DE1215849B - Stabilisiertes Brennoel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

ClOg

Deutsche Kl.: 23 b-4/02

Nummer: 1215 849

Aktenzeichen: A 43429IV d/23 b

Anmeldetag: 26. Juni 1963

Auslegetag: 5. Mai 1966

Die Erfindung betrifft Brennöle, die gegen Abbau, Schlammbildungsneigung und Korrosion stabilisiert sind.

Kohlenwasserstoffbrennöle, wie man sie für Diesel- und andere Verbrennungskraftmaschinen und Industriebrenner verwendet, zerfallen chemisch, bilden Schlamm und unerwünschte Feststoffe, die die Verbrennungsleistung verringern und Verstopfungen der vorhandenen Filter verursachen. Des weiteren bringt die Verwendung der Brennöle Korrosionsgef ahr für die Anlage, die Brennölbehälter und der Verbrennungskraftmaschinen mit sich.

Das beanspruchte stabilisierte Brennöl zeigt keine Neigung zur Schlammbildung, zu Korrosion der berührten Metalle noch zu chemischem Zerfall. Es hat ferner eine verbesserte Farbe und Fließfähigkeit. Diese Vorteile werden durch Zusatz einer kleinen Menge eines polyverätherten Diamins erreicht.

Das erfindungsgemäße stabilisierte Brennöl besteht aus einem Kohlenwasserstoffbrennöl und einer kleinen Menge eines polyverätherten (a) polypropoxylierten oder (b) polyäthoxylierten Diamins der folgenden Strukturf ormeln:

(CH₂ — CHO)_xU Stabilisiertes Brennöl

R-N-CH₂-CH₂-CH₂-N

(CH₂-CHO)₂H

CH₃

R-N-CH₂-CH₂-CH₂-N -

(CH₂CH₂O)₂H

CH₃
(CH₂-CHO)₂₇H

CH₃
(a)

. (CH₂CH₂O)^H

(CH₂CH₂O)₂₇H
(b)

in denen R einen aliphatischen Kohlenwasserstoff mit 8 bis 22 C-Atomen und x, y und ζ ganze Zahlen bedeuten, deren Summe 1 bis 6 betragen kann.

Beispiele der durch R definierten Radikale sind: Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Tridecyl-, Tetradecyl-, Pentadecyl-, Hexadecyl-, Heptadecyl-, Octadecyl-, Eicosyl-, Docosyl-, Octodecenyl-, Octodecadienyl-, Octodecatrienyl- und Dodecenyl- sowie Mischungen kohlenwasserstoffhaltiger Radikale, die von Tallöl, Talg, Sojabohnenöl, Kokosnußöl, BaumwoUsamenöl und anderen tierischen und pflanzlichen Ölen abgeleitet sind.

Anmelder:

Armour and Company,

Chicago, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Byron Edward Marsh, Mount Vernon, JU.;

Paul Leonard DuBrow,

Chicago, JIl. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 26. Juni 1962 (205 225)

Die hier beanspruchten Additive für das Brennöl, nämlich die polyäthoxylierten polypropoxylierten Diamine, werden in einer Konzentration zugesetzt, die zwischen 10 ppm und 1 oder 2 Gewichtsprozent schwanken kann. Meist verwendet man eine Konzentration von 50 bis 150 ppm. Die besten Ergebnisse werden mit 100 ppm erzielt.

Die Äthoxylierung oder Propoxylierung des Diamins erfolgt vorzugsweise dadurch, daß das Diamin mit etwa 1 bis 6 Mol Äthylenoxyd oder Propylenoxyd in Reaktion gebracht wird.

