substance flows over the pipe cross-section.
  • Static mixers can be used in continuous processes to perform various process engineering operations, such as mixing, mass transfer between two phases, chemical reactions, or heat transfer.
  • the homogenization of the starting materials is preferably effected by a pressure gradient generated by means of a pump.
  • two basic mixing principles can be distinguished. In laminar flow-through mixers is homogenized by division and rearrangement of the flow of the individual components.
  • the micro-mixing by diffusion processes depends on the residence time.
  • spiral mixers or cross channel mixers are used for mixing tasks with laminar flow.
  • the laminar flow resembles a normal pipe flow with low shear forces and a narrow residence time distribution.
  • Vortexes are generated in turbulent flow-through mixers in order to homogenize the individual material flows in this way.
  • cross-channel mixers and special turbulence mixers are suitable. Both types of mixers can be used for the preferred method.
  • the internals used usually consist of flow dividing ends and -derlenkenden, three-dimensional geometric bodies that lead to a rearrangement, mixing and reuniting of the individual components.
  • Static mixers are commercially available mixing apparatuses and are offered for example by the company Fluitec Georg AG, Neftenbach, Switzerland for various fields of application.
  • POMDME 4 H 3 CO- (CH 2 O) 4 -CH 3
  • POMDME 3 H 3 CO- (CH 2 O) 3 -CH 3
  • POMDME 5 H 3 CO - (CH 2 O) 5 -CH 3
  • the S content was below 50 ppb.
  • the corresponding flash point of the compound was measured according to DIN EN ISO 13736, and amounted to 61 0 C.
  • the corresponding blend had a filterability (CFPP) according to EN 1 16 of less than - 54 0 C.
  • the Cloud Point according to EN 23015 was - 53 0 C.
  • the cetane number of the mixture could not be determined in a MWM test engine: For the measurement of blends with 30% / 50% / 70% kerosene could however borderline cetane number of 98.6 can be determined , The blends were made via a static mixing system as described in the text. In the following, a mixture of the POMDME mixture (10%) with diesel fuel (90%) was produced by a static mixing system and tested on a Daimler Chrysler OM646 DE 22LA engine test bench. This resulted in a reduction in soot emissions compared to the operation of pure diesel fuel by up to 60%.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Fuel mixture comprising (i) diesel oil and (ii) polyoxymethylene dialkyl ether of the general formula 1: R-O-(CH2O)n-R', where R and R' are defined as follows: R: methyl, ethyl, propyl, butyl, R': methyl, ethyl, propyl, butyl, n: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, where the fuel mixture has sulfur content of < 10 ppm (mg/kg) to EN 590 and the proportion by weight of polyoxymethylene dialkyl ethers of the formula 1 where n is 3 and 4 is between 50% by weight and 99.8% by weight, based on the total weight of the polyoxymethylene dialkyl ethers.

Description

Kraftstoffmischung enthaltend Polyoxymethylendialkylether Fuel mixture containing Polyoxymethylendialkylether
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft Kraftstoffmischung enthaltend (i) Dieselöl, bevorzugt aus fossilem Ursprung, und (ii) Polyoxymethylendialkylether der allgemeinen Formel 1 :The invention relates to a fuel mixture comprising (i) diesel oil, preferably of fossil origin, and (ii) polyoxymethylene dialkyl ethers of the general formula 1:
Formel 1 : R-O-(CH2O)n-R', mit den folgenden Bedeutungen für R, R' und n: R: Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, bevorzugt Methyl, Ethyl, besonders bevorzugt Methyl, R': Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, bevorzugt Methyl, Ethyl, besonders bevorzugt Methyl, n: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,Formula 1: RO- (CH 2 O) n -R ', with the following meanings for R, R' and n: R: methyl, ethyl, propyl, butyl, preferably methyl, ethyl, more preferably methyl, R ': methyl , Ethyl, propyl, butyl, preferably methyl, ethyl, more preferably methyl, n: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
wobei die Kraftstoffmischung einen Schwefelgehalt < 10 ppm (mg/kg) gemäß EN 590 (Dieselkraftstoff „Anforderungen und Prüfverfahren" Dt. Fassung EN 590: 1999) aufweist und der summierte Gewichtsanteil von Polyoxymethylendialkylethern gemäß Formel 1 mit n gleich 3 und 4 zwischen 50 Gew.-% und 99,8 Gew.-%, bevorzugt zwischen 98 Gew.-% und 99,8 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyoxymethylendialkylether. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung der erfin- dungsgemäßen Kraftstoffmischungen als Kraftstoff für Dieselmotoren mit einem Zylinderhubvolumen von 1 Liter und mehr , insbesondere als Kraftstoff für Lastkraftwagen, Lokomotiven, Schiffs- und Flugzeugmotoren. Bezogen auf Straßenverkehr liegt das bevorzugte Vehikelgewicht bei > 8500 amerik. Pfunden (Ibs). Der Schwefelgehalt wird als elementarer Schwefel („S") nach den in EN 590 genannten Normen gemessen: EN ISO 14596: 1998, EN ISO 8745: 1995, EN 24260: 1994).wherein the fuel mixture has a sulfur content of <10 ppm (mg / kg) according to EN 590 (Diesel fuel "Requirements and test methods" German version EN 590: 1999) and the summed weight fraction of polyoxymethylene dialkyl ethers of formula 1 with n equal to 3 and 4 between 50 wt % and 99.8% by weight, preferably between 98% by weight and 99.8% by weight, based on the total weight of the polyoxymethylene dialkyl ethers Diesel engines having a cylinder displacement of 1 liter or more, in particular as fuel for trucks, locomotives, marine and aircraft engines., In terms of road traffic, the preferred vehicle weight is> 8500 American pounds (lbs.) The sulfur content is expressed as elemental sulfur ("S"). ) measured according to the standards referred to in EN 590: EN ISO 14596: 1998, EN ISO 8745: 1995, EN 24260: 1994).
Im Hinblick auf den gewünschten Ersatz von fossilen Brennstoffen auf Erdölbasis existieren Bestrebungen, Teile beispielsweise des Dieselkraftstoffes durch Verbindungen zu ersetzen, die aus alternativen Quellen herstellbar sind. Ein solcher Ansatz ist die Zumischung von Polyoxymethylendialkylethern (POMDAE) zu Dieselkraftstoff. DieWith a view to the desired substitution of petroleum-based fossil fuels, efforts are being made to replace parts of diesel fuel, for example, with compounds that can be produced from alternative sources. One such approach is the addition of polyoxymethylene dialkyl ethers (POMDAE) to diesel fuel. The
POMDAE können auf Erdgas/Synthesegas/Methanol basieren und bewirken zusätzlich zu einer Substituierung des Dieselkraftstoffes eine gewünschte Erhöhung der Cetan- Zahl sowie eine saubere Verbrennung des Dieselkraftstoffes, insbesondere eine verminderte Rußbildung. Das Erdgas kann dabei geologischen Quellen entstammen, be- vorzugt solchen die als „flared gas" oder „stranded gas" bezeichnet werden oder solchen, aus denen es als Koppelprodukt bei der Erdölgewinnung anfällt. Das Erdgas/ Synthesegas/Methanol kann aber auch genauso bevorzugt biologischen Ursprungs sein und aus Biomasse gewonnen werden.POMDAE can be based on natural gas / synthesis gas / methanol and cause in addition to a substitution of the diesel fuel, a desired increase in the cetane number and a clean combustion of the diesel fuel, in particular a reduced soot formation. The natural gas can originate from geological sources, preferably those referred to as "flared gas" or "stranded gas", or those from which it is produced as co-product in oil production. However, the natural gas / synthesis gas / methanol can also preferably be of biological origin and be obtained from biomass.
Derartige Kraftstoffmischungen auf Dieselbasis sind in der US 5 746 785, WO 86/0351 1 und der EP-A 1 070 755 beschrieben. Auch auf Basis dieses Standes der Technik bestehen weiterhin Anforderungen im Hinblick auf eine optimierte Kraftstoffmischung enthaltend Diesel. Probleme, die es zu lösen gilt, bestehen insbesondere in einer optimierten Einstellung des Zündpunktes der Kraftstoffmischung, dem möglichst einfachen Nivellieren unterschiedlicher Dieselkraft- Stoffe durch idealerweise einen Zusatz, d. h. die einfache und sichere Einstellung unterschiedlicher Dieselkraftstoffe auf ein einheitliches Profil durch möglichst nur einen Zusatzstoff. Hierzu gehört auch die Veredlung minderwertigerer Mineralölfraktionen zu Dieselkraftstoff. Weitere Anforderungen bestehen auch weiterhin in einer Reduzierung der Rußbildung gerade bei „schweren" Dieselmaschinen, die in der Regel nicht ohne Einschränkung der Performance mit Rußfiltern ausgerüstet werden können. Hinzu kommt, dass mögliche Zusätze oder Ersatzstoffe mit dem Dieselkraftstoff kompatibel sein sollten, d. h. ein deutlich unterschiedliches Eigenschaftsprofil wäre zu vermeiden.Such diesel fuel blends are described in US 5,746,785, WO 86/0351 1 and EP-A 1 070 755. Also on the basis of this state of the art, there are still requirements with regard to an optimized fuel mixture containing diesel. Problems that need to be solved, in particular in an optimized setting of the ignition point of the fuel mixture, the simplest possible leveling of different diesel fuels by ideally an addition, ie the simple and safe adjustment of different diesel fuels on a single profile by possibly only one additive. This includes the refinement of inferior mineral oil fractions to diesel fuel. Other requirements continue to be reducing soot formation, especially in "heavy" diesel engines, which typically can not be equipped with soot filters without sacrificing performance and, in addition, possible additives or substitutes should be compatible with the diesel fuel different property profile should be avoided.
Diese Aufgaben und Probleme konnten durch die eingangs dargestellten Kraftstoffmi- schungen gelöst werden, insbesondere durch Kraftstoffmischungen enthaltend (i) Dieselöl fossilen Ursprungs sowie (ii) Polyoxymethylendialkylether, wobei die Kraftstoffmischung zwischen 10 und 95 Gew.-% (i) Dieselöl fossilen Ursprungs sowie zwischen 90 und 5 Gew.-% (ii) Polyoxymethylendialkylether, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Kraftstoffmischung, enthält, wobei die Kraftstoffmischung einen Schwefelge- halt von kleiner 10 ppm und einen Gehalt an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen von kleiner 11 Massen-%, gemessen nach IP 391/95, aufweist, die Komponente (ii) einen Schwefelgehalt von kleiner 100 ppb und einen Gehalt an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen von kleiner 100 ppb, gemessen nach IP 391/95, aufweist und zudem die Komponente (ii) enthältThese problems and problems have been solved by the fuel mixtures described in the introduction, in particular by fuel mixtures containing (i) diesel oil of fossil origin and (ii) polyoxymethylene dialkyl ethers, the fuel mixture containing between 10 and 95% by weight of (i) diesel oil of fossil origin and between 90 and 5 wt .-% (ii) Polyoxymethylendialkylether, each based on the total weight of the fuel mixture, wherein the fuel mixture has a sulfur content of less than 10 ppm and a content of polycyclic aromatic hydrocarbons of less than 11 mass%, measured according to IP 391/95, component (ii) has a sulfur content of less than 100 ppb and a content of polycyclic aromatic hydrocarbons of less than 100 ppb, measured according to IP 391/95, and also contains component (ii)
zwischen 30 und 70 Gew.-% H3C-O-(CH2O)3-CH3, zwischen 30 und 70 Gew.-% H3C-O-(CH2O)4-CH3 und zwischen 0,1 und 5 Gew.-% H3C-O-(CH2O)>4-CH3,between 30 and 70% by weight H 3 CO- (CH 2 O) 3 -CH 3 , between 30 and 70% by weight H 3 CO- (CH 2 O) 4 -CH 3 and between 0.1 and 5 Wt% H 3 CO- (CH 2 O)> 4 -CH 3 ,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (ii), und wobei der summierte Gewichtsanteil von H3C-O-(CH2O)3-CH3 und H3C-O-(CH2O)4-CH3 bevorzugt zwischen 50 Gew.-% und 99,8 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 98 Gew.-% und 99,8 Gew.-% beträgt. Die Methyl-Endgruppe kann dabei auch durch einen anderen Alkylrest ersetzt sein.in each case based on the total weight of component (ii), and wherein the total weight fraction of H 3 CO- (CH 2 O) 3 -CH 3 and H 3 CO- (CH 2 O) 4 -CH 3 is preferably between 50% by weight. % and 99.8 wt .-%, particularly preferably between 98 wt .-% and 99.8 wt .-% is. The methyl end group can also be replaced by another alkyl radical.
Die bevorzugten Mischungen weisen aufgrund ihrer Zusammensetzung und ihrem erniedrigten Gefrierpunkt Vorteile in Lagerung, Handhabung, in der bestimmungsgemäßen Nutzung und im Transport bei tiefen Temperaturen auf. Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäß bevorzugten (ii) Polyoxymethylendialkylether kommen auch darin zum Ausdruck, dass eine Auswahl dieser Produktmischungen unter die chemikalienrechtliche Polymerdefinition der Europäischen Gemeinschaft fallen. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Mischungen besteht darin, dass zudem der Flammpunkt der Mischung optimiert wurde.Due to their composition and their reduced freezing point, the preferred mixtures have advantages in storage, handling, in their intended use and in transport at low temperatures. The advantageous properties of the preferred (ii) polyoxymethylene dialkyl ethers according to the invention are also reflected in the fact that a selection of these product mixtures is covered by the chemical-law polymer definition of the European Community. One particular advantage of the mixtures according to the invention is that in addition the flash point of the mixture has been optimized.
Besonders bevorzugt enthält die Komponente (ii) mehr als 30 Gew.-% H3C-O- (CH2θ)4-CH3. Dabei weisen die besonders bevorzugten Kraftstoffmischungen enthaltend (i) Dieselöl und diese besonders bevorzugte Komponente (ii) einen Flammpunkt über 55 0C auf. Solche Kraftstoffmischungen sind insbesondere für den Umgang in Raffinerien geeignet, da diese den entsprechenden Verordnungen zum Explosionsschutz entsprechen (z. B. Verordnung über Anlagen zur Lagerung, Abfüllung und Be- förderung brennbarer Flüssigkeiten zu Lande (Verordnung über brennbare Flüssigkeiten - VbF)).More preferably, component (ii) contains more than 30% by weight H 3 C-O- (CH 2 O) 4-CH 3. In this case, the particularly preferred fuel mixtures comprising (i) diesel oil and this particularly preferred component (ii) have a flash point above 55 ° C. Such fuel mixtures are particularly suitable for handling in refineries since they comply with the corresponding explosion protection regulations (eg ordinance on systems for storing, filling and transporting flammable liquids by land (Ordinance on Flammable Liquids - VbF)).
Als Komponente (i) enthält das erfindungsgemäße Kraftstoffgemisch Dieselöl fossilen Ursprungs. Diesel repräsentiert den Schwersiedeanteil der Mitteldestillate von Mineral- öl. Typische Dieselöl-Schnitte haben einen Siedepunkt im Bereich von 150 bis 380 0C, vorzugsweise von 200 bis 350 0C und eine Dichte von 0,76 bis 0,935 g/ml bei 15 0C. Um den erfindungsgemäßen Schwefelgehalt in der Kraftstoffmischung zu erreichen, kann entweder der Anteil der bevorzugten, schwefelarmen POMDAE in der Kraftstoffmischung erhöht werden oder alternativ ein schwefelarmer Diesel in der Kraftstoffmi- schung eingesetzt werden.As component (i), the fuel mixture according to the invention contains diesel oil of fossil origin. Diesel represents the heavy-boiling fraction of the middle distillates of mineral oil. Typical diesel oil cuts have a boiling point in the range of 150 to 380 0 C, preferably from 200 to 350 0 C and a density of 0.76 to 0.935 g / ml at 15 0 C. In order to achieve the sulfur content in the fuel mixture according to the invention, Either the proportion of the preferred, low-sulfur POMDAE in the fuel mixture can be increased or alternatively a low-sulfur diesel can be used in the fuel mixture.
Als Komponente (ii) enthält das erfindungsgemäße Kraftstoffgemisch Polyoxymethy- lendialkylether. Von diesen sind die Dimethylether und Diethylether bevorzugt. Bevorzugt sind wie bereits anhand der Gewichtsangaben dargestellt Polyoxymethylendialky- lether mit n = 3, 4 oder 5 Oxymethylen-Einheiten sowie deren Gemische. Besonders bevorzugt sind Polyoxymethylendimethylether mit 3, 4 oder 5 Oxymethylen-Einheiten und deren Gemische. Insbesondere bevorzugt sind Polyoxymethylendimethylether mit n = 3 oder 4 Oxymethylen-Einheiten und deren Gemische, speziell bevorzugt ist Tetra- oxymethylendimethylether (n = 4). Bevorzugt enthält die Komponente (ii) zwischen 29 und 70 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 30 Gew.-% und 70 Gew.-% R-O-As component (ii), the fuel mixture according to the invention contains polyoxymethylene dialkyl ethers. Of these, the dimethyl ether and diethyl ether are preferred. Polyoxymethylene dialkyl ethers with n = 3, 4 or 5 oxymethylene units and mixtures thereof are preferred as already indicated by the weight data. Particular preference is given to polyoxymethylene dimethyl ethers having 3, 4 or 5 oxymethylene units and mixtures thereof. Particular preference is given to polyoxymethylene dimethyl ethers having n = 3 or 4 oxymethylene units and mixtures thereof, particularly preferably tetraoxymethylene dimethyl ether (n = 4). Component (ii) preferably contains between 29 and 70% by weight, particularly preferably between 30% by weight and 70% by weight of R-O-
(CH2θ)3-R\ zwischen 29 Gew.-% und 70 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 30 Gew.-% und 70 Gew.-% R-O-(CH2O)4-R' und zwischen 0,1 und 5 Gew.-% R-O- (CH2θ)>4-R\ jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (ii), wobei R und R' die eingangs dargestellten Bedeutungen haben, besonders bevorzugt jeweils Methyl darstellen und wobei der Gewichtsanteil an H3C-O-(CH2θ)4-CH3 in der Komponente (ii) bevorzugt größer als 50 Gew.-% ist. Der Schwefelgehalt der Komponente (ii) ist bevorzugt kleiner als 100 ppb (Gewichtsteile). Der Gehalt an polycyclischen a- romatischen Kohlenwasserstoffen in der Komponente (ii) ist bevorzugt kleiner 100 ppb, gemessen nach IP 391/95.(CH2θ) 3-R \ between 29 wt .-% and 70 wt .-%, more preferably between 30 wt .-% and 70 wt .-% RO- (CH 2 O) 4 R ', and between 0.1 and 5% by weight of RO- (CH 2 O)> 4-R 1 in each case based on the total weight of component (ii), where R and R 'have the meanings given at the outset, particularly preferably represent methyl and where the weight fraction of H 3C- O- (CH2θ) 4-CH 3 in the component (ii) preferably greater than 50 wt .-% is. The sulfur content of component (ii) is preferably less than 100 ppb (parts by weight). The content of polycyclic aromatic hydrocarbons in component (ii) is preferably less than 100 ppb, measured according to IP 391/95.
Die Polyoxymethylendialkylether können, wie in EP-A 1 070 755 beschrieben, durch Umsetzen des entsprechenden Alkohols, vorzugsweise Methanol, mit Formaldehyd in Gegenwart von sauren Katalysatoren hergestellt werden. Verfahren zur Herstellung der Polyoxymethylendimethylether sind zudem in der WO 2006/045506 dargestellt.The polyoxymethylene dialkyl ethers can, as described in EP-A 1 070 755, by reacting the corresponding alcohol, preferably methanol, with formaldehyde in Presence of acid catalysts are produced. Processes for the preparation of the polyoxymethylene dimethyl ethers are also shown in WO 2006/045506.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Polyoxymethylendimethyl- ethern, insbesondere der Polyoxymethylendimethylether mit n = 3 und 4 (Trimer, Tetra- mer) geht von Methylal (n = 1) oder Dimethylether und Trioxan aus. Diese werden bevorzugt in einen Reaktor eingespeist und in Gegenwart eines sauren Katalysators umgesetzt, wobei die durch Methylal, Trioxan und/oder den Katalysator in das Reaktionsgemisch eingebrachte Wassermenge < 1 Gew.-%, bezogen auf das Reaktionsge- misch, beträgt.A particularly advantageous process for the preparation of polyoxymethylene dimethyl ethers, especially the polyoxymethylene dimethyl ethers with n = 3 and 4 (trimer, tetrahedron) is based on methylal (n = 1) or dimethyl ether and trioxane. These are preferably fed into a reactor and reacted in the presence of an acidic catalyst, wherein the introduced by methylal, trioxane and / or the catalyst in the reaction mixture amount of water <1 wt .-%, based on the reaction mixture is.
Bei der Umsetzung von Methylal mit Trioxan zu den Polyoxymethylendimethylethern wird bevorzugt kein Wasser als Nebenprodukt gebildet. Die Umsetzung wird im Allgemeinen bei einer Temperatur von 50 bis 200 0C, vorzugsweise 90 bis 150 0C, und ei- nem Druck von 1 bis 20 bar, vorzugsweise 2 bis 10 bar durchgeführt. Das Molverhältnis Methylal : Trioxan beträgt im Allgemeinen 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 5.In the reaction of methylal with trioxane to the Polyoxymethylendimethylethern preferably no water is formed as a byproduct. The reaction is generally carried out at a temperature of 50 to 200 ° C., preferably 90 to 150 ° C., and a pressure of 1 to 20 bar, preferably 2 to 10 bar. The molar ratio of methylal: trioxane is generally 0.1 to 10, preferably 0.5 to 5.
Der saure Katalysator kann ein homogener oder heterogener saurer Katalysator sein. Geeignete saure Katalysatoren sind Mineralsäuren wie weitgehend wasserfreie Schwefelsäure, Sulfonsäuren wie Trifluormethansulfonsäure und para-Toluolsulfon- säure, Heteropolysäuren, saure lonenaustauscherharze, Zeolithe, Aluminosilikate, SiIi- ciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid und Zirkondioxid. Oxidische Katalysatoren können, um deren Säurestärke zu erhöhen, mit Sulfat- oder Phosphat-Gruppen dotiert sein, im Allgemeinen in Mengen von 0,05 bis 10 Gew.-%. Die Umsetzung kann in ei- nem Rührkesselreaktor (CSTR) oder einem Rohrreaktor durchgeführt werden. Wird ein heterogener Katalysator eingesetzt, ist ein Festbettreaktor bevorzugt. Wird ein Katalysator-Festbett verwendet, kann das Produktgemisch anschließend mit einem Anionen- austauscherharz in Kontakt gebracht werden, um ein im Wesentlichen säurefreies Produktgemisch zu erhalten.The acidic catalyst may be a homogeneous or heterogeneous acidic catalyst. Suitable acidic catalysts are mineral acids such as largely anhydrous sulfuric acid, sulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid and para-toluenesulfonic acid, heteropolyacids, acidic ion exchange resins, zeolites, aluminosilicates, silica, alumina, titanium dioxide and zirconium dioxide. Oxidic catalysts may be doped with sulfate or phosphate groups to increase their acid strength, generally in amounts of from 0.05 to 10% by weight. The reaction can be carried out in a stirred tank reactor (CSTR) or a tube reactor. If a heterogeneous catalyst is used, a fixed bed reactor is preferred. If a fixed catalyst bed is used, the product mixture can then be contacted with an anion exchange resin to obtain a substantially acid-free product mixture.
Die durch Methylal und Trioxan sowie durch den Katalysator eingebrachte Wassermenge beträgt bevorzugt insgesamt < 1 Gew.-%, besonders bevorzugt < 0,5 Gew.-%, insbesondere < 0,2 Gew.-% und insbesondere bevorzugt < 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Reaktionsgemisch aus Methylal, Trioxan und den Katalysator. Hierzu werden be- vorzugt praktisch wasserfreies Trioxan und Methylal eingesetzt sowie die gegebenenfalls durch den Katalysator eingebrachte entsprechend Wassermenge begrenzt. Die in Gegenwart von Wasser aus bereits gebildetem Polyoxymethylendimethylether durch Hydrolyse gebildeten Halbacetale (Monoether) beziehungsweise Polyoxymethylengly- kole weisen einen vergleichbaren Siedepunkt wie die Polyoxymethylendimethylether auf, wodurch eine Abtrennung der Polyoxymethylendimethylether von diesen Nebenprodukten erschwert wird. Um gezielt Polyoxymethylendimethylether mit n = 3 und n = 4 (Trimer, Tetramer) zu erhalten, wird bevorzugt aus dem Produktgemisch der Umsetzung von Methylal mit Trioxan eine Fraktion enthaltend das Trimere und Tetramere abgetrennt und werden nicht umgesetztes Methylal, Trioxan und Polyoxymethylendimethylether mit n < 3 be- vorzugt in die sauer katalysierte Umsetzung zurückgeführt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden zusätzlich auch die Polyoxymethylendimethylether mit n > 4 in die Umsetzung zurückgeführt. Durch die Rückführung wird besonders viel Trimer und Tetramer erhalten.The amount of water introduced by methylal and trioxane and by the catalyst is preferably in total <1% by weight, more preferably <0.5% by weight, in particular <0.2% by weight and particularly preferably <0.1% by weight. -%, Based on the reaction mixture of methylal, trioxane and the catalyst. For this purpose, practically anhydrous trioxane and methylal are preferably used, and the amount of water optionally introduced by the catalyst is limited. The hemiacetals (monoethers) or polyoxymethylene glycols formed by hydrolysis in the presence of water from already formed polyoxymethylene dimethyl ether have a boiling point comparable to that of the polyoxymethylene dimethyl ethers, thereby making it difficult to separate the polyoxymethylene dimethyl ethers from these by-products. In order to obtain polyoxymethylene dimethyl ether with n = 3 and n = 4 (trimer, tetramer), a fraction comprising the trimer and tetramers is preferably separated from the product mixture of the reaction of methylal with trioxane and unreacted methylal, trioxane and polyoxymethylene dimethyl ethers with n < 3 is preferably attributed to the acid catalyzed conversion. In a further preferred embodiment of the process, the polyoxymethylene dimethyl ethers with n> 4 are additionally recycled to the reaction. Due to the recycling, especially trimer and tetramer are obtained.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird aus dem Produktgemisch der sauer katalysierten Umsetzung von Methylal mit Trioxan eine erste Fraktion enthaltend Methylal, eine zweite Fraktion enthaltend das Dimer (n = 2) und Trioxan, eine dritte Fraktion enthaltend das Trimere und Tetramere (n = 3, 4) und eine vierte Fraktion enthaltend das Pentamer und höhere Homologe (n > 4) gewonnen. Hierbei ist es insbe- sondere bevorzugt, die Auftrennung des Produktgemischs der sauer katalysierten Umsetzung von Methylal mit Trioxan in drei hintereinander geschalteten Destillationskolonnen durchzuführen, wobei die erste Fraktion in einer Destillationskolonne von dem Produktgemisch der Umsetzung abgetrennt wird, aus dem verbleibenden Gemisch in einer zweiten Destillationskolonne die zweite Fraktion abgetrennt wird und das verblei- bende Gemisch in einer dritten Destillationskolonne in die dritte und die vierte Fraktion aufgetrennt wird. Hierbei kann die erste Destillationskolonne beispielsweise bei einem Druck von 0,5 bis 1 ,5 bar, die zweite Destillationskolonne beispielsweise bei einem Druck von 0,05 bis 1 bar und die dritte Destillationskolonne beispielsweise bei einem Druck von 0,001 bis 0,5 bar betrieben werden. Vorzugsweise werden die erste und die zweite Fraktion, besonders bevorzugt zusätzlich auch die vierte Fraktion in die Umsetzung zurückgeführt.In a particularly preferred embodiment, the product mixture of the acid-catalyzed reaction of methylal with trioxane is a first fraction containing methylal, a second fraction containing the dimer (n = 2) and trioxane, a third fraction containing the trimer and tetramers (n = 3, 4) and a fourth fraction containing the pentamer and higher homologs (n> 4). In this case, it is particularly preferred to carry out the separation of the product mixture of the acid-catalyzed reaction of methylal with trioxane in three distillation columns connected in series, the first fraction being separated in a distillation column from the product mixture of the reaction, from the remaining mixture in a second distillation column the second fraction is separated off and the remaining mixture is separated into the third and the fourth fraction in a third distillation column. Here, the first distillation column, for example, at a pressure of 0.5 to 1, 5 bar, the second distillation column, for example, at a pressure of 0.05 to 1 bar and the third distillation column, for example, at a pressure of 0.001 to 0.5 bar operated , Preferably, the first and the second fraction, more preferably additionally also the fourth fraction, are recycled to the reaction.
Wird ein homogener Katalysator, beispielsweise eine Mineralsäure oder eine Sulfon- säure eingesetzt, so verbleibt dieser bevorzugt in der vierten Fraktion und wird mit die- ser in die sauer katalysierte Umsetzung zurückgeführt.If a homogeneous catalyst, for example a mineral acid or a sulfonic acid, is used, it preferably remains in the fourth fraction and is recycled with it to the acid-catalyzed reaction.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffmischung kann die Komponenten (i) und (ii) bevorzugt in folgenden Gewichtsanteilen enthalten:The novel fuel mixture may contain components (i) and (ii) preferably in the following proportions by weight:
10 bis 95 Gew.-% (i) Dieselöl, üblicherweise fossilen Ursprungs,From 10 to 95% by weight of (i) diesel oil, usually of fossil origin,
90 bis 5 Gew.-% (ii) Polyoxymethylendialkylether,From 90 to 5% by weight of (ii) polyoxymethylene dialkyl ethers,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Kraftstoffmischung.each based on the total weight of the fuel mixture.
In den erfindungsgemäßen Kraftstoffmischungen können 0 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 1 Gew.-% weitere Additive enthalten sein. Übliche weitere Additive sind z. B. übliche, bekannte Cetanzahlerhöher, welche in Mengen von üblicherweise bis zu 1 Gew.-% enthalten sein können oder z. B. Verbindungen, die die Fluß- und Schmiereigenschaften des Dieselkraftstoffs erhöhen. Der Gehalt an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen in der erfindungsgemäßen Kraftstoffmischung ist bevorzugt kleiner als 1 1 Massen-%, gemessen nach IP 391/95. Die erfindungsgemäßen Kraftstoffmi- schungen weisen bevorzugt eine Cetanzahl von > 41 , besonders bevorzugt von > 51 , insbesondere zwischen 51 und 98,6 auf.In the fuel mixtures according to the invention, 0 to 5 wt .-%, preferably 0 to 1 wt .-% further additives may be included. Usual further additives are z. B. conventional, known Cetanzahlerhöher which in amounts of usually up to 1 Wt .-% may be included or z. B. compounds that increase the flow and lubricating properties of the diesel fuel. The content of polycyclic aromatic hydrocarbons in the fuel mixture according to the invention is preferably less than 1 1 mass%, measured according to IP 391/95. The fuel mixtures according to the invention preferably have a cetane number of> 41, particularly preferably> 51, in particular between 51 and 98.6.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kraftstoffmischungen kann bevorzugt derart erfolgen, dass man (i) und (ii) in einem kontinuierlichen Prozess abmischt. Besonders bevorzugt kann die Herstellung derart erfolgen, dass man (i) Mineralölfraktionen bzw. Dieselöl, bevorzugt aus fossilem Ursprung, und die Komponente (ii), d. h. die Polyoxy- methylendialkylether, kontinuierlich aus ihren Lagertanks entnimmt, die Komponenten (i) und (ii) in dem gewünschten Mischungsverhältnis kontinuierlich in einem Mischapparat zusammenführt, die erhaltene Mischung kontinuierlich entnimmt und der weiteren Verwendung zuführt.The preparation of the fuel mixtures according to the invention can preferably be carried out by mixing (i) and (ii) in a continuous process. Particularly preferably, the preparation can be carried out such that (i) mineral oil fractions or diesel oil, preferably of fossil origin, and component (ii), d. H. the polyoxymethylenedialkyl ethers continuously withdrawn from their storage tanks, the components (i) and (ii) in the desired mixing ratio continuously merges in a mixing apparatus, the resulting mixture continuously removed and for further use.
Die erhaltenen Mischungen können in Transportbehälter, wie Tankzüge, Container oder Fässer, verladen, oder in Produktlagertanks zwischengespeichert umgesetzt werden.The mixtures obtained can be transposed into transport containers, such as tank trucks, containers or barrels, or temporarily stored in product storage tanks.
Als Mischapparate können vorzugsweise statische Mischer eingesetzt werden. Derartige Apparaturen sind dem Fachmann allgemein bekannt. Eine derartige Apparatur zur Mischung von Flüssigkeiten ist beispielsweise in EP 0 097 458 beschrieben. Statische Mischer sind üblicherweise rohrförmige Apparate mit festen Einbauten, die zur Vermi- schung der Einzelstoffströme über den Rohrquerschnitt dienen. Statische Mischer können in kontinuierlichen Prozessen zur Durchführung verschiedener verfahrenstechnischer Operationen, wie Mischen, Stoffaustausch zwischen zwei Phasen, chemischen Reaktionen oder Wärmeübertragung eingesetzt werden. Die Homogenisierung der Einsatzstoffe wird bevorzugt durch ein mittels einer Pumpe erzeugtes Druckgefälle bewirkt. Je nach Art der Strömung im statischen Mischer können zwei grundlegende Mischprinzipien unterschieden werden. In laminar durchströmten Mischern wird durch Aufteilung und Umlagerung der Strömung der einzelnen Komponenten homogenisiert. Durch eine fortlaufende Verdopplung der Anzahl der Schichten werden die Schichtdicken so weit verkleinert, bis eine vollständige Makro-Vermischung erreicht ist. Die Mikrovermischung durch Diffusionsvorgänge ist abhängig von der Verweilzeit. Für Mischaufgaben mit laminarer Strömung werden Wendelmischer oder Kreuzkanalmischer verwendet. Die laminare Strömung ähnelt einer normalen Rohrströmung mit geringen Scherkräften und einer engen Verweilzeitverteilung. In turbulent durchströmten Mischern werden gezielt Wirbel erzeugt, um auf diese Art die einzelnen Stoffströme zu homogenisieren. Hierfür sind Kreuzkanalmischer und spezielle Turbulenzmischer geeignet. Beide Typen von Mischern können für das bevorzugte Verfahren eingesetzt werden. Die eingesetzten Einbauten bestehen in der Regel aus Strömungsteilenden und -umlenkenden, dreidimensionalen geometrischen Körpern, die zu einer Umlagerung, Vermischung und Wiedervereinigung der Einzelkomponenten führen. Statische Mischer sind handelsübliche Mischapparate und werden beispielsweise von der Fa. Fluitec Georg AG, Neftenbach, Schweiz für verschiedene Anwendungsbereiche ange- boten.Static mixers may preferably be used as mixing apparatuses. Such apparatuses are generally known to the person skilled in the art. Such an apparatus for mixing liquids is described, for example, in EP 0 097 458. Static mixers are usually tubular apparatuses with fixed internals, which serve to mix the individual substance flows over the pipe cross-section. Static mixers can be used in continuous processes to perform various process engineering operations, such as mixing, mass transfer between two phases, chemical reactions, or heat transfer. The homogenization of the starting materials is preferably effected by a pressure gradient generated by means of a pump. Depending on the type of flow in the static mixer, two basic mixing principles can be distinguished. In laminar flow-through mixers is homogenized by division and rearrangement of the flow of the individual components. By continuously doubling the number of layers, the layer thicknesses are reduced so far until a complete macro-mixing is achieved. The micro-mixing by diffusion processes depends on the residence time. For mixing tasks with laminar flow, spiral mixers or cross channel mixers are used. The laminar flow resembles a normal pipe flow with low shear forces and a narrow residence time distribution. Vortexes are generated in turbulent flow-through mixers in order to homogenize the individual material flows in this way. For this purpose, cross-channel mixers and special turbulence mixers are suitable. Both types of mixers can be used for the preferred method. The internals used usually consist of flow dividing ends and -derlenkenden, three-dimensional geometric bodies that lead to a rearrangement, mixing and reuniting of the individual components. Static mixers are commercially available mixing apparatuses and are offered for example by the company Fluitec Georg AG, Neftenbach, Switzerland for various fields of application.
Beispiel:Example:
Nach dem oben beschriebenen Herstellverfahren wurde eine Mischung von 49,8%According to the manufacturing process described above, a mixture of 49.8%
POMDME 4 (H3C-O-(CH2O)4-CH3), 49,8% POMDME 3 (H3C-O-(CH2O)3-CH3) und 0,4% POMDME 5 (H3C-O-(CH2O)5-CH3) hergestellt. Der S Gehalt lag unter 50 ppb. Der entsprechende Flammpunkt der Mischung wurde nach DIN EN ISO 13736 vermessen und belief sich auf 61 0C. Die entsprechende Mischung wies eine Filtrierbarkeit (CFPP) nach EN 1 16 von unter - 54 0C auf. Der Cloudpoint nach EN 23015 lag bei - 53 0C. Die Cetanzahl der Mischung war in einem MWM Testmotor nicht bestimmbar: Aus der Vermessung von Abmischungen mit 30% / 50% / 70% Kerosin konnte jedoch eine grenzwertige Cetanzahl von 98,6 bestimmt werden. Die Abmischungen wurden über ein statisches Mischsystem - wie im Text beschrieben - hergestellt. Im folgenden wurde über ein statisches Mischsystem eine Abmischung der POMDME Mischung (10 %) mit Dieselkraftstoff (90 %) hergestellt und an einem Daimler Chrysler OM646 DE 22LA Motoren prüfstand getestet. Dabei ergab sich eine Minderung des Rußausstoßes verglichen mit dem Betrieb von reinem Dieselkraftstoff um bis zu 60 %. POMDME 4 (H 3 CO- (CH 2 O) 4 -CH 3 ), 49.8% POMDME 3 (H 3 CO- (CH 2 O) 3 -CH 3 ) and 0.4% POMDME 5 (H 3 CO - (CH 2 O) 5 -CH 3 ). The S content was below 50 ppb. The corresponding flash point of the compound was measured according to DIN EN ISO 13736, and amounted to 61 0 C. The corresponding blend had a filterability (CFPP) according to EN 1 16 of less than - 54 0 C. The Cloud Point according to EN 23015 was - 53 0 C. The cetane number of the mixture could not be determined in a MWM test engine: For the measurement of blends with 30% / 50% / 70% kerosene could however borderline cetane number of 98.6 can be determined , The blends were made via a static mixing system as described in the text. In the following, a mixture of the POMDME mixture (10%) with diesel fuel (90%) was produced by a static mixing system and tested on a Daimler Chrysler OM646 DE 22LA engine test bench. This resulted in a reduction in soot emissions compared to the operation of pure diesel fuel by up to 60%.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftstoffmischung enthaltend (i) Dieselöl und (ii) Polyoxymethylendialkylether der allgemeinen Formel 1 :1. A fuel mixture comprising (i) diesel oil and (ii) polyoxymethylene dialkyl ethers of the general formula 1:
R-O-(CH2O)n-R', mit den folgenden Bedeutungen für R, R' und n: R: Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, R': Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, n: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,RO- (CH 2 O) n -R ', with the following meanings for R, R' and n: R: methyl, ethyl, propyl, butyl, R ': methyl, ethyl, propyl, butyl, n: 2, 3 , 4, 5, 6, 7, 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmischung einen Schwefelgehalt von < 10 ppm (mg/kg) gemäß EN 590 aufweist und der Gewichtsanteil von Polyoxy- methylendialkylethern gemäß Formel 1 mit n gleich 3 und 4 zwischen 50 Gew.-% und 99,8 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyoxymethy- lendialkylethern.characterized in that the fuel mixture has a sulfur content of <10 ppm (mg / kg) according to EN 590 and the weight proportion of polyoxymethylene dialkyl ethers according to formula 1 with n equal to 3 and 4 between 50 wt .-% and 99.8 wt. %, based on the total weight of the polyoxymethylene dialkyl ethers.
2. Kraftstoffmischung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (ii) enthält zwischen 30 und 70 Gew.-% R-O-(CH2O)3-R', zwischen 30 und 70 Gew.-% R-O-(CH2O)4-R' und zwischen 0,1 und 5 Gew.-% R-O-(CH2O)>4-2. A fuel mixture according to claim 1, characterized in that the component (ii) contains between 30 and 70 wt .-% RO- (CH 2 O) 3 -R ', between 30 and 70 wt .-% RO- (CH 2 O) 4 -R 'and between 0.1 and 5 wt.% RO- (CH 2 O)> 4 -
R', jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (ii).R ', in each case based on the total weight of component (ii).
3. Kraftstoffmischung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (ii) einen Schwefelgehalt von kleiner 100 ppb aufweist.3. Fuel mixture according to claim 1, characterized in that component (ii) has a sulfur content of less than 100 ppb.
4. Kraftstoffmischung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (ii) einen Gehalt an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen von kleiner 100 ppb, gemessen nach IP 391/95, aufweist.4. Fuel mixture according to claim 1, characterized in that component (ii) has a content of polycyclic aromatic hydrocarbons of less than 100 ppb, measured according to IP 391/95.
5. Kraftstoffmischung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmischung enthält5. Fuel mixture according to claim 1, characterized in that the fuel mixture contains
10 bis 95 Gew.-% (i) Dieselöl fossilen Ursprungs10 to 95% by weight of (i) diesel oil of fossil origin
5 bis 90 Gew.-% (ii) Polyoxymethylendialkylether, jeweils bezogen auf das Ge- samtgewicht der Kraftstoffmischung.5 to 90 wt .-% (ii) Polyoxymethylendialkylether, each based on the total weight of the fuel mixture.
6. Kraftstoffmischung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmischung eine Cetanzahl > 41 aufweist.6. Fuel mixture according to claim 1, characterized in that the fuel mixture has a cetane number> 41.
7. Kraftstoffmischung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmischung einen Gehalt an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen von kleiner 1 1 Massen-%, gemessen nach IP 391/95, aufweist. 7. Fuel mixture according to claim 1, characterized in that the fuel mixture has a content of polycyclic aromatic hydrocarbons of less than 1 1 mass%, measured according to IP 391/95.
8. Kraftstoffmischung enthaltend (i) Dieselöl fossilen Ursprungs sowie (ii) Polyoxy- methylendialkylether, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmischung zwischen 10 und 95 Gew.-% (i) Dieselöl fossilen Ursprungs sowie zwischen 5 und 90 Gew.-% (ii) Polyoxymethylendialkylether, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Kraftstoffmischung, enthält, wobei die Kraftstoffmischung einen Schwefelgehalt von kleiner 10 ppm und einen Gehalt an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen von kleiner 11 Massen-%, gemessen nach IP 391/95 aufweist, die Komponente (ii) einen Schwefelgehalt von kleiner 100 ppb und einen Gehalt an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen von kleiner 100 ppb, gemessen nach IP 391/95, aufweist und zudem die Komponente (ii) enthält8. A fuel mixture comprising (i) diesel oil of fossil origin and (ii) polyoxymethylene dialkyl ether, characterized in that the fuel mixture contains between 10 and 95% by weight of (i) diesel oil of fossil origin and between 5 and 90% by weight (ii) Polyoxymethylendialkylether, each based on the total weight of the fuel mixture, wherein the fuel mixture has a sulfur content of less than 10 ppm and a content of polycyclic aromatic hydrocarbons of less than 11 mass%, measured according to IP 391/95, the component (ii) has a sulfur content of less than 100 ppb and a content of polycyclic aromatic hydrocarbons of less than 100 ppb, measured according to IP 391/95, and also contains component (ii)
zwischen 30 und 70 Gew.-% H3C-O-(CH2O)3-CH3, zwischen 30 und 70 Gew.-% H3C-O-(CH2O)4-CH3 und zwischen 0,1 und 5 Gew.-% H3C-O-(CH2O)>4-CH3,between 30 and 70% by weight H 3 CO- (CH 2 O) 3 -CH 3 , between 30 and 70% by weight H 3 CO- (CH 2 O) 4 -CH 3 and between 0.1 and 5 Wt% H 3 CO- (CH 2 O)> 4 -CH 3 ,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (ii).in each case based on the total weight of component (ii).
9. Kraftstoffmischung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der sum- mierte Gewichtsanteil von H3C-O-(CH2O)3-CH3 und H3C-O-(CH2O)4-CH3 in der9. A fuel mixture according to claim 8, characterized in that the total weight percentage of H 3 CO- (CH 2 O) 3 -CH 3 and H 3 CO- (CH 2 O) 4 -CH 3 in the
Komponente (ii) zwischen 50 Gew.-% und 99,8 Gew.-% beträgt.Component (ii) is between 50% and 99.8% by weight.
10. Kraftstoffmischung gemäß Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (ii) mehr als 50 Gew.-% H3C-O-(CH2O)≥4-CH3 enthält.10. A fuel mixture according to claim 1 or 8, characterized in that the component (ii) contains more than 50 wt .-% H 3 CO- (CH 2 O) ≥4 -CH 3 .
1 1. Verwendung von Kraftstoffmischungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 als Kraftstoff für Dieselmotoren mit einem Zylinderhubvolumen von >1 Liter.1 1. Use of fuel mixtures according to one of claims 1 to 10 as fuel for diesel engines with a cylinder displacement of> 1 liter.
12. Verwendung von Kraftstoffmischungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 als Kraftstoff für Lastkraftwagen, Lokomotiven, Schiffs- und Flugzeugmotoren.12. Use of fuel mixtures according to one of claims 1 to 10 as fuel for trucks, locomotives, marine and aircraft engines.
13. Verfahren zur Herstellung einer Kraftstoffmischung gemäß Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass man (i) Dieselöl und die Konponente (ii) kontinuierlich aus ihren Lagertanks entnimmt, die Komponenten (i) und (ii) in dem ge- wünschten Mischungsverhältnis kontinuierlich in einem Mischapparat zusammenführt und die erhaltene Mischung kontinuierlich entnimmt 13. A process for the preparation of a fuel mixture according to claim 1 or 8, characterized in that (i) diesel oil and the Konponente (ii) continuously removed from their storage tanks, the components (i) and (ii) in the desired mixing ratio continuously in a mixing apparatus and the resulting mixture continuously removed
PCT/EP2007/063746 2006-12-20 2007-12-12 Fuel mixture comprising polyoxymethylene dialkyl ether WO2008074704A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07857426A EP2104726A1 (en) 2006-12-20 2007-12-12 Fuel mixture comprising polyoxymethylene dialkyl ether

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06126667 2006-12-20
EP06126667.2 2006-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008074704A1 true WO2008074704A1 (en) 2008-06-26

Family

ID=39204995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/063746 WO2008074704A1 (en) 2006-12-20 2007-12-12 Fuel mixture comprising polyoxymethylene dialkyl ether

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2104726A1 (en)
WO (1) WO2008074704A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009035503A1 (en) 2009-07-31 2011-02-10 Man Nutzfahrzeuge Ag Use of polyoxymethylene di (alkylpolyglycol) ethers as an additive to diesel fuels to reduce soot emissions in compression ignition engines
WO2012046169A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-12 Basf Se Fuel mixtures composed of light cycle oil and polyoxymethylene dialkyl ethers
CN104531237A (en) * 2014-12-30 2015-04-22 山西华顿实业有限公司 Clean energy-saving diesel
WO2019052948A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 Arlanxeo Deutschland Gmbh Copolymer vulcanizates for use in contact with oxymethylene ether comprising media
US10443006B1 (en) 2018-11-27 2019-10-15 Exxonmobil Research And Engineering Company Low sulfur marine fuel compositions
US10597594B1 (en) 2018-11-27 2020-03-24 Exxonmobil Research And Engineering Company Low sulfur marine fuel compositions
EP3636910A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-15 OxFA GmbH Use of a formic acid alkylester and/or an oxymethylene dimethyl ether or polyoxymethylene dimethyl ether
US10781391B2 (en) 2018-11-27 2020-09-22 Exxonmobil Research And Engineering Company Low sulfur marine fuel compositions

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5746785A (en) * 1997-07-07 1998-05-05 Southwest Research Institute Diesel fuel having improved qualities and method of forming
EP1422285A1 (en) * 2002-11-22 2004-05-26 Eni S.P.A. Use of an oxygenated product as a substitute of gas oil in diesel engines
EP1591514A2 (en) * 2004-04-30 2005-11-02 Total France Use of additives to improve the odor of hydrocarbon compositions and hydrocarbon compositions comprising such additives.
WO2007000428A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Basf Aktiengesellschaft Biodiesel fuel mixture containing polyoxymethylene dialkyl ether

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5746785A (en) * 1997-07-07 1998-05-05 Southwest Research Institute Diesel fuel having improved qualities and method of forming
EP1422285A1 (en) * 2002-11-22 2004-05-26 Eni S.P.A. Use of an oxygenated product as a substitute of gas oil in diesel engines
EP1591514A2 (en) * 2004-04-30 2005-11-02 Total France Use of additives to improve the odor of hydrocarbon compositions and hydrocarbon compositions comprising such additives.
WO2007000428A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Basf Aktiengesellschaft Biodiesel fuel mixture containing polyoxymethylene dialkyl ether

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009035503A1 (en) 2009-07-31 2011-02-10 Man Nutzfahrzeuge Ag Use of polyoxymethylene di (alkylpolyglycol) ethers as an additive to diesel fuels to reduce soot emissions in compression ignition engines
WO2012046169A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-12 Basf Se Fuel mixtures composed of light cycle oil and polyoxymethylene dialkyl ethers
CN104531237A (en) * 2014-12-30 2015-04-22 山西华顿实业有限公司 Clean energy-saving diesel
WO2019052948A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 Arlanxeo Deutschland Gmbh Copolymer vulcanizates for use in contact with oxymethylene ether comprising media
US11214670B2 (en) 2017-09-12 2022-01-04 ARLANXEO Canada Inc. Copolymer vulcanizates for use in contact with oxymethylene ether comprising media
EP3636910A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-15 OxFA GmbH Use of a formic acid alkylester and/or an oxymethylene dimethyl ether or polyoxymethylene dimethyl ether
WO2020074441A1 (en) 2018-10-08 2020-04-16 Oxfa Gmbh Use of a formic acid alkyl ester and/or a oxymethylene dimethyl ether or polyoxymethylene dimethyl ether
US10443006B1 (en) 2018-11-27 2019-10-15 Exxonmobil Research And Engineering Company Low sulfur marine fuel compositions
US10597594B1 (en) 2018-11-27 2020-03-24 Exxonmobil Research And Engineering Company Low sulfur marine fuel compositions
US10781391B2 (en) 2018-11-27 2020-09-22 Exxonmobil Research And Engineering Company Low sulfur marine fuel compositions

Also Published As

Publication number Publication date
EP2104726A1 (en) 2009-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2104726A1 (en) Fuel mixture comprising polyoxymethylene dialkyl ether
EP1899438B1 (en) Biodiesel fuel mixture containing polyoxymethylene dialkyl ether
DE3880103T2 (en) INTEGRATED METHOD FOR AETHERIFYING AND PRODUCING FUEL FROM OXYGEN-COMPOUNDS.
DE60111018T2 (en) METHOD FOR REDUCING THE VAPOR PRESSURE OF ETHANOL-CONTAINING ENGINEERING FRIENDS FOR SPARKLING INTERNAL COMBUSTION ENGINES
DE102009046790B4 (en) Process for the production of hydrocarbons, in particular gasoline, from synthesis gas
DE602004010648T2 (en) METHOD FOR THE EVALUATION OF CEROSINE AND GAS OIL CUTS FROM RAW OIL
DE102007022175B4 (en) Process and plant for the production of synthetic fuels
EP1844125A1 (en) Method for the production of synthetic fuels from oxygenates
DE102005027690A1 (en) Process for the preparation of Polyoxmethylendialkylethern from trioxane and dialkyl ethers
EP0289785A1 (en) Process to prevent or reduce scales in mixture preparation devices of engines
DE69810746T2 (en) OXYGEN PRODUCTS AS DIESEL FUEL
DE1103493B (en) Process for making high octane gasoline
WO2012046169A1 (en) Fuel mixtures composed of light cycle oil and polyoxymethylene dialkyl ethers
DE69103312T2 (en) Etherification of gasoline.
EP2780435B1 (en) Tertiobutyl hydroperoxide (tbhp) as a diesel additive
EP4178938B1 (en) Method for producing polyoxymethylene dimethyl ethers
DE60125672T2 (en) Tetrahydrofurfuryl-derived, oxygen-containing compounds containing diesel fuel compositions
DE3685830T2 (en) GASOLINE COMPOSITIONS FOR MOTOR VEHICLES.
EP3972951B1 (en) Method for producing polyoxymethylene dimethyl ethers
DE3435936A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING AETHER
DE2907617A1 (en) PETROLEUM FUEL MIXTURE WITH ANTITUBE ADDITIVE CONTENT
WO2024208826A1 (en) Process for preparation of ome2
DE102010054362A1 (en) Synthetic fuel composition, useful for the internal combustion in diesel engines and heating systems, preferably for operating diesel motors for vehicles, comprises specified range of hydrocarbon, where hydrocarbons are partially alkanes
EP0191388B1 (en) Preparation of a liquid carburettor fuel for otto engines
DE3040062A1 (en) Substitute gasoline mixt. for spark ignition engines - contains pref. petroleum fraction, alcohol, ether and ketone(J5 3.7.81)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07857426

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007857426

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE