DE10250003A1 - Flow improver for fuels - Google Patents
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Abstract
Durch Zusatz von Umsetzungsprodukten von Aminen der allgemeinen Formel (I) NR·1·R·2·R·3· in der R·1·, R·2·, R·3· unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom, einen Alkylrest mit 1 bis 22 C-Atomen oder einen Hydroxylalkylrest mit 1 bis 22 C-Atomen und mindestens einer Hydroxylgruppe oder einen Aminoalkylrest mit 1 bis 22 C-Atomen steht, mit Fettsäuren der allgemeinen Formel (II) R·4·-COOH in der R·4· für einen verzweigten oder unverzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 25 C-Atomen steht, im molaren Verhältnis (I) : (II) von 1 : 1 bis 1 : 3 und bei Temperaturen von 80 bis 140 DEG C, kann das Kältefließverhalten von Treibstoffen, insbesondere von Dieseltreibstoffen, verbessert werden.By adding reaction products of amines of the general formula (I) NR · 1 · R · 2 · R · 3 · in which R · 1 ·, R · 2 ·, R · 3 · independently of one another for a hydrogen atom, an alkyl radical with 1 to 22 C atoms or a hydroxylalkyl radical having 1 to 22 C atoms and at least one hydroxyl group or an aminoalkyl radical having 1 to 22 C atoms, with fatty acids of the general formula (II) R · 4 · -COOH in the R · 4 · Represents a branched or unbranched alkyl or alkenyl radical having 7 to 25 carbon atoms, in a molar ratio (I): (II) of 1: 1 to 1: 3 and at temperatures of 80 to 140 ° C., the cold flow behavior of fuels, especially diesel fuels, are improved.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von veresterten Hydroxylalkylaminen bzw. Fettsäureamiden und deren Derivaten, als Additive zur Verbesserung der Fließeigenschaften von Treibstoffen, insbesondere von Dieseltreibstoffen.The present invention relates to the use of esterified hydroxylalkylamines or fatty acid amides and their derivatives, as additives to improve the flow properties of fuels, especially diesel fuels.
In Treibstoffen auf Kohlenwasserstoffbasis, also z.B. Gasölen, Heizölen, Benzin, Kerosin etc., werden zahlreiche Additive eingesetzt. So sind neben Zusätzen zum Korrosionsschutz und zur Schmierfähigkeit auch Fließverbesserer vorhanden. Speziell im Diesel, der in den kälteren Jahreszeiten produziert und verbraucht wird, sind solche Additive nötig, um ein reibungsloses Funktionieren der Motoren zu gewährleisten.In hydrocarbon-based fuels, e.g. e.g. Gas oils, heating oils, Petrol, kerosene etc., numerous additives are used. So are alongside additives for corrosion protection and lubricity also flow improvers available. Especially in diesel, which produces in the colder seasons and is consumed, such additives are necessary for smooth functioning to ensure the motors.
Unter Treibstoffen werden im Rahmen dieser Anmeldung alle energieliefernden Betriebsstoffe auf Basis von Kohlenwasserstoffen, deren freie Verbrennungsenergie in mechanische Arbeit umgesetzt wird, verstanden. Dazu zählen alle Arten von bei Raumtemperatur und Normaldruck flüssigen Motor- und Flugkraftstoffe. Motorkraftstoffe, z.B. für PKW- oder LKW-Motoren, enthalten in der Regel Kohlenwasserstoffe, z.B. Benzin- oder höhersiedende Erdöl-Fraktionen oder Dieseltreibstoff.Among fuels are under based on this registration of hydrocarbons, the free combustion energy of which is mechanical Work is understood. This includes all types of at room temperature and normal pressure liquid Motor and aviation fuels. Motor fuels, e.g. for car or Truck engines usually contain hydrocarbons, e.g. Gasoline or heavies Petroleum fractions or diesel fuel.
Dieseltreibstoffe im Besonderen sind schwer entflammbare Gemische von flüssigen Kohlenwasserstoffen, die als Kraftstoffe für Gleichdruck- oder Brennermotoren (Dieselmotoren) verwendet werden und überwiegend aus Paraffinen mit Beimengungen von Olefinen, Naphthenen und aromatischen Kohlenwasserstoffen bestehen. Ihre Zusammensetzung ist uneinheitlich und hängt besonders von der Herstellungs-Methode ab. Diesel wird beispielsweise aus Gasöl durch Cracken oder aus Teeren, die bei der Schwelung von Braun- oder Steinkohle gewonnen werden, erhalten. Übliche Produkte haben eine Dichte zwischen 0,83 und 0,88 g/cm3, einen Siedepunkt zwischen 170 und 360 °C und Flammpunkte zwischen 70 und 100 °C. Dieselöle für stationäre Anlagen und für Schiffsmotoren haben eine ähnliche Zusammensetzung wie schweres Heizöl, die für PKW, Autobusse und Lastkraftwagen entsprechen dem Heizöl EL. Bei der Verbrennung im Dieselmotor wird Luft in den Zylinder gesogen, durch starke Verdichtung (Verdichtungsgrad 14:1 bis 25:1) auf 550-900 °C erhitzt, wodurch sich ein Strahl von eingespritztem Diesel von selbst entzündet und bei einer Verbrennungstemperatur von 1500-2200 °C einen Verbrennungsdruck von 50-80 bar erreicht, durch den der Kolben bewegt und Arbeit geleistet wird. Man verbraucht zur Verbrennung von 1 l Diesel im Dieselmotor 13 m3 Luft; die freiwerdende Verbrennungsenergie beträgt etwa 42 000 kJ/kg. Ein wesentlicher Faktor für die Verwendbarkeit von Diesel ist ihre Zündwilligkeit, für deren quantitative Angabe die Cetan-Zahl (CZ) eingeführt wurde. Als Zündwilligkeit wird die Eigenschaft eines Motorkraftstoffs bezeichnet, in einem nach dem Dieselprinzip arbeitenden Motor leichter oder schwerer zu zünden. Hierzu ist bei jedem Kraftstoff außer Zerstäubung, Druck und Temperatur eine Aufbereitungszeitspanne (Zündverzug) bis zur feststellbaren Verbrennung erforderlich. Gute Zündwilligkeit eines Kraftstoffs bedeutet günstiges Startverhalten und ruhigen Lauf des Dieselmotors infolge kurzer Aufbereitungszeitspanne bzw. kleinen Zündverzugs; bei großem Zündverzug tritt das bekannte „Nageln" ohrenfällig in Erscheinung. Die Anforderungen an Diesel sind bei langsamlaufenden Motoren CZ 20-40, bei kleinen und Schnelllaufenden CZ > 45. Erwünscht sind ferner ein niedriger Stockpunkt, geringer Gehalt an nicht verbrennbaren und rußenden Substanzen und ein niedriger Schwefel-Gehalt.Diesel fuels in particular are flame-retardant mixtures of liquid hydrocarbons, which are used as fuels for constant pressure or burner motors (diesel engines) and mainly consist of paraffins with admixtures of olefins, naphthenes and aromatic hydrocarbons. Their composition is inconsistent and depends particularly on the manufacturing method. Diesel is obtained, for example, from gas oil by cracking or from tars obtained from the smoldering of lignite or hard coal. Typical products have a density between 0.83 and 0.88 g / cm 3 , a boiling point between 170 and 360 ° C and flash points between 70 and 100 ° C. Diesel oils for stationary systems and for marine engines have a similar composition to heavy heating oil, those for cars, buses and trucks correspond to the heating oil EL. When burning in a diesel engine, air is sucked into the cylinder, heated to 550-900 ° C by strong compression (compression ratio 14: 1 to 25: 1), whereby a jet of injected diesel ignites automatically and at a combustion temperature of 1500- 2200 ° C reaches a combustion pressure of 50-80 bar, through which the piston is moved and work is done. 13 m 3 of air are used to burn 1 liter of diesel in a diesel engine; the combustion energy released is approximately 42,000 kJ / kg. An essential factor for the usability of diesel is its ignitability, for whose quantitative indication the cetane number (CZ) was introduced. Ignitability is the property of an engine fuel to ignite more easily or more difficultly in an engine operating on the diesel principle. In addition to atomization, pressure and temperature, a preparation period (ignition delay) is required for each fuel until the combustion can be determined. Good ignitability of a fuel means favorable starting behavior and smooth running of the diesel engine due to a short preparation time or a small ignition delay; in the event of a large ignition delay, the well-known "nailing" is evident. The requirements for diesel are CZ 20-40 for slow-running engines, CZ> 45 for small and high-speed engines. A low pour point, low content of non-combustible and sooty substances and are also desirable a low sulfur content.
