DE2940782A1

DE2940782A1 - Wasser enthaltende kraftstoffe fuer verbrennungsmotoren und oelfeuerungen

Info

Publication number: DE2940782A1
Application number: DE19792940782
Authority: DE
Inventors: Adolf Asbeck; Dipl.-Chem. Dr. Holger 4000 Düsseldorf Tesmann
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1979-10-08
Filing date: 1979-10-08
Publication date: 1981-04-16
Also published as: DE2940782C2

Description

Wasser enthaltende Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren
und Ölfeuerungen Die Erfindung betrifft-Wasser enthaltende Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren mit erhöhter Klopffestigkeit und verbesserten Abgaswerten, sowie für Ölfeuerungen, die ebenfalls verbesserte Abgaswerte zeigen und erhöhten Wirkungsgrad besitzen.
Es ist bereits bekannt, Motorkraftstoffen gewisse Wassermengen zuzusetzen, um die Klopffestigkeit zu erhöhen und die schädlichen Abgasbestandteile, insbesondere Stickoxide, zu reduzieren (DE-OS 1 545 509 und 26 33 462, US-PS 3 822 119, Chemical Engineering, November 11 (1974), Seiten 84-88). Es ist ferner bekannt, in Heizölen für Ölfeuerungen Wasserzusätze mit Hilfe von Ultraschalldispergatoren zu dispergieren. Diese Bemühungen haben aber nicht zu völlig befriedigenden Ergebnissen geführt, da es bisher nicht gelungen ist, den Wasserzusatz ausreichend stabil im Kraftstoff bzw. Heizöl zu erulgieren.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß man erhebliche Mengen Wasser in einem für Verbrennungsmotoren geeigneten flüssigen Kraftstoff bzw. in Heizölen in Form eines klaren Solubilisates stabil dispergieren kann, wenn man hierzu eine Kombination hestirmter nichtioruscher Erulgatoren in Verbindung mit geeigneten Lösungsmittlern verwendet.
Gegenstand der Erfindung sind demEerß Wasser in Form eines klaren Solubilisates enthaltende Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren oder Heizöle, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: 70 - 92,9 Gew.-% flüssige Kohlenwasserstoffe 5 - 15 Gew.-% Wasser 1 - 5 Gew.-% wasserlösliche nichtionische Emulgatoren mit einer Trübungstemperatur von 25 - 6 60° C in NaCl-Lösung, bestimmt nach DIN 53 917 1 - 5 Gew. -% öllösliche nicht ionische Emulgatoren mit einer Trübungstemperatur von mehr als 70° C in Butyldiglykol-Lösung, bestimmt nach DIN 53 917 o,o5 - 10 Gew.-% Cyclohexanol oder Methylcyclohexanol vorzugsweise erden solche Wasser enthaltende Kraftstoffe, beansprucht, die gekennzeichnet sind durch folgende Zusammensetzung: 77 - 87,9 Gew.-% flüssige Vergaserkraftstoffe 8 - 12 Gew. -% Wasser 2 - 3 Gew.-% wasserlösliche nichtionische Emulgatoren mit einer Trdbungstemperatur von 25 - 60° ° C in NaCl-Lösung, bestimmt nach DIN 53 917 2 - 3 Gew.-% öllösliche nichtionische Emulgatoren mit einer Trübungstemperatur von mehr als 700 C in Butyldiglykol-Lösung, bestimmt nach DIN 53 917 o,1 - 5 Gew.-% Cyclohexanol oder Methylcyclohexanol Hauptbestandteil des Kraftstoffgemisches ist ein flUS5i-1 ger Kohlenwasserstoff, wie er als Antriebsmittel für Verbrennungsmotoren üblicherweise verwendet wird, z. B.
Normal- oder Superbenzin, Dieselöl, Benzol und dgl.
oder ein Heizöl auf Kohlenwasserstoffbasis, wie es für blreuerungen geeignet ist. Insbesondere kommen Vergaserkraftstoffe für Verbrennungsmotoren in Frage (Benzin).
Diesen Kraftstoffen bzw. Heizölen können bis zu 15 Gew.-% Wasser einverleibt werden, wozu man zweckmäßig destilliertes oder demineralisiertes Wasser verwendet. Zweckmäßigerweise beträgt der Wassergehalt von Vergaserkraftstoffen 8 - 12 Gew.-%.
Erfindungsgemäß werden als wasserlösliche nichtionische Emulgatoren solche eingesetzt, die Trübungstemperaturen von 25 - 60° C in NaCl-Lösung nach DIN 53 917 aufweisen.
