203385. lajstromszámú szabadalom • Borostyánkősav-származékot tartalmazó benzinkészítmény, valamint e származékot tartalmazó, benzinhez adalékként adható koncentrátum
1 HU 203 385 B 2 A találmány tárgya olyan benzinkészítmény, amely szikragyújtású motorokban alkalmazható benzinben adalékként legalább egy borostyánkősav-származékot tartalmaz, valamint e származékot tartalmazó, benzinhez adalékként adható koncentrátum. Szikragyújtású motorok üzemelése romolhat, ha a benzin/levegő hányados értéke túlságosan alacsony a gyújtáshoz. Ezért előnyös lenne, ha olyan benzinadalékok állnának rendelkezésre, amelyek alacsony értékű benzin/levegő-keverékek gyújtását tökéletesítenék. Az adalékanyagoknak a gyújtógyertyák teljesítményére és a gyors gyújtásra gyakorolt befolyásának megállapítása céljából kísérleti eljárást dolgoztunk ki a lángsebesség mérésére szikragyújtású motorok hengerén belül. Azt találtuk, hogy számos - akár szerves, akár szervetlen - alkálifémvegyületnek a benzinhez való hozzáadása javítja a láng gyors kialakulását és a láng sebességét a héngerben. Az ilyen fémvcgyületeknek a benzinben való alkalmazása tehát tökéletesíti az alacsony értékű benzin/levegő-keverékek égését, s ennélfogva javítja a hajtóanyag felhasználásának gazdaságosságát anélkül, hogy a motor működését károsítaná, vagy az adott motort tartalmazó gépkocsi vezetésében zavart okozna. Jóllehet ezeknek a fémvegyületeknek fentebb említett hatását mindeddig nem ismerték fel, ismert, hogy ezek a vegyületek a benzinhez adhatók. így például a 785 196 számú nagy-britanniai szabadalmi leírásban közük, hogy alkil-szalicilsavak vagy nafténsavak egyértékű fémekkel képzett sói - így az alkálifémsói - hajtóanyagokhoz, például benzinhez adhatók egyrészt a korrózió, másrészt a szűrók eltömődésének a megakadályozására. Ismert továbbá a 818 323 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás alapján, hogy például alkáliföldfém-vegyületek könnyű szénhidrogén-keverékekhez, például benzinhez adhatók. Azt találtuk, hogy alkil-szalicilsavak alkálifémsói valóban elősegítik a láng gyors kialakulását szikragyújtású motorokban; úgy találtuk azonban, hogy a szikragyújtású motorok beszívó rendszerét ezek az adalékanyagok erősen szennyezik. Ennek következtében a gépjármű szikragyújtású motorjának a hajtóanyag-bevezető rendszerében különösen akkor halmozódnak fel lerakódások, ha a gépjárművet főként a városban üzemeltetik, aminek során sűrűn meg keli állni és újra indítani. Azt találtuk, hogy egyes borostyáitkősav-száímazékok alkálifémsói a motorban nem idéznek elő ilyen szennyezést, viszont a hengerben a iángsebességcí javítják. Mindezek alapján a találmány tárgya olyan benzinkcszítmény, amely szikragyújtású motorokhoz alkalmazható benzinben 1-100 ppm alkálifémet tartalmaz, berostyánkősav-szármszék kétbázisú alkálifémsó formájában, amely egyik alfa-helyzetű szénatomján egy 60-100 szénatomos, 400-2000 molekulatömegű po!i-alkiléitlánccal van szubszliluálva, ahol a poli-alkilánlánc adott esetben egy 1-6 szénatomos széníndrogéncsopoi ion keresztül, gyűrűs szerkezetet alkotva a másik alfa-helyzetű szénatomhoz is kapcsolódik. A találmány szerint szikragyújtású, belsőégésű motorokat úgy üzemeltetünk, hogy a fentiekben meghatározott benzirikészílményt alkalmazzuk az adott motorban üzemanyagként. Alkálifémsóként a lítium, nátrium, kálium, rubidium, céziumsói alkalmasak. A híg (alacsony benzintartalmú) elegyek gyújtására gyakorolt hatás erősebb, ha alkálifémsókat - különösen kálium- vagy céziumsókat - alkalmazunk. Mivel a kálium nagyobb mennyiségekben fordul elő, és ezáltal olcsóbb, ezért az alkálifémnek a sói különösen előnyösek. A borostyánkősav-származék szubsztituensének a jellege lényeges, mert ez a szubsztituens messzemenően meghatározza az adott alkálifémsó benzinben való oldhatóságát. A polialkilén-lánc monomerjei előnyösen 2-6 szénatomosak. E célra előnyösek a polietilénből, polipropilénből, polietilénekből, polipentcnekből, polihexénekből vagy ezek kevert polimerjeiből leszármaztatható polialkiléncsoportok; különösen előnyösek a poliizobutilénből leszármaztatható polialkilén-csoportok. Igen lényeges a poli-alkilén-csoport lánchossza is, különösen az adott alkálifémsók benzinben való oldékonysága szempontjából. E csoport 60-100 szénatomot tartalmaz. Ha szubsztituensként poliolefin-jcllegű csoportot alkalmazunk, akkor a lánchosszúságot célszerűen az átlagos molekulatömegben fejezzük ki. A szubsztituensnek az átlagos molekulatömege - amelyet például ozmometriásan határozhatunk meg - előnyösen 400-tól .2000-ig terjed. Előnyösen a borostyánkősav egyik alfahelyzetű szénatomjához kapcsolódik egy 60-100 szénatomos poli-alkiléncsoporb A borostyánkősav-származék másik alfa-helyzetű szénatomjához célszerűen nem kötődik szubsztituens, vagy egy rövid, például 1-6 szénatomos szénhidrogéncsoport kapcsolódik. Ez az utóbbi csoport gyűrűképzés útján kötődhet a 60-100 szénatomos polialkilén-csoporthoz. A szubsztituált borostyánkősav-származékok előállítása ismert. Ha szubsztituensként poliolefin-jcllegű csoportot alkalmazunk, akkor a szubsztituált borostyánkősa v-sóit célszerűen úgy állíthatjuk elő, hogy a poliolefint - például a poliizobutilént - maleinsavval vagy maleinsav-anhidriddel összekeverjük, és az így kapott elegyen klórt vezetünk át; így a poliolefines csoporttal helyettesített borostyánkősav és sósav keletkezik. Ezt az eljárást közli a 949 981 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás. Az így kapott savból könnyen előállítható a megfelelő fémsó úgy, hogy a savat - például fém-hidroxiddal vagy fémkarbonáttal - közömbösítjük. A 7 412 057 számú holland közrebocsátási iratban például közölték, hogy szénhidrogéncsoporttal helyettesített borostyánkősav-anhidrid előállítható úgy, hogy egy jjoliolefint maleinsav-anhidriddel termikus úton reagál tatnak. A szubsztituált borostyánkősav fémsói a kívánt hatást (már akkor is) mutatják, ha a benzinkászítményben adalékként igen kis mennyiségben vannak jelen. Gazdaságossági szempontból mennyiségüket a lehelő legkisebbre állítjuk be, amellyel a kívánt hatás még elérheiő. A találmány szerinti benzinkészítmény 1-100 ppm alkálifémet tartalmaz (tömegrészben számítva) a borostyánkősav-származék alkáltfómsója formájában. A fentiekben meghatározott, helyettesített borostyánkősav-szávmazékok fémsóin kívül a találmány szerinti benzinkészítmény egyéb adalékanyagokat, így kopogásellenes adalékként valamilyen ólomvegyületet is tartalmazhat; és ennek megfelelően a találmány szerűit i benzinkészítmény mind ólomtartalmú, mind ólommentes benzin lehet. Ha a fentiekben meghatározott fém-szufccinálokat ólommentes benzinben alkalmaz5 10 15 20 25 1Ő* 35 40 45 50 55 60 65 2
