DE2318570B2 - Kohlenwasserstoffgele - Google Patents
KohlenwasserstoffgeleInfo
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Description
a) Gelieren durch Lösen oder Dispergieren eines Gelierungsmittels in dem flüssigen Kohlenwasser-
IS stoff 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
Verbrennungseigenschaften besser sind als die nach der erstgenannten Methode hergestellten Kohlenwasserstoffgele.
Ein ähnliches Verfahren wird bei der Herstellung von Joghurt, Speiseeis. Mayonnaise, Gelee.
Fetten und kosmetischen Präparaten angewandt. Im Gegensatz/u den vorstehend genannten Produkten
muß ein Kohlenwasserstoffe^ jedoch folgenden Anforderungen genügen:
Die Erfindung betrifft Kohlenwasserstoffgele aus tnindestens 80 Gewichtsprozent mindestens eines in
einem Bereich von 30 bis 39irC siedenden flüssigen Kohlenwasserstoffs als mnei Phase, mindestens
0.05 Gewichtsprozent Wasser als äußere Phase und mindestens 0,05 Gewichtsprozent mindestens eines
Gelierungsmittels als wesentlichen Bestandteilen. Diese Kohlenwasserstoffgele können z. B. als Treibstoff
in fremdgezündeten 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 Zeil lagerstabil, und
sie haben hervorragende Eigenschaften wie gute Brenneigenschaften und verminderte Feuergefahrlich-
!keit. Die bei der Verbrennung der Kohlenwasserstoffgele der Erfindung entstehenden Verbrennungsgase
!enthalten weniger Stickstoffoxide a'.s die Verbrennungsgase
der herkömmlichen Kohlenwasserstoffbrennstoffe. Dementsprechend ist die Gefahr der
Luftverschmutzung geringer.
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 rührendes Fördenohr oder eine mit
flüssigen Kohlenwasserstoffen gespeiste Verbrennungsanlagc versehentlich oder absichtlich beschädigt
oder geöffnet wird. Wenn sich der flüssig·· Kohlenwasserstoff dabei entzündet, kann dies /u scheren
Katastrophen führen, wie sie beim Abstur/ von Flugzeugen und deren Zerstörung durch Feier, bei durch
umgestürzte Petroleumofen ausgelösten Bränden, bei Schiffskollisioncn oder -havarien usw. immer wieder
vorkommen.
1. Der flüssige Kohlenwasserstoff muß im Kohlenwasserstoffgel in s;o hoher Konzentration enthalten
sein, daß dieses als Brenn- bzw. Treibstoff verwendet werden kann: dementsprechend muß
der Wasser- und Gdierungsmittclgehalt des Kohlenwasserstoffgels so gering wie möglich sein.
2. Das Gelierungsmittel und die anderen Zusätze dürfen die Verbrennungseigenschaften des Kohlenwasserstoffs
nicht verschlechtern und keinerlei Luftverschmutzung verursachen.
3. Schließlich muß das Kohlenwasserstoffgel selbst unter ungünstigen Bedingungen, wie Transport
durch eine Rohrleitung, schwingende oder vibrierende Bewegung oder extrem tiefe Temperatur
stabil sein.
Verfahren zur Herstellung emulsionsartiger Brennbzw. Treibstoffgele sind in einigen Druckschrifter
beschrieben. Nach einem bekannten Verfahren wire ein emulsionsartiges Kohlenwasscrstoffgcl unter Verwendung
eines Emulators mit einem HLB-Wen von 1! bis 16. eines aschefrei verbrennenden Gefrierpunkterniedrigcrs
und Harnstoff hergestellt (JaPa
nische Patentveröffentlichung 32 582 1971). Die Stabi
lität der nach diesem Verfahren erhaltenen Kohlen wasserstoffgele ist jedoch ungenügend, und die Emul
sion bricht bereits innerhalb etwa eines Monats. Be einem anderen bekannten Verfahren werden Emul
tiatoren als Gelierungsmittel verwendet (USA.-Pa tentschrift 3 490 237). Die Stabilität der nach diesen
Verfahren erhältlichen Kohlenwasserstoffgele wurd< jedoch nie untersucht: außerdem bilden diese Kohlen
vvassetstoffgele bei der Verbrennung Schadstoffe, wi<
Schwefeltrioxid, die zu Luftverschmutzung führen Bei einem weiteren bekannten Verfahren wcrdei
Phosphorsäureester aliphatischcr Alkohole, an di< Äthylenoxid addiert wurde, als Gelierungsmittel vcr
wendet (I!SA.-Patentschrift 3 586 490). Auch die Stabi
lität 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. Ferner ist ein Verfahren zur
Herstellung von Kohlenwasserstoffgelen bekannt, bei dem als Gelierungsmittel verschiedene Emulgatoren
auf der Basis von Alkylenoxid-Addukten allein verwendet werden (USA.-Patcntschrift 3 352 109). Auch
die Stabilität der nach diesem bekannten Verfahren erhältlichen Kohlenwasserstoffgele wurde jedoch bislang
niemals untersucht.
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 Kohlenwasserstoft'gel
zu erhalten, das unter ziemlich milden Bedingungen,
z. B. bei etwa Raumtemperatur, einigermaßen stabil bzw. lagerbeständig is«. Selbst bei einem im
angegebenen Bereich liegenden, verhältnismäßig niedrigen KohlenwasserstofTgehalt bricht die Emulsion
jedoch bereits, wenn man sie nur bei Raumtemperatur etwa einen Monat stehenläßt, wobei sie in die Ausgantisverbindungen.
d. h. den flüssigen Kohlenwasserstoff. Wasser und das Gelierungsmittel, zerfällt. Wenn
das Kohlenwasserstoffgel unter ungünstigen Bedingungen,
z. B. bei einer Temperatur von -IOC oder darunter oder von 40 C oder darüber aufbewahrt
wird, ist es noch weniger stabil und bricht bereit nach
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 KohlenwasserstofTgele
sind somit für eine Anwendung in der "raxis ungeeignet.
Weiterhin werden in der DT-OS 1 769 634 Geücrungsmittel
beschrieben, die aus polare Gruppen enthaltendem Polymerisat bestehen, welches durch den
flüssigen Kohlenwasserstoff solvotisicrt wird. Da das Gel hierbei im Gegensatz zum erfindungsgemäßen
Kohlenwasserstoffgel kein Wasser als äußere Phase enthält, ist es leicht entzündlich. Der große Vorteil des
erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgels gegenüber dem aus der DT-OS I 769 634 beruht auf der Möglichkeit
eines gefahrlosen Transports.
In der DT-AS 1 256 346 ist ein Verfahren zum
Gelieren flüssiger Treibstoffe durch Zugabe eines feinverteilten faserigen Polyoxymethylcn-Potymeis
mit einer Faserlänge von weniger als 50 μ und einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von mindestens 10: I
beschrieben. Dieses Gel enthält ebenfalls kein Wasser und ist im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Gel
leicht entzündlich und äußerst gefährlich zu transportieren. Darüber hinaus besitzt dieses Gel eine Stabilität
von lediglich mehreren Wochen bei Raumtemperatur. während das erfindungsgemäßc Kohlenwasserstoffgel
eine weitaus höhere Stabilität besitzt, nämlich mindestens etwa 200 Tage.
Auch in der GB-PS 1 111423 wird ein gelierter
Kohlenwasserstoff beschrieben. Die Gelierung wird Jurch Zugabe von ungesättigten Fettsäuren, obcr-Hächcnaklivcn
Verbindungen und einer wäßrigen Lösung einer Hase erreicht. Fs handelt sich hierbei
jedoch um ein Gel des W/Q-Typs. Im Gegensat; dazu ist das erfindungsgemäße Koblenwasserstoffge
ein Q/W-Typ, das den großen Vorteil einer geringerer F.ntzündlichkeit besitzt und damit die Möglichkeil
eines gefahrlosen Transports bietet. Im Gegensat? dazu sind die in der GB-PS I 111 423 beschriebenen
hauptsächlich als Verbesserung der Napalmbomben gedachten W/O-Geltypen naturgemäß äußerst leicht
entzündlich.
Schließlich werden in der US-PS 3012 966 Kohlenwasserstoffgele beschrieben, die als Gelierungsmittel
Alkylphenoxybuttersäuresalze enthalten. Auch diese Gele enthalten im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen
Kohlenwasserstoffgelen kein Wasser, sondern werden sogar durch Wasser gebrochen. Dies
bedingt eine erhöhte Empfindlichkeit des in der US-PS 3 012 966 beschriebenen Geltyps gegenüber
Feuchtigkeit oder versehentlichem Wasserkontakt. Ferner bewirkt die Abwesenheit von Wasser als äußere
Phase im Geltyp der US-PS 3 012 966 eine leichte Eni7ündlichkeit und majht das Gel dadurch schwer
transportierbar.
Weiterhin befriedigen die bekannten bzw. nach bekannten Verfahren erhältlichen Kohlen wasserst offgele
auch insofern nicht, als ein zum Gelieren von flüssigen Kohlenwasserstoffen geeignetes Gelierungsmittel
nicht nur der Anforderung genügen sollte, daß 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 nichtionischen 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 erhaltenen Kohlcnwassersloll'gele
eine unzureichend? 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 Kohlenwasserstofföl
hinterläßt jedoch beim Verbrennen große Mengen Kohlenstoff. Außerdem sind unter
Verwendung dieser Gelicrungsmittcl hergestellte Kohlenwasserstoffgele zu viskos und lassen sich daher
nur schwir durch Rohrleitungen fördern oder in Zcrstiiübungsbrenncrn
verbrennen. Ähnliche herkömmliche Gelierungsmittel. wie Polyisobutylen. Polyisobuten.
