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Motortreibstoff.
Die Erfindung betrifft neue Motortreibstoffe, insbesondere solehe mit hoher Oktanzahl, und Verfahren zur Herstellung derselben.
Gemäss der Erfindung wird. einem leichten, flüssigen Kohlenwasserstoff, der als Motortreibstoffgrundlage dient, ein wesentlicher Prozentsatz einer chemischen Verbindung, die zu der Gruppe der Ketone gehört, zugesetzt.
Der Hauptzweck der Erfindung ist, Motortreibstoffe mit hoher Oktanzahl herzustellen, insbesondere solche, die eine besonders hohe Oktanzahl aufweisen und zur Erzielung höherer Leistungen von Flugzeugmotoren geeignet sind. Gemäss der Erfindung ist die Herstellung von Motortreibstoffen möglich, die dem Verlangen der Luftschiffahrt nach Motortreibstoffen mit einer Oktanzahl von 100 und mehr entsprechen, u. zw. kann dies vom kaufmännischen Gesichtspunkt aus in sparsamer Weise geschehen.
Die Motortreibstoffgrundlage, die bei Ausführung der Erfindung verwendet werden kann, kann ein aus einfachem oder gemischtem Roherdöl hergestelltes Benzin sein, u. zw. direktes Destillatbenzin oder Krackbenzin oder ein Gemisch beider. Diese Grundlage soll alle Ansprüche bezüglich Stabilität, Harz, Korrosion usw. erfüllen, die vom fertig gemischten Motortreibstoff erfüllt werden sollen. Es können auch andere Arten flüssiger Kohlenwasserstoffe verwendet werden, z. B. hydriertes Erdöl, das hergestellt wird durch destruktive Hydrierung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, die im Bereiche des Benzins, Kerosins und Schmieröls sieden, ferner durch Cracken von Erdöl hinsichtlich der Oktanzahl verbessertes Gasolin oder eine leichte flüssige Fraktion, die durch Polymerisation von niedriger siedenden oder gasförmigen Oleinen hergestellt wird.
. Die gemäss der Erfindung dieser Grundlage beizumischenden Ketone sind solche, die zwischen den Grenzen von 40 und 200 bzw. 210 C sieden, so dass also der Siedepunkt des als Beimischung verwendeten Ketons innerhalb des Siedebereiche von Benzin liegt. Weiters sollen diese Ketone einen stark verzweigten Aufbau aufweisen. Diisopropylketon, tertiäres Isopropylbutylketon, ditertiäres Butylketon u. dgl. haben sich als sehr gut verwendbar erwiesen.
Diese Ketone werden mit dem Grundmaterial gemischt und gemäss der Erfindung mit'oder ohne Zumischung von metallorganischen Antiklopfverbindungen als Motortreibstoff verwendet werden.
Unter metallorganischen Antiklopfmitteln werden vor allem Verbindungen verstanden, die einen dem Aufbau von Bleitetraäthyl ähnlichen Aufbau aufweisen, das sind Metallalkylverbindungen, wie Bleitetraäthyl, Bleitetramethyl, Zinntetraäthyl, Wismuthtriäthyl, Wismuthtriphenyl usw.
Es wurde gefunden, dass verzweigtkettige Ketone wesentlich grössere Antiklopfeigenschaften aufweisen als geradkettige Ketone und dass viel grössere Vorteile erzielt werden können durch Verwendung verzweigtkettiger Ketone statt geradkettiger Ketone, wenn keine metallorganischen Antiklopfmittel zugesetzt werden.
Es ist bekannt, gewisse geradkettige Ketone, Alkohole und andere sauerstoffhaltige Verbindungen, wie Aldehyde u. dgL, allein oder auch in Verbindung mit Eisencarbonyl als Antiklopfmittel zu verwenden.
Die folgende Tabelle zeigt vergleichende Ergebnisse, die bei Verwendung von geradkettigen Ketonen und von verzweigtkettigen Ketonen ohne Zusatz von metallorganischen Verbindungen erhalten wurden.
EMI1.1
<tb>
<tb>
Prozente <SEP> des <SEP> zugemischten <SEP> Ketons <SEP> A.S.T.M. <SEP> Verbesserung <SEP> der <SEP> OktanOktanzahl <SEP> bei <SEP> 100 <SEP> C <SEP> zahl <SEP> durch <SEP> Ketone
<tb> # <SEP> keines <SEP> ............................... <SEP> 75#0 <SEP> #
<tb> 25 <SEP> Methyl-n-Butylketon <SEP> ................. <SEP> 78#0 <SEP> 3#0
<tb> 25 <SEP> Methylisobutylketon.................. <SEP> 81#1 <SEP> 6#1
<tb>
Diese Tabelle zeigt, dass mit dem die Isobutylgruppe enthaltenden Keton eine doppelt so grosse Oktanzahlverbesserung erzielt wurde als mit dem die gewöhnliche Butylgruppe enthaltenden Keton. Anderseits hat die Isoverbindung im wesentlichen dieselbe Löslichkeit in Benzin wie die normalen Verbindungen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es infolge der hohen Antiklopfeigenschaften der stark verzweigten Ketone möglich ist, Ketone zu verwenden, die ein so viel höheres Molekular-
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gewicht aufweisen, dass ihr Sauerstoffgehalt verhältnismässig vernachlässigbar ist als Faktor, der den
Treibstoffwert der Benzingrundlage verringert, mit der er gemischt ist.
An Ketonen, die verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, wie die oben besonders erwähnte, können auch andere zugesetzt werden, z. B. Methylisopropylketon, Äthyliso- propylketon, Propylisopropylketon, tertiäres Methylbutylketon, Methylisoamylketon, tertiäres Methylamylketon, Diisopropylketon, tertiäres Isopropylbutylketon, Diisobutylketon, ditertiäres Butylketon und ditertiäres Amylketon. Eine tertiäre Gruppe enthaltende Ketone werden bevorzugt und auch solche Ketone, die eine verzweigte, d. h. eine Iso-, sekundäre oder tertiäre Gruppe auf jeder Seite der Carbonylgruppe aufweisen, weil sie die Verwendung von Ketonen mit höherem Molekulargewicht und von höher siedenden Ketonen zulassen, als wenn das Keton nur eine verzweigte Gruppe enthält.
Andere Arten von Ketonen, die verwendet werden können, umfassen jene mit der allgemeinen Formel R. CO. R', in welcher R eine Arylgruppe, z. B. Phenyl-, Benzyl-, Toluyl-oder eine mehr gesättigte cyclische Gruppe, darstellt, und R'eine verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, wie sekundäres Isopropylbutyl, tertiäres Butyl od. dgl., ist.
Statt einzelne Ketonverbindungen zu verwenden, kann ein vorzugsweise verzweigtes Keton in Verbindung mit andern verzweigten Ketonen oder mit andern Ketonen mit vorzugsweise niederem Molekulargewicht, die keine verzweigte Struktur aufweisen (beispielsweise nicht mehr als fünf Kohlenstoffatome haben), verwendet werden. Auch zwei oder mehrere Karbonylgruppen enthaltende Ketone können verwendet werden.
Aus den obigen Angaben ist zu ersehen, dass Motortreibstoffe mit besonders hoher Oktanzahl erhalten werden können, wenn man Benzin eine wesentliche Menge Ketone, u. zw. solche, die eine oder mehrere verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, eventuell zugleich mit geeigneten metallorganischen Verbindungen zumischt.
Die gemäss der Erfindung bei der Herstellung von Motortreibstoffen zu verwendenden Verhältnismengen können sich in einem ziemlich weiten Bereich ändern. der von der Strenge der Ansprüche abhängt, die vom Standpunkt des Betriebes und der Leistung erfüllt werden müssen, sowie von den Kostenzahlen und den verfügbaren Rohmaterialien. Im allgemeinen sollen jedoch die Ketone (d. h. entweder einzelne Verbindungen oder Mischungen) in Mengen verwendet werden, die zwischen den Grenzen von 5 und 50% oder mehr liegen, wobei 10,20 oder 30% für die meisten Zwecke vorzuziehen sind.
Anderseits werden die metallorganischen Antiklopfmittel, die ausserdem noch zugesetzt werden können, in viel geringeren Mengen verwendet, die zwischen den Grenzen von 0'5 cm und 5 cm3 pro Gallone (4-5 Q Motortreibstoff liegen, obwohl für Rennwagentreibstoffe und andere Treibstoffe für besondere Leistungen beträchtlich grössere Mengen, beispielsweise 10 cm3, 15 cm3 oder sogar mehr Kubikzentimeter pro Gallone, verwendet werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Motortreibstoff mit hohen Antiklopfeigenschaften, bestehend aus einem von einem leichten flüssigen Kohlenwasserstoff gebildeten Grundmaterial und einer wesentlichen Menge eines Ketons, dadurch gekennzeichnet, dass das Keton mindestens eine verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe enthält.