DE1071867B - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Brennstofföle mit verbesserten Verbrennungseigenschaften.The invention relates to fuel oils with improved combustion properties.

Der Ausdruck »Brennst off öl« umfaßt alle flüssigen Kohlenwasserstoffe, z. B. Gasöl, Destillatöl, die als Brennstoffe für Brenner und Öfen oder als Treibstoffe für Dieselmotoren Verwendung finden.The term "fuel off oil" includes all liquid hydrocarbons, e.g. B. gas oil, distillate oil, which are used as fuels for burners and ovens or as fuels for diesel engines.

Es ist oft erforderlich, die Eigenschaften, insbesondere die Verbrennungseigenschaften, von Brennstoffölen zu verbessern. So hat sich z. B. besonders bei Dieselmotoren gezeigt, daß eine starke Rauchentwicklung in den Auspuffgasen auftritt, wenn man die Menge des eingespritzten Treibstoffes vergrößert, um die Leistung des Motors zu erhöhen. Diese Erscheinung ist auf die unvollständige Verbrennung des Treibstoffes zurückzuführen, wenn eine gewisse Menge des eingespritzten Treibstoffes vergrößert wird. Als Folge davon ist die dadurch erzielte Erhöhung der Leistung durchaus nicht proportional dem Mehrbetrag an eingespritztem Brennstoff und mithin der höheren spezifischen Verbrennung. Außerdem führt dieser erhöhte Verbrauch zur Bildung von Abscheidungen in den Verbrennungskammern und auf den Kolben und damit zur Verminderung der Leistung und des Wirkungsgrades des Motors.It is often necessary to improve the properties, particularly the combustion properties, of fuel oils to enhance. So has z. B. especially in diesel engines shown that a strong smoke in the exhaust gases occurs when the amount of fuel injected is increased to increase engine performance raise. This phenomenon is due to the incomplete combustion of the fuel when a certain amount of injected fuel is increased. As a result, the increase achieved is the performance is by no means proportional to the excess amount of fuel injected and therefore the higher specific combustion. In addition, this increased consumption leads to the formation of deposits in the combustion chambers and on the pistons and thus to reduce the performance and the efficiency of the motor.

Es ist bekannt, Motortreibstoffen im Siedebereich des Benzins ein Schmieröl zuzusetzen, welches ein öllöshches Sulfonat eines Metalls der GruppeII des Periodischen Systems enthält. Dieser Zusatz hat jedoch nur den Zweck, die Bildung von Niederschlägen auf den Maschinenteilen zu verhindern und damit zur Reinhaltung des Motors beizutragen. Auf die Rauchbildung kann er sich nicht auswirken, weil Motortreibstoffe im Siedebereich des Benzins keinen Rauch entwickeln.It is known to add a lubricating oil to motor fuels in the boiling range of gasoline, which oil dissolves Contains sulfonate of a metal of Group II of the Periodic Table. However, this addition only has the purpose to prevent the formation of deposits on the machine parts and thus to keep the engine clean to contribute. It cannot affect the formation of smoke because motor fuels are in the boiling range of the Gasoline does not emit smoke.

Es ist ferner bekannt, schwefelreichen Dieseltreibstoffen zur Unterdrückung der durch die Verbrennungsprodukte des Schwefels verursachten Korrosion ein Erdalkalisalz der Benzolsulfonsäure zuzusetzen.It is also known to use high sulfur diesel fuels to suppress the products of combustion of the sulfur caused corrosion to add an alkaline earth metal salt to the benzenesulfonic acid.

Schließlich ist auch der Zusatz von Bleisulfonaten als Oxydationsschutzmittel zu Motortreibstoffen bekannt.Finally, the addition of lead sulfonates as antioxidants to motor fuels is also known.

Es wurde nun gefunden, daß man die Eigenschaften des Brennstofföles insbesondere hinsichtlich seiner Verbrennungseigenschaften verbessern kann, indem man dem Öl zwei oder mehrere Sulfonate verschiedener Metalle zusetzt.It has now been found that the properties of the fuel oil, in particular with regard to its combustion properties Can improve by adding two or more sulfonates of different metals to the oil clogs.

