CZ285073B6 - Směsná bionafta - Google Patents
Směsná bionafta Download PDFInfo
- Publication number
- CZ285073B6 CZ285073B6 CZ973446A CZ344697A CZ285073B6 CZ 285073 B6 CZ285073 B6 CZ 285073B6 CZ 973446 A CZ973446 A CZ 973446A CZ 344697 A CZ344697 A CZ 344697A CZ 285073 B6 CZ285073 B6 CZ 285073B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- degrees
- fuel
- hydrocarbon
- content
- volume
- Prior art date
Links
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 title claims description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 33
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 32
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 10
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- -1 fatty acid esters Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 35
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 239000003925 fat Substances 0.000 claims description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 abstract description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 abstract description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 abstract 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 abstract 1
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 53
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 10
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000012632 extractable Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 208000016444 Benign adult familial myoclonic epilepsy Diseases 0.000 description 1
- 244000188595 Brassica sinapistrum Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000209 biodegradability test Toxicity 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001944 continuous distillation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 208000016427 familial adult myoclonic epilepsy Diseases 0.000 description 1
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- ZGNITFSDLCMLGI-UHFFFAOYSA-N flubendiamide Chemical compound CC1=CC(C(F)(C(F)(F)F)C(F)(F)F)=CC=C1NC(=O)C1=CC=CC(I)=C1C(=O)NC(C)(C)CS(C)(=O)=O ZGNITFSDLCMLGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000002085 irritant Substances 0.000 description 1
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Směsná bionafta spočívá v tom, že obsahuje eměs esterů mastných kyselin přítomných v přírodních obnovitelných zdrojích uhlíku, zejména v olejích a tucích, s nízkými alifatickými alkoholy, zejména methylakoholem a ethylalkoholem, a uhlovodíkovou směsí pocházející z neobnovitelných fosilních zdrojů uhlíku, u níž po destilační zkoušce je předestilováno 10% uhlovodíkové směsi v rozmezí 175.degree.C až 205.degree.C, s výhodou při 190.degree.C, 65 % obj. v rozmezí 240.degree.C až 260.degree.C, s výhodou při 250.degree.C, 95 % obj. v rozmezí 295.degree.C až 310.degree.C, s výhodou při 300.degree.C a hustota uhlovodíkové směsi je v rozmezí 805 kg.m.sup.-3.n. až 825 kg.m.sup.-3.n., s výhodou 815 kg.m.sup.-3.n. při 15.degree.CV. S výhodou směsná bionafta obsahuje 25 % hmotn. až 45 % hmotn. , s výhodou 30 % hmotn. až 40 % hmotn. esterových komponentů. K prohloubení pozitivního účinku uhlovodíkové komponenty na chod motoru a další snížení obsahu emisí škodlivých látek ve výfukových plynech se použŕ
Description
Směsná bionafta
Oblast techniky
Vynález se týká paliva pro vznětové motory, představovaného směsí vybraných klasických uhlovodíkových komponent na bázi fosilních surovin, zejména ropy, s vhodnými hořlavými podíly, získávanými z obnovitelných zdrojů, především estery mastných kyselin, přítomných v rostlinných materiálech, zejména s methylalkoholem a ethylalkoholem.
Dosavadní stav techniky
V posledních několika letech je mimořádné úsilí věnováno vývoji a uplatnění různých způsobů omezení emisí škodlivých látek ve výfukových plynech spalovacích motorů, používaných především v dopravě, která patří k největším znečišťovatelům životního prostředí, hlavně ovzduší. Všechny prognózy předpokládají, že spalovací motory zůstanou ještě několik desetiletí nenahraditelným prostředkem přepravy osob a nákladů i zdrojem pohonů v zemědělství a stavebnictví. Cesty k omezení emisí škodlivých látek do prostředí se proto hledají jak v oblasti konstrukce motorů, tak ve směru optimalizace složení používaného paliva. V současnosti se toto snažení začíná prosazovat především u vznětových motorů ze strany automobilového průmyslu, a motorových naft jako paliva, vyráběného pro tyto motory donedávna výhradně petrolejářským průmyslem. V posledním období se v souvislosti s hledáním nových zdrojů energie z obnovitelných surovin začínají uplatňovat v této oblasti i rostlinné a živočišné oleje, přepracované zpravidla z přírodní formy esterů s glycerinem do prakticky použitelné formy esterů s nízkými alkoholy, zejména s methylalkoholem a ethylalkoholem.
