DE2363848A1

DE2363848A1 - METHOD OF OPERATING OTTO AND ROTARY PISTON ENGINES

Info

Publication number: DE2363848A1
Application number: DE2363848A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Phys Dr Rall; Klaus Dipl Ing Starke; Friedrich Dipl Chem Dr Wodtcke; Willy Dr Wolf
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1975-07-10
Also published as: FR2255371A1; BE823579A; JPS5096602A; NL7416290A

Description

BASF Aktiengesellschaft 23638 A 8BASF Aktiengesellschaft 23638 A 8

Unsere Zeichen: O. Z. 30 286 Vo/Gl 6700 Ludwigshafen, 20. 12. 1973 Our reference: OZ 30 286 Vo / G l 6700 Ludwigshafen, December 20, 1973

Verfahren zum Betreiben von Otto- und Eotationskolbeti>-Mo>torenProcedure for operating Otto and Eotation piston actuators

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Otto-Motoren in Gegenwart von Kraftstoffen sowie Wasser und Methanol als Zusatzkraftstoff.The present invention relates to a method for operating Otto engines in the presence of fuels and water and Methanol as an additional fuel.

Bereits vor dem 2.Weltkrieg war in Deutschland eine Dreiermischung aus gleichen Anteilen Benzin, Benzol und was-serfreiem Alkohol (Methanol/Äthanol 4θ:6θ) als Vergasertreibstoff mit einer^rOetanzahl von ungefähr 70 im Handel (B.V, Aral).Even before the 2nd World War in Germany was a three-component mixture of equal parts of gasoline, benzene and what-serfreiem alcohol (methanol / ethanol 4θ: 6θ) as a carburetor fuel with a ^r Oetanzahl of about 70 commercially (BV Aral).

Es ist ferner bekannt, dem durch den Vergaser gelieferten Benzin-Luft-Gemisch wäßrigen Alkohol in zerstäubter Form beizumischen oder zur Erhöhung der Start-, Steig- und Kampfflugleistung von Flugmotoren ein mit Korrosionsschutz versehenes 50- bis 6o$-iges Methanol-Wasser-Gemisch zu verwenden (vgl. dazu den Artikel von Brunner "Über den Betrieb von Vergasermotoren mit sauerstoffhaltigen Treibstoffen", der als Bericht Nr. l8l von der Eidgenössischen Material-Prüfungs- und Versuchsanstalt für Industrie, Bauwesen und Gewerbe im Juni 1952 in Zürich herausgegeben wurde,, Es sei insbesondere auf Seite 8, linke Spalte, und auf Seite 7, rechte Spalte, unten, verwiesen).It is also known, the gasoline-air mixture supplied by the carburetor to admix aqueous alcohol in atomized form or to increase the take-off, climb and combat flight performance of Aircraft engines a $ 50 to $ 60 anti-corrosion product To use a methanol-water mixture (see also the article by Brunner "About the operation of gasoline engines with oxygen-containing Propellants ", published as report no. 18l by the Eidgenössische Material-Prüfungs- und Versuchsanstalt für Industrie, Bauwesen und Gewerbe was published in Zurich in June 1952, It should be noted in particular on page 8, left column, and on page 7, right column, below, referenced).

Im Nachkriegsjahrzehnt hat das Erdöl als Energieträger die Kohle abgelöst. In der Folgezeit hat daher parallel mit der Erweiterung und Verfeinerung des -Angebots an Spezialprodukten aus Erdöl auch eine Entwicklung bei den Ottomotoren eingesetzt, die zu thermisch hoch belastbaren Motoren führte. Zu deren einwandfreiem Betrieb wurde der Zusatz von Antiklopfmitteln zu denIn the post-war decade, coal was used as an energy source replaced. In the following period, therefore, parallel to the expansion and refinement of the range of special products Petroleum is also a development used in gasoline engines, which led to engines that can withstand high thermal loads. To their impeccable Operation was the addition of anti-knock agents to the

/2 509828/0307 / 2 509828/0307

~ 2 - O.Z. 30 286~ 2 - OZ 30 286

Kraftstoffen unentbehrlich.Indispensable for fuels.

Als Maß für die Klopffestigkeit eines Kraftstoffes dient die Octanzahl. Die Klopfeigenschaften eines Kraftstoffes werden mit denen eines Gemisches aus Isooctan und n-Heptan verglichen. (Dabei wird Isooctan die Octanzahl 100 und n-Heptan die Octanzahl 0 zugeteilt.) Um das Verhalten des Motors zu beschreiben, verwendete man zunächst ausschließlich die sogenannte Research-Octanzahl (ROZ). Man hat jedoch bald festgestellt, daß zur Beschreibung von Einzelaspekten weitere Kenngrößen erforderlich sind. So beschreibt z.B. die Front-octanzahl (FOZ) die Klopffestigkeit der bis 100°C siedenden Kraftstoffbestandteile und charakterisiert damit insbesondere das Verfralt-an des Kraftstoffs beim Beschleunigen des Kraftfahrzeuges. Die Motor-Octanzahl (MOZ) gibt Auskunft über das Verhalten eines Kraftstoffes bei höherer Motordrehzahl. Gerade der Motor-Octanzahl wird wegen der Beschreibung des thermisch hoch belasteten Zustandes (hier tritt das sogenannte Hochgeschwindigkeitsklopfen auf) heute besondere Bedeutung beigemessen.The is used as a measure of the knock resistance of a fuel Octane number. The knock properties of a fuel are with compared to those of a mixture of isooctane and n-heptane. (Isooctane is assigned the octane number 100 and n-heptane the octane number 0.) To describe the behavior of the engine, At first only the so-called research octane number (RON) was used. It was soon discovered, however, that for description further parameters are required for individual aspects. For example, the front octane number (FOZ) describes the knock resistance of the fuel components boiling up to 100 ° C and thus particularly characterizes the friability of the fuel when accelerating the motor vehicle. The engine octane number (MOZ) provides information about the behavior of a fuel higher engine speed. The engine octane number in particular is used because of the description of the thermally highly stressed state (occurs here the so-called high-speed knocking on) special today Importance attached.

Zur Zeit werden von den Herstellern von Ottomotoren nach DIN 51 600 Normalvergaserkraftstoffe (NVK) bzw. Supervergaserl.raftstoffe (SVK) mit den in der Tabelle 1 wiedergegebenen Octanzah.^-n gefordert. Die Hersteller bzw. Lieferer sind verpflichtet, wegen der Fehlergrenze bei der Messung der Octanzahlen bei der Research-Octanzahl 0,6 Einheiten und bei der Motor-Octanzahl 0,8 Einheiten vorzuhalten.At the moment, the manufacturers of gasoline engines are producing normal carburetor fuels (NVK) and super carburetor fuels in accordance with DIN 51 600 (SVK) with the octane numbers shown in Table 1. ^ - n required. The manufacturers or suppliers are obliged to the margin of error when measuring the octane numbers for the research octane number 0.6 units and 0.8 units for the engine octane number.

Table 1

Kraftstoff ROJ MOJ FOZ Fuel ROJ MOJ FOZ

NVK 91.0 82.O 78.ONVK 91.0 82.O 78.O

svK 98.0 87.0 90.0svK 98.0 87.0 90.0

Die in DIN 516OO genannten Werte für die Octanzahlen, die offenbar auch für die Zukunft ihre Gültigkeit behalten sollen, konnten bisher nur durch Zusatz von Bleialkylen (Antiklopfmittel) zum Vergaserkraftstoff erreicht werden. Normale Straigh-Run-BenzineThe values for the octane numbers given in DIN 516OO, which are apparently also intended to remain valid in the future, were able to do so so far only achieved by adding lead alkylene (anti-knock agents) to the carburetor fuel. Regular straight run gasoline

509828/0307 "^ -509828/0307 "^ -

O.Z. 30 286O.Z. 30 286

weisen je n'ach Herkunft des verarbeiteten Rohöls Werte für die ROZ von 30 bis βθ auf. Durch chemische Veredelung, insbesondere durch das Reformieren mit Platinkatalysatoren, bzw. Bimetallkatalysatoren, können die Octanzahlen der Benzine erhöht werden. Sie liegen danach jedoch noch 5 bis 10 Einheiten unter den nach DIN 51 600 geforderten Werten. Eine weitere Erhöhung der Octanzahlen durch chemische Veredelung ist wegen der stark ansteigenden Kosten unwirtschaftlich und außerdem auch nicht unbegrenzt zulässig. Denn aromatenreiche Kraftstoffe verrußen leicht und die Motor-Octanzahl sinkt bei höherem Aromatengehalt ab. Außerdem wird wegen der Toxizität von Benzol und anderen Aromaten in praktisch allen Ländern mit einer Höchstmengenverordnung für diese Stoffe zu rechnen sein, falls diese nicht bereits erlassen ist. (Z.B. sind in der Schweiz Gehalte von höchstens j5 bis 4 VoI .# an Benzol im Kraftstoff zugelassen; im California-Test ist der Gesamtaromatengehalt im Kraftstoff auf 48 Vol.$ beschränkt, wobei der Maximalgehalt für Benzol auf 5 Vol.fo festgelegt ist.')Depending on the origin of the processed crude oil, the RON values range from 30 to βθ. The octane numbers of the gasoline can be increased through chemical refinement, in particular through reforming with platinum catalysts or bimetal catalysts. After that, however, they are still 5 to 10 units below the values required by DIN 51 600. A further increase in the octane numbers by chemical refinement is uneconomical because of the steep rise in costs and, moreover, is not permissible for an unlimited period. Because aromatics-rich fuels soot easily and the engine octane number drops with a higher aromatics content. In addition, because of the toxicity of benzene and other aromatics, a maximum amount regulation for these substances can be expected in practically all countries, if this has not already been issued. (ZB are licensed in Switzerland contents of at most j5 to 4 VoI # of benzene in the fuel;.. In California test the total aromatics content in the fuel of 48 vol $ is limited, wherein the maximum content of benzene at 5 Vol.fo set. ')

Von den bisher verwendeten Antiklopfmitteln, haben sich insbesondere Bleitetraäthyl und Bleitetramethyl technisch bewährt. Es sind zwar seit längerer Zeit auch andere Antiklopfmittel bekannt, z.B. Fe(CO)₁-J doch zeigten sich bei diesem Stoff Nebenwirkungen für den Motor.Of the anti-knock agents used to date, tetraethyl and tetramethyl lead in particular have proven themselves technically. _{Other anti-knock agents, such as Fe (CO) 1} -J, have been known for a long time, but side effects for the engine were found with this substance.

Obwohl die Bleialkyle außerordentlich wirksame Antiklopfmittel sind, weisen sie einen schwerwiegenden Nachteil auf; sie gefährden den Menschen und seine Umwelt, weil sie in Form ihrer Zersetzungsprodukte mit den Motprabgasen emittiert werden. In verschiedenen Ländern, z.B. in den USA, in der Bundesrepublik, in Schweden etc. wurde diesem Sachverhalt bereits dadurch Rechnung getragen, daß die höchstzulässige Konzentration an Bleialkylen im Kraftstoff auf gesetzlichem Wege oder auf dem Verordnungswege herabgesetzt wurde. (In der Bundesrepublik wurde mit Wirkung vom 1.1.72 der Bleigehalt von 0,64 g Pb/l Kraftstoff, berechnet als Metall, auf 0,4 g Pb/l herabgesetzt. Ab 1.1.76 sind nur noch Gehalte von 0.15 g Pb/l Kraftstoff zugelassen. Ähnliche Beschränkungen sind in den USA vorgesehen bzw. zu erwarten. Auch für Japan gilt inAlthough the lead alkyls are extremely effective anti-knock agents, they have one serious drawback; endanger them humans and their environment, because they are emitted in the form of their decomposition products with the Motpr exhaust gases. In different Countries, e.g. in the USA, in the Federal Republic of Germany, in Sweden etc. this fact has already been taken into account by the fact that the maximum permissible concentration of lead alkylene in fuel is reduced by law or by ordinance became. (In the Federal Republic of Germany, the lead content of 0.64 g Pb / l fuel, calculated as metal, was increased with effect from 1.1.72 0.4 g Pb / l reduced. From 1.1.76 only levels of 0.15 g Pb / l fuel are permitted. Similar restrictions are planned or expected in the USA. The in. Also applies to Japan

509828/0307509828/0307

- 4 - ο.ζ. 50 286- 4 - ο.ζ. 50 286

etwa dasselbe«) Längerfristig haben alle diese Bestrebungen das Ziel, schließlich nur noch unverbleites B_enzin als Kraftstoff· • zu verwenden«about the same ") In the longer term, all these efforts the goal finally only unleaded B _e nzin as fuel · • to use"

Es bestand daher die Aufgabe, Zusätze zu Kraftstoffen zu finden, die die Reduzierung des Bleigehaltes auf Werte von unter 0,2 g P_;b/1 Kraftstoff erlauben, ohne daß die Octanzahlen gemäß DIN 51 600 unterschritten weöden und deren Anwendung möglichst mit keiner oder nur einer vertretbaren Umweltbelastung verbundenThe object was therefore to find additives for fuels that would reduce the lead content to values below 0.2 g of P _; b / 1 allow fuel without the octane numbers falling below DIN 51 600 and their use associated with no or only justifiable environmental pollution

Es wurde nun gefunden, daß man den Bleigehalt von Kraftstoffen auf Werte von unter 0,64 g Pb/l bzw. unter 0,4 g Pb/1 und insbesondere· von unter 0,2 g Pb/l absenken kann und dennoch die nach DIN 51 6OO geforderten Werte für die Octanzahlen erhält, wenn man Gemische von Methanol und Wasser als Zusatzkraftstoff verwendet. Dies war überraschend, denn von Brunner (loc. cit., Seite 10, rechte Spalte) wird angegeben, daß Alkohole eine "negative Bleiempfindlichkeit" aufweisen. Das heißt, bei Verwendung von'Alkoholen zusätzlich zum Motorkraftstoff ist eine größere Menge Bleitetraäthyl nötig, um eine bestimmte Octanzahlerhöhung zu erhalten, als bei dem entsprechenden alkoholfreien Kraftstoff.It has now been found that the lead content of fuels can be reduced to values below 0.64 g Pb / l or below 0.4 g Pb / l and in particular of less than 0.2 g Pb / l and still receives the octane number values required by DIN 51 600, when using mixtures of methanol and water as additional fuel. This was surprising, because von Brunner (loc. Cit., On page 10, right column) it is stated that alcohols have a "negative lead sensitivity". That is, when in use von'alcohols in addition to motor fuel is one larger amount of tetraethyl lead needed to increase the octane number than with the corresponding alcohol-free fuel.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Otto- und Rotationskolbenmotoren mit Kraftstoffen, die einen Gehalt von weniger als 0,6 g Pb/l, als Metall gerechnet, aufweisen,· unter Zusatz von Methanol und Wasser (Zusatzkraftstoff). Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzkraftstoff wasserhaltiges Rohmethanol verwendet wird.The present invention relates to a method for operating Otto and rotary piston engines with fuels that have a Have a content of less than 0.6 g Pb / l, calculated as metal, with the addition of methanol and water (additional fuel). The method is characterized in that as an additional fuel water-containing raw methanol is used.

Unter"Kraftstoffen sollen die heute üblichen Normal- und Superbenzine verstanden werden. Ausgehend von einem Grundbenzin, z.B. Straight-Run-Benzin wird durch Reformieren an Bimetallkatalysatoren und/oder durch Zumischen von Spezialbenzinen mit hoher Octanzahl (Pyrolysebenzinen) ein Reinbenzin erhalten, dem dann noch Antiklopfmittel zugegeben werden, um die in der DIN 51 600 angegebenen Werte für die Octanzahlen zu erreichen."Fuels" should include the normal and premium petrol used today be understood. Starting from a basic gasoline, e.g. straight-run gasoline, reforming on bimetal catalysts and / or by adding specialty gasoline with a high octane number (pyrolysis gasoline) to obtain a pure gasoline, the then an anti-knock agent can be added in order to achieve the octane number values given in DIN 51 600.

- 5 509828/0307 - 5 509828/0307

- 5 - ' ο.ζ. 30 286- 5 - 'ο.ζ. 30 286

Für das erfindungsgemäße Verfahren werden hauptsächlich Kraftstoffe angewendet, die weniger als 0,6 g Pb/l,vorzugsweise weniger als 0,4 Pb/1 und insbesondere weniger als 0,2 g Pb/1 Kraftstoff enthalten.Fuels are mainly used for the method according to the invention applied that is less than 0.6 g Pb / l, preferably less than 0.4 Pb / 1 and especially less than 0.2 g Pb / 1 Fuel included.

Der Anteil des Zusatzkraftstoffes zum Kraftstoff kann zwischen den Grenzen 0 und 100 % beliebig gewählt werden. Ein Anteil von bis zu maximal 40 Gew.% ist jedoch ausreichend. In der Regel beträgt der Anteil des Zusatzkraftstoffes zwischen 1 und 35 Gew.%, insbesondere werden Anteile von 1,5 bis 10 Gew.% angewendet. The proportion of the additional fuel to the fuel can be selected as desired between the limits 0 and 100%. However, a proportion of up to 40 wt.% Is sufficient. In general, the proportion of the additional fuel between 1 and 35 percent by weight.%, In particular proportions of 1.5 to 10 wt.% Are used.

Als Zusatzkraftstoff wird Methanol, insbesondere jedoch in Mischung mit Wasser, verwendet. Der Wassergehalt des Methanols kann bis zu 80 Gew.% betragen; er sollt-e jedoch diesen Wert nicht übersteigen, da sonst mit Störungen im Winterbetrieb zu rechnen ist. Ein Wassergehalt von 3 bis 75 Gew.% wird in der Regel angewendet. Insbesondere kommen jedoch Gemische mit 20 bis 35 Gew.% Wasser in Betracht.Methanol is used as an additional fuel, but in particular as a mixture with water. The water content of the methanol can be up to 80 wt.%; however, it should not exceed this value, as otherwise disruptions in winter operation are to be expected. A water content of 3 to 75 wt.% Is usually applied. But especially mixtures come% water with 20 to 35 wt. Into consideration.

Besonders bevorzugt wird Rohmethanol als Zusatz&raftstoff verwendet. Dieses enthält je nach den Syntheseverfahren 3 bis 30 Gew.% Wasser und weistaußer geringen Mengen Kohlenwasserstoffen hauptsächlich Dimethyläther, höhere Alkohole, Aldehyde und Ketone als Verunreinigungen auf. Die Gesamtmenge der Verunreinigungen beträgt bei älteren Methanolverfahren bis zu 5 Vol.$, bei den neueren Verfahren unter 2 $Raw methanol is particularly preferably used as an additive. This includes according to the synthesis method 3 to 30 wt.% Water, and has, in addition small amounts of hydrocarbons mainly dimethyl ether, higher alcohols, aldehydes and ketones as impurities. The total amount of impurities in older methanol processes is up to 5 $ by volume, and in newer processes less than 2 $

Rohmethanol mit unter 2 VoI .$ Verunreinigungen wird heute üblicherweise in sogenannten Einstranganlagen hergestellt. Man geht dabei von Synthesegasen aus, die mehr als 8 Vol.$ Kohlendioxid enthalten. Im Kreislaufgas der Methanolsynthese werden dabei am Eingang in den Reaktor CO -Konzentrationen von mehr als 1 Vol.$ und bis zu 10 Vol.% angewendet. Bevorzugt werden jedoch COp-Konzentrationen von 3 bis 6 VoI.$ im Kreislaufgas am Eingang des Reaktors. (Zur Herstellung von Methanol in Einstranganlagen nach dem Hochdruckverfahren sei auf Erdöl und Kohle, 24. Jahrgang, 1971, Seiten 690 bis 696 verwiesen. Vgl. insbesondereToday, raw methanol with less than 2% by volume is usually produced in so-called single-line systems. It is based on synthesis gases that contain more than 8% by volume of carbon dioxide. In the circulating gas of the methanol synthesis, CO concentrations of more than 1 % by volume and up to 10% by volume are used at the entrance to the reactor. However, COp concentrations of 3 to 6 vol. $ In the circulating gas at the inlet of the reactor are preferred. (For the production of methanol in single-line systems using the high-pressure process, reference is made to Erdöl und Kohlen, Volume 24, 1971, pages 690 to 696. Cf. in particular

5 0 9 8 28/03075 0 9 8 28/0307

- & - ο.ζ. 30 286 - & - ο.ζ. 30 286

Seite 695, 8. Zeile von oben. Angaben über das Niederdruckmethanolverfahren finden sich in Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, 1970, auf den Seiten 94 und 95; vgl. insbesondere die weiterführende Literatur D.H. Bolten.)Page 695, 8th line from the top. Information on the low pressure methanol process can be found in Ullmann's encyclopedia of technical Chemie, 3rd Edition, 1970, on pages 94 and 95; see in particular the further reading D.H. Bolten.)

In der Regel enthält ein nach diesen Verfahren hergestelltes Rohmethanol 20 bis .30 Gew.% Wasser» Ein solches wird besonders bevorzugt als Zusatzkraftstoff angewendet.In general, a material produced according to these methods, crude methanol containing 20 to .30 wt.% Water "One such is used as auxiliary fuel particularly preferred.

Der Zusatzkraftstoff kann zusammen mit dem Kraftstoff mit Hilfe einer Vergasereinrichtung oder durch eine mechanisch oder elektronisch gesteuerte Einspritzeinrichtung in die Brennkammer dosiert werden (vgl» hierzu Bosch, Kraftfahrtechnxsches Taschenbuch, YJl Auflage, 1970, VDI-Verlag, Düsseldorf. Insbesondere auf den Seiten 287 bis 291 werden die Einspritzanlagen sowie die mechanischen und elektronischen Kraftstoffdosiereinrichtungen beschrieben)-.The additional fuel can be dosed into the combustion chamber together with the fuel with the help of a carburetor device or by a mechanically or electronically controlled injection device (cf. Bosch, Kraftfahrtechnxsches Taschenbuch, YJl Edition, 1970, VDI-Verlag, Düsseldorf. In particular on pages 287 bis 291 describes the injection systems as well as the mechanical and electronic fuel metering devices) -.

Entsprechend dem unterschiedlichen Octanzahlbedarf bei den verschiedenen Pahrzuständen kann das wasserhaltige Rohmethanol zusammen mit dem Kraftstoff in der erforderlichen Menge automatisch zudosiert werden» Der Zusatzkraftstoff kann auch, unabhängig vom Kraftstoff, durch einen zusätzlichen Vergaser (Thompson-Vitameter) eingeführt werden (vgl. Brunnert locoCito Seite 8, linke Spalte, 2. Absatz)οAccording to the different octane requirements of the different In the required quantity, the hydrous raw methanol can be automatically mixed with the fuel can be added »The additional fuel can also, regardless of the Fuel can be introduced through an additional carburetor (Thompson-Vitameter) (see Brunnert locoCito page 8, left column, 2nd paragraph) ο

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betreiben von 2 bzw. 4 Tr-kt-Ottomotoren und Rotationskolbenmotoren geeignet; insbesondere bevorzugt wird es bei 4 Takt-Ottomotoren bzw» in den Kreiskolbenmotoren nach Wankel, angewendet.The method according to the invention is for operating 2 or 4 Tr-kt gasoline engines and rotary piston engines suitable; It is particularly preferred in 4-stroke gasoline engines or in rotary piston engines according to Wankel.

Durch die nach&tehenden Beispiele wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert«The method according to the invention is illustrated by the examples below explained in more detail «

- 7 509828/0307 - 7 509828/0307

" - 7 - O.Z. ^O 286"- 7 - O.Z. ^ O 286

example 1

Ein Klopfprüfmotor (4 Takt) nach DIN 51 756 wurde mit einer Dosiereinrichtung für den Zusatzkraftstoff versehen. Sie bestand aus einer elektronisch gesteuerten Einspritzdüse mit einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe.A knock test engine (4 stroke) according to DIN 51 756 was with a Provided metering device for the additional fuel. She passed from an electronically controlled injection nozzle with an electrically driven fuel pump.

Für die nachstehend beschriebenen Versuche wurde Reinmethanol verwendet, das 0,04 Gew.% Wasser und weniger als 0,01 Gew.% an organischen Verunreinigungen enthält. Das Rohmethanol hatte folgende Zusammensetzung:For the experiments described below was used pure methanol containing 0.04 wt.% Water and less. Than 0.01% by weight of organic impurities. The raw methanol had the following composition:

Komponentecomponent Gew,%Weight% MethanolMethanol 71.6171.61 Wasserwater 27.0927.09 DimethylatherDimethyl ether 0.7^0.7 ^ ÄthanolEthanol 0.120.12 n-Propanoln-propanol 0.Ό80.Ό8 i-Butano1i-butano1 O.25O.25 MethylformiatMethyl formate O.O7O.O7 MethylacetatMethyl acetate 0.010.01 DiäthylketonDiethyl ketone 0.0120.012 MethyläthylketonMethyl ethyl ketone 0.0020.002 CyclohexanCyclohexane O.OO6O.OO6 MethylalMethylal 0.0010.001 Butanbutane 0.0040.004 HeptanHeptane O.OO3O.OO3 !^andere Verb.! ^ other verb. 0.0020.002

Als Kraftstoff wurde ein NormalVergaserkraftstoff (NVK) verwendet, der 0,15 g Pb/1 enthielt und nach dem in DIN 51 756 genormten Verfahren einen Wert von 89.6 für die ROZ bzw. einen solchen von 8I.5 für die MOZ ergab.A normal carburetor fuel (NVK) was used as fuel, which contained 0.15 g Pb / 1 and according to the standard in DIN 51 756 Procedure resulted in a value of 89.6 for the RON or a value of 8I.5 for the MON.

In Tabelle 2 sind Ergebnisse dargestellt, dieTable 2 shows results that

a) mit Reinmethanola) with pure methanol

b) Rohmethanol (27,09 Gew.% Wasser) undb) Crude methanol (27.09 wt.% water) and

509828/0307 - 8 -509828/0307 - 8 -

% ~ o.ζ. 30 286 % ~ o.ζ. 30 286

c) Wasser-Rohmethanol-Mischungen mit 61,5 Gew.% Wasser alsc) water-crude methanol mixtures with 61.5 wt.% of water as

Zusatzkraftstoff erhalten worden sind.,Additional fuel have been obtained.,

Die Menge des wasserhaltigen Zusatzkraftstoffes ist in Volumenprozent, bezogen auf den Kraftstoff, angegeben. Der Methanolanteil, berechnet als" 100 % Methanol, ist in Gew.%, bezogen auf
den Kraftstoff, aufgeführt.The amount of water-containing additional fuel is given in percent by volume, based on the fuel. The proportion of methanol, calculated as "100 % methanol, is in% by weight , based on
the fuel.

Table 2

Zusatz inAddition in Gew.Weight VoIo % VoIo % 6.96.9 6.46.4 9-29-2 8.58.5 I7.7I7.7 16.416.4 31.731.7 29.429.4 5.25.2 6.46.4 6.96.9 8.58.5 13.213.2 16.416.4 23.723.7 29.429.4 2 S 2 pp 6.46.4 3.93.9 8.58.5 7o67o6 16.416.4 13.613.6 29.429.4

ROZRON

MOZMOZ

93.8 ■93.8 ■ 82.682.6 95.595.5 83.383.3 97.597.5 85.385.3 100.9100.9 87.387.3 92.092.0 82.882.8 93-893-8 83o583o5 95.795.7 85·. 585 ·. 5 99.O99.O 87.587.5 91.691.6 82.582.5 93.293.2 83.383.3 94.494.4 85.O85.O 96.996.9 87.087.0

Man kann nun zeigen, daß zur Herstellung einer Vergaserkraftstoffqualität mit einer ROZ von 91,0 und einer MOZ von 82,0
(bei 0,15 g Pb/l) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung von Rohmethanol mit einem Wassergehalt von 27 Gew.% ein Optimum liegt. Denn mit einem Anteil von 3*5 Gew.%. Methanol (a) kann erst eine MOZ von 82 erreicht werden; dagegen könnte dieser Wert für die MOZ im Fall (c) bereits bei einem Methanolgehalt von 1.0 Gewichtsprozent erzielt werden. Bei einem solchen Methanolgehalt kann jedoch der geforderte Wert von 9I.O für die ROZ nichtIt can now be shown that to produce a carburetor fuel quality with a RON of 91.0 and a MON of 82.0
(0.15 g Pb / l) by the inventive process when using crude methanol having a water content of 27 wt.% is optimum. Because with a proportion of 3 * 5% by weight . Methanol (a) can only reach an MOZ of 82; on the other hand, this value for the MOZ in case (c) could already be achieved with a methanol content of 1.0 percent by weight. With such a methanol content, however, the required value of 9I.O for the RON cannot be achieved

50982 8/030750982 8/0307

- 9 - ο.ζ. 30 286- 9 - ο.ζ. 30 286

erreicht werden« Hierfür ist nämlich ein höherer Methanolgehalt, nämlich 1,6 Gew»$,erforderlich. In der Tabelle 3 sind für die Fälle _(a) bis (c) die zur Herstellung einer Kraftstoffqualität der ROZ 9^{1 un}d MOZ 92 erforderlichen Methanolmengen in Gewichtsprozent, berechnet als 100 % Methanol, und bezogen auf den Kraftstoff angegeben.can be achieved «This is because a higher methanol content, namely 1.6% by weight, is required. ^{In Table 3, the methanol quantities required to produce a fuel grade of RON 9 1 and} MON 92 for cases _ (a) to (c) are given in percent by weight, calculated as 100 % methanol, and based on the fuel.

MethänolsorteType of methanol Tabelle 3Table 3 Gew.-%
MOZ = 82Weight %
MON = 82 CH^.
.0 -> CH ^.
.0 -> OH für
ROZ =OH for
RON = 91.091.0 Fallcase Reinmethanol
wasserfrei
Rohmethanol
Rohmethanol
+ HOPure methanol
anhydrous
Raw methanol
Raw methanol
+ HO Wassergehalt
Gew.-^Water content
Wt .- ^ 3.5
1.6
1.03.5
1.6
1.0 •• 1.6
1.6
1.61.6
1.6
1.6 a)
b)
c)a)
b)
c) 0
27
61.50
27
61.5

Bei Verwendung von Reinmethanol mit einem Wassergehalt von 27 Gewo$ werden ähnliche Werte wie für den Fall (b) (Rohmethanol) erhalten. Jedoch verbietet sich die Verwendung von Reinmethanol mit Wasserzusatz aus wirtschaftlichen Gründen (zusätzliche Destillation erforderlich).When using pure methanol with a water content of 27% by weight, values similar to those for case (b) (raw methanol) obtain. However, the use of pure methanol with added water is prohibited for economic reasons (additional Distillation required).

Bei Verwendung von Rohmethanol (b) als Zusatzkraftstoff zu einem Grundbenzin für Superkraftstoff (mit 0,15 g Pb/1) sind entsprechend geringe Mengen Methanol (berechnet 100 %) erforderlich.When using raw methanol (b) as an additional fuel to a base gasoline for premium fuel (with 0.15 g Pb / 1), correspondingly small amounts of methanol (calculated 100 %) are required.

Example 2

Für die nachstehend beschriebenen Versuche wurden die gleichen Rohstoffe wie in Beispiel 1 verwendet. Selbst mit dem dort beschriebenen Kraftstoff ist es überraschenderweise möglich, durch Verwendung von Methanol-Wassergemischen als Zusatzkraftstoff Super-Qualität zu erreichen. Bei Verwendung von Rohmethanol (b) ist wiederum die geringste Methanolmenge erforderlich, um gleichzeitig die Bedingung ROZ = 98 und MOZ = 87 zu erfüllen.The same raw materials as in Example 1 were used for the experiments described below. Even with the fuel described there, it is surprisingly possible to get through Use of methanol-water mixtures as an additional fuel to achieve super quality. When using raw methanol (b) is again the smallest amount of methanol required to simultaneously to meet the condition RON = 98 and MON = 87.

- 10 -- 10 -

509 82 8/0307509 82 8/0307

- ίο - o.z. 30 286- ίο - o.z. 30 286

MethanolsorteType of methanol Tabelle 4Table 4 Gew.-;
MOZ = 87Weight;
MON = 87 % CH^OH
. 0 -⁵ROZ % CH ^ OH
. 0 - ⁵ RON = 98.0= 98.0 Fallcase Reinmethanol
wasserfrei·
.Rohmethanol
Rohmethanol
2Pure methanol
anhydrous
.Crude methanol
Raw methanol
2 Wassergehalt
Gew.-^Water content
Wt .- ^ 2020th ro ro roro ro ro
ο ο οο ο ο a')
b)
c)a ')
b)
c) 0
270
27

Besonders hervorzuheben ist, daß das erfindungjsgemäße Verfahren auch noch anzuwenden ist, wenn bleifreies Benzin verwendet wird. Ferner ist zu bemerken, daß die spezifische Heizleistung (gemessen in kcal je PS · h) der Kraftstoffe, die man zweckmäßigerweise als Maß für den spezifischen Kraftstoffverbrauch beim Vergleich von Kraftstoffen mit unterschiedlichen Heizwerten verwendet, bei Verwendung von Rohmethanol als Zusatzkraftstoff unter der liegt, die man bei reinem Benzinbetrieb mißt. Die Gründe für diese Ersparnisse sind im geänderten Arbeitsverhalten der Verbrennungsgase und in den niedrigeren Flammentemperaturen bei der Verbrennung zu suchen. Abgasmessungen haben gezeigt, daß sich der (NO'Y-Gehält der Verbrennungsgase je nach Wassergehalt des Rohmethanols um etwa JO bis 50 VoI.$ absenken läßt. Dies ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.It is particularly noteworthy that the erfindungjsgemäße method is also applicable when lead-free petrol is used. It should also be noted that the specific heating power (measured in kcal per PS · h) of the fuels, which is expediently used as a measure of the specific fuel consumption when comparing fuels with different calorific values, is below that when using raw methanol as an additional fuel one measures with pure gasoline operation. The reasons for these savings are to be found in the changed working behavior of the combustion gases and in the lower flame temperatures during combustion. Exhaust gas measurements have shown that the NO'Y content of the combustion gases can be reduced by about 50% to 50% by volume, depending on the water content of the raw methanol. This is a further advantage of the method according to the invention.

509828/0307 _ 11 _509828/0307 _ 11 _

Claims

- Ii - O.ζ. 30 286

Claims

1Λ Method for operating gasoline and rotary piston engines -with fuels which have a content of less than 0.6 g Pb / 1, calculated as metal, with the addition of methanol and water (additional fuel), characterized in that raw methanol containing water is used as the additional fuel is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the raw merhanol has a water content between 3 and 40 wt. % Ο

3. The method according to claim 1, characterized in that the crude methanol having a water content between 20 and 30 wt.% "

4. The method according to claim 1, characterized in that the fuel contains a content of less than 0.4 g Pb / 1 fuel »

5 »Method according to claim 1, characterized in that the fuel contains less than 0.2 g Pb / 1 fuel»

6ο The method according to claim 1, characterized in that the additional fuel is up to 40 wt. ^, Based on the fuel.

BASF Aktiengesellschaft

- % ■

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509828/0307