Als solche kommen in erster Linie Ethoxylierungsprodukte von Carbonsäuremonoethanolamiden entsprechend der Formel R - CONH-CH2CH2-O(CH2CH2O)xH, in Betracht, worin R ein gesättigtes oder ungesättigtes Alkylradikal mit 7 - 21 C-Atomen oder ein Gemisch solcher Radikale, wie es in natürlichen Fettsäuren vorliegt, und x eine Zahl von 4 - 6 bedeutet.
Vorzugsweise leiten sich die Carbonsäuremonoethanolamide von Kokos-, Talg- oder Sojafettsäuren ab> z. B. Kokos- fettsäuremonoethanolamid + 4 EO, Trübungstemperatur in NaCl-Lösung 270 C.
In gleicher Weise können auch die Addukte von 20 - So Mol Ethylenoxid an Ricinolsäure enthaltende Triglyzeride als wasserlösliche Enulgatoren verwendet werden, insbesondere das Addukt von 40 Mol Ethylenoxid an ein aus Samenölen gewonnenes natürliches Ricinusöl, Trübungstemperatur in NaCl-Lösung 480 C.
Als öllösliche nichtionische Emulgatoren werden solche mit einer Trübungstemperatur von mehr als 70° C in Butyldiglykol-Lösung gemäß DIN 53 917 eingesetzt. Vorzugsweise handelt es sich um Carbonsäurediethanolamide oder Carbonsäurepolydiethanolamide der Formel R-CON(CH2CH2OH2)2 und/oder worin R ein gesättigtes oder ungesättigtes Alkylradikal mit 7 - 21 C-Atomen, oder ein Gemisch solcher Radikale, wie es in natürlichen Fettsäuren vorliegt, bedeutet.
Bevorzugte öllösliche Emulgatoren sind Kokosfettsäurediethanolamid, Trübungstemperatur in Butyldiglykol-Lösung 810 C,bzw. Ölsäurepolydiethanolamid, Trilbungstemperatur >1000 C. Es kann vorteilhaft sein, verschiedene öllösliche Emulgatoren gemeinsam einzusetzen.
Als weitere Komponente der beanspruchten Kraftstoffe mischung werden Cyclohexanol oder die Methylcyclohexanole als Einzelkomponente oder in Gemischen verwendet. Die Cyclohexanole haben einen lösungsvermittelnden Effekt, der in Verbindung mit den genannten Emulgatoren zu einer klaren, stabilen Solubilisation des wasser in den Kohlenwasserstoff führt.
Die Herstellung der wasserhaltigen Kraftstoff-Mischung erfolgt ohne besonderen technischen Aufwand auf einfache Weise unter Rühren bei Raumtemperatur bis zur Klarpunkt, ohne daß eine besondere Reihenfolge der Zugabe einzelner Komponenten zu beachten wäre. Die Stabilität der Mischung ist praktisch unbegrenzt, eine Wasserabscheidung erfolgt nicht. Die Homogenität kann durch Zuhilfenahme mechanischer Hilfsmittel, die hohe ScherkrEfte auf die Flüssigkeit ausüben, z. B. schnell laufelde Rührwerke, Ultraschall- oder SpaltdisDergatoren und dgl. noch verbessert werden.
Beispiele 1. Es wurde ein Kraftstoff-Wasser-Gemisch folgender Zusammensetzung durch Einrühren der Zusatzkomponenten in ein Benzin hergestellt: 84,3 Gew.-% Benzin 2,5 Gew.-% Kokosfettsäurethanolamid + 4 EO 1,8 Gew.-% ölsäurepolydiethanolamid o,6 Gew.-% Kokosfettsäurediethanolamid o,3 Gew.-% Cyclohexanol 10,5 Gew.-% destilliertes Wasser Es resultierte eine optisch klare, stabile Mischung.
2. Mit Hilfe eines schnellaufenden Propellerrührers wurde die folgende optisch klare Kraftstoffmischung hergestellt: 84,1 Gew.-% Benzin 2,9 Gew.-% Ricinusöl + 40 EO 1,5 Gew.-% Ölsäurepolydiethanolamid o,5 Gew.-% Kokosfettsäurediethanolamid o,5 Gew.-% Methylcyclohexanol lo,5 Gew.-% destilliertes Wasser 3. Eine weitere Kraftstoff-Mischung wurde durch Einrühren eines Gemisches aus den Emulgatoren, Hexalin und Wasser hergestellt: 80,0 Gew.-% Benzin 2,5 Gew.-% Kokosfettsauremonoethanolamid + 4 EO 2,5 Gew.-% Ölsäurepolydiethanolamid 5,0 Gew.-% Cyclohexanol lo,o Gew.-% destilliertes Wasser Die optisch klare Mischung schied nach 3-monatiger Lagerzeit bei Raumtemperatur kein Wasser ab.

