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Verfahren zur Behandlung von Motorbenzinen
Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von Motorbenzinen zur Verbesserung ihrer Eigenschaften ; insbesondere betrifft die Erfindung Motorbenzin, das Zusatzstoffe enthält, welche die Bildung von Ablagerungen in Vergasern von Benzinmotoren inhibieren.
Während des Betriebes von durch Funken gezündeten Verbrennungskraftmaschinen bauen sich Ablagerungen oder Niederschläge im Bereich des Drosselkörper des Vergasers auf. Diese Ablagerungen sind Fremdstoffe, die in den Vergaser durch den Lufteinlass eingeführt werden, und nicht den Komponenten des Benzins selbst zuzuschreiben. Die hauptsächlich dazu beitragenden Faktoren sind Durchblas- und Kurbelgehäusedämpfe, die aus dem Kurbelgehäuseauslass austreten, sich unter der Haube sammeln und in den Lufteinlass eingesaugt werden. Ein anderer Faktor, der zu den Ablagerungen beiträgt, ist die Luftverschmutzung. Diese kann auf allgemeine Verunreinigungen in der Atmosphäre, wie Industrieabgase od. dgl., oder auf Auspuffgase. insbesondere in dem ein häufiges Anhalten und Anfahren erfordernden Verkehr von schweren Fahrzeugen zurückgeführt werden.
Diese Ablagerungen verursachen, wenn sie sich anhäufen, einen rauhen oder ungleichmässigen Leerlauf und erfordern eine häufige Einstellung der Schraube für die Leerlaufluft-Austrittsöffnung. Gegebenenfalls versagt die Maschine im Leerlauf und, der Vergaser muss entfernt und gereinigt werden. In extremen Fällen kann es sogar notwendig sein, den Vergaser auszuwechseln. Die Bildung von starken Vergaserablagerungen ist besonders ausgesprochen bei Fahrzeugen, die mit Leerlaufgeschwindigkeiten während eines grossen Teiles der Zeit betrieben werden, wie z. B. bei Taxifahrzeugen, Lieferwagen für örtliche Zustellung von Tür zu Tür und Personenwagen, die in verkehrsreichen Gebieten, in denen ein häufiges Anfahren und Anhalten erforderlich ist, benutzt werden.
Obwohl das Problem der Vergaserablagerungen ziemlich weit verbreitet ist, schwankt die Art der Ablagerungen an verschiedenen Orten. So scheint Rauch die Bildung von Ablagerungen zu beschleunigen, die klebrig und weniger kohlenstoffhaltig sind.
Anderseits sind in verhältnismässig rauch- und nebelfreien Gebieten die Ablagerungen trocken, hart und kohlenstoffhaltig. Gleichgültig, um welche Art von Ablagerungen es sich jedoch handelt, wird durch die Bildung von Ablagerungen in dem Vergaser die Motorleistung nachteilig beeinflusst. Insbesondere im Fall des technischen Wagenparkbetriebes erhöhen die Vergaserablagerungen stark die Unterhaltungskosten.
Demgemäss ist es sehr erwünscht, Mittel zum Inhibieren der Bildung von Vergaserablagerungen zu schaffen.
Es ist gefunden worden, dass die Bildung von Vergaserablagerungen in einfacher und wirtschaftlicher Weise inhibiert werden kann. Es ist festgestellt worden, dass gewisse Tetrahydropyrimidine, wenn sie dem Benzin in geringen Mengen zugesetzt werden, Vergaserablagerungen wirksam herabsetzen.
Demgemäss ist es allgemeiner Zweck der Erfindung, eine stabile Benzinzusammensetzung zu schaffen. Ein anderer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Benzins, das geeignet ist, die Bildung von Vergaserablagerungen herabzusetzen. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, Vergaserablagerungen bei durch Funken gezündeten Verbrennungskraftmaschinen wirksam herabzusetzen. Ein besonderer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Motorbenzins, das geringe Mengen gewisser Tetrahydropyrimidine enthält. Andere Zwecke und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
Gemäss der Erfindung werden die Motorbenzine so behandelt, dass man diesen das Reaktionsprodukt der Umsetzung von wenigstens einer Naphthensäure, nämlich einer Carbonsäure mit der allgemeinen
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in der R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 8 - 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, zusetzt.
Gemäss der Erfindung ist auch ein Motorbenzin vorgesehen, das zwischen 0, 285 und 57 kg je 1000 hl eines Tetrahydropyrimidins enthält, das sich aus der Umsetzung wenigstens einer Naphthensäure und wenigstens einem durch aliphatischen Kohlenwasserstoff substituierten Propylendiamin der Formel
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in der R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 8-18 Kohlenstoffatomen darstellt. Das Diaminreagens kann aus einer reinen Verbindung bestehen.. In der Praxis ist es jedoch oft ein Gemisch von reinen Diaminen. Verschiedene Gemische von Diaminreagenzien stehen im Handel zur Verfügung.
