Brevet FR2472604A1 — publié le 19810703

La présente invention concerne un carburant de pétrole pour moteurs à combustion interne et en particulier pour des moteurs auxquels on a ajusté une unité de purification catalytique des gaz d'échappement. Le carburant de pétrole utilisé dans les moteurs à combustion interne à aBamage à étincelles est classé suivant son indice d'octane qui est le pourcentage en volume de triméthyl 2,2,4 pentane (iso octane) dans un mélange de triméthyl 2,2,4 pentane et d'heptane normal qui a les mêmes propriétés détonantes que le carburant testé. La détonation d'un moteur à combustion interne est le bruit métallique caractéristique résultant des détonations en séries c'est-à-dire la combustion spontanée de la charge comprimée avant qu' ile ne soit allumée par l'étincelle.En une tentative pour empêcher la détonation, on a ajouté des substances antidétonantes telles que le tétraéthyl plomb ou le tétraméthyl plomb au carburant D'autres additifs sont souvent présents dans le carburant en plus des substances antidétonantes pour faciliter l'élimination des composés de plomb du voisinage du cylindre et des soupapes et dans le courant de gaz d'échappement. Deux de ces adjuvants sont le dichloro 1,2 éthane (dichlorure d'óthxrleneDCE) et le dibromo 1,2 éthane (dibromure d'ethylène, D@@ Lorsqu'une unité de purification de gaz d'échappement par catalyse est disposée dans le courant de gaz d'échappement, on doit employer un carburant de pétrole sans plomb pour empêcher d'empoisonner le le catalyseur tel que le platine se trouvant dans l'unité. La présente invention fournit un carburant de pétrole qui contient un composé de plomb et un composé antidétomnt et un adjuvant du plomb et qui, soit ne sera pas un poison pour l'unité de purification des gaz d'échappement par catalyseur contenant du platine,so3Lau au moins empoisonnera cette unité jusqu'à un degré moindre et à une vitesse plus lente. Dans les pays de la communauté européenne le niveau proposé de plomb dans le carburant de pétrole depuis janvier 1981 est un maximum de 0,4 g/l et un minimum de 0,15 g /l . La quantité d'adjuvant du aplomb présent dans le carburant de pétrole est mesurée en théories une théorie est la quantité d'adjuvant du plomb qui réagira théoriquement avec la totalité de plomb présent pour former un composé qui est aisément éliminé du moteur dans le courant de gaz d'échappement. Le carburant de pétrole utilisé dans le Royaume-Uni actuellement contient normalement une demi-théorie de dibromo 1,2 éthane et une théorie de dichloro 1,2 éthane comme adjuvant du plomb. Selon un but de la présente inention, le carburant de pétrole convenant pour les moteurs à combustion interne comportant une unité catalytique de purification poule contrôle des gaz d'échappement comprend un composé de plomb et de 0,1 à 0,8 théories de dichloro- 1,2 éthane. Selon un autre aspect de l'invention, on met en oeuvre un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne par allumage à étincelles comprenant une unité de purification de gaz d'échappement par catalyse contenant un métal du groupe platine au travers de BqueUe le gaz d'échappement du moteur passe,le carburant de pétrole utilisé au cours du fonctionnement du moteur contenait du plomb gtraméthyle ou du plomb tétraéthyle et 0,1 à 0,8 théories de dichloro 1,2 éthane. Selon un mode de réalisation , l'unité de purification# gaz d'échappement comprend un monolythe comportant une #Lir#i#é de passagespourle gaz d'échappement,une première couche d'une matière réfractaire appliquée sur les parois de ces passages et une seconde couche d'un meti dlgroupe pitme appiquée sur cette première couche. De préférence,a teneur en plomb du carburant se situe entre 0,15à0,4g/l mesurée en quantité de plomb, le plomb étant présent sous forme d'un ou plusieurs agents antidétonants mentionnés ci-dessus.Dans le domaine indiqué cidessus de 0,1 à 0,8 théories de dichloro 1,2 éthane, on préfère particulièrement 0,4 à 0,6 théories.Pour étudier les effets des gaz d'échappement provenant de la combustion d'un carburant de pétrole contenant des composés de plomb et auto adjuvants tels que des adjuvants du plomb,des tests ont été mis en oeuvre sur un catalyseur en utilisant une installation permettant de produire des gaz d'échappement simulés provenant d'in moteur à combustion interne. L'installation comprend un réacteur à flamme pulsée modifié de telle façon que le carburant puisse être injecté dans le réacteur, mélangé au troyen avec de l'air et a#umé/ d'une veilleuse d 'allumage au gaz propane dans une chambre de combustion conique double. Le catalyseur peut être disposé dans une ou deux positions en aval de la chambre de combustion. L'entrée du carburant est ajustée de telle façon qu'une combustion sensiblement stoéchiométrique du carburant se produise. On ajoute une addition supplémentaire d'air, habituellement appelée "air secondaire" au courant de gaz d'échappement après la chambre de combustion de sorte qu'il y avait un excès de 0,5 % d'oxygène présent dans le courant de gaz d'échappement lorsqu'il passe sur le catalyseur. Des oxydes d'azote ont également été ajoutés au courant secondaire de sorte qu'il y avait une concentration d'environ 2 ooo ppm d'oxydes d'azote dans le courant de gaz d'échappement. La durée du test était de 8 heures, les quantités d'hydrocarbures et de monoxyde de carbone présents dans le courant de gaz d'échappement étant mesurées,avant et après le passage du catalyseur chaque heure. Avant chaque test, on a laissé fonctionner l'installation durant deux heures au moyen d'un support de catalyseur non actif mis en place pour permettre que les parois du réacteurs viennent à l'équilibre avec les composés de plomb présents dansle courant de gaz d'échappement. Le support de catalyseur utilisé était un support cylindrique en matière céramique avec une densité de cellules de 46,5 cellules /cm2, une longueur de 7,62 cm et un diamètre de 5,08 cm. Le métal catalytique utilisé était le platine avec une charge de 1,41 g /dm3. Une couche intermédiaire d'alumine était présente entre le support et la couche de catalyseur. Dans les premières séries d'essais, on a utilisé un carburant de pétrole contenant 0,4 g /1 de plomb présent sous forme de tétraméthyl plomb et un adjuvant du plomb sous forme de dibromo 1,2 éthane présent selon les quantités suivantes, 2 théories, 1 théorie, s théorie et zéro. La température à l'entrée était maintenue à 6300C pour tous les essais. L'effet des gaz d'échappement, obtenus par combustion d'un tel carburant de pétrole sur le catalyseur est représenté dans la figure 1 où la vitesse de perte de rendement de la transformation catalytique est représentée. pour différents composés de gaz d'échappement. Dans une seconde série d'essais,on a utilisé un carburant de pétrole contenant 0,4 g/l de plomb présent sous forme de tétraméthyl plomb et un adjuvant du plomb présent sous forme de dichloro 1,2 éthane selon les quantités de 2 théories, 1 théorie, ( théorie, et zéro. L'effet des gaz d'échappement obten#par combustion d'un carburant de pétrole sur le catalyseur est représenté dans la figure 2 où la vitesse de perte de rendement de la transformation catalytique est représentée pour différents composés de gaz d'échappement. Une comparaison de l'effet des deux adjuvants du plomb, dibromo 1,2 éthane et dichloro 1,2 éthane sur le rendement de transformation de catalyseur est donnée dans la figure 3 où la vitesse de perte de rendement de la transformation catalytique du méthane est représentée. Une autre série d'essais a été mise en oeuvre en utilisant un catalyseur vieilli de 50 heures (vieilli sur un moteur Dolomite de British Leyland de 1,8 1) et ces essais ont été réalise en utilisant un véhicule du type Marina avec moteur Dolomite de 1,8 1 en utilisant les tests CEE -15 avec les résultats suivants:: % de transformation HC ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~HC CO 0,4g /1 de nlomh+ un mélange habituel pour 2,6 79,2 moteur de lDCE + DBE mesuré en théories 0,4 g /1 + + théorie DCE 27,3 77,1 D'après les résultats ci-dessus, on remarquera qu'un rendement amélioré est obtenu en particulier en ce qui concerne l'enlevement de l'hydrogène lorsqu'on utilise une demi -théorie d'un dichloroéthane par comparaison aux mélanges habituels pour moteur. Ci-dessus l'expression "CEE" signifie Commission Economique de l'Europe alors que "DCE" et DBE ont les significations mentionnées précé- demment dans la description. Le catalyseur était un monolythe habituel de 62,0 cellules par cm2 en matière réfractaire 15,24 x 10,16 cm de diamètre comportant une première couche de fonds d'alumine avec une charge de 0,06' g/dm3 et une seconde couche de catalyseur de platine avec une charge de 1,41 g/dm3. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux produits et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d 'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. Revendications: 1. Carburant de pétrole pour moteur à combustion comprenant une unité de purification par catalyse des gaz d'échappement caractérisé en ce qu'il comprend un composé de plomb et 0,1 à 0,8 théories de dichloro 1,2 éthane. 2. Carburant de pétrole selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en plomb du carburant se situe dans le domaine de 0,15 à 0,4 g par litre mesurée en quantité de plomb. 3. Carburant de pétrole selon la revendication 2, carac térisé en ce que la teneur en plomb du carburant est présente sous forme d'un composé antidétonant choisi dans le groupe comprenant le tétraéthyl plomb et tétraméthyl plomb. 4. Carburant de pétrole selon l'une quelconque des revendcations 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient 0,4 à 0,6 théories de dichloro 1,2 éthane. 5. Procédé de mise en oeuvre d'un moteur à combustion par allumage à étincelles comprenant une unité de purification par catalyse des gaz d'échappement avec catalyseur du groupe de platine, au travers de laquelle on fait passer le gaz d'échappement provenant du moteur, caractérisé à ce qu'on utilise un carburant de pétrole contenant un composé de plomb et 0,1 à 0,8 théories de dichloro 1,2 éthane. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la teneur en plomb se situe dans le domaine de 0,15 à 0,4 g/l mesuré en quantité de plomb. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la teneur en plomb du carburant est présente sous forme d'un composé antidétonant choix dans le groupe comprenant le tétraéthyl plomb et le tétra méthyl plomb. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 t 6 ou 7, caractérisé en ce qu il contient 0,4 à 0,6 théorie de dichloro-1,2 éthane. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'unité de purification de gaz d'échappement comprend un monolythe comportant une pluralité de passages pour le gaz d'échappement, une première couche d une matière réfractaire appliquée sur les parois de ces passages et une seconde couche d'un métal du groupe platine appliquée sur cette première couche. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le monolithe est réalisé en une matière céramique. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le monolythe est réalisé en une matière céramique ayant 62 cellules par cm2 de section transversale avec une première couche d'alumine et une seconde couche de platine.