Treibstoffe im allgemeinen und besonders Diesel enthalten neben den leicht flüchtigen Bestandteilen auch Paraffine in gelöster Form. Diese Paraffine besitzen ein relativ hohes Molekulargewicht gegenüber den Kohlenwasserstoffen, so dass sie bei niedrigeren Temperaturen zum Ausfallen neigen. Die Kraftstoffe können bei diesen Temperaturen selbst noch fließfähig sein. Jedoch blockieren die ausgefallenen Paraffine Leitungen, Filter und Einspritzdüsen, wodurch die Versorgung des Verbrennungsmotors nicht mehr gewährleistet wird. Um dieses Problem zu lösen werden sogenannte Fließverbesser eingesetzt. Die verschiedenen Dieseltypen unterscheiden sich dadurch, dass verschiedene Fraktionsschnitte in den Raffinerien gemäß dem gewünschten Kraftstoffprofil gemischt werden. Durch die Verwendung von höher siedenden Fraktionen erhält man einen Diesel mit einem schlechteren Kälteverhalten. Dieses wird durch die Zumischung von höher siedenden Fraktionen kompensiert. Ziel bei der Formulierung solcher Kraftstoffmischungen ist die Verwendung aller möglichen Kohlenwasserstofffraktionen, um einen Kraftstoff mit möglichst günstigem Kälteverhalten zu erhalten. Angestrebt ist aber ein möglichst kleiner Anteil von leicht siedenden Fraktionen, da diese hochpreisig als Flugbenzin und Kerosin vertrieben werden können. Je mehr höher siedende Fraktionen zur Herstellung genutzt werden kann, desto günstiger ist es für die Raffinerie, da diese sonst als mariner Diesel relativ preiswert abgegeben werden müssen. Um trotzdem ein gutes Fließverhalten bei niedrigen Temperaturen zu erhalten werden Additive und Co-Additive eingesetzt. Die angesprochenen Kraftstofftypen sind saisonal geprägt, da im Winter ein besseres Kälteverhalten benötigt wird, speziell in Dieselkraftstoffen. Die allgemein verwendete und anerkannte Testmethode für die Bestimmung des Kälteverhaltens von Treibstoffen ist der sogenannte CFPP-Test (Cold Filter Plugging Point). Die Methode ist in der DIN EN 116 beschrieben. Gemessen wird dabei die Temperatur, bei der eine bestimmtes Treibstoffvolumen nicht mehr unter einem definierten Vakuum durch einen Filter gesaugt werden kann. Die Messeinheit wird dabei sukzessiv um ein Temperaturgrad erniedrigt. Die erreichte Temperatur ist der CFPP-Wert.Fuels in general and especially In addition to the volatile components, diesel also contains Paraffins in solution Shape. These paraffins have a relatively high molecular weight across from the hydrocarbons so they're at lower temperatures tend to fail. The fuels can run at these temperatures be flowable yourself. However, the failed paraffins block lines, filters and injectors, whereby the supply of the internal combustion engine is no longer guaranteed becomes. To solve this problem become so-called flow improvers used. The different diesel types differ in that that different fraction cuts in the refineries according to the desired fuel profile be mixed. By using higher boiling fractions you get one Diesel with poorer cold behavior. This is compensated for by the addition of higher boiling fractions. The aim in formulating such fuel mixtures is to use them all sorts Hydrocarbon fractions to make a fuel with as much as possible favorable temperature behavior to obtain. However, the aim is to have the smallest possible proportion of low-boiling fractions, as these are expensive as aviation fuel and kerosene can be distributed. The more higher boiling fractions can be used for production, the cheaper is it for the refinery, as it is otherwise relatively inexpensive as marine diesel must be submitted. In order to still have a good flow behavior additives and co-additives can be obtained at low temperatures used. The fuel types mentioned are seasonal, as in Better cold behavior in winter needed will, especially in diesel fuels. The commonly used and recognized test method for the determination of the cold behavior of fuels is the so-called CFPP test (Cold Filter Plugging Point). The method is described in DIN EN 116. Measured is the temperature at which a certain volume of fuel no longer sucked through a filter under a defined vacuum can be. The measuring unit is gradually increased by one temperature decreased. The temperature reached is the CFPP value.