"Amin A" ist ein Gemisch von N-substituierten Propylendiaminen der vorstehend angegebenen Formeln, in dem etwa 20% der R-Gruppen aus Hexadecyl, etwa 17% aus Octadecyl, etwa 26% aus Octadecenyl und etwa 37% aus Octadecadienyl bestehen."Amin B"ist ein ähnliches Gemisch, in dem etwa 8% der RGruppen aus Octadecyl, etwa 9% aus Decyl, etwa 47% aus Dodecyl, etwa 18% aus Tetradecyl, etwa 8% aus Hexadecyl, etwa 5% aus Octadecyl und etwa 5% aus Octadecenyl bestehen. In einem andern Ge- misch,"Amin C", sind etwa 2% der R-Gruppen Tetradecyl, etwa 24% Hexadecyl, etwa 28% Octadecyl und etwa 46% Octadecenyl."Amin C"wird besonders bevorzugt.
Die hier brauchbaren Tetrahydropyrimidine sind Kondensationsprodukte der Naphthensäure und des Propylendiamins, umgesetzt in einem molaren Verhältnis von 1 : 1. Da Wasser ein Nebenprodukt der Reaktion ist, wird Vorsorge für die Entfernung von Wasser getroffen. Es können so, wie bekannt, Temperaturen von 130 bis 2750C während Zeitdauern, bis die Entwicklung von Wasser aufhört, gewöhnlich 4 bis 16 Stunden, angewendet werden. Andere Mittel zur Erleichterung der Wasserentfernung können Anwendung finden, wie z. B. azeotropische Destillation und Behandlung bei unter Atmosphärendruck liegendem Druck. Im allgemeinen können die Tetrahydropyrimidine durch die Formel
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dargestellt werden, in der R Naphthenyl ist und R'ein aliphatisches Kohlenwasserstoffradikal mit 8 - 18 Kohlenstoffatomen darstellt.
Da jedoch die meisten Produkte aus Gemischen von Diaminen und Gemi- schen von Naphthensäuren, als allgemeine Regel, hergestellt werden, lassen sie sich genauer durch ein Verfahren definieren, welches die Reaktionsmischungen angibt.
Die Menge an dem Motorbenzin zugesetzten Tetrahydropyrimidin liegt zwischen etwa 0, 285 und 57 kg je 1000 hl und vorzugsweise zwischen etwa 1,43 und 5,70 kg je 1000 hl. Das Motorbenzin kann auch geringe Mengen von andern Zusatzmitteln, wie Antiklopfmitteln, Vorztindungszusatzstoffen, Spülmitteln, Gummiinhibitoren od. dgl., enthalten.
Die folgenden Beispiele werden zum Zwecke der Erläuterung der Zusatzmittel gemäss der Erfindung und der Veranschaulichung ihrer Wirksamkeit als Benzinreinigungsmittel gegeben. Es ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die angegebenen besonderen Komponenten beschränkt ist. Es können andere Komponenten, wie vorstehend beschrieben, zur Anwendung gelangen, wie dies für einen Sachverständigen ersichtlich ist.
Beispiel 1 : Eine Mischung von 400 Teilen "Naphthensäure X" und 510 Teilen "Amin C" wurde in Xylollösung 8 Stunden lang am Rückflusskühler gekocht. Die Reaktionsmischung wurde langsam auf 265 C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten, bis die Entwicklung von Wasser aufgehört hatte. Es wurden 36 Teile (2 MOI) Wasser erhalten. Das Xylollösungsmittel wurde entfernt, wobei ein substituiertes Tetrahydropyrimidin der Formel
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zurückblieb, in der R'Naphthenyl ist und R 2% Tetradecyl, 24% Hexadecyl, 28% Octadecyl und 46% Octadecenyl darstellt.
Die Neigung eines Treibstoffes zur Bildung von Ablagerungen wird nach dem 40-Stunden-Motortest bestimmt. Dieser beschleunigte Test erzeugt, wenn er bei Treibstoffen ausgeführt wird, die keine Reinigungsmittel enthalten, eine Menge an Ablagerungen, die der Menge äquivalent sind, welche bei Betrieb von 32000 km in Versuchstesten an Wagenparks von Taxifahrzeugen beobachtet wird. Ein 6 ;' Zylinder- Chevrolet-Motor wird mit eingekerbten oder eingeschnittenen Ringen versehen, um die Menge an Ausgeblasenem zu erhöhen. Der Motor wird 40 Stunden lang unter Verwendung des zu prüfenden Treibstoffes in abwechselnden Leerlauf- und Lastlauf-Kreisläufen betrieben. In dem Leerlauf-Kreislauf läuft die Maschine mit einer Leerlaufgeschwindigkeit von 400 Umdr/min ohne Last 5 Minuten lang.
