PL191757B1

PL191757B1 - Sposób wytwarzania paliwa węglowodorowego oraz paliwo węglowodorowe wytworzone tym sposobem

Info

Publication number: PL191757B1
Application number: PL346755A
Authority: PL
Inventors: Wolfgang F. Hölderich; Horst Kief
Original assignee: Horst Kief
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2006-06-30
Also published as: HUP0103656A3; JP2002526595A; ATE288467T1; DK1124915T3; UA72747C2; PT1124915E; TR200100839T2; CA2345099A1; NO20011331D0; EP1124915A1; EA200100368A1; EP1124915B1; BR9914021A; NZ510510A; DE69923575D1; NO20011331L; DE19843380A1; HUP0103656A2; AU6192999A; DE69923575T2

Abstract

1. Sposób wytwarzania paliwa weglowodorowego do silników spalinowych i instalacji grzew- czych opalanych paliwem, znamienny tym, ze obejmuje etapy, w których: tworzy sie dodatek do paliwa, zawierajacy wodny roztwór glioksalu oraz emulsyfikatory i/lub srodki powierzchniowo czynne i/lub srodki przeciwmrozne, dodaje sie ten wodny roztwór glioksalu do paliwa weglowodorowego lub tworzy sie dodatek do paliwa, zawierajacy acetal i/lub semiacetal glioksalu, przy czym glioksal jest wiazany przez acetali- zacje z alkoholami i/lub diolami i/lub triolami w fazie wodnej, oddziela sie wynikowy produkt od jego fazy wodnej, a nastepnie dodaje sie ten produkt do pali- wa weglowodorowego, przy czym stosunek dodatku do paliwa do paliwa wynosi od 1:1000 do 1:20000. 7. Paliwo weglowodorowe do silników spalinowych i instalacji grzewczych opalanych paliwem, znamienne tym, ze zawiera dodatek do paliwa zawierajacy wodny roztwór glioksalu i emulsyfika- tory i/lub srodki powierzchniowo czynne i/lub srodki przeciwmrozne i/lub acetal glioksalu i/lub se- miacetal glioksalu, przy czym stosunek dodatku do paliwa do paliwa wynosi od 1:1000 do 1:20000. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania paliwa węglowodorowego do silników spalinowych i instalacji grzewczych opalanych paliwem oraz paliwo węglowodorowe wytworzone tym sposobem, a w szczególności zastosowanie dodatków do paliwa do silników spalinowych, zwłaszcza do benzyny i oleju napędowego, zapewniające zmniejszenie emisji zanieczyszczeń i powstawania nagaru, polepszenie sprawności, spokojniejszą pracę silnika, jak również oczyszczanie komory spalania silnika.

