CZ3712U1

CZ3712U1 - Ekologické palivo pro vznětové motory

Info

Publication number: CZ3712U1
Application number: CZ19953773U
Authority: CZ
Inventors: Jan Hrnčiřík
Original assignee: Jan Hrnčiřík
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1995-08-15

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká ekologického paliva pro vznětové motory, které sestává z esterů mastných kyselin a dalších přísad na bázi uhlovodíků. Palivo nahrazující motorovou naftu se vyznačuje především vysokou biologickou rozložitelností a velmi nízkým obsahem škodlivých emisí ve výfukových plynech.

Dosavadní stav techniky

V současné době je již známo několik druhů ekologických paliv na bázi raethylesterů nenasycených mastných kyselin rostlinného původu. Vývoj těchto paliv se uskutečňuje již několik let, avšak jejich použití jako plnohodnotné náhrady motorové nafty dosud bránily nevyhovující vlastnosti. Jde hlavně o použití těchto paliv při nízkých teplotách pod 0 “C, zhoršené výkonové vlastnosti motorů, negativní vliv na pryžové součásti motorů a palivových soustav a v neposlední řadě taky vysoké náklady na výrobu a distribuci těchto paliv.

Podstata technického řešeni

Uvedené nedostatky známých ekologických paliv tohoto druhu do značné míry odstraňuje ekologické palivo pro vznětové motory, sestávající z esterů mastných kyselin a dalších přísad na bázi uhlovodíků, podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že estery mastných kyselin jsou methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin o koncentraci 30 až 40 % hmotn. a palivo dále obsahuje 20 až 65 % hmotn. n-alkanů CIO - C18 a 5 až 30 % hmotn. bezsirného středního destilátu a/nebo odparafinovaného petroleje a/nebo motorové nafty s obsahem síry do 0,05 % hmotn.

Je výhodné, jestliže methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin jsou zvoleny ze skupiny obsahující methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin obsažených v rostlinných a/nebo živočišných tucích.

Z praktických a zejména ekonomických důvodů je dále výhodné, jestliže methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin jsou zvoleny ze skupiny obsahující methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin obsažených v řepkovém, slunečnicovém, kukuřičném, lněném, bavlněném nebo sojovém oleji.

N-alkany jsou s výhodou tvořeny směsí dvou frakcí CIO - C13 a C14 - C18 v libovolném vzájemném poměru, přičemž bezsirný střední destilát je tvořen směsí kapalných uhlovodíků s bodem varu v rozmezí 170 až 370 stupňů Ca obsahem síry do 0,01 % hmotn.

Podstatou technického řešení je tedy přidání látek, které eliminují výše uvedené negativní vlastnosti známé bionafty tohoto druhu za současného zachování dobrých ekologických vlastností, zejména nízkého obsahu škodlivých emisí ve výfukových plynech a biologické rozložitelnosti.

-1CZ 3712 U

Ekologické palivo podle tohoto technického řešení tedy může obsahovat:

% - 40 % hmotn. esterů nenasycených mastných kyselin % - 65 % n-alkánů C_1Q - C₁₈ % - 30 % středního bezsírného destilátu nebo:

- odparafinovaný petrolej (tzv. rafinát) ,

- CITY DIESEL (nízkosirná nafta)

Methylester nenasycených mastných kyselin (dále MEŘO) tvořící 30 - 40 % ekologického paliva podle tohoto technického řešení je čirá kapalina bez mechanických nečistot a vody, žlutozelené až žlutohnědé barvy. V současné době se vyrábí hlavně methanolýzou z bezerukového řepkového oleje. Výrobci jsou například některé zemědělské i průmyslové závody. Fyzikální a chemické vlastnosti jsou uvedeny v tab. 1.

Další podstatnou složkou ekologického paliva podle tohoto technického řešení je směs plně biologicky odbouratelných alifatických uhlovodíků, které jsou dodávány výrobcem pod názvem n-alkány. Podle počtu uhlíků v řetězci se dělí na lehké (Cjq - C₁₃) a těžké (C₁₄ - C_lg). Jsou to čiré bezbarvé kapaliny vyráběné z hydrogenované petrolejové frakce. V tab. 2 jsou uvedeny hlavní fyzikální a chemické vlastnosti. Přidáním n-alkánů se dosáhne především zlepšení chladových vlastností paliva a startovatelnosti.

Přídavek ostatních složek má za úkol stabilizovat hoření ekologického paliva a tak zlepšit hlavně výkonové parametry tohoto paliva.

Nejvýhodnější látkou pro toto vylepšení je bezsirný střední destilát (dále BSD). Jde o směs kapalných uhlovodíků vroucích v rozmezí 170 °C až 370 °C. Je to čirá bezbarvá nebo slabě nažloutlá kapalina získaná při hydrokrakovaní vákuových ropných destilátů. Technické parametry jsou uvedeny v tab. 3.

BSD je za určitých podmínek možné nahradit nízkosirnou motorovou naftou, která je na trhu známa pod názvem CITY DIESEL (dále CD). Vlastnosti CD jsou téměř shodné s motorovou naftou s tím rozdílem, že obsah síry je snížen pod 0,05 %. Viz tab. 4.

Odparaf inovaný petrolej (dále DP) je další složkou nahrazu- -¼ jící za určitých podmínek BSD. Získává se jako vedlejší produkt při výrobě n-alkánů z hluboko rafinované petrolejové frakce. Používá se jako nízkosirná komponenta na výrobu motorové nafty. Pro tuto frakci se také používá název rafinát. Jakostní parametry jsou uvedeny v tab. 5.

Ekologické palivo podle tohoto technického řešení se vyrábí smícháním daných komponent v předepsaném poměru. Směs se homogenizuje hydrodynamickým směšováním jednotlivých složek a následným mechanickým promícháváním. Výsledným produktem je homogenní čirá kapalina nažloutlé barvy s charakteristickou vůní po MEŘO.

-2CZ 3712 U

Příklady provedení technického řešení

Příklad 1 % MEŘO ™ o £:í^{lkány C}10 ^C18 30 % BSD

Příklad 2 % MEŘO % n-alkány C_1Q - C-,₈25 % BSD

Příklad 3 % MEŘO % n-alkány C₁₀ - C₁₈20 % DP (rafinát)

Fyzikální a chemické vlastnosti uvedených příkladů technic kého řešení byly porovnány s vlastnostmi NM 22B. Viz tab. 6.

UKAZATEL	ROZMĚR	HODNOTA
Hustota při 15 ^CC	kg/m³	860-900
filtrovátelnost	•c	- 8
číslo kyselosti	mg KOH/g	max. 0,8
kinematická viskozita při 20 °C	mm²/s	6-9
bod vplanutí PN	•c	min. 55
obsah vody	%	max. 0,1
obsah mechanických nečistot	%	max. 0,02
obsah volného glycerolu	%	max. 0,03
obsah aktivní látky	%	min. 98,0
obsah popele	%	max. 0,02

Tab. 1. Fyzikálně chemické vlastnosti MEŘO

UKAZATEL	ROZMĚR	HODNOTY
^C10~^C13	^C14^C18
hustota při 20 °C	kg/m³	743	764
bod tuhnutí	°C	>-20	cca 10
bod vzplanutí PN	°c	74	100
celkový obsah n-alkánů	hm %	min	98,5
obsah C₉ a lehčích	hm %	max.0,5
obsah C₁₃ a lehčích	hm %		max.2,0
obsah C₁₄ a těžších	hm %	max.0,75
obsah C₁₈ a těžších	hm %		max.3,0
obsah aromatických uhlovodíků	hm.ppm	max.800	max.1500
obsah síry	hm.ppm	max	.2,0
destilační zkouška:
začátek destilace	•c	190	195
90 %	•c	214	222
95 %	•c	220	226
konec destilace	•c	224	230

Tab. 2. Fyzikálně chemické parametry n-alkánů C_lo-C₁₃ a C₁₄-C₁₈

-3CZ 3712 U

Číslo kyselosti je srovnatelné s motorovou naftou, v porovnání s bionaftou tvořenou samotnými estery mastných kyselin je podstatně nižší, takže palivo podle tohoto technického řešení nemá nepříznivé účinky na pryžové součásti motoru a palivové soustavy.

Snížení škodlivých emisí se projevuje jak v oblasti síry a jejích sloučenin, tak i v oblasti polyaromátů polyaromatických uhlovodíků a ve snížení kouřivosti motoru obecně.

Palivo podle tohoto technického řešení je kromě toho plné biologicky odbouratelné a jeho výroba je z větší části založena na obnovitelných zdrojích.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Ekologické palivo pro vznětové motory, sestávající z esterů mastných kyselin a dalších přísad na bázi uhlovodíků, vyznačující se tím, že estery mastných kyselin jsou methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin o koncentraci 30 až 40 % hmotn. a palivo dále obsahuje 20 až 65 % hmotn. n-alkánů CIO - C18 a 5 až 30 % hmotn. bezsirného středního destilátu a/nebo odparafinovaného petroleje a/nebo motorové nafty s obsahem síry do 0,05 % hmotn.
2. Ekologické palivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin i jsou zvoleny ze skupiny obsahující methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin obsažených v rostliných a/nebo * živočišných tucích.

V
3. Ekologické palivo podle nároků la2, vyznačující se tím, že methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin jsou zvoleny ze skupiny obsahující methylestery a/nebo ethylestery mastných kyselin obsažených v řepkovém, slunečnicovém, kukuřičném, lněném, bavlněném nebo sojovém oleji·
4. Ekologické palivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že n-alkány jsou tvořeny směsí dvou frakcí CIO - C13 a C14 - C18 v libovolném vzájemném poměru.
5. Ekologické palivo podle nároku 1, vyznačující se « tím, že bezsirný střední destilát je tvořen směsí kapalných ’ uhlovodíků s teplotou varu v rozmezí 170 až 370 stupňů '

C a obsahem síry do 0,01 % hmotn.

Konec dokumentu