DE69700529T2

DE69700529T2 - Emulgierter brennstoff und verfahren zur dessen herstellung

Info

Publication number: DE69700529T2
Application number: DE69700529T
Authority: DE
Inventors: Pascal Brochette; Alain Haupais; Philippe Schulz
Original assignee: Elf Antar France
Current assignee: Elf Antar France
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: RU2167920C2; UA56158C2; NZ331828A; CN1089364C; CN1216571A; CZ291498A3; DE69700529D1; KR20000064594A; FR2746106A1; BR9708074A; NO984254D0; NO984254L; FR2746106B1; CZ294200B6; JP2000502743A; HK1019614A1; WO1997034969A1; TR199801826T2; EP0888421B1; ATE184639T1

Description

TECHNISCHER BEREICH

Der Bereich der vorliegenden Erfindung ist jener der Brennstoff-Zusammensetzungen, insbesondere der Kraftstoffe, welche zur Verwendung in Verbrennungsmotoren bestimmt sind. Genauer gesagt enthalten die im Rahmen der Erfindung in Betracht gezogenen Brennstoffe hauptsächlich flüssige Kohlenwasserstoffe und insbesondere:
- jene mineralischen Ursprungs, wie die Erdölderivate vom Typ Benzine, Gasöle, Kerosine, Masute (schwere Heizöle) und/oder wie die Kohle- oder Gasderivate (Synthesekraftstoffe),
- jene pflanzlichen Ursprungs, wie die veresterten oder nicht-veresterten Pflanzenöle,
- und ihre Mischungen.
Die vorliegende Erfindung zieht insbesondere neue Brennstoff- Zusammensetzungen in Betracht, welche aus Emulsionen von Wasser in wenigstens einem Kohlenwasserstoff und im allgemeinen in einer Kohlenwasserstoffmischung, wie beispielsweise jene, welche die Gasöle bildet, bestehen. Es wird sich daher in dem folgenden Bericht um stabilisierte Wasser/Kohlenwasserstoffemulsionen handeln, welche geeignete Tenside umfassen, die das Emulgieren und das Stabilisieren solcher Emulsionen erlauben.
Die vorliegende Erfindung hat auch ein Verfahren zum Erhalten von emulgierten Wasser/Kohlenwasserstoff-Brennstoffen (z. B. Kraftstoffen) zum Gegenstand, welche mit einem oder mehreren Tensid(en) verbunden sind.

STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung zählt zu der seit langem beliebten Maßnahme, Brennstoff-Zusammensetzungen, insbesondere Kraftstoffe, zu entwickeln, welche Substitutionsprodukte von Erdölderivaten umfassen, aus wirtschaftlichen Erwägungen und hinsichtlich Einschränkung der Schadstoffemission.
Wasser tauchte rasch als ein interessantes Additiv oder Ersatzmittel bzw. Substituent für Benzine oder Gasöle auf. Wasser ist in der Tat eine wenig kostspielige und nicht-toxische Flüssigkeit, welche sich geeignet zeigt, den Kraftstoffverbrauch sowie die Emission von sichtbaren oder nicht-sichtbaren Schadstoffen zu vermindern.
Trotz all diesen angenommenen Vorteilen wurde bisher kein Wasser/Kohlenwasserstoff-Kraftstoff industriell in großem Maßstab in konkreten Anwendungsbereichen verwendet, aufgrund hindernder bzw. redhibitorischer Schwierigkeiten des Einsatzes und der Vewendung.
Gemäß einem ersten Lösungsweg wurde in Betracht gezogen, getrennte Lagerungen von Wasser und Kraftstoff in Fahrzeugen und ihre Vermischung im Augenblick der Verwendung vorzusehen. Dieser Lösungsweg erfordert die Einrichtung einer komplexen und ausgeklügelten Vorrichtung zum spezifischen Mischen und Dosieren an Bord des Fahrzeuges. Die Kosten, der Raumbedarf und die Zerbrechlichkeit solcher Vorrichtungen haben sich als vollständig abschreckend für die Entwicklung dieses Lösungsweges ergeben.
Ein zweiter denkbarer Lösungsweg besteht darin, vorgefertigte Mischungen von Wasser und Kraftstoff einzusetzen, wobei jedoch nicht mit den beträchtlichen Problemen der Stabilität bei der Lagerung solcher Mischungen in variierenden Temperaturbereichen von -20ºC bis -70ºC und der Stabilität unter den Bedingungen der Verwendung der Emulsion in einem Behälter gerechnet wurde.
Es gibt daher viele fruchtlose technische Vorschläge, welche vergeblich in Betracht ziehen, emulgierte Brennstoffe zur Verfügung zu stellen, welche Wasser und im allgemeinen neue, nicht schadstoffhaltige Brennstoffe umfassen und einen geringen Verbrauch mit sich bringen.
Um einen solchen Stand der Technik zu veranschaulichen, kann man die französische Patentanmeldung Nr. 2 470 153 zitieren, welche einen emulgierten Brennstoff offenbart, welcher Kohlenwasserstoffe, Wasser, einen Alkohol (Methanol, Ethanol) und ein emulgierendes System umfaßt, das aus Sorbitanmonooleat und ethoxyliertem Nonylphenol gebildet ist. Die Konzentration des Emulgatorsystems in der Emulsion ist zwischen 3 und 10 Volumenprozent enthalten. Die unentbehrliche Gegenwart von Alkohol in dieser Emulsion stellt ein äußerst sträfliches bzw. nachteiliges Element dar, insbesondere im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und Motorleistungen, welche mit dieser Emulsion erhalten werden können. Des weiteren muß man feststellen, daß die Stabilität dieser Wasser-Alkohol/Kohlenwasserstoff- Emulsion nicht besonders beweiskräftig ist. Tatsächlich stellt man nach 72 Stunden Lagerung der Emulsion, was einer realistischen Zeitdauer der Nichtverwendung eines Fahrzeuges, das mit diesem Kraftstoff betrieben wird, entspricht, den Beginn der Phasentrennung (Entphasung/Entmischung) zwischen den Kohlenwasserstoffen und der hydroalkoholischen Mischung fest. Die entphasten bzw. entmischten (getrennten) Kohlenwasserstoffe können am Ende dieser Zeitdauer bis zu 3 Volumenprozent der Emulsion darstellen. Man kann sich leicht vorzustellen, daß nach einigen Tagen der Lagerung die Entphasung dieser Emulsion gemäß dem Patent Nr. 2 470 153 genügend wesentlich ist, um für den Betrieb unter normalen Anwendungsbedingungen hinderlich bzw. redhibitorisch zu werden.
Man kennt andererseits über das US-Patent 4,877,414 einen emulgierten Kraftstoff, welcher eine bestimmte Zahl Additive umfaßt, darunter ein Emulgatorsystem, das aus Sorbitansequileat, Sorbitanmonooleat und Polyoxyethylenether (6 OE) von Dodecylalkohol gebildet ist. In bevorzugter Weise beträgt nach diesem Patent die Gesamtkonzentration aller Additive etwa 2,1%. Abgesehen vom Emulgatorsystem können die weiteren Additive, welche verwendet werden können, sein: ein Mono-α-Olefin (1-Decen), Methoxymethanol, Toluol, Alkylbenzol und Calciumhydroxid. Diese Formulierung ist äußerst komplex, nicht nur wegen der Anzahl eingesetzter Additive. Sie ist auch relativ kostspielig. Schließlich leiden die emulgierten Kraftstoffe gemäß diesem Patent auch an einem Mangel der Stabilität, insbesondere bei niedriger Temperatur. Die Anmelderin konnte dies übrigens deutlich unter Beweis stellen, indem das bevorzugte Ausführungsbeispiel des emulgierten Kraftstoffes gemäß diesem Patent nachgearbeitet wurde. Es hat sich herausgestellt, daß sich die Emulsion innerhalb einer Stunde auftrennt (entphast). Das Phänomen wird bei niedriger Temperatur unterhalb 5ºC noch betont. Man wagt also kaum, sich vorzustellen, was sich in den Fahrzeugbehältern bzw. -tanks, welche diese Emulsion enthalten und in reelle winterliche Bedingungen der Verwendung gebracht werden, bilden könnte.
Die Zusammenfassung des Japanischen Patentes Nr. 77-69 909 in Chemical Abstract 87 : 138 513 · betrifft einen emulgierten Kraftstoff (Kerosin : Wasser), welcher Sorbitansesquioleat und Polyethylenglycolether von Nonylphenol als Emulgiermittel umfaßt. Die Tröpfchengröße der wäßrigen dispergierten Phase ist < 20 u und im Mittel von der Größenordnung von 10 u. Dieser technische Vorschlag erlaubt keinesfalls die Aufgaben der physikochemischen Stabilität, der Beschränkung der Schadstoffemission, der Wirtschaftlichkeit und der Reduktion des Kraft stoffverbrauches in geeigneter Weise zu erfüllen. Diese technische Lehre kann jedoch keinerlei Hilfe für einen Fachmann sein, sich in die prospektiven Maßnahmen der Erfindung einzufinden.
Ein weiteres Chemical Abstract-Zitat, Nr. 101 57 568 z, welches das brasilianische Patent Nr. 82 4 947 zusammenfaßt, zieht einen emulgierten Brennstoff in Betracht, welcher Kohlenwasserstoffe umfaßt, die durch die äußerst viskosen und schweren Erdölderivate, Wasser, Ethanol und ein Emulgiermittel gebildet ist, das aus ethoxyliertem Nonylphenol besteht. Dieser emulgierte Brennstoff ist dazu bestimmt, in technischen Öfen und herkömmlichen Ölbrennern verwendet zu werden. Dieser Brennstoff kann keine Antwort auf die erwarteten Spezifikationen der Verbrennungsleistung, der Schadstoffemissionsbegrenzung und des geringen Verbrauchs sein. Darüber hinaus ist die physikochemische Stabilität dieser Emulsion nicht gut.
Die Internationale Patentanmeldung PCT WO-93/18117 im Namen der Anmelderin beschreibt emulgierte Brennstoffe, welche die vorliegende Erfindung verbessern will.
Diese emulgierten Brennstoffe, welche Kraftstoffe sein können, umfassen spezifische Mengen Kohlenwasserstoffe und eine Gesamtheit von Additiven in geringen Mengen, davon insbesondere ein Emulgatorsystem, das Sorbitanoleat, Polyalkylenglycol und Alkylphenolethoxylat umfaßt, Die dispergierte Phase dieses emulgierten Brennstoffes ist aus Wasser gebildet, das in einer Menge von 5 bis 35 Gew.-% vorliegt, während die Additive in einer Menge von 0,1 bis 1,5 Gew.-% enthalten sind. Die Konzentrationsbereiche an Sorbitanoleat, Polyalkylengylcol und Alkylphenolethoxylat betragen (in Gew.-%) 0,20-0,26/0,20- 0,25/respektive 0,20-0,27. Die gesamte Patentanmeldung bezieht sich auf den Einsatz von gleichen Mengen dieser drei Hauptadditive: 1/1/1.
Die Leistungen der bekannten emulgierten Brennstoffe, ausgedrückt in Stabilität, Reduktion der Emission von sichtbaren oder unsichtbaren Schadstoffen, Verbrauchsreduktion und Wirtschaftlichkeit, sind durchaus zu verbessern. Insbesondere haben Forschung und Entwicklung an diesen emulgierten Kraftstoffen erlaubt, darzulegen, daß Verbesserungen hinsichtlich der Kosten und der Stabilität der Emulsion wünschenswert wären, insbesondere unter den tatsächlichen Bedingungen der Verwendung in Fahrzeugen.
Es ergibt sich aus dieser Betrachtung des Standes der Technik, daß ein nicht zufriedengestellter Bedarf an einem emulgierten Brennstoff besteht, welcher physikochemisch stabil (keine Phasentrennung), wenig umweltschädlich, wirtschaftlich und verbrauchserniedrigend ist.
Vorangetrieben durch diese Feststellung hat sich daher die Anmelderin eine bestimmte Zahl an Aufgaben gestellt, welche nachfolgend aufgezählt werden.
Eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Lücken zu beheben, indem ein emulgierter Brennstoff, insbesondere ein Kraftstoff zur Verfügung gestellt wird, der aus einer stabilen Wasser/Kohlenwasserstoff-Emulsion gebildet ist, welche vollständig homogen über lange Zeitperioden bleibt, sowohl in Lagerbehältern als auch in Kreislaufelementen, welche die Verbrennungsvorrichtung bilden, worin die Brennstoffe verwendet werden können.
Eine weitere wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue verbesserte, emulgierte Kraftstoffe zu liefern, welche gute Ergebnisse hinsichtlich der Reduktion des Brennstoffverbrauches und der Reduktion der Emission von sichtbaren Schadstoffen, welches die Abgase und die Feststoffteilchen sind und von gasförmigen, unsichtbaren Schadstoffen, wie CO, NOx und/oder SO&sub2;, nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe und CO&sub2;, bewirken.
Eine weitere wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue emulgierte Brennstoffe mit niedrigem Gestehungspreis zur Verfügung zu stellen, ohne den bewirkten Gewinn durch den teilweisen Ersatz kostspieliger Kohlenwasserstoffe durch Wasser zu vernichten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von stabilen emulgierten Brennstoffen zur Verfügung zu stellen, welche auch nicht umweltschädlich und wirtschaftlich sind, wobei dieses Verfahren selbst auch wenig kostspielig und darüber hinaus leicht durchzuführen ist, ohne hochentwickelte Durchführungsprotokolle und Vorrichtungen.
In einem solchen Zusammenhang hat die Anmelderin ihre erfinderischen Anstrengungen weiter verfolgt und neue verbesserte, emulgierte Brennstoffe entwickelt, deren Eigenart es ist,
einerseits eine wäßrige dispergierte Phase darzustellen, die aus Tröpfchen verminderter Größe gebildet ist, welche mit einem Grenzflächenfilm versehen sind, wodurch das Koaleszenzphänomen abgewendet wird; es ist des weiteren für die Stabilität der Emulsion wesentlich, daß die Größenverteilung der Wassertröpfchen so fein wie möglich ist,
und andererseits eine Zusammensetzung des Emulgatorsystemes auszuwählen, welche mit dem Erhalten der Stabilitätsspezifikationen, der Größenverteilung der Tröpfengröße der wäßrigen Phase in der Gasölphase zusammenwirkt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Daraus ergibt sich, daß die Erfindung einen verbesserten, emulgierten Brennstoff betrifft, welcher durch eine Emulsion von Wasser in wenigstens einem Kohlenwasserstoff gebildet ist, wobei der Brennstoff dadurch gekennzeichnet ist, daß
→ diese Emulsion ein Emulgatorsystem beinhaltet, welches umfaßt:
Δ (I) wenigstens einen Sorbitester der allgemeinen Formel:
oder
worin:
- die Reste X untereinander gleich oder verschieden sind und jeder OH, R¹COO- entspricht, wobei R¹ einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten, gegebenenfalls durch einen Hydroxylrest substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R¹ vorzugsweise ein Fettsäurerest ist, der mit einer endständigen Carboxylgruppe endet bzw. abgeschlossen ist,
wobei diese Ester (I) einen HLB-Wert zeigt, der zwischen 1 und 9 enthalten ist;
Δ (II) wenigstens einen Fettsäureester der allgemeinen Formel:
worin:
- R² einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten, gegebenenfalls durch eine Hydroxylfunktion substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R² vorzugsweise ein Fettsäurerest ist, der durch eine endständige Carboxylgruppe abgeschlossen ist,
- R³ eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub1;&sub0;-, vorzugsweise C&sub2;-C&sub3;-Alkylengruppe ist,
- n eine ganze Zahl größer oder gleich 6 ist, vorzugsweise zwischen 6 und 30 enthalten ist,
- R&sup4; H, einem linearen oder verzweigten C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkylrest,
entspricht,
wobei R&sup5; die gleiche Definition aufweist wie R² oben;
wobei der Ester (II) vorzugsweise einen HLB-Wert von größer oder gleich 9 aufweist;
Δ (III) wenigstens einen Alkylphenolpolyalkoxyl-Rest der allgemeinen Formel
worin:
- R&sup6; einen linearen oder verzweigten C&sub1;-C&sub2;&sub0;-, vorzugsweise C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkylrest darstellt;
m eine ganze Zahl von größer oder gleich 8 ist, vorzugsweise zwischen 8 und 15 enthalten ist,
- R&sup7; und R&sup8; jeweils der gleichen Definition entsprechen, welche oben für R³ und R&sup4; der Formel (II) angegeben ist,
wobei dieser Ester (III) vorzugsweise einen HLB-Wert aufweist, welcher zwischen 10 und 15 enthalten ist;
→ dadurch, daß das Emulgatorsystem einen Gesamt-HLB-Wert aufweist, welcher zwischen 6 und 8, vorzugsweise zwischen 6,5 und 7,5 liegt,
→ dadurch, daß die Emulsion derart verwirklicht wird, daß die mittlere Größe der Tröpfchen der wäßrigen dispergierten Phase kleiner oder gleich 3 um, vorzugsweise 2 um und bevorzugter 1 um mit einer Standardabweichung von kleiner 1 um ist.
Diese tragenden vorteilhaften und innovativen Eigenschaften
- über das Dimenionsprofil der Tröpfchen der wäßrigen Phase
- und über die erfinderische Auswahl einer geeigneten Zusammensetzung für das Emulgatorsystem
unterscheiden sich sehr deutlich von der Erfindung gemäß der WO 93 18 117, welche die vorliegende Erfindung verbessert.
Die verbesserten emulgierten Kraftstoffe, welche mit diesen Eigenschaften versehen sind, tragen vorteilhaft zu einer großen Stabilität bei der Lagerung über eine lange Zeitdauer bei. Sie entphasen nicht (Trennung der Phasen) und das sowohl in Behältern wie in verschiedenen Elementen, welche die Versorgungsleitungen von Vorrichtungen bilden, die dazu geeignet sind, als Ort der Verbrennung zu dienen, nämlich Verbrennungsmotoren, Brenner ....
Die Emulsion gemäß der Erfindung bleibt vollständig homogen, so daß die Risiken einer abweichenden Funktion der Verbren nungsvorrichtungen äußerst beschränkt werden. Diese Abwesenheit der Entphasung (Trennung von Phasen) und Koaleszenz sowohl durch Schwerkraft als auch durch alle anderen Mittel der Trennung (Filtrieren, Zentrifugieren), bildet einen hauptsächlichen technischen Fortschritt, welcher es erlaubt, konkret die industriellen und wirtschaftlich ernstlichen Anwendung in Betracht zu ziehen.
Es handelt sich hier um die tatsächlichen Verbesserungen hinsichtlich der emulgierten Kraftstoffe gemäß der WO 93 18 117.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung zeigt sich die Stabilität der Emulsion als ein Halten derselben in ihrem ursprünglichen physikochemischen Zustand homogener Emulsion (keine Entphasung, keine Koaleszenz der Tröpfchen der dispergierten Phase), während einer Lagerung von wenigstens 3 Monaten bei Umgebungstemperatur.
Darüber hinaus bewirken die emulgierten Brennstoffe gemäß der Erfindung parallel völlig interessante und zufriedenstellende Leistungen, was die Verminderung der Schadstoffemission und den Verbrauch betrifft und das zu einem vernünftigen Gestehungspreis.
Es ist festzustellen, daß diese Kenntnisse nicht auf Kosten der Verbrennungsleistungen erhalten wurden (thermisch und thermomechanisch hohes Niveau).
Darüber hinaus erlaubt die Abwesenheit von Tröpfchen großer Größe, die Probleme des Zusetzens bzw. Verstopfens, des Druckverlustes und/oder der Abtrennung von Wasser in den Filterorganen zu minimieren, wie jene, welche man in Zuleitungskreisläufen mit emulgierten Brennstoffen finden kann. Diese Probleme zeigen sich umso akuter bei großer Kälte, welche das Gelieren der Tröpfchen der wäßrigen Phase hervorruft, was zur Bildung von Kügelchen mit einer Zusetzkapazität führt, welche größer ist als die von flüssigen Tröpfchen. Die Änderung bzw. Schwierigkeit, welche das Gelieren der Tröpfchen verursacht, kann durch Zugabe von Antigeliermitteln minimiert werden.
Ein mittlerer Durchmesser der Tröpfchen der wäßrigen Phase, eingestellt auf 3 um, vorzugsweise 2 um und bevorzugter noch 1 um, mit einer Standardabweichung von maximal 1 um, hat sich als einer der bestimmenden Faktoren erwiesen, um die Stabilität der Emulsion und insbesondere die Beschränkung der Phänomene der Koaleszenz und der Entmischung zu garantieren. In Übereinstimmung mit der Erfindung sieht man daher ein granulometrisches "monodisperses" Profil in der Praxis von 1 um vor (siehe Kurve von Fig. 5). Das zeigt, daß die Tröpfchenpopulation nach Größe homogen ist, wobei letztere des weiteren ausreichend niedrig ist, um mit der Stabilität zusammenzuwirken.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet die Abkürzung HLB "Hydrophilie-Lipophilie-Balance (Gleichgewicht)". Es handelt sich um einen wohlbekannten Parameter zur Charakterisierung von Emulgatoren. Das Referenzwerk auf dem Gebiet von Emulsionen, nämlich "EMULSIONS: THEORY AND PRACTICE, Paul BECHER- REINHOLD - Publishing Corp. - ACS Monograph - Ed. 1965" gibt in dem Kapitel "the chemistry of emulsifying agents" - S. 232 ff. - eine genaue Definition des HLB-Wertes an. Diese letztere ist unter Bezugnahme darauf in diese Beschreibung eingebracht.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die qualitative und quantitative Zusammensetzung des Emulgatorsystems ist ebenfalls ein wesentliches Element der Erfindung, welche zu den Ergebnissen beiträgt, welche insbesondere hinsichtlich der Stabilität erhalten werden.
Vorteilhafterweise umfaßt die Emulsion wenigstens 5 Gew.-% Wasser und die Konzentration an Emulgatorsystem im Verhältnis zur Gesamtmasse des Brennstoffes ist kleiner oder gleich 3 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-%.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Emulgatorsystem die drei Verbindungen (I), (II) und (III) in den folgenden Verhältnissen:
(I) 2,5 bis 3,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 Gewichtsteile,
(II) 1,5 bis 2,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 1,5 bis 2 Gewichtsteile,
(III) 0,5 bis 1,9 Gewichtsteile, 0,5 bis 1,5 Gewichtsteile.
Der Fettsäure- und Sorbitanester (I) ist bevorzugt im wesentlichen durch ein oder mehrere Oleate von C&sub1;&sub8;-Sorbitan, gegebenenfalls verbunden mit einem oder mehreren C&sub1;&sub8;-(linolisch, stearinisch) und C&sub1;&sub6;-(palmitinisch) Fettsäureestern, gebildet. Natürlich ist der Ester (I) nicht auf Monoester von Fettsäuren und von Sorbitan beschränkt, sondern erstreckt sich auf Di- und/oder Triester und ihre Mischungen. In jedem Falle ist eines der Kriterien der Auswahl dieses Esters (I) vorteilhaft die Zugehörigkeit zu dem Bereich eines HLB-Wertes, welcher zwischen 1 und 9 enthalten ist, was ihm eine ausgeprägte lipophile Neigung verleiht. Der besonders bevorzugte HLB-Wert für den Ester (I) ist zwischen 2,5 und 5,5 enthalten.
In der Praxis bevorzugt man jedoch Mischungen von Estern, welche im wesentlichen aus Oleaten und in geringeren Mengen aus Palmitat, Stearat und Linoleat von Sorbitan bestehen. Es kann sich beispielsweise um Sorbitan-Sesquioleat des Typs handeln, welche unter der Marke SPAN 83® oder ARLACEL 83® (ICI) vertrieben werden.
Als weiteres Beispiel von Sorbitanestern (I) kann man die Sorbitanlaurate des Types erwähnen, welche unter der Marke SPAN 20® oder ARLACEL 20® (ICI), ALKANULS SML (RHONE POULENC) vertrieben werden, die Sorbitanstearate des Typs, welche unter der Marke ARLACEL 60® (ICI) oder ALKAMULS SMS (RHONE POULENC) vertrieben werden, ohne daß diese Aufzählung erschöpfend wäre.
Es läuft darauf hinaus, daß im Sinne der vorliegenden Erfindung sich die Ester (I) auf alle Analoga und Derivate der Fettsäure- und Sorbitanester erstrecken.
Was die Verbindung (II) betrifft, wird sie unter den Oleaten und/oder den Stearaten und/oder den Ricinoleaten von Polyalkylenglycol und vorzugsweise Polyethylenglycol (PEG), vorzugsweise unter jenen, deren PEG ein Molekulargewicht kleiner oder gleich 450, vorzugsweise der Größenordnung 300, aufweisen, ausgewählt.
Es kann sich beispielsweise so um Monooleat von PEG 300 jenes Types handeln, welche unter der Marke TILOL 163® (UNION DERI- VAN SA), EMULSOGEN A® (HOECHST) vertrieben werden. Als weitere Beispiele von Verbindungen (II) kann man das Monooleat von PEG 400 jenes Types erwähnen, welche unter der Marke SECOSTER MO 400 (STEPAN), REMCOPAL (CECA) vertrieben werden, oder von ethoxylierter Stearinsäure mit 8 Ethoxyeinheiten (= Stearat von PEG 350) jenes Types, welche unter der Marke SIMULSOL M45® (SEPPIC) oder MYRJ 45® (ICI) vertrieben werden, das Ricinoleat von PEG jenes Types, welche unter der Marke CEREX EL 4929® (AUSCHEM SpA) oder MARLOSOL R70® (HÜLS AG, STEPAN) vertrieben werden, handeln.
Das Alkoxylat von Alkylphenol (III) wird vorzugsweise aus den Nonylphenolen und/oder den polyethoxylierten Octylphenolen, ausgewählt, wobei die polyethoxylierten Nonylphenole besonders bevorzugt sind.
In der Praxis handelt es sich zum Beispiel um Nonylphenolethoxylat. Es kann vorteilhaft durch eines oder mehrere Alkylphenolalkoxylate ersetzt oder damit verbunden sein. Es ist auch interessant, die Alkylphenolalkoxylate (III) zurückzuhalten, worin der das Phenol substituierende Alkylrest etwa 1 bis 20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 5 bis 20 Kohlenstoffatome, umfaßt. Des weiteren ist es auch vorzuziehen, die Alkylphenolalkoxylate (z. B. -ethoxylate) auszuwählen, worin die Alkoxylkette vorzugsweise 8 bis 20 und noch bevorzugter 8 bis 15 Alkylenoxidgruppen (z. B. Ethylenoxid) pro Molekül umfassen. In der Praxis bevorzugt man das polyethoxylierte Nonylphenol: C&sub9;H&sub1;&sub9;-C&sub6;H&sub4;-(OCH&sub2;CH&sub2;)m-OH mit 8 < m < 15. Es hat sich im Rahmen der Erfindung als wesentlich gezeigt, auf polyethoxylierte Nonylphenole auszuweichen, welche nicht nur durch ihren hydrophilen Charakter gekennzeichnet sind, sondern auch durch Trübungspunkte, welche im Sinne der Norm DIN 53917 definiert sind, mit einer wäßrigen Lösung von 1 Masse-% über 30ºC. Eine Kombination dieser Eigenschaften hat es tatsächlich erlaubt, nicht nur Emulgatorsysteme zu erhalten, welche sich zur Herstellung einer Wasser-Brennstoff-Emulsion gemäß der Erfindung eignen, sondern des weiteren dazu Eigenschaften des Temperaturverhaltens zu erhalten, welche überaus bemerkenswert sind und diese Emulsion in einem großen Temperaturbereich stabil machen können.
Als weitere Beispiele der Verbindungen (III) kann man die polyethoxylierten Octylphenole insbesondere jene erwähnen, welche unter der Marke OCTAROX® (SEPPIC) und SINNOPAL OPn® (SI- DOBRE-SINNOVA) vertrieben werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindung (III) des Emulgatorsystemes eine Mischung aus polyethoxylierten Nonylphenolen, vorzugsweise von zwei polyethoxylierten Nonylphenolen mit 9 bzw. 12 Ethylenoxidresten.
Ohne beschränkend zu sein, sind die besonders in Betracht gezogenen Brennstoffe der vorliegenden Erfindung jene, worin der Kohlenwasserstoff oder die in ihrer Konstitution neu eintretende Mischung aus Kohlenwasserstoffen aus der Gruppe der folgenden Produkte ausgewählt ist bzw. sind: Gasöle, Benzine, Kerosine, schwere Heizöle bzw. Masute, Synthesebrennstoffe, veresterte oder nicht-veresterte pflanzliche oder tierische Öle und deren Mischungen.
In noch bevorzugterer Weise betrifft die vorliegende Erfindung eine Gruppe von besonderen Brennstoffen, welche die Kraftstoffe (Gasöle, Benzine, Kerosine, Synthesebrennstoffe, veresterte oder nicht-veresterte pflanzliche oder tierische Öle) sind, welche als Brennstoffe in Verbrennungsmotoren und Wärmekraftmaschinen verwendet werden.
Außer den Kohlenwasserstoffen, Wasser und dem Emulgatorsystem können dem Brennstoff oder Kraftstoff gemäß der Erfindung hilfsweise eine bestimmte Zahl von Produkten mit verschiedenen Wirkungen zugegeben werden.
In diesem Zusammenhang ist eine der großen Interessen der Kohlenwasserstoffe/Wasser-Emulsionen gemäß der Erfindung zwei Arten von verschiedenen Trägern für die Additive anzubieten, nämlich einen lipophilen Träger, gebildet durch die kontinuierliche Kohlenwasserstoffphase, und einen hydrophilen Träger, gebildet durch die wäßrige Phase. Das erweitert beträchtlich die Möglichkeiten, aktive Additivverbindungen einzuführen. Tatsächlich konnten vorher nur die öllöslichen Verbindungen leicht in die Brennstoffe und die Kraftstoffe einverleibt werden. Dieser Nachteil wird nunmehr dank der vorliegenden Erfindung unterdrückt, umso mehr als die Löslichkeit in Wasser eine Eigenschaft ist, welche einer Anzahl von Produkten den Zugang öffnet, welche viel besser als jene der in den Brennstoffen im Sinne der Erfindung löslichen Produkte sind.
So kann in Übereinstimmung mit der Erfindung in Betracht gezogen werden, den emulgierten Brennstoff oder Kraftstoff mit einer procetanen Funktion mit Hilfe eines in Wasser oder auch den Kohlenwasserstoffen löslichen oder mischbaren Additives zu versetzen. Diese Additive können demnach durch eines oder mehrere procetane Produkte gebildet sein, welche vorzugsweise unter den Peroxiden und/oder Nitraten oder ihren Mischungen ausgewählt sind. Die Alkylnitrate sind Beispiele von Procetanen, welche in die Emulsion mit Hilfe der Kohlenwasserstoffphase einverleibt werden können. Die Nitratsalze sind die hydrophilen Pendants bzw. Gegenstücke der Alkylnitrate. Ihre Salzqualität erlaubt es ihnen, von der wäßrigen Phase aufgenommen bzw. getragen zu werden.
Die Anti-Ruß-Funktion ist eine weitere Funktion, welche in die emulgierten Brennstoffe der Erfindung eingeführt werden können. Die Promotoren einer solchen Funktion sind vorteilhaft Additive, welche durch wenigstens einen metallischen oder erdalkalimetallischen Katalysator gebildet sind, welcher die Nachverbrennungsreaktion von Rußen begünstigen kann, wobei der Katalysator vorzugsweise auf Basis von Magnesium, Calcium, Barium, Cer, Kupfer, Eisen oder deren Mischungen vorliegt. Die katalytischen Promotoren des Rußabbaues sind umso leichter einzuführen als es im allgemeinen Verbindungen sind, deren Salze in Wasser löslich sind, was sie mit der wäßrigen Phase der Emulsionen gemäß der Erfindung kompatibel macht. Das gilt nicht gleichermaßen für die klassischen Brennstoffe des Standes der Technik, welche ausschließlich aus hydrophoben Kohlenwasserstoffen bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, den emulgierten Brennstoffen biozide, sogar bakterizide Eigenschaften zu verleihen. Diese können daher gegebenenfalls wenigstens ein Biozid, vorzugsweise ein Bakterizid umfassen.
Die Detergenzfunktion kann sich ebenfalls für die Emulsionen der Erfindung als interessant erweisen. Es kann daher verlocken, den Fall in Betracht zu ziehen, wo die letzteren ein oder mehrere Mittel oder Additive mit Detergenzeigenschaft umfassen.
Die Anti-Stickoxid (NOx)-Funktion, welche durch ammoniakalische Verbindungen (vom Typ Harnstoff, Ammoniak) eingebracht werden kann, ist gleichfalls in den Brennstoffen und insbesondere in den Kraftstoffen erwünscht.
Man kann den emulgierten Brennstoffen auch eine Antigel- Funktion zufügen, indem man ihnen antigelierende Additive, wie Glycole oder Salzlösungen zusetzt.
Um die Ideen festzuhalten, wird anschließend ein praktisches Beispiel der emulgierten Brennstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung angegeben:
- Kohlenwasserstoff(e) 50 bis 99%, vorzugsweise 65 bis 99%
- Wasser 0,1 bis 50%, vorzugsweise 1 bis 35%
- Emulgatorsystem 0,05 bis 5%, vorzugsweise 0,1 bis 3%
- Additive 0,01 bis 5%, vorzugsweise 0,05 bis 2%.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung vollständig in Phase mit dem tatsächlichen Strom der Verwendung von "grünem Erdöl" als teilweiser Substituent von Kraftstoff, insbesondere Diesel. Man kann so vorteilhaft das Einbringen von wenigstens einem veresterten oder nicht-veresterten pflanzlichen oder tierischen Öl und/oder von wenigstens einem Extrakt von diesen in Betracht ziehen, vorzugsweise im Verhältnis von 1 bis 60 Gew. %. Es kann sich beispielsweise um verestertes oder nichtverestertes Raps-, Soja- oder Sonnenblumenöl handeln, das in die Zusammensetzung des Kraftstoffes beispielsweise in einer Menge von 5, 30 oder sogar 50 Masse-% eingehen können.
Die Erfindung betrifft auch eine Additivzusammensetzung für Kraftstoffe, welche im wesentlichen umfaßt:
- das oben beschriebene Emulgatorsystem,
- und gegebenenfalls wenigstens ein weiteres Additiv, vorzugsweise aus den nachfolgend beschriebenen Produkten ausgewählt, nämlich Procetane, katalytische Promotoren der Rußverbrennung, Biozide, Detergense, ammoniakalische bzw. aminhaltige Verbindungen, Antigeliermittel, veresterte oder nicht-veresterte pflanzliche oder tierische Öle oder deren Mischungen.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erhalten eines emulgierten Brennstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß es in gleichzeitiger oder nicht gleichzeitiger Weise umfaßt:
- a - Einsetzen wenigstens eines Kohlenwasserstoffes, von Wasser und einem Emulgatorsystem, welches umfaßt:
Δ (I) wenigstens einen Sorbitester der allgemeinen Formel:
oder
worin:
- die Reste X gleich oder verschieden voneinander sind und jeweils OH, R¹COO- entsprechen, wobei R¹ einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, welcher gegebenenfalls durch Hydroxylreste ersetzt ist und 7 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, darstellt, wobei R¹ vorzugsweise ein Fettsäurerest ist, der mit einer endständigen Carboxylgruppe endet bzw. abschließt,
wobei dieser Ester (I) einen HLB-Wert zeigt, der zwischen 1 und 9 enthalten ist;
Δ (II) wenigstens einen Fettsäureester der allgemeinen Formel:
worin:
- R² einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest, welcher gegebenenfalls durch Hydroxylfunktionen substituiert ist und 7 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, darstellt, wobei R² vorzugsweise ein Fettsäurerest ist, der durch eine endständige Carboxylgruppe abgeschlossen ist,
- wobei R³ ein linearer oder verzweigter C&sub1;-C&sub1;&sub0;-, vorzugsweise C&sub2;-C&sub3;-Alkylenrest ist,
- n eine ganze Zahl größer oder gleich 6 ist, vorzugsweise zwischen 6 und 30 enthalten ist,
- R&sup4; H, einem linearen oder verzweigten C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkylrest,
entspricht, wobei R&sup5; die gleiche Definition aufweist wie R² oben;
wobei der Ester (II) vorzugsweise einen HLB-Wert von größer oder gleich 9 aufweist;
Δ (III) und/oder wenigstens einen polyalkoxylierten Alkylphenolrest der allgemeinen Formel
worin:
- R&sup6; ein linearer oder verzweigter C&sub1;-C&sub2;&sub0;-, vorzugsweise C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkylrest ist;
- m eine ganze Zahl von größer oder gleich 8 ist, vorzugsweise zwischen 8 und 15 enthalten ist,
- R&sup7; und R&sup8; jeweils den gleichen Definitionen entsprechen, welche oben für R³ und R&sup4; der Formel (II) angegeben sind,
wobei dieser Ester (III) vorzugsweise einen HLB-Wert aufweist, welcher zwischen 10 und 15 enthalten ist;
wobei das Emulgatorsystem einen HLB-Wert aufweist, welcher zwischen 6 und 8, vorzugsweise zwischen 6,5 und 7,5 enthalten ist,
und gegebenenfalls weitere Additive;
- b - Mischen dieser Bestandteile, um eine Emulsion von Wasser in Öl zu bilden,
- c - und Unterwerfen der Emulsion einer Fraktionierung, um die Tröpfchengröße der wäßrigen dispergierten Phase auf eine mittlere Größe von kleiner oder gleich 3 um, vorzugsweise 2 um, und besonders bevorzugt 1 um mit einer Standardabweichung von kleiner 1 um zu reduzieren.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann daher in einer Bildung der Emulsion und einer Fraktionierung dieser Emulsion resultieren, um die Tröpfchengröße der wäßrigen dispergierten Phase zu reduzieren, bis eine monodisperse Granulometrie von 1 um mit einer Standardabweichung unter 1 um erhalten und gehalten wird.
Das Emulgieren beruht auf einem großen Teil des Emulgatorsystemes. Das letztere weist vorzugsweise die folgende Zusammensetzung auf:
(I) 2,5 bis 3,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 Gewichtsteile,
(II) 1,5 bis 2,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 1,5 bis 2 Gewichtsteile,
(III) 0,5 bis 1,9 Gewichtsteile, 0,5 bis 1,5 Gewichtsteile.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann eines sein von jenen, welche zur Herstellung der oben beschriebenen verbesserten emulgierten Brennstoffe (z. B. Kraftstoff) geeignet ist. Es folgt daraus im weiteren, daß die Eigenschaften und Beobachtungen, welche oben beschrieben worden sind, im Vergleich zu Produkten, welche in der Emulsion eingesetzt werden, vollständig in die Beschreibung dieses Teiles der Beschreibung übertragen werden können.
Die Fraktionierung der Emulsion ist eine mechanische oder thermomechanische Behandlung, welche die Kohäsionskraft von Tröpfchen brechen soll, in der Weise, ihre Unterteilung zu fördern. Die Mittel zur Fraktionierung, welche vorzugsweise in der Stufe (c) eingesetzt werden, sind vom Typ statischer Mischer, Zentrifugalpumpe oder andere, Kolloidalmühle oder andere, Rotationsmischer, Ultraschallmischer und weitere Verfahren zur Fragmentierung einer Flüssigkeit in eine andere, nichtmischbare Flüssigkeit.
In der Praxis kann man die Statikmischer als Fraktionierungsmittel verwenden. Diese Statikmischer sind Einrichtungen, gegen welche man die Emulsion mit großer Geschwindigkeit laufen läßt und worin jene schlagartige Änderungen der Richtung und/oder des Durchmessers der Leitungsführung unterworfen werden, welche das Innere des Mischers bestimmen. Das führt zu einem Druckverlust, welcher ein Faktor zum Erhalten einer Emulsion ist, welche hinsichtlich Feinheit und Stabilität richtig ist.
Als weitere Beispiele des Verfahrens der Herstellung einer Emulsion und gemäß dem Maßstab der Herstellung, den man in Betracht zieht, kann man einen Rotationsmischer vom Typ verwenden, welcher unter der Marke ULTRA-TURRAX® vertrieben wird und einen Hochdruckhomogenisator vom Typ, welcher durch APV-BAKER vertrieben wird oder alle dem Fachmann bekannten Verfahren, welche auch eine erleichterte Maßstabs-Extrapolation erlauben.
Gemäß einer Variante der Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung sind die Stufen b und c des Mischens/Fraktionierens beispielsweise sequentiell, das heißt, daß das Verfahren das Mischen während einer ersten Zeit des bzw. der Kohlenwasserstoff(e) und des Emulgatorsystemes und der möglichen Additive stattfindet, wobei die Vormischung während einer zweiten Misch- und Emulgiedauer mit Wasser stattfindet.
Gemäß einer weiteren Variante des Verfahrens der Erfindung sieht man eine Durchführung der Stufen - a - à - c in kontinuierlicher Weise vor.
Die Stufen - a - à - c des Verfahrens der Erfindung laufen bei Raumtemperatur ab, welche auch jene des zuerst eingesetzten Fluides und Materiales ist.

INDUSTRIELLE ANWENDUNG:

Dank dieser Vorteile hinsichtlich Stabilität, geringer Schadstoffemission, geringem Verbrauch und Preis kann der emulgierte Brennstoff in Übereinstimmung mit der Erfindung und/oder Erhalten durch das Verfahren gemäß der Erfindung in vielen verschiedenen industriellen und kommerziellen Anwendungen Gebrauch finden.
Der hauptsächlich in Betracht gezogene Bereich, jedoch keinesfalls der ausschließliche, ist jener der Kraftstoffe, insbesondere der des Gasöles. Es ist daher möglich, daß zunächst Eigentümern von Fahrzeugen oder anderen Verbrennungsmotorenmaschinen (z. B. Diesel) emulgierte Kraftstoffe vorgeschlagen werden, welche 5 bis 15 Gew.-% Wasser umfassen, ohne daß es notwendig wäre, die Einstellung des Motors zu ändern.
Des weiteren können mit Hilfe relativ geringer Anpassungen der Motoren, diese wirksam, wirtschaftlich und in schadstoffarmer Weise mit emulgierten Kraftstoffen arbeiten, welche 35 bis 45 Gew.-% Wasser enthalten.
Das bedeutet einen beträchtlichen technischen Fortschritt im Bereich der Kraftstoffe. Es ist auch möglich, die vorteilhaften Auswirkungen im Bereich von Brennstoffen für Verbrennungsmotoren bzw. Wärmekraftmaschinen, wie Erhitzern, Öfen, Gasturbinen und Generatoren usw., zu berechnen. In solchen Fällen betrifft der Brennstoff vielleicht schwere Heizöle bzw. Masute.
Die vorliegende Erfindung wird im Licht der Beispiele, welche folgen und welche die Herstellung, die strukturelle und funktionelle Charakterisierung der emulgierten Kohlenwasserstoffe gemäß der Erfindung beschreiben, sowie Vergleichsbeispielen, welche die Überlegenheit der Emulsionen der vorliegenden Er findung im Vergleich zum nächstkommenden Stand der Technik beschreiben, besser verstanden werden. Diese Beispiele beschreiben alle Vorteile und Ausführungsformen des Einsatzes der Kohlenwasserstoffe/Wasser-Emulsionen.
Die Veranschaulichung der Beispiele wird mit Hilfe der nachfolgenden Fig. 1 bis 4 verwirklicht.

BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die Fig. 1 zeigt eine mikrooptische Photographie mit einer gegebenen Vergrößerung, einer Wasser/Gasöl-Emulsion in Übereinstimmung mit der Erfindung, mit Tröpfchen wäßriger dispergierter Phase einer Größe, die kleiner oder gleich 1 um ist.
Die Fig. 2 zeigt eine mikrooptische Photographie mit dergleichen Vergrößerung wie jener der Fig. 1 einer Wasser/Gasöl- Emulsion in Übereinstimmung mit dem nächstkommenden Stand der Technik, mit Tröpfchen wäßriger dispergierter Phase einer Größe über oder gleich 10 um.
Die Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Vorrichtung zur Fraktionierung einer Emulsion, welche dazu geeignet ist, bei den Verfahren gemäß der Erfindung eingesetzt zu werden.
Die Fig. 4 zeigt ein Diagramm einer Motordrehzahl (Umdrehungen/Minute) in Funktion der Zeit t (Sekunde), welche beim Einsetzen eines Dieselmotores wirkt, zur Durchführung von funktionellen Eigenschaftstests der emulgierten Kraftstoffe gemäß der Erfindung und gemäß dem Stand der Technik (Beispiel II).
Die Fig. 5 zeigt ein Diagramm der granulometrischen monodispersen Verteilung eines emulgierten Kraftstoffes gemäß der Erfindung, worin eine Abszisse den mittleren Durchmesser d der Tröpfchen der wäßrigen Phase und die Ordinate ΔN/N, wobei N eine ganze Zahl von Tröpfchen ist und ΔN die Zahl der Tröpfchen eines gegebenen Wertes d ist, darstellt.
Die Fig. 6 zeigt die Zyklen der Temperatur und Bewegungsänderungen, welche auf Sommer- (Fig. 6.1) und Winter- (Fig. 6.2) Formulierungen angewendet werden, um ihre Stabilität bei der Verwendung zu zeigen.

BEISPIELE

BEISPIEL I:

Man stellt gemäß einem Verfahren, das die Stufen a), b) und c) umfaßt, welche oben beschrieben sind, verschiedene Emulsionen mit verschiedenen Zusammensetzungen des Emulgatorsystemes her. Aus Vergleichsgründen wurde die Gesamtmenge des grenzflächenaktiven Mittels bei gleich 1,86 Gew.-% pro Gesamtgewicht Emulsion gehalten. Die Gesamtmenge der wäßrigen Lösung (Wasser + gegebenenfalls wasserlösliche Additive, wie die Biozide oder ein Antigelierungsmittel) ist konstant und gleich 13 Gew.-% in allen Formulierungen.
Die Standardformulierung ist in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1: Für die Vergleichsbeispiele verwendet Formulierung
* Das Wasser in der Winter-Formulierung ist mit 10 Gew.-% MEG (Monoethylenglycol) versetzt.
**A: Dosis 1 zu 1000, im Verhältnis zum Volumen Gasöl
***B: Dosis 2 zu 1000, im Verhältnis pro Volumen Wasser.
Die Zusammensetzungen der getesteten Emulgatorsysteme sind in Tabelle 2 angegeben. In dieser Tabelle 2 wurden die Zusammensetzungen in Form von Gewichtsverhältnissen aller Bestandteile des Emulgatorsystemes angegeben, um genau zu sein, daß diese 1,86 Gew.-% der endlichen Emulsionsformulierung darstellen.
Zur Auslegung der Tabelle 2 kann man verdeutlichen, daß
die Zusammensetzungen A bis F jene der Erfindung sind,
die Zusammensetzung G jene ist, welche in WO- 93/18117 beschrieben ist,
die Zusammensetzungen H bis L als Vergleichsbeispiele dienen, welche die Überlegenheit der Zusammensetzungen der Erfindung über jenen darstellen, welche nur zwei Bestandteile enthalten oder jenen, welche einen HLB-Wert außerhalb des beanspruchten Bereiches umfassen. Tabelle 2:
Die Qualität der erhaltenen Emulsion ist durch die nachfolgenden Kriterien charakterisiert.

Granulometrisches Kriterium

Es hat sich hinsichtlich des homogenen Aspektes der in der kontinuierlichen Gasölphase dispergierten Wassertröpfchen mit einer geringen Polydispersität eine mittlere Teilchengröße un ter 1 um mit einer Standardabweichung unter 1 um herausgestellt, aufgrund von Abbildungen ausgehend von Mikrophotographien.

Stabilitätskriterien

Dieses Kriterium ist doppelt und zeigt die Stabilität unter Verwendungsbedingungen (dynamische Eigenschaft) sowie die Stabilität bei Lagerung bei verschiedenen Temperaturen.

Stabilität bei Verwendung

Sie ist durch eine Abwesenheit einer Entmischung/Dekantierung und des weiteren eines Bruches der Emulsion, welche an einer Probe von 1 Liter in einem Glasbehälters mit flachem Boden (Bechertyp) enthalten ist, charakterisiert, und einem Zyklus unterworfen wird, der die Temperaturentwicklung eines in einem Behälter befindlichen Kraftstoffes simuliert. Man spricht von einer Entmischung, wenn das Volumen des Überstandes, entsprechend einer Ablagerung (Aussalzen) von Gasöl, über 5 Vol.-% der Gesamtheit der Probe entspricht, oder wenn ein Wasserboden am Bodenbecher auftritt.
Für jede "Sommer"- und "Winter"-Formulierung ist das Profil der Temperaturabweichungen in Fig. 6 gezeigt. Man stellt fest, daß das System gerührt werden (sanftes mechanisches Rühren, etwa 60 U/min) oder gemäß dem Phasenzyklus ruhen muß. Die Fig. 6.1 veranschaulicht den Zyklus der Sommerformulierung und die Fig. 6.2 jenen der Winterformulierung.

Lagerstabilität

Sie ist durch eine Abwesenheit der Entmischung/Dekantierung nach 3 Monaten statischen Lagerns in kegelstumpfartigen Fiolen gekennzeichnet, wobei 3 Proben jeweils bei 0ºC, 20ºC und 40ºC gelagert werden.
Diese Kriterien wurden auf Formulierungen angewendet, welche ausgehend von den Zusammensetzungen A bis L erhalten wurden, wie sie in der Tabelle 3 beschrieben sind. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 3 angegeben. Einige Formulierungen sind gleichzeitig durch Methanol (MeOH) in wäßriger Lösung, wobei der Prozentsatz in. Volumen pro Volumen Gesamtformulierung ausgedrückt ist, oder durch Rapsölmethylester (EMC) in Lösung in Gasöl, dotiert, wobei der Prozentsatz in Volumen im Verhältnis zu jenem der Gesamtformulierung ausgedrückt ist. Tabelle 3
In der Tabelle 3 wurden die folgenden Abkürzungen verwendet:
h = Stunde
j = Tag
s = Woche
m = Monat
Die Lagerstabilität wird durch die mehr oder weniger lange Zeit geschätzt, nach welcher die Formulierung das Phänomen der Entmischung zeigt.

BEISPIEL II: HERSTELLUNG EINER GASÖL/WASSER/EMULGATORSYSTEM- EMULSION (GEMÄSS DER ERFINDUNG UND GEMÄSS DEM NÄCHSTKOMMENDEN STAND DER TECHNIK)

II.1 EMULSION GEMÄSS DER ERFINDUNG (EMULSION 3 : 2 : 1)

STUFE -a-

II.1.1. - Für die Herstellung von 200 kg Emulsion sind die eingesetzten Ausgangsmaterialien die folgenden:
- 164 kg Gasöl,
- 4 kg Emulgatorsystem (SE),
- 2 kg eines Procetans vom Typ Alkylnitrat, vertrieben unter der Bezeichnung CI 0801 durch die Societe OCTEL,
- 30 kg Leitungswasser.
II.1.2. Erhalten eines Emulgatorsystemes:
Die 4 kg Emulgatorsystem werden erhalten, indem man in einem Schraubenmischer, welcher sich mit einigen hundert Umdrehungen pro Minute während einigen Minuten, vermischt:
- 3 Gewichtsteile, d. h. 2 kg SORBITHOM® 506, vertrieben durch die Societe UNION DERIVAN SA,
- 2 Gewichtsteile, d. h. 1,333 kg Polyethylenglycolmonoleat der Marke TILOL® 163, vertrieben durch die UNION DERIVAN SA,
- 1 Gewichtsteil, d. h. 0,666 kg Nonylphenolethoxylat von jenem Typ, welcher unter der Marke NONILFENOL® 9 M OXIETHIL® durch UNION DERIVAN SA vertrieben wird.
Dieses Emulgatorsystem zeigt einen HLB-Wert von 7,2.

STUFEN - b - UND - c - VORMISCHEN, FORMULIEREN, EMULSIEREN UND FRAKTIONIEREN

Man bringt die 4 kg Emulgatorsystem in die 164 kg Gasöl ein und man homogenisiert diese Mischung mit Hilfe eines Schraubenrührers, welcher sich in einem Bereich von einigen hundert Umdrehungen pro Minute während einigen Minuten dreht. Während des Rührens fügt man die 2 kg Procetan zu, wobei die 30 kg Wasser kurz vor der nachfolgend beschriebenen Fraktionierung zugesetzt werden.
Die eingesetzte Vorrichtung ist jene, welche in Fig. 3 gezeigt ist. Diese Vorrichtung besteht aus:
- einem Behälter 1 zur Aufnahme einer Flüssigkeit 2, welche durch alle Bestandteile der Emulsion mit Ausnahme von Wasser vor der Fraktionierung oder durch die stabilisierte Emulsion am Ende der Fraktionierung gebildet ist;
- Mittel zum Fraktionieren 3,
- und eine Leitung 4 zur Einspeisung von Wasser (E).
Der Behälter ist ein klassischer Behälter, welcher in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Weise mit der Vormischung Gasöl/Emulgatorsystem/Additiv beschickt wird.
Die Fraktioniermittel 3 umfassen einen statischen Mischer 5 vom Typ SMV - 4DM 20 (5 Mischelemente in Reihe, vertrieben durch SULZER). Dieser Mischer ist durch einen Hohlzylinder mit einem Eingang und einem Ausgang für Flüssigkeit gebildet, in welchem im Inneren des Zylinders eine Zickzackstrecke für die Flüssigkeit mit Hilfe mehrerer Etagen transversaler Zwischen- bzw. Trennwände definiert ist, welche mit schrägen Schlitzen versehen sind, die eine Durchgangsleitung für die Flüssigkeit bilden. Der Ausgang des statischen Mischers 5 ist mit einer Leitung 6 verbunden, welche in das Innere des Behälters 1 einmündet (Förderungsmittel 6 des Abstromes in dem Behälter 1), während sein Eingang mit einer Leitung 7 verbunden ist, welche mit einer Pumpe 8 ausgerüstet ist. Das freie Ende 9 dieser Rohrleitung 7 taucht in das Bad der Vormischung oder Emulsion 2 ein, welche in dem Behälter 1 enthalten ist. Sie ist darüber hinaus stromaufwärts und benachbart zum Eingang der Pumpe 8 mit einer Rohrleitung 10 zur Einspeisung von Wasser verbunden, welche mit dem Ventil 11 den oben erwähnten Kreislauf 4 bildet. Diese Vorrichtung kann einen wesentlichen Druckverlust mit Nenn- bzw. Norminalleistung sicherstellen, um die Dispersion der Emulsion hervorzurufen.
Das Fraktionieren mit Hilfe dieser Vorrichtung geschieht in folgender Weise: Nach dem Auffüllen des Behälters 1 mit der Vormischung Gasöl/SE/Additive wird die Pumpe in Betrieb genommen, um eine Zirkulation von Flüssigkeit durch den Statikmischer 5 einzureichen. Man öffnet dann das Elektroventil 11, um das Einspeisen von Wasser und dessen Mischung mit der Vormischung G/SE/A innerhalb der Pumpe 8 sicherzustellen, wobei diese Mischung dann zu dem Statikmischer gefördert wird, um dort die erwünschte Fraktionierung bzw. Zerlegung zu erfahren. Der Druck der Flüssigkeit am Ausgang der Pumpe beträgt 5 MPa.
Im vorliegenden Beispiel werden die 30 kg Wasser in etwa 1 Minute eingeführt. Das System arbeitet im Zyklus, um eine Zerteilung während 30 Minuten bzw. Fraktionieren während 30 Minuten sicherzustellen. Man erhält so 200 kg Emulsion, welche den Eigenschaften der Erfindung entspricht. Diese Emulsion zeigt eine weißliche Farbe und eine kinematische Viskosität von 6,2 mm²/s bei 20ºC.
II.2. EMULSION GEMÄSS DEN VERHÄLTNISSEN DES STANDES DER TECH- NIK (EMULSION 1 : 1 : 1)
Man stellt ebenfalls 200 kg Emulsion mit 164 kg Gasöl, 4 kg Emulgatorsystem, 2 kg Additive, gebildet aus Magnesiumoxid und Toluol, und 30 kg Wasser her.
Die Verhältnisse von SORBITHOM® S06 : TILOL 163® : NONILFENOL® 9 M OXIETHIL® sind 1 : 1 : 1 und nicht 3 : 2 : 1, wie in Absatz II.1. oben vorgesehen. Dieses Emulgatorsystem zeigt einen HLB-Wert von 8,7.
Das eingesetzte Arbeitsprotokoll ist dasjenige, das in der PCT-Anmeldung WO 93/18117 beschrieben ist.
Die so erhaltene 200 kg Emulsion ist von weißlicher Farbe.

BEISPIEL III: STRUKTURELLE UND FUNKTIONELLE CHARAKTERISIERUNG DER EMULSIONEN I.1. UND I.2. VON BEISPIEL I

A-STABILITÄT

1 - Mikroskopische Untersuchung

Die anhängenden Fig. 1 und 2 zeigen deutlich den Unterschied des Abmessungsprofils der Tröpfchen der wäßrigen dispergierten Phase. Im Falle der Emulsion II.1. kann man eine Durchmesser- Homogenität der Tröpfchen mit einem maximalen Wert der Größenordnung um feststellen, was die Monodispersion der Tröpfchen einstellt. Im Gegensatz dazu zeigen die Wassertröpfchen der bekannten Emulsion II.2. eine sehr größenmäßige Ungleichheit, mit einer Hauptmenge Tröpfchen der Größe über 5 um und einem nicht vernachlässigbaren Teil Tröpfchen der Größe über 10 um.

2 - Stabilitätstest während eines tatsächlichen Einsatzes bei einem Kommunalverkehr-Bus

Die für diesen Versuch verwendeten Busse sind Fahrzeuge vom Typ Renault Véhicules Industriels® Typ R312, die einen Gasöltank mit an tiefem Punkt angeordnetem Abzug aufweisen, um eine Zündunterbrechung der Einspritzpumpe im Falle des Bremsens, Schwenkens oder Wendens zu vermeiden.
Man betankt einen ersten Bus mit 300 l Emulsion gemäß II.1. und einen zweiten Vergleichsbus ebenfalls mit 300 l Emulsion gemäß II.2. Die beiden Busse legen eine Stadtstrecke von 100 km zurück. Sie werden dann 48 Stunden stillgelegt.
Dann macht man die beiden Busse wieder startfähig. Die zwei starten. Aber nach 15 bis 30 Sekunden im Leerlauf stirbt der Vergleichsbus ab, was für den Bus, dessen Kraftstoff durch die erfindungsgemäße Emulsion gebildet ist, nicht der Fall ist. Das Absterben des Vergleichsbusses erklärt sich durch die fehlende Stabilität der Emulsion II.2., welche eine Entmischung durch gravimetrisches Dekantieren während der 48stündigen Stillegung erfahren hat. Es folgt daraus, daß während des Abziehens von rückständigem Kraftstoff aus dem Tank große Mengen an entmischtem Wasser durch die Einspritzpumpe in die Verbrennungskammer verbracht wurden. Dieser sehr wesentliche Gehalt an Wasser ruft unwiderruflich das Absterben des Motors hervor.
Man kann ebenso die möglichen Störungen diskutieren, welche durch die Emulsion II.2. (instabil im Gegensatz zur Emulsion II.1. gemäß der Erfindung) in die Elemente der Einspritzleitungen aller dieser Motoren eingebracht werden können. Solche Leitungen umfassen einen Filter mit einer Filtrationsstufe, welche zwischen 1 und 2 um liegt, entsprechend dem funktionellen Spiel der Einspritzpumpe und des Einspritzers.
In dem Fall, wo die Wassertröpfchen mit einem Durchmesser von größer oder gleich dem Filterwert in Kontakt mit dem Filter gebracht werden, können sie nicht oder nur wenig durch die Filterporen dringen. Und es wird demnach ein Rückhalten von Wasser und eine Ansammlung von Wasser in dem Filterkörper erfolgen, was besonders schädlich ist. Darüber hinaus kann sich eine unerwünschte Liderung bzw. Vorlage und Verstopfung des Filters ergeben.
Dieses Phänomen kann ex situ nachgewiesen werden, indem man eine Kreislaufleitung der Emulsion in einem Filter realisiert, dessen Filterwert 1 bis 2 um beträgt. Indem man bei konstantem Druck arbeitet, kann man die Verstopfung beurteilen:
- durch Messen der Druckverluste und der Ausbeuteverringerungen,
- auch indem man am Boden des Filters Wasser oder an Wasser reiche Emulsion gewinnt, die sich in Form großer Tröpfchen darstellt.
Es ist festzustellen, daß das Gelier-Phänomen von Wasser, welches unter winterlichen Bedingungen des Kreislaufes möglicherweise eintreten kann, nur das Risiko und die Geschwindigkeit der Verstopfung steigern kann, solange man nicht Emulsionen gemäß der Erfindung sondern Emulsionen gemäß dem Stand der Technik mit Wassertröpfchen, deren Durchmesser größer als 5 um ist, verwendet.

B. EIGENSCHAFTEN DER EMULSION WASSER/Gasöl II.1 GEMÄß DER ERFINDUNG IM BETRIEB EINES DIESELMOTORS

1. BUS RVI 312 MIT Dieselmotor und Direkteinspritzung

Man führt eine Reihe von Versuchen an den oben erwähnten RVI R312-Fahrzeugen durch, indem man sie einem Betriebszyklus unterwirft, wie er in der Fig. 4 dargestellt ist und eine Leerlaufphase R, eine Beschleunigungsphase A, eine Phase P unter voller Drehzahl bzw. Geschwindigkeit (Plateau) und eine Abbremsphase D umfaßt. Die Drehzahlen variieren von 500 U/min in der Phase R bis zu 2 200 U/min in der P-Phase. Die Dauer der Phasen RAPD des Zyclus sind in dem Diagramm angegeben. Unter den Versuchsbedingungen wird dieser Zyclus einige 10 Mal mit den R VI 312-Fahrzeugen wiederholt.

1.1. Messung der maximalen Opazität der Abgase während der Phase A

Diese Messung wird mit Hilfe eines Full Flow-Opazimeters vom Typ Technotest 490 (in Reihe) durchgeführt.
Man führt 5 Messungen mit der Emulsion II.1. gemäß der Erfindung und mit dem reinen Gasöl zu Vergleichszwecken durch. Es ist festzustellen, daß das für die Herstellung der verwendeten Emulsion verwendete Gasöl das gleiche wie das Vergleichsgasöl ist.
Die maximale Opazität in m&supmin;¹ beträgt im Mittel 3,51 für das reine Gasöl und 1,22 für die Emulsion gemäß der Erfindung.
Das stellt eine 65%ige Reduktion der Opazität dar, was zur Vorteilhaftigkeit der Emulsion gemäß der Erfindung beiträgt.

I.2. Mittlerer Gehalt an unsichtbaren Schadstoffen (NO und CO) und sichtbaren Schadstoffen (Abgas)

(i) NOX:

Die Messungen dieses Schadstoffes NOx wurden durch Chemiluminiszenz mit Hilfe einer Analysevorrichtung COSMA durchgeführt.
In gleicher Weise wie vorher, führt man fünf Messungen an dem reinen Gasöl und der Emulsion II.1., hergestellt ausgehend von einem Gasöl gleichen Ursprungs wie das Vergleichsgasöl, durch. Die erhaltenen Ergebnisse sind die folgenden:
- reines Gasöl: 266 v.p.m (Volumen pro Million)
- Emulsion: 224 v.p.m.
Das bedeutet eine Reduktion um 16%.

(ii) CO:

Die Untersuchungen dieses Schadstoffes im Abgas wurde mit Hilfe einer Analysevorrichtung COSMA mit Infrarotabsorption durchgeführt. Gleiche Bedingungen wie unter (i).
Die erhaltenen Ergebnisse sind die folgenden:
- Gasöl: 475 v.p.m.
- Emulsion: 216 v.p.m.
Das bedeutet eine Reduktion von CO um 33%.

(iii) Feststoffteilchen:

Die Messungen der Feststoffteilchen wurden mit Hilfe eines Verdünnungsminitunnels gemäß der Normalmethode ISO 8178 durchgeführt. Gleiche Bedingungen wie oben.
Die erhaltenen Ergebnisse sind die folgenden:
- reines Gasöl: 45,6 mg/m³
- Emulsion: 29,6 mg/m³.
Das bedeutet eine Reduktion von Feststoffteilchen um 35% zum Vorteil der Emulsion gemäß der Erfindung.

2) PEUGEOT 106 - DIESELMOTOR MIT DIREKTEINSPRITZUNG VOM TYP TU D5, VERSION LUFT

Man führt die Versuche mit den oben erwähnten Fahrzeugen vom Typ Peugeot 106 gemäß dem normierten Protokoll der Europäischen Gemeinschaft zur amtlichen Zulassung von Fahrzeugen durch, nämlich: ECE (Stadtstrecke) und EUDC (Stadtperipheriestrecke - heißer Motor).
Man mißt den mittleren Gehalt an Schadstoffen unter diesen Versuchsbedingungen.

(i) NO:

- Gasöl: 0,64 g/km
- Emulsion II.1. gemäß der Erfindung: 0,54 g/km
Das bedeutet eine Reduktion von 16%.

(ii) nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe:

Diese Messungen wurden mit Hilfe eines erhitzten Flammenionisationsanalysators unter den Standardbedingungen durchgeführt, welche durch die Normen ECE/EUDC definiert sind.
Die erhaltenen Resultate sind die folgenden:
- reines Gasöl: 0,08 g/km
- Emulsion: 0,07 g/km
Das bedeutet eine Reduktion von 8, 8%.

(iii) Feststoffteilchen

- Gasöl: 0,04 g/km
- Emulsion II.1 : 0,02 g/km.
Das bedeutet eine Reduktion von 46%.

BEISPIEL IV: HERSTELLUNG UND CHARAKTERISIERUNG EINER WAS- SER/GASÖL-EMULSION MIT 35 GEW.-% WASSER

IV.1. HERSTELLUNG

Die Zusammensetzung der hergestellten Emulsion ist die folgende:
- 122 kg Gasöl
- 4 kg Emulgatorsystem vom Typ 3 : 2 : 1: gemäß Beispiel II.1 (2% Emulgatorsystem) im Verhältnis zur Gesamtmenge Emulgator,
- 4 kg Procetan, CI 0801 von OCTEL
- 70 kg Wasser (35%).
Das Herstellungsprotokoll ist das gleiche, wie es für Beispiel II.1. angegeben ist.

IV.2. CHARAKTERISIERUNG

Die Wirkungen bzw. Effekte wurden an einer Einzylinder- Motorbank mit Direkteinspritzung mit einem Hubraum in der Größenordnung von 500 cm³ durchgeführt.
Die in IV.1. hergestellte Emulsion ist stabil und zeigt im wesentlichen das gleiche Abmessungsprofil der Wassertröpfchen wie die Emulsion, welche im Beispiel II.1. erhalten wurde:
Der Drehzahlbereich, welcher während des Versuches am Motor anliegt, ist 2250 U/min mit einem effektiven mittleren Druck von 8,4 MPa (volle Ladung).
Die Messungen des Schadstoffgases werden am Auspuffdurchgeführt:
(i) ohne Rückführung der Auspuffgase zur Einströmöffnung.
Die Meßmethoden sind die gleichen, wie sie vorher beschrieben wurden.

* NOx:

- reines Gasöl: 23,7 mg/s
- Emulsion IV.1 : 11,0 mg/s
Das bedeutet eine Reduktion von 54%.

* Rauchgase (BOSCH-Punkt)

- reines Gasöl: 1,1
Emulsion IV.1.: 0,2
Das bedeutet eine Reduktion von 82%.
(ii) Mit einer Rückführung der Auspuffgase zur Eintrittsöffnung in einer Menge von 16,5%.

* NOx:

- reines Gasöl: 7,95 mg/s
- Emulsion IV.1.: 4,98 mg/s
Das bedeutet eine Reduktion von 38%.

*Rauchgase (BOSCH-Punkt)

- Gasöl: 3,6
- Emulsion IV.1. : 1,6
Das bedeutet eine Reduktion der Rauchgase von 55%.
Wissend, daß ein Gehalt von 3,6 nicht akzeptabel ist, ist so ein Gehalt von 1,6 durchaus tolerierbar.

