DE1050112B

DE1050112B - Peroxy dhaltiger Dieseltreibstoff

Info

Publication number: DE1050112B
Application number: DENDAT1050112D
Authority: DE
Inventors: Chester Denis Raymond Bailey und Phillip Hervey Daniels (Großbritannien)
Original assignee: "Shell" Research Limited, London
Priority date: 1956-07-20
Publication date: 1959-02-05
Also published as: US2891851A; GB790978A

Description

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DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Dieseltreibstoffe mit Zusätzen, die geeignet sind, die Bildung von Lack auf den Einspritzdüsen von Dieselmotoren zu verhindern.

Manche Dieseltreibstoffe haben den Nachteil, daß sie Lackbildung auf den Einspritzdüsen des Motors herbeiführen. Es ist gefunden worden, daß die Anwesenheit einer geringen Menge — weniger als 0,1 Gewichtsprozent — eines organischen Peroxyds im Treibstoff diese Lackbildung verhindert. Es ist zwar bekannt, daß organische Peroxyde brauchbare Zusatzstoffe zu Dieselkraft- ¹Q stoffen darstellen, um die Cetanzahl des Treibstoffes zu \'erbessern. Bei der Verwendung als Verbesserungsmittel für die Cetanzahl werden organische Peroxyde jedoch in ganz beträchtlichen Mengen verwendet, die gewöhnlich zwischen 1 und 3 Gewichtsprozent liegen, obwohl auch die Verwendung von geringeren Mengen bis zu 0,25 Gewichtsprozent beschrieben worden ist. Es ist jedoch bisher niemals festgestellt worden, daß organische Peroxyde irgendeinen Einfluß auf die Neigung des Treibstoffes zur Lackbildung auf den Einspritzdüsen haben, und es ist auch niemals festgestellt worden, daß so außerordentlich geringe Mengen organischer Peroxyde, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden, irgendeinen günstigen Einfluß im Motor ausüben.

Die hier genannte obere Grenze von 0,1 Gewichtsprozent Gehalt an einem organischen Peroxyd hat eine reale technische Bedeutung für die Verhinderung der Lackbildung auf den Einspritzdüsen von Dieselmotoren. Wie die nachstehend mitgeteilten Ergebnisse von Vergleichsversuchen zeigen, tritt oberhalb eines Gehaltes von 0,1 Gewichtsprozent nämlich wieder eine verstärkte Neigung zur Lackbildung auf. Diese Tatsache bietet auch eine Erklärung dafür, warum man bei den üblicherweise zur Verbesserung der Zündeigenschaften (Erhöhung der Cetanzahl) eingesetzten Mengen an einem organischen Peroxyd niemals einen günstigen Einfluß hinsichtlich der Verhinderung der Lackbildung beobachtet hat.

Die Vergleichsversuche wurden in einem Crossley-Dieselmotor ausgeführt, und es wurde der Prozentsatz der Oberfläche der Einspritzdüse gemessen, welche mit Lack bedeckt war.

Kraftstoff % Lack

Kraftstoff ohne Zusatz 15

Kraftstoff + 0,25 % Cumolhydroperoxyd 17

Kraftstoff + 0,07 °/₀ Cumolhydroperoxyd 2

Kraftstoff + 0,08 °/₀ Cumolhydroperoxyd 2

Kraftstoff + 0,25 % ditert.-Butylperoxyd 14

Kraftstoff + 0,07% ditert.-Butylperoxyd 8

Weiterhin ist bereits empfohlen worden, die bei der Verbrennung eines Kraftstoffes in den Zylindern des Motors entstehenden Säuren zu neutralisieren, indem man den Treibstoffen eine Lösung eines Alkaliperoxyds in einem Alkohol zusetzt. Bei der Verbrennung des Peroxydhaltiger Dieseltreibstoff

Anmelder:
»Shell« Research Limited, London

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 19, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 20. Juli 1956

Denis Raymond Bailey und Phillip Hervey Daniels,

Chester (Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Treibstoffgemisches bildet sich dann ein Alkalialkoholat, welches als säurebindendes Mittel wirkt.

Ferner ist es bekannt, Benzinen geringe Peroxydmengen beizumischen, um so die Verschmutzung der Zylinder von Ottomotoren zu unterbinden. Bei dem unterschiedlichen Verhalten von Ottomotoren einerseits und Dieselmotoren andererseits ließ sich aber nicht vermuten, daß sich entsprechende Maßnahmen auch bei Dieseltreibstoffen vorteilhaft auswirken würden.

Die vorliegende Erfindung schafft also einen neuen Dieseltreibstoff, der eine geringe Menge, nämlich weniger als 0,1 Gewichtsprozent, eines organischen Peroxyds enthält.

Die organischen Peroxyde werden vorzugsweise in einer Menge zwischen 0,01 und 0,05Gewichtsprozent verwendet.

Als Beispiele bevorzugter Peroxyde können genannt werden: Di-(tert.-alkyl)-peroxyde, wie ditert.-Butylperoxyde.

Gemische verschiedener Peroxyde, wie man sie z. B. erhält durch Oxydieren eines Gemisches von Isobutan und Isopentan oder eines Gemisches von Isooctanen, die bei der Dimerisierung von Butylen und Hydrierung des Dinieren anfallen, oder wie sie durch Alkylieren von Isobutan mit Butylenen erhalten werden, können ebenfalls verwendet werden. Geeignete Kohlenwasserstofffraktionen können zur Bildung solcher Peroxyde der Oxydation unterworfen werden, wie z. B. Leuchtöl.

Auch Peroxyde aliphatischer Ketone, z. B. Peroxyde von Methyläthylketon, Methylpropylketon, Diäthylketon und Aceton, oder Diacylperoxyde, wie Dilauroylperoxyd, sind brauchbar.

Eine andere bevorzugte Gruppe von Peroxyden sind die Arylalkylhydroperoxyde, wie die Hydroperoxyde von Cumol, Paracumol, Äthylbenzol, p-Diisopropylbenzol und

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Isopropylnaphthalin, sowie die tertiären Alkylhydroperoxyde, wie tert.-Butyl- oder tert.-Amylhydroperoxyd.

Als Dieseltreibstoffbasis kann jede für diesen Zweck bekannte Mischung von Kohlenwasserstoffen eingesetzt werden, z. B. Destillate oder Rückstandsheizöle, Gemische aus Rückstandsheizölen und Destillaten, Gasöle, Rückläufe aus Spaltoperationen und Gemische aus direkt destillierten und Spaltdestillaten.

Gewöhnlich haben die Dieseltreibstoffe einen Siedebereich zwischen 93 und 370° C, aber in manchen Fällen kann auch eine enger geschnittene Fraktion, z.B. eine -von 204 bis 315° C oder von 260 bis 370° C siedende Fraktion verwendet werden.

Gewünschtenfalls können die Dieseltreibstoffe weitere bekannte Zusätze enthalten, wie Antioxydationsmittel, z. B. verschiedene Alkylphenole, wie Xylenole, Trimethylphenol,2,4-Dimethyl-6-tert.-butylphenolund4-Methyl-2,6-ditert.-butylphenol, aromatische Amine, vorzugsweise sekundäre aromatische Amine, wie N,N'-Dibutvlphenylendiamin, Diphenylamin, Phenyl-a-naphthylainin, α,α'-, α,β- oder /^/S'-Dinaphthylamin, Aminophenole, wie Benzyl-p-aminophenol, korrosionshindernde Mittel, wie Dicarbonsäuren mit mindestens 16 Kohlenstoffatomen, z. B. Alkylbernsteinsäure, Stockpunkterniedriger, Verbesserungsmittel für Viskosität oder Viskositätsindex und verschleißhindernde Mittel, wie Carbaminsäureester und Allophansäureester.

Es ist möglich, daß bei manchen Arten von Dieseltreibstoffen der Zusatz eines organischen Peroxydes selbst in den geringen Mengen, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden, zu einer gewissen Schlammbildung führt. Es ist jedoch festgestellt worden, daß dies durch Zusetzen einer sehr geringen Menge, z. B. von 0,0001 bis 0,001 % (berechnet auf Öl), eines bekannten Metallentaktivators leicht verhindert werden kann.

Beispiele von Reaktionsprodukten der vorstehendgenannten Art sind Disalicylaläthylendiamin, Di-(2-oxy-3-methoxybenzal)-propylendiamin, Furfuroltriäthylen tetramin, Benzaldehydtetraäthylenpentamin, Disalicylal-N,N'-Di-/?-aminoäthyrpiperazin, Dioxybenzophenondiäthylentriamin.Tributyraldehydtriäthylentetramin, o-Oxybenzandioxim und o-Oxyacetophenonoxim.

Beispiel 1

Der Basistreibstoff ist ein Dieselöl, bestehend aus 50 Volumprozent eines leichten Gasöls mit einem Siedebereich von 180 bis 225° C und 50 Volumprozent eines mittleren Gasöls mit einem Siedebereich von 225 bis 320° C. Zu diesem Treibstoff werden 0,05 Gewichtsprozent Cumolhydroperoxyd zugesetzt. Der erhaltene Treibstoff neigt nicht zur Lackbildung auf den Einspritzdüsen, obwohl das Ausgangstreiböl eine sehr starke Lackbildung zeigt.

Beispiel 2

Zu dem Ausgangsdieselöl nach Beispiel 1 werden 0,05 Gewichtsprozent ditert.-Butylperoxyd zugesetzt. Man erhält einen Treibstoff, der nicht zur Lackbildung neigte.

Beispiel 3

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Zu einem leichten Gasöl, das einen Siedebereich von 180 bis 225° C hatte, werden 0,01 Gewichtsprozent Cumolhydropcioxyd zugesetzt. Das erhaltene Dieselöl hat praktisch keine Neigung zur Lackbildung an den Einspritzdüsen. Das Ausgangsöl dagegen (ohne Peroxydzusatz) ergibt sehr starke Lackbildung.

Beispiel 4

Das Ausgangsöl ist ein Gemisch aus leichtem, schwerem und mittlerem Gasöl mit Siedebereichen von 180 bis 225° C, 225' bis 320° C bzw. 240 bis 370° C, welches bei Anwendung in Dieselmotoren zu sehr starker Lackbildung an den Einspritzdüsen führte. Zu diesem Ausgangs^ werden 0,05 Gewichtsprozent Cumolhydroperoxyd zugesetzt; man erhält einen Dieselkraftstoff, der keine Lackbildung an den Einspritzdüsen ergibt.

Beispiel 5

Zu dem Ausgangstreibstoff nach Beispiel 4 werden 0,05 Gewichtsprozent ditert.-Butylperoxyd zugesetzt. Man erhält einen Dieselkraftstoff, der keine Neigung zur Lackbildung auf den Einspritzdüsen zeigt.

Beispiel 6

Zu dem Ausgangsöl gemäß Beispiel 4 werden 0,035 Gewichtsprozent Cumolhydroperoxyd und 0,0003 Gewichtsprozent Disalicylaläthylendiamin zugegeben. Der erhaltene Dieselkraftstoff ergibt keine Lackbildung auf den Einspritzdüsen und zeigt auch bei längerer Lagerung keine Verfärbung oder Schlammbildung.

Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß die geringen Mengen der erfindungsgemäß verwendeten organischen Peroxyde hinsichtlich der Verhinderung von Lackbildung auf Einspritzdüsen in Dieselmotoren wirksam sind. Es muß jedoch bemerkt werden, daß andere bekannte Verbesserungsmittel für die Cetanzahl keinerlei Verhinderung einer solchen Lackbildung ergeben. Wenn z. B. 0,05 Gewichtsprozent Isopropylnitrat oder Carbitolnitrat zu dem Ausgangsöl des Beispiels 4 zugesetzt werden, ergibt sich keinerlei Verringerung der Lackbildung auf den Einspritzdüsen.

Claims

Patentansprüche:

1. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff, gekennzeichnet durch einen Gehalt von weniger als 0,1 Gewichtsprozent eines organischen Peroxyds.

2. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er das organische Peroxyd in einer Menge von 0,01 bis 0,05 Gewichtsprozent enthält.

3. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Peroxyd ein ditert.-Alkylperoxyd ist.

4. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ditert.-Alkylperoxyd ditert.-Butylperoxyd ist.

5. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Peroxyd ein Arylalkylhydroperoxyd ist.

6. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Arylalkylhydroperoxyd Cumolhydroperoxyd ist.

7. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisdieselöl ein Destillattreiböl ist.

8. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisdieselöl einen Siedebereich zwischen 93 und 370°C hat.

9. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich 0,0001 bis 0,001 % eines an sich bekannten Metallentaktivators, berechnet auf das Öl, enthält.

10. Peroxydhaltiger Dieselkraftstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallentaktivator Disalicylaläthylendiamin ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 718 313, 617 492;
USA.-Patentschriften Nr. 2 573 779, 2 534 309;·
französische Patentschrift Nr. 1 110 109.