Paliwa do silników spalinowych i turbin szkodzą środowisku między innymi na skutek niepełnego spalania w silnikach węglowodorów, tlenków węgla i tlenków azotu. Znane są metalowo-ceramiczne przetworniki katalityczne do zmniejszania tej szkodliwości przez katalityczne dopalanie spalin z silnika. Wydzielana przez to energia spalania nie może być jednak wykorzystywana do głównego procesu wytwarzania energii w silniku. Ponadto sprawność przetwornika katalitycznego może maleć z czasem, co prowadzi do zwiększenia emisji zanieczyszczeń. Polepszenie jakości paliwa przez dodawanie różnych substancji jest sposobem znanym. Na przykład według opisu patentowego DE-PS 582 718 sole metali ciężkich, mianowicie miedzi, niklu, kobaltu, cynku i chromu, jak również produkty kondensacji amin ze związkami zawierającymi jedną lub więcej grup tlenowych oprócz grupy karbonylowej dodawane są do paliwa w celu polepszenia jego właściwości przeciwstukowych. W opisach patentowych DE-PS 448 620 i DE-PS 455 525 przedstawiono paliwa, które zawierają pewną ilość karbonylku żelaza, albo karbonylku niklu, kobaltu i/lub molibdenu. Jednakże sposoby te nie stały się popularne, ponieważ zastosowanie karbonylków metali powoduje osadzanie się tlenku metalu w komorze spalania pojazdu i są one toksyczne. W opisie patentowym DE-PS 801 865 przedstawiono zastosowanie dodatków do paliwa, którymi mogą być toluen, benzen, aceton, trójchloroetylen lub alkohol izobutylowy, oprócz karbonylków metali, jednakże pozostaje główna wada osadzania się tlenków metali w komorze spalania. Opis patentowy DE-AS 1.221.488 przedstawia dodatki do paliwa złożone z trójkarbonylku metylocyklopentadienylomanganowego, czteroetylku ołowiu lub innych związków organometalicznych i związków organicznych posiadających dwie grupy estrowe. Do stanu techniki należą również następujące organiczne dodatki do paliwa: mieszanina aromatycznej aminy i polifenolu alkilowego, jak podano w opisie patentowym DE-PS 845.286; tetraarylohydrazyna, diarylonitrozamina oraz pochodne triarylometylowe z opisu patentowego DE-PS 505 928; aldehydy, chinony i ketony z opisu patentowego DE-PS 612 073; ketony o wzorze R-CO-R', gdzie R oznacza rodnik pierścieniowy, a R' oznacza rodnik alifatyczny zawierający co najmniej 6 atomów węgla, według patentu USA 2.100.287; hydrochinon w roztworze benzenowym według DE-PS 486 609; pochodne eterowe według opisu patentowego DE-PS 703 030; alkohole według opisu patentowego DE-PS 843 328; produkty kondensacji tlenków alkilenu i fenoli alkilowych według opisu patentowego DE-PS 19 37 000; pochodne antracenowe według patentu USA 1.885.190 oraz antrachinon 1,4-dialkiloaryloaminowy według opisu patentowego EP 09 095 975 B1.

Patent USA 1.973.475 opisuje sposób utleniania paliw za pomocą powietrza lub tlenu przy podwyższonej temperaturze, ewentualnie w obecności katalizatora. Opis patentowy DE-PS 699 273 przedstawia sposób dehydrogenacji niepalnych olejów z zakresu wrzenia olejów napędowych w palnych olejach środkami utleniającymi, takimi jak powietrze lub tlen, ozon, nadtlenki, kwas chromowy lub kwas azotowy przy temperaturze 150-350°C, ewentualnie w podwyższonym ciśnieniu i korzystnie w obecności katalizatora. Ozonizacja paliw opisana jest również w opisach patentowych DE-PS 324 294 i DE-PS 553 943. Według DE-PS 324 294 ozonki, takie jak ozonek etylenu lub mieszanina jednego z konwencjonalnych paliw z ozonkiem, dodawane są do silnika spalinowego. Wadą tego sposobu jest nietrwałość ozonków, tak że przechowywanie ich przez dłuższy czas powoduje nieuchronnie zmianę ilości dostępnych nośników tlenu, niezależnie od problemów ze skażeniem środowiska, których wówczas nie znano. Według DE-PS 553 943 mieszaninę węglowodorów ozonizuje się pod ciśnieniem w obecności nośnika tlenu, takiego jak terpentyna, oraz niewielkich ilości substancji wspomagających spalanie.

Procedury opisane w powyższych patentach nie zostały zastosowane na skalę przemysłową. Opisane substancje są częściowo toksyczne, rakotwórcze, albo też procedury są zbyt drogie. Nie mają one żadnej wartości na rynku petrochemicznym.

W opisie patentowym DE 1144971 przedstawiono zastosowanie czteroetylku ołowiu oprócz kwasów karboksylowych w celu podwyższenia liczby oktanowej. W DE 1271455 opatentowano dwuketony w połączeniu z czteroetylkiem ołowiu jako substancje przeciwstukowe. W patencie USA 2.655.440 opisano polietery alifatyczne o ogólnym wzorze R-(O-X)n-O-R') jako dodatki zwiększające liczbę cetylową. W opisie patentowym DE 19527423 A1 przedstawiono ozonizację benzyny zawierającej benzen,

PL 191 757B1 przy czym wraz z innymi produktami utleniania wytwarzany jest glioksal. Proces ten ma tę wadę, że urządzenia do ozonizacji w rafinerii są nietypowe i drogie.

Patent EP 94/02052 Zgłaszającego, posiadający analog jako patent USA 5.762.655, opisuje sposób optymalizowania procesu spalania w silnikach spalinowych. W procesie tym produkty ozonizacji benzyny i paliwa do silników wysokoprężnych zapewniają katalityczny wpływ na proces spalania, na skutek czego znacznie zmniejsza się ilość nie spalonych węglowodorów i tlenku węgla. Z jednej strony, sposób ten jest korzystny, ponieważ jest bardzo skuteczny. Jednakże z drugiej strony ma on tę wadę, że jest stosunkowo kosztowny, ponieważ system ozonizacji musi współpracować z odpowiednimi urządzeniami rafineryjnymi dostarczającymi paliwo.

Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie paliwa charakteryzującego się małą emisją zanieczyszczeń i zużyciem paliw kopalnych oraz ich pochodnych. Problem z zanieczyszczaniem środowiska spowodowanym przez niepełne spalanie w silnikach spalinowych z usuwaniem tlenku węgla, niespalonych węglowodorów, jak również tlenku azotu, jest wystarczająco dobrze znany. Zastosowanie przetworników katalitycznych itp. jest w najlepszym przypadku rozwiązaniem tymczasowym.

Należy zwrócić uwagę na optymalizację procesu spalania w etapie dostarczania energii. Dodatek do paliwa dodawany przed etapem spalania miałby również tę zaletę, że można go zastosowano zamiast lub oprócz tradycyjnych sposobów zmniejszania emisji zanieczyszczeń w spalinach.

Generalnie celem przedmiotowego wynalazku jest uzyskanie takich samych korzyści, jakie zapewniał poprzednio opisany proces ozonizacji, ale bez towarzyszących temu kosztów.

Według przedmiotowego wynalazku sposób wytwarzania paliwa węglowodorowego do silników spalinowych i instalacji grzewczych opalanych paliwem, charakteryzuje tym, że obejmuje etapy, w których:

tworzy się dodatek do paliwa, zawierający wodny roztwór glioksalu oraz emulsyfikatory i/lub środki powierzchniowo czynne i/lub środki przeciwmroźne, dodaje się ten wodny roztwór glioksalu do paliwa węglowodorowego lub tworzy się dodatek do paliwa, zawierający acetal i/lub semiacetal glioksalu, przy czym glioksal jest wiązany przez acetalizację z alkoholami i/lub diolami i/lub triolami w fazie wodnej, oddziela się wynikowy produkt od jego fazy wodnej, a następnie dodaje się ten produkt do paliwa węglowodorowego, przy czym stosunek dodatku do paliwa do paliwa wynosi od 1:1000 do 1:20000.

Korzystnie emulsyfikatorami są estryfikowane związki alifatyczne i/lub glikol polietylenowy, i/lub związki powierzchniowo czynne, a środkami przeciwmroźnymi są metanol, glicerol, glikol, zaś stosunek roztworu glioksalu, estryfikowanych związków alifatycznych i/lub glikolu polietylenowego wynosi 2:1:1 w dodatku do paliwa.

Sposób korzystnie zawiera następujące etapy: najpierw mieszanie części paliwa z mieszaniną glioksalu z emulsyfikatorem; a następnie dodanie eteru metylotertbutylowego w stosunku od 1:50 do 1:100.