Beispiel 1

Zu 50 ml Dieselöl wird aus Olefin hergestelltes polypropoxyliertes Diamin mit 3 Mol Propylenoxyd in einer Konzentration von 100 ppm gegeben und der so behandelte Brennstoff in einem Ölbad 90 Minuten auf 150⁰C erhitzt, danach auf Raumtemperatur abgekühlt, durchfiltriert und die Farbe des gefilterten Brennöls nach NPA bestimmt. Dann wurde die Zusammensetzung 4 Wochen lang in quadratischen Flaschen von 120 g Inhalt im Dunkeln bei 24 bis 27° C aufbewahrt. Nach dieser Zeit wurde das Brennöl dem Hitzetest unterworfen und wie üblich ausgewertet. Die ursprüngliche Farbe nach NPA war l^x/₂ und nach dem Erhitzen 3¹J₂. Nach 4 Wochen ergab sich auf dem Filter praktisch kein Rückstand. Unter Berücksichtigung der obenerwähnten Hochtemperaturbehandlung

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und der verhältnismäßig langen Speicherzeit war das nach einer Lagerung von 1, 2, 3, 4 Wochen und von

untersuchte Brennöl stabil gegen Zerfall. 10 Monaten untersucht. Nacji 1 Woche entsprach die

Bei einer früher durchgeführten Untersuchung Farbe nach NPA dem Wert 2¹I₂, der Filterrückstand

— nach der 90 Minuten langen Erhitzung auf 150° C war Null, nach 2 Wochen Farbe NPA =. 3, geringer

ohne Speicherung — war die NPA-Farbe 3¹J₂, und es 5 Filterrückstand, nach 3 Wochen Farbe NPA = 4,

ergab sich ein »leichter« Rückstand auf dem Filter. geringer Filterrückstand. Nach 4 Wochen war vor

. dem Erhitzen die NPA-Farbe = I¹I₂, nach dem

Beispiel2 Erhitzen = 3; es war ein geringer Filterrückstand

Dieselöl wurde durch ein Filterpapier Nr. 597 S & S festzustellen. Nach 10 Monaten Lagerdauer war die

gefiltert, um alle darin enthaltenen Sedimente zu io NPA-Farbe vor dem Erhitzen = 2, nach dem Erhitzen

entfernen. Zu 50 ml Dieselöl wurden 50 ppm poly- = 5. Der Filterrückstand war immer noch gering,
propoxyliertes Diamin mit 3 Mol Propylenoxyd in

einer Neßlerröhre zugesetzt und die Röhre 90 Minuten Beispiel 7
lang in ein Ölbad von 150⁰C gesetzt, dann auf Raumtemperatur abgekühlt und durch einen Buchnertrichter, 15 Auch die Zusammensetzungen gemäß Beispiel 5 der ein Filterpapier Nr. 597 S & S enthielt,' gefiltert. wurden nach verschiedenen Lagerzeiten, und zwar mit Das Filtrat wurde gesammelt und seine Farbe nach den folgenden Ergebnissen untersucht:
NPA bestimmt. Die Neßlerröhre und das Filterpapier Nach 1 Woche und nach dem Erhitzen entsprach wurden viermal mit Pentan gewaschen, dann das die NPA-Farbe dem Wert 2. Der Filterrückstand war Filterpapier getrocknet und der Niederschlag durch ao Null. Nach 2 Wochen war die NPA-Farbe = 3, und den Grad seiner Verfärbung geschätzt. Die NPA-Farbe es blieb ein »leichter« Filterrückstand. Nach 3 und entsprach 3¹I₂, und die Menge des Filterrückstandes 4 Wochen war nach dem Erhitzen die NPA-Farbe war »leicht«, was anzeigte, daß die Zusammensetzung = 3V₂, es ergab sich ein »mittlerer Filterrückstand.« gut gegen chemischen Zerfall stabilisiert war. Nach 10 Monaten war die NPA-Farbe vor dem , 25 Erhitzen »wolkig«, nach dem Erhitzen = 4 ¹I₂. Die Beispiels Menge des Filterrückstandes war »leicht«.

In der gleichen Weise wie im Beispiel 2 beschrieben,

wurden Versuche mit Dieselöl durchgeführt, deren Beispiel 8
Ergebnisse nach einer Speicherperiode von 1, 2, 3 und

4 Wochen bestimmt wurden. Nach 1 Woche entsprach 30 Die Untersuchung wurde in der an Hand von

die NPA-Farbe dem Wert 2 ohne Rückstandsbildung, Beispiel 4 beschriebenen Weise durchgeführt, jedoch

nach 2 Wochen dem Wert 2Va ohne Rückstands- wurde an Stelle von aus Talg hergestelltem, äthoxy-

bildung, nach 3 Wochen ebenfalls noch dem Wert 2V2 liertem Diamin mit 3 Mol Äthylenoxyd ein solches

und ohne Rückstandsbildung. Nach 4wöchiger Lage- mit 2 Mol Äthylenoxyd verwendet. Nach 1 Woche

rung entsprach die Farbe nach der NPA-Skala vor der 35 war die NPA-Farbe nach dem Erhitzen = 2V_a> der

Erhitzung dem Wert 1 bis IV2J nach der Erhitzung Filterrückstand war Null. Nach 2 Wochen war die

dem Wert 2Va ^un(i ohne Rückstandsbildung. NPA-Farbe = 3, der Filterrückstand Null. Nach

. . _Λ 3 Wochen war nach dem Erhitzen die NPA-Farbe

α e 1 s ρ 1 e 1 4 immer noch = 3, der Filterrückstand Null. Auch nach

Dieselöl wurde durch ein Filterpapier Nr. 597 S&S 40 10 Monaten war nach dem Erhitzen die NPA-Farbe gefiltert, um in dem Öl vorhandene Sedimente aus- = 3, der Filterrückstand Null,
zuscheiden. Zu 50 ml dieses Öls wurden 100 ppm aus Bei den vorstehenden Versuchen erfolgte die Farb-TaIg hergestelltes, äthoxyliertes Diamin mit 3 Mol bestimmung und die des Filterrückstandes, soweit Äthylenoxyd zugesetzt. Die Mischung wurde in einer nicht anders angegeben, nach dem Erhitzen, die Neßlerröhre in einem Ölbad 90 Minuten auf 150⁰C 45 Kennzeichen der gebildeten Rückstände lauten »Filtererhitzt, auf Raumtemperatur abgekühlt und dann rückstand Null«, »geringer Filterrückstand«, »leichter durch einen mit einem Filterpapier Nr. 597 S&S Filterrückstand«, »mittlerer Filterrückstand«, »schwerer versehenen Buchnertrichter gefiltert. Das Filtrat wurde Filterrückstand« und »wolkig«,
gesammelt und seine Farbe nach NPA festgestellt. .
Dann wurden der Trichter und das Filterpapier 50 . Beispiel»
viermal mit Pentan gewaschen. Das Filterpapier Zu 300 bzw. 600 ml Brennöl Nr. 2 wurde aus wurde getrocknet und die Menge des abgesetzten hydriertem Talg hergestelltes dipropoxyliertes Diamin Niederschlages durch den Grad der Entfärbung mit 2 Mol Propylenoxyd entsprechend einer Konzenbestimmt. Die Farbe des Öls nach NPA war 4 und der tration von 100 bzw. 50 bzw. 25 ppm gegeben und die Filterrückstand sehr gering, 55 Mischung 1 Jahr lang bei 24 bis 27° C gehalten. Dann _Ώ . . , wurden die Proben des 300-ml-Versuchs unter Vakuum Beispiel.5 _{dmcil geteerte ge}frittete Gooch-Tiegel gefiltert. Die

Der Versuch wurde in gleicher Weise wie im verwendeten Flaschen und Tiegel wurden durch

Beispiel 4 ausgeführt, mit dem Unterschied, daß das Waschen mit η-Hexan völlig von Öl gereinigt. Die

zugesetzte, aus Kokosnußöl hergestellte äthoxylierte 60 Bestimmung des löslichen harzartigen Rückstandes

Diamin mit 5 Mol Äthylenoxyd entsprechend einer erfolgte durch Lösen des an Flasche und Tiegel Konzentration von 100 ppm zugesetzt wurde. Die haftenden Rückstandes mit einem Lösungsmittel

Farbe wurde nach NPA mit 2V₂ bestimmt. Der Filter- (50% Aceton, 50% Methanol). Die erhaltene Lösung

rückstand war Null. wurde verdampft, bis zur Gewichtskonstanz ein-

. . ₁ " 65 getrocknet und der Rückstand auf mg/1 umgerechnet.

eispie Der Gesamtharzrückstand ist die Summe des in dem

Der Versuch wurde wie im Beispiel 4 beschrieben Lösungsmittel Gelösten und des in dem Gooch-Tiegel durchgeführt, nur wurden die Versuchsergebnisse Zurückgehaltenenundwirdebenfallsinmg/1 angegeben.

Die Probe des 600-ml-Versuchs wurde nach der du-Pont-Methode in der folgenden Weise untersucht:

1. Es wurde die Zeit bestimmt, in der 400 ml Öl durch 1 cm² eines 400-Maschen-Siebes unter einem ständigen Wasserdruck von 300 mm WS durchfließen;

2. es wurde der Teil von 25 ml gemessen, der durch ein 5-Mikron-Müliporen-Filterpapier unter einem konstanten Druck von 300 mm WS fließt. Dieser Versuch ist beendet, sobald innerhalb von 20 Minuten weniger als 25 ml durch das Filter hindurchfließen.

Die Farbe wird mittels eines NPA-Farbskalenrades in einem Hellige-Komparator bestimmt.

Aus hydriertem Talg hergestelltes dipropolyliertes Diamin mit 2 Mol Propylenoxyd verhielt sich, wie die folgenden Versuchsergebnisse erkennen lassen, wesentlich besser als das Vergleichsmaterial.

Vergleichsmaterial:

Gesamtmenge an harzigen Bestandteilen 100 mg/1

lösliche Harzbestandteile 69 mg/1

Filterfähigkeit:

1. Durch das 400-Maschen-Sieb = 5 Minuten (Zeitdauer des Hindurchfilterns);

2. durch das 5-Mikron-Milliporen-Filterpapier = 0 (Literzahl des durchlaufenden Anteils);

3. Farbe nach NPA = 2V₂+-

Dipropolyliertes Diamin aus hydriertem Talg mit 2MoI Propylenoxyd

Harzige Bestandteile gesamt

100 ppm 45 mg/1

50 ppm 26 mg/1

25 ppm 40 mg/1

lösliche harzige Bestandteile

100 ppm 21 mg/1

50 ppm 21 mg/1

25 ppm 28 mg/1

Filterfähigkeit:

1. durch das 400-Maschen-Sieb (Zeit des Hindurchfilterns)

100 ppm 27 Sekunden

50 ppm 27,2 Sekunden

25 ppm 30,1 Sekunden

2. durch das 5-Mikron-Milliporen-Filterpapier

100 ppm 8

50 ppm 3

25 ppm 7

Die KohlenwasserstofTbrennöldestillate, in denen die beanspruchten Stoffe dispergiert oder gelöst sind, können raffinierte oder nichtraffinierte gekrackte Brennöle bzw. einfach destillierte Benzine oder

ίο Mischungen von solchen sein, die Komponenten enthalten, die normalerweise bei 150 bis 375°C destillieren. Geeignete Brennöle haben einen Siedebereich zwischen 175 und 375 ° C bzw. zwischen 200 und 36O⁰C. Geeeignete Kohlenwasserstoffdestillate für die beanspruchten Zusammensetzungen sind gekrackte Gasöle, Treiböle, Brenneröle, Dieselöle und Leuchtöl sowie Mischungen dieser gekrackten Öle mit den entsprechenden oder ähnlich einfach destillierten Kohlenwasserstoffraktionen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stabilisiertes Brennöl, bestehend aus einem Kohlenwasserstoffbrennöl und einer kleinen Menge eines polyverätherten a) polypropoxylierten oder b) polyäthoxylierten Diamins der folgenden Strukturformeln:

   R-N-CH₂-CH₂-CH₂-N
   (CH₂-CHO)₂H
   CH₃

   (CH₂

   CH₃

   und

   R-N-CH₂-CH₂-CH₂-N
   (CH₂-CH₂O)₃H

   (CH₂ · CHO)^H

   CH₃
   (a)

   (CH₂-CH₂O)^H

   (CH₂-CH₂O)^H (b)

   in denen R einen aliphatischen Kohlenwasserstoff mit 8 bis 22 C-Atomen und x, y und ζ ganze Zahlen bedeuten, deren Summe 1 bis 6 betragen kann.