Es werden grundsätzlich drei Typen Diesel unterschieden,
die sich anhand ihrer Zusammensetzung und ihren Destillationsverhalten
charakterisieren lassen. Allen Typen ist in der Praxis gemein, dass
sie eine Grundadditivierung durch ein Polymer, im allgemeinen eines
Ethylenvinylcarboxylats, vorzugsweise von Ethylenvinylacetats (EVA)
oder Polyolefins, insbesondere von Poly-alpha-Olefinen zur Verbesserung
des Fließverhaltens
aufweisen. Die Wirkungsweise besteht darin, dass durch die Additive
eine Vielzahl von Kristallisationskeimen erzeugt werden. Dadurch
kommt es zu einem unregelmäßigen Kristallwachstum,
was nur kleine Kristalle erzeugt. Als Folge bleibt der Kraftstoff
länger
filtrierbar. Diese Additive wirken in der Regel nur in bestimmten
Treibstoffzusammensetzungen. Eine Wirkungsweise, die möglichst
weitereichend ist und viele verschieden Treibstofftypen erfasst,
ist nur selten vorhanden. Solche Produkte werden beispielsweise
in der
Es besteht weiterhin Bedarf an verbesserten Additiven für Dieseltreibstoffe, um deren Fließeigenschaften bei tiefen Temperaturen zu verbessern. Dabei dürfen die sonstigen Eigenschaften des Treibstoffes nicht nachteilig beeinflusst werden. Außerdem sind solche Additive gewünscht, die auf Basis nachwachsender Rohstoffe erhalten werden können Es wurde gefunden, das bestimmte stickstoffhaltige Ester die oben geschilderte Aufgabe erfüllen.There is still a need for improved Additives for Diesel fuels to improve their flow properties at low temperatures to improve. Doing so does not adversely affect the other properties of the fuel become. Moreover are such additives desired, that can be obtained on the basis of renewable raw materials it was found that the particular nitrogenous ester described above Fulfill a task.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden
Erfindung betrifft daher der Umsetzungsprodukten von Aminen der
allgemeinen Formel (I)
Diese Umsetzungsprodukte, sowie die Rohstoffe aus denen sie hergestellt werden sind an sich bekannte Verbindungen. Die Amine der Formel (I) sind in der Regel kommerziell erhältlich. Bevorzugt werden solche Amine als Rohstoffe für die erfindungsgemäß zu verwendenden Produkte ausgewählt, bei denen alle Reste R1 bis R3 entweder Alkylreste oder vorzugsweise Hydroxylalkylreste darstellen. Maßgeblich ist, dass mindesten ein Rest ein Hydroxylalkylrest oder ein Aminoalkylrest ist, vorzugsweise enthalten die Amine zwei dieser Reste und insbesondere drei Hydroxylalkylreste im Molekül. Besonders bevorzugt ist aber auch die Verwendung von Triethanolamin (in der Formel (I) gilt dann R1 = R2 = R3 = CH2CH2-OH) oder von Di(2-Aminoethyl)amin zur Herstellung der Umsetzungsprodukte. Weitere geeignete Amine sind Triisopropanolamin, Diisopropanolamin, Monosisopropanol, Diethanolamin, Monoethanolamin. Auch "gemischte" Typen, die Alkyl- und Hydroxyalkyreste enthalten, sind vorteilhaft zu verwenden. Es können auch aminoalkoxylierte Alkohole, aminoalkoxylierte Alkoxylate oder aminierte Alkoxylate verwendet werden, wie zum Beispiel Aminopropylstearylalkohol, Aminoproylethoxystearylamin, Fettalkylpolyethylenlgykolamin (wie aminierte Lutensol®-Marken der BASF AG) sowie Diethylentriamin, Polyamine, N,N-Dimethylpropylendiamin, N,N-Dimehtyldipropylentriamin oder Fettalkylpolyethylenglykolamin.These reaction products, as well as the raw materials from which they are manufactured, are known compounds. The amines of the formula (I) are generally commercially available. Such amines are preferably selected as raw materials for the products to be used according to the invention in which all the radicals R 1 to R 3 are either alkyl radicals or preferably hydroxylalkyl radicals. It is decisive that at least one radical is a hydroxylalkyl radical or an aminoalkyl radical, the amines preferably contain two of these radicals and in particular three hydroxylalkyl radicals in the molecule. However, the use of triethanolamine (in the formula (I) R 1 = R 2 = R 3 = CH 2 CH 2 -OH) or of di (2-aminoethyl) amine for the preparation of the reaction products is also particularly preferred. Other suitable amines are triisopropanolamine, diisopropanolamine, monosisopropanol, diethanolamine, monoethanolamine. "Mixed" types containing alkyl and hydroxyalkyl radicals can also be used advantageously. It can also be used aminoalkoxylierte alcohols aminoalkoxylierte alkoxylates or aminated alkoxylates such as aminopropylstearyl, Aminoproylethoxystearylamin, Fettalkylpolyethylenlgykolamin (such as aminated Lutensol ® brands from BASF AG) and diethylenetriamine, polyamines, N, N-dimethylpropylene, N, N-Dimehtyldipropylentriamin or Fettalkylpolyethylenglykolamin.