Dioctylphthalat und Lauiylmclhacrylat-Hydroxypropylmcthacrylat-Copolymcre,
verschlechtern auch noch die Verbrennungscigenschaftcn. Ferner wurden auch schon Mctallscifen als Gelierungsmittel
verwendet, jedoch werden unter Verwendung dieser Gelierungsmittel hergestellte Kohlenwasscrstoffgcle
infolge ihres hohen Metallgehalts lcichl durch Feuchtiukeit
in der Atmosphäre nachteilig beeinflußt und
instabil. Zudem !unterkissen sic beim Verbrennen viel
Asche, so daN auch diese (iclierungsmitlel sieh für
einen Einsatz in der Praxis nicht eignen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe /ugrunde.
ein neues Kohlenwassersloffgcl /u schaffen, das in
verschiedenen Verbreniuingsanlagen eingcset/.l werden
kann, extrem stabil h/w. lagerbcstätidig ist. hervorragende
Vcrbrennungseigcnschaflen besitzt, weniger
feuergefährlich als herkömmliche Kohlemviisscrstoffgele
ist und zu geringerer Luftverschmutzung führt, d. h. Verbrennungsgase liefert, deren (iehalt 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 Verfugung zu stellen.
Nach langwierigen und eingehenden Forschungsarbeiten wurde nun überraschenderweise ein Kohlenwasscrstoffgel
gefunden, das die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe löst. d. h. frei von den vorgenannten
Mangeln der bekannten Kohlcnwasserstoffgclc
und insbesondere extrem stabil bzw lagerbeständig und für den praktischen Einsatz gut geeignet ist.
Ferner wurde festgestellt. daß solche Kohlenwasserstoffgcle mit den gewünschten Eigenschaften durch
Emulgieren eines flüssigen Kohlenwasserstoffes mit einer kleinen Menge eines speziellen Gelierungstnittcls
sowie Wasser hergestellt werden können.
Gegenstand der Erfindung sind somit Kohlcnwasserstoffgele. die aus mindestens 80 Gewichtsprozent to
mindestens eines in einem Bereich von 30 bis 3TO C siedenden flüssigen Kohlenwasserstoffs als
innere Ph;...:. mindestens 0.05 Gewichtsprozent Wasser als äußere Phase und mindestens 0.05 Gewichtsprozent
Gclierungsmittel(n) bestehen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als Gclierungsmittcl
a) mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel I
R N -R'-B -R"--D
(I)
40
in der R. R' und R" gleich oder verschieden sind und je einen Alkylrcst oder eine direkte Bindung bzw.
einen zweiwertigen Rest der Formel (CH2),, bedeuten.
ρ eine Zahl mit einem Wert von 0 bis 50 ist. A ein Wasserstoffatom cdcr einen Rest der Formel R'B. R.
R'". RNH2. R "NH2 oder R"D bedeutet, wobei R'"
einen Alkylrcst oder eine direkte Bindung bzw. eine Gruppe der Formel (CH2), darstellt, q eine Zahl mit
einem Wert von 0 bis 50 ist. B eine direkte Bindung oder eine Gruppe der Formel [(CH2)mNH]„ darstellt.
m und 11 gleich oder verschieden sind und je eine
Zahl mit einem Wert von 0 bis 50 bedeuten, und D eine Carboxylgruppe und oder mindestens ein anorganisches
oder organisches Salz einer Verbindung der allgemeinen Formel 1 bedeutet, gegebenenfalls in
Kombination mit mindestens einem anderen bekannten Gelierungsmittel und oder
b) ein Gemisch aus mindestens einem nichtionischen Netzmittel mit einer Polyalkylenoxidkctte im Molekül
oder einem kanonischen Netzmittel und mindestens einer Carbonsäure und oder einem Salz einer Carbonsäure
enthalten.
Als Gelierungsmittel bzw. Gclierungsmittelkomponente in den Kohlenwasserstoffgclen der Erfindung
sind von den Verbindungen der Formel I die bevorzugt, bei denen ρ und </ eine Zahl mit einem Wert
von 0 bis 30 und insbesondere 0 bis 20. m eine Zahl um einem Wen von 2 his 20 und insbesondere 2 bis
12 und oder /1 eine Zahl mit einem Wert \on 0 bis 20
und insbesondere 0 bis 6 ist und oder die Alkvireste 1 bi-, 30 und insbesondere I bis 20 Kohlenstoffatome
einhalten.
Weilerhin sind Verbindungen der Formel I bevorzugt,
bei denen, wenn m den Wert 0 hat. /1 ebenfalls den
Wert 0 oder I. 2 oder 3 hat. mit der Maßgabe, daß die
Verbindung höchstens 3 und vorzugsweise höchstens 2 direkt miteinander \ubundene Stickstoffatome cnthäll.
Besonders zweckmäßig sind jedoch Verbindungen der Formel 1. die keine direkt aneinander gebundenen
N-Atome enthalten
Weiterhin sind Verbindungen der Formel I bevorzugt, die mindestens einen Rest D enthalten: vorzugsweise
ist R'" ein Alkylresl. wenn der Rest A einen Rest R" darstellt: vorzugsweise ist R eine Gruppe der
Formel (CH,)r, wenn R einen Rest in der Gruppe RNH2 bildet'
Das Kohlcnwasscrstoffgel der Erfindung enthält den flüssigen Kohlenwasserstoff in extrem hoher
Konzentration, ist lange Zeit lagerbeständig und weist weitere ausgezeichnete Eigenschaften, wie gute Verbrenntorkcit.
verminderte Feuergefährlichkeit und geringe Luftverschmutzungswirkung, auf.
Weitere Aufgaben. Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und den Ansprüchen.
Die Kohlcnwasscrstoffgele der Erfindung können hergestellt werden, indem man eine kleine Menge eines
Gclierungsmitlels in Wasser löst oder homogen mit Wasser mischt und dann allmählich den bzw. die
flüssigen Kohlenwasserstoffe) zugibt und einrührt, wodurch das Gemisch geliert wird. Man erhält ein
Kohlcnwasscrstoffgel. dessen Endgehalt an flüssigem Kohlenwasserstoff bis zu 99.6 Gewichtsprozent betragen
kann.
Als flüssige Kohlen Wasserstoffe kann man beispielsweise
Gasöle. Kerosin, Benzin, Flugbenzin, andere Petroleumdestillate, aus Kohleteerlösungsmittel
gewonnene Kohlenwasscrstoff-Brenn- bzw. -Treibstoffe.
Naphtha. Benzol. Xylol, aus Stcinkohlengas hergestellte flüssige Kohlenwasserstoffe und oder
Steinkohlenteer-KohlenwasserstofTe verwenden. Diese flüssigen Kohlenwasserstoffe können in Mengen von
mindestens 80 Gewichtsprozent stabile Kohltnwasserstoffgele
liefern. Wenn das Kohlenwasserstoffgel jedoch als Brenn- bzw. Treibstoff verwendet werden soll,
ist ein höherer Kohlenwasserstoffgehalt zweckmäßiger und besser. Wie bereits erwähnt, kann man erfindungsgemäße
Kohlenwasserstoffe mit einem Kohlenwasserstoffgehalt von bis zu etwa 99.6 Gewichtsprozent
erhalten, ein Wert, der bei der Verwendung herkömmlicher Gelierungsmittel niemals erreicht wurde.
Der höchste Kohlcnwasserstoffgehalt lag bei den bekannten Kohlenwasserstoffgelen bei 95 bis 97 Gewichtsprozent.
Der Gehalt an flüssigen Kohlenwasserstoffen in den Xohlcnwasserstoffgclcn der Erfindung
liegt in einem Bereich von 80 bis 99.6 und insbesondere etwa 95 bis 99.4 Gewichtsprozent, wobei die Kohlenwasserstoffgele
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.
409 547/342
Die Gelierungsmittel zur Herstellung der Kohlenwasserstoffgelc
der Hrfindung sind dadurch gekennzeichnet,
daß sie als wesentliche Bestandteile
a) mindestens eine Verbindung der Formel I und oder mindestens ein anorganisches oder organisches
Salz einer Verbindung der I ormel I. gegebenenfalls in Kombination mit mindestens
einem anderen bekannten Gelierungsmittel und oder
b) ein Gemisch aus mindestens einem niehtionischen Netzmittel mit einer Polyalkylenoxidkette im
Molekül und mindestens einci Carbonsäure und oder mindestens einem SaI/ einer Carbonsäure
enthalten.
Bevorzugte Beispiele von Verbindungen der allgemeinen Formel I. die in erlindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgclcn
als Gelierungsmittel enthalten sein können, sind organische Stickstoffverbindungen und
ihre Salze der allgemeinen Formel
RNH(CH2), ^12CH2COOH
)N-RCH2COOH
R"
R"
RNH[(CH2)„,NH]„R COOH
^>NR[(CH2)„,NH]„R'COOH
R -- Ns
RCOOH
RCOOH
oder mindestens einem Salz eines solchen Gclierungsmittols.
/. B. Ul-. Laiirin- oder Pelargonsäure oder Salze der genannten Säuren, und oder mindestens
einem anderen niehtionischen Net/mittcl der nuch-
s stehend beschriebenen Art und oder mindestens einem
kationischen Netzmittel.
