DE202012103453U1

DE202012103453U1 - Treibstoffzusammensetzungen

Info

Publication number: DE202012103453U1
Application number: DE202012103453U
Authority: DE
Original assignee: Neste Oyj
Current assignee: Neste Oyj
Priority date: 2011-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-01-11
Anticipated expiration: 2022-09-12
Also published as: US20150144087A1; US8935994B2; US9822321B2; FI20110300A0; ES2595178T3; FI10054U1; EP2568033A3; EP2568033A2; US20130199481A1; EP2568033B1; FI11374U1

Abstract

Benzin, das paraffinische Kohlenwasserstoffe aus biologischen Ölen, Fetten oder Derivaten oder Kombinationen daraus und Oxygenate aufweist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Benzinzusammensetzungen, die als Kraftfahrzeug-Treibstoffe geeignet sind. Insbesondere betrifft die Erfindung Benzinzusammensetzungen, die Kohlenwasserstoffe aus erneuerbaren Quellen enthalten, und ein Verfahren zur Herstellung solcher Benzine. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren, mit dem die Emissionen eines oder mehrerer Schadstoffe aus der Gruppe der ungesättigten und aromatischen Verbindungen, wie etwa Diolefine und Benzole, aus Abgasen von Kraftfahrzeugmotoren reduziert werden können.
Beschreibung des im Bezug stehenden Standes der Technik
Ethanol ist gegenwärtig der global meistverwendete flüssige Biokraftstoff. Dies ist zumindest teilweise darauf zurück zu führen, dass er leicht verfügbar ist. Das am weitesten verbreitete Herstellverfahren für Bioalkohole (d. h. Alkohole, die aus erneuerbaren Quellen erhalten werden) ist durch Fermentation aus zuckerbasiertem Aufgabegut mittels Hefe. Alternative Wege, um verschiedene Biomassen zu Bioalkoholen umzuwandeln, schließen thermochemische Verfahren, beispielsweise die Biomassevergasung gefolgt von einer Alkoholsynthese, oder die Vergasung gefolgt von Fermentation unter Verwendung anaerober Bakterien ein.
Es gibt eine Vielzahl an Studien über die Auswirkungen von niedrig konzentrierten Ethanolzusätzen auf die Emissionen im Abgas. Im Allgemeinen hat Ethanol eine positive Auswirkung auf die Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff Emissionen im Abgas. Im Gegensatz hierzu neigen NO_x Emissionen dazu, anzusteigen, wenn dem Benzin Ethanol beigegeben wird. Das Ozonbildungspotential tendiert bei Ethanol/Benzinmischungen aufgrund der erhöhten Verdampfung, Acetaldehyd- und NO_x-Emissionen zum Ansteigen. Der Ethanolgehalt von Kraftstoff beeinflusst die 1,3-Butadien Emissionen nicht grundsätzlich. Die Feinstaubemissionen von mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen sind in der Regel gering. Der größte Nachteil, Ethanol zu Benzin beizugeben, ist der Anstieg der Emissionen von Acetaldehyd, der als eine schädliche „lufttoxische” Substanz eingestuft wird. Ein Katalysator kann die Acetaldehyd-Emissionen effizient entfernen, jedoch nicht unter allen Bedingungen, beispielsweise nicht während eines Kaltstarts.
Die Europäische Union verlangt, dass bis 2020 mindestens 10% der zum Transport verwandten Energie über Biokraftstoffe gedeckt und regional sogar höhere Anteile angestrebt werden.
Die Verwendung von Ethanol ist bei konventionellen Kraftfahrzeugen aufgrund technischer Restriktionen grundsätzlich auf 10–15 Vol./Vol.-% (Vol.-%, etwa 7–10 Energieäquivalenz-Prozent) begrenzt. Kraftstoffe mit einem Sauerstoffgehalt von mehr als 4 Massen/Massen-% sind nicht zwangsläufig für Kraftfahrzeuge mit einer konventionellen Funkenzündung verträglich. Heute sind höhere Ethanolbeimischungsverhältnisse nur durch die „Flexible Fuel Vehicle” (FFV) Technologie möglich, die dazu ausgelegt ist, jedes beliebige Mischungsverhältnis von beispielsweise Ethanol und Benzin, zu verwenden.
Heutige konventionelle Kraftfahrzeuge werden jedoch weiterhin den größten Anteil der Kraftfahrzeugflotte in zumindest den nächsten 10 bis 20 Jahren bilden, weshalb es notwendig ist, dafür alternative Optionen mit Biokomponenten zu etablieren und zu bewerten.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, zumindest einige der Probleme zu beseitigen, die mit der bekannten Technologie zusammenhängen, und neue Benzine bereitzustellen, die erneuerbare Komponenten mit einem hohen Bio-Anteil und eine gute Verträglichkeit mit konventionellen Kraftfahrzeugen aufweisen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein neues Benzin bereitzustellen, das zumindest teilweise auf Kohlenwasserstoffen basiert, die aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden, wobei es zugleich die strengen Emissionsgrenzwerte einhält.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Reduktion der Emissionen eines automobilen Verbrennungsmotors eines oder mehrerer Schadstoffe aus der Gruppe umfassend ungesättigte und aromatische Verbindungen bereitzustellen, verglichen mit der Verbrennung von konventionellen, auf fossilen Kohlenwasserstoffen basierenden Kraftstoffen.
Diese und andere Ziele der Erfindung und damit verbundene Vorteile werden durch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung offenbar.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein Benzin, das einen größeren Anteil an Komponenten enthält, die aus erneuerbaren Quellen stammen, durch Aufnahme paraffinischer Kohlenwasserstoffe, die aus biologischen Ölen, Fetten oder Kombinationen, optional zusammen mit Oxygenaten, zu einer Kohlenwasserstoff-Kraftstoffzusammensetzung formuliert werden kann.
Besonders geeignete Kohlenwasserstoffe stammen aus einem Verfahren, bei dem ein Feed biologischer Öle, natürlicher Fette oder Kombinationen daraus, in einem Hydrodesulfurierungs-Schritt hydrodesulfuriert und in einem Isomerisierungs-Schritt isomerisiert wird.
Die paraffinischen und optional isomerisierten Kohlenwasserstoffe werden mit anderen, insbesondere fossil erhaltenen Kohlenwasserstoffen gemischt und optional mit Oxygenaten weiter gemischt, um eine Benzinzusammensetzung bereitzustellen.
Die Verwendung des neuen Benzins stellt ein Verfahren zur Reduktion von Emissionen eines automobilen Verbrennungsmotors einer oder mehrerer Schadstoffe aus der Gruppe umfassend Diolefine und Benzene verglichen mit der Verbrennung von konventionellen, nur auf fossilen Kohlenwasserstoffen basierenden Kraftstoffen, bereit.
Genauer, wird die vorliegende Benzinzusammensetzung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 beschrieben.
Das Herstellverfahren für ein Benzin wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 18 und die Verwendung des Benzins, um Emissionen zu vermindern, mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 20 offenbart.
Beträchtliche Vorteile werden durch die Erfindung erhalten. Die vorliegende Erfindung stellt also Kraftstoffe bereit, die einen hohen Bioenergie-Gehalt aufweisen und die in konventionellen, mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen verwendet werden können. Wie die Ergebnisse weiter unten verdeutlichen, kann der Bioenergie-Gehalt des Benzins bei der Verwendung in konventionellen, mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugmotoren, die nicht zwangläufig für Kraftstoffe mit einem Sauerstoffgehalt von mehr als 4 Massen/Massen-%, geeignet sind, auf bis zu 30% erhöht werden.
Die Verwendung niederer Alkohole, wie Etahnol, Isobutanol oder n-Butanol oder tertiärer Alkylether, wie etwa ETBE, oder Mischungen dieser zusammen mit erneuerbaren Kohlenwasserstoff-Komponenten im Benzin, wie hierin diskutiert, beeinflusst die Emissionen von konventionellen Kraftfahrzeugen nicht. Dagegen weisen Kombinationen eines erneuerbaren Bestandteils mit Oxygenaten, verglichen mit fossilem Kraftstoff, eine verminderte Toxizität der Abgase auf.
Benzinreichweitige Bio-Kohlenwasserstoffe der vorliegenden Art sind vorteilhaft, da sie vollständig mit konventionellem Benzin, Kraftfahrzeugen und der gegenwärtigen Infrastruktur kompatibel sind.
Als nächstes wird die Erfindung mit Hilfe der detaillierten Beschreibung und unter Bezug auf die anhängenden Figuren näher betrachtet.
Kurzbeschreibung der Figuren
1A und 1B zeigen CO, KW, NOx und Feinstaub-Emissionsniveaus von Kraftfahrzeugen und die jeweiligen Euro 5 Grenzwerte bei –7°C und bei normaler Temperatur;
2A und 2B zeigen den Unterschied in Absolutangaben (Änderung in g/km) zwischen Bio-Kraftstoffen und nicht-oxygneniertem fossilem Kraftstoff. Die 1,3-Butadien- und Benzolemissionen werden mit nicht-oxygeniertem fossilem Kraftstoff im europäischen Testzyklus bei –7°C verglichen; und
3 zeigt die Risikofaktoren der Toxizität der Abgase, die aus den geregelten und ungeregelten Emissionen von Biokraftstoffen im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen für den europäischen Testzyklus bei –7°C berechnet wurden.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung betrifft Benzine, die in Kombinationen paraffinische und optional isomerisierte Kohlenwasserstoffe aus biologischen Ölen, Fetten oder Derivaten oder Kombinationen daraus, und Oxygenate beinhalten.
Die Kohlenwasserstoffe können, wie weiter unten näher diskutiert wird, aus Rohmaterial wie Pflanzenölen, Pflanzenfetten, tierischen Fetten und tierischen Ölen, Algen, Hefen und Schimmelpilzen und Mischungen daraus gewonnen werden. Beispiele besonders geeigneter biologischer Öle und Fette schließen Fischfette und Fischöle, Rapssamenöl, Rapsöl, Doppelnull-Rapsöl, Tallöl, Sonnenblumenöl, Sojabohnenöl, Hanfsamenöl, Olivenöl, Leinsaatöl, Senföl, Palmöl, Erdnussöl, Rizinusöl, Kokosnussöl, Schweinefett, Talg, Tranöl oder Fette, die in Milch enthalten sind, rezyklierte Fette pflanzlicher und tierischer Herkunft aus der Lebensmittelindustrie und Mischungen von zwei oder mehreren dieser Rohstoffe ein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform rangiert die Konzentration der paraffinischen und optional isomerisierten oder zumindest teilweise isomerisierten Kohlenwasserstoffe aus biologischen Ölen, Fetten oder Derivaten oder Kombinationen daraus im Kraftstoff von 5 vol.-% bis 20 Vol.-%, bevorzugt von etwa 10 Vol.-% bis etwa 15 Vol.-%. Der Energiegehalt, der durch das Einbeziehen der Kohlenwasserstoffe erhalten wird, wird nachstehend diskutiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Oxygenate aus der Gruppe der Alkohole und Ether ausgewählt; bevorzugt werden die Oxygenate aus der Gruppe der niederen aliphatischen Alkohole, wie Ethanol, n- oder i-Proponol, n- oder i-Butanol oder aus der Gruppe der tertiären Alkylether, wie Ethyl-tert-butylether (ETBE) und tertiärem Amyl-Methylether (TAME), ausgewählt.
Es sollte angemerkt werden, dass Butanol, als Benzinkomponente in seinen isomerischen Formen viele Vorteile gegenüber Ethanol aufweist: höheren Energiegehalt, geringeren Dampfdruck, geringeres Phasentrennungsrisiko und es ist weniger aggressiv gegenüber Materialien.
Ferner kann Ethanol durch katalytische Reaktion mit Isobutylen, das momentan ein fossiler Rohstoff ist, zu Ethyl-tert-butylether (ETBE) umgewandelt werden. Auf ähnliche Weise kann auch Methanol zu Methyl-tert-butylether (MTBE) umgewandelt werden. Sowohl ETBE als auch MTBE haben exzellente Brennstoffeigenschaften als Benzinkomponente; zum Beispiel hohe Oktanzahlen, geringe Dampfdrücke, kein Phasentrennungsrisiko und ein gutes Verhalten gegenüber Materialien. Als Benzinbestandteil werden Ether den Alkoholen vorgezogen.
Im vorliegenden Kontext sind Ethyl-tert-butylether, Isobutanol und Ethanol besonders bevorzugte Oxygenate.
Daher wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Oxygenat ausgewählt aus:

– Ethanol, das in einer Konzentration von etwa 5 bis 15 Vol.-%, vorliegen kann; oder
– Isobutanol, das in einer Konzentration von 5 bis 20 Vol.-%, bevorzugt von etwa 10 bis 17 Vol.-%, vorliegen kann; oder
– ETBE, das in einer Konzentration von 7 bis 25 Vol.-%, bevorzugt von etwa 15 bis 22 Vol.-%, vorliegen kann; oder
– einer Kombination von zwei oder drei der oben genannten Bestandteile.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Sauerstoffkonzentration höchstens 5 Massen-%, bevorzugt etwa 0,1 bis 4,5 Massen-%.
Kraftstoff nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Bio-Kohlenwasserstoffkomponente in die Benzinzusammensetzung aufgenommen wird, bevorzugt in Kombination mit Oxygenaten, hat einen signifikanten Bioenergie-Gehalt. Bevorzugt beträgt der Bioenergie-Gehalt mindestens 14 E_eqv-% (Energieäquivalenz-Prozent), insbesondere beträgt der Bioenergie-Gehalt 15 bis 35 E_eqv-%. Der Energieäquivalenz-Prozentsatz E_eqv-% wird auf Basis der Heizwerte aus der Europäischen Richtlinie zu Erneuerbaren Energien 2009/28/EG berechnet.
In einer besonderen Ausführungsform wird eine Benzinzusammensetzung bereitgestellt, die folgende Eigenschaften aufweist:

– eine Oktanzahl (R + M)/2 von mindestens 85,
– einen Gesamtaromatengehalt von maximal 35 Vol.-% und weniger als 0,5 Massen-% Benzol,
– einen Dampfdruck von 69 ± 2 kPa,
– mindestens 14% Energieäquivalent aus paraffinischen und isomerisierten oder zumindest teilweise isomerisierten C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffen, insbesondere C₃- bis C₁₂-, typischerweise C₅- bis C₁₂-Kohlenwasserstoffen, die aus biologischen Ölen, natürlichen Fetten oder Kombinationen draus gewonnen werden.

Es wurde heraus gefunden, dass der neue Kraftstoff geringe Diolefin- und Benzol-Emissionen verursacht. Dies ermöglicht es, ein Verfahren zur Reduktion der Emissionen eines automobilen Verbrennungsmotors von einem oder mehreren Schadstoffen aus der Gruppe umfassend Diolefine und Benzole verglichen mit der Verbrennung von konventionellen, auf fossilen Kohlenwasserstoffen basierenden Kraftstoffen bereitzustellen, das folgende Schritte umfasst:

a) Zuführen eines Benzins, das paraffinische und optional isomerisierte Kohlenwasserstoffe aus biologischen Ölen, Fetten oder Kombinationen daraus und Oxygenate enthält, in einen automobilen Verbrennungsmotor,
b) Verbrennen des Benzins in dem Verbrennungsmotor,
c) Zuführen zumindest eines Teils der Abgase aus dem Verbrennungsmotor zu einem Katalysator, und
d) Entlassen der Emissionen aus dem Katalysator in die Atmosphäre.