Das erfindungsgemäße ölgemisch besteht aus einem Brennstofföl und einer geringen Menge von zwei oder mehreren Sulfonaten von Metallen der Gruppen II, IV, V, VIb oder VIII des Periodischen Systems. Das erfmdungsgemäße ölgemisch kann Sulfonate verschiedener Metalle der gleichen Gruppe enthalten. Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn das Gemisch Sulfonate von Zinn und Blei enthält.The oil mixture according to the invention consists of a fuel oil and a small amount of two or several sulfonates of metals of groups II, IV, V, VIb or VIII of the periodic table. The inventive Oil mixture can contain sulfonates of different metals of the same group. Particularly good ones Results are obtained when the mixture contains sulfonates of tin and lead.

Die erfindungsgemäß verwendeten Metallsulfonate sind vorzugsweise Metallsalze von Säuren, die durch Sulfonieren,von Weißölen, öligen Fraktionen oder synthe-The metal sulfonates used according to the invention are preferably metal salts of acids, which by Sulfonation, of white oils, oily fractions or synthetic

Heizöl bzw. TreibstoffHeating oil or fuel

Anmelder:Applicant:

Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N. J. (V.St.A.)Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N.J. (V.St.A.)

Vertreter : E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,
und Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,
PatentanwälteRepresentative: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,
and Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,
Patent attorneys

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 26. Februar 1958Claimed priority: France 26 February 1958

Raymond Gay,
Notre-Dame-de-Gravenchon, Seine-Maritime,
und Emmanuel Siganos, Martigues₁ Bouches-du-Rhöne (Frankreich),
sind als Erfinder genannt wordenRaymond Gay,
Notre-Dame-de-Gravenchon, Seine-Maritime,
and Emmanuel Siganos, Martigues ₁ Bouches-du-Rhöne (France),
have been named as inventors

tischen alkylaromatischen Verbindungen erhalten werden. Diese Sulfonsäuren besitzen ein Molekulargewicht von mehr als 400, und die von ihnen abgeleiteten Metallsulfonate sind leicht löslich in Öl und besonders unlöslich in Wasser.table alkyl aromatic compounds are obtained. These sulfonic acids have a molecular weight of more than 400, and the metal sulfonates derived from them are readily soluble in oil and especially insoluble in water.

Erfindungsgemäß beträgt die Menge eines jeden dem Brennstofföl zuzusetzenden Sulfonates vorzugsweise 0,05 bis 1, insbesondere 0,1 bis 0,5 mg-Atom Metall je kg Öl.In the present invention, the amount of each sulfonate to be added to the fuel oil is preferably 0.05 up to 1, in particular 0.1 to 0.5 mg atom of metal per kg of oil.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt man ein Gemisch der Metallsulfonate her und setzt dieses dem Brennstofföl zu. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Gemisch der beiden Sulfonate aus 80 bis 20% des einen und 20 bis 80/% des anderen Sulfonates.According to a preferred embodiment of the invention, a mixture of the metal sulfonates is produced and adds this to the fuel oil. According to a further embodiment of the invention, the mixture consists of two sulfonates from 80 to 20% of one and 20 to 80 /% of the other sulfonate.

Die folgenden Beispiele erläutern die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Sulfonatgemische, insbesondere auf die Herabsetzung der Rauchzahl.The following examples illustrate the effectiveness of the sulfonate mixtures according to the invention, in particular on the reduction of the number of smoke.

Beispiel 1example 1

Es wurden Versuche mit einem Dieselmotor der Firma General Motors (G. M. 371) durchgeführt, der die folgenden Kennwerte besaß:Tests were carried out with a diesel engine from General Motors (G. M. 371), which the possessed the following characteristics:

Anzahl der Zylinder 3Number of cylinders 3

Weite ..' 108 mmWidth .. '108 mm

Hub < 127 mmStroke <127 mm

Zylinderinhalt 3474 ecmCylinder capacity 3474 ecm

Wassertemperatur, ^cC 80Water temperature, ^c C 80

Öltemperatur, ⁰C 107Oil temperature, ⁰ C 107

Geschwindigkeit 1200 U/minSpeed 1200 rpm

909 690/526909 690/526

Die Messung des Rauchs in den Auspuffgasen wurde mit dem unter dem Namen »Von Brand Smokemeter* bekannten Rauchanzeiger ausgeführt. Mit dieser Vorrichtung kann man in den Auspuffgasen enthaltenen Rauch messen, indem man die Gase durch einen sich mit konstanter Geschwindigkeit abwickelnden Papierschirm leitet. Die Intensität des hierbei erhaltenen Fleckes wird durch Interpolieren zwischen zwei Vergleichsproben (einer weißen und einer schwarzen) gemessen, und diese Bestimmung wird entweder durch Vergleich mit einer Normskala oder genauer durch Messung der prozentualen Menge an reflektiertem Licht mit Hilfe eines Photoreflektometers ausgeführt.The measurement of the smoke in the exhaust gases was carried out under the name »Von Brand Smokemeter * known smoke indicator executed. With this device one can be contained in the exhaust gases Measure smoke by passing the gases through a paper screen that is unwinding at a constant speed directs. The intensity of the spot obtained in this way is determined by interpolating between two comparison samples (one white and one black) are measured, and this determination is made either by comparison with a Standard scale or, more precisely, by measuring the percentage amount of reflected light using a photoreflectometer executed.

Die Dieselmaschine wurde mit einer bestimmten Leistung betrieben, wobei sie einmal mit dem Gasöl allein und ein anderes Mal mit einem einen Zusatz enthaltenden Gasöl gespeist wurde. Es wurden die folgenden Größen gemessen:The diesel engine was operated with a certain output, once with the gas oil alone and another time it was fed with a gas oil containing an additive. There were the following sizes measured:

I = Rauchzahl. I = smoke number.

C = Verbrauch in 1/Stunde.C = consumption in 1 / hour.

C₈ = Spezifischer Verbrauch in g/PS/Std.C ₈ = specific consumption in g / PS / hour.

T = Mittlere Temperatur der Auspuffgase in ° C T = mean temperature of the exhaust gases in ° C

Das Gasöl besaß die folgenden Kennwerte:The gas oil had the following characteristics:

Dichte bei 15° C 0,857Density at 15 ° C 0.857

Engler-Viskosität bei 20° C 1,43Engler viscosity at 20 ° C 1.43

Schwefelgehalt, Gewichtsprozent 1Sulfur content, percent by weight 1

Cetanzahl 48Cetane number 48

Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:The results of these tests are summarized in the following table:

Gasöl +Gas oil + Gasöl -(-Gas oil - (- Gasöl +
GemischGas oil +
mixture Zinn-Tin- Blei-Lead- von Zinn-of tin Lei
stung,
PSLei
stung,
PS Gemes
sene
WerteGemes
sene
values Gasöl
alleinGas oil
alone sulfonat
(0,5 mg-
AtomSnsulfonate
(0.5 mg-
AtomSn sulfonat
(0,5 mg-
AtomPbsulfonate
(0.5 mg-
AtomPb und Blei-
sulfonat
(0,25 mg-
Atom Snand lead
sulfonate
(0.25 mg-
Atom Sn je kg
Gasöl)per kg
Gas oil) je kg
Gasöl)per kg
Gas oil) und 0,25 mg-
Atom Pb
je kg Gasöl)and 0.25 mg
Atom Pb
per kg gas oil) II. 3,53.5 33 2,52.5 1,751.75 42 -42 - CC.
TT 10,14
24210.14
242 10,09
23710.09
237 10,04
23710.04
237 10,03
23810.03
238 C_s C _s 207,9207.9 205,2205.2 205,6205.6 205,5205.5 II. 3,53.5 33 2,52.5 22 45 ·45 · CC.
TT 10,82
25810.82
258 10,69
24510.69
245 10,76
25610.76
256 10,30
25510.30
255 C_s C _s 206,7206.7 204,2204.2 205,5205.5 196196 II. 44th 33 33 2,52.5 48 ·48 · CC.
TT 11,52
23711.52
237 11,30
26911.30
269 11,38
26811.38
268 11,20
26811.20
268 C_s C _s 206,2206.2 202,3202.3 203,8203.8 201201 II. 4,54.5 3,53.5 3,53.5 51 <51 < CC.
TT
C_s C _s 12,24
288
20812.24
288
208 11,86
285
201,611.86
285
201.6 12,02
285
202,712.02
285
202.7 . 3. 3 II. 55 44th 44th 3,53.5 54 <54 < CC. 12,712.7 12,4412.44 12,512.5 12,4012.40 TT 296296 291291 293293 292292 C_s C _s 201,9201.9 197,8197.8 199,05199.05 198198 II. 5,55.5 4,54.5 4,54.5 55,8 <55.8 < CC.
TT
C_s C _s 13,13
307
202,213.13
307
202.2 12,92
303
19912.92
303
199 12,91
304
198,912.91
304
198.9 . 3,75. 3.75

In der Zeichnung ist die Beziehung zwischen der Rauchzahl (Ordinate) und der Leistung in PS (Abszisse) dargestellt. Die Kurven zeigen die gewonnenen Werte bei Speisung des Motors mit den folgenden Treibstoffen:In the drawing is the relationship between the smoke number (ordinate) and the power in PS (abscissa) shown. The curves show the values obtained when the engine was fed with the following fuels:

Kurve 1 ... Gasöl allein.Turn 1 ... gas oil alone.

Kurve 2 ... Gasöl + Zinnsulionat.Curve 2 ... gas oil + tin sulionate.

Kurve 3 ... Gasöl + Bleisulfonat.Curve 3 ... gas oil + lead sulfonate.

Kurve 4 ... Gasöl 4- Gemisch von Zinn-und Bleisulfonat.Curve 4 ... Gas oil 4- Mixture of tin and lead sulfonate.

Aus diesen Kurven ist ersichtlich, daß für einen gegebenen Schwellenwert der Rauchzahl (z. B. einer Rauchzahl von 3,5) eine Zunahme der Leistung von 45 auf 54 PS, d. h. um etwa 20 °/₀, stattfindet, wenn man erfindungsgemäß ein Gemisch von Zinn- und Bleisulfonat verwendet, während bei einem Zusatz von Bleisulfonat oder Zinnsulfonat allein die Leistungszunahme beträchtlich geringer ist, indem die Leistung nur von 45 auf 51 PS ansteigt.It can be seen from these curves that for a given threshold value for the smoke number (e.g. a smoke number of 3.5) an increase in power from 45 to 54 hp, ie by about 20 ° / ₀ , takes place when a mixture is used according to the invention of tin and lead sulphonate used, while with the addition of lead sulphonate or tin sulphonate alone the increase in power is considerably less, as the power only increases from 45 to 51 hp.

Beispiel 2Example 2

Weitere Versuche wurden mit dem im Beispiel 1 beschriebenen Gasöl für sich allein sowie mit einem Zusatz von Bleisulfonat und mit einem Zusatz eines Gemisches von Bleisulfonat und Zinnsulfonat gemäß der Erfindung durchgeführt.Further tests were carried out with the gas oil described in Example 1 on its own and with an additive of lead sulfonate and with an addition of a mixture of lead sulfonate and tin sulfonate according to the invention carried out.

Diese Prüfungen wurden mit einem Petter-Motor nach der in der Zeitschrift »Journal of the Institute of Petroleum«, September 1953, beschriebenen Methode ausgeführt.These tests were carried out with a Petter engine according to the method published in the Journal of the Institute of Petroleum, September 1953, the method described was carried out.

Die Prüf bedingungen waren die folgenden:The test conditions were as follows:

Geschwindigkeit 1500 U/minSpeed 1500 rpm

Eintrittstemperatur des Erdöls, °C... 78 ± 2 Austrittstemperatur des Erdöls, °C... 85 ± 1 Temperatur des Kurbelkastenöls, °C.. 55 ± 1Inlet temperature of petroleum, ° C ... 78 ± 2 Outlet temperature of petroleum, ° C ... 85 ± 1 Crankcase oil temperature, ° C .. 55 ± 1

Voreilung der Einspritzung 21°Injection advance 21 °

Versuchsdauer, Stunden 120Duration of experiment, hours 120

Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:The results obtained are summarized in the following table:

Einritzen derScratch the

Krone Crown

Innenseite desInside of the

Kolbens Piston

Kolbeneinlagen..
Kolbenseitenwand vor demPiston inserts ..
Piston sidewall in front of the

Waschen To wash

Kolbenseitenwand nach demPiston side wall after

. Waschen . To wash

Schlamm: Allgemeine Teile ...Mud: General Parts ...