Korzystniej acetalizację glioksalu uzyskuje się przez reakcję glioksalu z inną substancją reagującą wybraną z grupy złożonej z liniowych i rozgałęzionych alkoholi zawierających 1-16 atomów węgla i/lub liniowych i/lub rozgałęzionych dioli i/lub trioli zawierających 1-16 atomów węgla, przy czym czynnik acetalizujący wybiera się zwłaszcza z grupy złożonej z metanolu, etanolu, izopropanolu, trzeciorzędowego butanolu, 1,3-propandiolu, glikolu neopentylowego i glicerolu.

Najkorzystniej mieszaninę glioksalu i/lub różnych acetali i/lub semiacetali, otrzymanych przez acetalizację glioksalu, dodaje się do paliwa.

Paliwo węglowodorowe (otrzymywane powyższym sposobem) charakteryzuje tym, że zawiera dodatek do paliwa zawiera wodny roztwór glioksalu i emulsyfikatory i/lub środki powierzchniowo czynne i/lub środki przeciwmroźne i/lub acetal glioksalu i/lub semiacetal glioksalu, przy czym stosunek dodatku do paliwa do paliwa wynosi od 1:1000 do 1:20000.

Korzystnie emulsyfikatorami są estryfikowane związki alifatyczne i/lub glikol polietylenowy i/lub związki powierzchniowo czynne i/lub środki przeciwmroźne, takie jak metanol, glicerol i glikol.

Korzystniej stosunek roztworu glioksalu, estryfikowanych związków alifatycznych i/lub glikolu polietylenowego zasadniczo wynosi 2:1:1.

Najkorzystniej wymienione acetale i/lub semiacetale zawierają grupy alkoksy C1-C16, przy czym wymienione acetale i/lub semiacetale korzystnie otrzymane są przez acetalizację glioksalu liniowymi i/lub rozgałęzionymi mono-, di-i trialkoholami zawierającymi 1-16 atomów węgla, a wymienione mono-, di- i trialkohole są wybrane z grupy złożonej z metanolu, etanolu, izopropanolu, trzeciorzędowego butanolu, 1,3-propandiolu, glikolu neopentylowego i glicerolu.

Wynalazek jest dokładniej wyjaśniony przy pomocy rysunków, na których:

PL 191 757 B1

Figura 1 przedstawia redukcję emisji CO osiągniętą dzięki zastosowaniu dodatków według wynalazku przy pracy silnika na biegu jałowym;

Figura 2 przedstawia podobną redukcję emisji HC przy pracy na biegu jałowym;

Figura 3 przedstawia podobną redukcję emisji CO przy podwyższonych obrotach na biegu jałowym;

Figura 4 przedstawia podobną redukcję emisji HC przy podwyższonych obrotach na biegu jałowym;

Figura 5 przedstawia emisję cząstek węgla z silnika wysokoprężnego w funkcji czasu z pokazaniem wpływu dodatków według wynalazku na zmniejszenie takich emisji;

Figura 6 przedstawia emisję NOx w funkcji czasu z pokazaniem wpływu dodatków według wynalazku na zmniejszenie takich emisji.

Podstawowym produktem zastosowanym w dodatku do paliwa jest, według przedmiotowego wynalazku, wodny roztwór glioksalu, dzięki któremu uzyskuje się zmniejszenie emisji zanieczyszczeń. Glioksal otrzymuje się z glikolu przez utlenianie go w roztworze wodnym, co można zastosować na skalę przemysłową. Glioksal można tu dodawać do paliwa albo razem z palnymi emulsyfikatorami, albo w związku chemicznym, jak opisano poniżej. Jako otrzymywany na skalę przemysłową, produkt ten jest tani i łatwo dostępny. Ponadto opisane tu substancje są stosunkowo trwałe przy składowaniu w porównaniu z tlenkami, powstającymi w procesie ozonizacji według dotychczasowych sposobów, które drastycznie zmniejszały trwałość podczas składowania.

Czynnikiem, który należy rozważyć przy praktycznej realizacji przedmiotowego wynalazku, jest względna rozpuszczalność glioksalu w wodzie przy dodawaniu do benzyny. Odkryto jednak, że zwykły 40% roztwór glioksalu wraz ze zwykłym emulsyfikatorem złożonym z estryfikowanych związków alifatycznych niespodziewanie dobrze miesza się z benzyną, gdy dodany jest glikol polietylenowy. Przykładowo zatem można mieszać z 500 ml benzyny 10 ml 40% roztworu glioksalu plus 10 ml standardowego, będącego w sprzedaży emulsyfikatora na bazie estryfikowanych związków alifatycznych (to znaczy Ecocool-ACC z firmy Fuchs Ole), jak również 10 ml glikolu polietylenowego. Po dobrym wymieszaniu przez pewien czas otrzymuje się nieco mętną emulsję benzyny z dodatkami. Jeżeli dodać potem do niej 10 ml eteru metylotertbutylowego, mieszanina staje się całkowicie przezroczysta. Jest jednak bardzo ważne, aby najpierw glioksal wroztworze wodnym, emulsyfikator i glikol polietylenowy bardzo starannie jednorodnie wymieszać, a następnie mieszaninę tę dodać do benzyny. Otrzymana w tym procesie emulsja benzyny z dodatkami jest dość trwała w przechowywaniu. W dużych ilościach benzyny nie ma już żadnego rozdzielania faz. Wodny roztwór glioksalu lub stężony glioksal można również dodawać do substancji Aquazole (nazwa handlowa firmy ELF Aquitaine), jak to opisano w Focus 22/1999, s. 188-189.

W praktycznej realizacji sposobu według wynalazku stwierdzono, że dodanie 500 ml emulsji benzyny z dodatkami do 40 l benzyny wystarcza do osiągnięcia zmniejszenia niespalonychwęglowodorów o 95% w pojazdach z przetwornikami katalitycznymi przy zwiększonych obrotach na biegu jałowym oraz na biegu jałowym po przejechaniu samochodem pięciu kilometrów w mieście. W takich warunkach nie daje się już na ogół oznaczyć tlenku węgla. Otrzymano również zmniejszenie emisji tlenków azotu (NOx) o około 90%.

Zamieszczone poniżej tabele przedstawiają wyniki badań statystycznych na wynikach testów z benzyną, do której dodano opisany wyżej dodatek. Ponieważ z 40 l benzyny zmieszano tylko 4 g glioksalu, można obliczyć, że glioksal wykazuje swą skuteczność jako katalizator homogeniczny już na poziomie części na milion. Ponadto ilość wody 10 ml na 40 l benzyny jest tak mała, że nie ma żadnego ryzyka korozji silnika. Wszystkie składniki opisanego dodatku są palne i nietoksyczne, tak że można wykluczyć toksyczne efekty uboczne.

Opisany powyżej wodny roztwór glioksalu jeszcze łatwiej rozpuszcza się w paliwie do silników wysokoprężnych niż w benzynie. Otrzymuje się tu mlecznie mętną mieszaninę paliwa, przy czym taka mieszanina faz jest znacznie bardziej trwała. Paliwa, do których taki dodatek można dodawać, powodują w pojazdach z silnikiem wysokoprężnym na biegu jałowym i przy zwiększonych obrotach biegu jałowego (10% według normy ECE) średnie zmniejszenie emisji cząstek stałych lub powstawania nagaru o 30-40%, a tlenków azotu o 20%.

Zamieszczone poniżej tabele 1 i 2, jak również wykresy z fig. 1-5 przedstawiają wyniki badań emisji przy użyciu dodatku roztworu glioksalu według wynalazku:

PL 191 757B1

T ab el a 1

Zmniejszenie emisji przez emulsję glioksalu w benzynie (na biegu jałowym) n=22

Data	CO przed	CO po	HC przed	HCpo
07.03.1998	0,01	0	34	5
07.03.1998	0	0	34	5
07.03.1998	0,01	0	79	2
07.03,1998	0	0	8	7
06.26.1998	0,01	0	6	3
06.26.1998	0	0	21	10
06.26.1998	0	0	5	7
06.26.1998	0	0	6	9
05.22.1998	0	0	5	3
05.22.1998	0	0	9	3
05.22.1998	0,02	0	54	10
05.22.1998	0,02	0,01	20	11
04.08.1998	0,1	0	111	6
03.25.1998	0	0	22	29
03.25.1998	0	0	6	4
03.23.1998	0	0	6	2
03.23.1998	0,01	0	16	0
03.23.1998	0	0	4	4
03.18.1998	0,07	0,09	34	13
03.05.1998	0,04	0	42	1
03.05.1998	0,04	0	57	7
bez daty	0,02	0,01	15	9
wartość średnia	0,02	0,01	27,00	6,82
standardowe odchylenie	0,03	0,02	27,67	6,06

T ab e l a 2

Zmniejszenie emisji przez emulsję glioksalu w benzynie (przy zwiększonych obrotach biegu jałowego) n=22

Data	CO przed	CO po	HC przed	HCpo
1	2	3	4	5
07.03.1998	0,26	0	99	9
07.03.1998	0,02	0	56	5
07.03.1998	0,06	0	27	5
07.03.1998	0	0	14	11
06.26.1998	0	0	5	2
06.24.1998	0	0	10	12
06.24.1998	0	0,1	10	15
06.24.1998	0,03	0,01	8	9
05.22.1998	0	0	5	2
05.22.1998	0	0	12	2
05.22.1998	0,03	0	13	7
05.05.1998	0	0	10	12
04.08.1998	0,12	0	41	6
03.25.1998	0,03	0,01	17	13
03.25.1998	0,01	0,02	8	5

PL 191 757 B1

Ciąg dalszy tabeli 2

1	2	3	4	5
03.23.1998	0	0	8	5
03.23.1998	0,1	0	27	0
03.23.1998	0	0	11	6
03.18.1998	0,29	0,05	13	17
03.05.1998	0,13	0	24	3
03.05.1998	0,01	0	16	8
bez daty	0,05	0,04	9	5
wartość średnia	0,05	0,01	20,14	7,23
standardowe odchylenie	0,08	0,02	21,49	4,56

Warunki:

Wszystkie samochody były BMW typu 5 (525 lub 528)

Sprzęt pomiarowy: Digas AVL typ 465 (Graz, Austria) czujnik AVL typ 1554

Figury 1-4 przedstawiają graficznie wartości średniej emisji zanieczyszczeń stacjonarnego silnika (BMW typ 5 (525 lub 528)) z tabel 1 i 2 pracującego na konwencjonalnej benzynie przed i po zastosowaniu emulsji glioksalu według przedmiotowego wynalazku.

Figura 1 przedstawia zawartości tlenku węgla (CO) w procentach objętościowych przy pracy na biegu jałowym. Po zastosowaniu wodnej emulsji glioksalu zawierającej 4 g glioksalu w 10 ml wody wobec 40 l benzyny, co odpowiada stosunkowi dodatku do paliwa 1:10.000, to znaczy 0,1 l obj., otrzymano zmniejszenie 50% z 0,02% obj. do 0,01% obj. CO. Figura 2 przedstawia wartości emisji węglowodorów (HC) w % obj., ppm w takich samych warunkach. Po zastosowaniu dodatku uzyskano zmniejszenie prawie 75% z 27,00% obj., ppm do 6,82% obj., ppm.

Figura 3 przedstawia zawartość tlenku węgla przy zwiększonych obrotach na biegu jałowym (10% według normy ECE) w takich samych warunkach ilościowych, jeśli chodzi o stosunek dodatku do paliwa. Przy konwencjonalnej benzynie zmierzono wartość 0,05% obj. Po dodaniu dodatku wartość ta zmalała do 0,01% obj., co oznacza zmniejszenie 80%. Również zawartość węglowodoru, pokazana na fig. 4, maleje z 20,14% obj., ppm do 7,23% obj., ppm przy zwiększonych obrotach biegu jałowego.