Als nichtionische Netzmittel mit einer Polyalkylenoxidkette im Molekül, die als Bestandteil eriindungsgemäßcr
Gelierungsmittel der vorstehend unter b)
ίο angegebenen Art geeignet sind, können Verbindungen
der allgemeinen Formel Il
ZI(OR)11OlI]11, (II)
verwendet werden, in der Z eine alkoxylicrbarc
Gruppe. OR eine sich von einem Alkylenoxid. z. B. Äthylen-. Propylen- oder Butylcnoxid- oder Fpichlorhydrin
ableitende Gruppe. /1 je nach dem Polymerisationsgrad des Alkylenoxids eine Zahl mit
einem Wert von 1 bis 2000 oder mehr und hi eine der Zahl der funktioneilen Gruppen in der alkoxylierbaren
Gruppe Z entsprechende ganze Zahl ist. Wenn Z beispielsweise sich von einer monofunklioncllen Verbindung,
wie einem Alkohol oder Phenol, ableitet, hat hi den Wert 1: wenn Z sich von einer dilunktionellen
Verbindung, wie Wasser oder einem Glykol ableitet, hat m den Wert 2: wenn Z sich von einer
trifunktionellen Verbindung, wie Glycerin, ableitet,
hat hi den Wert 3.
Bevorzugte Beispiele für alkoxylicrbarc Gruppen Z sind Reste der allgemeinen Formel
R -COO —
X'
-V-O- RO
35
40
O O
ii η it η
R-C- -N- R-CN.' R-N- R—N\
oder
>NRT(CH,),„NH]„R"COOH
H2NR"
45
in der die Reste R. R'. R" und R" gleich oder verschieden sind und je einen Aikylrest mit 1 bis 50 C-Atomen
oder eine direkte Bindung bzw. eine Gruppe dtr Formel (CH2)P bedeuten, ρ eine Zahl mit einem Wert
von O bis 50 ist. und m und η gleich oder verschieden
sind und je eine Zahl mit einem Wert von O bis 50 bedeuten. Als Gelierungsmittel eignen sich grundsätzlich
praktisch sämtliche Salze von Verbindungen der allgemeinen Formel I mit organischen oder anorganischen
Basen, z. B. die Natrium-. Kalium-. Calcium- und Magncsiumsalzc; die Aminsalze sind besonders
bevorzugt.
Zur Herstellung stabiler Kohlcnwasserstoffgele eignen sich auch mindestens eine Verbindung der
allgemeinen Formel I enthaltende Gelierung>mittel. i. B. Gemische aus mindestens einer Verbindung der
allgemeinen Formel I mit 90 bis 10. vorzugsweise 50 bis 10 Gewichtsprozent mindestens eines anderen
Gclierungsmiliels mit einer Carbamylgruppe im Molekül,
wie Laurinsäurediäthanolamid oder ölsäuremonoäthanolamid,
und oder mindestens einem eine Carboxylgruppe enthaltenden Gelierungsmittel und
in denen X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom ode: die SO-druppe und R einen Aikylrest. einei
-- O-tAlkylenoxid-Blockcopolymerl-rcst. den Res
eines mehrwertigen Alkohols, wie Glycerin. Glucose Pentaerythrit. Sorbitan oder Sorbit, oder den Res
eines Polycarbonsäurcderivats bedeutet.
An diese alkoxylierbaren Gruppen Z können Poly oxyalkylengruppcn durch Umsetzung mit Äthylen
oxid oder im Gemisch mi! einem oder mehrerei anderen Alkylenoxide!! angelagert werden. Die dabc
durch Mischpolyaddition erhaltenen Mischpolymere! können Copolymere mit statistisch verteilter Mono
mercinheitenfolge oder Blockcopolymerc sein. Struk turbeispiele geben die Formeln
— BB — A — BB AA -- ΒΒΑΒΑΒΒΛΒΒΒΒ
(Statistisches Copolymer)
und
— BBBB
— BBBB
AAAA CCC ΑΛΑΛΑ — BBB
(Block copolymer) wieder, in denen A. B und C von jeweils andere
1L2
Alkylenoxiden abgeleitete .Mkylcnoxideinheiten bedeuten,
z. B. A jeweils eine Äthylenoxideinheit.
Diese nichtionischen Netzmittel sind in zahlreichen Veröffentlichungen. /.. B. in dem Buch von A. M.
Schwartz und .1. VV. Perry »Surface active
agents«. I η te. science Publishers. Bd. 1 (1949). Fid. 11
(1958). beschrieben; vgl. auch Ullmanns Encyclopedic
der technischen Chemie, dritte Auflage. Bd. 16 (1965).
S. 727 bis 742. Hier ist auch der MLB-Wert definiert.
Als im Gemisch mit den vorgenannten nicht ionischen Netzmittcln zu verwendende Carbonsäuren
bzw. Carbonsäuresalze sind beispielsweise Monocarbonsäuren, wie öl-, Laurin-. Pelargon- oder Propionsäure.
Dicarbonsäuren, wie Oxal-, Bernstein-. Kumar-.
Scbacin- und Adipinsäure. Polycarbonsäuren mit 3 oder mehr Carboxylgruppen, wie Äthylcndiamintetraessigsäure.
Polyacryl- und Polymethaerylsäurc. oder Hydroxycarbonsäuren mit mindestens einer Hydroxyl- und mindestens einer Carboxylgruppe
im Molekül, z. B. Wein-. Citronen-. Glucon- und Glykolsäurc, oder Salze solcher Säuren mit
einem Alkalimetall, wie Natrium oder Kalium, oder primären, sekundären oder tertiären Aminen oder
quartärcn Ammoniumverbindungen der nachstehend erläuterten Art. Für die Zwecke der Erfindung können
auch Gemische aus zwei oder mehr Carbonsäuren und oder Carbonsäuresalzcn verwendet werden. Das
bzw. die nichtionischc(n) Netzmittel mit einer PoIyalkylenoxidkettc
einerseits und die Carbonsäure^) und oder das bzw. die Carbonsäurcsalz(e) 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 Gelicrungsmittcl kann man ganz ausgezeichnete
Kohlenwasserstoffe^ erhalten, wie sie bei
der Verwendung eines nichtionischen Netzmittels oder einer Carbonsäure oder eines Carbonsäuresalze»
allein niemals zu erhalten sind. Die Gelierungsmittel werden vorzugsweise in Mengen von 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 Aminvcrbindung einverleiben
und dadurch ein hochkonzentriertes Kohlen- \v isserstoffgcl mit besonders hervorragender Stabilität
erhalten kann, wenn als Gelierungsmittel eine Verbindung der allgemeinen Formel 1 verwendet wird. Die
Aminvcrbindung wird dem Gemisch 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 Kohlcnwasserstoffgel mit einem
Endgchalt an flüssigem Kohlenwasserstoff von 99.6 Gewichtsprozent erhalt, das selbst unter ungünstigen
Bedingungen außerordentlich stabil ist. Die Aminverbindung kann einen Teil der Komponente (b)
ersetzen. Der Gehalt an Aminvcrbindung in den Kohlenwasscrstoffgclen der Erfindung kann 0.05 bis
19. vorzugsweise 0,1 bis IO Gewichtsprozent Setragen
Die Aminvcrbindung kann zugesetzt werden, indem man eine Vormischung mit der Verbindung der allgemeinen
Formel I hcrstelll. In diesem Fall ka:ir -vie
vorstehend bereits erwähnt, ein Teil oder d'w Gesamtmenge
der Aminverbindung unter Salzbildung mit dem Gelierungsmittel der Verbindung der allgemeinen
Formel I reagieren.
Als Aminverbindung 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 Aminvcrbindüngen sind Monoalkylamine. z. B. Methyl-, Äthyl-.
Propyl-, Butyl-. Ilcxyl-, Oetyl- und Laurylamin.
Dialkylamine. /.. B. Dimethyl-. Diethyl-. Äthylmelhyl-, Dihexyl- und Diociylamin. Trialkylaminc. /.. B. Trimeihyl-
und Triäthylamiri. quartäre Ammoniumverbindungen.
z. B. Trimethyllaurylammoniumderivale, Mono-, Di- und Triethanolamin. Aminoäthylaminoäthaii;)!.
Diäthylentriamin. Hexaäthylcnpcntamin. Dicyandiamid. Guanidin und Guanidinsalzc. Dicyclohexylamin
und Polyäthylenpolyaminc mit einem Polymcrisationsgrad von 5 bis 60.
Den Kohlenwasserstoffölen 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 Kohlcnwasserstoffgels nicht beeinträchtigen.
Die Kohlenwasscrstoffgcle der Erfindung sind herkömmlichen
Produkten bezüglich der Stabilität und insbesondere hinsichtlich der Lagcrungsbcständigkcit
bei tiefen Temperaturen weit überlegen. Außerdem entwickeln sie beim Verbrennen keine schädlichen
Gase, weisen auf Grund «hres sehr hohen Gehalts an flüssigen Kohlenwasserstoffen keine nennenswert
schlechteren Verbrcnnungseigcn^chaflcn als reine flüssige Kohlenwasserstoffe auf und besitzen geeignete
ideologische Eigenschaften, die es ermöglichen, sie
durch Pumpen zu fördern und in Zerstäubungsbrennern /u verbrennen. Da die Kohlcnwasserstoffgclc
der Erfindung Öl-in-Wasser-Emulsionen darstellen, sind sie elektrisch leitend, so daß die Gefahr einer Entzündung
durch elektrostatische Aufladung nicht besteht, die beim Transport flüssiger K ohlenwasserstoffc
„normalerweise ein ernstes Problem darstellt. Die Kohlenwasserstofföle der Erfindung weisen somit im
Vergleich zu herkömmlichen Produkten überlegene Eigenschaften auf. Warum unter Verwendung der in
der Erfindung verwendeten Gclierungsmittel derart stabile KohlcnwasscrstolTgele 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 Amiinogruppc mit Wasser eine
feste Bindung eingeht, so daß eine kleine, das Gelierungsmittel enthaltende Wassermenge eine stabile
wäßrige Membran ausbildet, die Tröpfchen des flüssigen Kohlenwasserstoffs umhüllt, so daß das
Kohienwasserstoffgel selbst unter scharfen Bedingungen lange Zeit außerordentlich stabil ist. Bei der Verwendung
eines Gemisches aus einem nichtionischer Netzmittel und einer Carbonsäure oder einem Carbon
to säuresalz als Gelierungsmittel bildet sich vermutlich eine elektrostatische Bindung zwischen dem nicht
ionischen Netzmittel und der Carbonsäure bzw. den Carbonsäuresalz aus. worauf die Carboxylgruppe de:
so entstandenen Produkts das Wasser fest bindet Der Grund dafür, daß durch die zusätzliche Verwcn
dung einer Aminverbindung besonders stabile Kohlen wasserst off gele erhalten werdci. ist vermutlich darit
zu sehen, daß die Aminverbindung mit der in der Vcr
bindung der Formell enthaltenen Carboxylgruppe
reagiert und außerdem die Aminogruppe der Aminvcrbiniiung
sich an Wasser bindet und dadurch das Wasser und das Geüerungsmiitcl fest aneinander
gebunden werden, so daß sich stabile wäßrige Membra- 5 (Λ,M10C(. )N.
nen ausbilden, die den flüssigen Kohlenwasserstoff umhüllen.
