DE4116905C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Treibstoffgemisch sowie die Ver­ wendung dieses Treibstoffgemisches als Treibstoff für Diesel­ motoren oder als Heizöl.

Die konventionellen flüssigen Treibstoffe für Verbrennungs­ motoren bestehen aus Gemischen von Kohlenwasserstoffen und werden größtenteils aus Mineralöl gewonnen. Angesichts der beschränkten Rohölreserven sowie der Preisentwicklung bei Rohölen besteht ein Bedürfnis nach Treibstoffen, in denen die Benzin-Kohlenwasserstoffe zumindest teilweise durch nachwachsende Rohstoffe, wie fette Öle tierischer oder pflanzlicher Herkunft, ersetzt werden. Durch eine drastische Senkung des Anteils der biologisch nicht abbaubaren Kohlen­ wasserstoffe wird auch das mit dem möglichen Auslaufen von Treibstoffen verbundene Risiko der Umweltverschmutzung erheblich reduziert.

Wie die GB-PS 1 36 452 zeigt, wird bereits seit Anfang dieses Jahrhunderts versucht, Kohlenwasserstoffe in Treibstoffen durch Alkohole zu ersetzen, wobei aus Pflanzenölen gewonnene freie Fettsäuren als Mischungsvermittler dienen.

In der DE-OS 24 41 737 werden Treibstoffgemische für Verbrennungsmotoren mit Vergaser beschrieben, die aus einem Kohlenwasserstoffgemisch (Normalbenzin oder Superbenzin) und einem Gemisch aus einem Alkohol mit 1 bis 4 C-Atomen und Wasser, sowie gegebenenfalls 0,1 bis 2 Gew.-% eines pflanzlichen Öls, das ebenfalls als Mischungsvermittler dient, bestehen.

Die DE-PS 31 49 170 und 31 50 988 beschreiben Diesel­ treibstoffe, in denen bis zu 90% der Kohlenwasserstoffe durch Alkylfettsäureester von pflanzlichen Ölen ersetzt werden und außerdem Alkohole mit bis zu fünf Kohlenstoff­ atomen enthalten sind. Es ist hier jedoch unbedingt erfor­ derlich, die aus Pflanzen gewonnenen Öle vollständig in Alyklfettsäureester, insbesondere Methylfettsäureester, überzuführen, was einerseits einen hohen Kostenaufwand, andererseits einen großen Anfall an schwer verwertbarem Glycerin-Abfall bedeutet. Das Kohlenwasserstoffgemisch der DE-PS 31 49 170 ist ein klassisches Gasöl, d. h., eine Petro­ leumfraktion. Die Diesel-Treibstoffgemische der DE-PS 31 50 988 können gegebenenfalls 0,1 bis 5 Gew.-% eines Zündbe­ schleunigers enthalten.

Die genannten Dieseltreibstoffe, die in landwirtschaftlichen Traktoren eingesetzt werden, weisen Trübungspunkte auf, die nicht unter -15°C liegen, wodurch sie als Treibstoffe im Winter nur sehr bedingt einsetzbar sind.

Es wurden auch bereits Versuche unternommen, nicht umge­ esterte Pflanzenöle, wie z. B. Rapsöl, als Treibstoffe in Verbrennungsmotoren einzusetzen.

So beschreibt die US-PS 43 59 324 einen Dieseltreibstoff, der aus 25 bis 75% eines Butylalkohols und 75 bis 25% eines pflanzlichen Öls besteht. Die US-PS 45 57 734 beschreibt einen Dieseltreibstoff aus einem pflanzlichen Öl, Methanol oder Ethanol und einem geradkettigen Octanol. Die US-PS 45 09 953 beschreibt einen Dieseltreibstoff aus 70 bis 90 Vol.-% Gasöl bzw. Schweröl, 10 bis 30 Vol.-% Ethanol und bis zu 30 Vol.-% Leichtbenzin.

Die Verwendung dieser Treibstoffe bedingte jedoch immer umfangreiche Umbaumaßnah­ men an den damit betriebenen Motoren. Durch diese Versuche wurde das allgemeine Vorurteil erhärtet, daß es unmöglich ist, Motoren, die für den Betrieb mit mineralischen Kraft­ stoffen bestimmt sind, ohne Umbaumaßnahmen mit Treibstoffen zu betreiben, die einen hohen Anteil an fetten Ölen enthalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Treibstoffge­ misch zur Verfügung zu stellen, in dem fette Öle als nach­ wachsende Rohstoffe einsetzbar sind, das einen verbesserten Trübungspunkt aufweist, zu großen Teilen biologisch abbaubar und in allen Typen von Dieselmotoren ohne jegliche Umbau­ maßnahmen einsetzbar ist. Es sollte außerdem den mine­ ralischen Dieselkraftstoffen in bezug auf Laufleistung und Vermeidung von Verschleißerscheinungen mindestens äquivalent sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Treibstoffgemisch zur Verfügung gestellt wird, das

• a) 60 bis 88 Vol.-% mindestens eines pflanzlichen und/oder tierischen Öls,
• b) 6 bis 20 Vol.-% mindestens eines geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Monoalkohols mit 1 bis 5 C-Atomen und
• c) 6 bis 20 Vol.-% Benzin

enthält.

Das genannte Treibstoffgemisch wird vorzugsweise als Treibstoff für Dieselmotoren oder als Heizöl verwendet.

Beispiele für die in dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch als Komponennte a) verwendeten pflanzlichen und/oder tieri­ schen Öle sind Rapsöl, Sojaöl, Baumwollöl, Sonnenblumenöl, Rizinusöl, Olivenöl, Erdnußöl, Maisöl, Mandelöl, Palmkernöl, Kokosöl, Senföl und Fischöle. Bevorzugt wird Rapsöl, das ein Gemisch aus teilweise mit Glycerin veresterten Fettsäuren ist, als Komponente a) verwendet, da es in großem Umfang zur Verfügung steht und auf einfache Weise durch Pressen aus Rapssaat gewonnen werden kann. Das verwendete Rapsöl kann sowohl roh gepreßt und entschleimt als auch als Raffinat in das erfindungsgemäße Treibstoffgemisch eingemischt werden. Eine Überführung in Alkylester, wie sie in den DE-PS 31 49 170 und 31 50 988 gefordert wird, ist nicht notwendig. Durch den Wegfall dieses Verfahrensschrittes ist es möglich, biologisch weitgehend abbaubare Diesel-Treibstoffe unmittelbar aus der landwirtschaftlichen Produktion auf den Markt zu bringen, ohne daß weitere Energiekosten und Abfall­ stoffe, wie Glycerin, anfallen. Der Gewichtsanteil der Kom­ ponente a) in dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch beträgt 60 bis 88 Vol.-%; er liegt bevorzugt zwischen 65 und 85 Vol.-%, insbesondere bevorzugt zwischen 70 und 80 Vol.-%.

Als Komponente b) werden in dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch sowohl geradkettige als auch verzweigte aliphatische Monoalkohole mit 1 bis 5 C-Atomen eingesetzt. Isopropanol ist besonders bevorzugt. Gut einsetzbar ist auch Ethanol, das, wie die eingesetzten Öle, in landwirtschaftlicher Produktion hergestellt werden kann. Der Gewichtsanteil der Komponente b) in dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch beträgt 6 bis 20 Vol.-%; er liegt bevorzugt zwischen 10 und 15 Vol.-%.

Als Benzin-Komponente c) kann in dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch jedes beliebige Benzin verwendet werden, beispielsweise Normal- oder Superbenzin; bevorzugt wird je­ doch Testbenzin eingesetzt. Testbenzin ist die Bezeichnung für raffinierte Benzine mit einem Kp. von 130-220°C und einem nach Abel-Pensky ermittelten FP. <21°C (vgl. DIN 51 632, Nov. 1981, Entwurf Feb. 1966). Das erfindungsgemäß verwendete Testbenzin kann beispielsweise eine Oktanzahl von 120 bis 140 aufweisen. Der Gewichtsanteil der Benzin-Komponente c) beträgt 6 bis 20 Vol.-%; er liegt vorzugsweise zwischen 10 und 15 Vol.-%.

Ferner können dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch übliche Additive zugesetzt werden. Für den Betrieb von Dieselmotoren im Winter wird bevorzugt bis zu 1 Vol.-% Diethylether als Anspringhilfe zugesetzt.

Das durch Mischen der Komponenten a), b) und c) hergestellte erfindungsgemäße Treibstoffgemisch kann in allen Dieselmo­ toren eingesetzt werden, ohne daß eine spezielle Umrüstung auf den neuen Treibstoff erforderlich ist. Das erfindungs­ gemäße Treibstoffgemisch kann demzufolge beispielsweise zum Betreiben von Dieselmotoren in Personenkraftwagen, Last­ kraftwagen, land- und fortstwirtschaftlichen Maschinen, Not­ stromaggregaten, Pumpen und Schiffen dienen. Diese Motoren können beliebig im Wechsel mit dem erfindungsgemäßen Treib­ stoffgemisch und herkömmlichen mineralischen Dieseltreib­ stoffen betrieben werden, wodurch insbesondere für Pkw′s und Lkw′s eine hohe Mobilität erreicht wird.

In dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch dienen die als Komponente b) verwendeten Monoalkohole, insbesondere das Isopro­ panol, als Antikokungsmittel für Kolbenringe und Ventil­ sitze. Das als Additiv zugesetzte Benzin dient zur Klärung des Gemisches und führt zu einer verbesserten Zündwilligkeit des Treibstoffgemisches, wobei Testbenzin die besten Werte liefert. Gute Zündwilligkiet des Kraftstoffs bedeutet gün­ stiges Startverhalten und ruhigen Lauf des Dieselmotors in­ folge einer kurzen Aufbereitungszeitspanne bzw. kleinen Zündverzugs; bei großem Zündverzug tritt das bekannte "Nageln" ohrenfällig in Erscheinung.

Führt man für das in Dieselmotoren eingesetzte erfindungsge­ mäße Treibstoffgemisch Abgastests durch, so liegen die er­ haltenen Werte sowohl für Kohlenwasserstoffe und Stickoxide als auch für Kohlenmonoxid weit unter den in der derzeit geltenden Euronorm für Dieselabgase geforderten Werten. Der Schwefeldioxid-Anteil der Abgase wird gegenüber den üblichen Werten von 0,15% bei herkömmlichen, mineralischen Dieselkraftstoffen verschwindend gering, da die eingesetzten Komponenten praktisch schwefelfrei sind.

Das erfindungsgemäße Treibstoffgemisch ist auch bei tiefen Temperaturen, wie sie im Winter und in hochgelegenen Regionen auftreten, gut einsetzbar, da sein Trübungspunkt Werte bis zu -28°C erreicht und das Gemisch auch bei tiefe­ ren Temperaturen nicht ausflockt. Dies führt zu einer wesentlich breiteren Anwendbarkeit gegenüber den bekannten Dieseltreibstoffen auf der Basis pflanzlicher und tierischer Fette.

Die nachstehenden Beispiele und Versuche erläutern die Erfindung.

Herstellungsbeispiele 1-5

Die erfindungsgemäßen Treibstoffgemische wurden durch einfaches Mischen hergestellt

Versuche im Dieselmotor

Die erfindungsgemäßen Treibstoffgemische wurden in Diesel­ motoren verschiedener Bauart bei Normalbetrieb getestet. Es handelte sich um Serienfahrzeuge, an denen keine Veränderun­ gen baulicherseits durchgeführt wurden. Der Hubraum der ge­ testeten Motoren lag zwischen 1,6 l und 3,0 l. In den Fahr­ zeugen wurden sämtliche in den Beispielen 1.) bis 5.) ge­ nannten Kraftstoffe verwendet.

Diese Versuche führten zu keiner Funktionsstörung. Untersu­ chungen der Abgaswerte eines Pkw 300 D-Turbo nach Fahrzyklus ECE 15.04 zeigten, daß die Emissionswerte unterhalb der Grenzwerte der Euronorm für Fahrzeuge dieser Bauart liegen.

Tabelle 1 zeigt die für das erfindungsgemäße Treibstoffge­ misch gemäß Beispiel 2 ermittelten Abgaswerte (Prüfergebnisse im Fahrzyklus).

Tabelle 1

Claims (5)

1. Treibgemisch, enthaltend

• a) 60 bis 88 Vol.-% mindestens eines pflanzlichen und/oder tierischen Öls,
• b) 6 bis 20 Vol.-% mindestens eines geradkettigen oder verzweigten Monoalkohols mit 1 bis 5 C-Atomen und
• c) 6 bis 20 Vol.-% Benzin.

2. Treibstoffgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente a) Rapsöl ist.

3. Treibstoffgemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente b) Isopropanol ist.

4. Treibstoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente c) Testbenzin ist.

5. Verwendung des Treibstoffgemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Treibstoff für Dieselmotoren oder als Heizöl.