[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Treibstoffadditivs,
ein nach diesem Verfahren erhaltenes Treibstoffadditiv, einen Treibstoff enthaltend
ein nach dem Verfahren hergestelltes Treibstoffadditiv sowie Kits und Verfahren unter
Verwendung eines solchen Treibstoffadditivs.
[0002] Fossile Energieträger in Form von flüssigen fossilen Brennstoffen, insbesondere in
Form von Kohlenwasserstoffgemischen bilden zum jetzigen Zeitpunkt noch immer einen
der Hauptpfeiler der Energiewirtschaft in den entwickelten Ländern. Ein großer Teil
des Waren- und Personentransports erfolgt z.B. noch immer unter Verwendung von Brennkraftmaschinen
auf Basis von Otto- oder Dieselkraftstoffen. Eine weitere Anwendung solcher flüssiger
fossiler Brennstoffe ist ferner die Wärmeversorgung und, wenn auch in etwas geringerem
Umfang, die Versorgung der Bevölkerung mit elektrischer Energie.
[0003] Trotz intensiver Forschungsentwicklungsbemühungen ist mittelfristig eine Ablösung
von Transportmitteln auf Basis von Brennkraftmaschinen sowie auch ein völliges Überflüssigmachen
der Wärme- und Energieversorgung, basierend auf fossilen Brennstoffen, durch andere
Energieträger nicht zu erwarten.
[0004] Vor dem Hintergrund der Verknappung solcher fossiler Energieressourcen und den damit
verbundenen steigenden Kosten sowie auch den zunehmenden politischen Spannungen, die
sich aus dem Konflikt eines steigenden Entwicklungsgrades und damit einer vermehrten
Nachfrage nach fossilen Brennstoffen und eines sinkenden Angebots ergeben, sowie den
immer deutlicher werdenden mit der Verwendung der beschriebenen fossilen Energieträger
zusammenhängenden Umwelt- und insbesondere Klimaproblemen, ist es augenblicklich von
höchstem Interesse, die Effizienz bei der Verwendung solcher fossiler Brennstoffe
zu erhöhen.
[0005] Neben der Entwicklung von neuen Generationen von Brennkraftmaschinen besteht eine
weitere Strategie zur Reduktion des Verbrauchs fossiler Brennstoffe darin, den Kraftstoff
selber durch Zugabe von Additiven zu optimieren.
[0006] Im Hinblick auf diese Optimierung der Kraftstoffe sind aus dem Stand der Technik
verschiedene Ansätze bekannt. Zum einen besteht die Möglichkeit, durch Verbesserung
der Schmierstoffe sowie der Kraftstoffe selbst die im Motor auftretenden Reibungen
zu vermindern und somit den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. Ein Beispiel für einen
solchen Ansatz findet sich z.B. in der
WO 2005/054314. Der Nachteil bei diesem Ansatz liegt allerdings zum einen darin, dass die damit
erreichten Effizienzsteigerungen sich als nur begrenzt erwiesen haben, sowie auch
darin, dass die dazu notwendigen Additive in recht großen Mengen zugegeben werden
müssen, so dass die Wirtschaftlichkeit fraglich ist.
[0007] Ein weiterer Ansatz besteht darin, durch Zugabe von Substanzen, insbesondere von
Substanzen mit Detergenzwirkung die Bildung von Depositen in Motoren zu unterdrücken
bzw. im Motor gebildetes Deposit zu reduzieren. Ein Beispiel für Substanzen, die in
diesem Zusammenhang entwickelt wurden, lässt sich z.B. in der
EP 0 626 994 B1 finden. Diese Strategie hat allerdings wiederum, ähnlich wie die zuvor beschriebene,
den Nachteil, dass zum einen die damit erreichbaren Effizienzsteigerungen begrenzt
sind sowie zum anderen, dass auch hier wieder größere Mengen Substanz zugegeben werden
müssen, was wiederum die Wirtschaftlichkeit eines solchen Verfahrens deutlich beeinträchtigen
kann.
[0008] Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Brennkraftmaschinen besteht
darin, den Kraftstoffen Additive zuzugeben, welche im Verbrennungsprozess selbst katalytisch
wirken und somit zu einer vollständigeren Umsetzung des zu verbrennenden Kraftstoffs
in CO
2 und Wasser führen, was wiederum die Energieausbeute erhöht. Auch wenn dieser Ansatz
potenziell das größte Verbesserungspotenzial aufweist, ergeben sich potenzielle Nachteile
zum einen dahingehend, dass die Art und Menge der zugegebenen katalytischen Substanzen
genau kontrolliert werden muss, so dass es insbesondere in modernen Hochleistungsmotoren
nicht zu Störungen des Betriebs kommt, und zum anderen auch dahingehend, dass die
katalytischen Zusätze nicht toxisch sein sollten und insbesondere auch nicht zu toxischen
Abgasen führen sollten.
[0009] Ein Verfahren zur Herstellung eines katalytischen Treibstoffadditivs ist aus der
EP 478 828 A1 bekannt. Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren hat jedoch den großen Nachteil,
dass dort als Ausgangsmaterialien natürliche und in ihrer Zusammensetzung stark variable
Substanzen wie Meerwasser sowie kalzinierte Tierknochen verwendet werden, so dass
es äußerst schwierig ist, hier langfristig ein gleichbleibendes Produkt und somit
auch ein reproduzierbares Ergebnis zu erreichen. Ferner ist dadurch, dass hier Meerwasser
als Ausgangsstoff verwendet wird, einem Betrachter auch nicht nachvollziehbar, welche
genauen Inhaltsstoffe in welcher Konzentration und in welcher Kombination genau zur
gewünschten Lösung führen, so dass auch in dieser Hinsicht die dort beschriebenen
Substanzen weder nachvollziehbar noch in irgendeiner Weise reproduzierbar oder auch
optimierbar wären. Die Verwendung von Meerwasser hat ferner das Problem, dass durch
die Unterschiede in der Zusammensetzung nicht sichergestellt werden kann, dass der
gemäß diesem Verfahren erhaltene Zusatz stets allen Anforderungen an Treibstoffzusätze,
die in Kombination mit modernen Motoren verwendet werden, erfüllen kann.
[0010] Neben den oben genannten Nachteilen im Hinblick auf die Reproduzierbarkeit hat das
aus der
EP 478 828 A1 bekannte Verfahren zur Herstellung des Treibstoffadditivs ferner den großen Nachteil,
dass es sich hierbei um ein recht kompliziertes Verfahren handelt, bei dem Lösungen
sowohl stark angesäuert wie auch stark basisch gemacht werden müssen, mit den mit
diesen technischen Maßnahmen verbundenen Problemen, sowie dass insbesondere aufgrund
der Verwendung von Meerwasser hier große Mengen Wasser abgedampft werden müssen, was
einen unerwünschten hohen Energieaufwand zur Folge hat.
[0011] Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
eines Treibstoffadditivs zu beschreiben, mit dem ein Treibstoffadditiv hergestellt
werden kann, mit dem der Wirkungsgrad eines Motors deutlich gesteigert und gleichzeitig
der Ausstoß ungewünschter Abgase vermindert werden kann, wobei dieses Verfahren sowohl
technisch einfach in der Durchführung ist als auch insbesondere im Hinblick auf das
Endprodukt ein gleichmäßig reproduzierbares Ergebnis liefert.
[0012] Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Treibstoffadditiv bereitzustellen,
mit dem eine gleichmäßige und reproduzierbare Erhöhung des Wirkungsgrades eines Motors
sowie eine Verringerung des Abgasausstoßes erreicht werden kann.
[0013] Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren und Kits zur Verfügung
zu stellen, mit denen sowohl der Kraftstoffverbrauch wie auch der Schadstoffausstoß
eines Verbrennungsmotors gleichmäßig und reproduzierbar gesenkt werden können.
[0014] Erfindungsgemäß wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung
eines Treibstoffadditivs auf Basis eines flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches mit
den folgenden Schritten gelöst, nämlich: a.) Bereitstellen eines flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches,
das zumindest eine Kohlenwasserstoffkomponente bestehend aus einem oder mehreren aliphatischen
C
2-C
18-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Alkanen, den Alkenen,
den Alkinen, den Alkoholen, den Aldehyden, den Ketonen, den Hydroperoxiden, den Ethern,
den Estern und Mischungen davon, und eine Alkoholkomponente bestehend aus einem oder
mehreren C
1-C
8-Monoalkoholen, aufweist, wobei die Kohlenwasserstoffkomponente und die Alkoholkomponente
völlig mischbar sind, b.) Behandeln des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches mit einem
Feststoffgemisch, das zumindest eine anorganische Siliziumverbindung und/oder zumindest
ein Mineralsalz aufweist, und c.) Abtrennen des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches
von dem Feststoffgemisch, wobei das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch das Treibstoffadditiv
bildet.
[0015] Die Aufgabe wird ferner durch ein Treibstoffadditiv gelöst, das nach dem oben genannten
Verfahren herstellbar ist bzw. hergestellt ist.
[0016] Die Aufgabe wird ferner durch einen Treibstoff gelöst, der ein nach dem oben beschriebenen
Verfahren hergestelltes Treibstoffadditiv oder das oben genannte Treibstoffadditiv
aufweist.
[0017] Es wurde nun überraschenderweise herausgefunden, dass durch Behandeln eines flüssigen
Kohlenwasserstoffgemisches wie oben beschrieben mit einem Feststoffgemisch, das zumindest
eine anorganische Siliziumverbindung und/oder zumindest ein Mineralsalz aufweist,
ein Treibstoffadditiv mit gleichbleibender und reproduzierbarer Qualität hergestellt
werden kann, wobei dieses Treibstoffadditiv in jeder Charge eine im Wesentlichen gleiche
Konzentration an Metallionen aufweist und somit zum einen stets zu der gleichen katalytischen,
das heißt Treibstoff sparenden Wirkung führt. Ferner kann durch das Verfahren auch
sichergestellt werden, dass es bei der Herstellung des Treibstoffadditivs nicht zu
einer Schwankung der lonenkonzentration kommen kann, die bei Überschreiten eines Grenzwertes
im Extremfall zu einer Beschädigung eines Verbrennungsmotors führen kann.
[0018] Unter Behandeln des Kohlenwasserstoffgemisches mit dem Feststoffgemisch wird im Sinne
der Erfindung verstanden, dass das Kohlenwasserstoffgemisch über einen gegebenen Zeitraum
und bei einer gegebenen Temperatur intensiv mit dem Feststoffgemisch vermischt wird.
Das Feststoffgemisch wird gemäß der Erfindung in einer solchen Menge eingesetzt, dass
es nicht zu einer völligen, vorzugsweise nicht zu einer merklichen Auflösung kommt.
In gewisser Hinsicht kann das Behandeln des Kohlenwasserstoffgemisches mit dem Feststoffgemisch
auch in begrenztem Umfang als ein Auswaschen des Feststoffgemischs mit dem Kohlenwasserstoffgemisch
verstanden werden.
[0019] Das Behandeln des Kohlenwasserstoffgemisches mit dem Feststoffgemisch erfolgt gemäß
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung vorzugsweise dadurch, dass das Feststoffgemisch
in Form eines Festbetts vorliegt und das Kohlenwasserstoffgemisch im Allgemeinen in
Form eines Kreislaufes durch das Festbett gepumpt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht
darin, das Kohlenwasserstoffgemisch einfach in einem Rührreaktor mit dem Festbett
zu behandeln. Es ist hierbei in beiden Fällen nochmals darauf hinzuweisen, dass es
während der Behandlung bei der eingesetzten Menge des Feststoffgemisches vorzugsweise
nicht zu einer merklichen Auflösung des Feststoffes in dem Kohlenwasserstoffgemisch
kommt, so dass das Feststoffgemisch nach Abtrennen des Kohlenwasserstoffgemisches
für eine weitere Behandlung zur Verfügung steht. Üblicherweise wird das Feststoffgemisch
bezogen auf das Kohlenwasserstoffgemisch in einer Menge eingesetzt, die einem Massenverhältnis
von 0,5:1 bis 5:1, vorzugsweise 1:1 bis 3:1 und insbesondere von 1,5:1 bis 2:1 entspricht.
Üblicherweise wird dabei das Feststoffgemisch bezogen auf die Masse des Kohlenwasserstoffgemischs
im Überschuss eingesetzt.
[0020] Das Abtrennen des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches von dem Feststoffgemisch erfolgt
gemäß der Erfindung durch mechanische Trennverfahren, üblicherweise durch Filtration,
Sedimentation oder eine Kombination der beiden Methoden, wobei die Sedimentation zum
Beispiel durch Zentrifugation beschleunigt werden kann. Das Abtrennen des flüssigen
Kohlenwasserstoffgemisches von dem Feststoffgemisch kann dabei sowohl in einem als
auch in mehreren Schritten z.B. durch eine kombinierte Sedimentation und Filtration
oder eine mehrfache Filtration erfolgen.
[0021] Die Unterschiede des vorliegenden Verfahrens zu den aus dem Stand der Technik bekannte
Verfahren liegen somit unter Anderem zum einem darin, dass im vorliegenden Verfahren
an statt eines mehr oder minder undefinierten, anorganischen Pulvers ein definiert
herstellbares Feststoffgemisch verwendet wird und zum anderen darin, dass dieses Feststoffgemisch
lediglich über einen gegebenen Zeitraum mit dem Kohlenwasserstoffgemisch vermischt
wird. Auch wenn die Anmelderin nicht an irgendeine Theorie gebunden sein möchte, wird
davon ausgegangen, dass die Behandlung des Kohlenwasserstoffgemischs mit dem Feststoffgemisch
zu einem reproduzierbaren Auswaschprozess in dem Feststoffgemisch führt. Dieser reproduzierbare
Auswaschprozess in Kombination mit einem definierten Feststoffgemisch führt dazu,
dass mit dem Verfahren der Erfindung ein reproduzierbar wirksames Treibstoffadditiv
mit gleichbleibender Qualität erhalten werden kann.
[0022] Der Ausdruck "aufweisen" bzw. "aufweisend" bezeichnet im Rahmen der vorliegenden
Erfindung eine offene Aufzählung und schließt neben den ausdrücklich genannten Bestandteilen
bzw. Schritten andere Bestandteile bzw. Schritte nicht aus.
[0023] Der Ausdruck "bestehen aus" bzw. "bestehend aus" bezeichnet im Rahmen der vorliegenden
Erfindung eine geschlossene Aufzählung und schließt neben den ausdrücklich genannten
Bestandteilen bzw. Schritten jegliche andere Bestandteile bzw. Schritte jenseits technisch
unvermeidbarer Spuren bzw. Verunreinigungen aus.
[0024] Der Ausdruck "im Wesentlichen bestehen aus" bzw. "im Wesentlichen bestehend aus"
bezeichnet im Rahme der vorliegenden Erfindung eine teilweise geschlossene Aufzählung
und bezeichnet Verfahren, Gemische bzw. Zubereitungen die neben den genannten Bestandteilen
bzw. Schritten nur noch solche weiteren Bestandteile bzw. Schritte aufweisen, die
den erfindungsgemäßen Charakter der Zubereitung, des Gemisches bzw. des Verfahrens
nicht materiell verändern oder die in Mengen vorliegen, die den erfindungsgemäßen
Charakter der Zubereitung, des Gemisches bzw. des Verfahrens nicht materiell verändern.
[0025] Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Zubereitung, ein Gemisch oder ein
Verfahren unter Verwendung des Ausdrucks "aufweisen" bzw. "aufweisend" beschrieben
ist, schließt dies ausdrücklich Zubereitungen, Gemische oder Verfahren ein die aus
den genannten Bestandteilen bzw. Schritten bestehen oder im Wesentlichen aus den genannten
Bestandteilen bzw. Schritten bestehen.
[0026] Ein Treibstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung ist im Allgemeinen ein flüssiger,
aus Kohlenwasserstoffen oder zumindest überwiegend aus Kohlenwasserstoffen bestehender
Treibstoff, wobei ggf. weitere Zusätze, wie diese dem Fachmann bekannt sind, oder
auch ggf. Wasser, in dem Treibstoff vorliegen können. Vorzugsweise ist der Treibstoff
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Benzin, Kerosin, Dieselöl, Leichtöl und Schweröl.
[0027] Eine Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist jegliche Maschine, in der
ein Treibstoff zur Erzeugung von Energie verbrannt wird. Dieses schließt sowohl Verbrennungsmotoren
jeglicher Art und Bauart, sowie Strahltriebwerke und Gasturbinen, aber auch z.B. mit
flüssigem Kohlenwasserstoffen betriebene Brenner, z.B. in Heizungssystemen oder Kraftwerken
ein.
[0028] Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das in dem Verfahren verwendete flüssige Kohlenwasserstoffgemisch
zumindest eine Kohlenwasserstoffkomponente auf, die aus einem oder mehreren aliphatischen
C
2-C
18-Kohlenwasserstoffen besteht, die, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus den
Alkanen, den Alkenen, den Alkinen, den Alkoholen, den Aldehyden, den Ketonen, den
Hydroperoxyden, den Ethern, den Estern, und Mischungen davon. Die in dem Verfahren
verwendeten aliphatischen Kohlenwasserstoffe können gesättigt oder teilweise ungesättigt
sein. Die genannten aliphatischen C
2-C
18-Kohlenwasserstoffe, die entweder in Alleinstellung oder in Kombination eine Kohlenwasserstoffkomponente
des in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kohlenwasserstoffsgemisches bilden,
sind dem Fachmann an sich bekannt und können von diesem im Hinblick auf die späteren
gewünschten Eigenschaften des Treibstoffadditivs, z.B. im Hinblick auf Siedepunkt,
Viskosität oder auch Löslichkeit in den verschiedenen zu verwendenden Treibstoffen,
ausgewählt werden.
[0029] Beispiele für aliphatische Kohlenwasserstoffe, die die zumindest eine Kohlenwasserstoffkomponente
in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bilden können, schließen Folgendes
ein, sind aber nicht beschränkt auf, Produkte und Nebenprodukte der Raffinierung und
Verarbeitung fossiler und nachwachsender Brennstoffe, insbesondere Destillate aus
der Braunkohlenteerveredlung oder die sogenannte Slop-Fraktion aus der Mineralölgrosslagerung.
Destillativ aufgearbeitete Mineralölfraktionen aus Leichtflüssigkeitsabscheidern können
ebenfalls zielführend und erfolgreich verwendet werden. Ebenfalls einsetzbar sind
Produkte und Nebenprodukte aus der Herstellung von organischen Massen- und Feinchemikalien.
[0030] Besonders vorteilhaft für die Kohlenwasserstoffkomponente ist es hierbei, wenn als
Kohlenwasserstoffkomponente solche Substanzen verwendet werden, die ohnehin schon
z.B. bei der Raffinierung von Kohlenwasserstoffen oder z.B. bei der Herstellung von
Biodiesel als Nebenprodukt anfallen. Beispiele hierfür sind u.a. Fettsäureester, die
bei der Umesterung von pflanzlichen und tierischen Ölen oder Fetten erhalten werden,
wobei insbesondere Fettsäuremethylester (fatty methyl ester acid FAME) verwendet werden,
da diese häufig zu wirtschaftlich günstigen Konditionen erhältlich sind.
[0031] Weitere Beispiele für die oben genannten Nebenprodukte sind Restdestillate aus der
Petroraffinerie und Hydrierabstreifer aus der Schmierölaufbereitung, die ebenfalls
aufgrund ihres Status als Nebenprodukte, wenn nicht sogar Abfallprodukte, günstig
erhältlich sind
[0032] Die in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendete Alkoholkomponente besteht aus
einem oder mehreren C
1-C
8-Monoalkoholen. Solche C
1-C
8-Monoalkohole sind dem Fachmann
per se bekannt und dieser kann sowohl die Menge wie auch die Art des (der) Monoalkohols
(Monoalkohole), basierend auf den gewünschten Eigenschaften des herzustellenden Treibstoffadditivs,
insbesondere im Hinblick z.B. auf Siedepunkt und Löslichkeit, auswählen.
[0033] Beispiele für die erfindungsgemäßen C
1-C
8-Monoalkohole schließen Folgendes ein, nämlich Methanol, Ethanol,
n-Propanol,
i-Propanol,
n-Butanol,
i-Butanol, sec-Butanol,
t-Butanol, Pentanol, Hexanol, Cyclohexanol, Heptanol und Octanol. Es ist auch hier
wieder unter wirtschaftlichen Aspekten vorteilhaft, wenn als Alkoholkomponente gemäß
der Erfindung Neben- oder Abfallprodukte aus anderen großtechnischen Verfahren verwendet
werden. Eine beispielhafte und bevorzugte Quelle für die Alkoholkomponente sind Alkohole,
die aus der entwässernden Aufarbeitung von Fuselalkoholen aus der Bioalkoholdestillation
erhalten werden.
[0034] Bei den anorganischen Siliziumverbindungen, die in einem Feststoffgemisch gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, kann es sich um jegliche anorganische
Siliziumverbindung, die dem Fachmann bekannt ist, handeln. Insbesondere handelt es
sich hierbei um SiO
2 und dessen Modifikationen sowie Kieselsäuren und deren Derivate. Ebenfalls eingeschlossen
in den anorganischen Siliziumverbindungen sind anorganische Mischverbindungen, die
Silizium enthalten, wie z.B. Alumosilikate, z.B. in Form von Zeolithen. Im Hinblick
sowohl auf die Durchführung des Verfahrens sowie auch im Hinblick darauf, dass bei
der Verbrennung des vorliegenden Treibstoffadditivs die Bildung von toxischen Abgasen
so weit wie möglich vermieden werden soll, ist es besonders vorteilhaft, wenn die
anorganischen Siliziumverbindungen keine weiteren toxischen Bestandteile und insbesondere
keine toxischen Metallbestandteile, wie bspw. Schwermetallbestandteile, aufweisen.
Im Hinblick auf die Verwendung in Automobilmotoren, die mit Abgaskatalysatoren ausgestattet
sind, sollten die Siliziumverbindungen möglichst frei von Blei sein.
[0035] Unter einem Mineralsalz, wie dieses in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet
werden kann, ist eine jegliche ionische, salzartige, anorganische Verbindung, die
dem Fachmann bekannt ist, zu verstehen. Bei diesen Salzen kann es sich um Metallsalze,
aber auch um andere Salze, wie bspw. Ammoniumsalze, handeln. Der Ausdruck Mineralsalze
schließt außerdem Mischsalze sowie ggf. Solvatformen, wie bspw. Hydratformen, und
Salzgemische ein.
[0036] Bevorzugterweise wird wiederum als Mineralsalz gemäß dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung ein Salz verwendet, das nicht zu einer Erhöhung der in den Abgasen enthaltenen
Schadstoffen führt. Vorzugsweise ist das Mineralsalz, das im Verfahren der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, frei von Schwermetallen und insbesondere, wie oben bereits
angesprochen bei der Verwendung in Motoren, die mit Abgaskatalysator ausgestattet
sind, vorzugsweise frei von Blei.
[0037] In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren nach oder während Schritt
b.) einen weiteren Schritt d.) des Behandelns des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches
mit einem Oxidationsmittel auf, wobei das Oxidationsmittel vorzugsweise ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Ozon, Sauerstoff, Luft, Wasserstoffperoxid, den organischen
und den anorganischen Peroxiden, vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff,
Luft, Wasserstoff, den Alkalimetallperoxiden, insbesondere Lithium-, Natrium-, Kaliumperoxid,
den Erdalkalimetallperoxiden, den Persulfaten, insbesondere Ammonium-, Natrium-, Kaliumpersulfat,
den organischen Persäuren, insbesondere MCPBA und Dibenzoylperoxid.
[0038] Es hat sich gezeigt, dass durch die Behandlung des Treibstoffadditivs mit einem Oxidationsmittel
die Effektivität des Treibstoffadditivs noch einmal deutlich gesteigert werden kann.
[0039] Schritt d.) kann gemäß der Erfindung sowohl während der Behandlung des Kohlenwasserstoffgemischs
mit dem Feststoffgemisch wie auch danach, ggf. auch nach Abtrennen des Feststoffgemisches,
erfolgen. Prozesstechnisch ist es, insbesondere, um die Behandlungszeit nicht übermäßig
zu verlängern, dabei bevorzugt, wenn Schritt d.) zumindest während eines Teils der
Behandlung von Schritt b.) erfolgt.
[0040] Auch wenn die Anmelderin hier nicht an irgendeine Theorie gebunden sein möchte, geht
sie davon aus, dass durch die Behandlung des Treibstoffadditivs mit einem Oxidationsmittel
zusätzlicher Sauerstoff, sei es physikalisch gelöst oder chemisch an in dem Treibstoffadditiv
vorliegende Verbindungen gebunden, eingebracht wird, was wiederum zu einer vollständigeren
Verbrennung führt. Im Hinblick hierauf ist die Behandlung mit einem Oxidationsmittel
insbesondere dann besonders effektiv, wenn die Kohlenwasserstoffkomponente eine oder
mehrere Verbindungen aufweist, die ein oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppel-
bzw. -Dreifachbindungen aufweisen. Die Anmelderin geht davon aus, dass dies darauf
zurückzuführen ist, dass während der Behandlung mit einem Oxidationsmittel an diesen
Mehrfachbindungen Oxidate, wie bspw. Peroxide, oder ggf. je nach Oxidationsmittel
auch Ozonide gebildet werden, die wiederum die Verbrennung unterstützen.
[0041] In einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren nach Schritt c.) bzw. ggf.
nach Schritt d.) einen weiteren Schritt e.), des Zugebens eines Löslichkeitsverbesserers,
auf, wobei der Löslichkeitsverbesserer vorzugsweise ausgewählt ist aus den Fettsäurealkylestern,
insbesondere aus den Fettsäuremethylestern, insbesondere aus den Methylestern von
Pflanzenölen und tierischen Fetten.
[0042] Es hat sich gezeigt, dass selbst bei einer spezifischen Auswahl der Kohlenwasserstoffkomponente
und der Alkoholkomponente nach der Durchführung des Verfahrens ein Produkt erhalten
werden kann, dessen Löslichkeit in dem gewünschten Treibstoff nur eingeschränkt ist.
Letzteres kann insbesondere dann auftreten, wenn das Verfahren noch den Schritt des
Behandelns des Kohlenwasserstoffgemisches mit einem Oxidationsmittel aufweist, da
hierdurch häufig die Polarität der in dem Gemisch vorliegenden Substanzen deutlich
geändert wird. Durch Zugabe eines Löslichkeitsverbesserers, insbesondere der ausdrücklich
genannten Löslichkeitsverbesserer, kann dieses Problem wieder ausgeglichen werden
und die Löslichkeit des Additivs an den gewünschten Treibstoff angepasst werden.
[0043] In einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine anorganische Siliziumverbindung
ausgewählt aus den Zeolithen, den Polykieselsäuren, den Silikaten, insbesondere den
Natrium- und den Kaliumsilikaten, Siliziumdioxid, Silicagel und den Wassergläsern.
[0044] In weiteren Ausführungsformen ist das zumindest eine Mineralsalz ausgewählt aus den
Alkalimetallsalzen, den Erdalkalimetallsalzen, den Ammoniumsalzen und Mischungen davon.
[0045] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das zumindest eine Mineralsalz
ausgewählt aus den Carbonaten, den Hydrogencarbonaten, den Sulfaten, den Hydrogensulfaten,
den Phosphaten, den Hydrogenphosphaten, den Dihydrogenphosphaten, den Halogeniden
und Mischungen davon.
[0046] Ein Halogenid im Sinne der Erfindung bezeichnet ein Fluorid, Chlorid, Bromid oder
lodid.
[0047] Es hat sich gezeigt, dass die oben genannten Bestandteile zu einem effektiven Treibstoffadditiv
führen, jedoch gleichzeitig im Allgemeinen zu günstigen Preisen am Markt erhältlich
sind. Die oben genannten Bestandteile haben ferner im Allgemeinen den Vorteil, dass
diese eine geringe Toxizität und eine einfache Handhabbarkeit aufweisen und auch bei
der Verbrennung nicht zu toxischen Abgasen führen. Um die Handhabbarkeit zu verbessern,
weist das Feststoffgemisch vorzugsweise weder stark saure noch stark alkalische Eigenschaften
auf.
[0048] In einer weiteren Ausführungsform liegt das molare Verhältnis der kationischen Komponente
des zumindest einen Mineralsalzes zum gebundenen Silizium in der zumindest einen anorganischen
Siliziumverbindung bei 2:1 bis 10:1, vorzugsweise bei 4:1 bis 5:1.
[0049] Es hat sich gezeigt, dass insbesondere die Verwendung einer Mischung aus einem Mineralsalz
und einer anorganischen Siliziumverbindung, in der die kationische Komponente des
Mineralsalzes im Überschuss vorliegt, und insbesondere einer Mischung in einem Mischungsverhältnis
in dem oben genannten Rahmen zu einem besonders effektiven Treibstoffadditiv führt.
[0050] In einer weiteren Ausführungsform macht die Alkoholkomponente 5 bis 95 Vol.-%, vorzugsweise
70 bis 95 Vol.-% des flüssigen Kohlenwasserstoffs aus.
[0051] Es hat sich gezeigt, dass bei der Verwendung der Alkoholkomponente in den oben genannten
Mengen zum einen ein effektives Treibstoffadditiv hergestellt wird, zum anderen jedoch
auch noch eine ausreichende Löslichkeit des Additivs in den meisten konventionell
verwendeten Treibstoffen sichergestellt wird.
[0052] In einer weiteren Ausgestaltung ist das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch im Wesentlichen
frei von aromatischen Kohlenwasserstoffen.
[0053] Aromatische Kohlenwasserstoffe haben häufig den Nachteil, dass diese eine toxische
Wirkung auf den menschlichen und tierischen Organismus ausüben, so dass diese schon
im Hinblick auf die Handhabbarkeit durch den Endverbraucher wenig wünschenswert sind.
Ferner wird der Ausstoß von aromatischen Kohlenwasserstoffen z.B. durch Kraftfahrzeuge
streng überwacht und reguliert, so dass es auch im Hinblick auf das Erreichen ggf.
vorliegender Umweltnormen bevorzugt ist, wenn das erfindungsgemäße Treibstoffadditiv
keine aromatischen Kohlenwasserstoffe aufweist. Aromatische Kohlenwasserstoffe sind
ferner auf Grund des ungünstigen Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnisses für eine erhöhte
Russbildung verantwortlich, was ebenfalls unerwünscht ist.
[0054] In einer Ausführungsform erfolgt das Behandeln in Schritt d.) für 5 bis 200, vorzugsweise
für 48 bis 120 Stunden.
[0055] Eine Behandlung in den oben genannten Grenzen führt zum einen dazu, dass ein effektives
Treibstoffadditiv erzeugt wird, jedoch ist die Behandlung nicht so lange, dass dieses
nicht mehr wirtschaftlich ist.
[0056] In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren bei Temperaturen von 10 bis
60°C, vorzugsweise von 20 bis 55°C durchgeführt.
[0057] In einer Ausführungsform der oben genannten Erfindung wird das Verfahren bei Drücken
von 0,5 bis 6 bar, vorzugsweise 1 bis 2 bar durchgeführt.
[0058] Es hat sich gezeigt, dass bei den oben genannten Temperatur- und Druckverhältnissen
zum einen ein effektives Treibstoffadditiv erzeugt wird, und zum anderen auch die
Strömungsverhältnisse bei der Behandlung des Kohlenwasserstoffgemischs mit dem Feststoffgemisch
so sind, dass das Verfahren mit technisch und wirtschaftlich vertretbarem Aufwand
durchzuführen ist.
[0059] Es hat sich nun gezeigt, dass gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Treibstoffadditiv
erhalten werden kann, das sowohl in Otto- wie auch Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen,
als auch bspw. in Lastdieseln, die z.B. zur Stromerzeugung verwendet werden, zu einer
Verringerung des Kraftstoffverbrauchs sowie auch des Schadstoffausstoßes führt. Insbesondere
im Hinblick auf Verbrennungsmotoren, die mit Dieselöl bzw. Biodiesel betrieben werden,
ist hier noch zusätzlich anzumerken, dass es dabei auch zu einer deutlichen Verminderung
der Rußemission kommt.
[0060] Entsprechend betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Treibstoffadditivs bzw. eines erfindungsgemäßen
Treibstoffadditivs zur Herstellung eines Treibstoffes.
[0061] Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen
Treibstoffadditivs bzw. eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Treibstoffadditivs
zur Senkung des Treibstoffverbrauchs und/oder der Emissionen einer Brennkraftmaschine.
[0062] Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Senken des Treibstoffverbrauchs und/oder
der Emissionen einer Brennkraftmaschine, das das Vermischen eines erfindungsgemäßen
Treibstoffadditivs oder eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Treibstoffadditivs
mit einem Treibstoff für die Brennkraftmaschine und das Betreiben der Brennkraftmaschine
mit einem solchen Treibstoff aufweist.
[0063] Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine,
wobei dem Treibstoff der Brennkraftmaschine ein erfindungsgemäßes Treibstoffadditiv
oder ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Treibstoffadditiv zugesetzt
wird.
[0064] Die Erfindung betrifft ferner ein Kit aufweisend ein erfindungsgemäßes Treibstoffadditiv
oder ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Treibstoffadditiv und
eine Anleitung zum Vermischen des Treibstoffadditivs mit einem Treibstoff.
[0065] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden
Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
[0066] Die Erfindung wird nachstehend in Bezug auf einige ausgewählte Ausführungsbeispiele
näher beschrieben und erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind hierbei lediglich illustrativ
und in keiner Weise als den Schutzbereich der Erfindung einschränkend zu verstehen.
Ausführungsbeispiel 1
[0067] In einer kleintechnischen Versuchsanordnung werden eine Mischung aus 2-Ethylhexanol,
Methyl-Ethylketon und Drachenkopfölmethylester im Molverhältnis 1:0,1:0,1 gemischt
und mittels einer Umwälzpumpe an einem, in einer Kolonne fixierten Festbett behandelt,
welches sich aus einer homogenisierten Mischung aus Ammoniumhydrogencarbonat technischer
Qualität und Alumosilikat ZSM5 in Form sphärischer Kugeln zusammensetzt. Das molare
Verhältnis zeolithisch gebundenen Siliziums zu Ammonium (NH
4+) beträgt 0,012. Die Gesamtmasse des Festbettes entspricht der doppelten Masse der
Summe aller eingesetzten Flüssigkomponenten. Die Temperatur des Systems wird über
einen Zwischenkühler auf 60°C thermostatisiert. Der Druckverlust über das Festbett
beträgt 0,17 bar. Nach 50 h wird die Behandlung unterbrochen, dem Festbett werden
0,005 % seiner Gesamtmasse an Natriumperoxid zugesetzt und die Behandlung weitere
5h fortgesetzt. Die flüssige Phase wird anschließend entnommen, abgezogen und über
eine Filtereinrichtung zur Abtrennung mechanischer Reste gedrückt. Das so erhaltene
Substanzgemisch kann direkt als Zusatz zum Brennstoff eingesetzt werden. Das in der
Anlage verbleibende Festbett wird für den nächsten Batch wieder verwendet, lediglich
das Peroxid muss erneut dosiert werden. Der Prozess generiert bis auf den geringfügigen
Filterrückstand keinen Abfall.
[0068] Das nach oben beschriebenem Verfahren gewonnene Wirkstoffgemisch wird einem Test
am Prüfmotor unterzogen. Dazu wird ein mit Direkteinspritzung ausgestatteter Dieselmotor
ohne katalytische Abgasnachbehandlung in Mittellast betrieben. Das Injektionssystem
arbeitet nach dem Common-Rail-Prinzip. Die Aufladung erfolgt mittels Turbolader und
Ladeluftkühlung. Es werden vergleichend schwefelarmer Dieselkraftstoff nach Norm EN
590 mit und ohne Zusatz des Wirkstoffgemisches nach jeweils identischem Betriebsregime
des Motors getestet. Dem zu additivierenden Dieselmuster werden 80 vppm des Wirkstoffgemisches
zugesetzt, die gesamte Mischung anschließend durch interne Umwälzung bei Umgebungstemperatur
intensiv homogenisiert.
[0069] Zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauches wird das gravimetrische Prinzip angewendet.
Die Analyse des Abgases erfolgt mit einem marktüblichen Abgasmesssystem BEA 850 der
Firma Bosch und computergestützter Auswertung. Die Auswertung des Partikelausstoßes
basiert auf der Messung der Schwärzung eines eingesetzten Abgasfilters. Der Test wurde
für beide Kraftstoffmuster nach Einfahren des Motors auf stationäre Betriebstemperatur
gestartet und über 14 h durchgeführt.
[0070] Die gemittelten Messergebnisse des mit dem erfindungsgemäßen Zusatz versehenen Kraftstoffmusters
sind im Vergleich zum nicht addivierten Diesel der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen.
Parameter |
Abweichung zum unbehandelten Kraftstoffmuster in % |
KW |
-38 |
Ruß |
-45 |
NOx |
-27 |
CO |
-66 |
gravimetr. Kraftstoffverbrauch |
-4,1 |
Ausführungsbeispiel 2
[0071] Ein Fettsäuremethylestergemisch, gewonnen durch Umesterung aus raffiniertem Holunderkernöl
und konform mit dem Biodieselstandard EN 14214 wird mit Tertiärbutylethylether (ETBE)
im Molverhältnis 25:1 in einem hinreichend dimensionierten Vorlagebehältnis unter
Rühren gemischt. Diese Mischung bringt man für 3 h in Kontakt mit einem Festbett bei
2 bar und führt die Behandlung isotherm bei 35°C aus. Das Festbett setzt sich zusammen
aus Molsieb 5A, in Strangform gepresst sowie Natriumcarbonat handelsüblicher Qualität,
wobei das molare Verhältnis Carbonat : Silizium ca. 4 beträgt. Nach 24-stündiger Behandlung
wird der Vorgang zunächst gestoppt. Dem System wird nun soviel 2-Propanol volumetrisch
zudosiert, dass eine zehnfache Verdünnung resultiert. Die Prozedur wird dann weitere
10 h fortgeführt. Das Flüssigkeitsgemisch wird nach Ende der Behandlung abgezogen
und nach Abkühlung auf Raumtemperatur über einen Kraftstofffilter gedrückt. Danach
kann es direkt eingesetzt werden.
[0072] Das so erzeugte Wirkstoffgemisch wird an einem Prüfstands-Otto-Motor vergleichend
getestet und untersucht. Dem additivierten Testmuster wurde 150 vppm des oben beschriebenen
Wirkstoffgemisches zugesetzt, die Einmischung in den Kraftstoff erfolgte durch mehrstündiges
Umwälzen über eine Kreiselpumpe.
[0073] Neben den Motordaten Öltemperatur, Zylinderdruckindizierung, Drehzahl und Drehmoment
wurde der Kraftstoffverbrauch gravimetrisch an zwei Lastpunkten ermittelt, die jeweils
konstant gefahrenen Geschwindigkeit von 60 km/h (Lastpunkt 1) bzw. 100 km/h (Lastpunkt
2) entsprechen. Dabei wurde Augenmerk auf die Konstanz der Öltemperatur gelegt, um
Ergebnisverfälschungen durch sich ändernde Ölviskosität zu vermeiden.
[0074] Die festgestellten Verbrauchswerte für beide Lastpunkte sind in der folgenden Tabelle
zusammengefasst.
Additivierung |
Lastpunkt |
spez. Verbrauch (g/kWh) |
prozentuale Abweichung im Verbrauch |
ohne |
1 |
353 |
0 |
|
2 |
298 |
0 |
mit 160 vppm |
1 |
338 |
-4,7 |
|
2 |
294 |
-1,6 |
Ausführungsbeispiel 3
[0075] In einem temperierbaren Rührbehälter, ausgestattet mit einem langsam laufenden Blattrührer
und einem bis zum Gefäßboden reichenden Absaugrohr, werden Isobutanol und ein petrolchemisch
erzeugtes, Olefine und Alkine enthaltendes Gemisch (Siedeschnitt) der mittleren Molmasseverteilung
190 bis 250 Dalton und einer Jodzahl von 147 g J/100g im Volumenverhältnis 95 : 5
vorgelegt und gemischt.
[0076] Dem Gemisch wird im Masseverhältnis 1:1,5 ein Gemenge, bestehend aus Natriumhydrogensulfat
und Salinensiedesalz im Verhältnis 8 : 2 unter Rühren zugegeben. Nach erfolgter Zugabe
werden 10% der Masse des Salzes an Natriumwasserglas dosiert. Diese Feststoffsuspension
wird bei 50°C über 5 h langsam umgewälzt. Für weitere 5 h werden aus einer Druckgasflasche
über den Begasungsrührer 100 l/h Luft eingeleitet. Nach Ausschaltung des Rührers verbleibt
das System zur Sedimentation für weitere 30 h im Behälter. Über das Saugrohr, welches
mit Saugkorb und Filter versehen ist, wird dann das auf Raumtemperatur abgekühlte
Flüssigkeitsgemisch abgesaugt und nochmals einer Feinfiltration unterzogen. Das Filtrat
wird ohne weitere Nachbehandlung oder Aufreinigung als Kraftstoffzusatz verwendet.
[0077] Das so erzeugte erfindungsgemäße Wirkstoffkonzentrat kommt als Kraftstoffzusatz in
dieselmotorisch betriebenen Elektrizitätsgeneratoren zum Einsatz. Eine als Langzeittest
durchgeführte Doppelblindstudie an vier Generatormodulen über einen Versuchszeitraum
von vier Monaten (Verbrauchsermittlung volumetrisch über kalibrierte Kraftstoffvorlagetanks,
Verbrauchsberechnung normiert auf erzeugte Elektroenergie je Zeiteinheit) ergibt im
Vergleich zu nicht additiviertem Basiskraftstoff, der als Biodiesel-Mineraldiesel-Blend
(B30 mit 30% Sojamethylesteranteil im mineralischen Diesel) verwendet wird, folgende
Resultate:
Additivierung |
gemessene Abgaskomponente |
durchschnittliche Abgaswerte in vol% |
prozentuale Abweichung im Verbrauch |
ohne |
Partikel |
0,006 |
0 |
|
NOx |
0,058 |
|
KW |
0,007 |
|
CO |
0,023 |
mit 450 vppm |
Partikel |
0,003 /- 50 % |
-3,1 |
|
NOx |
0,032 / - 45% |
|
KW |
0,006/-14% |
|
CO |
0,021 / - 9% |
[0078] Die Generatoren wurden bei konstanter Drehzahl von (Netzschwankungen statistisch
ausgemittelt) 1500 U/min betrieben.
[0079] Durch isokinetische Abgasbeprobung vor dem Nachbehandlungskatalysator wurden die
in Spalte 3 tabellierten, über alle Versuche gemittelten Schadstoffkonzentrationen
festgestellt.
1. Verfahren zur Herstellung eines Treibstoffadditivs auf Basis eines flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches
mit den folgenden Schritten, nämlich
a.) Bereitstellen eines flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches, das zumindest eine Kohlenwasserstoffkomponente
bestehend aus einem oder mehreren aliphatischen C2-C18-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Alkanen, den Alkenen,
den Alkinen, den Alkoholen, den Aldehyden, den Ketonen, den Hydroperoxiden, den Ethern,
den Estern und Mischungen davon, und eine Alkoholkomponente bestehend aus einem oder
mehreren C1-C8-Monoalkoholen, aufweist, wobei die Kohlenwasserstoffkomponente und die Alkoholkomponente
völlig mischbar sind,
b.) Behandeln des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches mit einem Feststoffgemisch,
das zumindest eine anorganische Siliziumverbindung und/oder zumindest ein Mineralsalz
aufweist, und
c.) Abtrennen des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches von dem Feststoffgemisch, wobei
das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch das Treibstoffadditiv bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach oder während Schritt b.) einen weiteren Schritt
d.) des Behandelns des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches mit einem Oxidationsmittel,
aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ozon, Sauerstoff,
Luft, Wasserstoffperoxid, den organischen und den anorganischen Peroxiden, vorzugsweise
aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Luft, Wasserstoffperoxid, den Alkalimetallperoxiden,
insbesondere Lithium-, Natrium- und Kaliumperoxid, den Erdalkalimetallperoxiden, den
Persulfaten, insbesondere Ammonium-, Natrium und Kaliumpersulfat, den organischen
Persäuren, insbesondere MCPBA, und Dibenzoylperoxid.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach Schritt c.), bzw. ggf. nach Schritt d.) einen weiteren Schritt
e.) des Zugebens eines Löslichkeitsverbesserers,
aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Löslichkeitsverbesserer ausgewählt ist auch den Fettsäurealkylestern, insbesondere
aus den Fettsäuremethylestern und insbesondere aus den Methylestern von Pflanzenölen
und tierischen Fetten.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Löslichkeitsverbesserer in einer Menge von bis zu 10 Vol.-% bezogen auf das Volumen
des nach Schritt c.) bzw. ggf. Schritt d.) erhaltenen Treibstoffadditivs zugegeben
wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine anorganische Siliziumverbindung ausgewählt ist aus den Zeolithen,
den Polykieselsäuren, den Silikaten, insbesondere den Natrium- und den Kaliumsilikaten,
Siliziumdioxid, Silicagel und den Wassergläsern.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Mineralsalz ausgewählt ist aus den Alkalimetallsalzen, den Erdalkalimetallsalzen,
den Ammoniumsalzen und Mischungen davon.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Mineralsalz ausgewählt ist aus den Carbonaten, den Hydrogencarbonaten,
den Sulfaten, den Hydrogensulfaten, den Phosphaten, den Hydrogenphosphaten, den Dihydrogenphosphaten,
den Halogeniden, insbesondere den Fluoriden und Chloriden, und Mischungen davon.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis der kationischen Komponente des zumindest einen Mineralsalzes
zum gebundenen Silizium in der zumindest einen anorganischen Siliziumverbindung bei
2:1 bis 10:1, vorzugsweise bei 4:1 bis 5:1 liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkoholkomponente 5 bis 95 Vol.-%, vorzugsweise 70 bis 95 Vol.-% des flüssigen
Kohlenwasserstoffgemischs ausmacht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch im Wesentlichen frei von aromatischen Kohlenwasserstoffen
ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandeln in Schritt b.) für 5 bis 200h, vorzugsweise für 48 bis 120h erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Temperaturen von 10 bis 60°C, vorzugsweise 20 bis 55°C durchgeführt
wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Drücken von 0,5 bis 6 bar, vorzugsweise 1 bis 2 bar durchgeführt
wird.
16. Treibstoffadditiv, herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis
15.
17. Treibstoff enthaltend ein Treibstoffadditiv nach Anspruch 16 oder ein nach einem
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 hergestelltes Treibstoffadditiv.
18. Treibstoff nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff ein Treibstoff auf Basis flüssiger Kohlenwasserstoffe und insbesondere
ein Treibstoff ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Benzin, Kerosin,
Dieselöl, Leichtöl und Schweröl.
18. Verwendung eines Treibstoffadditivs nach Anspruch 16 oder eines nach einem Verfahren
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 hergestellten Treibstoffadditivs zur Herstellung
eines Treibstoffes.
19. Verwendung eines Treibstoffadditivs nach Anspruch 16 oder eines nach einem Verfahren
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 hergestellten Treibstoffadditivs zur Senkung des
Treibstoffverbrauchs und/oder der Emissionen einer Brennkraftmaschine.
20. Verfahren zum Senken des Treibstoffverbrauchs und/oder der Emissionen einer Brennkraftmaschine,
dass das Vermischen eines Treibstoffadditivs nach Anspruch 16 oder eines nach einem
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 hergestellten Treibstoffadditivs mit
einem Treibstoff für die Brennkraftmaschine und das Betreiben der Brennkraftmaschine
mit dem so erhaltenen Treibstoff aufweist.
21. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass dem Treibstoff der Brennkraftmaschine ein Treibstoffadditiv nach Anspruch 16 oder
ein nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 hergestelltes Treibstoffadditiv
zugesetzt wird.
22. Kit aufweisend ein Treibstoffadditiv nach Anspruch 16 oder ein nach einem Verfahren
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 hergestelltes Treibstoffadditiv und eine Anleitung
zum Vermischen des Treibstoffadditivs mit einem Treibstoff.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Verfahren zur Herstellung eines Treibstoffadditivs auf Basis eines flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches
mit den folgenden Schritten, nämlich
a.) Bereitstellen eines flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches, das zumindest eine Kohlenwasserstoffkomponente
bestehend aus einem oder mehreren aliphatischen C2-C18-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Alkanen, den Alkenen,
den Alkinen, , den Aldehyden, den Ketonen, den Hydroperoxiden, den Ethern, den Estern
und Mischungen davon, und eine Alkoholkomponente bestehend aus einem oder mehreren
C1-C8-Monoalkoholen, aufweist, wobei die Kohlenwasserstoffkomponente und die Alkoholkomponente
völlig mischbar sind,
b.) Behandeln des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches mit einem Feststoffgemisch,
das zumindest eine anorganische Siliziumverbindung und zumindest ein Mineralsalz aufweist,
wobei das Feststoffgemisch in Form eines Festbetts vorliegt und das Kohlenwasserstoffgemisch
in Form eines Kreislaufes durch das Festbett gepumpt wird oder in einem Rührreaktor
mit dem Festbett behandelt wird, wobei das Feststoffgemisch bezogen auf das Kohlenwasserstoffgemisch
in einer Menge eingesetzt wird, die einem Massenverhältnis von 0,5:1 bis 5:1, vorzugsweise
1:1 bis 3:1 und insbesondere von 1,5:1 bis 2:1 entspricht und wobei das molare Verhältnis
der kationischen Komponente des zumindest einen Mineralsalzes zum gebundenen Silizium
in der zumindest einen anorganischen Siliziumverbindung bei 2:1 bis 10:1, vorzugsweise
bei 4:1 bis 5:1 liegt und
c.) Abtrennen des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches von dem Feststoffgemisch, wobei
das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch das Treibstoffadditiv bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach oder während Schritt b.) einen weiteren Schritt
d.) des Behandelns des flüssigen Kohlenwasserstoffgemisches mit einem Oxidationsmittel,
aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ozon, Sauerstoff,
Luft, Wasserstoffperoxid, den organischen und den anorganischen Peroxiden, vorzugsweise
aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Luft, Wasserstoffperoxid, den Alkalimetallperoxiden,
insbesondere Lithium-, Natrium- und Kaliumperoxid, den Erdalkalimetallperoxiden, den
Persulfaten, insbesondere Ammonium-, Natrium und Kaliumpersulfat, den organischen
Persäuren, insbesondere MCPBA, und Dibenzoylperoxid.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach Schritt c.), bzw. ggf. nach Schritt d.) einen weiteren Schritt
e.) des Zugebens eines Löslichkeitsverbesserers,
aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Löslichkeitsverbesserer ausgewählt ist auch den Fettsäurealkylestern, insbesondere
aus den Fettsäuremethylestern und insbesondere aus den Methylestern von Pflanzenölen
und tierischen Fetten.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Löslichkeitsverbesserer in einer Menge von bis zu 10 Vol.-% bezogen auf das Volumen
des nach Schritt c.) bzw. ggf. Schritt d.) erhaltenen Treibstoffadditivs zugegeben
wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine anorganische Siliziumverbindung ausgewählt ist aus den Zeolithen,
den Polykieselsäuren, den Silikaten, insbesondere den Natrium- und den Kaliumsilikaten,
Siliziumdioxid, Silicagel und den Wassergläsern.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Mineralsalz ausgewählt ist aus den Alkalimetallsalzen, den Erdalkalimetallsalzen,
den Ammoniumsalzen und Mischungen davon.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Mineralsalz ausgewählt ist aus den Carbonaten, den Hydrogencarbonaten,
den Sulfaten, den Hydrogensulfaten, den Phosphaten, den Hydrogenphosphaten, den Dihydrogenphosphaten,
den Halogeniden, insbesondere den Fluoriden und Chloriden, und Mischungen davon.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkoholkomponente 5 bis 95 Vol.-%, vorzugsweise 70 bis 95 Vol.-% des flüssigen
Kohlenwasserstoffgemischs ausmacht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch im Wesentlichen frei von aromatischen Kohlenwasserstoffen
ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandeln in Schritt b.) für 5 bis 200h, vorzugsweise für 48 bis 120h erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Temperaturen von 10 bis 60°C, vorzugsweise 20 bis 55°C durchgeführt
wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Drücken von 0,5 bis 6 bar, vorzugsweise 1 bis 2 bar durchgeführt
wird.
15. Treibstoffadditiv, herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis
14.
16. Treibstoff enthaltend ein Treibstoffadditiv nach Anspruch 15 oder ein nach einem
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestelltes Treibstoffadditiv.
17. Treibstoff nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff ein Treibstoff auf Basis flüssiger Kohlenwasserstoffe und insbesondere
ein Treibstoff ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Benzin, Kerosin,
Dieselöl, Leichtöl und Schweröl.
18. Verwendung eines Treibstoffadditivs nach Anspruch 15 oder eines nach einem Verfahren
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellten Treibstoffadditivs zur Herstellung
eines Treibstoffes.
19. Verwendung eines Treibstoffadditivs nach Anspruch 15 oder eines nach einem Verfahren
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellten Treibstoffadditivs zur Senkung des
Treibstoffverbrauchs und/oder der Emissionen einer Brennkraftmaschine.
20. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass dem Treibstoff der Brennkraftmaschine ein Treibstoffadditiv nach Anspruch 15 oder
ein nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestelltes Treibstoffadditiv
zugesetzt wird.
21. Kit aufweisend ein Treibstoffadditiv nach Anspruch 15 oder ein nach einem Verfahren
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestelltes Treibstoffadditiv und eine Anleitung
zum Vermischen des Treibstoffadditivs mit einem Treibstoff.