Bei Verwendung eines 2 bis 20 Gewichtsprozent Wasser und eine kleine Menge Gelierungsmittel enthaltenden
Kohlenwasscrstoffgcls als Treibstoff für Dieselmotoren wird durch den Wassergehalt die
Flammcntcmperatur herabgesetzt und dadurch der Gehalt an Stickstoffoxiden in den Verbrennungsgasen
gegenüber dem sich bei der Verwendung des nicht gelierten, flüssigen Kohlenwasserstoffs ergebenden
Wert um etwa 30 bis 50 Volumprozent gesenkt.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
(il Gemisch aus Gclieningsmittd (c) und
(CMI4O)5H
(CMI4O)5H
(C2H4O), H
(Mischungsverhältnis 8 : 2 bzw. 5 : 5).
(j) Gemisch aus Gelierungsmittel (d) und
(j) Gemisch aus Gelierungsmittel (d) und
H(OCH2CH2I15 \CH2CHO; ,,,(CH2CH2O)1511
Aus Wasser, das jeweils die äußere bzw. kontinuierliche
Phase bildet. Kerosin, das jeweils die innere bzw. disperse Phase bildet und jeweils einem der
folgenden Gelierungsmitiel wird eine Reihe verschiedener Kohlenwasserstoffgele hergestellt:
(a) C12H25NHC2H4COOH *5
(b) C12H25NHC2H4NHCjH4COOH
(C) C14H29N(CH3)C2H4COOH
(d) (C8HI7)2NC2H4NHC5H1OCOOH
(e) CI0H21N<
CH7COOH
CH7COOH
(O Ammoniumsalz des Gelierungsmittels (a). (g) Natriumsalz des Gelierungsmittels (et.
(h) Gemisch aus Gelierungsmittel (a) und
C9H19CONHC2H4OH
(Mischungsverhältnis 8:2, 5:5 bzw. 3 : 7).
(Mischungsverhältnis 8:2, 5:5 bzw. 3 : 7).
35
40 (Mischungsverhältnis 8 : 2 bzw. 5: 5).
(k) Gemisch aus Gelierungsmittel (e) und
(k) Gemisch aus Gelierungsmittel (e) und
C11H21COOH
^Mischungsverhältnis 8 : 2 bzw. 5 : 5) und
(1) Gemisch aus Gelierungsmittel (a) und
(1) Gemisch aus Gelierungsmittel (a) und
C12H25O(C2H4OI1nH
(Mischungsverhältnis 8:2. 5:5 bzw. 3 : 7).
(Mischungsverhältnis 8:2. 5:5 bzw. 3 : 7).
Zum Vergleich werden unter Verwendung bekannter Gelierungsmittel außerdem mehrere Kohlcnwasscrstoffgcle
nach dem Stand der Technik hergestellt.
Das Gelierungsmittel wird jeweils in Wasser gelöst oder gründlich mit Wasser vermischt. Das Gemisch
wird in ein Becherglas gegeben und unter Rühren mit einem langsam laufenden Rührwerk mit einem Rührer
aus korrosionsbeständigem Stahl allmählich mit dem Kerosin innerhalb einer bestimmten Zeit versetzt. Die
Konsistenz der dabei erhaltenen Kohlenwasserstoffgcle wird dann jeweils nach JlSK 2809 (ASTM D-217)
gemessen. Wcitcriiin wird jeweils die abgeschiedene Menge des flüssigen Kohlenwasserstoffs in Volumprozent
als Maß der Stabilität unter drei verschiedenen Lagerungsbedingungen bestimmt. Die Ergebnisse
dieser Versuche sind in Tabelle I zusrmmengefaßt.
| Bestandteile des KohlenwasserstGligcls | (Gewichtsprozent) | Wasser | Stabilität | Tieftemperatur') | Raumtemperatur4) | Konsist. '/ |
|
Gelierungs
mittel1 ) |
||||||
| K crosin | 0,6 | (abgeschiedene Menge in Volumprozent) | 0,0 | 0,0 | ||
| Erfindung | 0,4 (a) | 0,6 |
Gefroren
Hochtemperatur*) |
0.0 | 0.0 | 430 |
| 99 | 0,4 (b) | 0.6 | 0,0 | 0,0 | 445 | |
| 99 | 0,4 (C) | 0.6 | 0,5 | 0,0 | 0,0 | 425 |
| 99 | 0,4 (d) | 0,6 | 0,0 | 0,0 | 0.0 | 460 |
| 99 | 0,4 (e) | 0,6 | 0,5 | 0,0 | 0.0 | 470 |
| 99 | 0,4 (O | 0.6 | 0,5 | 0,0 | 0,0 | 470 |
| 99 | 0,4 (g) | 0,6 | 1,5 | 0,0 | 0.0 | 440 |
| 99 | 0,4 (h,8:2) | 0,6 | 1.5 | 0,0 | 0.0 | 465 |
| 99 | 0,4 (h, 5:5) | 0.6 | 0,0 | 3,0 | 0,0 | 445 |
| 99 | 0,4 (h. 3:7) | 0,6 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 435 |
| 99 | 0,4 (i, 8:2) | 0,6 | 0,5 | 0,0 | 0,0 | 460 |
| 99 | 0,4 (i. 5:5) | 0,6 | 2,0 | 1,2 | 0,0 | 440 |
| 99 | 0.4 (j. 8:2) | 0,6 | 1,0 | 0,0 | 0.0 | 440 |
| 99 | •'4 (j. 5:5) | 1,0 | 445 | |||
| 99 | 0,0 | |||||
| 2,0 |
Fortsetzung
16
| Bestandteile des Koblenwusserstoflgei«, | (Gewichtsprozent) | Wasser | Stabilität | Tieflempefatur1) | Raumtemperatur4! | Kor.sist |
| Qelierungs- miuel' > |
||||||
| Kerosin | 0,6 | (abgeschiedene Menge in Volumprozent) | 0,0 | 0,0 | ||
| Erfindung | 0,4 (k,8:2) | 0,6 | (iefroren Hochtemperatur! |
0.0 | 0,0 | 435 |
| 99 | 0,4 (k,5:5) | 0,6 | 0,0 | 0,0 | 415 | |
| 99 | 0,4 (1, 8:2) | 0,6 | 0.5 | 0,0 | 0,0 | 435 |
| 99 | 0,4 (1, 5:5) | 0,6 | 0,5 | 2,0 | 0,0 | 440 |
| 99 | 0,4 (1, 3:7) | 0,5 | 445 | |||
| 99 | 1,0 | |||||
| Stand der | 2 | 1,5 | 27 | 4 | ||
| Technik | I (m) | 2 | 63 | 14 | 380 | |
| 97 | 1 (n) | 1 | 90 | 64 | 440 | |
| 97 | 1 (o) | ") | 91 | 1 | 0 | 390 |
| 97 | I (p) | 1 | 94 | 19 | 0 | 370 |
| 97 | 1 (q) | 71 | 405 | |||
| 97 | 9 | |||||
| 45 |
' I IaI his lh = Die vorstehend aufgerührten in der I rlindung verwendeten (ielierungsmitlel Idle in klammern siehenden Zahlen geben
das jeweilige Mischungsverhältnis am.
lm| hisiql = Bezeichnung folgender bekannter (ielierungsmiUcL
Im) = DodeeylphenolpolvälhvlenoxidaddiMonspolvmer IP = K)).
InI = Polvoxyuthylensorbitanmonooleat |P = 30).
In) - Polv.'xväthylenolcvlather IP = KIi
ipi — kondensationsprodukt aus Stearinsaure und Diath.inolamin
iqi ■■= C,.H„N
H ',
:) Das konlcnwasserstoffgel wird (>
Stunden auf W) C erwärmt, dann Is Stunden auf -0 C ahückühli und hierauf erneut 6 Stunden auf
H) C erwärmt. Dieser Behandlungs/vklus wird ?0mal wiederhol;, woraui'die Auflrennung h/w Abscheidung von ediertem flüssigem
kohlenwasserstoff in Volumpio/enl gemessen wird.
1I Das KohlenwasserstofTgel wrd 60 "I age bei -20 C gelagert, worauf die -Nuftrcnnung b/w Abscheidung von geliertem flüssigem
1I Das KohlenwasserstofTgel wrd 60 "I age bei -20 C gelagert, worauf die -Nuftrcnnung b/w Abscheidung von geliertem flüssigem
kohlenwasserstoff in Volumprozent gemessen wird.
4I Das Kohlcnwasserstoffgel wird 90 Tage bei 2? C gelagert, worauf die Auftrennung h/w Abscheidung von geliertem flüssigem
4I Das Kohlcnwasserstoffgel wird 90 Tage bei 2? C gelagert, worauf die Auftrennung h/w Abscheidung von geliertem flüssigem
Kohlenwasserstoff gemessen wird.
Wie aus den in Tabelle 1 aufgeführten Ergebnissen zu ersehen ist, weisen die Kohlenwasserstoffgele der
Erfindung trot/, eines Gehalts an flüssigem Kohlenwasserstoff von 99r o eine höhere Stabilität als die Kohlenwasserstoffgele
nach dem Stand der Technik auf. obwohl deren Kohlenwasscrstoffgehall nur 97°O 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 pumnfähig.
Einige gemäß Beispiel 1 hergestellte erfindungsgemäße Kohlenwasserstoffgele sowie /um Vergleich reines
Kerosin werden in einem Zerstäubungsbrenner (Zerstäubungsdruck lOkpenr) eines Heißwasserkessel verfeuert,
wobei die Rauch- bzw. Rußkonzentration im Rauchgas mittels eines Baeharach-Rußmcßgeniis
gemessen und die Rauchgase jeweils gaschromatographisch quantiU'1'Λ analysiert werden. Die Ergebnisse dieser
Versuche sind in der Tabelle II zusammengefaßt.
Brennstoff
Kerosin,,,.....
Erfindungsgemäßes
Kohlenwasscrstoffgel
Kohlenwasscrstoffgel
Kerosin
Erfindungsgemäßes
Kohlenwasscrstoffgel
Kohlenwasscrstoffgel
*l Vi'rrinsierle Ι.ιιΓΐ/ufuhr
Brennstoffverbrauch
ll.ik-r hl
4.5
4.5
4.5
4.5
Ra uchkon/ent ration
iKulVahlt 0
Bestandteile des Vcrhrenminjisiiasi
(trockcni
(trockcni
Kohlendioxid Sauerstoff
f\ olumpro/enll Λ olumpro/enll
11.5
I .X
13.0
12.8 13.3
(1.5
6.3 6.6
5.0
4.8 5.2
kohlenmonoxid 0.0
0.0 0.0
0.0
. j . weisen die Kahlenwasseistoffgele der
Wie aus den in 1 »belle II aufgeführten Ergebnissen zu erfene"h^en wie das Kerosin «uf und s,nd aber
b kih lich gute Ywbrtnnun^igenjch^w w ^^ ß ^ E d
Erfindung ähnlich bzw. praktisch gleich gute Υ^ηη"^«»^" h , de Tanlc, z. B. durch ein Erd-Koch
weitaus wenige? dünnflüssig, so daß sie ^"J"^J1 'wird, nicht oder nur schwer auslaufen
beben oder eine andere starke Erschütterung, gekipp oder bescna
und damit sehr sicher handhabbare BrennstolTe darstellen.
ff ele reines Kerosin sowie ein herkömm-
Nach Beispiel 1 hergestellte erfindungsgemäße ^^PJ^^erdnes Heißwasserkessels mit einem Topfliches
Kohlenwasserstoffgel werden jeweils 20 Stunden im »™™£c*™ zündvorrichtung undeiner Zahnradbzw.
Verdampfungsbrenner, der mit einer herk°mmhchjn^g^^,, untersucht werden. Die Ergebspeisepumpe ausgerüstet ist. verfeuert, wobei die Verbrennung:, e
nisse dieser Versuche sind in Tabelle III wiedergegeben.
Brennstoff
Brenns
Kerosin
Erfindungsgemäßes
Kohlenwasserstoffgel ..
Kohlenwasserstoffgel ..
Herkömmliches
Ko'nlenwasserstoffgel ..
Ko'nlenwasserstoffgel ..
I Liier hl
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
Rauchkcwentralion
iRuU/jhl)
0
0 0
im Bociente.l \ im oberen Teil
1-
2.0
1.5 -2.5
5.0-10.0
5.0-10.0
!6
IO 15 12 20
Wie aus den in Tabelle III wiedergegebenen Versuchsergebnissen
zu ersehen ist. sind die Verbrennungseigenschaften des crfindungsgemäöen 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 im Beispiel 1 bereits erwähnt, sind die erfindungsgemäßen
Kohlenwasscrstoffgelc außerordentlich stabil, ohne daß dafür eine Verschlechterung der Verbrennungseigenschaften
gegenüber dem als Ausgangsmaterial verwenoeten Kerosin in Kauf genommen zu
werden braucht.
Die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik sind dagegen selbst bei einem geringeren 4;
Kohlenwasscrstoffgehalt von nur 97'%. wie aus Tabelle I zu ersehen ist. weniger stabil und brechen bei
einem Kohlenwasscrstoffgehalt von 99" 0 bereits, wenn
man sie nur etwa 10 bis 20 Tage bei Raumtemperatur stehenläßt, wobei sie sich in Kerosin. Wasser und das
SelieiLsmittel auftrennen Außerdem sammeln „ch
bei der Verwendung der herkömmlichen KohlenwasseTstoffeele
im Brennertopf große Mengen an Kohlenstoff-Rückständen an. so daß d.ese Produkte
in der Praxis kaum Verwendung finden.
ts den vorstehenden Versuchsergebnissen,st somit
kWr ersichtlich, daß die Kohlenwasscrstoffgelc der Erfinduni! einen erheblichen Fortsehnt, gegenüber
dem Stand der Technik darstellen. Beispiel 4
Analos Beispiel 1 werden einige als Düsentreibstoff
verwendbare Kohlcnwasserstongele hergestellt.
Dieseerfindumisgemäßen Kohlenwassers offgele sowie
zum Vergleich einige Kohlenwasserstofföle nach
dem Stand der Technik werden analog Bcispe 1
' be/üelich ihrer Stabilität und Konsistenz untersucht,
um ihre praktische Verwendbarke,, zu ermi <e n. Du-Ergebnisse
dieser Versuche sind in Tabelle l\ zusammengefaßt.
HesUtndteile ties knhlenw;issersloffi!eh
((icwichtspm/cnt)
((icwichtspm/cnt)
i
Duscntrf'-Moff ; (iclicriiMismittcl ! W .i
Duscntrf'-Moff ; (iclicriiMismittcl ! W .i
Stabilität
(abi-eschiedene Mcniic in V,.lump!.'/emi :
(abi-eschiedene Mcniic in V,.lump!.'/emi :
OcfroK'n 1 icftcmpcratur i Haiimtcmper.iliir ;
Hoctitcniperatiir , >
| Erfindung | 0.1 | i | (a) | 0.4 | 7.1 | 100 |
| 99.5 | 0.2 | (d) | 0.8 | 0.5 | 10(1 | |
| 99.0 | 0.2 | I 0.3 | (i) | 0.6 | 1.7 i |
|
| 99.2 | 0.2 | 1.0 | (I. 8:2) | 0.4 | I -7 | |
| 99.4 | 1 | |||||
| Stand der | i | |||||
| Technik | ei) | I).7 | ||||
| 99.0 | (in) | ! 2.0 | ||||
| 07 0 | ||||||
0
0
0
0
0
7.2
77
0
0
0
0
0
0
0
Kon·- ten/
460 455 440 415
405 380
Wie «HS den in Tabelle IV aufgeführten Versuchsergebnissen zu ersehen ist. besitzen die vier erfindungsgemäßen
KohlenwasserstofTgele 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 Kohlenwasserstoflgele
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.
Die Versprüh- und Verbrennungseigenschaften der gemäß Beispiel 4 hergestellten erfindungsgemäßen
lind herkömmlichen KohlenwasserstofTgele sowie des
zu ihrer Herstel'Mng verwendeten Düsentreibstoffs
allein werden unicr Verwendung eines Modells eines !.leinen Spiraleinspritz-Düsenmotors untersucht. Bei
einem Einspritzdruck von 5 kp cnr oder mehr weisen
aiIle erfindungsgemäßen kohlenwasserstoffgele die
{!leiche Versprühbarkeit wie der Düsentreibstoff allein jow ie ausgezeichnete Verbrennungsdgenschaften beim
Zünden des Sprühnebels auf. Die Kohlenwasserstofföle
nach dem Stand der Technik sind dagegen zu liart 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 Flammenaus-
breitgeschwindigkeit bei den erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgelen
sowie zum Vergleich bei dem reinen Düsentreibstoff bestimmt. Die Flammenausbreitgeschwindigkeiten
der erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele betragen 5 bis 10 cm/Sekunde und
ίο damit weniger ais l lQ 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 Flam-
•5 men ausbreiten.
