DE3301840C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Additiv für flüssige Kohlen­ wasserstoff-Brennstoffe, wie Benzin und Dieselöl, zur Verbesserung der Brenneffizienz und für eine saubere Verbrennung.

In den letzten 100 Jahren ist der technische Fort­ schritt hauptsächlich dadurch ermöglicht worden, daß flüssige Kohlenwasserstoff-Brennstoffe im Überfluß zur Verfügung standen. Trotz der gegenwärtigen Bemü­ hungen, die Erdölreserven zu bewahren und alternative Energiequellen, wie Kohle, Kernkraft, Sonnenkraft oder die Erdwärme auszunutzen, bleibt Erdöl doch die Hauptenergiequelle für Fahrzeuge und für Heizanlagen.

Die Abhängigkeit von den flüssigen Kohlenwasserstoff- Brennstoffen bringt nicht nur Vorteile. Mit zunehmen­ dem Verbrauch von auf Erdöl aufgebauten Brennstoffen, hat auch die Umweltverschmutzung zugenommen. Darüber hinaus ist das einst im Überfluß und preiswert vor­ handene Öl inzwischen sehr teuer geworden und wird, da es eine nicht reproduzierbare Quelle darstellt, auch in Zukunft knapp bleiben. Man macht jedoch von dem Öl noch einen derartig großen Gebrauch, daß auch bei optimistischsten Erwartungen der Übergang auf alternative Energiequellen noch viele Jahre dauern und infolgedessen ein hoher Ölverbrauch vorliegen wird.

Daher bemüht man sich, den Wirkungsfaktor von flüssige Kohlenwasserstoff-Brennstoffe verbrauchenden Moto­ ren zu erhöhen, um beispielsweise mehr Kilometer pro Liter Treibstoff bei Automobilen zu erzielen. Man hat zu diesem Zweck zum Teil die den Treibstoff verbrau­ chenden Motoren umkonstruiert. Eine andere Taktik be­ steht darin, die Verbrennungseigenschaften des Brenn­ stoffs selbst durch die Raffination und durch die Ver­ wendung von Additiven zu verändern. Das beste Beispiel für die Verwendung von Additiven ist die Verwendung von Alkylbleikomponenten zur Verbesserung der Octan­ zahl. Da jedoch Bleiverbindungen die Umwelt verschmut­ zen und gefährden, fällt deren Verwendung in Zukunft fort. Zahlreiche andere Brennstoffzusätze sind bekannt und werden beispiels­ weise in den US-PSen 42 94 586, 42 31 756, 35 63 715, 26 62 817, 19 23 048 und 16 82 561 beschrieben.

Aus der US-PS 42 94 586 ist ein Additiv für Benzin oder Dieseltreibstoff bekannt, das aus einer Mischung von Al­ kohol, Toluol und Wasserstoffperoxid besteht. In der US-PS 13 13 158 wird ein Treibstoff beschrieben, der aus einem Petroleumdestillat, einem Alkohol und einer organischen Chlorkomponente, wie einem Chlorkohlenwasserstoff, bestehen kann. Weiterhin ist aus US-PS 14 20 007 ein Treibstoff für Verbrennungskraftmaschinen bekannt, der sich aus Alkohol, einem aromatischen Kohlenwasserstoff und wenigstens 20% Ethylacetat zusammensetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Additiv für flüssige Kohlenwasserstoff-Brennstoffe zur Verfügung zu stellen, das eine saubere Verbrennung dieser Brennstoffe bewirkt und das bei Verwendung in einem Treibstoff für Fahrzeuge die Kilo­ meterleistung pro Liter Treibstoff erhöht und Ablagerungen im Motor vermindert sowie bei Zusatz zu schwerem oder leichtem Heizöl, das eine saubere Verbrennung fördert und einen höheren Wirkungsgrad ergibt.

Diese Aufgabe wird durch ein Additiv gemäß dem Patent­ anspruch 1 gelöst.

Der erste Bestandteil des Additivs ist ein Alkohol mit nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen.

