[0001] Die Erfindung betrifft Kraftstoffe auf Basis von Methanol und/ oder Ethanol, die
Zusätze an Gemischen von C
5/C
6-, C
5 - C
7-Kohlenwasserstoffe sowie Benzin und Gemische von C
4-Kohlenwasserstoffe enthalten.
[0002] Destilliertes Methanol, sogenanntes Reinmethanol, wird als alternativer Kraftstoff
seit einigen Jahren intensiv untersucht. (Chemische Technologie, Winnacker-Küchler,
Bd. 5, Organische Technologie I, 4. Auflage, 1981, S. 517.) Auch Zusätze wie z. B.
höhere Alkohole und Wasser zu Methanol für die Verwendung als Kraftstoff sind bekannt.
(N. Iwai, The combustion of methanol mixed with water, Second Nato-Symposium; 4. -
8. Nov. 1974, Düsseldorf)
[0003] In einem älteren Patent US-PS 2,365,009 werden Kombinationen von Alkoholen mit 1
- 5 C-Atomen mit gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen mit 3 - 5 C-Atomen
beschrieben. Ferner wird von der gleichen Anmelderin in US-PS 2,404,094 (Continuation
in Part der US-PS 2,365,009) ein Kraftstoff beschrieben, der entweder aus absolut
reinem Methanol oder handelsüblichem destilliertem wasserfreiem Methanol besteht (Spalte
6, Zeilen 8 - 11) und aliphatische C
3 - C
S-Kohlenwasserstoffe enthält. Diese Anmeldung beansprucht auch einen Methanolkraftstoff,
der 2 - 20 % eines aliphatischen C
4- oder C
S-Kohlenwasserstoffes enthält. Bevorzugt sind gemäß Spalte 5, Zeilen 22 - 27, Kohlenwasserstoffe
in hochreiner Form. Ferner können die verwendeten Kohlenwasserstoffe auch teilweise
ungesättigt sein bzw. aus ungesättigten Kohlenwasserstoffen bestehen (Spalte 5, Zeilen
28 - 34). In den Beispielen (Tabelle 1) sind als Zusatzkomponenten n-Pentan, Isopentan
und ein C
4-Schnitt angegeben, der bis zu 20% Butene enthält. Gemäß Ansprüchen 5 und 6 kann auch
ein Gemisch gesättigter C
S-Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden für den speziellen Fall des Kraftstoffs für
Flugzeugmotoren. In US-PS 2,365,009 werden auch Gemische von Ethanol mit aliphatischen
C
3 - CS-Kohlenwasserstoffen beschrieben, wobei die aliphatischen Kohlenwasserstoffe sowohl
gesättigt als auch ungesättigt sein können, und bevorzugt Isopentan (Anspruch 8 und
Tabelle 1) als Kohlenwasserstoff zugemischt wird.
[0004] Weitere Beispiele von Ethanol/Kohlenwasserstoffgemischen sind beschrieben in DE-OS
2,806,673 und DE-OS 3,211,775. Insbesondere sind der Fachwelt die Bemühungen bekannt,
in Ländern, in denen Ethanol reichlich zur Verfügung steht, wie z. B. in Brasilien,
dieses sowohl rein als auch in Gemisch mit Kohlenwasserstoffen (Benzin) als Kraftstoff
einzusetzen (z. B. Chemical Engineering Process, April 1979, S. 11).
[0005] Andererseits sind der Fachwelt wichtige kraftstoffspezifische Nachteile der niederen
Alkohole bekannt, so z. B. das schlechte Kaltstartverhalten, das schlechteFahrverhalten
bei niederen Außentemperaturen, unbefriedigende Mischbarkeit mitKohlenwasserstoffen
insbesondere bei tiefen Temperaturen und der weite Explosionsbereich. Die Kaltstartprobleme
sind in der geringen Zündfähigkeit der Alkohole Methanol und Ethanol zu suchen. Ein
Maß für die Zündfähigkeit ist der Dampfdruck eines Kraftstoffs, der nach dem sog.
Reid-Test bei 38,0 °C gemessen wird.
[0006] Zum Vergleich besitzt Benzin im Reid-Test einen Dampfdruck von 700 mbar, Methanol
dagegen von 350 mbar. Bei Außentemperaturen unter 15 °C sind die Dampfdrucke von Methanol
und Ethanol so niedrig, daß eine gasförmige, zündfähige Mischung kaum möglich ist.
Die Explosionsgrenzen von Reinmethanol in Luft liegen bei 6,75 bis 36,7 Vol.%, so
daß in den Kraftfahrzeugtanks zwischen + 10 °C und + 35°C ein explosionsfähiges Kraftstoff-Luftgemisch
vorliegt. Zusätze von 6-9 Gew.% Isopentan verringern die oberen Explosionsgrenzen
auf -7 °C im Sommer- und -20 °C im Winterbetrieb. so daß dann die Sicherheitsprobleme
weitgehend beseitigt sind.
[0007] Ferner zeichnet sich Isopentan durch ausgezeichnete Löslichkeit sowohl in Methanol
als auch Ethanol, insbesondere auch bei tiefen Temperaturen aus. Als die günstigsten
Einstelldaten für den Dampfdruck von Reinmethanol erwiesen sich die oberen Dampfdruckwerte
der Kraftstoff-Norm DIN 51 600 mit 700 mbar für Sommer-und 900 mbar für Winterkraftstoff
(Reid-Test).
[0008] In Anbetracht der geschilderten Probleme und des Standes der Technik sowie der jüngeren
Untersuchungen wurde daher Isopentan (2-Methylbutan) als bisher optimale Zumischkomponente
angesehen.
[0009] Der Kraftstoff aus destilliertem Methanol und Isopentan, der als M 100 Kraftstoff
bekannt ist, wurde in mehreren Autoflottentests erprobt und wird seit Jahren, insbesondere
in der Bundesrepublik Deutschland in kommunalen Autoflottentests eingesetzt (s. H.
Müller; 27. DGMK-Haupttagung, 6.-8. Okt. 1982). Obgleich isopentanhaltiges Methanol
in gewissem Umfang die Erwartungen an einen brauchbaren Motor-Kraftstoff erfüllt,
haben die Untersuchungen unerwartet ergeben, daß noch immer wesentliche Nachteile
mit diesem Kraftstoff verbunden sind. Insbesondere liegt im Sommerbetrieb der Dampfdruck
bei Verwendung von Reinmethanol, trotz Absenkens des Isopentangehalts auf 5 bis 6
Gew.%, zu hoch, wobei als Folge unerwünschtes Ausgasen des Isopentans auftritt, während
im Winterbetrieb trotz eines Isopentangehaltes bis zu 9 Gew.% bei tiefen Temperaturen
ein Dampfdruckabfall auftritt, der dazu führt, daß bei winterlicher Kälte von unter
-10 °C die Kaltstarteigenschaften zu wünschen übrig lassen.
[0010] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Kraftstoffe auf Methanol- und Ethanolbasis
zu finden, die besseres Kaltstartverhalten, ein besseres Fahrverhalten, insbesondere
bei relativ hohen sowie relativ tiefen Außentemperaturen erbringen, wie es im praktischen
Kraftfahrzeugbetrieb erforderlich ist, bei einwandfreier Löslichkeit auch im Winterbetrieb
und geringerer Ausgasung im Sommerbetrieb und gleichzeitig einen sicheren Betrieb
gewährleisten, ohne daß im Kraftstofftank ein explosives Gemisch auftritt.
[0011] Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch Kraftstoffe auf Methanolbasis gelöst mit
gegebenenfalls bis 15 Gew.% Wasser im Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kraftstoffe ein Gemisch aus C
4-Kohlenwasserstoffen und ein Gemisch aus C
5/C
6- bzw. C
5 -C
7-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin enthalten, wobei
a) die Gesamtmenge an C4-, C5/C6-, bzw. C5 - Cy-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin im Kraftstoff 0,1-15 Gew.% bzw. 0,1 - 18 Gew.%
bzw. 0,1 - 25 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : C5/C6 bzw. C5 - C7-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin, 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichtsteile beträgt,
sowie durch Kraftstoffe auf Ethanolbasis mit gegebenenfalls bis zu 25 Gew.% Wasser
im Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffe ein Gemisch aus C
4-Kohlenwasserstoffen und ein Gemisch aus C
5/C
6- bzw. C
5-C
7-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin enthalten, wobei
a) die Gesamtmenge an C4-, C5/C6- bzw. C5-C7-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin im Kraftstoff 0,1-15 Gew.% bzw. 0,1-18 Gew.% bzw.
0,1-25 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : C5/C6 bzw. C5-C7-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin, 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichsteile beträgt,
bzw. durch Gemische der erfindungsgemäßen Kraftstoffe auf Methanol- und Ethanolbasis
sowie durch Gemischeder erfindungsgemäßen Kraftstoffe mit Kraftstoffen auf Methanol-
und Ethanolbasis, die Zusätze an C
4- und C
5-Kohlenwasserstoffen enthalten.
[0012] Es hat sich für den Fachmann überraschend gezeigt, daß Gemische aus C
4-Kohlenwasserstoffen einerseits und C
5/C
6-Kohlenwasserstoffen, C
5-C
7-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin andererseits mit Reinmethanol sowie mit nichtdestilliertem
technischem Methanol, sog. Rohmethanol ebenso wie mit Ethanol bzw. technischem wasserhaltigem
Ethanol in hervorragender, bisher unerreichter Weise Kraftstoffe liefern, die einwandfreies
Kaltstartverhalten und besseres Fahrverhalten, insbesondere bei relativ hohen sowie
relativ tiefen Außentemperaturen erbringen, wie es im praktischen Kraftfahrzeugbetrieb
erforderlich ist, bei einwandfreier Löslichkeit auch im Winterbetrieb und geringer
Ausgasung im Sommerbetrieb und gleichzeitig einen sicheren Betrieb gewährleisten,
ohne daß im Kraftstofftank ein explosives Gemisch eintritt. Es war insbesondere überraschend,
daß die Kombination der gewünschten Eigenschaften, also genügend geringes Ausgasen
bei hohen Außentemperaturen,einwandfreies Kaltstartverhalten bei tiefen Außentemperaturen
und sichere Explosionsgrenzen trotz Zusatzes eines relativ tief siedenden C
4-Anteils erzielt wurde, wobei auch bei relativ hohem Wassergehalt, daher auch bei
sehr feuchtem Klima, keine Phasentrennung im Kraftstoffgemisch eintritt. Insbesondere
war es überraschend, daß sich technische Schnitte an C
4-Kohlenwasserstoffen einerseits und C
5/C
6- bzw. C
S-C
7-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin, wie sie im Raffinerie- und Primärchemikalien-Produktionsbereich,
z. B. Ethylen- und Benzin/Toluol (BT)-Anlagen, anfallen andererseits, trotz unterschiedlicher
Zusammensetzung an Einzelkohlenwasserstoffen hervorragend eignen.
[0013] Beispielhaft seien für den Raffineriebereich straight run-, Krack- und katalytische
Krack-Schnitte genannt, ferner z.B. Reformer-Schnitte oder Merox-Schnitte. Die erfindungsgemäß
beanspruchten Schnitte sind jedoch nicht auf die genannten Schnitte beschränkt, da,
wie dem Fachmann bekannt ist, durch die unterschiedliche Struktur der Raffinerien
die erfindungsgemäßen Kraftstoffbestandteile auch aus anderen Anlagen gewonnen werden
können. Es ist selbstverständlich, daß die in den erfindungsgemäßen Kraftstoffen enthaltenen
Kohlenwasserstoffe auch einschließlich der C
4-Kohlenwasserstoffe in Form eines einzelnen technischen Schnittes gewonnen werden
können.
[0014] Die Gesamtmenge an C
4-Kohlenwasserstoffen einerseits und C
5/C
6- bzw. C
5-C
7-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin andererseits kann bei 0,1 bis 25 Gew.% liegen. Das
Verhältnis von C
4-Kohlenwasserstoffen einerseits zu C
5/C
6 bzw. C
5-C
7-Kohlenwasserstoffen sowie Benzin andererseits kann bei 1 : 500 bis 3 : 1 liegen.
Bevorzugt ist ein Verhältnis von e
4-Kohlenwasserstoffen einerseits und C
5/C
6- bzw. C
5-C
7-Kohlenwasserstoffen bzw. Benzin andererseits von 1 : 1 bis 1 : 20.
[0015] Kleine Mengen von Naicht-C
4- C
7-Kohlenwasserstoffen, wie sie in technischen Fraktionen zwangsläufig enthalten sind,
können in den erfindungsgemäßen Kraftstoffen enthalten sein, unabhängig davon, ob
es sich um nichtaromatische gesättigte und/oder ungesättigte oder aromatische Kohlenwasserstoffe
handelt.
[0016] Geeignete Fraktionen an C
4-, C
5-, C
6- und c
7-Gemischen sind beispielhaft in den folgenden Analysen angegeben, wobei jedoch die
erfindungsgemäß in den Kraftstoffen enthaltenen Kohlenwasserstoffe nicht aus solchen
Einzelfraktionen, sondern auch aus gemeinsam geschnittenen Fraktionen bestehen können:

[0017] Als Benzin können übliche Normal- und Superkraftstoffe eingesetzt werden, wobei jedoch
beliebige bleifreie Kraftstoffe bevorzugt sind. Erfindungsgemäß können diese Kraftstoffe
auch bereits Zusätze wie Ether, Alkohole, Ketone, Aromaten u.a. enthalten.
[0018] Es ist bei den erfindungsgemäßen Kraftstoffen wie bei zahlreichen bekannten alternativen
Kraftstoffen möglich, gewisse Mengen an weiteren üblichen Komponenten zuzumischen,
z.B. C
3-' C
4-und höhere Alkohole, Ether, wie z.B. Methyl-tert.-butylether und andere zur Verfügung
stehende Ether, ferner können auch Ketone, wie z.B. Aceton sowie zusätzliche Aromaten
wie Benzol, Toluol und Xylole oder höhere Aromaten wie z.B. sog."Platformat schwer"zugemischt
werden bzw. enthalten sein.
[0019] Die bisher für Kraftstoffe auf Methanolbasis verwendete Methanolqualität ist destillativ
aufgearbeitetes Methanol, sog.
[0020] Reinmethanol (absolutely pure or refined methanol). Es ist dem Fachmann bekannt,
daß bezüglich Reinheit dieser Methanolqualität hohe Anforderungen gestellt werden,
wobei ein entsprechend hoher betrieblicher Aufwand, insbesondere im Destillationsbereich
erforderlich ist. Da insbesondere bei Methanolkraftstoff bestimmte technische Probleme
auftreten, wie z.B. korrosive
[0021] und auflösende Einwirkung des Methanols auf Kraftfahrzeugteile wie Leitungen, Tankauskleidungen,
Motorteile und Motorwerkstoffe und darüber hinaus hohe Anforderungen an die vollständige
Verbrennung im Hinblick auf Umweltverunreinigungen gestellt werden, und ferner Ablagerungen,
insbesondere im Vergaser und Motor, vermieden werden müssen, hat man nicht destillativ
aufgearbeitetes Methanol, wie es in Nieder-, Mittel- oder Hochdruck-Syntheseanlagen
anfällt (sog. Rohmethanol (non refined methanol)) nicht für geeignet gehalten.
[0022] Rohmethanol enthält bekanntlich neben bis zu ca. 5 Gew.% Wasser zahlreiche Verunreinigungen,
wie z.B. Formaldehyd, Methylformiat, Ameisensäure, Dimethylsulfid, Formaldehyddimethylacetal,
Eisenpentacarbonyl sowie weitere Carbonsäuren und deren Ester.
[0023] Es war ein nicht vorhersehbares Ergebnis der Untersuchungen der Anmelderin, daß im
Gegensatz zum Vorurteil gemäß dem Stand der Technik, nichtdestilliertes Methanol ebenfalls
hervorragend für die erfindungsgemäßen Kraftstoffe geeignet ist, insbesondere in Hinsicht
auf die Fahrzeugteile, die mit dem Kraftstoff in Berührung kommen und im Hinblick
auf die Emissionen. Es wurde überraschend gefunden, daß die Emissionen an CO, NO und
Kohlenwasserstoffen niedriger als diejenigen bei Verwendung von reinem Methanol liegen.
Dies zeigt im einzelnen folgende Tabelle:

[0024] Erfindungsgemäß kann auch ein Rohmethanol eingesetzt werden, daß nicht destilliert,
jedoch abgetoppt ist unter Entfernung leichtflüchtiger Verunreinigungen.
[0025] Zur näheren Erläuterung der hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kraftstoffe
auf Methanolbasis dienen die Fig. 1 bis 10.
In Fig. 1 ist die Abhängigkeit des Dampfdrucks (absolut) eines erfindungsgemäßen Kraftstoffs
mit C4-/CS-/C6-Kohlenwasserstoff-zusatz von der Temperatur für Sommer- und Winterqualität für Reinmethanol
und Rohmethanol dargestellt.
In Fig. 2 ist die gleiche Abhängigkeit dargestellt, wobei C4, C5-C7-Kohlenwasserstoffe zugesetzt wird.
In Fig. 3 ist die gleiche Abhängigkeit dargestellt, wobei C4-Kohlenwasserstoffe und Otto-Kraftstoff zugesetzt sind (OK).
In Fig. 4 ist die gleiche Abhängigkeit dargestellt mit Ethanol/ Wasser (95,6 Gew.%
Ethanol und 4,4 Gew.% H20) und C4-/C5/C6-Kohlenwasserstoffen als Zusatz.
In Fig. 5 ist die gleiche Abhängigkeit wie in Fig. 4, jedoch mit C4- und C5-C7-Kohlenwasserstoffen als Zusatz dargestellt.
In Fig. 6 ist die gleiche Abhängigkeit wie in den Figuren 4 und 5, jedoch mit C4-Kohlenwasserstoffen und OK als Zusatz dargestellt.
In Fiq. 7 ist in allqemeiner Form die Abhänaiakeit des Dampfdrucks von der Kohlenwasserstoffkonzentration
dargestellt.
Fig. 8 entspricht der Kurve der Fig. 7 für den beispielhaften Fall des Zusatzes von
C5/C6-Kohlenwasserstoffen zu Ethanol (95,6%ig).
Fig. 9 und Fig. 10 geben Vergleichsdampfdruckkurven mit Isopentanzusatz zu Rein- und
Rohmethanol wieder, entsprechend dem Stand der Technik.
[0026] Mit Hilfe der Figuren werden die erfindungsgemäßen Kraftstoffe näher erläutert.
[0027] In Fig. 1 ist der Dampfdruck eines Kraftstoffs aus Rein- bzw. Rohmethanol und C
4-/C
5-/C
6-Kohlenwasserstoffen in mbar aufgetragen gegen den Temperaturbereich -30 bis +30 °C
für jeweils Winter und Sommer.
[0028] In Tabelle 2 sind die Zusammensetzungen angegeben, jeweils in Gew.%, wobei diese
als beispielhaft anzusehen sind. Unter die erfindungsgemäßen Kraftstoffe fallen insbesondere
solche Zusammensetzungen, in denen die Gesamtkohlenwasserstoffmenge für Sommer- und
Winterbetrieb möglichst gleich groß sind, da hierdurch keine oder nur geringe Änderungen
der Motoreinstellung für Winter- und Sommerbetrieb erforderlich sind. Dies gilt ebenso
für C
4/C
5-C
7- oder C
4/Benzin-Komponenten bzw. Gemische der Kohlenwasserstoffe. Die bevorzugten Gesamtmengen
an in den erfindungsgemäßen Kraftstoffen enthaltenen Kohlenwasserstoffen liegen für
C
4 - C
6 bei 2 - 15 Gew.%, für C
4 - C
7 bei 2 - 18 und für c
4/Benzin bei 2 - 25 Gew.%.

[0029] Die Reid-Dampfdrücke sind für diesen Sommer-Kraftstoff 700 mbar und für den Winter-Kraftstoff
900 mbar.
[0030] Die Dampfdrücke der erfindungsgemäßen Kraftstoffe können jedoch in einem gewissen
Bereich variieren.
[0031] Die Mengen an C
5- und C
6-Kohlenwasserstoffen wurden für alle Gemische konstant gehalten.
[0032] Trägt man den Reid-Dampfdruck eines Gemisches von Methanol oder Ethanol und Zusätzen
an Kohlenwasserstoffen bei konstanter Temperatur gegen zunehmende Mengen an Kohlenwasserstoff-Zusatz
auf, so steigt zunächst der Dampfdruck nahezu linear an mit zunehmender Menge an Kohlenwasserstoff-Zusatz.
Bei einer bestimmten Menge Kohlenwasserstoff-Zusatz gelangt man in einen Bereich in
dem die Dampfdruckzunahme stark abfällt und bei weiterem Zusatz nahezu horizontal
weiter verläuft.
[0033] Dieses generelle Verhalten ist in Fig. 7 dargestellt. Eine einzelne Kurve ist für
ein Gemisch aus 95,6 Gew.% Ethanol und C
5/C
6-Kohlenwasserstoffzusätzen in Fig. 8 dargestellt. Hält man die Gesamtmenge an z. B.
C
5/C
6-Kohlenwasserstoffen konstant, variiert jedoch das Verhältnis von C
S- zu C
6-Kohlenwasserstoffen, so erhält man analog verlaufende Kurvenschaaren.
[0034] Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, im Hinblick auf die Stabilität des jeweiligen
Kraftstoffs d. h. auf möglichst geringes Ausgasen einerseits bei Einhaltung der gewünschten
Dampfdrücke der erfindungsgemäßen Kraftstoffe in Winter- und Sommerbetrieb andererseits,
die zugesetzte Menge an C
5/C
6-, bzw. C
5-C
7-Kohlenwasserstoffen, bzw. Benzin so zu wählen, daß man sich im Bereich des Übergangs
in den nahezu horizontal verlau-fenden Dampfdruckbereich befindet, wie in Fig. 7 dargestellt,
wobei jedoch beidseitig noch teilweise die gerade verlaufenden Bereiche eingeschlossen
sein können.
[0035] Die bevorzugten bzw. besonders bevorzugten Bereiche des Kohlenwasserstoffzusatzes
sind in Fig. 7 angegeben.
[0036] In Fig. 2 ist der Dampfdruck eines Kraftstoffs aus Rein- bzw. Rohmethanol mit Zusatz
von C
4-/C
5 - C
7-Kohlenwasserstoffen in mbar aufgetragen gegen den Temperaturbereich -30 °C bis +30
°C für jeweils Winter und Sommer.
[0037] In Tabelle 3 sind die Zusammensetzungen angegeben, jeweils in Gew.%:
[0038]

[0039] Die Reid-Dampfdrucke sind für diesen Sommerbetrieb wiederum 700 mbar und für den
Winter-Kraftstoff 900 mbar.
[0040] Die Mengen der C
5 - C
7-Rohlenwasserstoffe wurden für alle Kraftstoffe konstant gehalten.
[0041] Die Fig. 3 ist der Dampfdruck eines Kraftstoffs aus Rein- bzw. Rohmethanol mit Zusatz
von Otto-Kraftstoff in mbar aufgetragen gegen den Temperaturbereich -30 °C - +30 °C
für jeweils Winter und Sommer.
[0042] In Tabelle 4 sind die Zusammensetzungen angegeben, jeweils in Gew.%:

[0043] Die Reid-Dampfdrucke sind für diesen Sommer-Kraftstoff 700 mbar und für den Winterkraftstoff
900 mbar.
[0044] Da die marktüblichen Otto-Kraftstoffe (Normalkraftstoffe) in Sommer- und Winterqualität
in der Zusammensetzung unterschiedlich sind, wurden die Mengen nicht konstant gehalten,
sondern übliche Sommer- und Winterkraftstoffe in unterschiedlichen Mengen eingesetzt,
wobei jedoch die erfindungsgemäß bevorzugten Mengen gemäß Fig. 7 eingesetzt wurden.
[0045] Die Figuren 1 - 3 ergeben für den Fachmann überraschende Ergebnisse. (Gemeinsame
Basis sind die Reid-Dampfdrucke von 700 mbar für Sommer- und 900 mbar für Winterbetrieb)
[0046] Es ist bekannt, daß gegenüber dem Einsatz von Isopentan, der dem Stand der Technik
entspricht, für den technischen Einsatz von Methanol- bzw. Ethanol-Kraftstoffen niedrigere
Dampfdrucke im Sommerbetrieb als es dem Isopentanzusatz entspricht und höhere Dampfdrücke
für den Winterbetrieb erforderlich sind.
[0047] Die in den Kurven der Figuren 1 - 3 dargestellten Dampfdrücke der erfindungsgemäßen
Kraftstoffe sind in Tabelle 5 für -30 °C bzw. +30 °C zusammengefaßt. Sie zeigen, daß
für den Fachmann unvorhersehbar durch die erfindungsgemäßen Kraftstoffe ein hervorragendes
Dampfdruckverhalten gewährleistet ist.

[0048] Betrachtet man Reinmethanol, so stellt man fest, daß bei Zusatz von Isopentan ein
Dampfdruck für Sommerkraftstoff von 550 mbar gemessen wird und für Winterkraftstoff
ein Dampfdruck von 70 mbar.
[0049] Eine geringfügige Erhöhung im Falle des Sommerkraftstoffs auf Basis Reinmethanol
bei +30 °C tritt auf bei den Zusätzen von C
5/C
6, C
5- C
7 und O
K.
[0050] Betrachtet man den Winterkraftstoff, so stellt man fest, daß bei den erfindungsgemäßen
Zusätzen von C
5/C
6, C
5 - C
7 und Benzin für den praktischen Fahrbetrieb wesentliche Erhöhungen des Dampfdrucks
gegenüber Isopentan vorliegen. Dieses unerwartete Ergebnis trägt entscheidend dazu
bei,- daß Methanolkraftstoffe als alternative Kraftstoffe für den praktischen Fahrzeugbetrieb
risikolos einsetzbar sind.
[0051] Im Falle des Rohmethanols sind die erfindunsgemäßen Vorteile noch ausgeprägter.
[0052] Im Winterbetrieb erhält man bei Isopentan-Zusatz einen Dampfdruck von 110 mbar. Bei
C
S/C
6-, C
5 - C
7- und OK-Zusatz erhält man Dampfdruckerhöhungen von 30, 50 und 40 mbar.
[0053] Diese Ergebnisse zeigen deutlich, daß gegenüber dem Stand der Technik wesentliche,unvorhersehbare
Verbesserungen erzielt worden sind, die den praktischen Einsatz von Methanolkraftstoffen
auch unter extremen klimatischen Bedingungen erst möglich machen. Betrachtet man die
Explosionsgrenzen, die in Tabelle 6 wiedergegeben sind, so stellt man fest, daß auch
bezüglich dieses Parameters mit den erfindungsgemäßen Kraftstoffen gegenüber dem Stand
der Technik, nämlich dem Isopentan-Zusatz eindeutige Verbesserungen erzielt werden.

[0054] Vergleicht man die Dampfdrucke der Figuren 4, 5 und 6 bei 30 °C (Sommerkurve) bzw.
-30 °C (Winterkurve) mit den entsprechenden Isopentan/Reinmethanoldampfdrucken, so
stellt man fest, daß unter Reidbedingungen mit Ethanol (E 100) und Zusätzen C
4/C
5/C
6, C
4/C
5-C
7 und C
4/Ottokraftstoff (OK) ein ausgezeichnetes Dampfdruckverhalten insbesondere im Winterbetrieb
erhalten wird.
[0055] Die Dampfdrucke sind in Tabelle 7 zusammengefaßt.

[0056] Ähnliche Ergebnisse werden mit wasserhaltigem Ethanol, wie z.B. Bioalkohol mit bis
zu 80 Gew.% Wasser erhalten.
[0057] In Tabelle 8 sind die Zusammensetzungen erfindungsgemäßer Kraftstoffe auf Ethanolbasis
zusammengefaßt.

[0058] Sehr gute Ergebnisse werden mit den erfindungsgemäßen Kraftstoffen auf Ethanolbasis
auch hinsichtlich der Explosionsgrenzen erhalten, wie aus Tabelle 9 hervorgeht.

[0059] In Fig. 8 sind beispielhaft für den Zusatz von C
5/C
6 zu Ethanol auf der Grundlage der allgemeinen Kurve der Figur 7 Konzentrationsbereiche
mit den bevorzugten bzw. besonders bevorzugten Abschnitten a und b dargestellt.
[0060] Das Verhältnis von C
5 : C
6 ist in diesem Beispiel 1 : 1.
[0061] Hat man die (bevorzugte) Konzentration von C5/C6, bzw. C
5 -
C7 bzw. OK gemäß der Konzentrationskurve 7 bzw. 8 ermittel, so wird soviel C
4 zugesetzt, daß der gewünschte Reiddampfdruck erhalten wird.
[0062] Es ist dem Fachmann jedoch bekannt, daß die Reid-Dampfdrucke von 700 mbar (Sommer)
und 900 mbar (Winter) als Vergleichsbasis für die erfindungsgemäßen Kraftstoffe zwar
bevorzugt sind, daß jedoch erfindungsgemäß auch andere Sommer- bzw. Winterdampfdrucke
als Basis gewählt werden können, bzw. daß die Dampfdrucke der im praktischen Fahrbetrieb
eingesetzten Kraftstoffe in gewissen Bereichen variabel sind.
[0063] Die Additivierung der erfindungsgemäßen Kraftstoffe kann, wie bei Kraftstoffen auf
Alkoholbasis üblich, erfolgen, Geeignete Korrosionsinhibitoren sind u.a. z.B. solche
auf Triazol-, Imidazol- oder Benzoatbasis.
[0064] Als Zündkontrolladditiv können z.B. Trikresylphosphat, aber auch andere, eingesetzt
werden.
[0065] Gegebenenfalls können Emulgatoren wie Glykole oder deren Mono-und Diether und andere
verwendet werden.
[0066] Andere Additivierungen sind erfindungsgemäß ebenfalls möglich.
[0067] Zweifellos ist das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Komponenten in den neuen
Kraftstoffen sowohl auf Rein-, Rohmethanol-und Ethanolbasis zu bisher unerreichten
Eigenschaften, im Bedarfsfall herstellbar aus überwiegend einheimischen Rohstoffen,
nämlich aus Kohlesynthesegas oder Bioalkohol, von größter volkswirtschaftlicher Bedeutung.
1. Kraftstoff auf Methanolbasis mit gegebenenfalls bis 15 Gew.% Wasser im Kraftstoff,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff ein Gemisch aus C
4-Kohlenwasserstoffen und ein Gemisch aus C5/C6-Kohlenwasserstoffen enthält, wobei
a) die Gesamtmenge an C4- und C5/C6-Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff 0,1 bis 15 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : C5/C6, 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichtsteile beträgt.
2. Kraftstoff auf Methanolbasis mit gegebenenfalls bis 15 Gew.% Wasser im Kraftstoff,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff ein Gemisch aus C
4- Kohlenwasserstoffen und ein Gemisch aus C
5 - C
7-Kohlenwasserstoffen enthält, wobei
a) die Gesamtmenge an C4- und C5 - C7-Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff 0,1 bis 18 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : C5 - C7, 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichtsteile beträgt.
3. Kraftstoff auf Methanolbasis mit gegebenenfalls bis 15 Gew.% Wasser im Kraftstoff,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff ein Gemisch aus C
4-Kohlenwasserstoffen und Benzin enthält, wobei
a) die Gesamtmenge an C4-Kohlenwasserstoffen und Benzin im Kraftstoff 0,1 bis 25 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : Benzin, 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichtsteile beträgt.
4. Kraftstoff auf Ethanolbasis mit gegebenenfalls bis zu 25 Gew.% Wasser im Kraftstoff,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff ein Gemisch aus C
4-Kohlenwasserstoffen und ein Gemisch aus C
5/C
6-Kohlenwasserstoffen enthält, wobei
a) die Gesamtmenge an C4- und C5/C6-Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff 0,1 bis 15 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : C5/C6, 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichtsteile beträgt.
5. Kraftstoff auf Ethanolbasis mit gegebenenfalls bis zu 25 Gew.% Wasser im Kraftstoff,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff ein Gemisch aus C
4-Kohlenwasserstoffen und ein Gemisch aus C
5- C
7-Kohlenwasserstoffen enthält, wobei
a) die Gesamtmenge an C4- und C5 - C7-Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff 0,1 bis 18 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : C5 - C7, 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichtsteile beträgt.
6. Kraftstoff auf Ethanolbasis mit gegebenenfalls bis zu 25 Gew.% Wasser im Kraftstoff,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff ein Gemisch aus C
4-Kohlenwasserstoffen und Benzin enthält, wobei
a) die Gesamtmenge an C4-Kohlenwasserstoffen und Benzin im Kraftstoff 0,1 bis 25 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : Benzin, 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichtsteile beträgt.
7. Kraftstoff nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe aus
einem Gemisch aus wenigstens einem der in den Ansprüchen 1 - 6 offenbarten Kraftstoffe
und einem zweiten Kraftstoff auf Methanolbasis besteht, der gegebenenfalls bis 15
Gew.% Wasser enthält und der ein Gemisch aus C
4-Kohlenwasserstoffen und ein Gemisch aus C
5-Kohlenwasserstoffen enthält, wobei
a) die Gesamtmenge an C4- und C5-Kohlenwasserstoffen im zweiten Kraftstoff 0,1 - 15 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : C5-Kohlenwasserstoffen im zweiten Kraftstoff 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichtsteile
beträgt.
8. Kraftstoff nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe aus
einem Gemisch aus wenigstens einem der in den Ansprüchen 1 - 7 offenbarten Kraftstoffe
besteht und einem zweiten Kraftstoff auf Ethanolbasis, der gegebenenfalls bis zu 25
Gew.% Wasser enthält und der ein Gemisch aus C
4-Kohlenwasserstoffen und ein Gemisch aus CS-Kohlenwasserstoffen enthält, wobei
a) die Gesamtmenge an C4- und C5-Kohlenwasserstoffen im zweiten Kraftstoff 0,1 - 15 Gew.% beträgt und
b) das Verhältnis von C4 : C5-Kohlenwasserstoffen im zweiten Kraftstoff 1 : 500 Gewichtsteile bis 3 : 1 Gewichtsteile
beträgt.
9. Kraftstoffenach den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte
Ethanol wasserhaltiges Ethanol ist.
10. Kraftstoffe nach den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte
Methanol undestilliertes technisches Methanol und/oder abgetopptes technisches Methanol
ist.
11. Kraftstoff nach den Ansprüchen 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff
zusätzlich aromatische Kohlenwasserstoffe enthält.
12. Kraftstoff nach den Ansprüchen 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe aus
einem Gemisch von wenigstens zwei der unter den Ansprüchen 1 - 11 offenbarten Kraftstoffe
besteht.