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DE2318570A1 - Kohlenwasserstoffgele, verfahren zu ihrer herstellung und gelierungsmittel zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Kohlenwasserstoffgele, verfahren zu ihrer herstellung und gelierungsmittel zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number
DE2318570A1
DE2318570A1 DE2318570A DE2318570A DE2318570A1 DE 2318570 A1 DE2318570 A1 DE 2318570A1 DE 2318570 A DE2318570 A DE 2318570A DE 2318570 A DE2318570 A DE 2318570A DE 2318570 A1 DE2318570 A1 DE 2318570A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydrocarbon
formula
carboxylic acid
gelling agent
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2318570A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2318570B2 (de
DE2318570C3 (de
Inventor
Yasumasa Hamuro
Akira Iwama
Kikuo Takehara
Mitsuru Toyoguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Mitsubishi Oil Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP3743872A external-priority patent/JPS5121408B2/ja
Priority claimed from JP47068407A external-priority patent/JPS5121645B2/ja
Application filed by Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd, Mitsubishi Oil Co Ltd filed Critical Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Publication of DE2318570A1 publication Critical patent/DE2318570A1/de
Publication of DE2318570B2 publication Critical patent/DE2318570B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2318570C3 publication Critical patent/DE2318570C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L7/00Fuels produced by solidifying fluid fuels
    • C10L7/02Fuels produced by solidifying fluid fuels liquid fuels

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Description

Dai-ichi Kogyo. Seiyaku Co., Ltd.
Kyoto, Japan
und
Mitsubishi Oil Company Tokyo, Japan
"Kohlenwasserstoffgele, Verfahren zu ihrer Herstellung und Gelierungsmittel zur Durchführung des Verfahrens "
Priorität: 13. April 1972, Japan, Nr. 37438/72 8. Juli 1972, Japan, Nr. 68407/72
Die Erfindung betrifft Kohlenwasserstoffgele aus mindestens 80 Gewichtsprozent mindestens eines in einem Bereich von 30 bis
39O°C siedenden flüssigen Kohlenwasserstoffs als innere Phase,
mindestens 0,05 Gewichtsprozent Wasser als äußere Phase und mindestens 0,05 Gewichtsprozent mindestens eines Gelierungsmittels als wesentlichen Bestandteilen. Diese Kohlenwasserstoffgele kennen z.B. als Treibstoff in fremd gezündeten Kolbenmotoren, Dieselmotoren, Düsenmotoren oder Raketenmotoren, oder als Brennstoff in Boilern und Öfen verwendet werden. Sie besitzen einen extrem hohen Gehalt an flüssigem Kohlenwasserstoff, sie sind selbst bei Lagerung unter ungünstigen Bedingungen lange Zeit lagerstabil und sie haben hervorragende Eigenschaften, wie gute
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Brenneigenschaften und verminderte Feuergefährlichkeit. Die bei der Verbrennung der Kohlenwasserstoffgele der Erfindung entstehenden Verbrennungsgase enthalten weniger Stickstoffoxide als die Verbrennungsgase der herkömmlichen Kohlenwasserstoffbrennstoffe. Dementsprechend ist die Gefahr der Luftverschmutzung geringer.
Die Erfindung betrifft ferner .ein Verfahren zur Herstellung der Kohlenwasserstoffgele und Gelierungsmittel zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei der Verwendung flüssiger Kohlenwasserstoffe besteht die Gefahr, daß der flüssige Kohlenwasserstoff rasch ausläuft und sich ausbreitet und/oder in den Untergrund eindringt, wenn ein flüssige Kohlenwasserstoffe enthaltender Behälter, ein flüssige Kohlenwasserstoffe führendes Förderrohr oder eine mit flüssigen Kohlenvers ehent lieh oder absichtlich
Wasserstoffen gespeiste VerbrennungsanlageV beschädigt oder geöffnet wird. Wenn sich der flüssige Kohlenwasserstoff dabei entzündet, kann dies zu schweren Katastrophen führen, wie sie beim Absturz von Flugzeugen und deren Zerstörung durch Feuer, bei durch umgestüjzte Petroleumofen ausgelösten Bränden, -bei Schiffskollisionen oder -havarien usw* immer wieder vorkommen.
Um diese Mangel flüssiger Kohlenwasserstoffe zu beseitigen und
folgenschweren Unfälle zu verhüten» wurde vor einiger Zeit . vorgeschlagen, die flüssigen
Kohlenwasserstoffe zu gelieren, da gelierte flüssige Kohlenwasserstoffe kaum auslaufen werden und selbst wenn dies doch
einmal geschehen sollte, sich nicht ausbreiten oder in den Unterbrennender
grund eindringen. Außerdem kann ein/gelierter flüssiger Kohlenwasserstoff leichter gelöscht werden, wenn er sich einmal
entzünden sollte.
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Die bekannten Verfahren zum Gelieren flüssiger Kohlenwasserstoffe lassen sich in zwei Gruppen einteilen, nämlich
a) Gelieren durch Lösen oder Dispergieren eines Gelierungsmittels in dem flüssigen Kohlenwasserstoff und
b) Herstellen eines emulsionsartigen Gels durch Mischen eines flüssigen Kohlenwasserstoffes mit Wasser oder einem polaren Lösungsmittel und einem Gelierungsmittel.
Die letztgenannte Methode ist vorzuziehen, da emulsionsartige Gele bezüglich ihrer Sicherheit und Ver-
s ind d_ie
brennungseigenschaften besser/als/nach der erstgenannten Methode hergestellte Kohlenwasserstoffgele. Ein ähnliches Verfahren wird bei der Herstellung von Joghurt, Speiseeis, Mayonnaise, Gelee, Fetten und kosmetischen Präparaten angewandt. Im Gegensatz zu den vorstehend genannten Produkten muß ein Kohlenv/asserstoffgel jedoch folgenden Anforderungen genügen:
1) Der flüssige Kohlenwasserstoff muß im Kohlenwasserstoffgel in so hoher Konzentration enthalten sein, daß dieses als Brennbzw. Treibstoff verwendet werden kann; dementsprechend muß der ¥asser- und Gelierungsmittelgehalt des Kohlenwasserstoff gels so gering wie möglich sein,
2) Das Gelierungsmittel und die anderen Zusätze dürfen die Verbrennungseigenschaften des Kohlenwasserstoffs nicht verschlechtern und keinerlei Luftverschmutzung verursachen.
ungünstigen
3) Schließlich muß das Kohlenwasserstoffgel selbst unter /
Bedingungen, wie Transport durch eine Rohrleitung, schwingende oder vibrierende Bewegung oder extrem tiefe Temperatur, stabil sein.
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Verfahren zur Herstellung emulsionsartiger Brenn- "bzw. Treibstoffgele sind in einigen Druckschriften beschrieben. Nach einem bekannten Verfahren wird ein emulsionsartiges Kohlenwasserstoffgel unter Verwendung eines Emulgators mit einem HLB-Wert von 11 bis 16, eines aschefrei verbrennenden Gefrierpunkterniedrigers und Harnstoff hergestellt (japanische Patentveröffentlichung Nr. 32 582/1971). Die Stabilität der nach diesem Verfahren erhaltenen Kohlenwasserstoffgele ist jedoch ungenügend und die Emulsion bricht bereits innerhalb etwa eines Monats. Bei einem anderen bekannten Verfahren werden Emulgatoren als Gelierungsmittel verwendet (US-Patentschrift Nr. 3 490 237). Die Stabilität der nach diesem Verfahren erhältlichen Kohlenwasserstoffgele wurde jedoch nie untersucht;' außerdem bilden diese Kohlenwasserstoffgele bei der Verbrennung Schadstoffe, wie Schwefeltrioxid, die zu Luftverschmutzung führen, Bei,,
feinem weiteren bekannten Verfahren werden Phosphorsäureester aliphatischer Alkohole, an" die Äthylenoxid addiert wurde, als Gelierungsmittel verwendet (US-Patentschrift Nr. -3 586 '49O). Auch die Stabilität der nach diesem Verfahren erhältlichen Kohlenwasserstoffgele ist jedoch bislang niemals untersucht worden. Außerdem sind diese Kohlenwasserstoffgele mit dem Nachteil behaftet, daß sie Phosphor, einen Schadstoff, enthalten. Schließlich ist noch ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffgelen bekannt, bei dem als Gelierungsmittel
(produkten verschiedene Emulgatoren auf der Basis von Alkylenoxidadditions^
allein verwendet werden (US-Patentschrift Nr. 3 352 109). Auch die Stabilität der nach diesem bekannten Verfahren erhältlichen Kohlenwasserstoffgele wurde jedoch bislang niemals untersucht.
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Es ist also bereits versucht worden, aus flüssigen Kohlenwasserstoffen unter Verwendung verschiedener Gelierungsmittel emulsionsartige Kohlenwasserstoffgele herzustellen. Bei diesen bekannten Verfahren muß man jedoch den Gehalt an flüssigem Kohlenwasserstoff in einem Bereich von 95 bis 97 Gewichtsprozent oder weniger halten, um ein Kohlenwasserstoffgel zu erhalten, das unter ziemlich milden Bedingungen, z.B. bei etwa Raumtemperatur, einigermaßen stabil bzw. lagerbeständig ist. Selbst bei einem im angegebenen Bereich liegenden, verhältnismäßig niedrigen Kohlenwasserstoffgehalt bricht die Emulsion jedoch bereits, wenn man sie nur bei Raumtemperatur etwa einen Monat stehenläßt, wobei sie in die Ausgangsverbindungen, d.h. den flüssigen Kohlenwasserstoff, V/asser und das Gelierungs-
\mgünstigen mittel, zerfällt. Y/enn das Kohlenwasserstoffgel unter /
Bedingungen, z.B. bei einer Temperatur von -100C oder darunter
darüber
oder von 40 C oder / aufbewahrt wird, ist es noch weniger
bereits
stabil und bricht/ nach etwa 10 Tagen. Die Stabilität des Kohlenwasserstoffgels nimmt noch weiter ab, so daß die Emulsion in 1 bis 7 Tagen vollständig gebrochen ist, wenn man den Kohlenwasserstoffgehalt auf über 97 Gewichtsprozent erhöht, um die Verbrennungseigenschaften zu verbessern. Die vorstehend geschilderten bekannten Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffgelen sind somit für eine Anwendung in der Praxis ungeeignet .