Auch die Fettsäuren der Formel (II) sind an sich bekannt und kommerziell erhältlich. Geeignet sind sowohl verzweigte und unverzweigte, als auch gesättigte oder einfach bzw. mehrfach ungesättigte Fettsäuren. Typische Beispiele sind Capronsäure, Caprylsäure, 2-Ethyl-hexansäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Isotridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, die z.B. bei der Druckspaltung von natürlichen Fetten und Ölen, bei der Reduktion von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese oder der Dimerisierung von ungesättigten Fettsäuren anfallen. bevorzugt sind technische Fettsäuren mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Kokos-, Palm-, Palmkern-, Soja-, Raps-, Sonnenblumen-, HOSO-, Safflor-, Erdnuß-, Rizinus-, Olivenöl, Traubenkern-, Canola-, Knochenfett-, Schweineschwarten-, Tallöl- oder Talgfettsäure. Es kann auch vorteilhaft sein beliebige Mischungen der möglichen Fettsäuren zur Synthese der erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte auszuwählen. Besonders vorteilhaft ist es solche Fettsäuren der Formel (II) auszuwählen, in denen R4 für einen gesättigten, Alkylrest mit 5 bis 25, vorzugsweise 11 bis 17 C-Atomen steht.The fatty acids of the formula (II) are also known per se and are commercially available. Suitable are both branched and unbranched, as well as saturated or mono- or polyunsaturated fatty acids. Typical examples are caproic acid, caprylic acid, 2-ethyl-hexanoic acid, capric acid, lauric acid, isotridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, palmoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, elaeostearic acid, ginoleic acid and arachic acid, arachic acid, arachic acid Technical mixtures that occur, for example, in the pressure splitting of natural fats and oils, in the reduction of aldehydes from Roelen's oxosynthesis or in the dimerization of unsaturated fatty acids. technical fatty acids with 8 to 18 carbon atoms, as in for example coconut, palm, palm kernel, soy, rapeseed, sunflower, HOSO, safflower, peanut, castor, olive oil, grape seed, canola, bone fat, pork rind, tall oil or tallow fatty acid. It may also be advantageous to select any mixtures of the possible fatty acids for the synthesis of the reaction products according to the invention. It is particularly advantageous to select those fatty acids of the formula (II) in which R 4 is a saturated alkyl radical having 5 to 25, preferably 11 to 17, carbon atoms.
Die Umsetzung der Alkylamine (I) mit den Fettsäuren verläuft erfindungsgemäß wie folgt: Zunächst wird, vorzugsweise in einer Stickstoffatmosphäre, die Fettsäure (II) vorgelegt, und bei erhöhter Temperatur, die zwischen 80 und 140 °C liegt, vorzugsweise zwischen 80 und 120 °C, das Amin (I) zugeführt. Das während der Reaktion gebildete Wasser kann destillativ entfernt werden. Anschließend wird das erhaltenen Produkt beispielsweise durch Filtration gewonnen und kann dann erfindungsgemäß verwendet werden. Die Säure (II) und das Hydroxylalkylamin (I) werden dabei in molaren Verhältnissen von 1 : 1 bis 3 : 1 zur Reaktion gebracht. In Abhängigkeit von der Struktur der Edukte und den konkreten Reaktionsbedingungen entstehen dann Mischungen von teilweise oder vollständig veresterte Derivate der Hyroxylalkylamine (I).The implementation of the alkylamines (I) with the fatty acids extends according to the invention as follows: First of all, preferably in a nitrogen atmosphere, the fatty acid (II) submitted, and at increased Temperature, which is between 80 and 140 ° C, preferably between 80 and 120 ° C, the amine (I) fed. That during the Water formed in the reaction can be removed by distillation. Then will the product obtained is obtained, for example, by filtration and can then be used according to the invention become. The acid (II) and the hydroxylalkylamine (I) are in molar ratios reacted from 1: 1 to 3: 1. Dependent on on the structure of the starting materials and the specific reaction conditions Mixtures of partially or fully esterified then arise Derivatives of hyroxylalkylamines (I).