Claims

"Wasser enthaltende Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren und Ölfeuerungen" Patentansprüche 1. Wasser in Form eines klaren Solubilisates enthaltende Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren oder Heizöle, gekennzeichnet durch folgende Zusarmensetzung: 70 - 92,9 Gew.-%. flüssige Kohlenwasserstoffe 5 - 15 Gew.-% Wasser 1 - 5 Gew.-% wasserlösliche nichtionische Emulgatoren mit einer Trübungstemperatur von 25 - 60° C in NaCl-Lösung, bestimmt nach DIN 53 917 1 - 5 Gew.-% öllösliche nichtionische Enulgatoren mit einer Trübungstemperatur von mehr als 70° C in Butyldiglykol-Lösung, bestimmt nach DIN 53 917 o,o5 - lo Gew.-% Cyclohexanol oder Methylcyclohexanol 2. Kraftstoffe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: 77 - 87,9 Gew.-% fltissige Vergaserkraftstoffe 8 - 12 Gew. -% Wasser 2 - 3 Gew. -% wasserlösliche nichtionische Emulgatoren mit einer Trübungstemperatur von 25 - 600 C in NaCl-Lösung, bestirimt nach DIN 53 917 2 - 3 Gew. -% öllösliche nichtionische Enulgatoren trit einer Trübungstemperatur von rehr als 70° C in Butyldiglykol-Lösung, bestirrt nach DIN 53 917 o,1 - 5 Gew.-% Cyclohexanol oder Methylcyclohexanol 3. Kraftstoffe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wasserlöslichen nichtionischen Emulgatoren der Formel R-CONH-CH2CH2-O(CH2, H2O)xH, worinR ein gesättigtes oder ungesättigtes Alkylradikal mit 7 - 21 C-Atoren oder ein Gemisch solcher Radikale, wie es in natürlichen Fettsäuren vorliegt, und x eine Zahl von 4 - 6 bedeutet.

4. Kraftstoffe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wasserlöslichen nichtionischen Emulgatoren, die durch Anlagerung von 20 - 50 ol Ethylenoxid an Ricinolsäure enthaltende Triglyzeride hergestellt sind.

5. Kraftstoffe nach Anspruch 1 - 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an öllöslichen nichtionischen Emulgatoren der Formel R-CON(CH2CH2OH)n und/oder worin R ein ges-ttiges oder ungesättigtes Alkylradikal mit 7 - 21 C-Atomen, oder ein Gemisch solcher Radikale, wie es- in natürlichen Fettsäuren vorliegt, bedeutet.