Claims

1. Verbesserter Brennstoff, umfassend eine Emulsion von Wasser in wenigstens einem Kohlenwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß

→ diese Emulsion ein Emulgatorsystem beinhaltet, welches umfaßt:

Δ (I) wenigstens einen Sorbitester der allgemeinen Formel:

oder

worin:

- die Reste X untereinander gleich oder verschieden sind und jeder OH, R¹COO- entspricht, wobei R¹ einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten, gegebenenfalls durch einen Hydroxylrest substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R¹ vorzugsweise ein Fettsäurerest ist, der mit einer endständigen Carboxylgruppe endet, wobei dieser Ester (I) einen HLB-Wert (Hydrophil/Lipophil-Gleichgewicht) zeigt, der zwischen 1 und 9 enthalten ist;

Δ (II) wenigstens einen Fettsäureester der allgemeinen Formel:

worin:

- R² einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten, gegebenenfalls durch eine Hydroxylfunktion substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R² vorzugsweise ein Fettsäurerest ist, der durch eine endständige Carboxylgruppe abgeschlossen ist,

- R³ eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub1;&sub0;-, vorzugsweise C&sub2;-C&sub3;-Alkylengruppe ist,

- n eine ganze Zahl größer oder gleich 6, vorzugsweise zwischen 6 und 30, enthalten ist,

- R&sup4; H, einem linearen oder verzweigten C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkylrest,

entspricht,

wobei R&sup5; die gleiche Definition aufweist wie R³ oben;

wobei der Ester (II) vorzugsweise einen HLB-Wert von größer oder gleich 9 aufweist;

Δ (III) wenigstens einen Alkylphenolpolyalkoxyl-Rest der allgemeinen Formel:

worin:

- R&sup6; einen linearen oder verzweigten C&sub1;-C&sub2;&sub0;-, vorzugsweise C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkylrest darstellt;

- m eine ganze Zahl von größer oder gleich 8, vorzugsweise zwischen 8 und 15, ist,

- R&sup7; und R&sup8; jeweils der gleichen Definition entsprechen, welche oben für R³ und R&sup4; der Formel (II) angegeben ist,

wobei dieser Ester (III) vorzugsweise einen HLB-Wert aufweist, welcher zwischen 10 und 15 enthalten ist;

→ dadurch, daß das Emulgatorsystem einen Gesamt-HLB-Wert aufweist, welcher zwischen 6 und 8, vorzugsweise zwischen 6,5 und 7,5 liegt,

→ dadurch, daß die Emulsion derart verwirklicht wird, daß die mittlere Größe der Tröpfchen der wäßrigen dispergierten Phase kleiner oder gleich 3 um, vorzugsweise 2 um und bevorzugter 1 um mit einer Standardabweichung von kleiner 1 um ist.

2. Brennstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion wenigstens 5 Gew.-% Wasser umfaßt und dadurch, daß die Konzentration an Emulgatorsystem im Verhältnis zur Gesamtmasse des Brennstoffes kleiner oder gleich 3 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-%, beträgt.

3. Brennstoff nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Emulgatorsystem die Verbindungen (I), (II) und (III) umfaßt und dadurch, daß die Verhältnisse an diesen Verbindungen die folgenden sind:

(I) 2,5 bis 3,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 Gewichtsteile,

(II) 1,5 bis 2,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 1,5 bis 2 Gewichtsteile,

(III) 0,5 bis 1,9 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gewichtsteile.

4. Brennstoff nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß:

(I) aus den Sorbitoleaten ausgewählt ist, wobei die Sorbit-Sesquioleate bevorzugt sind,

(II) aus den Oleaten und/oder Stearaten und/oder den Ricinoleaten von Polyethylenglycol (PEG) ausgewählt ist, vorzugsweise aus jenen, bei denen das PEG ein Molgewicht von kleiner oder gleich 450, vorzugsweise in der Größenordnung von 300 aufweist,

(III) aus den Nonylphenolen und/oder den polyethoxylierten Octylphenolen ausgewählt ist, wobei die polyethoxylierten Nonylphenole besonders bevorzugt sind.

5. Brennstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (II) des Emulgatorsystemes eine Mischung von polyethoxylierten Nonylphenolen, vorzugsweise von zwei polyethoxylierten Nonylphenolen, welche jeweils 9 bis 12 Ethylenoxidreste aufweisen, ist.

6. Emulgierter Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff aus der Gruppe der folgenden Produkte ausgewählt ist: Gasöle, Benzine, Kerosine, schwere Heizöle, synthetische Treibstoffe, veresterte oder nicht-veresterte pflanzliche oder tierische Öle und deren Mischungen.

7. Emulgierter Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er außer dem Emulgatorsystem Additive umfaßt, welche aus einer oder mehreren Procetan- Verbindungen ausgewählt sind, welche vorzugsweise aus den Peroxiden und/oder den Nitraten oder ihren Mischungen ausgewählt sind.

8. Emulgierter Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er als Additiv umfaßt:

- wenigstens einen metallischen oder erdalkalischen Katalysator der Nachverbrennungs-Reaktion von Ruß, wobei der Katalysator vorzugsweise auf Basis von Magnesium, Calcium, Barium, Cer, Kupfer, Eisen oder deren Mischungen vorliegt;

- gegebenenfalls ein Biozid, vorzugsweise ein Bakterizid, und gegebenenfalls wenigstens ein Antigelierungsmittel, ausgewählt aus den Glycolen.

9. Emulgierter Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung:

- Kohlenwasserstoff(e) 50 bis 99%, vorzugsweise 65 bis 99%

- Wasser 0,1 bis 50%, vorzugsweise 1 bis 35%

- Emulgatorsystem 0,05 bis 5%, vorzugsweise 0,1 bis 3%

- Additive 0,01 bis 5%, vorzugsweise 0,05 bis 2%.

10. Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens ein verestertes oder nichtverestertes pflanzliches Öl und/oder wenigstens ein Extrakt davon, vorzugsweise im Verhältnis von 1 bis 60 Gew.-% umfaßt.

11. Additivzusammensetzung für Brennstoff, insbesondere Treibstoff auf Kohlenwasserstoffbasis, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen umfaßt:

- das Emulgatorsystem, wie es in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert ist,

- und gegebenenfalls wenigstens ein weiteres Additiv, vorzugsweise aus den folgenden Produkten: Procetane, katalytischer Promotor der Verbrennung und Ruß, Biozide, Detergenzien, ammoniakalische Verbindungen, Antigelierungsmittel, veresterte oder nicht-veresterte pflanzliche Öle und deren Mischungen.

12. Verfahren zum Erhalten eines emulgierten Brennstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen in gleichzeitiger oder nicht gleichzeitiger Weise umfaßt:

- a - Einsetzen wenigstens eines Kohlenwasserstoffes, von Wasser und einem Emulgatorsystem, welches umfaßt:

Δ (I) wenigstens einen Sorbitester der allgemeinen Formel:

oder

worin:

- die Reste X gleich oder verschieden voneinander sind und jeweils OH, R¹COO- entsprechen, wobei R¹ einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten, gegebenenfalls durch einen Hydroxylrest substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoff mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R¹ vorzugsweise ein Fettsäurerest ist, welcher von einer endständigen Carboxylgruppe abgeschlossen ist,

wobei der Ester (I) einen HLB-Wert zeigt, der gleich oder 1 bis 9 ist;

Δ (II) wenigstens einen Fettsäureester der allgemeinen Formel:

worin:

- einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten, gegebenenfalls durch Hydroxylfunktionen substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt, R² vorzugsweise ein Fettsäurerest ist, wlecher von einer endständigen Carboxylgruppe abgeschlossen ist,

- einen linearen oder verzweigten C&sub1;-C&sub1;&sub0;-, vorzugsweise C&sub2;-C&sub3;-Alkylenrest darstellt,

- n eine ganze Zahl größer oder gleich 6, vorzugsweise zwischen 6 und 30, ist,

- R&sup4; H, einem linearen oder verzweigten C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkylrest,

entspricht,

wobei R&sup5; die gleiche Definition aufweist, welche oben für R² gegeben ist;

Δ (III) wenigstens einen polyalkoxylierten Alkylphenolrest der allgemeinen Formel:

worin:

- m eine ganze Zahl von größer oder gleich 8, vorzugsweise von 8 bis 15, ist,

wobei der Ester (III) vorzugsweise einen HLB-Wert aufweist, welcher zwischen 10 und 15 enthalten ist;

das Emulgatorsystem einen HLB-Wert zwischen 6 und 8, vorzugsweise zwischen 6,5 und 7,5 aufweist, und gegebenenfalls weitere Additive;

- b - Vermischen dieser Bestandteile, so daß eine Wasser-in- Öl-Emulsion erzeugt wird;

- c - und Fraktionieren der Emulsion um die Tröpfchengröße der wäßrigen dispergierten Phase auf eine mittlere Größe kleiner oder gleich 3 um, vorzugsweise 2 um und bevorzugter 1 um mit einer Abweichung unter 1 um zu reduzieren.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Emulgatorsystem die folgende Zusammensetzung aufweist:

(I) 2,5 bis 3,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 Gewichtsteile,

(II) 1,5 bis 2,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 1,5 bis 2 Gewichtsteile,

(III) 0,5 bis 1,9 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gewichtsteile.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Stufe - c - Fraktionierungsmittel vom Typ Sieb, statische Mischer, Rotormischer, Ultraschallmischer einsetzt.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen umfaßt:

- wenigstens eine Aufnahme (1), geeignet um eine Vormischung (2) aus Kohlenwasserstoff bzw. kohlenwasserstoffhaltigem System/Emulgator/Additiv(en) und/oder die Emulsion aufzunehmen, welche alles oder einen Teil des Wassers umfaßt, das in seine Konstitution eingeht,

- Mittel (3) zum Fraktionieren der Emulsion, umfassend vorzugsweise wenigstens einen statischen Mischer (5), dessen Eingang mit einer Leitung (7), welche wenigstens mit einer Pumpe (8) verbunden ist, und deren freie Extremitäten (9) dazu bestimmt sind, in den Behälter (2) der Aufnahme (1) einzutauchen, wobei der Ausgang des Mischers (5) mit wahlweisen Ableitmitteln (6) des Abstromes in der Aufnahme (1) verbunden ist,

- und einen Kreislauf (4) zum Einspeisen von Wasser, welcher vorzugsweise wenigstens ein Kanalisierungs system (10) aufweist, das mit einem Ventil (11) ausgerüstet ist und mit der Leitung (7) stromaufwärts der Pumpe (8) verbunden ist.