Solche Alkohole sind beispielsweise Methanol, Ethanol, Propa­ nol, Isopropanol und Butanol. Der Alkohol macht, auf einer Volumen/Volumen-Basis, 3 bis 10% der Mischung aus. Methanol wird bevorzugt. Man kann auch Mischungen von Alkoholen verwenden. Die nachfolgenden Prozentangaben sind jeweils auf eine Volumen/Volumen-Basis bezogen. Ein zweiter Bestandteil ist ein aliphatischer Ester. Geeignete Ester mit 6 oder weniger Kohlenstoffatomen sind beispielsweise Methylacetat, Ethylacetat, Propylacetat, t-Butyl­ acetat, Methylpropionat, Ethylpropionat, Methyl-n- butyrat, Isopropylacetat, Methylisobutyrat und Mischun­ gen daraus. Der Ester macht 5 bis 15% des Additivs aus. Acetate und insbesondere Propylacetat werden be­ vorzugt.

Ein dritter Bestandteil des Additivs ist ein aromati­ scher Kohlenwasserstoff. Geeignete Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise Benzol, Toluol, o-, m- und p-Xylol, Naphthalin, Biphe­ nyl und auch Mischungen davon. Der aromatische Kohlenwasserstoff macht 3 bis 13% der Mischung aus, wobei Toluol bevorzugt wird.

Ein vierter Bestandteil ist ein halogeniertes Alken. Chlor-, Brom- und gemischte Chlorobromoalkene werden bevorzugt. Die Alkenkette enthält 3 oder weniger Kohlenstoffatome, und geeignete Haloalkene sind beispielsweise Tetrachlorethylen, Tetra­ bromethylen, Dibromodichloroethylen und Trichloro­ ethylen und Mischungen daraus. Das Haloalken macht 3 bis 13% des Additivs aus. Tetrachlorethylen wird be­ vorzugt.

Der aliphatische Kohlenwasserstoff, der 35 bis 70% des Additivs ausmacht, ist eine Kohlen­ wasserstofffraktion mit einem 50%-Siedepunkt zwischen 115 und 182°C. Niedrigsiedendes Kerosin (Siedepunkt 160°C) wird bevorzugt.

Der letzte Bestandteil ist eine hydroxysubstituierte, ungesättigte Säure mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen, die 20 bis 30% des Additivs aus­ macht. Pflanzenöle, die eine solche Säure enthalten, sind geeignete Quellen, Kastoröl, das hauptsächlich aus Ricinolsäure besteht, ist ein bevorzugtes Öl.

Man gibt eine ausreichende Menge des Additivs zu dem Brennstoff, um dessen Wirkungsgrad hinsichtlich der Verbrennung in einem Motor oder in anderer Hin­ sicht zu verbessern. Die Menge, mit welcher man opti­ male Ergebnisse erzielt, kann, je nach der Art und Qualität des Brennstoffs, des Motors oder der Art des Brenners und dergleichen, variieren. Schon so wenig wie 1 Teil Additiv auf 2500 Teile Brennstoff auf einer Volumen/Volumen-Basis zeigt verbesserte Er­ gebnisse. Im allgemeinen erzielt man die besten Er­ gebnisse im Bereich von 1/2000 bis 1/500 Teile Additiv zu Brennstoff, wobei der Bereich 1/2000 bis 1/1000 bevorzugt wird.

Eine bevorzugte Zusammensetzung gemäß der Erfindung ist die folgende (% v/v):

Methanol
5,0
Propylacetat	8,0
Toluol	6,0
Tetrachlorethylen	6,0
aliphatischer Kohlenstoff (50%-Siedepunkt 160°)	50
Kastoröl	25

Beispiel 1

Additive der oben angegebenen Zusammensetzung wurden zu üblichem Super-Benzin (Octanzahl=89) in einem ungefähren Verhältnis von 1 Teil Additiv auf 1000 Teile Brennstoff auf einer Volumen/Volumen-Basis gegeben, wobei man folgende Ergebnisse erzielte:

• (a) die Farbe und das spezifische Gewicht ver­ bleiben unverändert;
• (b) der Destillationsbereich verändert sich geringfügig im Endpunkt, was jedoch als unbeachtlich angesehen wird, soweit die Verdampfungsrate betroffen ist;
• (c) der Harzgehalt des Brennstoffs erhöht sich geringfügig, bleibt jedoch innerhalb der für Autover­ gaser angegebenen Erfordernisse;
• (d) das Korrosionsverhalten bleibt unverändert, und es werden keine nachteiligen Wirkungen auf Kupfer oder Kupferlegierungen, aus denen Verbrennungssysteme aufgebaut sind, festgestellt; und
• (e) die Brennstoff-Octanzahl erhöht sich um 0,6 Einheiten bei einem Motorenversuch von 89 auf 89,6.

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen die Vorteile, die man bei der Zugabe des erfindungsgemäßen Additivs zu Benzin erzielt. Die höhere Octanzahl geht zusammen mit einer verbesserten Leistung und Brennstoffeffi­ ziens in modernen Motoren, bei denen Klopfen und andere nachteilige Wirkungen vermindert werden und eine saubere Verbrennung innerhalb der Maschine ein längeres Motorleben und eine höhere Kilometerleistung ergibt, einher.

Beispiel 2

Die Zugabe des gleichen Additivs zu üblichem Bunker­ öl, d. h. 1 Teil Additiv zu 2000 Teilen Brennstoff, ergab folgende Ergebnisse:

• (1) Der Gesamtaschegehalt wurde um 33% vermin­ dert. Dies zeigt einen verbesserten Wirkungsgrad für das Bunkeröl insofern an, als ein Verstopfen oder die Bildung von Ablagerungen betroffen ist, und es konnte eine Hochtemperaturkorrosion vermindert werden.
• (2) Der Kohlenstoffrückstand wurde um 7,5% verringert. Dies zeigt an, daß die Bildung von Koh­ lenstoffablagerung in Verdampfern, Druckdüsen und Dampfzerstäubungsbrennern bei Nichteinhaltung von opti­ malen Brennstoff-zu-Luft-Verhältnissen vermindert wird.
• (3) Der Schwefelgehalt in der Asche wird um 10% vermindert. Dies zeigt eine sauberere Verbrennung an und stellt einen besonderen Vorteil gemäß der Er­ findung dar, weil Schwefel enthaltende Ablagerungen auf den äußeren Oberflächen von Erhitzungsrohren, Speisewasservorwärmern, Lufterwärmern und anderen Teilen von Verbrennungsöfen vermindert werden. Schwefel ist ein besonders korrosiver Bestandteil in Asche und Ablagerungen und die Verminderung von Schwefel in Ablagerungen erhöht die Lebensdauer der Geräteteile und deren Wärmeeffizienz.

Claims (6)

1. Additiv für flüssige Kohlenwasserstoff-Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß es auf Volumen/Volumen-Basis folgende Bestandteile enthält:

• (a) 3 bis 10% eines Alkohols mit nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen,
• (b) 5 bis 15% eines aliphatischen Esters mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen,
• (c) 3 bis 13% eines aromatischen Kohlen­ wasserstoffs,
• (d) 3 bis 13% eines halogenierten Alkens, mit 3 oder weniger Kohlenstoffatomen in der Alkenkette,
• (e) 35 bis 70% eines aliphatischen Kohlen­ wasserstoffs mit seinem 50%-Siedepunkt zwischen 115 und 182°C und
• (f) 20 bis 30% einer hydroxysubstituierten, ungesättigten Säure mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen.

2. Additiv gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das halogenierte Alken ausgewählt ist aus Tetrachlorethylen, Tetrabrom­ ethylen, Dibromodichloroethylen, Trichloroethylen und Mischungen daraus.

3. Additiv gemäß Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unge­ sättigte Säure Ricinolsäure ist.

4. Additiv gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Quelle für die Ricinol­ säure Kastoröl ist.

5. Additiv gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aliphatische Kohlenwasserstoff ein niedrig­ siedendes Kerosin mit einem 50%-Siedepunkt von 160°C ist.

6. Additiv gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es 5% Methanol, 8% Propylacetat, 6% Toluol, 6% Tetrachlorethylen, 50% Kerosin mit einem 50%-Siedepunkt von 160°C und 25% Kastoröl enthält.