DE1937000A1

DE1937000A1 - Kraft- und Brennstoffemulsionen

Info

Publication number: DE1937000A1
Application number: DE19691937000
Authority: DE
Inventors: Ford Peter Thomas
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1968-07-22
Filing date: 1969-07-21
Publication date: 1970-01-22
Also published as: US3756794A; NL6911132A; DE1937000C3; DE1937000B2; FR2013452A1; GB1260473A

Description

DR. ELISABETH JUNG₁ DR. VOLKER VOSSIUS, DIPL.-lNG. GERHARD COLDEWEY

PATENTANWÄLTE

8 MÖNCHEN 23 · S I EG ES S T R ASSE 26 ■ TELEFON 345067 · TELEG RAMM- ADRESSE; I N VENT/M ONCH EN

■' ' TELEX S 29 686

u.Z₀; P 6318 D (Pi/J/lFi) 21. Juli 1969

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ N,$K
Den Haag, Niederlande

" Kraft- und Brennstoffemulsionen "

Priorität; 22„ Juli 1968, Großbritannien, Fr, 34755/68

(proviB,specification) ^v 2Oo Juni 1969, " « . . (eompl« " )

Die Erfindung betrifft Kraft- und Brennstoffemulsionen auf der
Basis von flüssigen Kohlenwasserstoffen.

Kohlenwaeserstoffkraft- oder -brennstoffe in flüssiger oder gasförmiger Form können in unkontrollierter Weise verbrennen ₀ Es

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POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 50175 · BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A. Q. MDNCHEM, LEOPOLDSTR. TS, KTO. NH. 80/36794

besteht Z₀B₀ die Gefahr, daß sich aus einem Behälter, wie einem Kraftstoffbehälter eines Flugzeuges, Automobils, Lastkraftwagens oder Schiffes, auslaufender Kraft- oder Brennstoff entzündete Um das Fließen bzw_o Verdampfen des Kohlenwasserstoffkraft- bzw_o -brennstoffes zu erschweren, kann dieser mit Wasser emulgiert werden«, Man erhält dabei eine Emulsion„. in der die Kraft- bzw_o BrennstofSteilchen durch Wasser voneinander getrennt sind₀

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue wässrige Emulsion von Kohlenwasserstoffkraft- bzw₀ -brennstoffen zur Verfügung zu stellen, die gute Eigenschaften bezüglich des Fließverhaltens und des Brechens der Emulsion besitzt und außerdem bei niedrigen Temperaturen, Z₀B₀ bei-29°C, noch pumpfähig ist_o

Die Erfindung betrifft somit Kraft- und Brennstoffemulsionen auf der Basis von flüssigen Kohlenwasserstoffen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie mindestens 75 Gew_o-#, bezogen auf die Emulsion, eines flüssigen Kohlenwasserstoffkraft- bzw, -brennstoff es als disperse Phase, Wasser als kontinuierliche Phase, sowie einen wasserlöslichen, aschefreien Gefrierpunktserniedriger, einen Emulgator und 0,3 bis 10 ßew_o-S£, bezogen auf die Emulsion, Harnstoff enthalten»

Der Kohlenwasserstoffkraft- oder -brennstoff, nachstehend einfach als "Kraft- oder Brennstoff" bezeichnet, kann ein Kraftstoff für Flugzeug-, wie Düsen- oder Flugturbinen-„ Automobil-_? wie Benzin-, oder lastkraftwagen- bzw₀ Schiffs-_g wie Schiffs-

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BAD ORIGINAL

dieselaotoren sein,, Der Kraft- bzw. Brennstoff umfaßt somit die bei Temperaturen von 20 bis 400⁰C siedenden Erdöldestillat" kraftstoffe, wie Dieselkraftstoff, Benzin oder Kerosin₀ Plugzeugkerosine sind die bevorzugten Kraftstoffkomponenten der Emulsionen der Erfindung,, Der Anteil der Kraft- bzw_e Brennstoffkomponente der Emulsionen der Erfindung beträgt vorzugsweise über 90 tJew_o-?S, insbesondere über 95 Gtew„-$, bezogen auf die Emulsion« Der bevorzugte Maximalgehalt der Emulsion an, der Kraft- bzw ο Brennstoffkomponente beträgt 98,5 S

Man darf dem Kraft- bzw. Brennstoff keinen übermäßig hohen Anteil Wasser einverleiben_o Der Anteil des Wassers beträgt zweckmäßig 0,75 bis 12 GeWo-#, vorzugsweise 0,75 bis 3 Gew_o-#, bezogen auf die 6-esamt-Emulsion_o

Die erfindungsgemäßen Emulsionen können die verschiedensten bekannten Emulgatoren enthaltene Torzugsweise verwendet man einen Emulgator oder eli, Emulgatorgemisch mit einem HIB-Wert von 11 bis 16 (siehe die Zeitschrift "J₀ Soc Cosmetic Chemistry", Dezember 1948, Seite 419)«

Der Emulgator ist zweckmäßig ein'aus 5 bis 15 Hol eines Alkylen oxyds pro Mol eines Alkylphenols hergestelltes Kondensationspro dukte Beispiele von für zur Herstellung dieser Kondensationspro dukte geeigneter Alkylphenole sind Alkylphenole mit 5 bis 15 C-Atomen, vorzugsweise ein Octyl-, Nonyl- oder Dodecylphenolo Beispiele für geeignete Alkylenoxyde sind Äthylenoxyd und Eropy

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lenoxydo Ein bevorzugter Emulgator ist «In gonfi eneatioimpro&ulct eines Octylphenole mit Äthylenoxyd. Solche Produkte sind.la Bandel erhältliche Man kann O₉5 bis 5 Gew_o-ji Emulgator, besogea eaf die Emulsion, verwenden, obwohl man auch bis zu 10 Gew,-# einsetzen kann ο Vorzugsweise verwendet man 0,5 bie 1,5 GteWo-j6 Bmlator₀

Es wurde festgestellt, daß Harnstoff eine überraschende VirkSAM-lceit in Bezug auf die Stabilität der Emulsion der Erfindung besitzt ο Dies ist aus Tabelle II ersichtlich, in der Harnstoff mit anderen Emulsionsstabilisatoren verglichen wird₀ Die Emulsion der Erfindung kann vorzugsweise O₉ 3 bis 5 Gew_o-#, insbesondere 0,3 bis 0,7 GeWo-# Harnstoff enthalten,

Beispiele für verwendbare wasserlösliche asehefreie Grefrierpunktserni.edriger sind Ammoniuasalee, wie Ammoniumnitrat, oder mehrwertige Alkohole, wie Glylcol oder Glycerin_c Anmoniuanitrat wird als Gefrierpunkt θ erniedriger bevorzugt _o Der Anteil des &efrlerpunktsernledrigers kann bis zu 10 OeW₀-^₉ bezogen auf die Emulsion, betragen_o Vorzugsweise beträgt dieser Anteil 0,3 bie 5 GteWo-^, insbesondere 0,3 bis 0,7 GheWo-^o Eine besonders überraschende Stabilität zeigt eine Kraft- bzw«, Brennstoff emulsion, die jeweils 0,3 bis 0,7 Gew_o-^ Ammoniumnitrat bzw» Harnstoff enthält»

Sie Kraft- bzw₀ Brennstoff emulsionen der Erfindung können weitere Zusätze, wie Korrosionsinhibitoren und Antistatika enthaltene

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Die Korrosionsinhibitoren können wegen des in den Emulsionen der Erfindung vorhandenen Wassers erforderlich sein. Ein Zusatz von Spuren von z.B. Äthylendiamin wirkt der Korrosion von Elsen entgegenο Weitere Beispiele für Korrosionsinhibitoren sind Glycerin und Glykole Man kann auch andere Korrosionsinhibitoren, wie Alkylbernsteinsäuren oder deren Anhydride, Z₀B₀ Dodecylbernsteinsäure oder deren Anhydrid, in geeigneten Anteilen verwenden. Der Anteil des Korrosionsinhibitors beträgt gewöhnlich bis zu 1,0

Die Beispiele erläutern die Erfindung« Beispiel 1

Ein emulgierter Kraftstoff (Emulsion I) besitzt die nachstehende Zusammensetzung:

Plugturbinen-Kraftstoff 97,0

Emulgator A (Im Handel erhält- 1,0 liches Kondensationsprodukt aus Octylphenol und Äthylenoxyd)

Wasser 1*0

Harnstoff 0,5

Aiwnnvn < lyrnn j -trra-h · 0,5

Ein weiterer emulgierter Kraftstoff (Emulsion II) besitzt die nachstehende Zusammensetzung:

	*
?lugturbinen-Xraftstoff	96,8
Emulgator A (Im Handel erhält	0,8
liches Kondensationeprodukt aus
Octylphenol und A'thylenoxyd)
Wasser	1.0
Harnstoff	0,4
An^Km iiinmf+.ta+	0,4
A'thylenglykol	0,4
Dodecenylbernsteinsäureanhydrld	0,2

Tabelle I zeigt die Eigenschaften der vorgenannten Emulsionen I und II und jene der nachstehenden Vergleiche-Emulsionen λ bis H₀

Die in den Emulsionen A bis H enthaltenen Emulgatoren A bzw, B sind handelsübliche Octylphenol-Äthylenoxyd-Kondensationsprodukte

Emulsion A	Plugturbinen-Kraftstoff	%
	Emulgator A	97,0
	Wasser	1,0
	Harnstoff	1,3
	Flugturbjjaen-Kraftstoff	0,6
Emulsion B	Emulgator A	* 97,0
	Wasser	y,o
	1,0

Emulsion C

Plugturbinen-Kraftstoff	Emulsion D	Plugturbinen-Kraftstoff	Emulsion E	Plugturbinen-Kraftstoff	Emulsion P	Plugturbinen-Kraftstoff	97,0
Emulgator A	Emulgator B	Emulgator B		Emulgator B	1,0
Wasser	Wasser	Wasser	Wasser	1.5
Änmoniumchlorid	Harnstoff	Harnstoff	Acetamid	0,5

97,0
1,0
1,0
1,0

97,0
1,0
1.5
0,5

56
97*0
1,0
1.0
1,0

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Emulsion G

Flugturbinen-Kraftatoff Emulgator B
Wasser
Ammoniumchlorid

97,0 1,0 1,5 0,5

Emulsion H

Flugturbinen-Kraftstoff

Emulgator B

Wasser

97,0 1,0 2,0

Die Prozentangaben der vorgenannten Kohlenwasserstoffe und des Wassers beziehen sich auf das Yolumen, die der anderen Komponenten auf das Gewichte

!Tabelle I

Emulsionen Verhalten beim Verhalten beim

Stehen an der Abkühlen auf

luft bei Raum- -29°[C temperatur

stabil ^c stabil ² bricht ³

stabil ² stabil ² bricht ³

bricht ⁵

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I	stabil ¹
II A	stabil ¹ bricht allmählich
B	bricht ⁴
C	bricht ⁴
D	stabil ¹
E	stabil ¹

Verhalten bei

Lagerung lagerung bei 15⁰C bei 55⁰C

stabil
stabil

stabil stabil

Tabelle I (Ports.) Emulsionen Verhalten beim Verhalten beim Verhalten bei Stehen an der Abkühlen auf

luft bei Raum- -29° C Lagerung lagerung

temperatur bei 15⁰C bei 55°C

stabil stabil bricht

P	bricht rasch
G	bricht *
H	bricht *

länger als 30 Tage

nach 5 Cyclen des Ktihlens von Raumtemperatur auf -29° C, Hal tens der Emulsion für einige Zeit bei -29° C und Aufwärmens auf Raumtemperatur

^ nach einem Cyclus

* der Kraftstoff wird nach zwei bis vier Stunden an der Oberfläche in Form einer zusammenhängenden Phase sichtbare

Beispiel 2

Die nachstehenden Emulsionen werden hergestellt, um die Überlegenheit von Harnstoff gegenüber anderen Emulsiona-Stabilisatoren zu zeigen,, Alle Emulsionen bestehen aus 97 VoI»-£ Flugkerosin,

1 Volo-£ Wasser, 1 Qew_o-£ Emulgator Α., 0,5 Gev_o-£ Ammoniumnitrat und einem der in Tabelle II aufgeführten Stabilisatoren.

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Tabelle II

Emulsionsstabili sator	Stabilisator-Anteil. GeWo-SS	Lebensdauer der Emulsion bei 15 C
Harnstoff	O₈S	1 Monat
Formamid	0_s5	160 Std.
Maleinsäureanhydrid	O₅ 5	65 Std,
Bernsteinsäuredi nitril	0,5	65 Stdc
Glykolsäurenitril	0,5	65 Stdo
Wasser + Glycin	O_t25 0,25	65 Stdo
Wasser + Guanidin- hydrochlorid	0,25 O_r25	65 Stdo

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Claims

Pat entansprtiche

1o Kraft- und Brennstoffemulsionen auf der Basis von flüssigen Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens 75 Gew_o-#, bezogen auf die Emulsion,eines flüssigen Kohlenwasserstoffkraft- bzw₀ -brennstoffes als disperse Phase, Wasser als kontinuierliche Phase, sowie einen wasserlöslichen, aschefreien Gefrierpunktserniedriger, einen Emulgator und 0,3 bis 10 Gew_o-#, bezogen auf die Emulsion, Harnstoff enthalten»

2 c Emulsionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kohlenwasserstoffkraftstoff ein Plugkraftstoff auf Kerosinbasis ist_o

3 ο Emulsionen nach Anspruch 1 oder 2„ dadurch gekennzeichnet daß der Anteil des Kohlenwasserstoffkraftoder -brennstoffes über 90 Gew_o-$, vorzugsweise 95 bie 98,5 Gew„ -%ρ bezogen auf die Emulsion, beträgt _o

4ο Emulsionen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η zeichnet _s daß der Anteil des Wassers 0,75 bis 12 GeWo-jSf, vorzugsweise O_P75 bis 3 GeW₀-^₉ bezogen auf die Emulsion, beträgto

5 ο Emulsionen nach Anspruch 1 bis 4_S dadurch gekennzeichnet _s daß der Anteil des Emulgators 0_g3 bis 1o

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O_r5 hie 5.G evr «,«=$, besogon auf die Bnaleloß_t beträgt,

6_1; Etoulßionen nach Anspruch 1 bis £_f dadurch g g k e η η - 2. c i ο h η e t , daß der Emulgator ein Kondensationeprodulct
a?u- einem .Ü-Ucy!phenol mit eincün Alkylonoxjd ist.

" 7- ' Emulsionen aaclt Anspruch 6. dadurcli g cj kenn »

.v. c .lehn c t g daß der Emulgator ein Eondenfjationaprodukt aito ¹J biß 15 KoI Allrylencaryd pro Ko3 Allrylplieiiol lot«

B, EffiulöJonen nach Anopruali 1 bio 7_t dadurch g e k e η n ■«■ : »α c h η e t , daß der Anteil defi Harnntoffs 0_{ 3 bis D Gev ,.«-<& _): Tin-zurswpise 0,3 bir; C_f7 Ge;w_e-0_f bef.cfrcn oui di« "!inulaion, b<?-- -i.rägt

'J jhnulßionen nach Anspruch 1.Ma P, o.adurch g e k c η η r. ο i c h p. G t , drlj dor Ante-al deo Geiräf'puiiktserni edr igera ^!i _;-3 IJ:-ί 10 6ow,."->o, Yorimgaweirc 0,3 Ma 5 Gevr_O"#,. inobcoonder« ν-." bin 0_f 7 Gev^r. --$ bc?55ogcn ?wf dio juiul-'jon, beträgt,

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0, JJmiilßioneii nacJ' Anp-irufrJj 1 bit; 9_f dadurch g e Y e Ji η «■ 'ί e 5 c h π e t _f .diiß der GöiriGrpxLi'-t.gcrTK'&drlgGr ein Airmon.i
sau κ, Toriiugßweioe Ammoniumnitrat ist<

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11_ft Emulsionen nach Anspruch 1 bia 1Oj, g ok a a n & β i ο h' net durch einen öshalt τοη jawells 0,3 bis 0,7 öew»^, be~ sogen auf die üäaulaion, an Harnstoff-und i

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