Vorzugsweise werden die vorliegenden Kraftstoffe in einem automobilen Verbrennungsmotor, der ein Mehrpunkteinspritzmotor (MPFI) oder ein Direkteinspritzmotor (FSI) sein kann, verwendet, wobei beide Motor-Typen einheitlich zur Verwendung eines Kraftstoffs mit einem Sauerstoffgehalt von maximal 4 Massen-% geeignet sind.
Die vorliegende Kohlenwasserstoff-Zusammensetzung enthält im Allgemeinen C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffe. Gemäß einer Ausführungsform basieren die Zusammensetzungen auf C₃- bis C₁₂-, typischerweise C₅- bis C₁₂-Kohlenwasserstoffen, und im Weiteren weisen die Zusammensetzungen leichte Kohlenwasserstoffe, wie etwa aliphatische C₂- bis C₈-Kohlenwasserstoffe auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die vorliegenden Kohlenwasserstoffe praktisch keine ungesättigten Verbindungen (mindestens 95 Vol.-%, bevorzugt mindestens 98 Vol.-%) der Kohlenwasserstoffe sind paraffinisch.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Teil, bevorzugt ein signifikanter Teil, der Kohlenwasserstoffe isomerisierte (verzweigte) Paraffine/Alkane. Insbesondere sind mindestens 15 Vol.-%, geeigneterweise mindestens 40 Vol.-%, vorteilhaft mindestens 50 Vol.-%, typischerweise mindestens 75 Vol.-% verzweigt. In der Praxis kann der Anteil solcher isomerisierter Paraffine in der vorliegenden Kohlenwasserstoffzusammensetzung aus biologischen Ölen, Fetten oder Kombinationen daraus bis zu 80 Vol.-% oder sogar höher liegen (85 bis 95 Vol.-%). Der Rest der Paraffine ist typischerweise linear (unverzweigt).
Der Siedepunktbereich der vorliegenden Kohlenwasserstoffzusammensetzung liegt in dem für Benzine festgesetzten Bereich. Typischerweise liegt dieser bei etwa 40 bis etwa 220°C, insbesondere bei etwa 50 bis 200°C, zum Beispiel bei etwa 60 bis 150°C.
Die vorliegenden Kohlenwasserstoffe stammen aus biologischen Ölen, natürlichen Fetten oder Kombinationen daraus. Das Aufgabegut kann verschiedene Öle und/oder Fette aus biologischen und erneuerbaren Quellen enthalten; zum Beispiel Fette und Öle, die aus Pflanzen und/oder Tieren und/oder Fischen und/oder Insekten und auch aus Verbindungen daraus sowie aus Fetten und Ölen aus mikrobiologischen Verfahren, gewonnen werden. Diese Öle und Fette enthalten typischerweise C₁₀- bis C₂₄-Fettsäuren und/oder deren Derivate, wie etwa Fettsäureester und Triglyceride der Fettsäuren oder Kombinationen daraus. Fettsäuren oder Fettsäurederivate wie Ester können aus diesen Ölen oder Fetten durch Hydrolyse dieser Öle oder Fette oder durch deren Fraktionierung oder durch Umesterungsreaktionen von Triglyceriden oder durch mikrobiologische Verfahren unter Verwendung von Algen oder Mikroben, wie etwa Hefen, Schimmelpilzen oder Bakterien, gewonnen werden.
Die Grundstruktureinheit eines solchen Öles oder Fettes ist ein Triglycerid, aber typischerweise sind darunter auch Diglyceride und freie Fettsäuren umfasst. Ein Triglycerid ist Triester des Glycerins mit drei Fettsäure-Molekülen mit einer Struktur wie in der folgenden Formel I dargestellt.
Formel I Strukturformel des Triglycerids
In Formel I sind R₁, R₂ und R₃ Alkylketten. Fettsäuren natürlich vorkommender Triglyceride sind nahezu ausschließlich Fettsäuren mit einer geraden Anzahl an Kohlenstoffatomen. Deshalb sind R₁, R₂ und R₃ typischerweise C₅- bis C₂₃-Alkylgruppen, hauptsächlich C₁₁- bis C₁₉-Alkylgruppen und am üblichsten C₁₅- bis C₁₇-Alkylgruppen. R₁, R₂ und R₃ können dabei Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen aufweisen. Diese Alkylketten können gesättigt, ungesättigt oder mehrfach ungesättigt sein.
Das natürliche Fett, das in der Erfindung verwendet wird, ist typischerweise ein Tier- oder Pflanzenfett oder -öl (hier werden Öle als Fette bezeichnet), ausgewählt aus: Der Laurin-/Myristin-Säuregruppe (C₁₂ bis C₁₄) einschließlich Milch-Fette, sowie Kokosnussöl, Palmensamenöl, Babassuöl, Muskatbutteröl, Lorbeersamenöl; der Palmitin-Säuregruppe (C₁₆) einschließlich der Tierfette von Landtieren, Palmöl und Stillingia-Talg; der Stearin-Säuregruppe (C₁₈) einschließlich der Tierfette von Landtieren sowie Kokosbutter, Sheabutter und Borneo-Talg; der Öl- und Leinöl-Säuregruppe (ungesättiges C₁₈) einschließlich Wal- und Fischöle sowie Tallöl (Fettsäurefraktion), Rapskern- oder Doppelnull-Rapsöl, Olivenöl, Erdnussöl, Sesamöl, Maisöl, Sonnenblumenöl, Mohnöl, Baumwollsamenöl und Sojaöl; der Leinöl-Säuregruppe (ungesättiges C₁₈) einschließlich Leinsamenöl, Schwarznesselöl, Hanföl; der Eruca-Säuregruppe (ungesättiges C₂₂) einschließlich Wal- und Fischöle sowie Rapsöl und Senföl; der Eleostarin-Säuregruppe (konjugiert ungesättigtes C₁₈) einschließlich Wal- und Fischöle sowie chinesisches Holzöl; Fetten mit substituierten Fettsäuren (Rizinusölsäure, C₁₈) wie Rizinusöl, ausgewählt wird. Geeignete Öle oder Fette sind ferner auch Jatrophasamenöle sowie Fette und Öle, die durch Verfahren aus Mikroben, wie Algen, Bakterien und Schimmelpilzen, gewonnen werden.
Derivate natürlicher Fette schließen die Mono- oder Diglyceride der C₁₀- bis C₂₈-Fettsäuren, die C₁₀- bis C₂₈-Fettsäuren, die Anhydride der C₁₀- bis C₂₈-Fettsäuren, die nicht-glyceridischen C₁₀- bis C₂₈-Fettsäureester, die C₁₀- bis C₂₈-Fettalkohole, die C₁₀- bis C₂₈-Fettaldehyde und die C₁₀- bis C₂₈-Fettketone ein. Die C₁₀- bis C₂₈-Fettsäuren, deren Mono- oder Diglyceride als auch deren Anhydride werden typischerweise durch Hydrolyse der korrespondierenden Triglyceride dargestellt. Die nicht-glyceridischen C₁₀- bis C₂₈-Fettsäureester werden hauptsächlich aus den Triglyceriden durch Umesterung gewonnen. Die C₁₀- bis C₂₈-Fettalkohole, -aldehyde und -ketone werden durch Reduktion, gewöhnlich durch Hydrieren, aus den entsprechenden Fettsäuren gewonnen.
Die Derivate der natürlichen Fette schließen alle bereits genannten natürlichen Fette und Derivate ein, bei denen die jeweilige Kohlenwasserstoffkette, beispielsweise durch Substitution, Verzweigung oder Sättigung, modifiziert wurde.
Die natürlichen Fette oder deren Derivate können in reiner Form oder als Teil eines Aufgabeguts, das auch andere Bestandteile aufweisen kann, bereitgestellt werden. Bevorzugt enthält das Aufgabegut mindestens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.-%, am meisten bevorzugt mindestens 40 Gew.-% reines natürliches Fett oder Fettderivate. Verunreinigungen des Aufgabeguts mit Metallen können beispielsweise durch die Behandlung mit Mineralsäuren entfernt werden. Phosphor, der in der Regel in Form von Phosphatiden auftritt, kann durch Degumming entfernt werden und die Menge der freien Fettsäuren kann beispielsweise durch Trockendestillation oder Dampfstrippen reduziert werden. Anschließend kann das Rohmaterial gebleicht oder deodoriert werden.
Die Triglyceride können auch vorhydriert werden, um den Anteil der ungesättigten Bindungen sowie den Schwefel- und Stickstoffgehalt zu verringern.
Eine Kohlenwasserstoffzusammensetzung zur Verwendung in einer vorliegenden Benzinzusammensetzung kann aus den oben genannten biologischen Fett-Aufgabegütern durch verschiedene Verfahren gewonnen werden.
Daher wird in einer ersten Ausführungsform das Aufgabegut einem Desoxygenierungs-Schritt unterzogen.
Hier soll unter „Desoxygenierung” der komplette Entzug von Sauerstoff aus den Molekülen der oben genannten Triglyceriden, Fettsäuren sowie Fettsäurederivaten oder Fettsäureanalogen verstanden werden. Der Desoxygenierungs-Schritt kann beispielsweise die Hydrierung (Reaktion mit Wasserstoff), Hydrolyse (Reaktion mit Wasser), Decarbonylierung (Entfernen von Carbonyl als Kohlenstoffmonoxid) und/oder Decarboxylierung (Entfernen von Carboxyl als Kohlenstoffdioxid).
Produkte eines Desoxygenierungs-Schritts umfassen aliphatische C₉- bis C₂₈-Kohlenwasserstoffe, bevorzugt C₁₁- bis C₂₄-Kohlenwasserstoffe, besonders bevorzugt aliphatische C₁₁- bis C₂₀-Kohlenwasserstoffe, insbesondere aliphatische C₁₅- bis C₁₈-Kohlenwasserstoffe.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform, detaillierter in WO 2010/043765 , deren Inhalt durch Bezugnahme vollumfänglich hierin aufgenommen wird, schließt die Desoxygenierung von Kohlenstoffmonoxid als Reduktionsmittel eine Temperatur von 150 bis 300°C und einem Druck von 0,1 bis 150 bar ein. Die Temperatur liegt bevorzugt von 200 bis 300°C. Der Druck reicht vorzugsweise von 1 bis 100 bar. Ein Metall oder ein Metallcarbonylkomplex kann dabei als Katalysator verwendet werden, wobei in letzterem Fall der Druck bevorzugt von 2 bis 100 bar rangiert. Die Desoxigenierung wird üblicherweise in Gegenwart von Wasser durchgeführt. Der molare Anteil des verwendeten Wassers beträgt dabei 25 mol-% mehr als der molare Anteil des verwendeten Kohlenstoffmonoxids. Kohlenstoffmonoxid wird in der Menge verwendet, wie es zumindest der stöchiometrischen Menge entspricht, die aufgrund des Sauerstoffgehalts des Aufgabeguts berechnet wird.
Vorteilhaft werden die Reaktionsbedingungen während des Desoxygenierungs-Schritts so gewählt, dass sowohl das Aufgabegut als auch die Produkte in flüssiger Phase vorliegen. Eine typische Reaktionszeit liegt zwischen 1 und 30 Stunden.
Die Produkte des Desoxygenierungs-Schritts sind aliphatische C₉- bis C₂₈-Kohlenwasserstoffe, bevorzugt aliphatische C₁₁- bis C₂₄-Kohlenwasserstoffe, insbesondere aliphatische C₁₁- bis C₂₀-Kohlenwasserstoffe typischerweise aliphatische C₁₅- bis C₁₈-Kohlenwasserstoffe.
Die aus dem Desoxygenierungs-Schritt erhaltenen C₉- bis C₂₈-Kohlenwasserstoffe weisen typischerweise eine hohe Sättigung und wenige Heteroatomunreinheiten auf. Solche Kohlenwasserstoffe sind besonders zum Hydrocracken geeignet, um daraus niedere Kohlenwasserstoffe zu bilden. Optional wird das Hydrocracken nach einem Reinigungsschritt ausgeführt.
Beim Hydrocracken werden leichte Kohlenwasserstoffe wie Benzin gebildet. Daher werden im Hydrocracking-Schritt bevorzugt aliphatische C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffe, wie aliphatische C₂- bis C₈-Kohlenwasserstoffe, d. h. Leichtbenzin, gebildet.
Hydrockracking ist ein Verfahren, bei dem ein Katalysator, Wasserstoffdruck und moderate Temperaturen eingesetzt werden. Hydrocracking unterscheidet sich vom thermischen Cracken hauptsächlich darin, dass sein Produkt relativ wenige Olefine und Aromaten enthält. Ferner werden schädliche Heteroatom-Verbindungen (S und N) im Hydrockracking-Schritt durch Wasserstoff zu weniger schädlichen Derivaten, wie H₂S und NH₄-, reduziert oder optional entfernt. Dies ist vorteilhaft, da mangelnde Sättigung zu unerwünschten Nebenprodukten führen kann und Heteroatom-Verunreinigungen die laufende Cracking-Reaktion stören könnten.
Ein in einem Hydrocracking-Schritt gewonnener oder anderweitig bereitgestellter aliphatischer C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoff wird bevorzugt isomerisiert, um diesen zu einem qualitativ hochwertigen Leichtbenzin zu raffinieren. Wenn ein C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoff, der beispielsweise nach den vorstehend diskutierten Desoxygenierungs- und Hydrocracking-Schritten erhalten wird, isomerisiert wird, so wird ein Produkt mit deutlich erhöhter Oktanzahl erhalten.
Die Isomerisierung der erhaltenen Kohlenwasserstoffe kann bei Temperaturen zwischen 100 und 500°C, bevorzugt zwischen 150 und 400°C, insbesondere bei 200 und 300°C, durchgeführt werden. Der Druck kann dabei im Bereich von 1 bis 20 MPa, bevorzugt zwischen 2 und 15 MPa, insbesondere zwischen 2 und 10 MPa, liegen.
Die Isomerisierung wird bevorzugt in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt, der eine Wasserstofftransfer-Komponente und eine Säure-Komponente aufweist. Vorteilhafterweise ist die Wasserstofftransfer-Komponente (Hydrierung oder Dehydrierung) ein Übergangsmetall aus der 5.–10. Gruppe des Periodensystems (IUPAC 1990), vorzugsweise ausgewählt aus Ni, Pd, Pt, Co, Mo und V und am meisten bevorzugt Platin. Als Säure-Komponente können chloriertes Aluminiumoxid und protonierte 10- und 12-gliedrige Zeolithen und sogar noch bevorzugter protonierte PSH-3, Beta- und MCM-22 Zeolithen ausgewählt werden. Am meisten bevorzugt ist die Säure-Komponente protonierter Mordenit, protonierter Beta-Zeolith oder protonierter ZSM-12. Der Übergangsmetallgehalt des bei der Isomerisierung verwendeten Katalysators liegt bevorzugt bei 0,01 bis 5 Gew.-% weiter bevorzugt bei 0,1 bis 1 Gew.-%.
Im Hinblick auf die kombinierten Schritte von Desoxygenierung, Hydrocracking und Isomerisieren als Verfahrensschritte für ein Aufgabegut, das biologische Öle, Fette und Derivate und Kombinationen daraus aufweist, wird auf die Patentanmeldung US 2011/0015459 verwiesen, deren Inhalt hier vollumfänglich aufgenommen ist.
Auf Grundlage des oben genannten werden die isomerisierten Kohlenwasserstoffe des vorliegenden Kraftstoffs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mittels eines Verfahrens gewonnen, in dem ein Aufgabegut aus biologischen Ölen, Fetten oder einer Kombination daraus in einem Hydrodesulfurierungs-Schritt hydrodesulfuriert und in einem Isomierisierungs-Schritt isomerisiert wird.
Insbesondere können die isomerisierten Kohlenwasserstoffe aus einem natürlichen Fett oder dessen Derivat durch ein Verfahren gewonnen werden, das folgende Schritte umfasst:

– Bereitstellen eines natürlichen Fetts oder eines Derivates davon;
– Desoxygenieren des natürlichen Fetts oder des Derivates davon um einen C₉- bis C₂₈-Kohlenwasserstoff zu erhalten;
– Hydrocracken des aliphatischen C₉- bis C₂₈-Kohlenwasserstoffs um ein Produkt umfassend einen aliphatischen C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoff zu erhalten;
– Isomerisieren des aliphatischen C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffs um eine isomerisierte aliphatische C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffzusammensetzung zur erhalten, und
– Entnehmen der besagten isomerisierten C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffe

Oben wird das Bereitstellen des Bio-Kohlenwasserstoffs aus biologischen Ölen, Fetten und Fettderivaten und Kombinationen daraus besonders im Hinblick auf die Produktion leichter Kohlenwasserstoffe, wie Benzin, aus diesen Ausgangsstoffen beschrieben. Es muss jedoch angemerkt werden, dass geeignete Benzinfraktionen auch mittels anderer Verfahren hergestellt werden können. Zum Beispiel wird ein geeignetes Produkt mittels eines BTL Hydroprozesses als Nebenprodukt gewonnen, wobei das Hauptprodukt gasförmig ist und erneuerbaren Diesel enthält.
Ein geeignetes Verfahren wird in der Patentanmeldung/Offenlegungsschrift US 2007/0010682 offenbart, deren Inhalt hier vollumfänglich aufgenommen ist. Das Verfahren zum Herstellen dieselreichweitiger Kohlenwasserstoffe weist die Schritte Hydrodesulfurierung und Isomerisierung eines Aufgabeguts auf, wobei ein frisches Aufgabegut mehr als 5 Gew.-% freier Fettsäuren enthält und zusammen mit mindestens einem Verdünnungsmittel bei einer Reaktionstemperatur von 200 bis 400°C in einem Hydrodesulfurierungs-Reaktor katalytisch hydrodesulfuriert wird. Das Verdünnungsverhältnis beträgt typischerweise bei 5–30:1.
Wie es der Fall war in dem oben diskutierten Verfahren, werden die Kohlenwasserstoffe bevorzugt isomerisiert, was zu einer Verzweigung der Kohlenwasserstoffkette und zu einem verbesserten Verhalten des Produktöls bei niedrigen Temperaturen beiträgt. Die Isomerisierung erzeugt überwiegend Methylzweige. Das strenge Einhalten der Reaktionsbedingungen bei der Isomerisierung und die Wahl des Katalysators kontrollieren die Anzahl der gebildeten Methylzweige und deren Abstand voneinander, was wiederum die Eigenschaften der erzeugten Biodieselfraktion bei Kälte beeinflusst. Das im Hydrodesulfurierungs-Schritt gewonnene Produkt wird unter Isomerisierungsbedingungen unter Verwendung eines Isomerisierungskatalysators isomerisiert.
Im Isomerisierungs-Schritt variiert der Druck im Bereich von 20 bis 150 bar, bevorzugt im Bereich von 30 bis 100 bar und die Temperatur variiert zwischen 200 und 500°C, bevorzugt zwischen 280 und 400°C.
Es können dabei bekannte Isomerisierungskatalysatoren verwendet werden. Geeignete Isomerisierungskatalysatoren enthalten ein Molekularsieb und/oder ein Metall ausgewählt aus der VIII. Gruppe des Periodensystems und/oder einen Träger. Bevorzugt enthält der Isomerisierungskatalysator SAPO-11 oder SAPO-41 oder ZSM-22 oder ZSM-23 oder Ferrierit und Pt, Pd, oder Ni und Al₂O₃ oder SiO₂. Typische Isomerisierungskatalysatoren sind beispielsweise Pt/SAPO-11/Al₂O₃, Pt/ZSM-22/Al₂O₃, Pt/ZSM-23/Al₂O₃ und Pt/SAPO-11/SiO₂. Die meisten dieser Katalysatoren verlangen die Gegenwart von Wasserstoff, um die Katalysatordesaktivierung zu reduzieren.
Durch das oben beschriebene Verfahren wird ein Produkt erzeugt, das eine Mischung aus verzweigten Kohlenwasserstoffen und bevorzugt verzweigten Paraffinen ist, die im Bereich von 180 bis 350°C sieden, dem Diesel-Siedetemperaturbereich, und das ein Kohlenstoffatom weniger hat als die ursprüngliche Fettsäurekette. Zusätzlich wird auch etwas Benzin mit einem Siedetemperaturbereich von 40 bis 220°C erzeugt, der zur Verwendung im Sinne der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Darüber hinaus wird durch die vorliegende Erfindung ein Herstellverfahren für eine Benzinzusammensetzung bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst:

– Bereitstellen eines ersten Benzinbestandteils,
– Bereitstellen eines zweiten paraffinischen Benzinbestandteils, der paraffinische und optional isomerisierte C₂ bis C₁₄ Kohlenwasserstoffe aus biologischen Ölen, natürlichen Fetten oder einer Kombination daraus enthält,
– Bereitstellen eines Oxygenats, und
– Mischen des ersten Benzinbestandteils, des zweiten Benzinbestandteils und des Oxygenats und Erhalten einer Benzinzusammensetzung, die nicht mehr als 5 Massen-% Sauerstoff enthält, wobei mindestens 14% Energieäquivalent aus den isomerisierten C₂ bis C₁₄ Kohlenwasserstoffen stammen.

Der Schritt des Bereitstellens eines zweiten paraffinischen Benzinbestandteils weist bevorzugt die Hydrodesulfurierung in einem Hydrodesulfurierungs-Schritt und die Isomerisierung in einem Isomerisierungs-Schritt eines Feeds aus biologischen Ölen, natürlichen Fetten oder Kombinationen daraus auf.
Wie oben bereits gezeigt, beträgt der Anteil des aus einem biologischen Öl oder natürlichen Fett oben benannter Art hergestellten Benzinbestandteils etwa 5 bis 20 Vol.-%, bevorzugt etwa 10 bis 15 Vol.-%, am Gesamtvolumen des Kraftstoffs; und der Anteil des Oxygenats entsprechend 5 bis 25 Vol.-%. Zusammen repräsentieren der Bio-Kraftstoff und das Oxygenat etwa 15 bis 40 Vol.-% des Kraftstoffs. Der verbleibende Teil des Kraftstoffs, d. h. 55 bis 90 Vol.-%, bevorzugt 60 bis 85 Vol.-%, wird durch konventionelles Benzin gebildet.
Das konventionelle Benzin (oben „erster Benzinbestandteil” genannt) kann dabei eine herkömmliche Mischung von Alkanen, die linear-, verzweigtkettig oder ringförmig sein können (5 bis 12 Kohlenstoffatome), wie etwa Heptane, Isooktan und Cyklopentan, sowie einigen aromatischen Verbindungen, wie etwa Alkylbenzol aus fossilen Quellen, sein. Die maximale Aromatenkonzentration in der fertigen Benzinzusammensetzung beträgt 35 Vol.-% und in einigen Ausführungsformen etwa 27 bis 35 Vol.-%.
Gemäß einer Ausführungsform sind die konventionellen Kohlenwasserstoffe isomerisierte, niederaromatische, lineare und zyklische Paraffine.
Beispiele
Materialien
Die Kraftstoffmatrix umfasste 13 Biokraftstoffe und einen fossilen Kraftstoff. Die Test-Kraftstoffe unterschieden sich dabei in ihren Bioenergie-Gehalten, ihren Sauerstoffgehalten und der Kraftstoffchemie (siehe dazu Tabelle 1). Die Kraftstoffe, bis auf das marktgängige E85, waren speziell gemischte fossile Raffinerieprodukte und Bio-Bestandteile. Die Kraftstoffe wurden durch Neste Oil (Porvoo, Finnland) analysiert.
Die bei der Kraftstoffmischung verwendeten Bio-Bestandteile waren Ethanol, Isobutanol, n-Butanol, ETBE und ein Bio-Kohlenwasserstoffbestandteil. Es wurde stellvertretend für die flüssigen Bio-Kohlenwasserstoffe aus verschiedenen Verfahren ein paraffinischer sowie sauerstoff-, aromaten- und schwefelfreier erneuerbarer Benzinbestandteil von Neste Oil gewählt. Dieser Bio-Bestandteil ist ein hydrodesulfuriertes Pflanzenölprodukt (HVO), das aus Pflanzenöl und Tierfetten mittels Neste Oil’s NExBTL Hydroprozesstechnologie gewonnen wird. Das Hauptprodukt der NExBTL-Technologie ist Biodiesel, wobei Bio-Benzin typischerweise als Nebenprodukt anfällt. Im Hinblick auf die NExBTL-Technologie wird auf die Patentanmeldung US 2007/0010682 verwiesen.
Die Test-Kraftstoffe wurde in zwei Gruppen unterteilt: Kraftstoffe mit einem hohen Sauerstoffgehalt (Sauerstoffgehalt 6 bis 30 Massen/Massen-%) und Kraftstoffe mit einem niedrigen Sauerstoffgehalt (Sauerstoffgehalt 0 bis 4 Massen/Massen-%). Fünf der Kraftstoffe mit einem hohen Sauerstoffgehalt wurden nur mit dem FFV-Kraftfahrzeug getestet. Die Gruppe der Kraftstoffe mit niedrigem Sauerstoffgehalt enthielt neun Kraftstoffe und wurde sowohl anhand konventioneller Kraftfahrzeuge als auch des FFV-Kraftfahrzeugs (Flexible Fuel Vehicle) getestet. Sauerstofffreies fossiles Kohlenwasserstoff-Benzin wurde als Referenz-Benzin für beide Gruppen verwendet.
Der Bioenergie-Gehalt des Biokraftstoffs war ein Hauptparameter bei der Bewertung der Kraftstoffe. Bioenergie wurde als Energieäquivalenz-Prozentsatz (E_eqv-%) mit Hilfe der unteren Heizwerte (LHV in MJ/1), die in der europäischen Erneuerbare Energien Richtlinie 2009/28/EG sowohl für den Biobestandteil als auch für das fossile Benzin angegeben sind, berechnet und die analysierten Bio-Bestandteilkonzentrationen für jede Kraftstoffmischung bestimmt.
Fossile Energie wurde zu 7 bis 56 E_eqv-% durch Bioenergie ersetzt. Dabei wurden drei Bioenergiesubstitutions-Niveaus (7, 14 und 21 E_eqv-%) verwendet. Das 7 E_eqv-%-Bioenergieniveau steht hierbei für aktuell verwendete Bio-Bestandteile wie Ethanol (10 Vol./Vol.-%) und ETBE (22 Vol./Vol.-%), wohingegen das 14 E_eqv-%-Niveau entweder für Butanol oder alternative Kohlenwasserstoffe in einer Konzentration von 15–17 Vol./Vol.-% steht. Das höchste Bioenergieniveau wurde mit 21 E_eqv-% dazu geschaffen, sowohl oxygenierte als auch nicht-oxygenierte alternative Bio-Bestandteil-Alternativen zu repräsentieren. Das 21 E_eqv-%-Bioenergieniveau wurde entweder dadurch erreicht, dass 15 Vol./Vol.-% eines nicht-oxygenierten Biokohlenwasserstoffs (14 E_eqv-%) dem oxygenierten Bestandteil beigegeben wurden oder allein dadurch, dass der Oxygenatgehalt des Kraftstoffs erhöht wurde. Der marktgängige Kraftstoff E85 repräsentierte hierbei für die höchste Bioenergiesubstitution mit 56 E_eqv-%.
Beim Mischen der Kraftstoffe wurden deren Aromatengehalt, Dichten, Schwefelgehalt und Dampfdrücke so konstant wie möglich gehalten. Der Aromatengehalt des hochsauerstoffhaltigen Kraftstoffs lag bei 16–21 Vol./Vol.-%, wohingegen der Kraftstoff mit niedrigem Sauerstoffgehalt einen Aromatengehalt zwischen 27 – 35 Vol./Vol.-% aufwies. Der Benzolgehalt lag bei allen Kraftstoffen unter 0,5 Massen-%. Die Dichte aller Kraftstoffe betrug 740 bis 756 kg/m³. Der Schwefelgehalt aller Kraftstoffe lag dabei unter 10 mg/km.
Der Dampfdruck der Benzine betrug 69 ± 2 kPa, bis auf das marktgängige E85 (35 kPa). Die Oktanzahlen (RON, Research Octane Number) lagen bei den Kraftstoffen mit niedrigem Sauerstoffgehalt innerhalb des Messbereichs des Messverfahrens gemäß der ASTM D2699, wohingegen die Oktanzahlen der hochsauerstoffhaltigen Kraftstoffe nur als indikativ betrachtet werden können. Die Motor-Oktanzahlen (MON) lagen bei beiden Kraftstoff-Gruppen mit 86 bis 92 innerhalb des Messbereichs der ASTM D2700. Das verwendete E85 (56) war ein marktgängiger Kraftstoff, daher wurden dessen Oktanzahlen nicht gemessen. Typischerweise erfüllt E85 die schwedische Norm SS 155480, nach der die RON um 104 und die MON um 88 liegt.

Die Kraftstoffe wurden unter Verwendung einer Abkürzung für den Bio-Bestandteil und dem entsprechenden Bioenergie-Gehalt der jeweiligen Mischung beschriftet. Zum Beispiel ist E + eth(19) ein Kraftstoff, der Ethanol (E) und ETBE (eth) enthält und einen Bioenergie-Gehalt von 19 E_eqv-% aufweist. Die Abkürzungen iB, nB und R wurden hierbei für Isobutanol, n-Butanol und entsprechend für erneuerbare Kraftstoffbestandteile verwendet. Die allgemein bekannten Bezeichnungen E10, E30 und E85 wurden für Kraftstoffe mit Ethanolgehalten von etwa 10, 30 und 85 Vol.-% verwendet. Tabelle 1 Test-Kraftstoffe^a

	Bioenergie E_eqv-%	Volumen^b Vol./Vol.-%	Sauerstoff Massen/Massen-%	LHV MJ/kg
Hoher Sauerstoffgehalt
E85 (56)	56	85	29,8	28,9
E30 (20)	20	31	11,3	38,2
E + eth (19)	19	39	10,3	38,4
iB + eth (20)	20	36	7,3	40,1
iB (21)	21	25	5,8	40,9
Niedriger Sauerstoffgehalt
Fossil (0)	0	0	0,1	43,6
E10 (7)	7	10	3,7	41,4
iB (14)	14	16	3,8	41,6
nB (15)	15	17	4,0	41,5
eth (7)	7	21	3,5	41,5
R (14)	14	15	0,0	43,4
R + E (22)	22	26	4,0	41,4
R + eth (21)	21	35	3,4	41,6
R + iB (28)	28	32	3,8	41,5

^aE = Ethanol, eth = ETBE, iB = Isobutanol, nB = n-Butanol,
R = Erneuerbarer Bestandteil, die Zahl in Klammern gibt den Bioenergie-Gehalt der Kraftstoffs in E_eqv-% an
^b Volumenanteil von Ethanol, i-Butanol, n-Butanol, ETBE und des erneuerbaren Bestandteils.

Experimentelle Arbeit wurde mit drei verschiedenen Kraftfahrzeugen durchgeführt: Einem Kraftfahrzeug mit Multi-Point-Injection (MPFI), einem Kraftfahrzeug mit Direkteinspritzung (FSI) und einem FFV-Kraftfahrzeug. Die Kraftfahrzeuge mit MPFI und FSI stellen konventionelle Kraftfahrzeuge dar, die nicht zwangsläufig Kraftstoffe mit mehr als näherungsweise 4 Massen/Massen-% Sauerstoff vertragen (was etwa 11 Vol./Vol.-% Ethanol entspricht). Das FFV-Kraftfahrzeug ist in der Lage, höhere Sauerstoffgehalte im Benzin zu tolerieren, d. h., bis zu 85% Ethanol.
Das MPFI-Kraftfahrzeug war mit einem DOHC 16-Ventil Motor mit Nockenenwellenverstellung (Dual VVT-i) und variablem Hub der Einlassventile (Valvematic) ausgestattet. Diese Merkmale erlauben es, dass der Öffnungs- beziehungsweise Schließzeitpunkt des Einlass- und Auslassventils eingestellt wird und effizientes Einstellen des Luftmassenstrom in den Motor. Dies verbessert den Verbrennungswirkungsgrad und trägt zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch bei. Das Kraftfahrzeug mit FSI war mit einem hubraumreduzierten Motor ausgerüstet, der sowohl Benzindirekteinspritzung als auch einen Turbolader aufwies. Dies verbesserte wiederum die Effizienz der Verbrennung, was gegenüber konventionellen selbstansaugenden Motoren zu einer deutlich höheren Leistungsausbeute führt. Die Leistung des FFV-Kraftfahrzeugs wurde für einen Kraftstoff mit 85% Ethanolgehalt optimiert.
Die Tests wurden mit vierzehn verschiedenen Kraftstoffen und drei Kraftfahrzeugen bei –7°C durchgeführt. Im Allgemeinen wurden drei Wiederholungs-Tests mit jeder Kraftstoff-/Kraftfahrzeugkombination durchgeführt. Kraftstoffe mit einem Sauerstoffgehalt von mehr als 4,0 Massen/Massen-% wurden dabei nur mit dem FFV-Kraftfahrzeug getestet. Zwei Kraftstoffe, eth(7) und nB(15), wurden aus der Testmatrix mit MPFI-Kraftfahrzeug ausgeschlossen.
Vorgehensweisen
Die Tests wurden im Motor- und Kraftfahrzeugemissionstestlabor bei VTT in Finnland durchgeführt. Die Kraftfahrzeuge wurden auf einem Rollenprüfstand, der in einer Klimakammer aufgebaut war, getestet. Das für die Messung der gasförmigen Emissionen (Abgasverdünnung und Sammlung, Analyse der Konzentrationen, etc.) verwendete Equipment entspricht den Anforderungen der Richtlinie 70/220/EEC und deren Anhänge (europäischer Test). Zusätzlich wurden weitere Parameter in Ein-Sekunden-Abständen aufgezeichnet, z. B. Geschwindigkeit, Kohlenmonoxid (CO), Gesamtgehalt an Kohlenwasserstoffen (KW) und Stickoxide (NO_x). Der Rollenprüfstand und das Basisequipment für die Aufzeichnung der Versuchsparameter werden in Tabelle 2 beschrieben.
Die standardisierten Tests wurden in Übereinstimmung mit dem europäischen Abgasemissions-Fahrzyklus durchgeführt. Bei der Berechnung der Ergebnisse wurden die tatsächlichen Sauerstoffgehalte und Dichten der Kraftstoffe verwendet. Tabelle 2. Testeinrichtungen für regulierte Emissionen

Rollenprüfstand Froude Consine 1,0 m DC, 100 kW

Konstantvolumen-Entnahmegerät AVL CVS i60 LD, Venturi-Typ

CO, KW, NO_x, CO₂ Pierburg AMA 2000, triple bench
Dabei wurde ein Entnahmegerät mit hoher Kapazität verwendet um eine ausreichende Menge an Partikeln einzusammeln (s. dazu Kokko, J., Rantanen, L., Pentikainen, J., Honkanen, T., Aakko, P. und Lappi, M., „Reduced Particulate Emissions With Reformulated Gasoline", SAE Technical Paper 2000-01-2017, 2000).
Das verdünnte Abgas für die individuelle Kohlenwasserstoffanalyse wurde aus denselben Tedlar-Beuteln entnommen, wie sie auch für die Messung der regulierten Emissionen verwendet wurden. Die verdünnten Abgase wurden aus diesen Beuteln abgezogen und einem Gaschromatographen zugeführt. Die C₁ bis C₈ Kohlenwasserstoffe aus dem verdünnten Abgas wurden mit Hilfe eines HP 5890 Serie II Gaschromatographen (AL₂O₃, KCl/Plotsäule) analysiert. Die Kohlenwasserstoffe wurden anhand der Retentionszeit und unter Verwendung eines Extern-Standardverfahrens quantitativ analysiert. Die analysierten Kohlenwasserstoffe waren Methan, Ethan, Ethen, Propan, Prope, Acetylen, Isobuten, 1,3-Butadien, Benzol, Toluol, Ethylbenzol und m-, p- und o-Xylene.
Ferner wurden Risikofaktoren der Abgas-Toxizität sowohl für die regulierten als auch die nicht regulierten Emissionen berechnet. Die Risikofaktoren für die regulierten Emissionen wurden anhand Gleichung (1) berechnet. Die Risikofaktoren für die regulierten Emissionen wurden anhand der externen Kosten der Emissionen, wie sie in der Richtlinie 2009/33/EC für NMHC, NO_x und Feinstaub bestimmt sind, berechnet. Für die Kohlenstoffmonoxid- und Kohlenwasserstoffemissionen wurden nationale Grenzwerte aus Finnland verwendet. Grundsätzlich waren die zur Berechnung verwendeten externen Kosten die folgenden: CO: 29 €/t, KW: 62 €/t, NMHC: 1000 €/t, NO_x: 4400 €/t und Feinstaub: 87.000 €/t. „Regulierter Risikofaktor” = Σ(F_x·E_x) (1)

F: = Externe Kosten der Emission, €/t
E: = Emissionen im Abgas, t/km
X: = CO, KW, NMHC, NO_x, Feinstaub

Die Risikofaktoren für die nicht regulierten Emissionen wurden mit Hilfe der Gleichung (2) berechnet. Die Einheitsrisikofaktoren (URF) werden durch die OEHHA („Technical Support Document for Cancer Potency Factors", California Environmental Protection Agency, Office of Environmental Health Hazard Assessment, May 2009) wie folgt angegeben:

– 1,3-Butadien: 17 × 10^–5,
– Benzol 2,9 × 10^–5,
– Formaldehyd 0,6 × 10^–5 und
– Acetaldehyd 0,27 × 10^–5.

Die Feinstaubemissionen wurden bereits in Gleichung (1) berücksichtigt (Der Einheitsrisikofaktor beträgt für Feinstaub 30 × 10^–5 nach OEHHA). „Nichtregulierter Risikofaktor” = Σ(URF·c)_x (2)

URF: = Einheitsrisikofaktor (OEHHA, 2009), (μg/m³)^–1
c: = Konzentration im Abgas (μg/m³)
x: = Formaldehyd, Acetaldehyd, Benzol und 1,3-Butadien

Die Gesamtrisikofaktoren der Abgas-Toxizität wurden für jeden Kraftstoff als Summe der Risikofaktoren der regulierten und der nicht-regulierten Emissionen berechnet. Die Faktoren für die regulierten und nicht-regulierten Emissionen wurden dabei getrennt normalisiert, so dass der Faktor für den fossilen Kraftstoff (0) für jedes Kraftfahrzeug 1 betrug. Dadurch können die unterschiedlichen Emissionsniveaus verschiedener Kraftfahrzeuge kompensiert werden.
Im Hinblick auf die Berechnung der Kohlenwasserstoff-Emissionen des FFV-Kraftfahrzeugs muss angemerkt werden, dass die Gesamtkohlenwasserstoffemission mit Hilfe eines Flammen-Ionisationsdetektors (FID) bestimmt wurde. Zusätzlich zu den Kohlenwasserstoffen verursachen alle kohlenstoffhaltigen Verbindungen sowie Oxygenate ein Ansprechen des FIDs. Dieser Punkt wird von Sandström-Dahl, C., Erlandsson, L., Gåsste, J. und Lindgren, M. in „Measurement Methodologies for Hydrocarbons, Ethanol and Aldehyde Emissions from Ethanol Fuelled Vehicles", SAE Technical Paper 2010-01-1557, 2010, beschrieben.
Das getestete FFV-Kraftfahrzeug verlangt eine spezielle Anpassung an den Kraftstoff. Anweisungen, die vom Hersteller erhalten wurden, umfassten das Fahren bei Straßenbedingungen vor der Vorkonditionierung auf dem Rollenprüfstand.
Ergebnisse
Die regulierten Emissionen des MPFI-, FSI- und FFV-Kraftfahrzeugs im europäischen Testzyklus bei –7°C sind in 1A und 1B dargestellt. Die Euro 5 Grenzwerte für leichte Fahrzeuge sind dort auch dargestellt. Die Stabilität zweier Kraftfahrzeuge wurde überprüft, indem eine Messung mit demselben Test-Kraftstoff zu Beginn und am Ende der zweimonatigen Messperiode durchgeführt wurde. Die Stabilität der Kraftfahrzeuge war verhältnismäßig gut, lediglich die CO- und KW-Emissionen des FSI-Kraftfahrzeugs wurden in einem gewissen Ausmaß größer.
Im Allgemeinen waren die CO- und KW-Emissionen bei allen Kraftfahrzeugen relativ niedrig, verglichen mit den Euro 5 Grenzwerten bei –7°C. Die CO-Emissionen lagen deutlich unter dem Grenzwert von 15 g/km bei –7°C. Die KW-Emissionen trafen den Grenzwert von 1,8 g/km in allen Fällen bis auf die Kombination des E85 (56) mit dem FFV-Kraftfahrzeug. Die CO- und KW-Emissionen aller drei Kraftfahrzeuge waren recht ähnlich, während die NO_x- und Feinstaub-Emissionen sich deutlicher unterschieden. NO_x-Emissionen werden bei allen Kraftfahrzeugen als vergleichsweise niedrig angesehen, wenn man die Temperatur von –7°C bei der Messung in Betracht zieht. Die Ergebnisse für den Feinstaub variierten dabei zwischen 3 und 17 mg/km und waren abhängig vom Kraftfahrzeug.
Im Hinblick auf die nicht-regulierten Emissionen sollte herausgestellt werden, dass Formaldehyd, Acetaldehyd, 1,3-Butadien und Benzol als durch Einatmen krebserregend für den Menschen gelten. Der kombinierte Effekt dieser Emissionen wurde daher anhand der Risikofaktoren, wie bereits im Abschnitt Vorgehensweisen erklärt, berechnet.
Die Einheitsrisikofaktoren, wie sie von der OEHHA definiert sind, attestieren dem 1,3-Butadien den höchsten Risikofaktor der in dieser Studie vermessenen nicht-regulierten Verbindungen. Für Benzol ist der Einheitsrisikofaktor geringer als für 1,3-Butadien, aber höher als für die Aldehyde. Wenn man die Emissionsniveaus dieser Verbindungen im Abgas in Betracht zieht, so stellen 1,3-Butadien und Benzol die wichtigsten Verbindungen bei der Bewertung der Risikofaktoren der nicht-regulierten gasförmigen Emissionen in dieser Studie dar.
Die Formaldehyd- und Acetaldehyd-Emissionen waren erwarteter Weise für sauerstoffhaltige Kraftstoffe höher als für Fossil (0) Kraftstoff. Die höchsten Emissionen wurden beim E85 (56) Kraftstoff mit Acetaldehyd-Emissionen in der Höhe von 98 mg/km und Formaldehyd-Emissionen von 7 mg/km beobachtet. Bei den Kraftstoffen mit niedrigem Sauerstoffgehalt lagen die Formaldehyd-Emissionen unter 2 mg/km und die Acetaldehyd-Emissionen unter 4 mg/km. Das Niveau der Formaldehyd-Emissionen war bei den Butanol enthaltenden Kraftstoffen höher als bei den Ethanol oder ETBE enthaltenden Kraftstoffen. Die höchsten Acetaldehyd-Emissionen wurden bei Kraftstoffen mit Ethanol- und/oder ETBE-Inhalt beobachtet.
Die 1,3-Butadien-Emissionen lagen bei allen Kraftstoffen und Fahrzeugen unter 3,6 mg/km. Typischerweise lagen die 1,3-Butadien-Emissionen mit einigen Ausnahmen bei den Biokraftstoffen niedriger oder auf gleicher Höhe wie bei Fossil (0) Kraftstoff. Höhere 1,3-Butadien-Emissionen wurden für iB (14) mit dem MPFI-Kraftfahrzeug und mit dem nB (15) mit dem FSI- und dem FFV-Kraftfahrzeug beobachtet.
Es ist jedoch wichtig zu erwähnen, dass, wenn die gleiche Menge Isobutanol, wie sie im iB(14)-Kraftstoff enthalten ist, mit dem erneuerbaren Kohlenwasserstoff (R + iB(28)) gemischt wird, sich die 1,3-Butadien-Emissionen im Vergleich zum Fossil (0) Kraftstoff bei allen drei Kraftfahrzeugen verringerten. Wie erwartet, spiegelte sich dies auch in der Berechnung der Risikofaktoren der Kraftstoffe wider, was nachstehend geprüft wird.
2A und 2B zeigen die 1,3-Butadien- und Benzol-Emissionen im Vergleich mit nicht-oxygeniertem fossilem Kraftstoff im europäischen Testzyklus bei –7°C; dabei ist der Unterschied jeweils als Absolutwert (Unterschied in g/km) zwischen den Biokraftstoffen und dem nicht-oxygenierten fossilen Kraftstoff dargestellt.
Die Ergebnisse weisen daraufhin, dass die Kombination des erneuerbaren Benzin-Bestandteils mit Oxygenaten im Benzin einen positiven Effekt auf die Bildung von 1,3-Butadien im Verbrennungsmotor hat.
Das FSI-Kraftfahrzeug wies mit rund 20 mg/km die höchsten Benzol-Emissionen auf. Beim MPFI und FFV-Kraftfahrzeug lagen die Benzol-Emissionen unter 10 mg/km mit Ausnahme des E85(56)-Kraftstoffs, bei dem die Benzol-Emissionen bis zu 17 mg/km hoch lagen, unabhängig vom geringen Benzolgehalt des Kraftstoffs.
Die Risikofaktoren für die Abgas-Toxizität wurden getrennt für die regulierten und nicht-regulierten Emissionen berechnet. Der Risikofaktor der Toxizität der nicht-regulierten Abgasemissionen wurde durch Berechnung der gewichteten Summe der 1,3-Butadien-, Benzol-, Formaldehyd- und Acetaldehydemissionen bestimmt. Feinstaub und NO_x-Emissionen stellten dabei die wichtigsten regulierten Emissionen, die den nicht-regulierten Risikofaktor beeinflussen, dar.
Die meisten Biokraftstoffe wiesen einen, im Vergleich zum fossilen Kraftstoff, geringeren oder zumindest gleich großen Toxizitäts-Risikofaktor bei allen getesteten Kraftfahrzeugen auf (siehe 3). Dies gilt für Kraftstoffe, die Ethanol, Isobutanol, ETBE und/oder erneuerbare Bestandteile enthalten.
Der Risikofaktor, der anhand der regulierten Emissionen berechnet wurde, war weniger sensitiv auf Emissionsänderungen zwischen Kraftstoffen, als es der nicht-regulierte Toxizitäts-Risikofaktor war. Erwähnenswerte Unterschiede zwischen den Risikofaktoren konnten daher nur zwischen den nicht-regulierten Risikofaktoren beobachtet werden, wobei es bei den regulierten Risikofaktoren auch einige Ausnahmen gab.
Das E85 (56) stellte sich als deutlich gesundheitsschädlicher als fossiles Benzin heraus und wies einen deutlich größeren Gesamttoxizitäts-Risikofaktor (3,2 gegenüber 2,0) auf. Dies ist hauptsächlich auf die Acetaldehyd-, Benzol- und Feinstaub-Emissionen zurückzuführen. Sobald der Ethanolgehalt des Kraftstoffs von 85 auf 30 Vol.-% reduziert wurde, verringerte sich der Gesamttoxizitäts ebenso.
Zwei Kraftstoffe waren im Bezug auf verringerte Toxizität, die anhand der Risikofaktoren berechnet wurde, besser als die anderen. Auf der einen Seite der Kraftstoff mit einem erneuerbaren Kraftstoff-Bestandteil und ETBE (R + eth(21)), der bei der Verwendung in allen Kraftfahrzeugen einen geringeren Risikofaktor als der fossile Kraftstoff aufwies (0,6–0,7 gegenüber 1,0), was hauptsächlich auf die verringerte 1,3-Butadien- und Benzol-Emissionen zurückzuführen ist. Auf der anderen Seite resultierte der hoch sauerstoffhaltige Kraftstoff E + eth(19) in einen verringerten Risikofaktor (0,6 gegenüber 1,0) bei Verwendung im FFV-Kraftfahrzeug, was hauptsächlich auf die geringen 1,3-Butadienemissionen zurückzuführen ist.
Die Ergebnisse zeigen, dass es viele Handlungsalternativen zur Erhöhung des Bioenergie-Gehalts von Benzin bis zu einer Höhe von 30% gibt, ohne dabei den Sauerstoffgehalt des Benzins über ein Niveau anheben zu müssen, das von konventionellen Kraftfahrzeugen mit Benzinantrieb vertragen wird. Das bedeutet, dass verschiedene Kraftstoffe mit einem hohen Bioenergie-Gehalt und unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung in konventionellen benzinbetriebenen Kraftfahrzeugen verwendet werden können. In den meisten Fällen beeinflusst der Einsatz von Ethanol, Isobutanol, n-Butanol, ETBE oder Mischungen daraus in Kombination mit erneuerbaren Kohlenwasserstoff-Bestandteilen im Benzin, die Emissionen konventioneller Kraftfahrzeuge nicht in schädlicher Weise.
Nach besonders bevorzugten Ausführungsformen wies die Kombination eines erneuerbaren Bestandteils mit Oxygenaten auf eine verringerte Abgastoxizität im Vergleich zum fossilen Kraftstoff hin.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2010/043765 [0053]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Europäischen Richtlinie zu Erneuerbaren Energien 2009/28/EG [0033]
europäischen Erneuerbare Energien Richtlinie 2009/28/EG [0079]
ASTM D2699 [0082]
ASTM D2700 [0082]
schwedische Norm SS 155480 [0082]
Richtlinie 70/220/EEC [0087]
Kokko, J., Rantanen, L., Pentikainen, J., Honkanen, T., Aakko, P. und Lappi, M., „Reduced Particulate Emissions With Reformulated Gasoline”, SAE Technical Paper 2000-01-2017, 2000 [0089]
Richtlinie 2009/33/EC [0091]
OEHHA („Technical Support Document for Cancer Potency Factors”, California Environmental Protection Agency, Office of Environmental Health Hazard Assessment, May 2009) [0092]
OEHHA, 2009 [0093]
Sandström-Dahl, C., Erlandsson, L., Gåsste, J. und Lindgren, M. in „Measurement Methodologies for Hydrocarbons, Ethanol and Aldehyde Emissions from Ethanol Fuelled Vehicles”, SAE Technical Paper 2010-01-1557, 2010 [0095]

Claims

Benzin, das paraffinische Kohlenwasserstoffe aus biologischen Ölen, Fetten oder Derivaten oder Kombinationen daraus und Oxygenate aufweist.
Benzin nach Anspruch 1, das Kohlenwasserstoffe aus der Hydrierung biologischer Öle, Fette oder Derivate oder Kombinationen hieraus aufweist.
Benzin nach Anspruch 1 oder 2, das paraffinische und isomerisierte Kohlenwasserstoffe aus Hydrierung biologischer Öle, Fette oder Derivate oder Kombinationen daraus aufweist.
Benzin nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Konzentration der Kohlenwasserstoffe aus biologischen Ölen, Fetten oder Derivaten oder Kombinationen daraus von 5 bis 20 Vol.-%, bevorzugt von 10 bis 15 Vol.-%, rangiert.
Benzin nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Oxygenate aus der Gruppe der Alkohole und Ether, bevorzugt aus der Gruppe niederer aliphatischer Alkohole, etwa Ethanol, n- oder i-Propanol, n- oder i-Butanol, oder aus der Gruppe der tertiären Alkylether, wie beispielsweise Ethyl-tert-butylether (ETBE) und tertiäre Amyl-Methylether (TAME), ausgewählt werden.
Benzin nach Anspruch 5, wobei das Oxygenat aus – Ethanol in einer Konzentration von 5 bis 15 Vol.-%, oder – Iso-Butanol in einer Konzentration von 5 bis 20 Vol.-%, bevorzugt etwa 10 bis 17 Vol.-%, oder – ETBE in einer Konzentration von 7 bis 25 Vol.-%, bevorzugt etwa 15 bis 22 Vol.-%, oder – einer Kombination daraus ausgewählt wird.
Benzin nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Bioenergie-Gehalt mindestens 14 Energieäquivalenz-Prozent (E_eqv-%), bevorzugt etwa 15 bis 35 E_eqv-%, beträgt, wobei der Energieäquivalenz-Prozentsatz mittels der in der Europäischen Richtlinie 2009/28/EC bereitgestellten unteren Heizwerte berechnet wird.
Benzin nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sauerstoffkonzentration maximal 5 Massen-%, bevorzugt 0,1 bis 4,5 Massen-%, beträgt.
Benzin nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kohlenwasserstoffe aus Hydrierung biologischer Öle, natürlicher Fette oder Kombinationen daraus hauptsächlich paraffinische C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffe umfassen.
Benzin nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kohlenwasserstoffe aus einem Verfahren stammen, in dem ein Feed aus biologischen Ölen, natürlichen Fetten oder Kombinationen daraus in einem Hydrodesulfurierungs-Schritt hydrodesulfuriert und in einem Isomerisierungs-Schritt isomerisiert wird.
Benzin nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kohlenwasserstoffe aus einem natürlichen Fett oder einem Derivat daraus durch ein Verfahren gewonnen werden, das einen Desoxygenierungs-Schritt eines Aufgabeguts einschließt, das das natürliche Fett oder Derivat daraus enthält, durch in Kontakt Bringen des Aufgabeguts mit einem Reduktionsmittel, etwa Kohlenstoffmonoxid, um einen aliphatischen Kohlenwasserstoff zu erhalten.
Benzin nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kohlenwasserstoffe aus einem natürlichen Fett oder einem Derivat daraus durch ein Verfahren gewonnen werden, das einen Hydrocracking-Schritt eines Zwischenprodukts, das aliphatische C₉- bis C₂₈-Kohlenwasserstoffe aufweist, zu einem Produkt aliphatischer C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffe, umfasst.
Benzin nach Anspruch 10, wobei die aliphatischen C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffe, die durch Hydrocracking erhalten werden isomerisiert werden, um eine Kohlenwasserstoffzusammensetzung zu bilden, die isomerisierte C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffe aufweist.
Benzin nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Kohlenwasserstoffe als ein Nebenprodukt eines Verfahrens erhalten werden, in dem ein Aufgabegut biologischer Öle oder Fette oder Kombinationen daraus in Gegenwart eines Katalysators hydriert wird, bevorzugt bei einer Reaktionstemperatur von 200 bis 400°C.
Benzin nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Kohlenwasserstoffe aus einem Rohmaterial erhalten werden, das ausgewählt wird aus Pflanzenölen, Pflanzenfetten, tierischen Ölen und tierischen Fetten und Ölen, die aus Algen, Hefe oder Schimmelpilzen, und Mischungen daraus gewonnen werden.
Benzin nach Anspruch 15, wobei das Rohmaterial aus Fischfetten und Fischölen, Rapssamenöl, Rapsöl, Doppelnull-Rapsöl, Tallöl, Sonnenblumenöl, Sojabohnenöl, Hanfsamenöl, Olivenöl, Leinsaatöl, Senföl, Palmöl, Erdnussöl, Rizinusöl, Kokosnussöl, Schweinefett, Talg, Tranöl oder Fetten, die in Milch enthalten sind, rezyklierten Fetten aus pflanzlicher und tierischer Herkunft aus der Lebensmittelindustrie und Mischungen von zwei oder mehr dieser Rohstoffe, ausgewählt wird.
Benzinzusammensetzung, die in der Kombination – eine Oktanzahl (R + M)/2 von mindestens 85, – einen Gesamtaromatengehalt von maximal 35 Vol.-% und weniger als 0,5 Massen-% Benzol, – einen Dampfdruck von 69 ± kPa, – eine Sauerstoffkonzentration nicht über 5 Massen-% und – mindestens 14% Energieäquivalent aus C₂- bis C₁₄-Kohlenwasserstoffen aus biologischen Ölen, natürlichen Fetten oder Kombinationen daraus, aufweist.