Na základě rozsáhlého studia vztahů mezi složením paliva, průběhem jeho spalování v motoru a množstvím a charakterem škodlivých látek, emitovaných z motoru, bylo zjištěno, že racionální úpravou složení paliva lze výrazně omezit emise škodlivých látek. Toto složení je třeba přizpůsobit specifickému průběhu spalování, probíhajícího ve vznětovém motoru. Na rozdíl od zážehového motoru, běžného u osobních automobilů, kde je směs paliva se vzduchem připravována po celou dobu sání a komprese a její zapálení je iniciováno jiskrou zapalovací svíčky, je u vznětového motoru dosahováno zapálení nikoliv vnějším zdrojem, ale samovznícením obsahu válce na konci fáze komprese nasátého, stlačeného a na vysokou teplotu ohřátého vzduchu, do kterého je různým způsobem vstříknuto použité palivo. K přípravě spalovací směsi je k dispozici velmi krátká doba, během níž by se v ideálním případě mělo veškeré palivo, vpravené do válce, odpařit. V reálném případě se tak neděje; palivo zůstává ve formě více či méně odpařených kapalných částic, které nedostatečně prohořívají a zanechávají nedokonale spálený zbytek, který se ve formě tzv. částicových emisí dostává do výfukových plynů a do životního prostředí. Rychlost spalování je v konečném důsledku dána rychlostí vstřikování paliva a především rychlostí jeho samovznícení, které je funkcí jeho chemického složení. Čím rychleji se palivo od jeho vstřiku do válce vznítí, tím menší je množství nedokonale spáleného nebo dokonce nespáleného paliva ve výfukových plynech. Nedokonalé spalování je spojeno s tzv. tvrdým chodem vznětového motoru, který se projevuje charakteristickým duněním, sníženou účinností převodu chemické energie, obsažené v palivu, na energii mechanickou, zvýšenou kouřivostí motoru zejména při studených startech motoru a akceleraci a tvorbou již dříve zmíněných částicových emisí (běžně označovaných Pm z anglického Particulate matter).
Z předchozího je zřejmé, že žádané snížení obsahu škodlivých látek v emisích lze dosáhnout změnou konstrukčních a nastavením provozních parametrů vznětového motoru tak, aby optimálně odpovídaly vlastnostem použitého paliva, charakterizovaného jak jeho fyzikálními daty (destilační křivka, hustota, viskozita) a z nich odvozených veličin (cetanové číslo, cetanový index), tak v poslední době stále významněji se projevujícími podrobnými znalostmi o chemickém složení
-1 CZ 285073 B6 použitého paliva, zejména z hlediska v něm obsažených aromatických uhlovodíků a z nich především uhlovodíků se dvěma a více aromatickými kruhy v molekule, označovanými jako polyaromatické uhlovodíky (PAU). Významný z uvedených hledisek je i obsah celkové síry v palivu.
V souvislosti s uvedenou charakteristikou paliva pro vznětové motory je třeba uvést, že se v této oblasti začínají v poslední době uplatňovat i zdroje, pocházející z obnovitelných surovin, s cílem co nejvíce šetřit fosilní neobnovitelné zdroje uhlíku. V současné době je možné mezi paliva tohoto typu zařadit především estery mastných kyselin, přítomné v rostlinných a živočišných materiálech, zejména estery kyselin, obsažené v řepkovém oleji, s nízkomolekulámími alkoholy, hlavně methylalkoholem (MEŘO) a ethylalkoholem (EEŘO).
Oba proudy vstupují do poolu polotovarů, ze kterého jsou připravována komerční paliva pro vznětové motory, nazývaná motorová nafta. Důležitou skutečností však je, že se oba proudy výrazně liší jak v chemickém složení, tak v množství, standardnosti kvality, i v mechanismu spalování ve vznětovém motoru.