Eine bestimmte Menge Wasser wird mit jeweils
einem der im Beispie' I verwendeten, in ύα Erfindung
benutzten Gelierungsmiuel sowie einer Aminverbindüng versetzt, worauf das Gemisch gründlich verrührt
und dann allmählich in der im 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 ur*d mit den entsprechenden Werten
herkömmlicher Kohlenwasserstoffgele verglichen. Die Ergebnisse dieser Versuch·; sind in Tabelle V /usammeniiefaßi.
| (ielicrungsmiltcl | Tabelle V | Mcstandieii;· des Gels | ! | 1 | Wasser | Stabilila1 | (abgeschie< | Tief- | Raum | konsislcn/ | |
| (Gewichlsprn/entl | Amin j | i | Menge in | leiiiperatur! | temperatur | ||||||
| ._ ..... .... .... . _ | Jene | ■ -----1 | .__ | ||||||||
| a 0.2 | 0.4 | (iefroren | Volumprozentl | .__.. ... .. | |||||||
| c 0,4 | Diäthylentriamin 0.2 | 1.0 | Hoch- | I | 0 | ||||||
| Gasöl | e 0,1 | Triäthylentetramin 0.5 | 0.2 | lemperatur | » | 0 | 440 | ||||
| f 0.3 | Monoäthanolamin 0.1 | 0.5 | 0.8 | 0 | 460 | ||||||
| Erfindung | h (8:2) 0.3 | Triethanolamin 0.2 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 420 | ||||
| 99.2 | j (8:2) 0.2 | Aminoäl hy !ethanolamin 0.3 | 0.4 | 0 | » | 0 | 445 | ||||
| 98.1 | k (8:2) 0.3 | Diethanolamin 0.1 | 0.6 | 0.3 | 0.4 | 0 | 470 | ||||
| 99,5 | a 0.1 | Dimetli} !ethanolamin 0.1 | 4.8 | 0 | 0 | 0 | 450 | ||||
| 99.0 | c 0.1 | Diälhanolamin 0.1 | 4.8 | o | 0 | 0 | 465 | ||||
| 98.9 | e 0,1 | Monoäthanolamin 0.1 | 4.8 | 2.1 | 0 | 0 | 470 | ||||
| 99.3 | f 0.1 | Diethanolamin 0.1 | 4.8 | 1.0 | 0 | 0 | 470 | ||||
| 99.0 | a 0.2 | Triethanolamin O.I | 1.7 | 1.0 | 0 | 0 | 470 | ||||
| 95.0 | e 0,1 | Guanidin 0.! | 1.8 | 1.5 | 0 | 0 | 470 | ||||
| 95,0 | 1 (3:7) 0.2 | Dicyandiamid 0.! | 2.7 | 1.5 | 0 | 0 | 450 | ||||
| 90,0 | Dicvclohewlamin 0.1 | 1.0 | 0 | 0 | 455 | ||||||
| 90.0 | <> | 460 | |||||||||
| 98,0 | m0,3 | 0.7 | 0 | ||||||||
| 98,0 | ρ 1.0 | 2.0 | (I | 86 | HX) | ||||||
| 97.0 | 27 | 5 | 390 | ||||||||
| Stand der | 370 | ||||||||||
| Technik | 100 | ||||||||||
| 99,0 | ! 100 | ||||||||||
| 97,0 | |||||||||||
Wie aus den in Tabelle V SSiCdIIgCgLhCnCn Versuchsergebnissen
zu ersehen ist. besitzen die crtinclungsgcmälkn
Kohlenwasserstoffgele. die außer mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel I
eine Aminverbindung enthalten, bessere Eigenschaften
als herkömmliche KohlcinwasserstofTgcle auf und
f>5 können zudem einen höheren Kohlenwasscrstoffgehalt
besitzen. In diesem Zusammenhang sei daraufhingewiesen,
daß man nach dem Verfahren zur Elerstcllung der erfindungsgcmäßcn Kohlen wasserst offgclc zwar
jcilcbe mit einem Gasölendgehalt von 99,6 Gewichtsprozent
erhalten kann, zum praktischen Einsatz bestimmten KohlenwasserstofTgelen jedoch vorzugsweise
nur etwa 98 bis 99,4 Gewichtsprozent Gas&l
oder weniger einverleibt. Außerdem sind die Kohlen-Wasserstoffgele
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 entiprtchend variiert. Schließlich kann man durch Verwenden
verhältnismäßig geringer Mengen an Ge-Ijerungsmitteln gelierte Gasöle mit ziemlich höh
Wassergehalt (2 bis 20 Gewichtsprozent) erhall durch den der Stickstoffoxidgehalt in Dieselmot
abgasen vermindert wird,
In einem Dieselmotor werden die Verbrennun
eigenschaften der nach Beispiel 6 hergestellten Ki lenwasserstoffgele mit einem Gasölgeftali von 90
Gewichtsprozent sowie ziemlich hohem Was« gehalt geprüft. Die Ergebnisse dieser Versuche sine
Tabelle VI zusammengefaßt.
BrennslofT
Gasöl
Erfindungsgemäßes
geliertes Gasöl..
geliertes Gasöl..
desgl
desgl
Wasser
!Gewichtsprozent I
2.1
4.8
4.8
Brennstoffverbrauch
(Liter hl
1.20
1.20
1.30
Rauchkonzentration
iRuUznhll
1.0 0.5
0.5 Bestandteile des Verbrennungsgases (trocken)
Kohlendioxid
(Volumprozent I
7.5
7.4
7.4
7.4
7.4
7.4
(Volumprozent)
11,0
11.0
11.0
10.9
11.0
10.9
Kohlenmonoxid
(Volumprozent ι
0.02
0.02 0.02 0,02
Stickstof!
oxidul
HdMi S(Kl
630 550 500
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 Gasöl allein.
Der Grund für diesen Effekt ist nicht ganz klar, dürfte jedoch wahrscheinlich auf das in den erfindungsgemäßen
KohlenwasserstofTgelen vorhandene Wasser zurückzuführen sein.
Die durch die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffe verwendeten Gelierungsmittel
zu erzielende Verringerung der Rauchkonzentration und der Stickstoffoxidemission kann nicht nur
bei Gasölen, sondern auch bei verschiedenen anderen flüssigen Kohlenwasserstoffen von Vorteil sein, so daß
die Kohlen wasser stoflgele 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.
Aus Wasser als äußerer Phase. Kerosin als innerer Phase und den nachstehend aufgcführicn Gclierungsmitteln
(A) bis (K) wird eine Reihe erfindungsgemäßer Kohlenwasserstoffeele herzcstellt.
(A) Gemisch aus
C12H25-O-(CH2CH2O)10H
C12H25-O-(CH2CH2O)10H
und Pelargonsäure
(Mischungsverhältnis 9: I bzw. 5:5):
(Mischungsverhältnis 9: I bzw. 5:5):
(B) Gemisch aus
C18H-,--O- ICH2CH2O)111H
und Diäthanolaminlaurat
3 : 7):
3 : 7):
60
(C) Gemisch aus
QHp-O- (C3H7O)15 -(CH2CH2O)15H
und Weinsäure
(Mischungsverhältnis 8 : 2. 5 : 5 b/.w. 2 : S):
(D; Gemisch aus
C1H1.,-
und Adipinsäure
(Mischungsverhältnis 5 : 5 bzw. 2 : 8):
(Mischungsverhältnis 5 : 5 bzw. 2 : 8):
(E) Gemisch aus
C8H1XOO-(C4H8O)4-(C2H4O)15H
und Bernsteinsäure
(Mischungsverhältnis 5 : 5 bzw. 3 : 7);
(Mischungsverhältnis 5 : 5 bzw. 3 : 7);
(F) Gemisch aus
(C2H4O)10H
(C2H4O)10H
und Acrylsäure
(Mischungsverhältnis 8:2); (G) Gemisch aus P.ilyoxyäthylensorbitanmon
olcat (V = 16) und Sebacinsäure
( Mischungsverhältnis 8 : 2 bzw. 5 : 5): (Hl Gemisch aus
C18H.,-- NH-(C2H4O)15H
und Citronensäure
(Mi':chiiniisvcrh:illni>; S- Sl-
23
(I) Gemisch aus
H(OC2H4),,, O (C4HxOI1n (C2H4OI111H
und Glukonsäure (Mischungsverhältnis X : 2):
(.1) Gemisch aus
H(OC2H4I10 O ((".,H-O), (C4HxOl,
(C1H-O)5 (C2H4O)1nII
und Oxalsäure
(Mischungsverhältnis 5 : 5 hzw. 3 : 7) und (K) Gemisch aus
(C2H4O)25H
und Äthylcndiamintetraessigsäurc
(Mischungsverhältnis 5: 5).
/um Vergleich werden auch KohlcnwasserMoffgelc
unter Verwendung folgender herkömmlicher Gclicrungsmittel hergestellt:
(Ll Pohoxyäthylcndodecylphenylälhcr (P = H)):
(Ml Polyoxyäthvlensorbitanmonooleat (P = 16): (N) Polyoxyälhylcnoleyläthcr (P = 15):
(O) Kondensationsprodukt aus Stearinsäure und Diüthanolamin und
IP)
(C2H4O)10H
V2H4O)111H
V2H4O)111H
Die Herstellung und Prüfung der Kohlenwasserstoffgcle
wird analog Beispiel 1 durchgeführt (Rührgeschwindigkeit
200 UpM).
20 Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse
sind in Tabelle VlI zusammengefaßt.
| Kerosin | C | des Kohlenwasserstoff!»:!; | W asser | Tabelle VlI | leno | Stabilität | i | 91.0 | nage) | mpro/ent) | Konsistenz | |
| lewichispro/cni) | Menge in Voll | 94.0 | Raumtemperatur41 | |||||||||
| Bestandteile | Erfindung | iclicrungsmittel11 | Tieftcmpcratur'l | 71.0 | > 180 | (Tage) | .- -. - | |||||
| K | 99.0 | 0.8 | (ahgeschic Gefroren |
9.0 | ■>180 | |||||||
| 98.5 | 1.2 | Hochtemperatur I | 45.0 | 150 | >365 | 445 | ||||||
| 99.2 | 0.2 (A. 9:1) | 0.6 | > 180 | >365 | 460 | |||||||
| 98.8 | 0.3 (B. 3:7) | 1.0 | >I8O | 280 | 445 | |||||||
| 97.5 | 0.2 (C. 8:2) | 2.1 | 0.0 | > 180 | >365 | 455 | ||||||
| 98.9 | 0.2 (C. 5:5) | 0.9 | 0.0 | 140 | >365 | 460 | ||||||
| 99.4 | 0.4 (E. 5:5) | 0.5 | 0.5 | > 180 | >365 | 450 | ||||||
| 98.4 | 0.2 (F. 8:2) | 1.3 | 0.0 | 180 | 270 | 435 | ||||||
| 99.1 | 0.1 (G. 5:5) | 0.7 | 0.0 | >365 | 450 | |||||||
| Stand der | 0.3 (1. 8:2) | 0.0 | 340 | 445 | ||||||||
| Technik | 0.2 (J. 5:5) | 1,3 | 15 | |||||||||
| 97.0 | 2.0 | 0.0 | 7 | |||||||||
| 97.0 | 2.0 | 1.2 | 3 | 30 | 380 | |||||||
| 97.0 | 1.0 (L) | 2.0 | 35 | 30 | 440 | |||||||
| 97.0 | 1.0 (M) | 2.0 | 21 | 35 | 390 | |||||||
| 97.0 | 1.0 (N) | 2.0 | 45 | 370 | ||||||||
| 1.0 (O) | 60 | 405 | ||||||||||
| 1.0 (P) | ||||||||||||
M(A) bis I P) = Die vorstehend aufgeführten in der F.rtinduna verwendeten Gclicrungsmittcl (die in Klammern stehenden Zahlen ge
das jeweilige Mischungsverhältnis an).
:l D.:s K ohlenwasscrstoffcel wird 6 Stunden auf 60 C erwärmt, dann IS Stunden auf -20 C abgekühlt und hierauf erneut 6 Stun auf 60 C erwärmt. Dieser Behandlungszyklus wird 20mal wiederholt, worauf die Auflrennung b/w. Abscheidung von gelier
:l D.:s K ohlenwasscrstoffcel wird 6 Stunden auf 60 C erwärmt, dann IS Stunden auf -20 C abgekühlt und hierauf erneut 6 Stun auf 60 C erwärmt. Dieser Behandlungszyklus wird 20mal wiederholt, worauf die Auflrennung b/w. Abscheidung von gelier
flüssigem Kohlenwasserstoff in Volumprozent gemessen wird. Hin kleinerer Wert bedeutet größere Stabilität.
') Das Kohlenwasserstoffes! wird bei -20 C gelagert und die Zahl der Tage ermittelt, die es stabil bleibt. Jc hoher dieser Wert ist. d
') Das Kohlenwasserstoffes! wird bei -20 C gelagert und die Zahl der Tage ermittelt, die es stabil bleibt. Jc hoher dieser Wert ist. d
größer ist die Stabilität.
*) Das Kohlcnwasscrstoffgcl wird bei 25 C gelagert und die Zahl der Tage ermittelt, die es stabil bleibt. Jc höher dieser Wert ist. desto gri
*) Das Kohlcnwasscrstoffgcl wird bei 25 C gelagert und die Zahl der Tage ermittelt, die es stabil bleibt. Jc höher dieser Wert ist. desto gri
ist die Stabilität.
Wie aus den in Tabelle VIl aufgerührten Versuchs- eine überlegene Stabilität auf. Außerdem besitzen
ergebnissen zu ersehen ist. weisen die erfindungs- Kohlenwasserstoffgele der Erfindung eine Konsisl
gemäßen Kohlenwasserstoffgele selbst bei einem Ge- 65 von 415 bis 470 (je höher dieser Wert ist. umso wci<
halt an flüssigem Kohlenwasserstoff von 99% im ist das betreffende Material) und sind daher pu
Vergleich zu den Kohlenwasscrstoffgclen nach dem fähig.
Stand der Technik (Kohlenwasserstoffgehalt nur 97%)
Stand der Technik (Kohlenwasserstoffgehalt nur 97%)
409 54]
Beispiel 2 wird unter Verwendung einiger der nach Beispiel 8 hergestellten Kohlenwasserstoffgele der Erfindung
sowie von reinem Kerosin als Vcrglcichssubstan/ wiederholt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in
Tabelle VIII wiedergegeben.
Kerosin
Erfindungsgemäßes
Kohlenwasserstoffgel 4.5
Kohlenwasserstoffgel 4.5
Kerosin 4.5
Erfindungsgemiißes
Kohlenwasserstoffgel I 4.5
Kohlenwasserstoffgel I 4.5
*) Verringerte Luftzufuhr.
(Liter h)
4.5
Rauchkonzentration (Rußzahl)
0
0
0
2*)
2*)
2*1
Wie aus den in Tabelle VIn aufgeführten Versuchsergebnissen zu ersehen ist. weisen die Kohlcnwasserstoffgele
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 Kohlenwasscrstoffgele enthaltender Tank, z. B. durch ein Erdbeben.
Bestandteile des Verbrennungsgases
(trocken)
Kohlendioxid
(Volumprozent)
10.2 10.8
11.5
11.5
11.0 11.7
Sauerstoff
(Volumprozent)
6.5
6.4 6.8
5.0
5.0
4.9 5.3
Kohlenmonoxid
(Volumprozent)
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
umgekippt oder beschädigt wird, nicht auslaufen und somit sehr sicher handhabbare Produkte darstellen.
Beispiel 3 wird unter Verwendung der Gelierungsmittel
nach Beispiel 8 statt der Gelierungsmittel nach Beispiel 1 wiederholt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse
sind in Tabelle IX wiedergegeben.
Kerosin
Erfindungsgemäßes
Kohlenwasserstoffgel
Kohlenwasserstoffgel
Herkömmliches
Kohlenwasserstoffgel
Kohlenwasserstoffgel
| Tabelle IX | Brennstoffverbrauch | Rauchkonzentration |
| (Liter h) | (RuBzahl) | |
| 2.0 | 0 | |
| 2.0 | 0 | |
| 2.0 | 0 | |
| Im Brennertopf angesan-ncltc Kohle | im oberen Tci |
| im Bodenteil | IgI |
| -JlL.. | 16 |
| 2.0 | 8—14 |
| 1.5-2.5 | 13·-20 |
| 5.0 10.0 |
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 Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik
auf.
Wie im 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
Kohlenwasserstoffgehall von nur 97% eine schlechtere Stabilität auf. wie aus Tabelle VII zu ersehen ist, und
brechen, wenn sie den gleichen Kohlenwasserstoffso gehalt wie die erfindungsgemäßen Kohlenwasser
stoffgele. d. h. 99 Gewichtsprozent, besitzen, wem
man sie nur etwa 1 bis 15 Tage stehen läßt, wobei sii
sich in Kerosin und das Gelierungsmittel auftrennen Außerdem hinterlassen die herkömmlichen Kohlen
wasserstoffgele im Brennertopf große Mengen ai Kohlenstoff-Rückständen und finden daher in de
Praxis kaum Anwendung.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden daß die KohlenwasserstofTgele der "Erfindung dei
herkömmlichen Produkten weit überlegen sind.
Beispiel 11
Beispiel 4 wird wiederholt, wobei abweichend davoi statt nach Beispiel 1 hergestellter erfindungsgemäße
Kohlenwasserstoflgele analog Beispiel 8 hergestellt
gelierte Düsentreibstoffe verwendet werden.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle)
wiedergegeben.
Bestandteile des Kohlcnwasserstoffgels
(Gewichtsprozent)
(Gewichtsprozent)
Düsentreibstoff
Erfindung
99,5
99,0
99,2
99,4
99,5
99,0
99,2
99,4
Stand der
Technik
Technik
99,0
97,0
Gclierungsmittel
0,1 (Λ, 5:5)
0,2 (C, 2:8)
0.2 (D. 5:5)
0,2 (K, 5:5)
0.3 (L)
1,0 (M)
1,0 (M)
Wasser
0.4
0.8
0.6
0.4
0.8
0.6
0.4
0,7
2.0
2.0
Stabilität
(abgeschiedene M<ngc in Volumprozent)
Gefroren
Hochtemperatur Tieftemperatur
Gefroren
Hochtemperatur Tieftemperatur
(Tage)
7.6 0.5 1.2 0.5
100 100 140
> 180
> 180
> 150
| iprozcnt) Raumtemperatur |
Konsist |
| (Tage) | |
| 230 | 460 |
| >365 | 450 |
| >365 | 455 |
| >365 | 460 |
| 12 | 405 |
| 25 | 380 |
Wie aus den in Tabelle X aufgeführten Versuchsergebnissen zu ersehen ist, weisen die vier erfindungsgemäßen
Kohlenwasserstoffgele eine weitaus höhere Stabilität als die gelierten Düsentreibstoffe nach dem
Stand der Technik auf und bleiben selbst bei langer Lagerung unter ungünstigen 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 5 wird wiederholt, wobei jedoch statt der gemäß Beispiel 4 hergestellten gelierten Düsentreibstoffe
die nach Beispiel 11 erhaltenen erfindungsgemäßen und herkömmlichen Kohlenwasserstoffgele
verwendet werden. Die: dabei erhaltenen Versuchsergebnisse sind mit den nach Beispiel 5 erzielten
völlig identisch. „ . . . .. fc Beispiel 13
Beispiel 6 wird wiederholt, wobei jedoch abweichend davon statt im Beispiel 11 genannter einige der irr
Beispiel 8 angegebenen Gelierungsmittel verwendei werden.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle Xl aufgeführt.
| (Gewichtspro7.cnt) | Wasser | Tabelle Xl | Stabilität | Tieftemperatur | Raumtemperatur | Konsistenz | |
| Gclierungsmittel | (Tage) | (Tage) | |||||
| 0.6 | |||||||
| 0,2 (D, 2:8) | 1.5 | (abgeschiedene Menge in Volumprozent) | > 180 | >365 | 450 | ||
| 0,4 (G, 8:2) | 0.4 | Gefroren Hochtemperatur |
> 180 | >365 | 460 | ||
| 0,1 (H. 5:5) | 2,7 | (%) | 120 | 210 | 440 | ||
| Bestandteile des Kohlenwasserstoffgcls | 0,3 (J, 3:7) | 9.5 | 160 | 290 | 455 | ||
| 0,5 (L. 3:7) | 0.0 | > 180 | >365 | 465 | |||
| Gasöl | 0.0 | ||||||
| Erfindung | 0.7 | 1,5 | |||||
| 99,2 | 0,3 (N) | 2.5 | 0.0 | 4 | 35 | 390 | |
| 98,1 | 0,5 (P) | 0,0 | 18 | 45 | 380 | ||
| 99,5 | |||||||
| 97,0 | |||||||
| 90,0 | 100.0 | ||||||
| Stand der | 100.0 | ||||||
| Technik | |||||||
| 99,0 | |||||||
| 97,0 |
Wie aus den in Tabelle XI aufgeführten Versuchsergebnissen zu ersehen ist, weisen die fünf erfindungsgemäßen
Kohlenwasserstoffgele eine erheblich betöre
Stabilität als die Kohlenwasserstoffgele nach dem Stand der Technik auf und sind lange Zeil 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 Gelierungsmittel
gelierte Gasöle mit ziemlich hohem Wassergehalt (2 bis 20 Gewichtsprozent), wodurch der Stie
stoftbxidgehalt in Dieselmotorabgasen verringert w<
den kann. _ . . , , .
Beispiel 7 wird unter Verwendung der 90 I 97 Gewichtsprozent Gasöl und ziemlich große Meng
Wasser enthaltenden, nach Beispiel 13 hergestellt erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffgele wiederhc
Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle > zusammengefaßt.
29
Brennstoff
Gasöl
Erfindungsgemäßes gclicrtes Gasöl.. .
desgl
desgl
■Wasser
(C ieuiehlspro/entl
1.5 2.7 1A 5
Hrcnnsloff- \ei bi auch
Riiiichkon/enl
ration
30
Bestandteile des Vcrnrennunfisüases
(trocken)
I Kohlen- I
I Volum
(liter hl ι iRulVahll ■ pro/ei
nt)
1.20
1.20 1.20 1.30
1.0 0.5 0.3
7.5
7.4 7.3 7.3
Sauerstoff
(Volumprozent I
I 1.0
II. I
11.2 11.2
Kohlenmonoxid (Volumprozer.
ι
0.02
0.02 0.02 0 02
Stickstoff oxitllel
(IpMl KOO
690 540 360
Wie aus den in Tabelle Xl I aufgeführten VeiMichsergcbnissen /ti ersehen isi. ist bei Verwendung der Kohlen
wassersloffgele der Erfindung die Rauchkon/entration und die .Stickstoffoxidmenge in den Vcrbrcnnungsgasci
geringer als bei der Verwendung des als Ausgangsmaterial verwendeten Gasöls allein.
Beispiel 8 wird unter Verwendung einiger der dort aufgerührten Gclicrungsmiltel wiederholt, wobei jedocl
abweichend davon statt Kerosin verschiedene andere flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Schweröl. Bcn/ol um
Xylol, verwendet werden. Die dabei erhaltenen Kohlenwasscrstoffgclc weisen eine bessere Stabilität als in
Vergleich mit herkömmlichen Gelierungsniitteln hergestellte Kohlenwasserstoffgele auf.
Claims (12)
- Patentansprüche:I. Kohlenwasserstoffgele, bestehend aus
destens 80 Gewichtsprozent mindestens eines in einem Bereich von 30 bis 390° C siedenden flüssigen Kohlenwasserstoffs als ionere Phase, mindestens 0,05 Gewichtsprozent Wasser als äußere Phase und mindestens 0,05 Gewichtsprozent Gelierungsrnjttel(n), dadurch gekennzeichnet, daß sie als Gelierungsmittela) mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel IR—N—R'—B—R"—D(Din der R. R' und R" gleich oder verschieden sind und je einen Alkylrest oder eine direkte Bindung bzw. einen zweiwertigen Rest der Formel (CH, )p bedeuten, ρ eine Zahl mit einem Wert von 0 bis 50 ist. A ein Wasserstoffatom oder einen Rest der Formel RB. R. R'", RNH2. R'"NH, oder R'"D bedeutet, wobei R'" einen Alkylrest oder eine direkte Bindung bzw. eine Gruppe der Formel (CH2),, darstellt, q eine Zahl mit einem Wert von 0 bis 50 ist, B eine direkte Bindung oder eine Gruppe der Formel [(CH2LNH]n darstellt, m und i! gleich oder verschieden sind und je eine Zahl mit einem Wert von 0 bis 50 bedeuten, und D tine Carboxylgruppe und oder mindestens ein anorganisches oder organisches Salz einer Verbindung der allgemeinen Formel 1 bedeutet, gegebenenfalls in Kombination mit mindestens einem anderen bekannten Gelierungsmittel und oderb) ein Gemisch aus mindestens einem nichtionischen Netzmittel mit einer Polyalkylenoxidkette im Molekül oder einem kationischen Netzmittel und mindestens einer Carbonsäure und oder einem Salz einer Carbonsäure enthalten. - 2. Kohlenwasserstoffe! nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß es als Komponente a mindestens eine Verbindung der allgemeinen ForimelnRNHiCH2)^12CH2COOH354045)N —R1CH2COOH
RRNH[ICII2I111NH]nR COOHNR[ICH2LNH]nRXOOH
RR
oder RRCOOH
RCOOII6o;nr[ich2),„nh|nR coon &sH2NR
enthält, in denen die Resl·; R. R'. R1 um! Rgleich oder verschieden sind und je einen Alkylrest oder eine direkte Bindung bzw. eine Gruppe der Formel (CH2 )p bedeuten, ρ eine Zahl mit einem Wert von 0 bis 50 ist und m und η die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben. - 3. Kohlenwasserstoffgel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Gelierungsmittel ein Gemisch aus mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel I und 90 bis 10 Gewichtsprozent mindestens eines anderen Gelierungsmittels mit einer Amido-, Carboxyl- oder Carboxylgruppe im Molekül und oder mindestens einem anderen nichtionischen oder kationischen Netzmittel enthält.
- 4. Kohlenwasserstoffgel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelierungsmittelgemisch mindestens ein nichtionischi-ä Netzmittel der allgemeinen Formel IIZ[IOR)11OH]n,(H)enthalt in der Z eine alkoxylierbare Gruppe. OR eine sich von einem Alkylenoxid ableitende Gruppe, η eine Zahl mit einem Wert von 1 bis 2000 oder mehr und m eine der Zahl der funktionellen Gruppen in Z entsprechende Zahl ist.
- 5. KohlenwasserstofTgel nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich mindestens eine Aminverbindung. insbesondere ein primäres, sekundäres und oder tertiäres Amin enthält.
- 6. Kühlenwasserstoffgel nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß es als Aminverbindung Methyl·. Äthyl-. Propyk Bui>l-, Hexyk Octyk Lauryl-. Dimethyl-. Diäthyk Äthylmeihyk Dihexyk Dioctyk Trimethyk Triäthyl-. Monoäthanol-. Diäthanoi-. Triülhanok Diälhylentri-. Hexaäthylenpent-. Dicyclohcxjl- und oder ein Polyäthylenpolyamin mit einem Polymerisationsurad von 5 bis 60. TrimeihyMaurylammnnium. Aminoaihylaminoälhanoi. Dicyandiamid. Guanidin und oder ein Guanidinsalz enthält.
- 7. Kohlenwasserstoffgel nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß es als Gelierungsmittel ein Gemisch aus mindestens einem nichtionischen Netzmittel mit einer Pohoxyalkylenkcttc im Molekül und mindestens einer Carbonsäure und oder mindestens einem SaI/ einer Carbonsäure enthält.
- 8. KohlenwasserstofTgel nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens ein nichtionisches Netzmittel der allgemeinen Formel II enthält, in der Z die ResteR COOR -C NR-O-R-N„H-,x ■<bedeutet, wobei R einen Alkylrest und X einSauerstoff-oder Schwefelatom oder die SO-Gruppe, einen — O^Alkylenoxidblockcopolymerl-rest oder den Rest eines mehrwertigen Alkohols oder eines Polycarbonsäurederivate darstellt.
- 9. Kohlenwasserstoffgel nach den Ansprüchen 7 und 8, 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.
- 10. Kohlenwasserstoffgel nach den Ansprüchen 7 bis 9, 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.
- 11. Kohlenwasserstoffgel nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es nichtionische Netzmittel und Carbonsäuren und oder Carbonsäuresalze in einem Menuenverhältnis von 9:1 bis 1:9 enthält.
- 12. Kohlenwasserstoffgel nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es Wasser und oder Gelierungsmittel in einer Menge von 0.05 bis 19 Gewichtsprozent enthält.Um diese Mangel flüssiger Kohlenwasserstoffe zu beseitigen und folgenschwere Unfälle zu verhüten, ist es bekannt, die flüssigen Kohlenwasserstoffe zu gelieren, da gelierte flüsiiige Kohlenwasserstoffe kaumauslaufen werden. Selbst wenn dies doch einmal geschehen sollte, können sie sich nicht ausbreiten oder in den Untergrund eindringen. Außerdem kann ein gelierter flüssiger Kohlenwasserstoff leichter gelöscht werden, wenn er sich einmal entzünden sollte.ip Die bekannten Verfahren zum Gelieren flüssiger Kohlenwasserstoffe lassen sich in z,yei Gruppen einteilen, nämlich
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |