LEITFÄHIGE DI - ER . - BUTYLPEROXID (DTBP) - ZUBEREITUNG ALS DIESELADDITIV

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von sicher handhabbaren leitfähigen di-tert.-Butylperoxid (DTBP)-Zubereitungen als Kraftstoffadditiv und insbesondere als Additiv zu Dieselkraftstoff.

Die Cetan-Zahl ist ein charakteristischer Parameter für die Verbrennungsqualität von Dieselkraftstoff. Die Cetan-Zahl ist ein Maß für die Zündwilligkeit bzw. die Zündverzögerung, also die Zeit zwischen dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung und dem Beginn der Verbrennung. Günstig ist dabei eine rasche Zündung, gefolgt von einer gleichmäßigen und möglichst vollständigen Verbrennung. Je höher die Cetan-Zahl ist, desto kürzer die Zündverzögerung und desto besser die Verbrennungsqualität.

Zur Erhöhung der Cetan-Zahl werden verschiedene Zusätze eingesetzt. Im kommerziellen Umfang wird derzeit nahezu ausschließlich 2-EHN (2- Ethylhexylnitrat) verwendet. Problematisch an diesem Zusatz sind seine hohe Giftigkeit, seine schlechte Lagerstabilität, sicherheitskritische Eigenschaften sowie beträchtliche Mehrkosten. Insbesondere aufgrund seiner Explosivität ist die Verwendung von 2-EHN problematisch. Weiterhin kann der Stickstoffgehalt zur erhöhten, unerwünschten NOX-Emissionen führen.

Cetan-Zahl-erhöhende Zusätze werden beispielsweise auch in US 2,763,537 beschrieben, darunter Akylnitrate, Nitrite, Nitrosoverbindungen, Diazoverbindungen und Organische Peroxide. Organische Peroxide werden derzeit mit Ausnahme von geringen Mengen an DTBP (Ditertbutylperoxid) kommerziell nicht als Dieseladditive eingesetzt. Dies aus Kosten-, Sicherheits- und Kompatibilitätsgründen. So enthalten kommerziell verfügbare Peroxidpreparationen oftmals als Phlegmatisierungsmittel beträchtliche Mengen an Wasser, sind thermisch oder chemisch zu instabil, aufgrund der verwendeten Rohstoffe bzw. Produktionsverfahren kommerziell als Kraftstoffadditiv nicht einsetzbar oder enthalten aromatische Reste, die den Schadstoffausstoß negativ beeinflussen. Mit Wasser phlegmatisierte Peroxide sind als Treibstoffzusatz aber ungeeignet, da sich Wasser nicht mit dem Treibstoff vermischt, sondern ein zweiphasiges System bildet.

Organische Peroxide sind thermisch labile Verbindungen, die exotherm unter Spaltung der peroxidischen Sauerstoff-Sauerstoff-Bindung zerfallen. Daher müssen aus sicherheitstechnischen Überlegungen heraus Organische Peroxide zur sicheren Handhabung oder zum sicheren Transport oft phlegmatisiert werden bzw. werden bereits in Verdünnung technisch hergestellt.

DTBP weist eine extrem niedrige Leitfähigkeit von < 3 pS/m auf. Sicherheitsaspekte limitieren den Einsatz von DTBP in größeren Mengen als Kraftstoffadditiv.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein verbessertes Kraftstoffadditiv bereitzustellen, insbesondere hinsichtlich Handhabbarkeit und unter Sicherheitsaspekten.

Die Erfindung betrifft deshalb einen Kraftstoff umfassend eine leitfähige di- tert.-Butylperoxid (DTBP)-Zubereitung als Additiv.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftstoffadditiv umfassend eine leitfähige di- tert.-Butylperoxid (DTBP)-Zubereitung. DTBP kann, da es thermisch stabil ist, als Reinstoff hergestellt werden, insbesondere mit einer Reinheit von > 98 Gew.%, mehr bevorzugt > 99 Gew.% und noch mehr bevorzugt >99,3 Gew.%. Prinzipiell kann speziell für Verbrennungsprozesse auch DTBP mit einem niedrigeren Gehalt eingesetzt werden, wenn diese DTBP-Qualität mit niedrigeren Kosten hergestellt werden kann und sichergestellt ist, dass diese DTBP-Qualität keine nachteiligen Einflüsse auf den Treibstoff hat, wie z.B. ein erhöhter Wasser oder Säuregehalt.

Erfindungsgemäß wird eine leitfähige DTBP-Zubereitung eingesetzt, bei der dem DTBP ein leitfähigkeitsverbessernder Zusatz zugegeben ist. Vorzugsweise beträgt die Menge an zugegebenem leitfähigkeitsverbesserndem Zusatz höchstens 10 Gew.-%, insbesondere höchstens 5 Gew.-%, bevorzugt höchstens 1 Gew.%, mehr bevorzugt bis zu 0,5 Gew.% und noch mehr bevorzugt bis zu 0, 1 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der DTBP-Zubereitung. Die Menge an leitfähigkeitsverbesserndem Zusatz beträgt weiterhin vorzugsweise mindestens 0,001 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 0,005 Gew.-% und insbesondere mindestens 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der DTBP-Zubereitung. Besonders bevorzugt beträgt der Zusatz 0,1 bis 100 ppm, mehr bevorzugt 0,5 bis 50 ppm und am meisten bevorzugt 1 bis 10 ppm. Erfindungsgemäß bevorzugt wird so viel leitfähigkeitsverbessernder Zusatz zugegeben, dass die Leitfähigkeit der DTBP-Zubereitung 50 pS/m, mehr bevorzugt >500 pS/m und noch mehr bevorzugt >1000 pS/m beträgt.

Geeignete leitfähigkeitsverbessernde Zusätze sind z.B. organische Säuren und deren Salze, anorganische Säuren und deren Salze sowie Gemische davon. Geeignete organische Säuren sind beispielsweise polymere Verbindungen, welche ein oder mehrere Schwefelsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen, Carbonsäuregruppen, Phosphorsäuregruppen oder Phosphonsäuregruppen enthalten. Weitere geeignete organische Säuren sind Schwefelsäuren, Sulfonsäuren, Carbonsäuren, Phosphorsäuren oder Phosphonsäuren oder Hydrate davon, welche wenigstens einen Ci-C ₃₀ -Kohlenwasserstoffrest aufweisen, insbesondere einen oder mehrere Ci-C ₂ o-Alkylreste, C ₂ -C ₂₀ - Alkenylreste, C ₆ -Ci ₈ -Arylreste, C ₇ -C ₃ o-Aralkylreste oder C ₇ -C ₃ o-Alkarylreste. Die Kohlenwasserstoffreste können ein oder mehrere Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxyamid- oder Estergruppen umfassen.

Leitfähigkeitsverbessernde Salze von organischen Säuren sind beispielsweise Ammonium- oder quartäre Ammoniumsulfate, Ammoniumsulfonate, Ammonium- und quartäre Ammoniumcarboxylate, Ammonium- und quartäre Ammoniumphosphate oder Ammonium- und quartäre Ammoniumphosphonate, welche im Anion oder/und Kation ein oder mehrere Ci-C ₃ o-Kohlenwasserstoffreste, wie oben definiert, aufweisen können. Geeignete leitfähigkeitsverbessernde Salze von anorganischen Säuren sind beispielsweise Ammonium- oder quartäre Ammoniumhalogenide, welche ein oder mehrere C-i-C ₃ o-Kohlenwasserstoffreste, wie oben definiert, aufweisen können. Besonders bevorzugte leitfähigkeitsverbessernde Zusätze sind Para- Toluolsulfonsäuremonohydrat, Dodecylbenzolsulfonsäure, ethoxylierte und phosphatisiertes Nonylphenol, Kupfer- oder Chromdialkylsalicylat, Natrium (sec-Ci ₃ -Ci ₇ -alkyl)sulfonat, Natrium- oder Calciumdialkylsulfosuccinat, Di(hydrierter Talg)-dimethylammoniummethosulfat, Didecyldimethylammoniumchlorid, polymere Verbindungen enthaltend Sulfonsäuregruppen, Sulfonatgruppen und/oder Sulfongruppen oder polymere Verbindungen enthaltend Carbonsäuregruppen und/oder Amidgruppen.

Besonders bevorzugt umfasst die erfindungsgemäß eingesetzte leitfähige DTBP-Zubereitung Dodecylbenzolsulfonsäure zur

Leitfähigkeitsverbesserung. Weiterhin besonders bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße leitfähige DTBP-Zubereitung wenigstens eine quartäre Ammoniumverbindung zur Leitfähigkeitsverbesserung. Die Menge an Dodecylbenzolsulfonsäure beträgt vorzugsweise 0,1 bis 100 ppm, mehr bevorzugt 1 bis 10 ppm, bezogen auf die Menge an DTBP. Die Menge an quartärer Ammoniumverbindung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 100, mehr bevorzugt 1 bis 10 ppm, bezogen auf die Menge an DTBP.

Die erfindungsgemäß eingesetzte leitfähige DTBP-Zubereitung ist vorzugsweise wasserfrei. Wasserfrei bedeutet dabei, dass der Gehalt an Wasser in der Zusammensetzung < 5 Gew.%, insbesondere kleiner 1 Gew.% und noch mehr bevorzugt < 0,3 Gew.% ist.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine leitfähige DTBP- Zubereitung als Kraftstoffadditiv geeignet ist. Durch den Einsatz von DTBP als Additiv wird insbesondere die Cetan-Zahl des Kraftstoffs erhöht und bevorzugt gegenüber dem Basiskraftstoff um einen Wert von mindestens 2, mehr bevorzugt mindestens 3, noch mehr bevorzugt mindestens 4 und am meisten bevorzugt wenigstens 5 angehoben. Die Cetan-Zahl kann beispielsweise gemäß ASTM 0613 bestimmt werden. Eine Erhöhung der Cetan-Zahl ist ein Maß für die Verbesserung der Zündwilligkeit des Kraftstoffs.

Weiterhin wurde festgestellt, dass bei gleichem Verbrauch die Schadstoffemission, insbesondere die Kohlenwasserstoffemission und/oder die Kohlenmonoxidemission, signifikant abgesenkt wird, wobei gleichzeitig der NOx-Ausstoß nicht erheblich angehoben wird. Diese Vorteile werden bei Fahrzeugen ohne Katalysator, überraschenderweise aber auch bei Fahrzeugen mit Katalysator erhalten. Überraschenderweise konnten verminderte Schadstoffemissionen sowohl vor einem nachgeschalteten Abgaskatalysator als auch nach einem nachgeschalteten Abgaskatalysator festgestellt werden. Eine Reduktion der Schadstoffemissionen nach dem Katalysator wurde speziell in der Phase 1 (Zyklus 1 bis 4) des NEFZ-Fahrzyklus gefunden, in dem niedrige Geschwindigkeiten bis 50 km/h gefahren werden und in dem der Katalysator noch nicht die vollständige Betriebstemperatur erreicht. Insofern sind leitfähiges DTBP und Abmischungen hiervon auch in Regionen von sehr hohem Interesse, in welchen die Katalysatordichte in den bestehenden Fahrzeugflotten bereits sehr hoch ist, wie z.B. Europa, da eine Vielzahl von Fahrten mit Fahrzeugen erfolgen, bei welchen der Katalysator nicht die volle Betriebstemperatur erreicht. Leitfähiges DTBP und Abmischungen hiervon als Kraftstoffadditiv vermindern folglich den Schadstoffausstoß, insbesondere den Ausstoß von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid auch unabhängig von der Verbreitung von Abgaskatalysatoren.

Auch bei Fahrzeugen, die ohne Katalysator betrieben werden ist Schadstoffemission in Phase 1 (Zyklus 1 bis 4) des NEFZ-Fahrzyklus höher als in Phase 2 (Zyklus 5). In Phase 1 ist die Reduktion der Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxid-Emissionen mit Treibstoffen, die leitfähiges DTBP als Additiv enthalten, besonders hoch. Dies ist der gewünschte Effekt, speziell für den Kurzstreckenverkehr.

Prinzipiell sind die Schadstoffemissionen von z.B. Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid bei der Verbrennung von niederwertigen Treibstoffqualitäten höher als bei höherwertigen Treibstoffqualitäten.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass leitfähiges DTBP als Additiv die Schadstoffemissionen von z.B. Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid bei Verwendung von höherwertigen Dieselqualitäten, wie z.B. einem handelsüblichen Euro4 Diesel, stärker reduziert als bei Verwendung von niederwertigen Dieselqualitäten, wie z.B. einem handelsüblichen US Diesel. Insofern eignet sich leitfähiges DTBP z.B. auch speziell als Treibstoffadditiv für Regionen, in welchen typischerweise höherwertige Treibstoffqualitäten eingesetzt werden.

Durch den Einsatz von wasserfreiem DTBP, welches mit Dieseltreibstoff mischbar ist, wird vermieden, dass sich eine unerwünschte, zweite wässrige Phase bildet. Es ist möglich, DTBP als Additiv in einem wasserfreien organischen Lösungsmittel einzusetzen. Es können polare und unpolare Lösungsmittel verwendet werden. Beispiele für geeignete unpolare Lösungsmittel sind Alkyle und insbesondere aliphatische Kohlenwasserstoffe, bevorzugt aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 16 C-Atomen, noch mehr bevorzugt mit 6 bis 14 C-Atomen, am meisten bevorzugt mit 7 bis 12 C-Atomen und insbesondere Isododecan, Isooktan, Decan, Nonan, n-Octan oder/und Heptan bzw. Mischungen verschiedener Aliphaten. Beispiele für polare Lösungsmittel sind insbesondere sauerstoffenthaltende Lösungsmittel, wie beispielsweise Alkohole oder/und Ether. Bevorzugt werden Alkylalkohole als Lösungsmittel eingesetzt, insbesondere C1-C8- Alkylalkohole, mehr bevorzugt C2-C6-Alkylalkohole, noch mehr bevorzugt Butanol und am meisten bevorzugt tert.-Butanol. Durch Verwendung von Alkoholen und insbesondere von tert.-Butanol wird der Sauerstoffanteil in dem Kraftstoffadditiv weiter erhöht, was wünschenswert ist und zu einer durch die Sauerstoffanreicherung verbesserten Verbrennung und somit Reduzierung des Schadstoffausstoßes beiträgt. Besonders bevorzugt sind aliphatische C6-C14-Kohlenwasserstoffe. Weitere besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Ether und Polyether, besonders bevorzugt aliphatische oder cyclische Ether und/oder Polyether.

Die Menge an DTBP im Additiv beträgt vorzugsweise mindestens 10 Gew.%, bevorzugt mindestens 30 Gew.% und insbesondere mindestens 50 Gew.%. Mehr bevorzugt beträgt die Menge an DTBP im Additiv mindestens 70 Gew.- %, noch mehr bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und am meisten bevorzugt mindestens 99 Gew.-%. Reines DTBP ist bevorzugt, also insbesondere ein DTBP-Additiv, welches kein Lösungsmittel umfasst. Die Menge an DTBP im Additiv kann aber auch bis zu 90 Gew.% oder bis zu 75 Gew.% oder bis zu 60 Gew.% betragen.

Der Anteil an wasserfreiem organischen Lösungsmittel beträgt besonders bevorzugt 0 Gew.-%, der Anteil kann aber auch entsprechend mindestens 0 Gew.%, mehr bevorzugt mindestens 25 Gew. % und am meisten bevorzugt mindestens 40 Gew.% und bis zu 90 Gew.%, mehr bevorzugt bis zu 70 Gew.% und am meisten bevorzugt bis zu 50 Gew. % betragen.

Der erfindungsgemäße Kraftstoff kann als Basiskraftstoff bekannte Kraftstoffe oder Treibstoffe enthalten, wie beispielsweise Ottokraftstoffe, insbesondere Benzin, Super etc., Dieselkraftstoffe wie beispielsweise Diesel, Biodiesel oder ähnliche, aber auch sehr niedrige Dieselqualitäten, wie z.B. verschiedene Schiffdieselqualitäten, Raps-Methylester, Oxymethylenether, Kerosin oder Raketentreibstoffe. Bevorzugt ist der Basiskraftstoff ein Dieselkraftstoff. Durch das erfindungsgemäße Additiv wird insbesondere die Zündwilligkeit des Kraftstoffes erhöht. Weiterhin wird der Ausstoß an Ruß und Kohlenwasserstoffen im Verbrennungsmotor deutlich reduziert. Die erfindungsgemäß als Additiv eingesetzte leitfähige DTBP-Zubereitung ist auch sicherheitstechnisch gegenüber den üblicherweise eingesetzten Additiven deutlich besser handhabbar. lm Vergleich zum herkömmlich eingesetzten 2-EHN wird durch den erfindungsgemäßen Einsatz von DTBP als Additiv die Verbrennung ähnlich verbessert Weiterhin enthält DTBP keinen Stickstoff, sodass die damit verbundenen Problematiken und insbesondere das Problem der Bildung von Stickoxiden erfindungsgemäß reduziert wird. DTBP ist weiterhin sicherheitstechnisch deutlich sicherer als 2-EHN, insbesondere in Bezug auf die Zersetzung.

Ein Maß für die Zersetzungsgeschwindigkeit und den Druckaufbau bei der Zersetzung eines Produktes ist der Koenen-Test. Je größer der Koenen- Wert, desto heftiger erfolgt die Zersetzung.

So ist der Koenen für 2-EHN = 1 ,0, während der Koenen für ein leitfähiges DTBP < 1 ist.

Auch ist die bei der Zersetzung von 2-EHN freiwerdende Energie mit ΔΗ = 2210 J/g deutlich höher als die von DTBP mit ΔΗ = 1370 J/g.

Die Leitfähigkeit von reinem DTBP ist mit < 3 pS/m extrem niedrig, sodass Umfüllvorgänge von DTBP aufgrund von möglichen Ladungstrennungen sicherheitstechnisch sehr kritisch sind, da diese Ladungstrennungen eine ausreichende Zündenergie zum Zünden von DTBP erzeugen können, da DTBP nur eine sehr geringe Zündenergie von <0,1 mJ benötigt. Durch den Einsatz von leitfähigen DTBP-Zubereitungen wird dieser Nachteil ausgeräumt. Die erfindungsgemäß eingesetzten leitfähigen DTBP- Zubereitungen weisen insbesondere eine Leitfähigkeit von > 50 pS/m, bevorzugt >500 pS/m und noch mehr bevorzugt >1000 pS/m auf. Erfindungsgemäß weist der Kraftstoff vorzugsweise 0,001 Gew.% bis 10 Gew.%, mehr bevorzugt 0,05 Gew.% bis 5 Gew.% und am meisten bevorzugt 0,01 Gew.% bis 2 Gew.% DTBP auf. Erfindungsgemäß wurde festgestellt, dass bereits mit geringen Mengen an Additiv eine Schadstoffreduktion erreicht werden kann. Entsprechend weist der Kraftstoff vorzugsweise bis zu 0,5 Gew.-% DTBP, insbesondere bis zu 0,3 Gew.-% DTBP und am meisten bevorzugt bis zu 0,2 Gew.-% DTBP auf.

Besonders bevorzugt wird eine elektrisch leitfähige Variante des DTBP (DTBP-S-500 von United Initiators) als Additiv verwendet, die die sicherheitskritische Handhabung des DTBP in Bezug auf die statische Aufladung vermeidet.

Es ist erfindungsgemäß auch möglich, das erfindungsgemäße DTBP enthaltende Additiv mit anderen Additiven zu kombinieren. Bevorzugt ist z.B. die Kombination mit anderen Peroxiden und insbesondere mit tert- Butylhydroperoxid (TBHP). Besonders bevorzugt ist ein Additiv, welches TBHP und DTPB umfasst.

Das Gewichtsverhältnis von TBHP und DTPB beträgt dabei bevorzugt von 10 : 90 bis 90 : 10, insbesondere 20 : 80 bis 80 : 20 und besonders bevorzugt 30 : 70 bis 70 : 30.

Bevorzugt wird eine leitfähige DTBP-Zubereitung in Kombination mit tert- Butylhydroperoxid (TBHP), insbesondere mit wasserfreiem TBHP als Kraftstoffadditiv eingesetzt. Wasserfrei bedeutet dabei, dass der Gehalt an Wasser in der TBHP-Zusammensetzung < 5 Gew.%, insbesondere < 1 Gew.%, noch mehr bevorzugt < 0,3 Gew.% ist.

Durch den Einsatz von wasserfreiem TBHP, welches mit Dieseltreibstoff mischbar ist, wird vermieden, dass sich eine unerwünschte, zweite wässrige Phase bildet. Bevorzugt wird TBHP als Additiv in einem wasserfreien organischen Lösungsmittel eingesetzt. Es können polare und unpolare Lösungsmittel verwendet werden. Beispiele für geeignete unpolare Lösungsmittel sind Alkyle und insbesondere aliphatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Isododecan, Isooktan, Decan, Nonan oder/und n-Oktan bzw. Mischungen verschiedener Aliphaten. Beispiele für polare Lösungsmittel sind insbesondere sauerstoffenthaltende Lösungsmittel, wie beispielsweise Alkohole oder/und Ether oder/und Polyether. Bevorzugt werden Alkylalkohole als Lösungsmittel eingesetzt, insbesondere C1-C8- Alkylalkohole, mehr bevorzugt Butanol und am meisten bevorzugt tert- Butanol. Durch Verwendung von Alkoholen und insbesondere von tert- Butanol wird der Sauerstoffanteil in dem Kraftstoffadditiv weiter erhöht, was wünschenswert ist.

Gerade bei Einsatz eines Kraftstoffadditivs zusätzlich umfassend TBHP in tert.-Butanol (TBA) wurde eine signifikante Verringerung des Ruß- und Schadstoffausstoßes beobachtet.

Als besonders geeignet und somit am meisten bevorzugt zur Kombination mit einer leitfähigen DTBP-Zubereitung hat sich ein Additiv gezeigt, welches 10 bis 90 Gew.%, insbesondere 30 bis 70 Gew.% TBHP in 90 bis 10 Gew.%, insbesondere 70 bis 30 Gew.% tert-Butanol enthält. Durch die Phlegmatisierung von TBHP in einem sauerstoffhaltigen Lösungsmittel und insbesondere in tert.-Butanol wird die Sicherheit während der technischen TB HP-Produktion, dem Transport und der weiteren Handhabung erhöht.

Anhand der Phlegmatisierung mit einem sauerstoffhaltigen Lösungsmittel, insbesondere tert.-Butylalkohol, wird zur Reduktion von Schadstoffen im Abgas auch der Sauerstoffgehalt des Additivs erhöht.

Weiterhin ist auch ein Kraftstoffadditiv bezugt, welches zusätzlich zu DTBP ein anderes bekanntes Kraftstoffadditiv, wie zum Beispiel 2-EHN enthält. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftstoffadditiv umfassend eine leitfähige DTBP-Zubereitung wie hierin beschrieben sowie die Verwendung einer leitfähigen DTBP-Zubereitung zur Erhöhung der Cetan-Zahl. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer leitfähigen DTBP- Zubereitung zur Schadstoffreduktion, insbesondere zur Reduktion der Emission von Kohlenwasserstoffen oder/und Kohlenmonoxid.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Leitfähige DTBP-Zubereitung

Zu DTBP wird Dodecylbenzolsulfonsäure (1 ppm) und eine quartäre Ammoniumverbindung (1 ppm) zugegeben. Die Leitfähigkeit der erhaltenen Zubereitung ist > 1000 pS/m.

Beispiel 2

Kraftstoff, umfassend eine leitfähige DTBP-Zubereitung Ein herkömmlicher US-Basisdieselkraftstoff weist eine Cetan-Zahl von 45,2 auf. Diesem Kraftstoff wird eine leitfähige DTBP-Zubereitung (DTBP-S-500 von United Initiators) in einer Konzentration basierend auf DTBP von 0,05 Gew.% Additivmenge sowie in einer Konzentration von 0,5 Gew.% zugesetzt.

Im Vergleich zum Basiskraftstoff wird durch Zugabe des Additives die Cetan- Zahl signifikant erhöht. Bei Verwendung der drei genannten Kraftstoffe, also Basisdiesel, Basisdiesel + 0,05 Gew.% DTBP sowie Basisdiesel + 0,5 Gew.% DTBP, wird ohne deutliche Verbrauchssteigerung bei gleicher Motorleistung in Gegenwart des Additivs DTBP die Cetan-Zahl signifikant verbessert und zugleich die Schadstoffemission signifikant verringert. Insbesondere findet eine deutliche Verringerung des Kohlenwasserstoffausstoßes sowie des Kohlenmonoxidausstoßes statt.

Die Cetanzahl des herkömmlichen US-Basisdieseltreibstoffes von 45,2 wird durch einen Zusatz von 0,047 Gew% DTBP S-500 auf 47,6 und einen Zusatz von insgesamt 0,157 Gew.% DTBP S-500 auf 55,4 erhöht.

Vergleichende Emissions- und Verbrauchsmessungen wurden mit einem herkömmlichen US Basisdieseltreibstoff (Cetan-Zahl 45,2) mit und ohne DTBP S-500-Zusatz auf einem Rollenprüfstand entsprechend dem genormten NEFZ-Fahrzyklus vorgenommen.

Als Testfahrzeug wurde ein Mercedes C 220 CDI, 4 Zylinder, 1 10 KW Leistung, Baujahr 2005 mit einem 5-Gang-Automatik und einer Laufleistung von rund 140.000 km eingesetzt. Das Fahrzeug ist mit einem Partikelfilter und Katalysator ausgerüstet. Die Rohemissionen wurden in Mehrfachmessungen vor und nach dem Katalysator ermittelt.

Durch einen Zusatz von 0,193 Gew% DTBP S-500 zu einem herkömmlichen US-Basisdiesel mit der Cetan Zahl 45,2 konnten bei gleichbleibendem Durchschnittsverbrauch die Rohemissionen vor dem Katalysator wie folgt abgesenkt werden:

US Basisdiesel

Messwerte vor 0,193 Gew% DTBP S-500

Phase 1 Phase 2

dem Katalysator (Zyklus 1 - 4 NEFZ) (Zyklus 5 NEFZ)

Kohlenwasserstoffe (HC) -20,8% -4,4%

Kohlenmonoxid (CO) -18,0% -8,7%

Kohlendioxid (CO2) 0,0% 0,0% Besonders wichtig und ausgeprägt ist der positive Einfluß der Emissionsreduzierung in der Phase 1 , der Kaltstartphase im NEFZ-Zyklus 1 bis 4.

Speziell in der Phase 1 (Zyklus 1 - 4 NEFZ) wurde auch eine sehr starke Reduktion der Emissionen nach dem Katalysator gemessen, da dieser noch nicht die erforderliche Betriebstemperatur aufweist:

US Basisdiesel

Die ΝΟχ-Emissionen steigen unterhalb der Messtoleranz an.

Beispiel 3

Kraftstoff, umfassend eine leitfähige DTBP-Zubereitung und TBHP als Additiv

Einem herkömmlichen US-Basisdieselkraftstoff wird ein Additiv bestehen aus 27,5 Gew.% TBHP, 22,5 Gew.% TBA und 50 Gew.% DTBP S-500 zugemischt.

Mischung 1 enthält 0,013 Gew % TBHP und 0,024 Gew % DTBP S-500. Mischung 2 enthält 0,052 Gew. % TBHP und 0,094 Gew % DTBP S-500.

Die CETAN-Zahl des herkömmlichen Basisdieseltreibstoffes beträgt 45,2, die der Mischung 1 beträgt 47,9 und die der Mischung 2 beträgt 56,7. lm Vergleich zum Basiskraftstoff wird durch Zugabe des Additives die Cetan- Zahl signifikant erhöht und entsprechend der folgenden Tabelle die Schadstoffemissionen bei gleichbleibendem Verbrauch signifikant und speziell in Phase 1 noch signifikanter reduziert.

US Basisdiesel

Speziell in der Phase 1 (Zyklus 1 - 4 NEFZ) wurde auch eine sehr starke Reduktion der Emissionen nach dem Katalysator gemessen, da dieser noch nicht die erforderliche Betriebstemperatur aufweist:

US Basisdiesel

Die ΝΟχ-Emissionen steigen unterhalb der Messtoleranz an.

Im Vergleich zum Basiskraftstoff wird durch Zugabe des Additives die Cetan- Zahl signifikant erhöht. Bei Verwendung der drei genannten Kraftstoffe, also Basisdiesel, Basisdiesel + 0,05 Gew.% DTBP sowie Basisdiesel + 0,5 Gew.% DTBP, wird ohne deutliche Verbrauchssteigerung bei gleicher Motorleistung in Gegenwart des Additivs die Cetan-Zahl signifikant verbessert und zugleich die Schadstoffemission signifikant verringert. Insbesondere findet eine deutliche Verringerung des Kohlenwasserstoffausstoßes sowie des Kohlenmonoxidausstoßes statt. Beispiel 4

2-EHN und DTBP wurden mit einem US- Basisdiesel gemischt, die Cetan- Zahlen gemessen und das Abgasverhalten untersucht.

Für die Cetan-Zahlen haben sich folgende Ergebnisse ergeben:

Die Abgasuntersuchungen wurden mit den folgenden Additivzusätzen durchgeführt:

Dabei wurden die folgenden Werte ermittelt:

Schadstoff Treibstoff Analysenwerte eweils in mg/kg vor c Jem nac i dem Katal> 'sator Katal ysator Phase Phase Phase Phase 1 2 1 2

US Basisdiesel 587,4 393,8 101 ,6 12,8

KohlenTHBP-55 / DTBP S-

454,7 377,3 57,9 14,4 wasserstoffe 500

Reduzierung 22,6% 4,2% 43,0% -13,0%

US Basisdiesel 1025,9 533,8 315,2 5,7

THBP-55 / DTBP S-

Kohlenmonoxid 800,1 470,2 190,6 5,7

500

Reduzierung 22,0% 11 ,9% 39,5% -0,5%

REF - - 79,4 1 18,5

NOX CAND 86,3 122,3 80,9 120,8

Reduzierung - - -1 ,9% -1 ,9%

US Basisdiesel 587,4 393,8 101 ,6 12,8

Kohlen¬

DTBP S-500 465,0 376,4 62,1 13,0 wasserstoffe

Reduzierung 20,8% 4,4% 38,9% -1 ,7%

US Basisdiesel 1025,9 533,8 315,2 5,7

Kohlenmonoxid DTBP S-500 841 ,2 487,5 220,5 6,0

Reduzierung 18,0% 8,7% 30,0% -4,4%

US Basisdiesel - - 79,4 1 18,5

NOX DTBP S-500 85,0 120,9 79,9 1 19,9

Reduzierung - - -0,7% -1 ,2%

US Basisdiesel 587,4 393,8 101 ,6 12,8

Kohlen¬

2-EHN 425,4 343,0 63,0 12,0 wasserstoffe

Reduzierung 27,6% 12,9% 38,0% 6,1%

US Basisdiesel 1025,9 533,8 315,2 5,7

Kohlenmonoxid 2-EHN 820,2 469,9 243,8 6,0

Reduzierung 20,0% 12,0% 22,7% -5,2%

US Basisdiesel - - 79,4 1 18,5

NOX 2-EHN 84,8 121 ,3 80,2 120,3

Reduzierung - - -1 ,0% -1 ,5%