DE1125716B - Zusatzmittel fuer Motorbenzine - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

S 64554 IVc/46a⁶

ANMELDBTAG: 21. A U G U S T 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 15. MÄRZ 1962

Während des Betriebs von Verbrennungskraftmaschinen mit Funkenzündung entstehen Ablagerungen oder Niederschläge im Bereich des Drosselkörpers des Vergasers, die aus Fremdstoffen bestehen, die in den Vergaser durch den Lufteinlaß eingeführt werden. Die hauptsächlich dazu beitragenden Faktoren sind Durchblas- und Kurbelgehäusedämpfe, die aus dem Kurbelgehäuseauslaß austreten, sich unter der Haube sammeln und in den Lufteinlaß eingesaugt werden. Ein anderer Faktor, der zu den Ablagerungen beiträgt, ist die Luftverschmutzung. Diese kann auf allgemeine Verunreinigungen in der Atmosphäre, wie Industrieabgase od. dgl., oder auf Auspuffgase, insbesondere bei ein häufiges Anhalten und Anfahren erforderndem Verkehr von schweren Fahrzeugen, zurückgeführt werden.

Die Ablagerungen verursachen, wenn sie sich anhäufen, einen rauhen oder ungleichmäßigen Leerlauf und erfordern eine häufige Einstellung der Schraube für die Leerlaufluft-Austrittsöffnung. Gegebenenfalls versagt die Maschine im Leerlauf, und der Vergaser muß abgenommen und gereinigt werden. In besonderen Fällen kann es sogar notwendig sein, den Vergaser auszuwechseln. Die Bildung von starken Vergaserablagerungen ist besonders ausgesprochen bei Fahrzeugen, die mit Leerlaufgeschwindigkeiten während eines großen Teiles der Zeit betrieben werden, wie z. B. bei Taxifahrzeugen, Lieferwagen für örtliche Zustellung von Tür zu Tür und Personenwagen, die in verkehrsreichen Gebieten, in denen ein häufiges Anfahren und Anhalten erforderlich ist, benutzt werden. Obwohl das Problem der Vergaserablagerungen ziemlich weit verbreitet ist, schwankt die Art der Ablagerungen an den verschiedenen Orten. So scheint Rauch die Bildung von Ablagerungen, die klebrig und weniger kohlenstoffhaltig sind, zu begünstigen. Andererseits sind in verhältnismäßig rauch- und nebelfreien Gebieten die Ablagerungen trocken, hart und kohlenstoffhaltig. Unabhängig davon, um welche Art von Ablagerungen es sich handelt, wird durch die Bildung von Ablagerungen in dem Vergaser die Motorleistung nachteilig beeinflußt. Insbesondere bei Betrieben mit größerem Wagenpark erhöhen die Vergaserablagerungen stark die Unterhaltungskosten.

Es ist gefunden worden, daß man die Bildung von Vergaserablagerungen in einfacher und wirtschaftlicher Weise inhibieren kann, wenn man dem Motorbenzin geringe Mengen bestimmter Tetrahydropyrimidine zusetzt.

Gemäß der Erfindung werden zu diesem Zweck Tetrahydropyrimidine der Formel

Zusatzmittel für Motorbenzine

Anmelder:

Socony Mobil Oil Company, Inc.,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 15,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. August 1958 (Nr. 757 457)

Harry John Andress jun.,

Pitman, Gloucester, N. J. (V. St. Α.),

ist als Erfinder genannt worden

	2	R
/	CH, • \
/ CH.	\
N
2
CH2
N —

R'

in der R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und R' einen Naphthenylrest bedeutet, als Zusatzmittel für Motorbenzine verwendet.

Diese Tetrahydropyrimidine können durch Umsetzung von wenigstens einer Naphthensäure und wenigstens einem durch aliphatischen Kohlenwasserstoff substituierten Propylendiamin der Formel

R.

— CHoCH₂CHo-NHo

erhalten werden, in der R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit etwa 8 bis 18 Kohlenwasserstoffatomen darstellt.

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3 4

Es ist bekannt, Motorbenzin ein Polyalkylenpoly- während einer Zeit, bis die Entwicklung von Wasser

amin der allgemeinen Formel aufhört, gewöhnlich etwa 4 bis 16 Stunden, angewendet

υ χι ι r> xrtr \ vt werden. Andere Mittel zur Erleichterung der Wasser-

Ho JN—(—K JN JH. —kr-H .. , .. . j υ j · -η

. . m entfernung können Anwendung finden, wie z. B. azeo-

zuzusetzen, wobei η eine ganze Zahl darstellt, die 5 tropische Destillation und Behandlung bei unter größer als 1 ist, und R z. B. eine Alkylengruppe be- Atmosphärendruck liegendem Druck, deutet. Die bekannten Polyamine haben demnach Die Tetrahydropyrimidine haben allgemein die

wenigstens drei Aminogruppen. Formel

Versuche mit einem derartigen Polyamin, das aus CH₂

Naphthensäure und Dipropylentriamin hergestellt io y \

wurde, haben gezeigt, daß ein solches Produkt nicht CH CH

die Qualität des Benzins, dem es zugesetzt wird, ver- ₍ ^{2 2}

bessert, sondern sogar mehr Vergaserablagerungen als N N R

das entsprechende unbehandelte Benzin verursacht. ^ ,.

Die als Zusatzmittel gemäß der Erfindung in Be- 15 ^ /

tracht kommenden Tetrahydropyrimidine sind Kon- C

densationsprodukte von Naphthensäuren mit gewissen !

durch aliphatische Kohlenwasserstoffreste substituier- R'

ten Propylendiaminen. Die Naphthensäuren sindMono-

carbonsäuren, die in rohem Erdöl und in Erdöldestilla- 20 in der R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit ten gefunden werden. Sie werden eher als Mischungen 8 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und R' einen Naphthylstatt als reine Verbindungen erhalten. Für die Her- rest bedeutet. Da jedoch die meisten Produkte aus Gestellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Tetra- mischen von Diaminen und Gemischen von Naphthenhydropyrimidine sind Naphthensäuren, die etwa 10 bis säuren hergestellt werden, werden sie genauer durch 30 Kohlenstoffatome enthalten, besonders geeignet. 25 ihr Herstellungsverfahren und insbesondere durch die Diese Säuren können eine Säurezahl (mg K O H/g) dabei benutzten Reaktionsmischungen definiert, haben, die zwischen etwa 120 und etwa 220, entspre- Die Menge von dem Motorbenzin zuzusetzendem

chend einem mittleren Molekulargewicht zwischen Tetrahydropyrimidin liegt zweckmäßig zwischen etwa etwa 420 und etwa 275 liegt. Eine besonders brauch- 2,85 und 570 g je 10001 und vorzugsweise zwischen bare Naphthensäure, »Naphthensäure X«, hat eine 30 etwa 14,3 und 57 g je 10001. Das Motorbenzin kann mittlere Molekularformel C₁₉H₃₄O₂, ein mittleres auch geringe Mengen von anderen Zusatzmitteln, wie Molekulargewicht von 279, eine Säurezahl von 178, Antiklopfmitteln, Reinigungsmitteln, Frühzündungsetwa 5 %Unver seif bares und destilliert bei einem Druck zusatzstoffen, Spülmitteln oder Gummünhibitoren, von 2 mm Hg über den, Bereich von 157 bis 252° C. enthalten.

Das zur Herstellung der hier in Betracht gezogenen 35 Die Erfindung wird nachstehend an Hand von BeiZusatzstoffe verwendete Diaminreagenz ist insbeson- spielen näher erläutert, dere ein durch aliphatischen Kohlenwasserstoffrest . . .

N-substituiertes Propylendiamin der Formel eispie

Eine Mischung von 400 Teilen »Naphthensäure X«

\ 40 und 510 Teilen »AminC« wurde in Xylollösung

" N — C H₂ C H₂ C H₂ — N H₂ - 8 Stunden lang am Rückflußkühler gekocht. Die Reak-

jj' tionsmischung wurde langsam auf 265 ⁰C erhitzt und

auf dieser Temperatur gehalten, bis die Entwicklung

in der R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit von Wasser aufgehört hatte. Es wurden 36 Teile (2 Mol) etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt. Das Diamin- 45 Wasser erhalten. Das Xylol wurde entfernt, wobei ein reagenz kann aus einer reinen Verbindung bestehen. substituiertes Tetrahydropyrimidin der Formel Für die Praxis kommen jedoch insbesondere Gemische ^

von Diaminen in Betracht, wie sie im Handel erhältlich /^

sind. »Amin A« ist ein Gemisch von N-substituierten ' *·

Propylendiaminen der vorstehend angegebenen Formel, 50 H₂C C R'

in dem etwa 20% der R-Gruppen aus Hexadecyl, ■ I .

etwa 17% aus Octadecyl, etwa 26% aus Octadecenyl H₂C N — R

und etwa 37% aus Octadecadienyl bestehen. »AminB« \ /

ist ein ähnliches Gemisch, in dem etwa 8% der C

R-Gruppen aus Octadecyl, etwa 9% aus Decyl, etwa 55 H₂

47 % aus Dodecyl, etwa 18% aus Tetradecyl, etwa 8%

aus Hexadecyl, etwa 5 % aus Octadecyl und etwa 5 % zurückblieb, in der R' Naphthenyl ist und R 2 % Tetraaus Octadecenyl bestehen. In einem anderen Gemisch, decyl, 24% Hexadecyl, 28% Octadecyl und 46% »Amin C«, sind etwa 2% der R-Gruppen Tetradecyl, Octadecenyl darstellt.

etwa 24% Hexadecyl, etwa 28% Octadecyl und etwa 60 Die Neigung eines Treibstoffs zur Bildung von Ab-46% Octadecenyl. »Amin C« wird besonders bevorzugt. lagerungen wird nach dem 40-Stunden-Motortest be-Die erfindungsgeniäß zu verwendenden Tetrahydro- stimmt. Dieser beschleunigte Test erzeugt, wenn er bei pyrimidine sind insbesondere Kondensationsprodukte Treibstoffen ausgeführt wird, die keine Reinigungsvon Naphthensäure und kohlenwasserstoffsubstituier- mittel enthalten, eine Menge an Ablagerungen, die der tem Propylendiamin, umgesetzt in einem molaren Ver- 65 Menge äquivalent ist, welche bei Betrieb von etwa hältnis von 1:1. Da Wasser ein Nebenprodukt der 32 QOO km in Versuchstesten an Wagenparks von Taxi-Reaktion ist, ist für die Entfernung von Wasser Sorge fahrzeugen beobachtet wird. Ein 6-Zylinder-Chevroletzu tragen. Es können Temperaturen von 130 bis 275° C motor wird mit eingekerbten oder eingeschnittenen

Ringen versehen, um die Menge an Ausgeblasenem zu erhöhen. Der Motor wird 40 Stunden lang unter Verwendung des zu prüfenden Treibstoffs in abwechselnden Leerlauf- und Lastlauf-Arbeitskreisläufen betrieben. Im Leerlauf läuft die Maschine mit einer Leerlaufgeschwindigkeit von 400 U/min ohne Last 5 Minuten lang. Dann läuft die Maschine bei einer Geschwindigkeit von 2500 U/min unter einer Last von 30 Brems-PS und bei einem Leitungsdruck von 240 mm Hg. Während des Lastlaufkreislaufs werden das Abgebiasene und ein Teil des Auspuffs in einem Ballon gesammelt. Dann werden die gesammelten Gase während des Leerlaufkreislaufs in den Vergaserlufteinlaß freigegeben. Nach 40 Stunden Betrieb bei abwechselndem Last- und Leerlauf wird der Vergaser untersucht und die Mengen an Ablagerung an der Drosseleintrittsöffnung bestimmt. In der Bewertungsskala bedeuten: 0 (Null) = sauberer Vergaser, 1 = Spuren von Ablagerung, 2 = leichte Ablagerung, 3 = mittlere Ablagerung, 4 = schwere Ablagerung. ao

Dieser 40-Stunden-Motortest steht, wie gefunden wurde, gut in Wechselbeziehung mit Ergebnissen, die bei langfristigen Betriebsversuchstesten bei Wagenparks von Taxifahrzeugen und Fahrzeugen für örtliche Lieferungen erhalten werden. Im tatsächlichen praktischen Betrieb wird, wie gefunden wurde, bei dem Betrieb des Wagenparks etwa ein Zehntel der Menge an Reinigungsmittel benötigt, wie sie für den beschleunigten Test erforderlich ist.

Es wurden drei Benzinzusammensetzungen beim Prüfen des Vergaser-Reinigungsmittels gemäß der Erfindung benutzt. »Benzin A« enthielt 0,5 ecm je Liter Tetraäthylblei, 7,13 gPhenylendiamin (Antioxydationsmittel) je 10001 Benzin und 1,14 g Ν,Ν'-Disalicyliden-1,2-propandiamin je 10001 Benzin. »Benzin B« enthielt 0,58 ecm je Liter Tetraäthylblei, 14,3 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol (Antioxydationsmittel) je 10001 Benzin, 2,85 g N,N'-Disalicyliden-l,2-propandiamin je 10001 Benzin und 121,5g Kresyldiphenylphosphat (Frühzündungszusatzmittel) je 10001 Benzin. »Benzin C« enthielt 0,8 ecm je Liter Tetraäthylblei, 2,85 g N,N'-Disalicyliden-l,2-propandiamin je 1000 1 Benzin, 28,5 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol (Antioxydationsmittel) je 1000 1 Benzin, 182,4 g Kresyldiphenylphosphat je 1000 1 Benzin und 71,25 g Glycerylmonooleat (Antieismittel) je 10001 Benzin.

Beispiel 2

In Teilmengen jedes der vorstehend genannten Benzine wurden 142,5 g Tetrahydropyrimidin gemäß Beispiel 1 je 1000 1 Benzin eingemischt. Die sich ergebenden Mischungen wurden dann dem 40-Stunden-Motortest unterworfen. Die Benzine ohne Tetrahydropyrimidin wurden ebenfalls geprüft. Die erhaltenen Werte und Versuchsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle wiedergegeben.

60

	Verbindung	Motorwert	°/o Ablagerungs verminderung
Benzin	gemäß Beispiel 1 in
	g/10001	2,5	_
A	0	1,0	60
A	142,5	3,0	—
B	0	1,5	50
B	142,5	3,5
C	0	1,5	57
C	142,5	1,0	72
C	427,5

Aus den Werten der Tabelle ist ersichtlich, daß Vergaserablagerungen stark herabgesetzt wurden, wenn das Versuchsbenzin ein Vergaserreinigungsmittel gemäß der Erfindung enthielt. Die Verwendung des Reinigungsmittels setzt nicht nur die Bildung von Ablagerungen herab, sondern entfernt auch Ablagerungen und sucht verschmutzte Vergaserzuleitungs- bzw. Drosselkörper zu reinigen. Dies wird durch das folgende Beispiel gezeigt.

Beispiel 3

Ein Benzingemisch D, das 0,8 ecm je Liter Tetraäthylblei, 2,85 g N,N'-Disalicyliden-l,2-propandiamin je 10001 Benzin und 28,5 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol je 10001 Benzin enthielt, wurde dem 40-Stunden-Motortest unterworfen. Der Vergaser wurde untersucht, und es wurde gefunden, daß er einen Wert 4 hatte. Dann wurden 285 g Tetrahydropyrimidin gemäß Beispiel 1 je 1000 1 der Benzinmischung D zugesetzt und der Motortest 70 Stunden lang ausgeführt, wobei der gleiche verschmutzte Vergaser verwendet wurde, der den Wert 4 hatte. Am Ende des Versuchs war der Vergaser sauberer geworden und hatte einen Wert 3.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verwendung von Tetrahydropyrimidinen der Formel

CH₂

C- -H-2 O Xl-2

N N —R

R'

in der R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und R' einen Naphthenylrest bedeutet, als Zusatzmittel für Motorbenzine.

2. Verwendung von Tetrahydropyrimidinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R' von einer Naphthensäure abgeleitet ist, die ein mittleres Molekulargewicht von 297, eine Säurezahl von 178 und etwa 5 % Unverseifbares hat und bei einem Druck von 2 mm Hg über den Bereich von etwa 157 bis 252° C destilliert.

3. Verwendung von Tetrahydropyrimidinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Tetrahydropyrimidinen zur Anwendung gelangt, in dem etwa 2% d^er R-Gruppen aus Tetradecyl, etwa 24% aus Hexadecyl, etwa 28 °/o^aus Octadecyl und etwa 46 % aus Octadecenyl bestehen.

4. Verwendung von Tetrahydropyrimidinen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in Mengen zwischen etwa 2,85 und 570 g je 10001 Motorbenzin.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 622 018.

© 209 519/249 3.62