DE4135294C2

DE4135294C2 - Treibstoffgemisch und seine Verwendung

Info

Publication number: DE4135294C2
Application number: DE4135294A
Authority: DE
Inventors: Geb Schur Weis; Willi Welzel
Original assignee: TESSOL KRAFTSTOFFE MINERALOELE
Current assignee: TESSOL KRAFTSTOFFE MINERALOELE
Priority date: 1991-10-25
Filing date: 1991-10-25
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2011-10-26
Also published as: DE4135294A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Treibstoffgemisch, enthaltend a) mindestens ein pflanzliches Öl und b) mindestens einen alipha tischen Fettsäureester, ausgewählt aus der Gruppe der Methyl-, Ethyl- und Isopropylfettsäureester, sowie die Verwendung dieses Treibstoffgemi sches für Dieselmotoren oder als Heizöl.

Die konventionellen flüssigen Treibstoffe für Verbrennungsmotoren 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 Stoffe bzw. den Verzicht auf derartige Stoffe wird auch das mit dem möglich Auslaufen von Treibstoffen verbundene Risiko der Umweltverschmutzung erheblich reduziert bzw. ausgeschaltet.

Die DE-PS′en 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 Alkylfettsäureester, 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 umgeesterte Pflanzenöle, wie Rapsöl, als Treibstoffe in Verbrennungsmoto ren einzusetzen. Die Verwendung dieser Treibstoffe bedingte jedoch immer umfangreiche Umbaumaßnahmen an den damit betrie benen Motoren.

Derwent-Referat 83/801347 beschreibt einen Dieseltreibstoff aus Fettsäureestern, einem Pflanzenöl und/oder einem Alkohol, insbesondere eine Mischung aus 50 bis 90 Vol.-% Sonnenblumen ölethylester und einem Gemisch aus Sonnenblumenöl und Ethyl alkohol. Die EP 0 249 463 A2, DE 31 22 453 A1, AT 388743 B FR 2492402 beschreiben die Verwendung von Fettsäureestern als Treibstoffersatz.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Treibstoffgemisch zur Verfügung zu stellen, in dem fette Öle als nachwachsende Rohstoffe einsetzbar sind, das einen verbesserten Trübungs punkt aufweist, im wesentlichen biologisch abbaubar und in allen Typen von Dieselmotoren ohne jegliche Umbaumaßnahmen einsetzbar ist. Es sollte außerdem den mineralischen Diesel kraftstoffen in bezug auf Laufleistung und Vermeidung von Ver schleißerscheinungen mindestens äquivalent sein. Ferner sollte es den Sicherheitsvorschriften für Dieselkraftstoffe voll ge nügen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Treibstoffgemisch der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Komponente a) in einer Menge zwischen 50 und 90 Vol.-% und die Komponente b) in einer Menge zwischen 50 und 10 Vol.-% enthalten ist.

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

Beispiele für die in dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch als Komponente a) verwendeten pflanzlichen Öle sind Rapsöle, Sojaöl, Baumwollöl, Sonnenblumenöl, Rizinusöl, Olivenöl, Maisöl, Mandelöl, Palm kernöl, Kokosöl, Senföl und Erdnußöl.

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.

Als Komponente b) wird bevorzugt Methylfettsäureester einge setzt. Ethylfettsäureester ist deshalb bevorzugt, weil Ethanol, das zu seiner Herstellung verwendet wird, wie die eingesetzten Öle, in landwirtschaftlicher Produktion herge stellt werden kann. Die Fettsäureester werden bevorzugt durch Umesterung der als Komponente a) verwendeten Öle, insbesondere von Rapsöl, mit Methanol, Ethanol und/oder Isopropanol herge stellt. Als bevorzugte Komponente b) werden Rapsölmethylester Rapsölethylester und/oder isopropylpalminat eingesetzt. Sehr gut geeignet ist auch Rapsölisopropylester.

Im Sommerbetrieb ist das erfindungsgemäße Treibstoffgemisch uneingeschränkt für den Einsatz in Dieselmotoren geeignet.

Im Winterbetrieb können dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch, abhängig von der Außentemperatur, handelsübliche Additive, wie Zündbeschleuniger und Fließverbesserer, zugesetzt werden. Für den Betrieb von Dieselmotoren im Winter werden bevorzugt 0,5 bis 3 Vol.-% eines Zündbeschleunigers zugesetzt. Bevorzugte Zündbeschleuniger sind Alkylnitrate, beispielsweise Isopropyl-, Amyl-, Cyclohexyl- oder Octylnitrat, ferner organische Nitrite, Nitro-Verbindungen oder Peroxide.

Das durch Mischen der Komponenten a) und b) hergestellte erfindungsgemäße Treibstoffgemisch kann in allen Dieselmotoren eingesetzt werden, ohne daß eine spezielle Umrüstung auf den neuen Treibstoff erforderlich ist. Überraschenderweise treten bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Treibstoffgemisches in Dieselmotoren keinerlei Verkokungen auf, die beim Betrieb mit reinem Pflanzenöl, beispielsweise Rapsöl, oder Abmischungen von Pflanzenöl im Dieselkraftstoff auftreten. Das erfindungsgemäße Treibstoffgemisch kann demzufolge beispielsweise zum Betreiben von Dieselmotoren in Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, land- und forstwirtschaftlichen Maschinen, Notstromaggregaten, Pumpen und Schiffen dienen. Diese Motoren können beliebig im Wechsel mit dem erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch und herkömmlichen mineralischen Dieseltreibstoffen betrieben werden, wodurch insbesondere für Pkw′s und Lkw′s eine hohe Mobilität erreicht wird.

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.

Das erfindungsgemäße Treibstoffgemisch erfüllt auch alle für Dieselkraftstoffe geltenden Sicherheitsvorschriften, denn es weist einen Flammpunkt über 100°C, üblicherweise zwischen 170 und 200°C, auf und ist außerdem nicht grundwassergefährdend.

Herstellungsbeispiele 1-5

Die erfindungsgemäßen Treibstoffgemische wurden durch einfaches Mischen hergestellt.


Vol.-%
1. Rapsöl
90
Rapsölmethylester (RME)	10
2. Sojaöl	90
RME	10
3. Rapsöl	90
Isopropylpalmitat (IPP)	10
4. Rapsöl	80
RME	20
5. Rapsöl	65
IPP	35
6. Rapsöl	50
RME	50
7. Sonnenblumenöl	50
IPP	50

Testversuch

Es wurden folgende Treibstoffgemische in Dieselmotoren einge setzt.
erfindungsgemäßer Treibstoff I:

Rapsöl\|50%
Rapsmethylester	50%

erfindungsgemäßer Treibstoff II:

Rapsöl\|90%
Rapsmethylester	10%

Die Leistung eines Traktormotors wurde für die beiden genann ten erfindungsgemäßen Treibstoffgemische gemessen und herkömm licher Dieselkraftstoff als Vergleichssubstanz herangezogen.

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Leistungskurven.

Bei der Durchführung der Versuche mit den erfindungsgemäßen Treibstoffgemischen konnte keine Verkokung an den Einspritz düsen und Zylinderköpfen beobachtet werden.

Claims

1. Treibstoffgemisch, enthaltend

a) mindestens ein pflanzliches Öl und
b) mindestens einen aliphatischen Fettsäureester,

ausgewählt aus der Gruppe der Methyl-, Ethyl- und Isopropyl fettsäureester, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente a) in einer Menge zwischen 50 und 90 Vol.-% und die Komponente b) in einer Menge zwischen 50 und 10 Vol.-% enthalten ist.

2. Treibstoffgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente a) aus Rapsöl, Sojaöl, Baumwollöl, Sonnen blumenöl, Rizinusöl, Olivenöl, Maisöl, Mandelöl, Palmkernöl, Kokosöl, Senföl oder Erdnußöl gewählt wird.

3. Treibstoffgemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente b) aus der Gruppe, bestehend aus Rapsöl methylester, Rapsölethylester und Isopropylpalmitat, gewählt ist.

4. Verwendung des Treibstoffgemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Treibstoff für Dieselmotoren oder als Heizöl.