Gasöl
alleinGas oil
alone

7,47.4

22,5
52,122.5
52.1

1,971.97

0,25
41,50.25
41.5

Gasöl + Bleisulfonat (0,5 mg-AtomGas oil + lead sulfonate (0.5 mg-atom

Pb je kg Gasöl)Pb per kg gas oil)

3,63.6

15,0 27,515.0 27.5

4,34.3

0,7 23,00.7 23.0

Gasöl -f- GemischGas oil -f mixture

von Zinn- und Bleisulfat (0,25 mg-Atomof tin and lead sulfate (0.25 mg-atom

Pb und 0,25 mg-Atom Sn je kg Gasöl)Pb and 0.25 mg-atom Sn per kg gas oil)

2,62.6

7,5 23,77.5 23.7

0,9 00.9 0

29,629.6

Wenn das Gemisch von Zinn- und Bleisulfonat zu dem Gasöl zugesetzt wurde, machte sich eine Abnahme der Rauchbildung in den Auspuffgasen bemerkbar, und die Maschine war viel sauberer, was besonders auf das Ein-When the mixture of tin and lead sulfonate was added to the gas oil, there was a decrease in the Smoke formation in the exhaust gases noticeable, and the machine was much cleaner, which was particularly

Claims (6)

1 spritzensystem und insbesondere auf die Einspritznadel zutraf. Patentansprüche:1 syringe system and in particular the injection needle. Patent claims: 1. Heizöl bzw. Treibstoff, gekennzeichnet durch S einen geringen Zusatz von zwei oder mehreren Sulfonaten von Metallen der Gruppen II, IV, V, VIb oder VIII des Periodischen Systems.1. Heating oil or fuel, characterized by S a small addition of two or more Sulphonates of metals of groups II, IV, V, VIb or VIII of the periodic table. 2. Heizöl bzw. Treibstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallsulfonate in Mengen von 0,05 bis 1 mg-Atom Metall je kg Öl darin enthalten sind.2. Heating oil or fuel according to claim 1, characterized in that the metal sulfonates in quantities it contains from 0.05 to 1 mg atom of metal per kg of oil. 3. Heizöl bzw. Treibstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallsulfonate in Mengen von 0,1 bis 0,5 mg-Atom Metall je kg Öl darin enthalten sind.3. heating oil or fuel according to claim 2, characterized in that the metal sulfonates in quantities it contains from 0.1 to 0.5 mg-atom of metal per kg of oil. 4. Heizöl bzw. Treibstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Metallsulfonate entweder Zinnsulfonat oder Bleisulfonat ist. '4. Heating oil or fuel according to claim 1 to 3, characterized in that one of the metal sulfonates is either tin sulfonate or lead sulfonate. ' 5. Heizöl bzw. Treibstoff nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Gemisch von Blei- und Zinnsulfonat.5. heating oil or fuel according to claim 1 to 3, characterized by a content of a mixture of lead and tin sulfonate. 6. Heizöl bzw. Treibstoff nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz aus zwei Metallsulfonaten im Mengenverhältnis von 80 bis 20 °/₀ an dem einen Sulfonat und 20 bis 80 °/₀ an dem anderen Sulfonat besteht.6. Heating oil or fuel according to claim 1 to 5, characterized in that the additive consists of two metal _{sulfonates in a proportion of 80 to 20 ° / 0} on the one sulfonate and 20 to 80 ° / ₀ on the other sulfonate. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 950 971;
französische Patentschriften Nr. 965 315, 1 031 152.Considered publications:
German Patent No. 950 971;
French patents nos. 965 315, 1 031 152. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings