DE69912757T2

DE69912757T2 - Verwendung eines zusatzes in einer brennstoffzusammensetzung

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Publication number: DE69912757T2
Application number: DE69912757T
Authority: DE
Inventors: Vittorio Roberto Staines BAZZANI; James Paul Reading BENNETT; Graham Churt BUTLER; Quentin Alisdair Aldershot CLARK; Hardy John Gerrards Cross COOPER
Original assignee: BP Oil International Ltd
Current assignee: BP Oil International Ltd
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: AR014789A1; GB2350372B; CA2325748A1; AU753443C; ATE351896T1; ES2212545T3; EP1068282B1; EP1359207A1; DE69934918T2; TW445294B; AU753443B2; ID26367A; AU3158099A; NZ507073A; CN1301291A; PT1359207E; PE20000343A1; DE69934918D1; MY119842A; ES2279926T3

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffzusammensetzung, insbesondere eine Benzinzusammensetzung, zur Verwendung in Kraftfahrzeugen.
Lange Jahre haben Hersteller von Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung einen höheren Wirkungsgrad angestrebt, um die Kohlenwasserstoffbrennstoffe optimal zu nutzen. Aber solche Motoren benötigen Benzine mit höherer Octanzahl, de insbesondere durch die Zugabe bleiorganischer Zusätze und in letzter Zeit mit dem Aufkommen bleifreier Benzine durch Zugabe von MTBE erreicht wurde. Aber Verbrennung jeglichen Benzins verursacht Emissionen in den Abgasen, z. B. von Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Stickoxiden (NO_x) und giftigen Kohlenwasserstoffen, und solche Emissionen und unerwünscht.
Es wurden Matorenbenzine entdeckt, die eine hohe Octanzahl haben, aber geringe Emissionen bei, der Verbrennung erzeugen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine bleifreie Mischzusammensetzung mit einer Motoroctanol (MOZ) von wenigstens 80 bereit, die als Bestandteil (a) wenigstens 5% oder bevorzugt wenigstens 8 oder 10% (in Volumen der Gesamtzusammensetzung) wenigstens eines Kohlenwasserstoffs mit der folgenden Formel I R-CH₂-CH(CH₃)-C(CH₃)₂CH₃ Iworin R Wasserstoff oder Methyl ist,
und als Bestandteil (b) wenigstens einen gesättigten flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoff mit 4 bis 12, 410, wie 5–10, z. B. 5–8 Kohlenstoffatomen umfasst. In einer anderen Ausführung ist Bestandteil (b) in wenigstens einem von Isomerat, Alkylat, Straight-run-Benzin, leichtes Reformat, leichtes Hydrocrackbenzin und Flugmotorenbenzin enthalten. Vorzugsweise umfasst die Zusammensetzung wenigstens ein Olefin (z. B. in einer Menge von 1–30%) und/oder wenigstens einen aromatischen Kohlenwasserstoff (z. B. in einer Menge von 10 %, speziell 3–28%) und/oder weniger als 5% Benzen. Die Zusammensetzung kann vorzugsweise 10–40% Triptan, weniger als 5% Benzen umfassen und einen Reid-Dampfdruck bei 37,8°C, gemessen gemäß ASTMD323, von 30–120 kPa haben. Die Zusammensetzung ist üblicherweise eine bleifreie Motorenbenzin-Grundmischzusammensetzung.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein bleifreies formuliertes Motorenenbenzin, das besagte Grundzusammensetzung und wenigstens einen Motorenbenzinzusatz umfasst, bereit.
Wenn R Wasserstoff ist, ist der Kohlenwasserstoff Triptan. Wenn R Methyl ist, ist der Kohlenwasserstoff 2,2,3-Trimethylpentan. Speziell bevorzugt ist Triptan. Triptan und 2,2,3-Trimethylpentan können einzeln oder miteinander kombiniert, beispielsweise in einem Gewichtsverhältnis von 10 : 90–90 : 10, bevorzugt 30 : 70–70 : 30, verwendet wenden.
Der Kohlenwasserstoff der Formel 1, bevorzugt Triptan, kann in einer Menge von 5–95% oder 8–90%, wie 10–90%, oder 15–65%, z. B. 10–40%, wie 20–35%, in Volumen oder 40–90%, wie 40–55% oder 55–80%, oder 8–35%, wie 8–20%, in Volumen vorhanden sein. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Prozentangaben in dieser Beschreibung in Volumen und die Angaben einer Anzahl von Bereichen von Mengen in der Zusammensetzung oder dem Benzin für 2 oder mehr Bestandteile schließen Angaben aller Unterkombinationen aller Bereiche mit allen Bestandteilen ein.
Triptan oder 2,2,3-Trimethylpentan kann in einer Reinheit von wenigstens 95% verwendet werden, wird aber bevorzugt als Teil eines Kohlenwasserstoffgemischs, z. B. mit wenigstens 50% der Verbindung der Formel 1, verwendet. Dieses Gemisch kann zum Beispiel durch Alkylierung eines Isoalkans, z. B. Reaktion von Propen und Isobutan, erhalten werden oder über Destillation des Produkts einer katalytischen Crackreaktion, um eine C₄-Fraktion zu ergeben, die Olefin und Kohlenwasserstoff enthält, Alkylierung, um eine C_4-9-, speziell eine C_6-9-Fraktion zu erzeugen, de destilliert wird, um eine überwiegend C₈-Fraktion zu ergeben, die üblicherweise Trimethylpentane einschließlich 2,2,3-Trimethylpentan und/oder 2,3,3-Trimethylpentan enthält, erhalten werden. Zur Herstellung von Triptan kann diese Fraktion demethyliert wenden, um ein Rohprodukt zu ergeben, das wenigstens 5% Triptan enthält, das destilliert werden kann, um den Triptangehalt in dem Gemisch zu erhöhen; solch ein Destillat kann wenigstens 10% oder 20% Triptan und 2,2,3-Trimethylpentan umfassen, aber speziell wenigstens 50%, z. B. 50–90%, wobei der Rest vorwiegend aus anderen aliphatischen C₇ und C₈-Kohlenwasserstoffen, z. B. in einer Menge van 1050 Vol.-%, besteht Triptan kann allgemein wie in Rec. Trav. Chim. 1939, Vol. 58, Seiten 347–348 von J. P. Wibaut et al. beschrieben hergestellt werden, von die Reaktion von Pinakolon mit Methylmagnesumiodid und anschließende Dehydratisierung (z. B. mit Schwefelsäure) zur Bildung von Tripten, das z B. durch katalytische Hydrierung zu Triptan hydriert wird, umfasst. Alternativ können Triptan und 2,2,3-Trimethylpentan in jeder käuflich erhältlichen Form verwendet werden.
Die Erfindung wird mit Triptan, das als Beispiel für die Verbindung der Formel 1 dient, weiter beschrieben werden, aber 2,2,3-Trimethylpentan kann stattdessen oder auch verwendet werden.
Die Benzinzusammensetzung enthält auch als Bestandteil (b) wenigstens einen flüssigen gesättigten Kohlenwasserstoff mit 5–10 Kohlenstoffatomen, speziell überwiegend verzweigtkettige C₇ oder C₈-Verbindungen, z. B. iso-C₇ oder iso-C₈. Dieser Kohlenwasserstoff kann im Wesentlichen rein sein, z. B. n-Heptan, Isooctan oder Isopentan, oder ein Gemisch sein, z. B. ein Destillationsprodukt oder ein Reaktionsprodukt aus einer Raffinereaktion, z. B. Alkylat. Der Kohlenwasserstoff kann eine Motoroctanzahl (MOZ) von 0–60 haben, hat aber vorzugsweise einen MOZ-Wert von 60–96, wie Isomerat (Kp. 25–80°C). Die Research-Octanzahl ROZ kann 80–105, z. B. 95–105, betragen, während der ROAD-Wert (Durchschnitt von MOZ und ROZ) 60–100 betragen kann.
Bestandteil (b) kann einen Kohlenwasserstoffbestandteil mit einem höheren Siedepunkt (vorzugsweise einem Endsiedepunkt), vorzugsweise einen, der wenigstens 20° höher siedet, als die Verbindung der Formel I, z. B. Triptan, umfassen, wie 20–60°C höher als Triptan, aber unter 225°C, z. B. unter 170°C, und hat üblicherweise eine Motoroctanzahl von wenigstens 92, z. B. 92–100; solche Bestandteile sind üblicherweise Alkane mit 7–10 Kohlenstoffatomen, speziell 7 oder 8 Kohlenstoffatomen, und haben insbesondere wenigstens einen Zweig in ihrer Alkylkette, speziell 1–3 Zweige, und bevorzugt an einem inneren Kohlenstoffatom und enthalten speziell wenigstens eine -C(CH₃)₂-Gruppe.
Die Volumenmenge des Bestandteils (b) in der Gesamtheit (oder die Volumenmenge an Gemischen, die Bestandteil (b) umfassen, wie die Gesamtheit von jedem der Folgenden (wenn vorhanden) (i)-(iv)) (i) katalytisches Reformat, (ii) schweres katalytisches gecracktes Benzin, (iii) leichtes katalytisches gecracktes Benzin und (iv) Straight-run-Benzin in der Zusammensetzung ist üblicherweise 10–80%, z. B. 25–70%, 40–65% oder 20–40%, wobei die höheren Prozentgehalte üblicherweise bei geringeren Prozentgehalten des Bestandteils (a) verwendet werden.
Bestandteil (b) kann ein Gemisch der flüssigen gesättigten Kohlenwasserstoffe, z. B. ein Destillationsprodukt, z. B. Naphtha oder Straight-run-Benzin, oder ein Reaktionsprodukt aus einer Raffineriereaktion, z. B. Alkylat, einschließlich Flugmotorenalkylat (Kp. 30–190°C), Isomerat (Kp. 25–80°C), leichtes Reformat (Kp. 20-79°C) oder leichtes Hydrocrackbenzin sein. Das Gemisch kann wenigstens 60% oder wenigstens 70 Gew-%, z. B. 60–95 oder 70–90 Gew.-% flüssigen gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff enthalten.
Volumenmengen in der Zusammensetzung der Erfindung der Gemische von Bestandteil (b) (hauptsächlich gesättigte flüssige aliphatische Kohlenswasserstofffraktionen, z. B. die Gesamtheit von Isomerat, Alkylat, Naphtha und Straight-run-Benzin (in jedem Fall (wenn überhaupt) in der Zusammensetzung vorhanden) können 4–60%, wie 4–25%, oder vorzugsweise 10–55%, wie 25–45% betragen. Alkylat oder Straight-run-Benzin liegen bevorzugt vor, wahlweise zusammen mit den, vorzugsweise aber in Abwesenheit der anderen, insbesondere in einer Menge von 2–50%, wie 10–45, z. B. 10–25%, 25–45% oder 25–40%. Die Zusammensetzungen der Erfindung können auch Naphtha, z. B. in einer Volumenmenge von 0–25%, wie 2–25%, 10–25% oder 2–10% umfassen.
Die Zusammensetzungen können einen Kohlenwasserstoffbestandteil umfassen, der ein gesättigter aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 46 Kohlenstoffatomen ist und der flüchtiger ist und einen niedrigeren Siedepunkt (vorzugsweise einen niedrigeren Endsiedepunkt) als die Verbindung der Formel I hat, insbesondere einen, der wenigstens 30°C, wie 30–60°C, unter dem von Triptan bei Atmosphärendruck siedet und speziell selbst eine Motorooctanzahl über 88, insbesondere von wenigstens 90, z. B. 88–93 oder 90–92 hat Beispiele des Kohlenwasserstoffbestandteils schließen Alkane mit 4 oder 5 Kohlenstaffatomen, insbesondere Isopentan ein, das im Wesentlichen rein oder eine Rohkohlenwasserstofffraktion von Alkylat oder Isomerat sein kann, die wenigstens 30%, z. B. 30–80%, wie 50–70% enthält, wobei die Hauptverunreinigung aus bis zu 40% Monomethylpentanen und bis zu 50% Dimethylbutanen besteht Der Kohlenwasserstoffbestandteil Kann ein Alkan mit einem Siedepunkt (bei Atmosphärendruck) von 60–100°C unter dem von Triptan sein, z. B. n und/oder iso-Butan, wahlweise in Mischungen mit dem C₅-Alkan von 99,5 : 0,5 bis 0,5 : 99,5, z. B. 88 : 12 bis 75 : 25. n-Butan allein oder gemischt mit Isopentan ist bevorzugt, speziell in den obigen Anteilen und insbesondere mit einer Volumenmenge an Butan in der Zusammensetzung von bis zu 20%, wie 1–15%, z. B. 1–8, 3–8 oder 8–15%.
Cyclodiphatische Kohlenwasserstoffe, z. B. mit 5–7 Kohlenstoffatomen, wie Cyclopentan oder Cyclohexan, können vorhanden sein, aber üblicherweise in Mengen von weniger als 15% des Gesamten, z. B. 1–10%.
Volumenmengen in der Zusammensetzung der Gesamtheit von Isomerat, Alkylat, Naphtha, Straight-run-Benzin, flüssiger aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 4–6 Kohlenstoffatomen (wie oben definiert) und cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff können (in jedem Fall, wenn vorhanden) 50%, wie 8–25%, 15–55%, wie 30-50% betragen.
Die Benzinzusammensetzungen der Erfindung enthalten auch bevorzugt wenigstens ein Olefin (insbesondere mit einer Doppelbindung pro Molekül), das ein flüssiges Alken mit 5–10, z. B. 6–8 Kohlenstoffatomen ist, wie ein lineares oder verzweigtes Alken, z. B. Penten, Isopenten, Hexen, Isohexen oder Nepten oder 2-Methyl-2-penten, oder ein Gemisch, das Alkene umfasst, das durch Cracken, z. B. katalytisches oder thermisches Cracken eines Rohölrückcstands, z. B. Atmosphären- oder Vakuumrückstand, hergestellt werden kann; das Gemisch kann schweres oder leichtes katalytisch gecracktes Benzin sein (oder ein Gemisch davon).
Das Cracken kann dampfunterstützt sein. Weitere Beispiele für Olefin enthaltende Gemische sind "C6 Bisomer", katalytisches Polymerat und Dimat Die Olefingemische enthalten üblicherweise wenigstens 10 Gew-% Olefine, wie wenigstens 40%, wie 40–80 Gew-%. Bevorzugte Gemische sind (xi) Stearncrackbenzin, (xii) katalytisch gecracktes Benzin, (xiii) C6 Bisomer und (xiv) katalytisches Polymerat, obwohl die wahlweise katalytisch gecrackten Benzine am vorteilhaftesten sind. Mengen in der Gesamtzusammensetzung der Olefingemische, speziell die Summe von (xi)–(xiv) (wenn welche vorhanden), können 0–55, z. B. 10–55 oder 18- 37, wie 23–35 oder 20–55, wie 40–55% betragen. Mengen an (xi) und (xii) (wenn vorhanden) insgesamt in der Zusammensetzung sind vorzugsweise 18–55, wie 18–35, 18–30 oder 35–55% (in Volumen).
Das Olefin oder Olefingemisch hat üblicherweise einen MOZ-Wert von 70–90, üblicherweise einen ROZ-Wert von 85–95 und einen ROAD-Wert von 80–92.
Die Volumenmenge an Olefin(en) insgesamt in der Benzinzusammensetzung der Erfindung kann 0% oder 0–30%, z. B. 0,1–30%, wie 1–30%, insbesondere 2–25, 5–30 (speziell 3–10), 5–18,5, 5–18 oder 10–20% betragen. Vorzugssweise enthält de Zusammensetzung wenigstens 1 Olefin und eine maximale Menge von 18% oder speziell eine maximale Menge von 14%, kann aber im Wesentlichen frei von Olefin sein.
Die Zusammensetzungen können auch wenigstens eine aromatische Verbindung, vorzugsweise eine alkylaromatische Verbindung, wie Toluen oder o-, m- oder p-Xylen oder ein Gemisch davon, oder ein Trimethylbenzen enthalten. Die Aromaten können als Einzelverbindungen, z. B. Toluen, zugegeben worden sein oder können als ein Aromatengemisch zugegeben werden, das wenigstens 30 Gew.-% aromatische Verbindungen, wie 30–100%, speziell 50–90% enthält Solche Gemische können aus katalytisch reformiertem oder gecractern Benzin, das aus Schwernaphtha erhalten wird, hergestellt werden. Ein Beispiel für solche Gemische sind (xxi) katalytisches Reformat und (xxii) schweres Reformat Mengen der Einzelverbindungen, z. B. Toluen, in der Zusammensetzung können 0–35%, wie 2–33%, z. B. 10–33% betragen, während Mengen der Aromatengemische, speziell der Gesamtheit der Reformate (xxi) & (xxii) (wenn vorhanden) in der Zusammensetzung 0–50%, wie 1–33%, z. B. 2–15% oder 2–10% oder 15–32% in Volumen betragen können und die Gesamtmenge an Reformaten (xxi), (xxii) und zugegebenen Einzelverbindungen (z. B. Toluen) 0–50%, z. B. 0,5-20% oder 5–40, wie 15–35 oder 5–25% in Volumen betragen kann.
Die Aromaten haben üblicherweise einen MOZ-Wert von 90–110, z. B. 100–110, und einen ROZ-Wert von 100–120, wie 110–120, und einen ROAD-Wert von 95–110. Die Volumenmenge an aromatischen Verbindungen in der Zusammensetzung beträgt üblicherweise 0% oder 0–50%, wie weniger als 40% oder weniger als 28% oder weniger als 20%, wie 1–50%, 2–40%, 3–28%, 4–25%, 5–20% (speziell 10–20%), 4–10% oder 20–35%, speziell an Toluen.
Die Benzinzusammensetzung kann auch im Wesentlichen frei von aromatischer Verbindung sein. Mengen an aromatischen Verbindungen von weniger als 42%, z. B. weniger als 35% oder speziell weniger als 30% sind bevorzugt. Vorzugsweise betragt die Menge an Benzen weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 1,5% oder 1%, z. B. 0,1–1% des Gesamtvolumens oder weniger als 0,1% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung.
Die Zusammensetzungen können auch wenigstens einen sauerstoffhaltigen Octanzahlverbesserer, üblicherweise einen Ether, enthalten, üblicherweise mit einer Motoroctanzahl von wenigstens 96–105, z. B. 98-103. Der Ether-Octanzahlverbesserer ist üblicherweise ein Dialkylether, insbesondere ein asymmetrischer, worin bevorzugt jedes Alkyl 1–6 Kohlenstoffatome hat, wobei insbesondere ein Alkyl ein verzweigtkettiges Alkyl mit 3–6 Kohlenstoffatomen ist, insbesondere ein tertiäres Alkyl mit speziell 4–6 Kohlenstoffatomen, wie tert-Butyl oder tert-Amyl, und wobei das andere Alkyl 1–6, z. B. 13 Kohlenstoffatome hat, speziell linear, wie Methyl oder Ethyl. Beispiele für solche sauerstoffhaltigen Komponenten schließen Methyl-tert-butylether (MTBE), Ethyl-tert-butylether und Methyl-tert-amylether ein. Die sauerstoffhaltige Komponente kann auch ein Alkohol mit 1–6 Kohlenstoffatomen, z. B. Ethanol, sein.
Die Volumenmenge der sauerstoffhaltigen Komponente kann 0 oder 0–25%, wie 1–25%, 2–20%, 2–10% oder 5–20%, speziell 5–15%, aber vorteilhafterweise weniger als 3%, wie 1–3% (speziell an MTBE und/oder Ethanol) sein. Die sauerstoffhaltige Komponente kann auch im Wesentlichen in der Zusammensetzung oder dem Benzin der Erfindung fehlen.
Aromatische Amine, z. B. flüssige, wie Anilin, können, wenn überhaupt, in einer Menge von weniger als 5 Vol.-% vorhanden sein und fehlen vorzugsweise im Wesentlichen, z. B. weniger als 100 ppm. Des relative Volumenverhältnis des Amins zu Triptan ist üblicherweise geringer als 3 : 1, z. B. geringer als 1 : 2.
Die Zusammensetzung der Erfindung enthält Bestandteile (a) und (b) und das formulierte bleifreie Benzin enthält auch wenigstens einen Motorenbenzinzusatz, wie beispielsweise aufgelistet in ASTM D-0814, dessen inhalt hier durch Referenz eingegliedert ist, oder von einer Kontrollbehörde, z. B. US California Air Resources Board (CARB) oder Environmental Protection Agency (EPA), spezifiziert. Diese Zusätze unterscheiden sich von den flüssigen Brennstoffbestandteilen, wie MTBE. Solche Zusätze können die bleifreien sein, die in Gardine and Diesel Fuel Additives, K. Owen, veröffentlich von J. Willey, Chichester, UK, 1989, Kapitel 1 und 2, USP EP 0233250 oder EP 288296 , deren Inhalt hier durch Referenz eingegliedert ist, beschrieben sind. Die Zusätze können Vorkammer- oder Verbrennungszusätze sein. Beispiele für Zusätze sind Antioxidantien, wie eines vom Amin- oder Phenoltyp, Korrosionsinhibitoren, Enteisungszusätze, z. B. Glykolether oder Alkohole, Motordetergentausätze, wie solche vom Typ Bernsäureimid-, Polyalkylenamin- oder Polyetheramintyp, und antistatische Zusätze, wie ampholytische Tenside, Metalldeaktivatoren, so wie einer vom Thioamidtyp, Oberflächenzündungsinhibitoren, wie organische Phosphorverbindungen, Verbrennungswirkstoffe, wie Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze organischer Säuren oder Schwefelsäuremonoester höherer Alkohole, Ventilschutzzusätze, wie Alkalimetallverbindungen, z. B. Natrium- oder Kaliumsalze, wie Borate oder Carboxylate, und färbende Zusätze, wie Azofarbstoffe. Ein oder mehrere Zusätze (z. B. 2–4) des gleichen oder verschiedenen Typs können verwendet werden, speziell Kombinationen von wenigstens einem Antioxidans und wenigstens einem Detergentzusatz Antioxidantien, so wie ein oder mehrere sperrige Phenole, z. B. solche mit einer tertiären Butylgruppe in einer oder beiden ortho-Positionen zur phenolischen Hydroxylgruppe, sind besonders bevorzugt, wie im folgenden Bsp. 1 beschrieben. Insbesondere können die Zusätze in der Zusammensetzung in Mengen von 0,1–100 ppm, z. B. 1–20 ppm von jedem, üblicherweise von einem Antioxidans, speziell einem oder mehreren sperigen Phenolen vorliegen. Gesamtmengen an Zusatz betragen üblicherweise nicht mehr als 1000 ppm, z. B. 1–1000 ppm.
Die Zusammensetzungen und Benzine sind frei von bleiorganischen Verbindungen und üblicherweise von Manganzusätzen, wie Mangancarbonyle.
Die Zusammensetzungen und Benzine können bis zu 0,1% Schwefel, z. B. 0,000–0,02%, wie 0,002-0,01% in Gewicht enthalten.
Die Benzinzusammensetzungen der Erfindung haben üblicherweise einen MOZ-Wert von wenigstens 80, z. B. 80–110 oder 80–105, wie 98–105, oder vorzugsweise 80 bis weniger als 98, wie 80–95, 83–93 oder 93–98. Der ROZ Wert beträgt üblicherweise 90–120, z. B. 102–120, oder vorzugsweise 90–102, vorzugsweise 90–100, z. B. 90–99, wie 90–93, z. B. 91, oder 93–98, z. B. 94,5–97,5, oder 97–101, während der ROAD-Wert üblicherweise 85–115, z. B. 98–115, oder vorzugsweise 85–98, wie 85–95, z. B. 85–90, oder 90–95 oder 95–98 beträgt. Bevorzugte Benzinzusammensetzungen haben eine MOZ von 803, eine ROZ von 90–93 und eine ROAD von 85–90 oder eine MOZ von 83–93, eine ROZ von 93–98 und eine ROAD von 85–95 oder eine MOZ von 83–93, eine ROZ von 97–101 und eine ROAD von 90–95. Der kalorische Netto-Brennwert des Benzins (auch spezifische Energie genannt) beträgt üblicherweise wenigstens 18000 Btu/Ib, z. B. wenigstens 18500, 18700 oder 18900, wie 18500–19500, wie 18700–19300 oder 18900–19200; der kalorische Brennwert kann wenigstens 42 MJ/kg, z. B. wenigstens 43,5 MJ/kg, wie 42–45 oder 43–45, wie 43,5–04,5 MJ/kg betragen. Das Benzin hat üblicherweise einen Siedebereich (ASTM D86) von 20–225°C, wobei insbesondere wenigstens 2%, z. B. 2–15%, im Bereich 171–225°C sieden. Das Benzin ist üblicherweise so, dass bei 70°C wenigstens 10% verdampft sind, während 50% verdampft sind, wenn man eine Temperatur im Bereich 77–120°C, vorzugsweise 77–116°C, erreicht, und bis 185°C sind mindestens 90% verdampft. Das Benzin ist auch üblicherweise so, dass 10–50% bei 70°C, 40-74% bei 100°C, 70–97% bei 150°C verdampft sein können und 90–99% können bei 180°C verdampft sein. Der Reid-Dampfdruck des Benzins bei 37,8°C, gemessen gemäß ASTM D323, ist üblicherweise 30–120, z. B. 40–100, wie 61–80, oder bevorzugt 50–80, 40–65, z. B. 40–60 oder 40–50 kPa.
Die Benzinzusammensetzungen haben, wenn sie frei von jeglicher sauerstoffhaltiger Komponente sind, üblicherweise in H : C-Atomverhältnis von wenigstens 1,8 : 1, z. B. wenigstens 2,0 : 1 oder wenigstens 2,1 oder 2,2 : 1, wie 1,8–2,3 : 1 oder 2,0–2,2 : 1. Vorteilhafterweise erfült die Benzinzusammensetzung folgendes Kriterium
worin Atom H : C der Bruch aus Wasserstoff zu Kohlenstoff in den Kohlenwasserstoffen in der Zusammensetzung ist, oxy der molare Anteil an sauerstoffhaltiger Komponente, wenn vorhanden, in der Zusammensetzung bedeutet, Netto-Verbrennungswärme de Energie ist, die aus dem Verbrennen von 1 Ib (454 g) Gewicht an Benzin (gasförmig) in Sauerstoff, um gasförmiges Wasser und Kohlendioxid zu ergeben, ausgedrückt in Btu/Ib-Einheiten [MJ/kg mal 430,35], gewonnen wird, und y wenigstens 350, 380, 410 oder 430, insbesondere 350–440, z. B. 380–420, speziell 400–420 ist.
Bevorzugt umfasst das Motorenbenzin dieser Erfindung 10–90% Triptan, 10–80% Bestandteil (b), 0–25% Naphtha, 0–15% Butan, 5–20% Olefin, 3–28% Aromaten und 0–25% sauerstoffhaltige Komponente, insbesondere mit 5–20% Aromaten und 5–15% Olefinen.
In einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung enthält das Motorenbenzin dieser Erfindung 8–65% Triptan (speziell 15–35%), 0,1–30%, wie 2–25%, Olefine, speziell 3–14%, und 0–35% Aromaten, wie 0–30%, z. B. 5–35, 5–20 (speziell 5–15%), oder 20–30%, und 5–50% Gemische von Bestandteil (b), z. B. 10–45%, wie 20-40%. Solche Benzine können auch sauerstoffhaltige Komponenten enthalten, wie MTBE, speziell in einer Menge von weniger als 3%, z. B. 0,1–3%, und enthalten speziell weniger als 1,5% Benzen, z. B. 0,1–1%. Solche Benzine haben bevorzugt einen ROZ-Wert von 97–99, einen MOZ Wert von 87–90 und einen ROAD-Wert von 92–94,5.
Beispiele für Motorenbenzine der Erfindung sind solche mit 5–25% Triptan, 5–15% Olefinen, 15–35% Aromaten und 40–65% Bestandteil (b), insbesondere 15–25% Triptan, 7–15% Olefinen, 15–25% Aromaten und 45–52% Gemisch von Bestandteil(b), mit einem ROZ-Wert von 96,5–97,5 oder 5–15% Triptan, 7–15% Olefine, 15–25% Aromaten und 55–65% Bestandteil (b) mit einem ROZ-Wert von 94,5–95,5.
Beispiele für Motorenbenzine der Erfindung sind solche mit 1–15%, z. B. 3–12% Butan, 0–20%, z. B. 5-15% Ether, z. B. MTBE, 20–80, z. B. 25–70% gemischter flüssiger Raffinerielauf (üblicherweise C₆-C₉) (außer Naphtha) (wie Gemische von (i)–(iv) oben), 0–25%, z. B. 2–25% Naphtha, 5–70%, z. B. 15–65% Triptan mit einer ROZ von 93–100, z. B. 94–98, einer MOZ von 80–98, z. B. 83–93 oder 93–98, und einem RVP von 40–80, wie 40–65 kPa. Solche Benzine enthalten üblicherweise 1–30%, z. B. 2–25% Olefine und 2–30%, z. B. 4–25% Aromaten. Mengen an Olefinen von 15–25% sind bevorzugt für ROZ-Werte von 94–98, z. B. 94–96, und 2–15%, z. B. 2–7%, für ROZ-Werte von 96–100, wie 96–98.
Weitere Beispiele für Brennstoffsasammensetzungen der Erfindung enthalten 8–18% Triptan, 10–50%, z. B. 25–40% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 5–40%, z. B. 20–35% Gesamtaromatengemisch, 15–60, z. B. 15–30% oder 40–60% Gesamtolefingemisch und 0–15% gesamte sauerstoffhaltige Komponente, z. B. 3–8% oder 8–15%. Speziell bevorzugte Zusammensetzungen haben 8–18% Triptan, 25–40% Gesamtgemisch von gemischtem Bestandteil (b), 20–35% Gesamtaromaten und 15–30% Gesamtolefine oder 8–18% Triptan, 15–40 % Gesamtgemisch von gemischtem Bestandteil (b), 3–25% Gesamtaromatengemisch und 40–60% Gesamtolefingemisch.
Weitere Beispiele für Brennstoffgemische enthalten 200% Triptan, 8–55% des Gesamtgemischs von Bestandteil (b), z. B. 5–25% oder 35–55%, und 0 oder 5–25%, z. B. 18–25% Gesamtaromatengemisch, 0–55, speziell 10–55 oder 40–55% Gesamtolefingemisch, wobei speziell bevorzugte Zusammensetzungen 20–40% Triptan, 5–25% Gesamtgemische von Bestandteil (b), 3–25% Gesamtaromatengemisch und 40–60% Gesamtolefingemisch oder 20–40% Triptan, 35–55% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 15–30% Gesamtaromatengemisch und 0–15%, z. B. 5–15% Gesamtolefingemisch oder insbesondere 20–40% Triptan, 25–45% oder 30-50% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 2–15% Gesamtaromatengemisch, 18–35% Gesamtolefingemisch und speziell 3–10% oder 5–18% Olefine und 10–35%, wie 10–20% Aromaten (z. B. 10–18%) enthalten.
Beispiele für Brennstoffzusammensetzungen enthalten 30–55%, z. B. 40–55% Triptan, 5–30% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 0–10% Gesamtaromatengemisch, 10–45% Olefingemisch und 0–15% sauerstoffhaltige Komponenten, speziell mit der Gesamtmenge an sauerstoffhaltigen Komponenten und Olefingemisch von 20–45%. Weitere Beispiele für Brennstoffzusammensetzungen enthalten 55–70% Triptan, 10–45% Gesamtbestandteil (b), z. B. 10–25% oder 35–45%, und 0–10%, z. B. 0 oder 0,5–5% Gesamtaromatengemisch und 0–30% Gesamtolefingemische, z. B. 0 oder 15–30%, speziell 55–70% Triplan, 10-25% Gesamtbestandteil (b), 0 oder 0,5–5% Gesamtaromatengemisch und 15–30% Gesamtolefingemisch.
Besonders bevorzugte Beispiele einer Brennstoffzusammensetzung umfassen 15–35%, z. B. 20–35% Triptan, 0–18,5%, z. B. 2–18,5% Olefin, 5–40%, z. B. 5–35% Aromaten, 25–65% gesättigte Kohlenwasserstoffe und weniger als 1% Benzen und 18–65%, z. B. 40–65% Triptan, 0–18,5%, z. B. 5–18,5% Olefine, 5–42%, z. B. 5–28% Aromaten, 35–55% gesättigte Kohlenwasserstoffe und weniger als 1% Benzen.
Eine weitere Brennstoffzusammensetzung kann 25–40%, z. B. 30–40%, wie 35% Alkylat, 10–25%. Eine z. B. 15–25%, wie 20% Isomerat, 10–25%, z. B. 15–25%, wie 20% leichtes Hydrocrackbenzin und 20–35%, z. B. 20–30%, wie 25% Triptan und wahlweise 0–5% Butan umfassen. Solche eine Zusammensetzung ist vorzugsweise im Wesentlichen paraffinisch und ist im Wesentlichen frei von Olefinen und Aromaten.
Weitere Brennstoffzusammensetzungen der Erfindung können unterschiedliche Bereiche des Antkldopfindexes (auch als der ROAD-Index bekannt), der der Durchschnitt von MOZ und ROZ ist, haben.
Für ROAD-Indices von 85,5–88,5 kann die Zusammensetzung 8–30% Triptan, z. B. 15–30%, und 10–50 %, z. B. 20–40% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 5–30%, z. B. 5–20% Gesamtolefine und 10–40, z. B. 15-35% Gesamtaromaten oder 8–30% Triptan, 10–50% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 5–40% Gesamtaromatergemische, z. B. 20–30%, und 10–60%, z. B. 30–55% Gesamtolefingemische umfassen.
Für ROAD-Indices von 88,5–91,0 kann die Zusammensetzung 5–25% (oder 5–15%) Triptan, 20–45% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 0–25%, z. B. 1–10 oder 10–25% Gesamtolefine und 10–35%, z. B. 10–20% oder 20–35% Gesamtaromaten oder 5–25% (5–15%) Triptan, 20–45% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 0-35% Gesamtaromatengemische, z. B. 1–15 oder 15–35%, und 5–65%, z. B. 5–30 oder 30–65% Gesamtolefingemische umfassen.
Für ROAD-Indices von 91,0–94,0 können die Brennstoffzusammensetzungen der Erfindung 5–65%, z. B. 5–20, 20–30, 30–65 oder 40–65% Triptan und 5–40% (5–35%), z. B. 5–12 oder 12–40% (12–30%) Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 1–30%, z. B. 1–10 oder 10–25% Gesamtolefine und 5–55%, z. B. 5–15 oder 15–35 oder 35–55% Gesamtaromaten oder die obigen Mengen an Triptan mit 0–55, z. B. 0,5–25%, z. B. 10-25% oder 25–55% Aromatenfraktionen und 0 oder 10–60%, z. B. 10–30% oder 35–50% Gesamtolefinfraktionen umfassen.
Für ROAD-Werte von 94–97,9 können die Brennstoffzusammensetzungen 20–55% Triptan, z. B. 40-65% Triptan, 0–15%, z. B. 5–15% Gesamtolefine, 0–20%, z. B. 5–20% Gesamtaromaten und 5–50, z. B. 30-50% Gesamtgemisch von Bestandteil (b) oder die obigen Mengen an Triptan und Gesamtgemisch von Bestandteil (b) mit 0–30%, z. B. 10–30% Aromatenfraktionen und 0–30, z. B. 5–30% Olefinfraktion oder die obigen Mengen an Triptan, z. B. 20–40% Triptan, Gesamtgemisch von Bestandteil (b), Gesamtolefinen und Gesamtaromaten mit 2–15% Aromatenfraktionen und 18–35% Olefinfraktionen umfassen.
Die Erfindung kann Motorenbenzine, insbesondere mit ROZ-Werten von 91, 95, 97, 98 und 110, mit erwünscht hohen Octanleveln aber geringen Emissionswerten bei der Verbrennung, insbesondere von wenigstens einem von Gesamtkohlenwasserstoffen, Gesamtluftgiften, NO_x Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, speziell von den beiden, Gesamtkohlenwasserstoffe und NO_x bereitstellen. So stellt die Erfindung auch die Verwendung einer Verbindung der Formel I, insbesondere Triptan, in bleifreiem Motorenbenzin mit einer MOZ von wenigsten 80 bis weniger als 98, z. B. als ein Zusatz oder ein Bestandteil darin, zur Verminderung der Emissionslevel bei der Verbrennung, speziell von wenigstens einem von Gesamtkohlenwasserstoffen, Gesamtluftgiften, NO_x Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, speziell von den beiden, Gesamtkohlenwasserstoffe und NO_x bereit. Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Verminderung von Abgasernissionen bei der Verbrennung von bleifreien Motorentreibstoffen mit einer MOZ von wenigstens 80 bereit, das das Vorliegen einer Verbindung der Fomel I in dem Brennstoff, der in Benzin der Erfindung ist, umfasst. Die Erfindung stellt auch die Verwendung eines bleifreien Benzins der Erfindung in einem Verbrennungsmotor mit Fremdzündung zur Verminderung von Abgasemissionen bereit. Obwohl die Zusammensetzungen der Erfindung in aufgeladenen oder turbogeladenen Motoren verwendet werden können, werden sie vorzugsweise nicht so verwendet, sondern werden in normalen Saugmotoren verwendet. Die Verbindung der Formel I, z. B. Triptan, kann einen oder mehrere der obigen Emissionslevel besser vermindern als Mengen an Alkylat oder eines Aromatengemischs und sauerstoffhaltiger Komponente bei gleicher Octanzahl und üblicherweise auch den Brennstoffverbrauch senken.
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Beispielen veranschaulicht.
Beispiele 1–6
In diesen Beispielen wurde 2,2,3-Trimethylbutan (Triptan) mit 99%iger Reinheit mit verschiedenen Raffineriefraktionen und Butan und wahlweise Methyl-tert-butylether gemischt, um eine Reihe von Benzinmischungen zur Herstellung bleifreier Motorenbenzine herzustellen.
Formulierte Benzine wurden durch Mischen jeder Mischung mit einem Phenol-Antioxidans aus mindestens 55% 2,4-Dimethyl-6-tert-Butylphenol, mindestens 15% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol, wobei der Rest ein Gemisch von Monomethyl- und Dimethyl-tert-butylphenolen ist, hergestellt
In jedem Fall wurden die Benzine auf MOZ und ROZ und ihren Reid-Dampfdruck bei 37,8°C und ihnen kalorischen Brennwert und ihre Destillationseigenschaften untersucht Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgezeigt.
Tabelle 1
In der obigen Tabelle bedeutet gemischte Fraktionen eine Mischung von Raffineriefraktionen, bei der HCC schweres katalytisch gecracktes Benzin ist, LCC leichtes katalytisch geacracktes Benzin ist und SRG Straight-run-Benzin ist.
Beispiel 7
Die Verbrennungseigenschaften der Benzin der Bsp. 1–6 wurden im Vergleich zu bleifreien Standardbenzinen untersucht. Verbrennung der Benzine der Bsp. 1–6 ergab weniger Kohlendioxidemissonen als aus gleichen Volumina der Standardbenzine mit gleicher ROAD-Octanzahl.
Beispiel 8 und Vergleichsbsp. A–C
Die Emissionseigenschaften bei der Verbrennung einer Reihe von Benzintreibstoffen mit 25% unterschiedlichen Bestandteilen wurden verglichen, wobei die Bestandteile schweres Reformat (Vergl. A), Triptan (Bsp. 8), Alkylat (Vergl. B) und in Mix aus 10% schwerem Refomat und 15% MTBE (Vergl. C) sind. Die Benzintreibstoffe und ihre Eigenschaften waren wie folgt. Formulierte Benzine wurden durch Zugabe des Phenol-Antioxidationsmittels in einer Menge und Art wie in Bsp. 1–7 hergestellt.
Die Brennstoffe wurden in einem Einzylinder-Forschungsmotor mit einer Anzahl verschiedener Motoreinstellungen untersucht. Die Geschwindikeit/Last betrug 20/7,2 rps/Nrn oder 50/14,3 rps/Nrn, die LAMBDA-Einstellung war 1,01 oder 0,95 und die Zündungseinstellung eingestellt oder optimiert. Die Emissionen an CO, CO₂, Gesamtkohlenwasserstoffen, NO_x und Gesamtluftgiften (Benzen, Butadien, Formaldehyd und Acetaldehyd) wurden an den Abgasen gemessen. Die Ergebnisse aus den verschiedenen Motreinstellungen wurden gemittelt und zeigten, dass, verglichen mit der Grundmischung (Vergl.-Bsp. A), die Emissionen mit den Zusammensetzungen, die schweres Reformat und MTBE (Vergl. C), 25% Alkylat (Vergl. B) und 25% Triptan (Bsp. 8) enthielten, vermindert waren, wobei die Ausmaße der Veränderung wie folgt sind.
Tabelle 2
Beispiel 9–22
Es wurden Benzine wie in Bsp. 1–6 aus Bestandteilen, wie in der folgenden Tabelle aufgezeigt, zusammengestellt und sie hatten die gezeigten Eigenschaften. Sie ergaben niedrige Kohlendioxidemissionen.
Beispiele 24–8 und Vergleichsbeispiel D
Emissonseigenschaften wurden wie in Bsp. 8 erhalten (abgesehen von Lambda-Einstellungen von 1,00 und 0,95, eingesteltt für das Grundbenzin (Vergl. D), bei der Verbrennung einer Reihe von Benzintreibstoffen mit verschiedenen Bestandteilen, nämlich Reformat (hohe Aromaten) (Vergl. D), Triptan Bsp. 24–27, und Triptan/Ethanol Bsp. 28. Der Brennstoffverbrauch wurde ebenfalls gemessen in g/kWh. Formulierte Benzine wurden durch Zugabe des Phenol-Antioxidationsmittels in einer Menge und Art wie in Bsp. 1–7 hergestellt. Die Zusammensetzungen waren wie in Tabelle 3 gezeigt Die Ergebnisse wurden in Tabelle 4 ausgedrückt als der Prozentanteil Veränderung bei den Emissionen oder beim Brennstoffverbrauch, verglichen mit Bsp. D.
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5
Beispele 29 und Vergleichs-Bsp. F, G
3 Benzintreibstoffe (Bsp. 29, F und G) wurden bezüglich der Erzeugung von Emissonen bei der Verbrennung in Autos verglichen. Die Benzintreibstoffe hatten die Zusammensetzungen und Eigenschaften wie in Tabelle 5 gezeigt und die formulierten Benzine enthielten Antioxidans wie in Bsp. 1. Die Treibstoffe erfüllten die Erfordernisse der 2005 Clean Fuel specfication gemäß Vorschrift 98/70 EC, Anhang 3. Die Autos waren normale Produktionsmodelle, nämlich 1998 Ford Focus (1800 ccm), 1996-7 VW Golf (1600 ccm), 1998 Vauxhall Corsa (1000 ccm), 1994-5 Peugeot 106 (1400 ccm) und 1998 Mitsubishi GDI (1800 ccm), jeder mit einem Katalysator ausgestattet. Der Corsa hatte 3 Zylinder, der Rest 4 Zylinder, während der 106 Singlepoint-Einspritzung hatte, hatte der Mitsubishi Direkteinspritzung und der Rest Multipoint-Einspritzung für ihre Verbrennung.
2 getrennte Grundbrennstoffversuche (Vergl. F & G) wurden durchgeführt. Die Emissionen wurden in dreifacher Ausführung in einem Dynamometer nach dem European Drive Cycle Test, wie im MVEG-Testzyklus (EC.15.04+EUDC) beschrieben, untersucht, der verändert wurde, um die Probennahme beim Anlassen und 11 sec Leerlauf, wie angegeben in Vorschrift 98/69 EC (deren Lehre hiermit durch Referenz eingegliedert ist), zu beginnen. Der EDC-Test über 11 km umfasst den ECE Zyklus (Stadtfahrttest), 4 Mal wiederholt, gefolgt vom Extended Urban Drive Cycle Test (der einige Fahrten mit bis zu 120 km/h einschließt). Die Emissionen wurden am Motorauslass (d. h. vor dem Katalysator) und auch als Auspuffemissonen (d. h. hinter dem Katalysator) gemessen und wurden jede Sekunde (außer für den Focus) als Probe genommen und über den Versuch aufsummiert, wobei die Ergebnisse als g Emission pro gefahrenem km ausgedrückt werden. Die Emissionen des ersten ECE-Zyklusses mit dem Focus wurden nicht gemessen. Die untersuchten Emissionen erfolgten auf die Gesamtkohlenwasserstoffe, CO₂, CO und NO_x und der Brennstoffverbrauch wurde gravimetrisch bestimmt. Die geometrischen Mittel der Emissions- und Verbrauchsergebnisse über die 5 Autos wurden erhalten. Die Werte für die Vergleichsbrennstoffe wurden gemittelt.
In den folgenden Untersuchungen die CO₂-Emissionen, gemittelt über de 5 Autos, mit dem Triptanbrennstoff (Bsp. 29) geringer, verglichen mit den gemittelten Grundbrennstoffergebnissen (Vergl. F, G), nämlich die Gesamtauspuffemissionen in EDC-Tests, dem EUDC-Test und ECE-Test, wobei die Verminderungen 2,8%, 2,7% beziehungsweise 2,8% betragen. Die Brennstoffverbräuche, gemittelt über de 5 Autos, waren mit dem Triptanbrennstoff (Bsp. 29) geringer, vergleichen mit den gemittelten Grundergebnissen (Vergl. F, G) in diesen gleichen Tests, wobei die Verminderungen 0,6%, 0,6% beziehungsweise 0,5% betragen. Die Ergebnisse der Auspuffemissionen für THC, CO und NO_x in wenigstens einigen Teilen des gesamten EDC Zyklusses zeigten Trends, dass Triptan geringere Emissionen als der Grundbrennstoff ergibt, aber de Unterschiede können angesichts der begrenzten Anzahl an untersuchten Fahrzeugen bestätigt werden oder nicht.
Der ECE-Test simuliert Stadtfahrten und hat 4 identische Wiederholungen eines vorgeschriebenen Geschwirgkeitsprofils, welches 3 zunehmend höhere Geschwindgkeitsabschnitte mit dazwischen liegenden Abschnitten mit der Geschwindigkeit Null hat (wobei die Durchschnittsgesdwindigkeit 19 km/h betägt). Das erste Profil entspricht Fahrten aus einem Kaltstart In einem kalten Motor unterscheiden sich die Wirkungen von, unter anderem, Reibung, Schmierstoffen und der Art des Brennstoffes von jenen bei einem heißen Motor auf unvorhersehbare Weise, und mit kalten Motoren werden die meisten Auspuffemissionen erzeugt, weil der Katalysator für die Emissionsverminderung zunehmend wirksam wird, wenn er heiß wird. Zusätzlich kontrolliert eine Lambda-Sonde vor dem Katalysator das in den Mator eintretende Brennstoff/Luft-Verhältnis, aber diese ist bei einem kalten Motor nicht wirksam (mit der Folge eines nicht regulierten Brennstoff/Luft-Verhältnisses); nach Kaltstart wird die Sonde schnell wirksam (mit der Folge eines regulierten Brennstoff/Luft-Verhältnisses), selbst wenn der Katalysator noch nicht heiß genug ist, um wirksam zu sein. So unterscheiden sich Kaltstartvorgänge von Vorgängen in heißem Betrieb und tragen noch zu einer großen Menge an Auspuffemissionen bei.
Die Ergebnisse am Motorauslass aus den ECE-Tests des ersten Profils (die den Kaltstart simulieren) mit den obigen Brennstoffen (Bsp. 29 und Vergl. F, G) waren die gleichen wie die Auspuffemissionen, da der Katalysator dann nicht wirksam war. Die Ergebnisse in diesen Kaltstarttests für CO₂, HC, CO und NO_x gemittelt über den Golf, Corsa, Peugeot und Mitsubishi und auch gemittelt über den Golf, Corsa und Peugeot, zeigten Trends, dass Triptan geringere Emissionen als der Grundbrennstoff ergab, aber die Unterschiede können angesichts der begrenzten Anzahl an untersuchten Fahrzeugen bestätigt werden oder nicht.
Diese Zeitspanne des wie oben simulierten Kaltstarts kann in der Wirklichkeit einer Zeitspanne oder einer Entfernung, die variieren kann in Abhängigkeit davon, wie das Auto gefahren wird und/oder von den Umweltbedingungen, von z. B. bis zu 1 km oder 4 oder 2 min., oder einer Temperatur des Motorkühlers (z. B. Wassertemperatur des Külerblocks) von bis zu 50°C entsprechen. Der Automotor kann auch als kalt erachtet werden, wenn er die letzten 4 h vor dem Start, üblicherweise wenigstens 6 h vor dem Start, nicht gelaufen ist
So stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Verminderung von Abgasemissionen bei der Verbrennung von bleifreien Benzintreibstoffen mit einer MOZ von wenigstens 80, z. B. 80 bis weniger als 98, ab dem Kaltstart eines Verbrennungsmotors mit Fremdzündung bereit, das das Vorliegen einer Verbindung der Formel I in dem Brennstoff, der ein Benzin der Erfindung ist, umfasst.

Claims

Verwendung einer Verbindung der Formel I, R-CH₂-CH(CH₃)-C(CH₃)₂-CH₃ Iworin R Wasserstoff oder Methyl ist, in einem bleifreien Motorenbenzin mit einer MOZ von wenigstens 80 und weniger als 98 zur Verminderung von Abgasemissionen bei dessen Verbrennung.
Verwendung gemäß Anspruch 1, worin das bleifreie formulierte Motorenbenzin mit einer MOZ von 80 bis weniger als 98 eine Grundmischzusammensetzung mit einer Motoroctanzahl (MOZ) von wenigstens 80 umfasst, die als Bestandteil (a) wenigstens 5% (in Volumen der Gesamtzusammetzung) wenigstens eines Kohlenwasserstoffs mit der folgenden Formel I R-CH₂-CH(CH₃)-C(CH₃)₂-CH₃ Iworin R Wasserstoff oder Methyl ist, und als Bestandteil (b) wenigstens einen gesättigten flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoff mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen und wenigstens einen Motorenbenzinzusatz umfasst, der ausgewählt ist aus Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren, Enteisungszusätzen, Motordetergentzusätzen, antistatischen Zusätzen, Metalldeaktivatoren, Oberflächenzündungsinhibitoren, Verbrennungswirkstoffen, Ventilschutzzusätzen und färbenden Mitteln.
Verwendung gemäß Anspruch 1 zur Verminderung von Emissionen beim Kaltstart eines Verbrennungsmotors mit Fremdzündung.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verminderung von Emissionen von wenigstens einem von Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Stickoxide, Gesamtluftgifte und Gesamtkohlwasserstoffe.
Verwendung gemäß Anspruch 4 zur Verminderung von Kohlendioxidemissionen.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis Anspruch 5, worin besagte Zusammensetzung einen MOZ-Wert von 80 bis weniger als 98 hat und besagter gesättigter Kohlenwasserstoff 4 bis 10 Kohlenstoffatome hat.
Verwendung gemäß Anspruch 6, worin das Benzin als Bestandteil (a) wenigstens 8 Vol.-% Triptan umfasst und besagter gesättigter Kohlenwasserstoff 5 bis 10 Kohlenstoffatome hat.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, worin Bestandteil (b) enthalten ist in wenigstens einem von Isomerat, Alkylat, Straigh-run-Benzin, leichtes Reformat, leichtes Hydrocrackbenzin und Flugmotorenalkylat.
Verwendung gemäß Anspruch 8, worin besagte Zusammensetzung wenigstens 8 Vol.-% Triptan umfasst und worin Bestandteil (b) wenigstens eines ist von Isomerat, Alkylat, Flugmotorenalkylat und Straight-run-Benzin und wenigstens einen gesättigten flüssigen aliphatischen Kohlenwaserstoff mit 5–10 Kohlenstoffatomen umfasst
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, worin besagte 7, Zusammensetzung wenigstens einen gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff mit 4–6 Kohlenstoffatomen umfasst, der einen niedrigeren Siedepunkt als Triptan hat und eine Motoroctananzahl höher 88 hat
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, worin besagte Zusammensetzung wenigstens einen gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff mit 5–10 Kohlenstoffatomen umfasst, der einen höheren Siedepunkt als Triptan hat und eine Motoroctanzahl höher 92 hat.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11, worin besagte Zusammensetzung wenigstens ein Olefin, das ein Alken mit 5–10 Kohlenstoffatomen ist, mit einem MOZ-Wert von 70–90 in einer Menge von 1–30%, vorzugsweise 5–20% (in Volumen) umfasst
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 12, worin besagte Zusammensetzung wenigstens eines von katalytisch gecracktern Benzin, Stearncrackbenzin, C₆ Bisomer, katalytischem Polymerat und Dimat umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 13, worin besagte Zusammensetzung katalytisch gecracktes Benzin umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 14, worin besagte Zusammensetzung auch wenigstens eine aromatische Verbindung mit einem MOZ-Wert von 90–110 in einer Menge von 2–40%, speziell 3–28% (in Volumen) umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 15, worin besagte Zusammensetzung auch wenigstens eine aromatische Verbindung umfasst, zugegeben als Einzelverbindungen oder zugegeben als ein Aromatengemisch, das aus katalytisch reformiertem oder gecrackten Benzin, erhalten aus Schwernaphtha, hergestellt wurde.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 16, worin besagte Zusammensetzung auch wenigstens einen sauerstoffhaltigen Octanzahlverbesserer mit einem MOZ-Wert von wenigstens 96–105 in einer Menge von 1–25% (in Volumen) umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 17, worin besagte Zusammensetzung einen Reid-Dampfdruck bei 37,8°C, gemessen gemäß ASTM D323, von 40–100 kPa hat.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 18, worin besagte Zusammensetzung folgendes Kriterium erfüllt
worin Atom H : C der Bruch aus Wasserstoff zu Kohlenstoff in den Kohlenwasserstoffen in der Zusammensetzung ist, oxy der molare Anteil an sauerstoffhaltiger Komponente, wenn vorhanden, in der Zusammensetzung bedeutet, Netto-Verbrennungswärme die Energie ist, die aus dem Verbrennen von 1 Ib (454 g) Gewicht an Brennstoff (gasförmig) in Sauerstoff, um gasförmiges Wasser und Kohlendioxid zu ergeben, ausgedrückt in Btu/Ib-Einheiten [MJ/kg mal 430,35], gewonnen wird, und y wenigstens 350, insbesondere 350–440 ist und ROAD der Durchschnitt von Motoroctanzahl und Research-Octanzahl ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung (in Volumen) 10–90% Triptan, 10–80% Bestandteil (b), 0–25% Naphtha, 0–15% Butan, 0–20% Olefin, 3–28% Aromaten und 0–25% sauererstoffhaltige Komponente umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung 5–20% Aromaten und 5–18,5% Olefine (in Volumen) umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin feste Zusammensetzung (in Volumen) 8–65% Triptan, speziell 15–35%, 0,1–30%, wie 2–25% Olefine, speziell 3–14%, und 5–35% Aromaten, 5–50% Gemische von Bestandteil (b), sauerstoffhaltige Komponenten in einer Menge von weniger als 3% und weniger als 1,5% Benzen, z. B. 0,1–1%, umfasst und einen ROZ-Wert von 97–99, einen MOZ-Wert von 87–90 und einen ROAD-Wert von 92–94,5 hat
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung (in Volumen) 5–25% Triptan, 5–15% Olefine, 15–35% Aromaten und 40–65% Bestandteil (b), insbesondere 15–25% Triptan, 7–15% Olefine, 15–25% Aromaten und 45–52% Gemisch von Bestandteil (b) umfasst und einen ROZ-Wert von 96,5–97,5 hat.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung (in Volumen) 1–15% Butan, 0–20% MTBE, 20–50% gemischte flüssige C₆-C₉-Raffinerieläufe (außer Naphtha), 0–25% Naphtha, 15–65% Triptan umfasst, mit einer ROZ von 93–100, MOZ von 80–98 und einem RVP von 40–80 kPa, mit 1–30% Olefinen und 2–30% Aromaten.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung (n Volumen) 8–18% Triptan, 10–50%, z. B. 25–40% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 5–40%, z. B. 20–35% Gesamtaromatengemisch, 15–30% Gesamtolefingemisch und 0–15% gesamte sauerstoffhaltige Komponente umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung (n Volumen) 20–40% Triptan, 8–55% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 5–25% Gesamtaromatengemisch und 10–55% Gesamtolefingemisch umfasst
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung (in Volumen) 40–55% Triptan, 5–30% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 0–10% Gesamtaromatengemisch, 10–45% Olefingemisch und 0–15% sauerstoffhaltige Komponenten umfasst, wobei die Gesamtheit von sauerstoffhaltigen Komponenten (worin vorhanden) und Olefingemisch 20–45% beträgt.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung (in Volumen) 55–70% Triptan, 10–45% Gesamtbestandteil (b) und 0–10% Gesamtaromatengemisch und 0–30% Gesamtolefingemische, speziell 55–70% Triptan, 10–25% Gesamtbestandteil (b), 0 oder 0,5–5% Gesamtaromatengemisch und 15–30% Gesamtolefingemisch umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung einen ROAD-Index, der der Durchschnitt von MOZ und ROZ ist, von 85,5–58,5 hat und (in Volumen) 8–30% Triptan und 10–50% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 5–30% Gesamtolefine und 10–40% Gesamtaromaten umfasst
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung einen ROAD-Index van 88,5–91,0 hat und (in Volumen) 5–25% Triptan, 20–45% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 1–25% Gesamtolefine und 10–35%, z. B. 10–20% oder 20–35% Gesamtaromaten umfasst
Verwendung gemäß eurem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung einen ROAD-Index von 91,0–94,0 hat und (in Volumen) 5–65% Triptan und 5–40% Gesamtgemisch von Bestandteil (b), 1-30% Gesamtolefine und 5–55% Gesamtaromaten umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung einen ROAD-Index van 94–97,9 hat und (in Volumen) 20–65% Triptan, 5–15% Gesamtolefine, 5–20% Gesamtaromaten und 5-50% Gesamtgemisch von Bestandteil (b) umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung (n Volumen) 15–35% Triptan, 0–18,5% Olefin, 5–40% Aromaten und 25–65% gesättigte Kohlenwasserstoffe umfasst und weniger als 1% Benzen enthält.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 19, worin besagte Zusammensetzung (in Volumen) 40–65% Triptan, 5–18,5% Olefine, 5–28% Aromaten und 35–55% gesättigte Kohlenwasserstoffe und weniger als 1% Benzen umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 34, worin besagter Motorenbenzinzusatz ein Antioxidans, Korrosionsinhibitor, Enteisungszusatz, Motordetergentzusatz oder antistatischer Zusatz oder ein Gemisch davon ist
Verwendung gemäß Anspruch 35, worin der Zusatz ein Antioxidans ist
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 30, worin die Zusammensetzung den Kohlenwasserstoff der Formel I in einer Menge von bis zu 40 Vol.-% enthält
Verwendung gemäß Anspruch 37, worin de Zusammensetzung auch wenigstens eines von einem Olefin mit 5–10 Kohlenstoffatomen, einer aromatischen Verbindung in einer Menge von 1–28% umfasst oder weniger als 5% (in Volumen) Benzen enthält
Verwendung gemäß Anspruch 37 oder Anspruch 38, worin die Zusammensetzung besagtes Olefin und 135 Vol.% Aromaten umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 37–39, worin die Zusammensetzung wenigstens 8% Triptan, Bestandteil (b), umfassend besagten Kohlenwasserstoff mit 5 bis 10 Kohlenwasserstoffatomen, und ein flüssiges Alken mit 5–10 Kohlenstoffatomen und wahlweise Butan umfasst
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 37–40, worin die Zusammensetzung (in Volumen) 10-40% Triptan und weniger als 5% Benzen umfasst und einen Reid-Dampfdreck bei 37,8°C, gemessen gemäß ASTMD323, von 30–120 kPa hat.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 37 1, worin die Zusammensetzung wenigstens eines von Isomerat, Alkylat und Straight-run-Benzin, das Bestandteil (b) enthält, umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 37–42, worin die Zusammensetzung wenigstens einen gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff mit 4–6 Kohlenwasserstoffatomen umfasst, der einen um wenigstens 30°C niedrigeren Siedepunkt bei Atmosphärendruck als der Kohlenwasserstoff der Formel I hat
Eine Verwendung, wie in einem der vorhergerenden Ansprüche beansprucht, bei der die Verbindung der Formel I Triptan ist.