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt,
nicht nur die Umsetzungsprodukte aus Verbindungen der Formeln (I)
und (II) gemäß der obigen
Beschreibung einzusetzen, sondern vielmehr, diese nochmals zu derivatisieren, indem
man sie mit Dicarbonsäuren
der Formel (III)
Weiterhin ist es möglich die Produkte der Umsetzung von (I) und (II) mit (III) in einem dritten Schritt mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid zur Reaktion zu bringen und die so erhaltenen Derivate erfindungsgemäß einzusetzen. Vorzugsweise wird bei der Umsetzung in diesem dritten Schritt Ethylenoxid verwendet.It is also possible to use the Products implementing (I) and (II) with (III) in a third Step with ethylene oxide and / or propylene oxide to react and to use the derivatives thus obtained according to the invention. Preferably ethylene oxide is used in the implementation in this third step.
Es ist möglich sowohl Mischungen von erfindungsgemäßen Additiven zu verwenden, also beispielsweise Produkte der Umsetzung von (I) mit (II) mit solchen Produkten die weiterhin mit Dicarbonsäuren (III) derivatisiert wurden. Auch was die Umsetzungsprodukte selbst angeht, kann es vorteilhaft sein unterschiedliche Derivate, beispielsweise solche Produkte der Umsetzung von (I) mit (II) einzusetzen, die nur Hydroxylalkylreste enthalten in Abmischung mit Produkten, die nur Aminoalkylreste aufweisen. Auch gemischte Derivate, die sowohl Aminoalkylreste als auch Hydroxylalkylreste enthalten sind bevorzugt.It is possible to mix both additives according to the invention to be used, e.g. products implementing (I) with (II) with such products that continue with dicarboxylic acids (III) were derivatized. Also regarding the implementation products themselves, it may be advantageous to use different derivatives, for example to use such products of the implementation of (I) with (II) that only hydroxylalkyl residues contain in admixture with products that only have aminoalkyl radicals. Even mixed derivatives, both Aminoalkyl radicals as well as hydroxylalkyl radicals are preferred.
Die Umsetzungsprodukte gemäß der obigen Beschreibungen können dann den Treibstoffen als alleinige oder, vorzugsweise als Co-Additive zu den gängigen EVA's und Polyolefinen zur Verbesserung deren Fließeigenschaften in wirksamen Mengen, d.h. zwischen 10 und 1000 ppm, vorzugsweise zwischen 50 und 500 ppm und insbesondere zwischen 100 und 300 ppm zugesetzt werden. Dabei ist es bevorzugt, dass das Gewichtsverhältnis der Grundadditive zu den erfindungsgemäßen C-Additiven im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 1 liegt.The reaction products according to the above Descriptions can then the fuels as the sole or, preferably as co-additives to the common ones EVA's and polyolefins to improve their flow properties in effective amounts, i.e. between 10 and 1000 ppm, preferably between 50 and 500 ppm and in particular between 100 and 300 ppm be added. It is preferred that the weight ratio of Basic additives to the C additives according to the invention in the range from 10: 1 to 1: 1 lies.
Durch Zusatz der erfindungsgemäßen Additive werden vorzugsweise CFPP-Werte von kleiner – 10 °C, insbesondere von kleiner –20 °C bei Treibstoffen und hier besonders bei Dieseltreibstoffen erreicht. Besonders bevorzugt ist die Verwendung der Umsetzungsprodukte zur Fließverbesserung von Dieseltreibstoffen und hierbei insbesondere bei bereits mit ähnlichen Additiven aus dem Stand der Technik versehenen Kraftstoffen. Üblicherweise werden hierzu Dieselkraftstoffen Ethlyenvinylcarboxylate, vorzugsweise Ethylenvinylacetate (EVA's), Polyolefine, vorzugsweise Poly-alpha-Olefine und entsprechende Derivate zugesetzt, wobei diese Additive in Mengen zwischen 10 und 1000 ppm enthalten sein können. Die Effizienz dieser Grundadditive führt üblicherweise zur einer Erniedrigung des CFPP bis maximal –20°C je nach Zusammensetzung des Kraftstoffes. Um eine weitere Erniedrigung zu erreichen, sind die erfindungsgemäß beschriebenen Additive nötig.By adding the additives according to the invention are preferably CFPP values of less than -10 ° C, in particular less than -20 ° C for fuels and achieved here especially with diesel fuels. Particularly preferred is the use of the reaction products to improve the flow of diesel fuels, especially those with similar ones Additives from the state of the art fuels. Usually Diesel fuels are preferably ethylene vinyl carboxylates Ethylene vinyl acetate (EVA's), Polyolefins, preferably poly-alpha-olefins and corresponding derivatives added, these additives in amounts between 10 and 1000 ppm can be included. The efficiency of these basic additives usually leads to a reduction of the CFPP up to a maximum of –20 ° C depending on Composition of the fuel. To further humiliation too achieve the additives described in the invention are necessary.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Dieseltreibstoff, der die Umsetzungsprodukte gemäß der obigen Beschreibung in Mengen zwischen 10 und 1000 ppm enthält. Solche erfindungsgemäßen Dieseltreibstoffe weisen vorzugsweise CFPP-Werte nach DIN EN 116 von kleiner –20 °C auf. Weiterhin sind solche Dieselkraftstoffe bevorzugt, die wenig oder gar kein Schwefel enthalten, wobei Schwefelgehalte von kleiner 2 ppm bevorzugt sind. Darüber hinaus entfalten die gefundenen neuen Co-Additive ihre volle Effektivität in niedrigeren Temperaturbereichen, wenn durch eine Grundadditivierung mit kommerziellen Fließverbesserern der CFPP-Wert schon im Bereich von –5°C bis –20°C liegt. Dies ist nötig, um die zum Beispiel in den deutschen Spezifikationen für Dieselkraftstoffe festgeschriebenen CFPP-Wert von –22°C zu erreichen.Another embodiment of the present Invention relates to a diesel fuel containing the reaction products according to the above Contains description in amounts between 10 and 1000 ppm. Such Diesel fuels according to the invention preferably have CFPP values according to DIN EN 116 of less than -20 ° C. Farther are preferred diesel fuels that have little or no Contain sulfur, with sulfur contents of less than 2 ppm preferred are. About that In addition, the new co-additives found unfold their full effectiveness in lower Temperature ranges if by a basic additive with commercial flow improvers the CFPP value is already in the range of –5 ° C to –20 ° C. This is necessary to for example in the German specifications for diesel fuels to achieve the specified CFPP value of –22 ° C.
Die erfindungsgemäßen Treibstoffzusammensetzungen enthaltene Diesel, Gasöl, Heizöle, Benzin, Kerosin oder andere bei Raumtemperatur flüssige Kohlenwasserstoffgemische, beispielsweise Hexan oder Pentan. Besonders bevorzugt sind solche Treibstoffzusammensetzungen, die als Treibstoff Diesel enthalten. Prinzipiell ist es auch möglich, Treibstoffzusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, die auch Mischungen aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Benzin und Kerosin in beliebigen Verhältnissen enthalten.The fuel compositions according to the invention contained diesel, gas oil, heating oils, Petrol, kerosene or other hydrocarbon mixtures liquid at room temperature, for example hexane or pentane. Those are particularly preferred Fuel compositions containing diesel as a fuel. in principle is it also possible Fuel compositions according to the present To provide invention, which also mixtures of different Hydrocarbons such as gasoline and kerosene in any conditions contain.
Je nach Verwendungszweck werden in den erfindungsgemäßen Dieseltreibstoffen noch weitere Additive verwendet: Fließverbesserer, Paraffindispergatoren, Anti-Schaum-Mittel, Korrosionsschutz, Antioxidantien, Emulgatoren, Schmierfähigkeitsverbesserer, Detergentien, Cetanzahlverbesserer, Leitfähigkeitsverbesserer und Farbstoffe.Depending on the intended use, the diesel fuels according to the invention other additives used: flow improvers, paraffin dispersants, Anti-foam agent, corrosion protection, antioxidants, emulsifiers, lubricity, Detergents, cetane number improvers, conductivity improvers and dyes.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Kaltfließfähigkeit von Kraftstoffen, insbesondere von Dieselkraftstoffen, indem man den Kraftstoffen Umsetzungsprodukte gemäß der obigen Beschreibung in Mengen zwischen 10 und 1000 ppm zusetzt.Another embodiment of the invention relates a method for improving the cold flowability of fuels, in particular of diesel fuels by making the fuel conversion products according to the above Description added in amounts between 10 and 1000 ppm.
BeispieleExamples
Zum Nachweis der Wirkung der erfindungsgemäßen Additive wurden verschiedene Diesel-Treibstoffe auf ihren CFPP-Wert (gemessen nach DIN EN 116) getestet. Dazu wurden die CFPP-Werte eines mit Ethylenvinylavcetat-Polymer oder Polyolefinen grundadditivierten Diesels verglichen und solchen Dieseltreibstoffen, die zusätzlich noch ein erfindungsgemäßes Additiv (AV 48 bis 55) enthielten. Die Ergebnisse (in °C) sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.To demonstrate the effect of the additives according to the invention different diesel fuels were measured for their CFPP ( tested according to DIN EN 116). For this, the CFPP values were one with Ethylene vinyl acetate polymer or polyolefins basic additives Diesel compared and those diesel fuels that additionally an additive according to the invention (AV 48 to 55) included. The results (in ° C) are shown in Table 1.
Die verwendeten erfindungsgemäßen Additive
sind wie folgt charakterisiert:
A1 ist ein Umsetzungsprodukt
von Schweinschmalzfettsäure
mit Triethanolamin in einem molaren Verhältnis von 1.25 : 1.
A2
ist ein Umsetzungsprodukt von einer Mischung aus 50 % Schweineschmalzfetttsäure und
50 % pflanzlicher Stearinsäure
mit Triethanolamin in einem molaren Verhältnis von 1.25 : 1.
A3
ist ein Umsetzungsprodukt von Kokosfettsäure mit Triethanolamin in einem
molaren Verhältnis
von 1.33 : 1.
A4 ist ein Umsetzungsprodukt von Tallölfettsäure mit
Diethylentriamin und Maleinsäureanhydrid
in einem Verhältnis
von 6.8 : 1.2 : 1.
A5 ist ein Umsetzungsprodukt von Tallölfettsäure mit
Diethylentriamin und Maleinsäureanhydrid
in einem Verhältnis
von 6.5 : 1.1 : 1.
A6 ist ein Umsetzungsprodukt von Tallölfettsäure mit
Diethylentriamin und Maleinsäureanhydrid
in einem Verhältnis
von 6.8 : 1.2 : 1, das anschließen
mit 60 % Ethylenoxid reagiert wurde.
A7 ist ein Umsetzungsprodukt
von Tallölfettsäure mit
Diethylentriamin und Maleinsäureanhydrid
in einem Verhältnis
von 6.7 : 1.16 : 1.The additives used according to the invention are characterized as follows:
A1 is a reaction product of lard fatty acid with triethanolamine in a molar ratio of 1.25: 1.
A2 is a reaction product of a mixture of 50% lard fatty acid and 50% vegetable stearic acid with triethanolamine in a molar ratio of 1.25: 1.
A3 is a reaction product of coconut fatty acid with triethanolamine in a molar ratio of 1.33: 1.
A4 is a reaction product of tall oil fatty acid with diethylenetriamine and maleic anhydride in a ratio of 6.8: 1.2: 1.
A5 is a reaction product of tall oil fatty acid with diethylenetriamine and maleic anhydride in a ratio of 6.5: 1.1: 1.
A6 is a reaction product of tall oil fatty acid with diethylenetriamine and maleic anhydride in a ratio of 6.8: 1.2: 1, which was then reacted with 60% ethylene oxide.
A7 is a reaction product of tall oil fatty acid with diethylenetriamine and maleic anhydride in a ratio of 6.7: 1.16: 1.
Tabelle 1 Table 1
In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse der Umsetzungsprodukte der Fettsäuren (II) mit Aminen (I) und ggf. Dicarbonsäuren (III) beschrieben. Dabei wurde nur ein Dieseltyp verwendet und verschiedene Konzentrationen an erfindungsgemäßem Additiv getestet. Der Diesel enthielt ein kommerzielles Additiv zur Grundadditivierung.The following table shows the Results of the reaction products of the fatty acids (II) with amines (I) and possibly dicarboxylic acids (III). Only one diesel type and different ones were used Concentrations of additive according to the invention tested. The diesel contained a commercial additive for basic additives.
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