Weiterhin befriedigen die bekannten bzw. nach bekannten Verfahren erhältlichen Kohlenwasserstoffgele auch insofern nicht, als ein zum Gelieren von flüssigen Kohlenwasserstoffen geeignetes Gelierungsmittel nicht nur der Anforderung genügen sollte, daß
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es extrem stabile Kohlenwasserstoffgele liefert, sondern auch beim Verbrennen keine die Luft verunreinigenden Stoffe, wie giftige Gase, entwickeln und die Verbrennungseigenschaften des flüssigen Kohlenwasserstoffes nicht verschlechtern darf, sowie in geringen Mengen wirksam sein muß. Von den herkömmlichen Gelierungsmitteln sind die nicht-ionischen Netzmittel mit einer Polyalkylenoxidkette, die im Molekül keinen Schwefel, keinen Phosphor und kein Metall enthalten, hinsichtlich der Luftverschmutzung, z.B. der Bildung von großen Mengen an Stickstoffoxiden und Schwefeltrioxid in den Verbrennungsgasen, nicht zu beanstanden. Sie haben jedoch den Nachteil, daß die durch Gelieren von flüssigen Kohlenwasserstoffen mit solchen Netzmitteln und Wasser erhalteneiKohlenwasserstoffgele eine unzureichende Stabilität besitzen und bei der Lagerung und dem Transport bereits in 10 bis 30 Tagen brechen. Diese Gelierungsmittel führen also zu einem Verlust der erforderlichen Stabilität und sind daher für die Praxis nicht verwendbar. .
Wie bereits erwähnt, ist es weiterhin bekannt, daß man flüssige Kohlenwasserstoffe gelieren kann, indem man darin ein beispielsweise durch Kondensation eines mehrwertigen Alkohols mit einem Aldehyd erhältliches Gelierungsmittel löst. Ein solches Kohlenwasserstoff gel hinterläßt jedoch beim Verbrennen große Mengen Kohlenstoff. Außerdem sind unter Verwendung dieser Gelierungsmittel hergestellte Kohlenwasserstoffgele zu viskos und lassen sich daher nur schwer durch Rohrleitungen fördern oder in Zerstäubungsbrennern verbrennen. Ähnliche herkömmliche Gelierungsmittel, wie Polyisobutylen, Polyisobuten, Di-
octylphthalat und Laurylmethacrylat-Hydroxypropylmethacrylat-Copolymere/ verschlechtern auch noch die Verbrennungseigenschaf-
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ten. Ferner wurden auch schon Metallseifen als Gelierungsmittel verwendet, jedoch werden unter Verwendung dieser Gelierungsmittel hergestellte Kohlenwasserstoffgele infolge ihres hohen Metallgehalts leicht durch Feuchtigkeit in der Atmosphäre nachteilig beeinflußt und instabil. Zudem hinterlassen sie beim Verbrennen viel Asche, so daß auch diese Gelierungsmittel sich für einen Einsatz in der Praxis nicht eignen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein neues Kohlenwasserstoffgel zu schaffen, das in verschiedenen Verbrennungsanlagen eingesetzt werden kann, extrem stabil bzw. lagerbeständig ist, hervorragende Verbrennungseigenschaften besitzt, weniger feuergefährlich als herkömmliche Kohlenwasserstoffgele ist und zu geringerer Luftverschmutzung führt, d.h. ' Verbrennungsgase liefert, deren Gehalt an Stickstoffoxiden geringer ist als der von Verbrennungsgasen aus herkömmlichen Brenn- bzw. Treibstoffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, zum Gelieren flüssiger Kohlenwasserstoffe geeignete neue Gelierungsmittel zur Verfügung zu stellen.
Nach langwierigen und eingehenden Forschungsarbeiten wurde nun überraschenderweise ein Kohlenwasserstoffgel gefunden, das die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe löst, d.h. frei von den vorgenannten Mängeln - der bekannten Kohlenwasserstoff gele und insbesondere extrem stabil bzw. lagerbeständig dig und für den praktischen Einsatz gut geeignet ist. Ferner wurde festgestellt, daß solche Kohlenwasserstoffgele mit den gewünschten Eigenschaften durch Emulgieren eines flüssigen Kohlenwasserstoffes mit einer kleinen Menge eines speziellen Gelierungsmittels sowie Wasser hergestellt werden können.
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Gegenstand der Erfindung sind somit Kohlenwasserstoffgele der eingangs bezeichneten Art, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als Gelierungsmittel
a) mindestens eine. Verbindung der allgemeinen Formel
R-N-R·-B-R"-D - (I)
in der R, R1 und R" gleich oder verschieden sind und je einen Alkylrest oder eine direkte Bindung bzw. einen zweiwertigen Rest der Formel (CH2) bedeuten, in der ρ eine Zahl einem Wert ^
mit /von O bis 50 ist, A ein Wasserstoffatom oder ein Rest der Formel R1B, R, RHI, RNH2, R111NH2 oder R111D ist, in der R"1 einen Alkylrest oder eine direkte Bindung bzw. eine Grup-.
Wert von pe der Formel (CH2) darstellt in der q eine Zahl mit einem/
0 bis 50 ist, B eine direkte Bindung oder eine Gruppe der Formel /iCH2)mNH7n, in αΘΓ m und n Sleic5a oder verschieden
einem Wert
sind und je eine Zahl mit /von 0 bis 50 bedeuten, und D eine Carboxylgruppe ist und/oder mindestens ein anorganisches oder organisches Salz einer Verbindung der Formel I, gegebenenfalls in Kombination mit mindestens einem anderen bekannten Gelierungsmittel und/oder
b) ein Gemisch aus mindestens einem nichtionischen Netzmittel
mit einer Polyalkylenoxidkette im Molekül und mindestens
einem
einer Carbonsäure und/oder/ Salz einer Carbonsäure enthalten.
Als Gelierungsmittel bzw. Gelierungsmittelkomponente in den Kohlenwasserstoff gelen der Erfindung sind von den Verbindungen der Formel I die bevorzugt, bei denen ρ und q eine Zahl mit einem Wert von O bis 30 und insbesondere O bis 20, m eine Zahl mit einem Wert von 2 bis 20 und insbesondere 2 bis 12 und/oder η eine Zahl mit einem Wert von O bis 20 und insbesondere O bis 6 ist und/oder die
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Alkylreste 1 bis 30 und insbesondere 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten.
Weiterhin sind Verbindungen der Formel I bevorzugt, bei denen, wenn m für O steht, η ebenfalls 0 oder 1, 2 oder 3 ist, mit der Maßgabe, daß die Verbindung höchstens 3 und vorzugsweise höchstens 2 direkt miteinander verbundene Stickstoffatome enthält. Besonders zweckmäßig sind jedoch Verbindungen der Formel I, die keine direkt aneinander gebundenen N-Atome enthalten.
Werterin sind Verbindungen der Formel I bevorzugt, die mindestens einen Rest D enthalten; vorzugsweise ist R"1 ein Alkylrest, wenn der Rest A einen Rest R"1 darstellt; vorzugsweise ist R eine Grup-=- pe der Formel (CH2J0* wenn R einen Rest in der Gruppe RNH2 bildet.
Das Kohlenwasserstoffgel der Erfindung enthält den flüssigen Kohlenwasserstoff in extrem hoher Konzentration, ist lange Zeit lagerbeständig und weist weitere ausgezeichnete Eigenschaften, wie gute Verbrennbarkeit, verminderte Feuergefährlichkeit und geringe Luftverschmutzungswirkung,auf.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen.
Die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung können hergestellt werden, indem man eine kleine Menge eines erfindungsgemäßen Gelierungsmittels in Wasser löst oder homogen mit Wasser mischt und dann allmählich den bzw. die flüssigen Kohlenwasserstoff(e) zugibt und einrührt, wodurch das Gemisch geliert wird. Man erhält ein Kohlenwasserstoffgel, dessen Endgehalt an flüssigem Kohlenwasserstoff bis zu 99,6 Gewichtsprozent betragen kann.
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Als flüssige Kohlenwasserstoffe kann man beim Verfahren der Erfindung beispielsweise Gasöle, Kerosin, Benzin, Flugbenzin, andere Petroleumdestillate, aus Kohleteerlösungsmittel gewonnene Kohlenwasserstoff-Brenn- bzw. -Treibstoffe, Naphtha, Benzol,
Steirikohlengas
Xylol, aus / hergestellte flüssige Kohlenwasserstoffe
Steirikohlenteer-
und/oder / Kohlenwasserstoffe verwenden. Diese flüssigen Kohlenwasserstoffe können in Mengen von mindestens 80 Gewichtsprozent stabile Kohlenwasserstoffgele liefern. Wenn das Kohlenwasserstoff gel jedoch als Brenn- bzw. Treibstoff verwendet werden soll, ist ein höherer Kohlenwasserstoffgehalt zweckmäßiger und besser. Wie bereits erwähnt, kann man nach dem Verfahren der Erfindung Kohlenwasserstoffgele mit einem Kohlenwasserstoffgehalt von bis zu etwa 99,6 Gewichtsprozent erhalten, ein Wert, der bei der Verwendung herkömmlicher Gelierungsmittel niemals erreicht wurde. Der höchste Kohlenwassers to ff gehalt lag bei den bekannten Kohlenwasserstoffgelen bei 95 bis 97 Gewichtsprozent. Der Gehalt an flüssigen Kohlenwasserstoffen in den Kohlenwasserstof fgelen der Erfindung liegt in einem Bereich von 80 bis 99,6 und insbesondere etwa 95 bis 99,4 Gewichtsprozent, wobei die Kdhlenwasserstoffgele selbst unter ungünstigen Bedingungen stabil sind.
Der Gehalt an Wasser, das als äußere- (kontinuierliche) Phase vorliegt, beträgt vorzugsweise 0,05 bis 19 Gewichtsprozent. Wenn das Kohlenwasserstoffgel als Brenn- bzw. Treibstoff verwendet werden soll, nimmt die Wirkung bzw. Leistung mit abnehmendem Wassergehalt zu.
Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung weiterhin Gelierungsmittel zur Herstellung der Kohlenwasserstoffgele der Erfindung. Die Gelierungsmittel der Erfindung sind dadurch ge-
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kemizeiclinet, daß sie als wesentliche Bestandteile
a) mindestens eine Verbindung der Eormel I und/oder mindestens ein anorganisches oder organisches Salz einer Verbindung der Formel I, gegebenenfalls in Korabination mit mindestens einem anderen bekannten Gelierungsmittel und/oder
b) ein Gemisch aus mindestens einem nichtionischen Netzmittel mit einer Polyalkylenoxidkette im Molekül und mindestens einer Carbonsäure und/oder mindestens einem Salz einer Carbonsäure enthalten.
Bevorzugte Beispiele von Verbindungen der allgemeinen Formel I, die in erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgelen als Gelierungsmit tel enthalten sein können, sind organische Stickstoffverbindungen und ihre Salze der allgemeinen Formel
RNH(CH2 ^-
I ,,,^N-R1CH2COOH, RNH/~(CH2)mNH7nR"COOH,
*, „>NR/-(CH2 )mNH7nR'' COOH, 1COOH
in der R, R1, R" und R"1 gleich oder verschieden sind und je einen AUcylrest mit 1 bis 50 C-Atomen oder eine direkte Bindung bzw. eine Gruppe der Formel (CH_) bedeuten, in der ρ eine Zahl mit
Δ ρ
einem Wert von O bis 50 ist, und m und η gleich oder verschieden sind und je eine Zahl mit einem Wert von 0 bis 50 bedeuten. Als erfindungsgemäße Gelierungsmittel eignen sich grundsätzlich praktisch sämtliche Salze von Verbindungen der allgemeinen Formel I mit
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organischen oder anorganischen Basen, z.B. die Natrium-, Kalium-, Calcium- und Magnesiumsalze; die Aminsalze sind besonders bevorzugt.
Zur Herstellung stabiler Kohlenwasserstoffgele eignen sich auch
.allgemeinen
mindestens eine Verbindung der/Formel I enthaltende Gelierungsaus allgemeinen mittel, z.B. Gemische/mindestens einer Verbindung der/Formel I mit 90 bis 10, vorzugsweise 50 bis 10 Gewichtsprozent mindestens eines anderen Gelierungsmittels mit einer Carbamylgruppe im Molekül, wie Laurinsäurediäthanolamid oder Ölsäuremonoäthanolamidyund/oder mindestens einem eine Carboxylgruppe enthaltenden Gelierungsmittel und/oder mindestens einem Salz eines solchen Gelierungsmittels, z.B. Öl-, Laurin- oder Pelargonsäure oder Salze der genannten Säuren, und/oder mindestens einem anderen nichtionischen Netzmittel der nachstehend beschriebenen Art und/oder mindestens einem kationischen Netzmittel.
Als nichtionische Netzmittel mit einer Polyalkylenoxidkette im Molekül, die als Bestandteil erfindungsgemäßer Gelierungsmittel der vorstehend unter b) angegebenen Art geeignet sind, können Verbindungen der allgemeinen Formel II
- (II)
verwendet werden, in der Z eine alkoxylierbare Gruppe, OR eine
z.B./
sich von einem Alkylenoxid,/.. Äthylen-, Propylen- oder Butylen-
Gruppe,/ oxid- oder Epichlorhydrin ableitende/ η - je nach dem Polymeri-
einem Wert sationsgrad des Alkylenoxids - eine Zahl mit / von 1 bis 2000
oder mehr und m eine der Zahl der funktioneilen Gruppen in der alkoxylierbaren Gruppe Z entsprechende ganze Zahl ist. Wenn Z
beispielsweise/
/ sich von einer monofunktionellen Verbindung, wie einem
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Alkohol oder Phenol, ableitet, hat m den/l; wenn Z sich von einer difunktionellen Verbindung, wie Wasser oder einem Glykol ableitet, hat m den Wert 2; wenn Z sich von einer trifuriktionellen Verbindung, wie Glycerin, ableitet, hat m den Wert 3.
Bevorzugte Beispiele für aIkoxyIierbare" Gruppen Z sind Reste der allgemeinen Formel
R-COO-, Rlf\o-, R-O-, |h I H
R_C_N-, R-C-N< , R-N-, R-N< ,
oder
in denen X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom oder die SO-Gruppe und R einen Alkylrest, einen -0-(Alkylenoxid-Blockcopolymer)-rest, den Rest eines mehrwertigen Alkohols, wie Glycerin, Glucose, Pentaerythrit, Sorbitan oder Sorbit, oder den Rest eines Polycarbonsäurederivats bedeutet.
An diese alkoxylierbaren Gruppen Z können Polyoxyalkylengruppen durch Umsetzung mit Äthylenoxid oder im Gemisch mit einem oder mehreren anderen Älkylenoxiden angelagert werden. Die dabei durch Mischpolyaddition erhaltenen Mischpolymeren können Copolymere mit statistisch verteilter MonomereinheitenfοIge oder Blockcopolymere sein. Strukturbeispiele geben die Formeln -BB-A-BB-AA-BBABABBABBBB- (Statistisches Copolymer) und
-BBBB-AAAA-CCC-AAAAA-BBB- (Blockcopolymer)
wieder, in denen A, B und C von jeweils anderen Älkylenoxiden abgeleitete Alkyienoxideiriheiten bedeuten, z.B. A jeweils eine Äthylenoxideinheit.
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Diese nicht ionischen Netzmittel sind in zahlreichen Veröffentlichungen, z.B. in dem Buch von A.M. Schwartz und J.W. Perry "Surface active agents", Interscience Publishers, Bd. I (1949), Bd. II (1958), beschrieben? vgl. auch Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, dritte Auflage, Bd. 16 (1965), &. 727 bis 742. Hier ist auch der HLB-Wert definiert.
Als im Gemisch mit den vorgenannten nichtionischen Netzmitteln zu verwendende Carbonsäuren bzw. Carbonsäuresalze sind beispielsweise Monocarbonsäuren, wie Öl-, Laurin-, Pelargon- oder Propionsäure, Dicarbonsäuren, wie Oxal-, Bernstein-, Fumar-, Sebacin- und Adipinsäure, Polycarbonsäuren mit 3 oder mehr Carboxylgruppen, wie Äthylendiamintetraessigsäure, Polyacryl- und Polymethacrylsäure, oder Hydroxycarbonsäuren mit mindestens einer Hydroxyl- und mindestens, einer Carboxylgruppe im Molekül, z.B. Wein-, Citronen-, Glucon- und Glykolsäure, oder Salze solcher Säuren mit einem Alkalimetall, wie Natrium oder Kalium, oder primären, sekundären oder tertiären Aminen oder quartären Ammoniumverbindungen der nachstehend erläuterten Art. Für die Zwecke der Erfindung können auch Gemische aus zwei oder mehr Carbonsäuren und/oder Carbonsäuresalzen verwendet werden. Das bzw. die nichtionische(n) Netzmittel mit einer PoIyalkylenoxidkette einerseits und die Carbonsäure(n) und/oder das bzw. die Carbonsäuresalze) können in einem Mengenverhältnis von 9:1 bis 1:9» vorzugsweise 3:7 bis 5 : 5, gemischt und als Gelierungsmittel verwendet werden. Bei Verwendung solcher Gemische als Gelierungsmittel kann man ganz ausgezeichnete Kohlenwasserstoff gele erhalten, wie sie bei der Verwendung eines
nichtionischen Netzmittels oder einer Carbonsäure oder eines Carbonsnnrfisaljies allein' niemals zu prhalton sind. Die erfindungsgemäßen Gelierungsmittel v/erden vorzugsweise in Mengen von
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0,05 bis 19, insbesondere 0,1 bis 10 Gewichtsprozent verwendet. Es wurde weiter gefunden, daß man den Kohlenwasserstoffgelen zusätzlich zu den vorgenannten wesentlichen Bestandteilen eine Äminverbindung einverleiben und dadurch ein hochkonzentriertes Kohlenwasserstoffgel mit besonders hervorragender Stabilität erhalten kann, wenn als Gelierungsmittel eine Verbindung der allgemeinen Formel I verwendet wird. Die Äminverbindung wird dem Ge-' misch aus Wasser und dem Gelierungsmittel vor der Zugabe des flüssigen Kohlenwasserstoffs zugesetzt und damit homogen vermischt, worauf man den flüssigen Kohlenwasserstoff in der vorstehend beschriebenen Weise zugibt, und dadurch ein Köhlenv/asserstoffgel mit einem "Endgehalt an flüssigem Kohlenwasserstoff von 99,6 Gewichtsprozent erhält, das selbst unter ungünstigen Bedingungen außerordentlich stabil ist. Die Äminverbindung kann einen Teil der Komponente (b) ersetzen. Der Gehalt an'Äminverbindung in den Kohlenwasserstoffgelen der Erfindung kann 0,05 bis 19, vorzugsweise O,1 bis 10 Gewichtsprozent betragen. Die Äminverbindung kann zugesetzt werden, indem man eine Vormischung mit der Verbindung der allgemeinen Formel I herstellt. In diesem Fall kann, wie vorstehend bereits erwähnt, ein Teil oder die Gesamtmenge der Äminverbindung unter Salzbildung mit dem Gelierungsmittel der Verbindung der allgemeinen Formel I reagieren.
Als Äminverbindung können verschiedene Arten von Aminen verwendet werden, die sich in vier Klassen einteilen lassen, nämlich primäre, sekundäre und tertiäre Amine sowie quartäre Ammoniumverbindungen. Bevorzugte Beispiele geeigneter Aminverbindungen sind Mohoalkylamine, z.B. Methyl-, Äthyl-,
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Propyl-, Butyl-, Hexyl-, Octyl- und Laurylamin, Dialkylamine, z.B. Dimethyl-, Diäthyl-, Äthylmethyl-, Dihexyl- und Dioctylamin, Trialkylamine, z.B. Trimethyl- and Triäthylamin, quartäre Ammoniumverbindungen, z.B. Trimethyllaurylammoniumderivate, Mono-, Di- und Triethanolamin, Aminoäthylaminoäthanol, Diäthylentriamin, Hexaäthylenpentamin, Dicyandiamid, Guanidin und Guanidinsalze, Dicyclohexylamin und Polyäthylenpolyamine mit einem Polymerisationsgrad von 5 bis 60.
Den Kohlenwasserstoffgelen der Erfindung können auch andere übliche Zusatzstoffe, wie Gefrierschutzmittel, z.B." Äthylen-, Propylen- und Diäthylenglykol, Korrosionsinhibitoren, Biozide, Klopfbremsen, Detergensadditive und Farbstoffe einverleibt werden, sofern sie die Stabilität des Kohlenwasserstoffgels nicht beeinträchtigen.
Die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung sind herkömmlichen Produkten bezüglich der Stabilität und insbesondere hinsichtlich der Lagerungsbeständigkeit bei tiefen.Temperaturen weit überlegen. Außerdem entwickeln sie beim Verbrennen keine schädlichen Gase, weisen auf Grund ihres sehr hohen Gehalts an flüssigen Kohlenwasserstoffen keine nennenswert schlechteren Verbrennungseigenschaften als reine flüssige Kohlenwasserstoffe auf und besitzen geeignete Theologische Eigenschaften, die es ermöglichen j sie durch Pumpen zu fördern und in Zerstäubungsbrennern
zu verbrennen. Da die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung
darstellen,,
Öl-in-Wasser-Emulsionen/sind sie elektrisch leitend, so
daß die Gefahr einer Entzündung durch elektrostatische Aufladung nicht besteht, die beim Transport flüssiger '
Kohlenwasserstoffe normalerweise ein ernstes Problem darstellt. Die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung weis.en somit im Vergleich zu herkömmlichen Produkten überlegene Eigenschaften auf. Warum unter Verwendung der Gelierungsmittel der Erfindung derart stabile Kohlenwasserstoffgele mit hohem Gehalt an flüssigen Kohlenwasserstoffen zu erhalten sind, ist noch nicht völlig geklärt. Es wird jedoch angenommen, daß sich bei der Verwendung von Verbindungen der Formel I als Gelierungsmittel zwischen dem Stickstoffatom und der Carboxylgruppe eine elektrische bzw. elektrostatische Bindung ausbildet, und daß die Carboxyl- oder die Aminogruppe mit Wasser eine feste Bindung eingeht, so daß eine kleine, das Gelierungsmittel enthaltende Viassermenge eine stabile wäßrige Membran ausbildet, die Tröpfchen des flüssigen Kohlenwasserstoffs umhüllt,so daß das Kohlenwasserstoffgel selbst unter scharfen Bedingungen lange Zeit außerordentlich stabil ist. Bei der Verwendung eines Gemisches aus einem nichtionischen Netzmittel und einer Carbonsäure oder einem Carbonsäuresalz als Gelierungsmittel bildet sich vermutlich eine elektrostatische Bindung zwischen dem nichtionischen Netzmittel und der Carbonsäure bzw. dem Carbonsäuresalz aus, worauf die Carboxylgruppe des so entstandenen Produkts das Wasser fest bindet. Der Grund dafür, daß durch die zusätzliche Verwendung einer Aminverbindung besonders stabile Kohlenwasserstoffgele erhalten werden, ist vermutlich darin zu sehen, daß die Aminverbindung mit der in der Verbindung der Formel I enthaltenen Carboxylgruppe reagiert und außerdem die Aminogruppe der Arainverbindung sich an Wasser bindet und dadurch das Wasser und das Gelierungsmittel fest aneinander gebunden werden, so daß sich stabile wäßrige Membranen ausbilden, die den flüssigen Kohlenwas-
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serstoff umhüllen.
Verwendung eines/
Bei / . 2 bis 20 Gewichtsprozent Wasser und eine kleine Menge Gelierungsmittel enthaltenden Kohlenwasserstoffgels als Treibstoff für Dieselmotoren wird durch den Was-
sergehalt die Flammentemperatur herabgesetzt und dadurch der Ge-
Verbrennungsgasen halt an Stickstoffoxiden in den / gegenüber dem sich bei
der Verwendung des nicht gelierten, flüssigen
Kohlenwasserstoffs ergebenden Wert um etwa 30 bis 50 Volumenprozent gesenkt.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 _ Aus Wasser, das jeweils die äußere bzw. kontinuierliche Phase bildet, Kerosin, das jeweils die innere bzw. disperse Phase
der
bildet und jeweils einem/folgenden Gelierungsmittel wird eine
Reihe verschiedener Kohlenwasserstoffgele hergestellt:
(a) C12H25EIIC2H4COOH,
(b) C12H25IiHC2H4NHC2II4COOH j
(c) C14H29N(CH3)C2H4COOH ,
(d) (C8H17 J2NC2H4NHC5H10COOH ,·
(f) Ammoniumsalz des Gelierungsmittels (a),
(g) Natriumsalz des Gelierungsmittels (e);
(h) Gemisch aus Gelierungsmittel (a) und C9H19CONHC2H4OH (Mischungsverhältnis 8 : 2; 5 : 5 bzw. 3 ϊ 7),
309843/0916
(i) Gemisch aus Gelierungsmittel (c) und C9Hi9CON^(c2H4o)5H (Mischungsverhältnis 8 : 2 bzw. 5 : 5)i
(j) Gemisch aus Gelierungsmittel (d) und
CH,
H(0CH2CH2)15(CH2CiI0)30(CH2CII20)15H
(Mischungsverhältnis 8 :2 bzw. 5 ϊ 5)i (k) Gemisch aus Gelierungsmittel (e). und C11H23
(Mischungsverhältnis 8 :2 bzw; 5 : 5) und (l) Gemisch aus Gelierungsmittel (a) und C12 H25 (Mischungsverhältnis 8 : 2; 5 : 5 bzw. 3:7).
Zum Vergleich werden unter Verwendung bekannter Gelierungsmittel außerdem mehrere Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik hergestellt.
Das Gelierungsmittel wird jeweils in Wasser gelöst oder gründlich mit V/asser vermischt . Das Gemisch.wird in ein Becherglas gegeben und unter Rühren mit einem langsam laufenden Rührwerk mit einem Rührer aus korrosionsbeständigem Stahl allirählich mit
dem Kerosin innerhalb einer bestimmten Zeit versetzt.
Die Konsistenz der dabei erhaltenen Kohlenwasserstoffgele
'. wird dann jeweils nach JIS K 2809 (ASTM D-217) gemessen. Weiterhin wird jeweils die
abgeschiedene Menge des flüssigen Kohlenwasserstoffs in Volumenprozent als Maß der Stabilität unter drei verschiedenen Lagerungsbedingungen bestimmt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I zusammengefaßt.
309 3 43/0916
Tabelle I
S Bestandteile des Kohlenwasser- ! stoffgels (Gew.-96)
Kerosin
Gelierungsmittel * 1)
Wasser
S Erfindung
99
0;4 (a)
11 (g)
" (h, 8
11 (h, 5
" (h, 3
" (i, 8.
11 (i, 5
" (j, 8
2) 5) 7) 2) 5) 2) 5)
0,6 Stabilität (abgeschiedene Menge in
'*)
Gefroren -
*2)
Hochtemp.
Tief temp.
*3)
0,5
0,0
0,5
0,5
1,5
1.5
0,0
0,0
2,0
0,0
2,0
0;0
O7O
O7O
0;0
0,0
0,0
0,0
0;0
0,0
0.0
temp. *4)
0,0
Konsistenz
«■·
430, 445 ' 425 460 470 ■ 470 440 465 445 435 460 440 440 445
Tabelle I - Fortsetzung
CD CO 4>· CO
Bestandteile des Kohlenwasser
stoff gels (Gew,-90
Gelierungs-
mittel *1
) Wasser 2 Stabilität (abgeschiedene Menge
Vol. -%).
Tief- *,x
temp. °'
in Konsistenz
Kerosin Il Gefroren - *2)
Hochtemp.
.Erfindung 0;4 (k, 8 : 2) 0,6 It 0,0
99 " (k, 5 : 5) Il Il 0,5 0,0 435
Il " (Ii 8 : 2) Il Il 41-5
It " (1, 5 : 5) •I °,5 0,0 435' .
" (1. 3 : 7) Il -.1T0 2T0 440
Il Technik !,5 445
Stand der ι U) . 27 -
97 " (η) 91 63 380
Il " (ο) 94. 90 440
Il " (ρ) ' 71 2 390
" U) ' 9 ' 19 370
Il 45 405
Raum-
temp. *4)
0,0
H
II,
Il
Il
4 ■
14,
64
0
0
In Tabelle I haben die Sternchen folgende Bedeutung: *1) (a) bis (l) = Die vorstehend aufgeführten erfindungsgemäßen Gelierungsmittel (die in.Klammern stehenden Zahlen geben das Jeweilige Mischungsverhältnis an).
(m) bis (q) = Bezeichnung folgender bekannter Gelierungsmittel: .
(m) = Dodecylphenolpolyäthylenoxidadditionspolymer. (P = 10);
(n) = Polyoxyäthylensorbitanmonooleat (P = 30);
(o) = Polyoxyathylenoleyläther (P= 10);
(ρ) = Kondensationsprodukt aus Stearinsäure und Diäthanolamin;
(q) = Ο12Η25^
*2) Das Kohlenwasserstoff gel wird 6 Stunden auf 60°C erwärmt,
abgekühlt
dann 18 Stunden auf -20 C/und hierauf erneut 6 Stunden auf 600C erwärmt. Dieser Behandlungszyklus wird 20 mal wiederholt, worauf die Auftrennung bzw. Abscheidung von geliertem flüssigem Kohlenwasserstoff in Volumenprozent gemessen wird.
*3) Das Kohlenwasserstoffgel wird 60 Tage bei -200C gelagert, worauf die Auftrennung bzw. Abscheidung von geliertem flüssigem Kohlenwasserstoff in Volumenprozent gemessen wird.
*4) Das Kohlenwasserstoffgel wird 90 Tage bei 25°C gelagert, worauf die Auftrennung bzw. Abscheidung von geliertem flüssigem Kohlenwasserstoff gemessen wird.
309843/0916
Wie aus den in Tabelle I aufgeführten Ergebnissen zu ersehen ist, weisen die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung trotz eines Gehalts an flüssigem Kohlenwasserstoff von 99 Prozent eine höhere Stabilität als die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik auf, obwohl deren Kohlenwasserstoffgehalt nur 97 Prozent beträgt. Weiterhin besitzen die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung Konsistenzwerte von 415 bis 470 (je größer dieser Wert ist, desto weicher ist das Produkt) und sind damit pumpfähig.
Beispiel 2
Einige gemäß Beispiel 1 hergestellte erfindungsgemäße Kohlenwasserstoff gele, sowie zum Vergleich reines Kerosin v/erden in einem Zerstäubungsbrenner (Zerstäubungsdruck 10 kp/cm ) eines Heißwasserkessels verfeuert, wobei die Rauch- bzw. Rußkonzentration im Rauchgas mittels eines Bacharach-Ilußrneßgeräts gemessen und die Hauchgase jeweils gaschromatographisch quantitativ analysiert werden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle II zusammengefaßt.
30 9 8 43/0916
Tabelle II
co ο co co
Brennstoff - Brennstoff
verbrauch ,
Liter/h ·
Rauchkon
zentration
Rußzahl)·
Bestandteile des Verbrennungsgases
(trocken) . -.-
Sauerstoff- -
(Vol.-JÖ
Kohlenmonoxid
(Vol.-90 . ·
Kerosin 4,5 0 Kohlendioxid
(Vol.-90.
6,5 Qf0
erfindungsge
mäßes Jxohlen-
.wasserstcff-
gel
4,5 0 • H,5 . 6y3 - 6,6 0,0
Kerosin 4,5 2* llf2 - 11,8 57O 0,0
erfindungsge
mäßes Kohlen
wasserstoff
öl
2 13TO 4,8 - 5,2 • 0,0
12f8 - 13;3
*) Verringerte Luftzufuhr
Wie aus den in Tabelle II aufgeführten Ergebnissen zu ersehen ist, weisen die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung ähnlich bzw. praktisch gleich gute Verbrennungseigenschaften wie das Kerosin auf und sind aber dennoch weitaus weniger dünnflüssig, so daß sie, selbst wenn der sie enthaltende Tank, z.B. durch ein Erdbeben oder eine andere starke Erschütterung f gekippt oder beschädigt wird, nicht oder nur schwer auslaufen und damit sehr sicher handhabbare Brennstoffe darstellen.
.Beispiel 3
Nach Beispiel 1 hergestellte erfindungsgemäße Kohlenwasserstoffgele, reines Kerosin sowie ein herkömmliches Kohlenwasserstoffgel werden jeweils 20 Stunden im Brenner eines Heißwasserkessels mit einem Topf- bzw. Verdampfungsbrenner, der mit einer herkömmlichen elektrischen Zündvorrichtung und einer Zahnradspeisepumpe ausgerüstet ist, verfeuert, wobei die Verbrennungseigenschaften untersucht werden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle III wiedergegeben.
Tabelle III
Brennstoff Brenn
stoff
verbrauch,
Liter/h
Rauchkon
zentra
tion
(Rußzahl)
Im Brennertöpf angesam-
, .melter Kohlenstoff
Im oberen
Teil (g)
Kerosin 2,0 0 Im Bodenteil
(g)
16
erfindungsge
mäßes Kohlenwas
serstoffgel
2,0 0 2,0
" "
10-15 !
herkömmliches
Kohlenwasser
stoffgel
2,0 0 1,5-2,5 I
12-20
5,0-10,0
309843/0916
Wie aus den in Tabelle III wiedergegebenen Versuchsergebnissen zu ersehen ist, sind die Verbrennungseigenschaften des erfinduhgsgemäßen Kohlenwasserstoffgels beim Verbrennen in einem Topfbrenner ebenso wie bei der Verwendung in einem Zerstäubungsbrenner gleich gut oder sogar besser als diejenigen von Kerosin und weitaus besser als diejenigen des zum Vergleich untersuchten Kohlenwasserstoffgels nach dem Stand der Technik.
Wie in Beispiel 1 bereits erwähnt, sind die erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele außerordentlich stabil, ohne daß dafür eine Verschlechterung der Verbrennungseigenschaften gegenüber dem als Ausgangsmaterial verwendeten Kerosin in Kauf genommen zu werden braucht.
Die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik sind dagegen selbst bei einem geringeren Kohlenwasserstoffgehalt von nur 97 Prozent, wie aus Tabelle I zu ersehen ist, weniger stabil und brechen bei einem Kohlenwasserstoffgehalt von 99 Prozent bereits, wenn man sie nur etwa 10 bis 20 Tage bei Raumtemperatur stehen läßt, wobei sie sich in Kerosin, Wasser und das Gelierungsmittel auftrennen. Außerdem sammeln sich bei der Verwendung der herkömmlichen Kohlenwasserstoffgele im Brennertopf große Mengen an Kohlenstoff-Rückständen an, so daß diese Produkte in der Praxis kaum Verwendung finden.
Aus den vorstehenden Versuchsergebnissen ist somit klar ersichtlich, daß die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung einen erheblichen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik darstellen.
30984 3/0916
Beispiel 4
Analog Beispiel 1 werden einige als Düsentreibstoff verwendbare Kohlenwasserstoffgele hergestellt.
Diese erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele sowie zum Vergleich einige Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik werden analog Beispiel/! bezüglich ihrer Stabilität und Konsistenz untersucht, um ihre praktische Verwendbarkeit zu'ermitteln« Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle IV zusammengefaßt.
309 8 43/0916
Tabelle IV
Bestandteile des Kohlenwasser-
stoffgels ((Jew,-96)
(Jelierungs-
mittel
Wasser
te/
Stabilität (abgeschiedene Menge in
VpX-7%) - '
Tief temp.:. Raum-
temp.-
Konsistenz
EKisentireib-
eteff
O7I (a)
0;2 (d)
0;2 (i)
0?2v(l, 8:2)
0,4/
0,8
0,6
0,4
Gefroren-
Hoehtemp.
0
0 ■
0
7,2
0000 460 .
455
440
■415'
99; 5
99,0
99; 2
99,4
Technik -
0,3 Cq)
I7O (»)
0,7
2,0
0,5
X7T
1
77
65
31 ' '
17
405 ,
' 380
Stand der
99?0
97?O
100
100
Wie aus den in Tabelle IV aufgeführten Versuchsergebnissen zu ersehen ist, besitzen die vier erfindunqsgemäßen Kohlenwasserstoffgele eine erheblich höhere Stabilität als die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik und können selbst unter ungünstigen Bedingungen lange Zeit stabil gehalten werden. Weiterhin besitzen die erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele eine brauchbare Konsistenz (460 bis 410) und sind daher pumpfähig.
Die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik brechen dagegen leicht, wenn man sie bei Raumtemperatur stehenläßt und weisen Konsistenzwerte von nur 405 bis 380 (sehr hart) auf, so , daß sie sich für einen Einsatz in der Praxis nicht eignen.
Beispiel 5
Die Versprüh- und Verbrennungseigenschaften der gemäß Beispiel 4 hergestellten erfindungsgemäßen und herkömmlichen Kohlenwasserstoffgele sowie des zu ihrer Herstellung verwendeten Düsentreib-Stoffs allein werden unter Verwendung eines Modells eines kleinen Spiraleinspritz-Düsenmotors untersucht. Bei einem Ein-
spritzdruck von 5 kp/cm oder mehr weisen alle erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele die gleiche Versprühbarkeit wie der Düsentreibstoff allein sowie ausgezeichnete Verbrerinungseigenschaften beim Zünden des Sprühnebels auf. Die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik sind dagegen zu hart und können daher nur unvollständig oder überhaupt nicht versprüht werden.
Außerdem wird unter Verwendung eines 10 cm breiten, 100 cm langen und 2 cm tiefen Trogs aus korrosionsbeständigem Stahl, der mit den zu prüfenden Produkten gefüllt wird, jeweils die Flam-
309 8 43/0916
menausbreitgeschwindigkeit bei den erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoff gelen sowie zum Vergleich bei dem reinen Düsentreibstoff bestimmt. Die Flammenausbreitgeschwindigkeiten der erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele betragen 5 bis 10 cm/Sekunde und damit weniger als 1/10 derjenigen des reinen Düsentreibstoffs (130 cm/Sekunde). Das bedeutet, daß nach der Notlandung eines mit einem erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgel betankten Flugzeugs die Passagiere noch entkommen können, bevor sich die Flammen ausbreiten,
Beispiele
Eine bestimmte Menge Wasser wird mit jeweils einem der in Beispiel 1 verwendeten erfindungsgemäßen Gelierungsmittel sowie einer Aminverbindung versetzt, worauf das Gemisch gründlich verrührt und dann allmählich in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise in ein Gasöl eingetragen wird, wobei man jeweils ein erfindungsgemäßes Kohlenwasserstoffgel erhält. Die Stabilität und Konsistenz dieser erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele wird jeweils bestimmt und mit den entsprechenden Werten herkömmlicher Kohlenwasserstoffgele verglichen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle V zusammengefaßt.
309843/0916
Tabelle V
Bestandteile Gas- .
öl
Gelierungs-
mittel
des Gels (Gew.-96) Yfasser Stabilität
, ', in
. (abgeschiedene Menge
L VoI·—%)
Raum
temperatur
Konsistenz S3
Erf inc Lung Amin Gefroren -
Hochtemp.
Tief-
temp.
_&
99,2 a. 0,2 0,4 0 440 LH
kl
98,1 c Ό,4 Diäthylentriamin . O, 2 1,0 0 0 , 0 •460 :'
99,5 θ 0.1 Triäthylentetramin- ο 5 0,2 0 . 0 0 420
99,0 f 0 3 Monoäthanolamin Qi 0,5 0,3 08 0 445
93,9 fc (8:2)-0r3- Triäthanolamin b, 2 0,5 0 0 0 47G
99,3 3 (8:2). 0,2 Aminoäthyläthanolamin 0f3 Ό,4 0 0 0 : 450
99rO k (8;2) 0;3 Diäthanolamin 0,1 0,6 2,1 0,4 . O • 465
95,0 a 0,1 Dirnethyläthanolamin 0,1 4,8 1,0 ■ 0 Q/ 470 .
95,0 C 0,1 Diäthanolamin 0,1 4,8 1,0 0 Q 470
90,0 e 0 1 Monoäthanolamin' 0,1 ' 4,8 1,5 0 O ■ 470
90,0 f 0Tl Diäthanolamin °fl 4;8 •1,5 0 ' 0 . 470
Triäthanolamin 0; 1 0
Tabelle V - Fortsetzung
O CD CO £-
-v. O CD
Bestandteile des Gels (Gew.-%) Gas-
öl
Gelierungs-
mittel
Amin Wasser Stabilität (abgeschiedene Men
ge in Vol.-%)
Tief-
temp«
Raumtem
peratur
Konsistenz,
Erf inc
98,0
98,0
97,0
lung
a 0,2
e O7I.
1 (3:7) 0,2
Guanidin". O7I
Dicyandiamid. 0,1
Dicyclohexylamin 0rl
1,7
1,8
2,7
Gefroren -
Hochtemp.
OOP 0
0
0
450
455
• 460
Stand
99,0
97;0
der Technik
m 0,3 '
P 1,0
- 0,7'
2,0
0
0
0
L.
86
27,.
100
5
390
370
100
100
Wie aus den in Tabelle V wiedergegebenen Versuchsergebnissen
besitzen
zu ersehen ist, / die erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele,
allgemeinen die außer mindestens einer Verbindung der/Formel I eine Aminverbindung enthalten, bessere Eigenschaften als herkömmliche Kohlenwasserstoffgele auf und können zudem einen höheren Kohlenwasserstoff gehalt besitzen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß man nach dem Verfahren der Erfindung zwar Kohlenwasserstoffgele mit einem Gasölendgehalt von 99,6 Gewichtsprozent erhalten kann, zum praktischen Einsatz bestimmten Kohlenwasserstoffgelen jedoch vorzugsweise nur etwa 98 bis 9914 Gewichtsprozent Gasöl oder weniger einverleibt. Außerdem sind die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung außerordentlich stabil. Ferner kann man ihre Konsistenz beliebig in einem Bereich von 380 bis 460 einstellen, indem man ihren Gehalt an Gelierungsmittel und Aminverbindung in einem Bereich von 0,05 bis 20 Gewichtsprozent entsprechend variiert. Schließlich kann man durch Verwenden verhältnismäßig geringer Mengen erfindungsgemäßer Gelierungsmittel gelierte Gasöle mit ziemlich hohem Wassergehalt (2 bis 20 Gewichtsprozent) erhalten, durch den der
stoff
Stickjoxidgehalt in Dieselmotorabgasen vermindert wird.
Beispiel 7
In einem Dieselmotor werden die Verbrennungseigenschaften der nach Beispiel 6 hergestellten Kohlenwasserstoffgele mit einem Gasölgehalt von 90 bis 98 Gewichtsprozent sowie ziemlich hohem Wassergehalt geprüft. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle VI zusammengefaßt.
309843/0916
Tabelle VI
O CO OO 4>· GJ
Brennstoff Wasser
(Gew.- ,
*)
Brenn
stoff- -
verbrauch
(Liter/h)
Rauch
konzen
tration
(Rußzahl)
Bestandteile des Verbrennungsgases
• · (Trocken)
Sauer
stoff
(Vol.-96.)
Kohlen
monoxid
(Vol.-96)
Stickstoff-
oxid(e)
(TpM)
Gasöl
Erfindungsgemäßes ge-
liertes Gasöl
dto.
dto.
0,0
. 2T1
A1B
9,8
I7 20
I7 20
1,25
1,30
2,5
I7O;/
O75
Kohlen
dioxid
(Vol.-%)
11,0 ■
11,0
11,0
10;9
0; 02
0,02
0;02
• 0,02
800 *· ■
630
•550
500
7,4 ^
7,4
Aus den in Tabelle VI aufgeführten Versuchsergebnissen ist ersichtlich, daß die Rauchkonzentration und der' Gehalt an Stickstoffoxiden in den Abgasen bei der Verwendung der Kohlenwasserstoffgele der Erfindung geringer ist als bei der Verwendung von
nicht Gasöl allein. Der Grund für diesen Effekt ist/ganz klar, dürfte jedoch wahrscheinlich auf das in den erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgelen vorhandene Wasser zurückzuführen sein.
Die durch die erfindungsgemäßen Gelierungsmittel zu erzielende
Nstoff Verringerung der Rauchkonzentration und der Stickoxidemission kann nicht nur bei Gasölen,'sondern auch bei verschiedenen anderen flüssigen Kohlenwasserstoffen .von Vorteil sein, so daß die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung vor allem in der heutigen Zeit, in der die Luftverunreinigung immer mehr zu einem äußerst ernsten Problem wird, einen erheblichen technischen Fortschritt darstellen.
Beispiel 8
Aus Wasser als äußerer Phase, Kerosin als innerer Phase und den nachstehend aufgeführten erfindungsgemäßen Gelierungsmitteln (A) bis (K) wird eine Reihe erfindungsgemäßer Kohlenwasserstoffgele hergestellt.
(A) Gemisch aus C12H2C-O-(CH2CH2O)10H und Pelargonsäure (Mischungsverhältnis 9 ϊ 1 bzw. 5 : 5);
(B) Gemisch aus C18H^7-O-(CH2CH2O)10H und Diäthanolaminlaurat (Mischungsverhältnis 3 :7);
(C) Gemisch aus C8H17-O-(C3H7O)15-(CH2CH2O)15H und Weinsäure (Mischungsverhältnis 8 : 2, 5 : 5 bzw. 2:8)·
(D) Gemisch aus C9H19"|fj]~O"iCI3H7O)3"(C2H4O)15H
und Adipinsäure (Mischungsverhältnis 5 : 5 bzw. 2:8)?
3098 4 3/0916
(E) Gemisch aus CgH17COO-(C4H8O)4-(C2H4O)15H und Bernsteinsäure (Mischungsverhältnis 5:5 bzw. 3 : 7) ?
(F) Gemisch aus c„HnnCON<Yn2542HoS und Acrylsäure
9 19 >l^2 4 '10
(Mischungsverhältnis 8:2);
(G) Gemisch aus Polyoxyäthylensorbitanmonooleat (P = 16) und Sebacinsäure (Mischungsverhältnis 8 j 2 bzw. 5 : -5);
(H) Gemisch aus C18Hj17-NH-(C2H4O)^H und Citronensäure
(Mischungsverhältnis 5 : 5),'
(I) Gemisch aus H(OC2H4J1Q-O-(C4HgOJ1 Q-(C2H4O)10H und Glukon-
säure (Mischungsverhältnis 8:2)-, (J) Gemisch aus H(OC2H^)10-O-(C3H7O)5-(C4H8O)5-
(0,H7O)5-(C2H4O)10H und Oxalsäure (Mischungsverhältnis
5:5 bzw. 3:7)
und
(K) Gemisch aus °2ΐΗ43~^ί:ίγ^]"οσ2Η4ο^25Η und Ä*hylendiamin-
tetraessigsäure (Mischungsverhältnis 5:5).
Zum Vergleich werden auch Kohlenwasserstoffgele unter Verwendung folgender herkömmlicher Gelierungsmittel hergestellt:
(L) Polyoxyäthylendodecylphenyläther (P =10)·,
(M) Polyoxyäthylensorbitanmonooleat (P = 16)',
(N) -Polyoxyäthylenoleyläther (P = 15),
(0) Kondensationsprodukt aus Stearinsäure und Diethanolamin
und
(P) π η
30984 3/0918
Die Herstellung und Prüfung der Kohlenwasserstoffgele wird analog Beispiel 1 durchgeführt (Rührgeschwindigkeit 200 UpM).
Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VII zusammengefaßt.
309843/0916
Tabelle VII
C£J CXt ■ρω >*. ο co
Bestandteile des Kohlenwasser- '
stoff gels (Gew.-#)
Gelierungsmit-
tel *1)
Wasser Stabilität (abgeschiedene Menge in
Vol;.-90
Tief- #3) ·
temp. *"
Raum- ^.N
temp. '
Konsistenz
Kerosin 0;2 (A, 9 :
0,3 (B, 3 :
0,2 (C, 8 :
0,2 (C, 5 :
0,4.(E, 5
0/2 (P, 8
0,1 (G, 5
0;3 (I, 8
0;2 (J, 5
0,8
1,2
0,6
l;0
2;1
°,9
0,5.
I1J
0,Ί
Gefroren - ^2V
Hochtemp. '
^180 Tage
>180 .
150
>180
>180
>180
140
>180
180
>365Tag
>365
280
>365
>365
^365
270
>365
340
445 .
460
. 445 '
. 455
460
. 450
• 435 ,
450
Erfindung
99ΤΟ
98,5
9972
98T8
97,5
98,9 ■
99,4
98,4
99jl
ι) t
7) '
2)
5)
.5)
: 2)
: 5)
: 2)
: 5)
0^0 * '
P,5
o,o ■ ·
0;°
o,o
• V '
0,0 ■·
1,2
Tabelle VII (Fortsetzung)
Bestandteile des Kohlenwasser
stoff gels (Gew.-%)
Gelierungsraittel Wasser. Stabilität (abgeschiedene Menge in . 91,0 * Tief- ^3)
temp.
Raum- ^λ\
temp.
Konsistenz 380
Kerosin
• Technik
Gefroren - #ρ\
Hochtemp. '
94,0 *440
Stand der I7O (L) 2,0 ι 71,0 15 Ta?e Tage
30 ■
390
97,0 I7O (M) 2,0 9,0. 7 30 •370
Il 1,0 (H) 2,0 45.0 3 35 ' 405
It 1,0 (0) 2,0 35 45 ■.
■ Il 1,0 (P) 21 '. 60
TO Ca)
In Tabelle VII haben die Sternchen folgende Bedeutung: *1) (A) bis (P) = Die vorstehend aufgeführten erfindungsgemäßen Gelierungsmittel (die in Klammern stehenden Zahlen geben das jeweilige Mischungsverhältnis an).
*2) Das Kohlenwasserstoffgel wird 6 Stunden auf 6O0C erwärmt, dann 18 Stunden auf -2O°C abgekühlt und hierauf erneut 6 Stunden auf 6O0C erwämt. Dieser Behandlungszyklus wird 2o mal wiederholt, worauf die Auftrennung bzw. Abscheidung von gelierten» flüssigem Kohlenwasserstoff in Volumenprozent gemessen wird. Ein kleinerer Wert bedeutet größere Stabilität.
*3) Das Kohlenwasserstoffgel wird bei -200C gelagert und die Zahl der Tage ermittelt, die es stabil bleibt. Je höher dieser Wert ist, desto größer ist die Stabilität.
*4) Bas Kohlenwasserstoffgel wird bei 25°ö gelagert und die Zahl der Tage ermittelt, die es stabil bleibt. Je höher dieser Wert ist, desto größer ist die Stabilität.
Wie aus den in Tabelle VII aufgeführten Versuchsergebnissen zu ersehen ist, weisen die erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele selbst bei einem Gehalt an flüssigem Kohlenwasserstoff von 99 Prozent im Vergleich zu den Kohlenwasserstoffgelen nach dem Stand der Technik (Kohlenwasserstoffgehalt nur 97 Prozent) eine überlegene Stabilität auf. Außerdem besitzen die KoMenwasserstoffgele der Erfindung eine Konsistenz von 415 bis 470 (je höher dieser Wert ist, um so weicher ist das betreffende Material) und sind daher pumpfähig.
■ 3 09843/0916
Beispiel 9
Beispiel 2 wird unter Verwendung einiger der nach Beispiel 8 hergestellten Kohlenwasserstoffgele der Erfindung sowie von reinem Kerosin als Vergleichssubstanz wiederholt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VIII wiedergegeben.
309843/0916
Tabelle VIII
οο to ο
Brennstoff Brennstoff
verbrauch
(Liter/h)
Rauenkon
zentration
(Rußzahl)
Bestandteile des Verbrennungsgases ...:
(trocken) .
\
11,0 - 11,7"
Sauerstoff
(Vol.-96)
Kohlenmonoxid
(Vol.-%)
Kerosin
ι
0 Kohlendioxid
(Vol.-90
6;5 °>°
erfindungsge
mäßes Köhlen-
wasserstoff-
gel
4,5 0 10; 5 6,4 - 6,8 ο,ο · ·
Kerosin 4,5 1O72 - 10,8
I
!
5,0 0,0
erfindungsge
mäßes Kohlen
wasserstoff
gel
V . 2* J 11;5' 4,9-5,3 0,0
2*
*) Verringerte Luftzufuhr
Wie aus den in Tabelle VIII aufgeführten Versuchsergebnissen zu ersehen ist, weisen die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung ähnliche oder praktisch gleiche Verbrennungseigenschaften wie Kerosin auf, bleiben selbst bei langer Lagerung stabil und besitzen eine erheblich geringere Fließfähigkeit als Kerosin, so daß sie selbst wenn ein erfindungsgemäße Kohlenwasserstoffgele
enthaltender Tank, z.B. durch ein Erdbeben^umgekippt oder behandhabbare schädigt wird, nicht auslaufen und somit sehr sicher / Produkte
darstellen.
Beispiel 10
Beispiel 3 wird unter Verwendung der erfindungsgemäßen Gelierungsmittel nach Beispiel 8 statt der erfindungsgemäßen Gelierungsmittel nach Beispiel 1 wiederholt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IX wiedergegeben.
Tabelle IX
Brennstoff Brenn-
stoff-
ver-
brauch,
Liter/h
Rau.chkon-
zentra-
tion
(Rußzahl)
Im Brennertopf angesam- '■'
melter Kohle
Im oberen i
Teil (g) i
Kerosin 2,0 0 Im Bodenteil
(g).
16 j
erfindungsge
mäßes Kohlenwas
serstoffgel
2,0 0 2,0 8-14
herkömmliches
Kohlenwasser
stoffgel
2,0 0 1,5-2,5 13-20
5,0-10,0
309843/0916
Wie aus den in Tabelle IX aufgeführten Ergebnissen zu ersehen ist, weisen die erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele beim Verbrennen in einem Topf- bzw. Verdampfungsbrenner ebenso wie bei ihrer Verwendung in einem Zerstäubungsbrenner gleich gute oder bessere Verbrennungseigenschaften als Kerosin und deutlich bessere Verbrennungseigenschaften als Kohlenwasserstoff gele nach dem Stand der Technik auf.
Wie in Beispiel 8 bereits erwähnt, sind die erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele außerordentlich stabil, ohne daß dafür eine Verschlechterung der Verbrennungseigenschaften im Vergleich zu reinem Kerosin in Kauf genommen werden muß. Die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik weisen dagegen selbst bei einem verhältnismäßig geringen Kohlenwasserstoffgehalt von nur 97 Prozent eine schlechtere Stabilität auf, wie aus Tabelle VII zu ersehen ist, und brechen, wönn sie den gleichen Kohlenwasserstoff gehalt wie die erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele, d.h. 99 Gewichtsprozent, besitzen, wenn man sie nur etwa 1 bis 15 Tage stehen läßt, wobei sie sich in Kerosin und das Gelierungsmittel auftrennen. Außerdem hinterlassen die herkömmlichen Kohlenwasserstoffgele im Brennertopf große Mengen
Kohlenstoff-
an / Rückständen und finden daher in der Praxis kaum Anwendung.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß die Kohlenwasserstoffgele der Erfindung den herkömmlichen Produkten weit überlegen sind.
309843/0916
Beispiel 11
Beispiel 4 wird wiederholt, wobei abweichend davon statt nach Beispiel 1 hergestellter erfindungsgemäßer Kohlenwasserstoffgele analog Beispiel 8 hergestellte gelierte Düsentreibstoffe verwendet werden.
Ergebnisse
Die dabei erhaltenen / sind in Tabelle X wiedergegeben.
309843/0 916
Tabelle X
CD OO -C--
Bestandteile des Kohlenwasser
stoffgels (Gew.-%) ""■"
Gelierungs-
mittel
0,5 (L) Wasser Stabilität (abgeschiedene Menge in
• Vol.-%)
100 . Tief- ι
temp.
Raum-
temp.
■ 460
Düsen
treib
stoff
T
0,1 (A, 5 : 5)
1,0 (M) Gefroren -
Hochterap.
100 · Tage
140
Tage
230
450 *
Erfindung
99,5'
0,2 (C, 2 : 8). 0.8 ' 7,6* ·· >180 >365 455
99.0 0,2 (B, 5 : 5) 0,6 /^ 180 >365 .460
99,2 0,2 (K, 5 : 5) 0,4 I- 1,2 >150 .^365
99,4 ! i
Stand der Technik
; 0,5 405
99,0 0,7. I 3 •12 380
97,0 2;0 7 . 25
Wie aus den in Tabelle X aufgeführten Versuchsergebnissen zu
stoff ersehen 1st, weisen die vier erfindungsgemäßen Kohlenwassergele eine weitaus höhere Stabilität als die gelierten Düsentreibstoffe nach dem Stand der Technik auf und bleiben selbst bei
ungünstigen
langer Lagerung unter / Bedingungen stabil. Weiterhin weisen die erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele eine brauchbare Konsistenz (460 bis 410) auf und sind daher pumpfähig. Die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik brechen
wenn man sie bei Raumtemperatur stehenläßt und sind außerdem sehr viskos (Konsistenz 405 "bis 380) und somit für einen Einsatz in der Praxis nicht- geeignet.
Beispiel 12
Beispiel 5 wird wiederholt, wobei jedoch statt der gemäß Beispiel 4 hergestellten gelierten Düsentreibstoffe die nach Beispiel 11 erhaltenen erfindungsgemäßen und herkömmlichen Kohlenwasserstoff gele verwendet werden. Die dabei erhaltenen Versuchsergebnisse sind mit den nach Beispiel 5 erzielten völlig identisch.
Beispiel 13
Beispiel 6 wird wiederholt, wobei jedoch abweichend davon statt in Beispiel 1 genannter einige der in Beispiel 8 angegebenen erfindungsgemäßen Gelierungsmittel verwendet werden. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle XI aufgeführt.
309843/0916
Tabelle XI
Bestandteile des Kohlenwasser
stoffgels (Gew.-%)
Gelierungs-
mittel
8) Wasser Stabilität (abgeschiedene
• Vol.-96)
Tief-
temp.
Menge in Raum-
temp.
Konsistenz
Gasöl 0,2 (D, 2 : 2) 0;6 Gefroren -
Hochteinp.
y 180 . Tage
>365 v
450
3098 Erfindung
99;2
0,4. (G, 8 : 5)
7)
1J5 <y>* . >180 Tage · >365 460.
+>■ 98,1. O7I (H,.5 :
0,3 (J, 3 :
7) 277 . °;° 120
160
210 '
290 '
• 440 ·
455 .
ο
to
(Ti
. 99,5
• 97,0
O75 (L, 3 : 9,5 1,5
0,0
>180 >365 465
90,0 Technik 0,0
Stand der 0,3 (H) 0,7 4 35 . 390
99,0 0,5 (P) 2>5 ioo7o 18 45 380 l
977O 100,0
Wie aus den in Tabelle XI aufgeführten Versuchsergebnissen zu ersehen ist, weisen die fünf erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele eine erheblich bessere Stabilität als die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik auf und sind lange Zeit lagerbar. Weiterhin besitzen sie eine brauchbare Konsistenz (460 bis 410) und können daher unter Zerstäubung verbrannt werden. Ferner erhält man unter Verwendung verhältnismäßig geringer Mengen erfindungsgemäßer Gelierungsmittel
gelierte Gasöle mit ziemlich hohem Wassergehalt (2 bis 20 Gestoff
wichtsprozent), wodurch der Stickbxidgehalt in Dieselmotorabgasen verringert werden kann.
Beispiel 14
Beispiel 7 wird unter Verwendung der 90 bis 97 Gewichtsprozent Gasöl und ziemlich große Mengen Wasser enthaltenden, nach Beispiel 13 hergestellten erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele wiederholt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle XII zusammengefaßt.
309843/0916
Tabelle XII
ω ο co
Brennstoff ■·'- fässer
(Gew.-
Brenn
stoff*
ver
brauch
(Liter/h)
Rauch
konzen
tration
(Rußzahl)
r
Bestandteile des Verbrennungsgases
• i (Trocken)
Sauer
stoff
(Vol.-50
Kohlen
monoxid
(Vol.-?0
Stickstoff
oxid(e)
(TpM)
Gasöl ·
erfindungsgemäßea ge-
liertes Gasöl
dto.
dto.
2,7
9,5
1,20
• 1,20 '
1,20
1,30
2,5
V
0,5
Kohlen
dioxid
(Vol. -%)
11,1 .
11,2
•U,2 .
0^02
0,02
0,02
0,02
800
690
540 ;
360
7'5
•7,4·
7,3
Wie aus den in Tabelle XII aufgeführten Versuchsergebnissen zu ersehen ist, ist bei Verwendung der Kohlenwasserstoffgele der
stoff
Erfindung die Rauchkonzentration und die Stickbxidmenge in den Verbrennungsgasen geringer als bei der Verwendung des als Ausgangsmaterial verwendeten Gasöls allein.
Beispiel 15
Beispiel 8 wird unter Verwendung einiger der dort aufgeführten erfindungsgemäßen Gelierungsmittel wiederholt, wobei jedoch abweichend davon statt Kerosin verschiedene andere flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Schweröl, Benzol und Xylol, verwendet werden. Die dabei erhaltenen Kohlenwasserstoffgele weisen eine
bessere Stabilität als im Vergleich mit herkömmlichen Gelierungsmitteln hergestellte Kohlenwasserstoffgele auf.
309843/0916

Claims (18)

  1. Patentansprüche
    in der R, R1 und R" gleich oder verschieden sind und je einen Alkylrest oder eine direkte Bindung bzw. einen zwei- ' wertigen Rest der Formel (CH2) bedeuten, in der ρ eine Zahl mit einem Wert von O bis 50 ist, A. ein Wasserstoffatom oder ein Rest der Formel R1B, R, R"1, RNH2, R111NH3 oder R111D ist, in der R"1 einen Alkylrest oder eine direkte Bindung bzw. eine Gruppe der Formel (CH0) darstellt, in der q eine Zahl mit einem Wert von 0 bis 50 ist, B eine direkte Bindung oder eine Gruppe der Formel /(CK^m^^n' "*"n äer m und n 9leich oder verschieden sind und je eine Zahl mit einem Wert von O bis 50 bedeuten, und D eine Carboxylgruppe ist und/oder mindestens ein anorganisches
    allgemeinen
    oder organisches Salz einer Verbindung der/Formel I, gegebenenfalls in Kombination mit mindestens einem anderen bekannten Gelierungsmittel und/oder '■ -b) ein Gemisch aus mindestens einem nichtionischen Netzmittel mit einer Polyalkylenoxidkette im Molekül und mindestens einer Carbonsäure und/oder einem Salz einer Carbonsäure enthalten.
    30 9 343/0916-
  2. 2. Kohlenwasserstoffgel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Gelierungsmittel mindestens eine Verbindung der
    allgemeinen Formel I enthält. ,
  3. 3. Kohleni^asserstoffgel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-
    allgemeinen .
    net, daß es als Verbindung der/Formel I mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel
    RNH(CH2J1^12CH2COOH, ·
    "-R 1CH2COQH,
    RMH[(CH2)mNH]nR"C00H,
    R'COOH
    enthält, in der R, R1, R" und R'" gleich oder verschieden sind und ge einen Alkylrest oder eine direkte Bindung bzw. eine Grup-
    pe der Formel (CHp) bedeuten, in der ρ eine Zahl mit einem Wert/ 0 bis 50 ist und m und η die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.
  4. 4-, Kohlenwasserstoff gel nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß es als Gelierungsmittel ein Gemisch aus min-
    allgemeinen
    destens einer Verbindung der /Formel I und 90 bis 10 Gewichtsprozent mindestens eines anderen Gelierungsmittels mit einer Amido-, Carboxyl- oder Garboxylatgruppe im Molekül und/oder mindestens einem anderen nichtionischen oder kationischen Netzmittel ■ enthält.
  5. 5. Kohlenwasserstoffgel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich-
    3 0 * S 4 3 / Q 9 1 6
    net, daß das Gelierungsmittelgemisch mindestens ein nichtionisches Netzmittel der allgemeinen Formel Il
    sich von einem enthält, in der Z eine alkoxylierbare Gruppe, OR eine/Alkylen-
    Zahl mit einem Wert oxid ableitende Gruppe, η eineyvon 1 bis 2000 oder mehr und m
    eine der Zahl der funktioneilen Gruppen in Z entsprechende Zahl ist. '
  6. 6. Kohlenwasserstoffgel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich mindestens eine Aminverbindung enthält.
  7. 7. Kohlenwasserstoffgel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Aminverbindung mindestens ein primäres, sekundäres und/oder tertiäres Amin enthält.
  8. 8. Kohlenwasserstoffgel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,· daß es als Aminverbindung Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Hexyl-, Octyl-, Lauryl-, Dimethyl-, Diäthyl-, Äthylmethyl-, Dihexyl-, Dioctyl-, Trimethyl-, Triäthyl-, Monoäthanol-, Diäthanoi-, Triäthanol-, Diäthylentri-, Hexaäthylenpent-, Dicyclohexyl- und/oder ein Polyäthylenpolyamin mit einem Polymerisationsgrad von 5 bis 60, Trimethyllaurylammonium, Aminoäthylaminoäthanol, Dicyandiamid, Guanidin und/ oder ein Guanidinsalz enthält.
  9. 9· Kohlenwasserstoffgel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es als Gelierungsmittel ein Gemisch aus mindestens einem nichtionischen Netzmittel mit einer PoIyoxyalkylenkette im Molekül und mindestens einer Carbonsäure und/oder mindestens einem Salz einer Carbonsäure enthält.
    3G9843/0916
  10. 10. Kohlenwasserstoffgel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens ein nichtionisches Netzmittel der Formel II enthält.
  11. 11. Kohlenwasserstoffgel nach Anspruch 10, dadurch gekenn-
    , Λ ' . ., allgemeinen
    zeichnet, daß es mindestens ein nichtionisches Netzmittel der / Formel II enthält, in der Z ein Rest der allgemeinen Formel
    R 0 0
    R-COO-, ^- Vo-, R-O-, R-G-N-, R-C-N< , R-N < ,
    R R
    Π
    oder
    ist, in der R einen Alkylrest und X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom oder die SO-Gruppe, einen -O-(Alkylenoxidblockcopolymer)-rest oder den Rest eines mehrwertigen Alkohols oder eines Polycarbonsäurederivate bedeutet.
  12. 12. Kohlenwasserstoffgel nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß es als Carbonsäure . und/oder Carbonsäuresalz mindestens eine Mono-, Di-, Poly- und/oder Hydroxycarbonsäure und/oder mindestens ein Salz einer solchen Säure enthält.
  13. 13. Kohlenwasserstoffgel nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es als Carbonsäure und/oder Carbonsäuresalz Öl-, Laurin-, Pelargon-, Propion-, Oxal-, Bernstein-, Fumar-, Sebacin-, Adipin-, Äthylendiamintetraessig-, Polyacryl-, Polymethacryl-, Wein-, Citronen-, Glucon- und/oder Glycolsäure und/oder eines oder mehrere Salze dieser Säuren enthält.
    309843/0916
  14. 14. Kohlenwasserstoffgel nach einem der Ansprüche 9 Ms 13, dadurch gekennzeichnet, daß es nichtionische(s) Netzmittel und Carbonsäure(n) und/oder Carbonsäuresalz(e) in einem. Mengenverhältnis von 9 : 1 bis 1 : 9 enthält.
  15. 15. Kohlenwasserstoffgel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es 80 bis 99,6 Gewichtsprozent flüssigen Kohlenwasserstoff enthält.
  16. 16. Kohlenwasserstoffgel nach eine der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es Wasser und/oder Gelierungsmittel in einer Menge von 0,05 bis 19-Gewichtsprozent enthält.
  17. 17. Verfahren zur Herstellung-von Kohlenwasserstoffgelen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, durch Gelieren mindestens eines flüssigen, in einem Bereich von 30 bis 39O°C siedenden Kohlenwasserstoffs in einer Menge von mindestens 80 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kohlenwasserstoffgels, mit Wasser und mindestens einem Gelierungsmittel in einer Menge von jeweils mindestens 0,05 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kohlenwasserstoffgels, dadurch gekennzeichnet, daß
    als Gelierungsmittel
    allgemeinen
    a) mindestens eine Verbindung der /Formel I und/oder mindestens
    ein anorganisches oder organisches Salz einer Verbindung der Formel I, gegebenenfalls in Kombination mit mindestens einem anderen bekannten Gelierungsmittel und/oder
    b) ein Gemisch aus mindestens einem nichtionischen Netzmittel
    mit einer Polyalkylenoxidkette im Molekül und mindestens
    einem
    einer Carbonsäure und/oder EaIz einer Carbonsäure verwendet
    wird .
    309843/0916
  18. 18. Gelierungsmittel zur Herstellung von Kohlenwasserstoffgelen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, insbesondere nach dem Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es als wesentlichen Bestandteil
    allgemeinen
    a) mindestens eine Verbindung der/"Formel I und/oder mindestens
    ein anorganisches oder organisches Salz einer Verbindung
    allgemeinen
    der\ Formel i, gegebenenfalls in Kombination mit mindestens einem anderen bekannten Gelierungsmittel und/oder
    b) ein Gemisch aus mindestens einem nichtionischen Netzmittel
    mit einer Polyalkylenoxidkette im Molekül und mindestens
    einem
    einer Carbonsäure und/oder ßalz einer Carbonsäure enthält.
    309843/0916
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