EP1600492A1 - Verfahren und Mittel zur Vermeidung von Korrosionsschäden bei der Verbrennung von schwefelarmen Brenn- und Kraftstoffen - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/02—Liquid fuel
- F23K5/08—Preparation of fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/26—Organic compounds containing phosphorus
- C10L1/2633—Organic compounds containing phosphorus phosphorus bond to oxygen (no P. C. bond)
-
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- C10L1/2658—Organic compounds containing phosphorus phosphorus bond to oxygen (no P. C. bond) amine salts
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- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
- C10L10/04—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for minimising corrosion or incrustation
Definitions
- the invention relates to a method for avoiding Corrosion damage during combustion of fuels or fuels whose sulfur content has been reduced, or from low-sulfur fuel oil.
- the invention is therefore based on the object for Fuels and fuels with reduced sulfur content, especially low-sulfur heating oils, an additive to create, with which the metal dusting prevents or is at least significantly reduced.
- the object is achieved according to the invention in that the fuel before combustion phosphorus-containing additive is added.
- a phosphorus-containing additive solves the problems of Corrosion, by simultaneously with the combustion introduced a compound in the combustion chamber of the fuel oil which contributes to extremely fast protective layer buildup very low rates of introduction.
- the additive oil-soluble.
- Common phosphorus compounds are phosphoric acids or their esters.
- the former are among others in the Metalworking for phosphating purposes and the latter especially in the detergent or surfactant industry used.
- lead phosphoric acids due to the acid character of the premature aging of the Fuel during storage; besides they are in Mineral oil insoluble.
- phosphoric acid (partial) esters react with deposited sediments and thereby lead in a short time to disturbances of the fuel supply system.
- the phosphorus-containing active ingredient is chosen from a group of substances that is considered neutralized phosphoric acid ester (mono- or di-ester) can describe.
- the Neutralization by an amine compound but can also via further alcohols.
- the ester residues are preferably, not as customary in surfactant chemistry, in non-ethoxylated form.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Korrosionsschäden bei der Verbrennung von Brenn- und Kraftstoffen, deren Schwefelgehalt reduziert wurde, oder von schwefelarmem Heizöl. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass dem Brennstoff vor der Verbrennung ein phosphorhaltiges Additiv zugegeben wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von
Korrosionsschäden bei der Verbrennung von Kraftstoffen
oder Brennstoffen, deren Schwefelgehalt reduziert wurde,
oder von schwefelarmem Heizöl.
Der Einsatz von schwefelreduzierten Brenn- und
Kraftstoffen mit einem Schwefelgehalt von weniger als 700
ppm und insbesondere weniger als 200 ppm oder 100 ppm,
zum Beispiel schwefelarmem Heizöl gemäß DIN 51603-1 mit
einem Schwefelgehalt von weniger als 50 ppm, ermöglicht
neben dem Vorteil der Reduktion von SO2-Emissionen eine
Verbrennung mit im Abgas-Kondensationsbetrieb, der einen
höheren Wirkungsgrad gewährleistet. Bei der Verbrennung
kommt es jedoch unter bestimmten Umständen zu einem
unerwünschten Angriff des Metalls im Brennraum durch
Ablagerung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (oder
Ruß) und anschließender Korrosion, dem so genannten metal
dusting. Dieses Phänomen tritt auf, weil sich ansonsten
die bei der Verbrennung spontan bildende Sulfid-Schutzschicht
bei geringem Schwefelgehalt nicht mehr
schnell genug aufbauen kann. Damit wird ein Angriff der
metallischen Oberflächen durch unverbrannte Anteile des
Brennstoffes möglich.
Es ist z. B. bei Neuanlagen versucht worden, Abhilfe
durch eine Veränderung der Geometrie einerseits oder des
Materials andererseits zu schaffen. Diese Maßnahmen
können den Schutz bereits im Markt bestehender Anlagen
allerdings nicht gewährleisten. Weiterhin ist es bekannt,
ein die Verbrennungsreaktion beschleunigendes Additiv ,
2-Ethyl-Hexyl-Nitrat (2-EHN), einzusetzen, das in der
Mineralölindustrie zur Erhöhung der Zündwilligkeit von
Kraftstoff verwendet wird. Trotz eines gewissen Erfolgs
hat die Verwendung eines solchen Additivs den Nachteil,
dass die für die Lagerung von Heizöl wichtige
Langzeitstabilität stark beeinträchtigt wird.
Trotz intensiver Forschungen konnte dem Markt bisher
keine andere Lösung angeboten werden. ,
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für
Brenn- und Kraftstoffe mit reduziertem Schwefelgehalt,
insbesondere schwefelarme Heizöle, ein Additiv zu
schaffen, mit welchem das metal dusting verhindert oder
zumindest wesentlich reduziert wird.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass
dem Kraft- oder Brennstoff vor der Verbrennung ein
phosphorhaltiges Additiv zugegeben wird. Die Zugabe eines
phosphorhaltigen Additivs behebt die Probleme der
Korrosionsbildung, indem gleichzeitig mit der Verbrennung
des Heizöls eine Verbindung in den Feuerraum eingebracht
wird, die einen extrem schnellen Schutzschichtaufbau bei
sehr geringen Einbringraten ermöglicht. Vorzugsweise ist
das Additiv öllöslich.
Gängige Phosphorverbindungen sind Phosphorsäuren oder
deren Ester. Erstere werden unter anderem in der
Metallverarbeitung zu Phosphatierzwecken und letztere
insbesondere in der Waschmittel- bzw. Tensid-Industrie
eingesetzt. Einerseits führen Phosphorsäuren jedoch
aufgrund des Säurecharakters zum vorzeitigen Altern des
Brennstoffes bei der Lagerung; außerdem sind sie in
Mineralöl unlöslich. Die in der Tensidindustrie üblichen
Phosphorsäure-(Teil-)Ester andererseits reagieren mit
abgelagerten Sedimenten und führen dadurch in kurzer Zeit
zu Störungen des Brennstoffversorgungsssystems.
Es ist daher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung vorgesehen, dass der phosphorhaltige Wirkstoff
aus einer Stoffgruppe gewählt wird, die sich als
neutralisierter Phosphorsäureester (Mono- oder Di-Ester)
beschreiben lässt. Vorzugsweise erfolgt die
Neutralisation durch eine Aminverbindung, kann aber auch
über weitere Alkohole erfolgen. Die Ester-Reste liegen
bevorzugt, nicht wie in der Tensidchemie üblich, in
nicht-ethoxylierter Form vor.
Mit einer Phosphorsäure-Ester mit aliphatischen Mono- und
Diestern mit einer Kettenlänge zwischen C4 und C20,
welches mit einem sekundären Amin neutralisiert wurde,
sind an einem Brenner mit einem zum metal dusting
neigenden Heizöl Versuche durchgeführt worden. Die
verwendeten Konzentrationen des Additivs betrugen 10 ppm,
100 ppm und 500 ppm. Während bei einer Konzentration von
10 ppm der Angriff auf den Brenneraufsatz
vernachlässigbar klein war, trat bei einer Konzentration
von 100 ppm kein metal dusting mehr auf. Bei 500 ppm war
eine deutliche Verfärbung des Brenneraufsatzes zu
erkennen, was auf eine starke Deckschichtbildung
hinweist.
Claims (13)
- Verfahren zur Vermeidung von Korrosionsschäden bei der Verbrennung von Brenn- und Kraftstoffen, deren Schwefelgehalt reduziert wurde, oder von schwefelarmem Heizöl, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brenn- oder Kraftstoff oder dem Heizöl vor der Verbrennung ein phosphorhaltiges Additiv zugegeben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in Mineralöl löslich ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv eine neutrale oder basische Reaktion zeigt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur des Additivs von einem Phosphorsäure-Ester abgeleitet ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in nicht-ethoxilierter Form vorliegt und/oder keine ethoxylierten Seitenketten besitzt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in einer Konzentration zwischen 1 ppm und 500 ppm zugesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in einer Konzentration zwischen 5 ppm und 250 ppm zugesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in einer Konzentration zwischen 10 ppm und 150 ppm zugesetzt wird.
- Additiv für Heizöl zur Vermeidung von Korrosionsschäden bei der Verbrennung von Brenn- und Kraftstoffen, deren Schwefelgehalt reduziert wurde, oder bei der Verbrennung von schwefelarmem Heizöl, dadurch gekennzeichnet, dass es eine phosphorhaltige Verbindung, als Wirkstoff enthält.
- Additiv nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es in Mineralöl löslich ist.
- Additiv nach einem der Ansprüche' 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine neutrale oder basische Reaktion zeigt.
- Additiv nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Struktur von einem Phosphorsäure-Ester abgeleitet ist.
- Additiv nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es in nicht-ethoxilierter Form vorliegt und/oder keine ethoxylierten Seitenketten besitzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP04011844A EP1600492A1 (de) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Verfahren und Mittel zur Vermeidung von Korrosionsschäden bei der Verbrennung von schwefelarmen Brenn- und Kraftstoffen |
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EP04011844A EP1600492A1 (de) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Verfahren und Mittel zur Vermeidung von Korrosionsschäden bei der Verbrennung von schwefelarmen Brenn- und Kraftstoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1600492A1 true EP1600492A1 (de) | 2005-11-30 |
Family
ID=34925052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP04011844A Withdrawn EP1600492A1 (de) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Verfahren und Mittel zur Vermeidung von Korrosionsschäden bei der Verbrennung von schwefelarmen Brenn- und Kraftstoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1600492A1 (de) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2387537A (en) * | 1945-03-19 | 1945-10-23 | Gulf Oil Corp | Fatty amine salts of alkyl phosphoric acids |
GB789778A (en) * | 1955-05-09 | 1958-01-29 | Gulf Oil Corp | Jet engine fuel |
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EP0811676A1 (de) * | 1995-02-24 | 1997-12-10 | Better Mask Co., Ltd. | Zusammensetzung zur reinigung und zur beschichtung vom innenraum einer brennkraftmaschine und methode zur reinigung und beschichtung vom innenraum einer brennkraftmaschine damit |
-
2004
- 2004-05-19 EP EP04011844A patent/EP1600492A1/de not_active Withdrawn
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