Dann läuft die Maschine bei einer Geschwindigkeit von 2500 Umdr/min unter einer Last von 30 Brems-PS und bei einem Verteilerleitungsdruck von 240 mm Hg. Während des Lastlaufkreislaufes werden das Abgeblasene und ein Teil des Auspuffs in einem Ballon gesammelt. Dann werden die gesammelten Gase während des LeerlaufKreislaufes in den Vergaserlufteinlass freigegeben. Nach 40 Stunden Betrieb bei abwechselndem Lastund Leerlauf wird der Vergaser untersucht und die Mengen an Ablagerung an der Drosseleintrittsöffnung bestimmt. In der Bewertungsskala bedeuten : 0 = sauberer Vergaser, 1 = Spuren von Ablagerung, 2 = leichte Ablagerung, 3 = mittlere Ablagerung, 4 = schwere Ablagerung.
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Dieser 40-Stunden-Motortest steht, wie gefunden wurde, gut in Wechselbeziehung mit Ergebnissen, die bei langfristigen Betriebsvetsuchstesten bei Wagenparks von Taxifahrzeugen und Fahrzeugen für örtliche Lieferungen erhalten werden. Im tatsächlichen praktischen Betrieb wird, wie gefunden wurde, bei dem Betrieb des Wagenparks etwa 1/10 der Menge an Reinigungsmittel benötigt, wie sie für den beschleunigten Test erforderlich ist.
Es wurden 3 Benzinrezepturen beim Prüfen des Vergaser-Reinigungsmittels gemäss der Erfindung benutzt. "Benzin A" enthielt 0,5 cms 11 Tetraäthylblei, 0, 715 kg Phenylendiamin (Antioxydationsmittel) je 1000 hl Benzin und 0, 114 kg N, N'-Disalicyliden-1, 2-propandiamin je 1000 hl Benzin. "Benzin B" enthielt 0,58 cmsll Tetraäthylblei, 1,42 kg 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenol (Antioxydationsmittel) je 1000 hl Benzin, 0,285 kg N, N'-Disalicyliden-1, 2-propandiamin je 1000 hl Benzin und 12,2 kg Kresyl-
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"Benzin C" enthielt- 4-methylphenol (Antioxydationsmittel) je 1000 hl Benzin, 18,2 kg Kresyldiphenylphosphat je 1000 hl Benzin und 7, 2 kg Glycerylmonooleat (Antieismittel) je 1000 hl Benzin.
Beispiel 2 : In Teilmengen jedes der oben genannten Benzine wurden 14, 3 kg Tetrahydropyrimldin gemäss Beispiel 1 je 1000 hl eingemischt. Die sich ergebenden Mischungen wurden dann dem 40-Stunden-Motortest unterworfen. Die Benzine ohne Tetrahydropyrimidin wurden ebenfalls geprüft. Die erhaltenen Werte und Versuchsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle wiedergegeben.
Tabelle
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<tb> Benzin <SEP> Verbindung <SEP> gemäss <SEP> Motorwert <SEP> % <SEP> AblagerungBeispiel <SEP> l <SEP> in <SEP> verminderung
<tb> kg/1000 <SEP> h1
<tb> A <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP>
<tb> A <SEP> 14, <SEP> 3 <SEP> 1,0 <SEP> 60
<tb> B <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 0
<tb> B <SEP> 14, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 50
<tb> G <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> - <SEP>
<tb> C <SEP> 14, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 57
<tb> C <SEP> 42, <SEP> 9 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 72
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Aus den Werten der Tabelle ist ersichtlich, dass Vergaserablagerungen stark herabgesetzt wurden, wenn das Versuchsbenzin ein Vergaser-Reinigungsmittel gemäss der Erfindung enthielt. Die Verwendung des Reinigungsmittels setzt nicht nur die Bildung von Ablagerungen herab, sondern entfernt auch Ablagerungen und sucht verschmutzte Vergaserzuleitungs- bzw. Drosselkörper zu reinigen.
Dies wird durch das folgende Beispiel gezeigt.
Beispiel 3 : Ein Benzingemisch D, das 0,8 cms/1 Tetraäthylblei, 0, 285 kg N, N'-Disalicyliden- - 1, 2-propandiamin je 1000 hl Benzin und 2,85 kg 2, 6-Di-t-butyl-4-methylphenol je 1000 hl Benzin enthielt, wurde dem 40-Stunden-Motortest unterworfen. Der Vergaser wurde untersucht, und es wurde gefunden, dass er einen Wert 4 hatte. Dann wurden 28,5 kg Tetrahydropyrimidin gemäss Beispiel 1 je 1000 hl der Benzinmischung D zugesetzt und der Motortest 70 Stunden lang ausgeführt, wobei der gleiche verschmutzte Vergaser verwendet wurde, der den Wert 4 hatte. Am Ende des Versuchs war der Vergaser sauberer geworden und hatte einen Wert 3.
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