AT854U1 - Umweltfreundlicher kraftstoff - Google Patents

Description

AT 000 854 Ul

Die Erfindung betrifft einen umweltfreundlichen Kraftstoff der neuen Generation der vollständig das zum Betreiben von Dieselmotoren benutzte Kohlenwasserstoffgemisch, allgemein als Dieselöl bekannt, ersetzt, und der auf Basis von biologisch zerlegbaren Stoffen, insb. von Methylestern ungesättigter Fettsäuren pflanzlichen Ursprungs und einem synthetischen Gemisch von aliphatischen Kohlenwasserstoffen geschafft wird.

Stand der Technik

In der letzten Zeit werden in Europa sowie in aller Welt alternative Energiequellen entwickelt, die im ständig grösseren Masse die klassischen fossilen Kraftstoffe ersetzen sollten. Zu den häufigsten Tätigkeiten in dieser Richtung gehören die Forschung, Entwicklung und Produktion der Diselkraftstoffe auf Basis von Methylestern ungesättigter Fettsäuren pflanzlichen Ursprungs. In unseren klimatischen Bedingungen zählt zu den bedeutesten Rohstoffen für Produktion von Methylestern ungesättigter Fettsäuren unbestritten Raps, gegebenfalls Sonnenblume oder Mais. Zu den Hauptvorteilen der umweltfreundlichen Kraftstoffe auf Basis von Methylestern ungesättigter Fettsäuren gehören schnelle biologische Zerlegbarkeit, geringer Schwefelgehalt, Abwesenheit in Abgasen von aromatischen und insb. polyaromatischen Kohlenwasserstoffen sowie nicht unerheblich niedrigere Rauchbildung bei der Verbrennung im Gegensatz zu den klassischen Kraftstoffen. Weiterer Vorteil der umweltfreundlichen Kraftstoffe auf Basis von Methylestern ungesättigter Fettsäuren ist ihre praktisch ausgeglichene Kohlenstoffgehaltbilanz, da während des ganzen Produktionsverfahrens durch, beginnend mit der Bioproduktion ursprünglicher pflanzlicher ungesättigter Fettsäurenquellen bis zur Verbrennung des umweltfreundlichen Kraftstoffs im Dieselmotor eine Überproduktion von C02 nicht vorkommt, was aus dem Gesichtspunkt des Glashauseffektes eine günstige Voraussetzung darstellt. Nicht vernachlässigter Vorteil besteht auch im Beitrag zur sinnvollen Ausnutzung von Anbauflächen bei der Produktion der biologischen Rohstoffe für die Herstellung der umweltfreundlichen Kraftstoffen.

In der Tschechischen Republik sowie in anderen europäischen Ländern - beispielweise in Deutschland, Frankreich, Österreich u.a. wird als Hauptrohstoff zur Herstellung der umweltfreundlichen Kraftstoffen der Methylester ungesättigter, im Rapsöl enthaltener, Fettsäuren angewendet. Die für die Dieselmotoren hergestellten oder in diesen genutzten Kraftstoffe auf Basis von Methylestern 2 AT 000 854 Ul ungesättigter Fettsäuren erreichen aber nicht die geforderten technischen Parametern mit welchen sie im grossen Maßstab als ein gleichwertiger Ersatzstoff für die klassischen Treibstoffe eingesetzt werden könnten. Hauptnachteile der bisherigen umweltfreundlichen Kraftstoffe auf Basis von Methylestern ungesättigter Fettsäuren pflanzlichen Ursprungs sind hohe3> ichte, höhere Aziditätsnummer (mit negativer Wirkung auf das Kraftstoffsystem), saisonale Anwendbarkeit wegen verhältnismässig höherer Temperatur der Filtrierfähigkeit und insbesondere niedrige Motorleistung. Wegen dieser Nachteile werden die gegenwärtigen Möglichkeiten der Ausnutzung dieser umweltfreundlichen Kraftsstoffe auf deren Anwendung als Treibstoffe für landwirtschaftliche Technik begrenzt.

Erfindunasoemässe technische Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile von gegenwärtigen umweltfreundlichen Kraftstoffen für Dieselmotoren auf Basis der Methylester ungesättigter Fettsäuren pflanzlichen Ursprungs, insbesondere deren ungünstige Leistungsparametern, zu vermeiden und gleichzeitig alle bejahenden Beschaffenheiten der umweltfreundlichen Kraftstoffe beizubehalten. Das Fertigprodukt soll dabei in vollem Masse den Erfordernissen auf Dieselkraftstoff für Motoren der Gruppe 22B gemäss zuständigen Normen (CSN 6506, PND 82-005-87) entsprechen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäs dadurch gelöst, dass der Kraftstoff 35 bis 55 Volumenprozent von Methylestern ungesättigter und gesättigter Säuren insbesondere der Palmitin-, Stearin-, Linol-, Linolen-, Eikosan- und Erukasäure pflanzlichen Ursprungs mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen in einer Molekül, im einzelnen oder im Gemisch 15 bis 65 Volumenprozent eines aliphatischen n-Alkans mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen in einer Molekül und/oder im einzeln oder im Gemisch 1 bis 65 Volumenprozent eines aliphatischen 1-Alkens mit 8 bis 18 Kohlenstof fatomen in einer Molekül enthält.

Vorteilweise kann der umweltfreundliche Kraftstoff zuzüglich bis 30 bis 30 Volumenprozent eines einbasischen Alkohols mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Molekül oder ein Gemisch solcher Alkoholen enthalten.

Der umweltfreundliche Kraftstoff kann vorzugsweise darüber hinaus bis 65 Volumenprozent eines Gemisches gesättigter Kohlenwasserstoffe ( von denen 90% an Volumengehalt den Siedepunkt von 350 °C nicht überschreiten und welche als Erdölmittelfraktion bezeichnet werden und deren Schwefelgehalt höchstens 0,010 Gewichtprozent beträgt, enthalten. 3 AT 000 854 Ul

Unter dem Termin Methylester ungesättigter Fettsäuren pflanzlichen Ursprungs ist gemeint ein Gemisch von organischen Stoffen, das durch Reesterifikation von Pflanzenölen insbesondere des Rapsöls /das neben der) ungesättigten Fettsäuren auch gesättigte Fettsäure enthält, hergestellt wird.

Dieses Gemisch weisst die.P ichte von 850 bis 890 kg/m3, Entflammungspunkt PM 120 bis 170 °C, Viskosität 6 bis 9 mPa bei 20 °C, Destillationsbeginn nach ASTM D86 vom 250 bis 330 °C und Destillationsende vom 350 bis 370 °C auf.

Der umweltfreundliche Kraftstoff für Dieselmotoren wird durch einfache Vermischung einzelner Komponenten in beliebiger Reihenfolge erhalten. Die Homogenisation des Gemisches wird durch hydrodynamische Zugabe einzelner Komponenten während der Dosierung bzw. durch Durchrühren des Endgemisches erreicht. Das

Fertigprodukt ist eine homogene, klare gelbliche bis rötliche Flüssigkeit, wobei die Intensität der Färbung vom Gehalt einzelner Komponenten im Gemisch abhängig ist. Das Fertigprodukt ist mit klassischen Treibstoffen für alle Typen der Dieselmotoren unbegrenzt mischbar.

Tabelle der Modellproben

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Tabelle mit

Ausführungsbeispielen von mehreren Modellproben näher erläutert.

Probebezeichnung A B .C D E F G H

Zusammensetzung einzelner Komponenten /Volumenprozent/

Methylester ungesättigter Fettsäuren pflanzlichen Ursprungs 35

Gemisch aliphatischer n-Alkanen 0 C10 bis C20

Gemisch aliphatischer 1-Alkenen C, bis Cjg 0

Gemisch einbasischer Alkoholen C4 bis C« 0

Schwefellose Erdölmittelfraktion 65 40 0 30 0 30 35 35 55 35 35 45 45 36 20 65 0 0 20 14 5 0 65 10 0 0 0 0 0 30 0 15 20 0 0 15 4 AT 000 854 Ul

Die nachstehende Tabelle zeitgt eine Zusammenstellung von qualitativen Kennziffern eines klassischen Dieselkraftstoffs NM 22 B1 (ÖSN 65 6506, PND 82-005-87) zu den Ausführungsbeispielen H,B,C und D (Modellproben) des umweltfreundlichen Kraftstoffs:

Probebezeichnung NM22B H B C D T) iebte bei20C° kg/mJ S05-835 834,9 833,6 805,1 811,1 Zetanindex (Lab) min. 42 50,2 55,7 60,4 60,3 Destillationsprüfung.: 15 15 3 3 3 Umdestüliening bis 170 °C max. Umdestülienmg bis 350 °C max. 90 99 99 99 99 Viskosität bei 20 °C mm2/s 2,5-2,6 4,51 4,13 3,2 3,42 Ausgeschiedene Paraffine - Temp. °C max -16 -16 -22 -16 Erstarrungspunkt °C max -22 -26 -24 -28 -28 Entflammungspunkt PM1 °C max 56 58 62 62 61 Schwefelgehalt - %Gew. max 0,15 <0,01 <0,01 <0,01 <0.01 Wassergehalt - % Gew max Spuren Spuren Spuren Spuren Spuren Gehalt an mechanischen Unreinigkeiten max 0,005 Spuren Spuren Spuren Spuren C onradson-Karbonisationsrest davon 10% Rest - %Gew max 0,1 0,01 0,01 0,01 0,01 Aziditätsnummer mgKOH/g max 0,1 0,10 0,08 0,01 0,02 Heizwert1 kJ/kg 42 500 43341 41621 42341 41395 11 Der zulässige Entflammungspunkt im Vertrieb beträgt 56 °C 21 Informationswert

Aus den Analysenergebnissen geht hervor, dass alle Modellproben (Ausführungsbeispiele) in vollem Masse den vorgeschriebenen qualitativen Voraussetzungen für einen Dieselkraftstoff entsprechen und darüber hinaus in manchen Parametern dem klassischen Dieselöl NM 22B (CSN 65 6506, PND 82-005-87) überlegen sind. Es handelt sich insbesondere um solche Werte, wie Schwefelgehalt, Zetanindex, Conradsons-Karbonisierungsrest sowie Aziditätsnummer und insb. Erstarrungspunkt. Diese Beschaffenheiten bestimmen den umweltfreundlichen Kraftstoff zu einem weitreichenden Einsatz in der Industrie während des ganzen Jahres durch unter üblichen Klimatisationsbedingungen voraus, d.h., dass der umweltfreundliche Kraftstoff auch im Winter ohne weitere Änderungen bis Temperatur von -25 °C einsatzbereit ist 5 AT 000 854 Ul

Gewerbliche Anwendbarkeit -

Der umweltfreundliche Kraftstoff ist vorzugsweise als ganzjähriger vollwertiger Ersatz des Dieselöls anwendbar, insbesondere in den Fällen, wo die Umwelt, zum Beispiel eine hygienische Trinkwasserquellen-Schutzzone, Landschaftsschutzgebiete und Nationalparks, Landwirtschafts- und Forstwirtschaftsproduktion usw., durch Verwendung von klassischen Dieselkraftstoffen in Gefahr einer schwerwiegenden Beschädigung ausgesetzt wird. Da sich um einen vollwertigen Ersatz des Dieselöls mit erheblich besseren Abgaszusammensetzung, insbesondere hinsichtlich des Gehaltes an aromatischen Kohlenwasserstoffen, polyaromatischen

Kohlenwasserstoffen und Schwefeloxiden handelt, bietet sich eine eindeutige Möglichkeit, diesen in den Dieselmotoren für

Stadtomnibuse, vorzugsweise in grossen städtischen Ballungsgebieten ✓ und Industriezentren einzusetzen. 6

Claims (3)

1. AT 000 854 Ul ANSPRÜCHE 1. Umweltfreundlicher Kraftstoff dadurch gekennzeichnet, dass dieser 35 bis 55 Volumenprozent von Methylestern ungesättigter und gesättigter Säuren insbesondere der Palmitin-, Stearin-, Linol-, Linolen-, Eikosan- und Erukasäure pflanzlichen Ursprungs mit 16 bis 22 Kohlenstof fatomen in der Molekül, einzeln oder im Gemisch 15 bis 65 Volumenprozent eines aliphatischen n-Alkans mit 10 bis 20 Kohlenstof fatomen in der Molekül und/oder einzeln oder im Gemisch 1 bis 65 Volumenprozent eines aliphatischen 1-Alkens mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Molekül enthält.
2. 2. Der umweltfreundliche Kraftstoff nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass dieser darüber hinaus bis 30 Volumenprozent eines einbasischen Alkohols mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Molekül oder ein Gemisch solcher Alkohole enthält.
3. 3. Der umweltfreundliche Kraftstoff nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass dieser zuzüglich bis 65 Volumenprozent eines Gemisches gesättigter Kohlenwasserstoffe( von denen 90% an Volumengehalt den Siedepunkt von 350 °C nicht überschreiten und welche als Erdölmittelfraktion bezeichnet werden und deren Gesamtschwefelgehalt höchstens 0,010 Gewichtprozent beträgt, enthält. 7