Motorová nafta na uhlovodíkové bázi je obecně vyráběna míšením vhodných frakcí ze zpracování ropy, vroucích v rozmezí 180 až 360 °C, získávaných primární destilací ropy, nebo jejího sekundárního zpracování zušlechťovacími procesy. Vyznačuje se spojitou destilační křivkou, hodnotami hustoty a viskozity v rozmezí, které je dnes definováno ČSN EN 590. Zastoupení jednotlivých typů uhlovodíků, které dosud není normováno, zásadně určuje dříve uvedené fyzikální vlastnosti a výrazně ovlivňuje průběh spalování ve vznětovém motoru, charakterizovaný cetanovým číslem. Složení uhlovodíkových motorových naft je ovlivňováno současným trendem, který obecně vede ke snížení obsahu síry na hodnoty pod 0,05 % hmotn. a výraznému omezení obsahu uhlovodíků s dvěma a více aromatickými kruhy v molekule. Takovýmto ukazatelům kvality paliva pak jsou přizpůsobovány konstrukce a parametry činnosti vznětového motoru, což zabezpečuje minimalizaci obsahu škodlivých emisí ve výfukových plynech.
Estery mastných kyselin z obnovitelných přírodních zdrojů se liší od komponent motorové nafty, vyrobených z fosilních surovin, především vtom, že vykazují rozmezí teplot varu ve velice úzkém rozmezí cca 20 °C mezi 320 až 340 °C, což se promítá i v jejich vysoké hustotě a viskozitě. Toto destilační rozmezí je dáno charakterem rostlinného materiálu, ze kterého byly estery mastných kyselin vyrobeny. Komponenty paliva tohoto typu se vyznačují tím, že v motoru vytvářejí hrubou disperzi paliva ve vzduchu; vznikající kapalné částice se obtížně odpařují a neochotně prohořívají. Na druhé straně alkalický charakter uhlovodíkového skeletu paliva, nepřítomnost síry a aromatických uhlovodíků a naopak přítomnost kyslíku vedou ke snížení teploty samovznícení, konečné pracovní teploty motoru a k výsledné výrazné pozitivní změně charakteru emisí škodlivých látek ve výfukových plynech.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody odstraňuje směsná bionafta podle vynálezu, který spočívá v tom, že směsná bionafta obsahuje směs esterů mastných kyselin, přítomných v přírodních obnovitelných zdrojích uhlíku, zejména volejích a tucích, snízkými alifatickými alkoholy, zejména methylalkoholem a ethylalkoholem, s výhodou vyrobeným z přírodních sacharidických substrátů kvasným postupem, a uhlovodíkovou směs, pocházející z neobnovitelných fosilních zdrojů uhlíku, přičemž při destilační zkoušce předestiluje z uhlovodíkové směsi 10% obj. v rozmezí 175 °C až 205 °C, s výhodou při 190 °C, 65 % obj. v rozmezí 240 °C až 260 °C, s výhodou při 250 °C, 95 % obj. v rozmezí 295 °C až 310 °C, s výhodou při 300 °C, a hustota uhlovodíkové směsi se pohybuje v rozmezí 805 kg.nT3 až 825 kg.m-3, s výhodou 815 kg.m'3 při 15 °C.
-2CZ 285073 B6
Na destilační křivku uhlovodíkové směsi plynule navazuje destilační křivka přidané směsi esterů a získává se tak konečný produkt s nedeformovanou destilační křivkou, zajišťující žádoucí průběh jeho spalování ve vznětovém motoru s výsledkem minimalizace emisí škodlivých látek ve výfukových plynech.
S výhodou směsná bionafta obsahuje 25 % hmotn. až 45 % hmotn., s výhodou 30 % hmotn. až 40 % hmotn. esterových komponentů.
K prohloubení pozitivního účinku uhlovodíkové komponenty na chod motoru a další snížení obsahu emisí škodlivých látek ve výfukových plynech se tato komponenta podrobí hluboké desulfuraci, při níž se obsah síry sníží na hodnoty pod 0,01 % hmotn., a dearomatizaci, při níž se celkový obsah aromatických uhlovodíků sníží na hodnoty pod 10% hmotn., a obsah polyaromatických uhlovodíků se třemi a více aromatickými kruhy v molekule se sníží na hodnoty pod 0,05 % hmotn.
Ve směsné bionaftě podle vynálezu se maximálně využívají výhody a naopak eliminují nevýhody komponent, které jsou k výrobě směsné bionafity používány. Přitom se vychází ze skutečnosti, že vlastnosti esterové složky jsou dány charakterem přírodního materiálu a nelze je prakticky měnit. Optimálních vlastností směsné bionafity lze tedy dosáhnout pouze vhodnou úpravou použitého uhlovodíkového podílu tak, aby konečné palivo vykazovalo plynulou nedeformovanou destilační křivku, přičemž jeho další vlastnosti, zejména hustota, viskozita a cetanové číslo vykazují takové hodnoty, že na směsné palivo není třeba zvláště upravovat konstrukci a nastavení provozních parametrů vznětového motoru.
Obsah škodlivých látek ve výfukových plynech z jeho spalování v mobilních i stacionárních motorech je výrazně snížen.
Příklady provedení vynálezu
Následující příklady provedení vynálezu vycházejí změření, provedených v běžných stanicích technické kontroly, certifikovaných pro měření emisí ve výfukových plynech motorových vozidel. Testy byly provedeny na třech reálných vozidlech pro těžký nákladní provoz, opatřených vznětovými motory s inline přímým vstřikováním paliva, turbodmýchadlem s mezichlazením, pracujícími s kompresním poměrem 17,5. Motory byly seřízeny na motorovou naftu, vyhovující ČSN EN 590, třídy D. Složení emisí, zjištěné u tohoto paliva, je považováno za standardní (100%) a všechny výsledky, uvedené v následujících příkladech, dokumentujících výhody směsného paliva podle vynálezu, jsou vztaženy k tomuto základu. Zkoušky byly opakovány na stejných vozidlech po proběhu 8000 až 9000 km se shodným výsledkem.
Příklad 1
Jako palivo pro emisní testy byla použita čistá směs methylesterů kyselin řepkového oleje (MEŘO), vyhovující ČSN 65 6507 a současně splňující podmínky biologické odbouratelnosti podle testu CEC L-33-A-93. Nezanedbatelnou skutečností je i fakt, že palivo pochází z obnovitelných zdrojů uhlíku. U všech testovaných vozidel došlo ke snížení emisí škodlivých látek ve výfukových plynech v následujícím rozmezí: oxid uhelnatý (CO) o 17 až 17%, uhlovodíků (HC) o 17 až 22 % a částic (Pm) o 18 až 30 %. Složení těchto částic se změnilo tak, že se v nich zvýšil v průměru o 480 % obsah extrahovatelných látek, představujících především nespálené nebo nedokonale spálené palivo. Obsah polyaromatických uhlovodíků (PAU) se celkově v emisích snížil v průměru o 42 %. Naopak zvýšil se obsah oxidů dusíku (NOX) v emisích o 8 až 11 %. Měrná spotřeba paliva se zvýšila o 7 až 10%. Subjektivně byla
-3CZ 285073 B6 pozorována přítomnost iritujících látek ve výfukových plynech, dráždících sliznice očí a úst a registrován specifický zápach po nedokonale spálených MEŘO.
Výrazně se zhoršilo chování motorů při studených startech - dunění motorů a opacita výfukových plynů při prudké akceleraci. Palivo vykazovalo výrazně zhoršené nízkoteplotní chování ztrátu tekutosti - již při teplotách blízkých 0 °C.
Příklad 2
Jako palivo pro emisní testy byla použita směs 62 % hmotn. standardního uhlovodíkového paliva, vyhovujícího ČSN EN 590 třída D, a 38 % hmotn. MEŘO podle příkladu 1. Přídavek MEŘO k uhlovodíkovému palivu výrazně posunul jeho destilační křivku směrem k vyšším teplotám a rozhodujícím způsobem ji deformoval, především v oblasti 30 až 80 % obj.. Současně se zvýšila hustota paliva i jeho viskozita k horní hranici, povolené normou ČSN EN 590. Směsné palivo nevyhovovalo z hlediska biologické odbouratelnosti testu CEC L-33-A-93; došlo také k významnému zhoršení jeho nízkoteplotního chování. Směsné palivo bylo naplněno do vyčištěného palivového systému zkoušených vozidel, která byla podrobena emisním testům. Oproti standardnímu uhlovodíkovému palivu bylo dosaženo snížení obsahu CO ve výfukových plynech o 14 až 19 %, HC o 15 až 19 %. Obsah částicových emisí (Pm) se snížil o 10 až 14 %, přičemž se změnil i obsah extrahovatelných látek z nich v průměru na 215% obsahu u referenčního paliva. Obsah NOX zůstal ve srovnání s referenčním palivem prakticky nezměněn, stejně jako měrná spotřeba paliva. Subjektivně byl zaznamenán pokles obsahu iritujících látek a zápachu ve srovnání s čistým MEŘO, jak bylo uvedeno v příkladu 1. U zkoušeného paliva byly opět zjištěny problémy se studeným startem - tvrdý chod motoru a opacita výfukových plynů, které se projevily i při akceleraci.
Příklad 3
Jako palivo pro emisní testy byla připravena směs 32 % hm. MEŘO podle příkladu 1 a 68 % hm. ropné frakce, charakterizované následující destilační křivkou: do 190 °C předestiluje max. 10 % obj., do 250 °C max. 65 % obj. a do 300 °C min. 95 % obj.. Hustota frakce byla 820 kg.m-3 při 15 °C při zachování všech ostatních kvalitativních požadavků, předepsaných ČSN EN 590 pro motorové nafty. Typickou vlastností uvedené destilační křivky je, že na ni plynule navazuje destilační křivka MEŘO a není přídavkem MEŘO deformována. Takto formulovaná směsná bionafta, vyhovující i z hlediska biologické odbouratelnosti podmínkám CEC L 33-A-93, byla použita jako palivo pro testování emisí ve výfukových plynech sledovaných tří vozidel. Oproti referenčnímu palivu bylo zjištěno snížení obsahu CO o 21 až 25 %, HC o 22 až 35 %, NOX o 2 až 5 %, částic (Pm) o 25 až 35 %. Obsah extrahovatelných látek v částicích klesl v průměru na 140% obsahu u referenčního paliva, obsah PAU se snížil průměrně o 58%. Motory s tímto palivem pracovaly měkce, s potřebnou startovatelností za snížených teplot. Subjektivně byla konstatována nízká hladina iritujících látek a nebyl zaznamenán zápach, charakteristický pro přírodní oleje, vystavené vyšším teplotám. Všechny tyto pozitivní faktory lze na základě opakovaných pokusů jednoznačně spojit sjiž zmíněným nedeformovaným průběhem destilační křivky a dalšími vlastnostmi směsné bionafty. Uvedené kvalitativní parametry směsného paliva zajišťují také vytváření optimální disperze paliva ve válci motoru, která zajišťuje nízkou teplotu samovznícení a téměř ideální odpařování a prohořívání částic paliva, které se vytvářejí ve válci motoru po vstřiknutí paliva. Všechny tyto faktory vyúsťují v mimořádně příznivou práci motoru z hlediska mechanického, energetického i z hlediska zátěže životního prostředí emisemi škodlivých látek.
-4CZ 285073 B6
Příklad 4
Surový řepkový olej, představující převážně estery mastných kyselin s glycerinem, byl transesterifikován kvasným ethylalkoholem, získaným z přírodních obnovitelných surovin a byly získány ethylestery mastných kyselin řepkového oleje (EEŘO). Přečištěním tohoto produktu destilací za sníženého tlaku byla získána komponenta, která ve směsi s ropnou frakcí byla použita pro přípravu bionafty, vyhovující současným i perspektivním požadavkům na životní prostředí. Výhodou je skutečnost, že všechny suroviny pro přípravu neuhlovodíkové komponenty byly získány z obnovitelných zdrojů uhlíku. Další výhodou je skutečnost, že destilační křivky MEŘO a EEŘO se liší jen v naprosto nevýznamných detailech, stejně jako jejich ostatní fyzikální parametry.
Bylo připraveno směsné palivo z 34 % hmotn. EEŘO a 66 % hmotn. ropné frakce podle příkladu
3.
S takto formulovaným palivem byly provedeny emisní testy se standardní skupinou tří vozidel, která byla zkoušena ve všech pokusech, popsaných v předloženém vynálezu. Bylo zjištěno, že rozdíl ve složení emisí oproti příkladu 3 je v rámci běžných experimentálních chyb. Z toho lze vyvodit, že EEŘO se chovají při použití jako komponenty paliva pro vznětové motory jako MEŘO.
Příklad 5
Uhlovodíkové palivo, charakterizované v příkladu 2, bylo podrobeno katalytické rafmaci vodíkem za tlaku 5,5 MPa. Ze získaného produktu byla vydestilována frakce, jejíž destilační křivka je shodná s údaji, uvedenými v příkladu 3. Tato frakce se však oproti palivu, uvedenému v příkladu 3, zásadně liší v chemickém složení, a to především obsahem síry, sníženým na 0,005 % hmotn., celkovým obsahem aromatických uhlovodíků sníženým na 9,8 % hmotn. a obsahem polyaromatických uhlovodíků, obsahujících v molekule 3 a více aromatických kruhů, sníženým na 0,04 % hmotn. Z takto získaného hluboce rafinovaného produktu byla přídavkem MEŘO, odpovídajícím ČSN 65 6507, připravena směsná bionafta, obsahující 69,5 % hmotn. uhlovodíkového podílu a 30,5 % hmotn. MEŘO, která byla použita k testování vybraných tří vozidel z hlediska obsahu a složení emisí škodlivých látek ve výfukových plynech. Ve srovnání s příkladem 3 bylo dosaženo shodných výsledků u klasických emisí CO a HC. Došlo však k dalšímu snížení obsahu NOX o 7 až 9 % oproti standardnímu palivu a zejména ke snížení množství částicových emisí (Pm) o 43 až 48 %. Obsah PAU v emisích se snížil o 67 až 72 %. Použité palivo ovlivňovalo příznivě další parametry činnosti motoru, jak bylo již dříve uvedeno v příkladu 3.
Průmyslová využitelnost
Výroba směsné bionafty způsobem podle vynálezu je snadno realizovatelná jak z hlediska získání její komponenty, pocházející z přírodních obnovitelných zdrojů, tak z hlediska získávání a úpravy uhlovodíkové komponenty, pocházející z neobnovitelných fosilních surovin, přičemž vyrobená bionafta je bez dalších úprav využitelná jako palivo pro vznětové motory osobních a nákladních automobilů, autobusů a dalších dopravních a manipulačních mechanismů a ke generování elektrické energie a tepla, se zvláštní výhodou využití v městských aglomeracích a uzavřených prostorách, kde se tak výrazně snižují emise škodlivých látek a dosahuje podstatné zlepšení pracovního a životního prostředí.
Claims (5)
1. Směsná bionafta, využívaná jako palivo pro vznětové motory, na bázi směsi esterů mastných kyselin, přítomných v přírodních obnovitelných zdrojích uhlíku, zejména volejích a tucích, s nízkými alifatickými alkoholy, a uhlovodíkové směsi, pocházející z neobnovitelných fosilních zdrojů uhlíku, vyznačující se tím, že se použije uhlovodíková směs, u které je po destilační zkoušce předestilováno 10% obj. v rozmezí 175 °C až 205 °C, 65 % obj. v rozmezí 240 °C až 260 °C, 95% obj. v rozmezí 295 °C až 310 °C, a hustota uhlovodíkové směsi se pohybuje v rozmezí 805 kg.m 3 až 825 kg.m'3 při 15 °C.
2. Směsná bionafta podle nároku 1, vyznačující se tím, že se použije uhlovodíková směs, u které je po destilační zkoušce předestilováno 10% obj. uhlovodíkové směsi při 190 °C, 65 % obj. při 250 °C a 95 % obj. při 300 °C a hustota uhlovodíkové směsi je 815 kg.m-3 při 15 °C.
3. Směsná bionafta podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje 25 % hmotn. až 45 % hmotn. esterových komponentů.
4. Směsná bionafta podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje 30 % hmotn. až 40 % hmotn. esterových komponentů.
5. Směsná bionafta podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že směs uhlovodíků obsahuje pod 0,01 % hmotn. síry a pod 10 % hmotn. aromatických uhlovodíků a pod 0,05 % hmotn. polyaromatických uhlovodíků se třemi a více aromatickými kruhy v molekule.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ973446A CZ285073B6 (cs) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Směsná bionafta |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ973446A CZ285073B6 (cs) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Směsná bionafta |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ344697A3 CZ344697A3 (cs) | 1999-05-12 |
| CZ285073B6 true CZ285073B6 (cs) | 1999-05-12 |
Family
ID=5466754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ973446A CZ285073B6 (cs) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Směsná bionafta |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ285073B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ306196B6 (cs) * | 2011-10-13 | 2016-09-21 | Česká zemědělská univerzita v Praze | Palivo na bázi bionafty |
-
1997
- 1997-10-31 CZ CZ973446A patent/CZ285073B6/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ306196B6 (cs) * | 2011-10-13 | 2016-09-21 | Česká zemědělská univerzita v Praze | Palivo na bázi bionafty |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ344697A3 (cs) | 1999-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Setiyo et al. | The Concise latest report on the advantages and disadvantages of pure biodiesel (B100) on engine performance: Literature review and bibliometric analysis | |
| Abdel‐Rahman | On the emissions from internal‐combustion engines: a review | |
| Curran et al. | Detailed chemical kinetic modeling of diesel combustion with oxygenated fuels | |
| Lin et al. | Combustion characteristics of waste-oil produced biodiesel/diesel fuel blends | |
| Babu et al. | Vegetable oils and their derivatives as fuels for CI engines: an overview | |
| Mwangi et al. | Emission reductions of nitrogen oxides, particulate matter and polycyclic aromatic hydrocarbons by using microalgae biodiesel, butanol and water in diesel engine | |
| Uyar et al. | Production of low sulfur diesel-like fuel from crude oil wastes by pyrolytic distillation and its usage in a diesel engine | |
| CN114181745A (zh) | 一种清洁燃料及其制备方法 | |
| Hoang et al. | Use of biodiesel fuels in diesel engines | |
| Kumar et al. | Experimental analysis on performance and emission characteristics of diesel engine using lemongrass biodiesel and TiO2 nano additives blends | |
| CZ285073B6 (cs) | Směsná bionafta | |
| Taymaz et al. | Performance and emission characteristics of a diesel engine using esters of palm olein/soybean oil blends | |
| Suresh et al. | Effect of injection pressure on performance and emission of diesel engine with blends of Honge-Rice bran bio diesel | |
| CN101768478B (zh) | 一种车用低碳生物柴油 | |
| Muregi et al. | Emission comparison of air-fuel mixtures for pure gasoline and bioethanol fuel blend (E20) combustion on sparking-ignition engine | |
| Nagpure et al. | Effects of diesel–Calophyllum inophyllum biodiesel–propyl alcohol blends on performance, emissions, and combustion of diesel engine | |
| Kuppusamy et al. | Analysis of the Emissions and Performance of a Diesel Engine Using Pumpkin Seed Oil Methyl Ester with Different Injection Pressures | |
| SK59099A3 (en) | Mixed bio-diesel fuel | |
| CN100523128C (zh) | 麻风树生物燃料混合物 | |
| Najim et al. | Effect of Castor Oil Biodiesel Blending Ratio on Diesel Engine Performance and Emissions | |
| Sonawane et al. | Experimental Investigation of Effect of Various Diesel-Ethanol Blends on In-Use Multi-Cylinder Engine Performance and Emission | |
| Panchamoorthy et al. | Assessment of Performance and Emission Characteristics using Algae Biodiesel in an Additive Fuelled LHR Engine. | |
| Holt | Alternative diesel fuels | |
| Sai et al. | A review on preparation, efficiency and emissions of Mahua biodiesel and its blends | |
| Setiyo et al. | Indonesian Journal of Science & Technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20081031 |