Zmniejszenie emisji cząstek węgla z czasem pracy silnika wysokoprężnego, typ AUDI, 5 cylindrów, 140 KM (bez katalizatora utleniania) po zastosowaniu dodatku według przedmiotowego wynalazku przedstawiono na fig. 5. Dodatek ten zawierał 5,0 ml 1,1,2,2-tetraetoksyetanu na 10,3 l oleju napędowego, co oznacza stosunek dodatku do paliwa 1:2060, to znaczy 0,485%. Po dodaniu tego dodatku zawartość emitowanych cząstek węgla gwałtownie maleje z 27,56 cząstki węgla m^-1 do 3,78 cząstki węgla m^-1 w ciągu 21 minut, co oznacza zmniejszenie 86,3%. Po dalszych 91 minutach war-1 tość ta osiąga 0,82 cząstki węgla m^-1, co oznacza całkowite zmniejszenie ilości emitowanych cząstek węgla o 97%.

Figura 6 przedstawia zmniejszenie ilości emitowanych tlenków azotu (NOx) w % obj., ppm z czasem w spalinach silnika benzynowego typ Ford Van V6 (1996) przy podwyższonych obrotach biegu jałowego z 1300 do 1370 obr/min. Bez dodatku według wynalazku zmierzono wartość 340% obj., ppm. Po zastosowaniu 0,86%_O (50,0 ml) 1,1,2,2-tetrametoksyetanu (TME) wartość ta maleje po około 25 min do 135% obj., ppm, a po dalszych 15 min wartość ta spada do 37% obj., ppm, co oznacza całkowite zmniejszenie prawie 90%.

W szczególnie korzystnej postaci realizacji przedmiotowego wynalazku zamiast glioksalu w roztworze wodnym do mieszaniny paliwa dodawane są acetale i semiacetale glioksalu. Tworzenie acetali jest znanym procesem w chemii organicznej i jest opisane np. w Organie Chemistry, Morrison and Boyd, 2. wydanie, 0969, s. 633 i następne i służy do opisania związków ogólnego typu RCH(OR')2. Przykładowo, w największym uproszczeniu, aldehyd octowy reagujący z metanolem w obecności HCI wytwarza dwuetylowy acetal aldehydu octowego (acetal). Podobnie alkohole dodawane będą do aldehydów w celu utworzenia semiacetali w reakcji katalizowanej zarówno przez kwasy jak i przez zasady. Semiacetal w obecności alkoholu i kwaśnego katalizatora jest przetwarzany w acetal. Patrz również Organic Chemistry, Holt, Rinehart i Winston, 1964, s. 308-310.

Takie acetale i semiacetale wytwarza się, zgodnie ze stanem techniki, jak opisano powyżej. W szczególności sposób wytwarzania tych produktów jest następujący: 660 g sit molekularnych 4 A

PL 191 757B1 umieszcza się w reaktorze kolumnowym. Mieszaninę 600 g trimeru glioksalu w stanie uwodnionym i 180 g materiału amberlist 15 (żywica jonowymienna) umieszcza się na wierzchu sita molekularnego w tej kolumnie. Zawartość kolumny podgrzewa się do 80°C. Następnie pompuje się przykładowo metanol lub etanol poprzez żywicę jonowymienną jako katalizator i poprzez sito molekularne (zmiatacz wodny). Stosunek metanolu do glioksalu wynosi 4 mole, a w przypadku etanolu 12 moli.

Przez 16 godzin otrzymuje się żądany związek. Oczyszczanie i oddzielanie żądanego związku od rozpuszczalnika przeprowadza się przez destylację. Metanol i etanol usuwa się przy 40°C i 22 Tr (2926 Pa). Oczyszczanie przebiega przy 58°C i 20 Tr (2660 Pa).

Acetale i semiacetale używane według przedmiotowego wynalazku otrzymywane są przez acetalizację glioksalu liniowymi i/lub rozgałęzionymi alkoholami zawierającymi 1-16 atomów węgla, takimi jak metanol, etanol, propanol, butanol, izopropanol, izobutanol, alkohol amylowy, z diolami, takimi jak diol etanowy, diol propanowy, diol butanowy, diol oktanowy, z glikolem neopentylowym, jak również z triolami, takimi jak glicerol. Ponadto można stosować mieszaniny takich mono-, di-i trialkoholi. Acetale i semiacetale używane według przedmiotowego wynalazku mogą mieć różne grupy alkoksy przy zespole -CH2-CH2- glioksalu. Można zatem ustawiać różne właściwości fizyczne acetali i semiacetali przez zmienianie grup alkoksy. Chociaż wynalazek przedstawiono tylko w dwóch jego wykonaniach, możliwe są również nieco inne wykonania bez odchodzenia od ducha wynalazku.

Claims

1. Sposób wytwarzania paliwa węglowodorowego do silników spalinowych i instalacji grzewczych opalanych paliwem, znamienny tym, że obejmuje etapy, w których:

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że emulsyfikatorami są estryfikowane związki alifatyczne i/lub glikol polietylenowy, i/lub związki powierzchniowo czynne, a środkami przeciwmroźnymi są metanol, glicerol, glikol.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosunek roztworu glioksalu, estryfikowanych związków alifatycznych i/lub glikolu polietylenowego wynosi 2:1:1 w dodatku do paliwa.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera następujące etapy: najpierw mieszanie części paliwa z mieszaniną glioksalu z emulsyfikatorem; a następnie dodanie eteru metylotertbutylowego w stosunku od 1:50 do 1:100.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że acetalizację glioksalu uzyskuje się przez reakcję glioksalu z inną substancją reagującą wybraną z grupy złożonej z liniowych i rozgałęzionych alkoholi zawierających 1-16 atomów węgla i/lub liniowych i/lub rozgałęzionych dioli i/lub trioli zawierających 1-16 atomów węgla, przy czym czynnik acetalizujący wybiera się zwłaszcza z grupy złożonej z metanolu, etanolu, izopropanolu, trzeciorzędowego butanolu, 1,3-propandiolu, glikolu neopentylowego i glicerolu.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że mieszaninę glioksalu i/lub różnych acetali i/lub semiacetali, otrzymanych przez acetalizację glioksalu, dodaje się do paliwa.

7. Paliwo węglowodorowe do silników spalinowych i instalacji grzewczych opalanych paliwem, znamienne tym, że zawiera dodatek do paliwa zawierający wodny roztwór glioksalu i emulsyfikatory i/lub środki powierzchniowo czynne i/lub środki przeciwmroźne i/lub acetal glioksalu i/lub semiacetal glioksalu, przy czym stosunek dodatku do paliwa do paliwa wynosi od 1:1000 do 1:20000.

8. Paliwo według zastrz. 7, znamienne tym, że emulsyfikatorami są estryfikowane związki alifatyczne i/lub glikol polietylenowy i/lub związki powierzchniowo czynne i/lub środki przeciwmroźne, takie jak metanol, glicerol i glikol.

9. Paliwo według zastrz. 8, znamienne tym, że stosunek roztworu glioksalu, estryfikowanych związków alifatycznych i/lub glikolu polietylenowego zasadniczo wynosi 2:1:1.

PL 191 757 B1

10. Paliwo według zastrz. 7 albo 8, albo 9, znamienne tym, że wymienione acetale i/lub semiacetale zawierają grupy alkoksy C1-C16, przy czym wymienione acetale i/lub semiacetale korzystnie otrzymane są przez acetalizację glioksalu liniowymi i/lub rozgałęzionymi mono-, di- i trialkoholami zawierającymi 1-16 atomów węgla, a wymienione mono-, di- i trialkohole są wybrane z grupy złożonej z metanolu, etanolu, izopropanolu, trzeciorzędowego butanolu, 1,3-propandiolu, glikolu neopentylowego i glicerolu.