DE69733817T2 - Verfahren und vorrichtung zum aufbereiten eines brennstoffes, insbesondere für dieselmotoren, durch in-line mischung seiner bestandteile - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufbereiten eines brennstoffes, insbesondere für dieselmotoren, durch in-line mischung seiner bestandteile Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereiten eines Kraftstoffs, insbesondere für einen Dieselmotor, oder eines Brennstoffs für eine Heizungsanlage durch Inline-Vermischung seiner Bestandteile, eventuell mit Einbringen von Zusätzen.
  • Brennstoffe für Dieselmotoren sind dazu bestimmt, sich selbst nach dem Einspritzen in die stark komprimierte Luft zu entflammen. Sie sind im allgemeinen aus einer Mischung verschiedener Bestandteile in solchen Anteilen gebildet, dass der Brennstoff bestimmte Eigenschaften aufweist und bestimmten Spezifikationen genügt, die sich beispielsweise auf die Kältebeständigkeit, den Schwefelgehalt und die Cetanzahl beziehen.
  • In Raffinerien wird ein solcher Kraftstoff durch eine Technik verwirklicht, die Inline-Mischung genannt wird, bei der die unterschiedlichen flüssigen Bestandteile sowie die Zusätze gleichzeitig und fortlaufend in dieselbe Leitung eingebracht werden, die als Mischer dient. Der Durchfluss der verschiedenen Bestandteile wird gesteuert und kontrolliert durch einen Rechner, und die Dauer des Bereitens einer Charge von Kraftstoff kann sich über 30 Stunden erstrecken.
  • Natürlich werden die Eigenschaften des Endprodukts in verschiedenen Wiederholungen im Verlauf der Herstellung kontrolliert, und zu diesem Zweck werden Analysen an Proben durchgeführt, die an dem Ausgang des Mischers oder in dem Speicherbehälter im Verlauf des Füllens entnommen wurden. Ausgehend von den Ergebnissen dieser Analysen werden die Durchflüsse der Bestandteile der Mischung sowie der Zusätze eingestellt, um die Messwerte an ihre Sollwerte anzugleichen.
  • Natürlich ist es für jede Analyse vorteilhaft, die Zeitspanne zwischen dem Entnehmen einer Probe der Mischung im Verlauf der Bereitung und dem Gewinnen des Messwerts weitmöglichst zu begrenzen, und die zu diesem Zweck verwendeten Analysatoren, die Inline-Analysatoren genannt werden, erfüllen im allgemeinen diese Anforderung.
  • Eine der wesentlichen Eigenschaften von Kraftstoffen für Dieselmotor, d.h. ihre Neigung zur Selbstentflammung, ist hingegen aufgrund der Schwierigkeiten des Messens dieser Eigenschaft nicht Objekt einer Inline-Kontrolle am Ausgang des Mischers. Sie ist definiert als die Dauer zwischen dem Einspritzen des Kraftstoffs und seiner Entflammung in einer Verbrennungskammer unter Bedingungen, die durch die Norm ASTM D 613 festgelegt sind, wobei die Messeinheit herkömmlicherweise als Cetanzahl bezeichnet wird.
  • Der Wert 15 dieser Cetanzahl wird unter den Messbedingungen dem Heptamethylnonan zugeordnet, während der Wert 100 der Verbrennung unter den gleichen Bedingungen von Normalcetan (normalem Hexadecan) entspricht. Eine Zwischenzahl CN (von Englisch: Cetane Number), die einem Kraftstoff zugeordnet ist, bedeutet, dass dieser eine Selbstentflammung aufweist, die äquivalent zu derjenigen einer Mischung von Heptamethylnonan und Normalcetan ist, so dass CN = X + 0,15(100 – X),wobei X den Cetangehalt (Volumen-%) der Mischung aus Heptamethylnonan und Normalcetan bezeichnet.
  • Die lange und komplizierte Messung wird unter sehr genauen Bedingungen, die von der Norm ASTM D 613 festgelegt sind, mit einer in derselben Norm definierten Vorrichtung durchgeführt. Diese Vorrichtung enthält einen Dieselmotor, der von der Gesellschaft Corporation Fuel Research eingestellt ist und in der Technik allgemein unter dem Namen "CFR-Motor" bekannt ist. Das Verfahren des Messens mit dieser Vorrichtung ist jedoch langwierig (in der Größenordnung einer Stunde), empfindlich und erfordert zahlreiche manuelle Eingriffe.
  • Verfahren und Vorrichtungen wurden eingestellt, um die Messdauer zu verringern, während diese besagte Messung automatisiert wird. Insbesondere schlägt die europäische Patentanmeldung EP-A 0 610 118, die ein Verfahren, wie es in dem Dokument SAE 890419 beschrieben ist, wieder aufnimmt, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die kontinuierliche Messung des Cetanindex vor. Wenn dieses Verfahren und diese Vorrichtung auch eine Verbesserung des Verfahrens zum Messen des Cetans eines Kraftstoffs mit sich bringen, weisen sie dennoch Nachteile auf wie z.B. die Verwendung von gemeinsamen Leitungen und Kapazitäten für das Referenzprodukt und die Probe des Kraftstoffs im Verlauf der Herstellung sowie die Notwendigkeit, zahlreiche Elektroventile mit ihren Steuersystemen zu verwenden.
  • Es gibt andere Verfahren zum Messen der Selbstentflammungsverzögerung eines Kraftstoffs wie z.B. die Berechnung des Cetanindex ausgehend von leicht messbaren Eigenschaften wie der Dichte und den Destillationseigenschaften. Die gewonnenen Ergebnisse sind jedoch wenig zuverlässig, und sie berücksichtigen nicht das häufige Einbringen eines Zusatzes von Procetan zu den Kraftstoffen, der dazu bestimmt ist, erforderlichenfalls die Cetanzahl der Mischung zu erhöhen. Es ist interessant, zu diesem Zweck anzumerken, dass der CFR-Motor die Wirkung des Procetan-Zusatzes in seinen Messungen berücksichtigt.
  • Es ist daher in der Technik ein Bedarf zu spüren an einem Mittel zum schnellen, zuverlässigen und automatischen Messen, das inline in dem Verfahren der Bereitung eines Kraftstoffs für einen Dieselmotor verwendet wird, wodurch es ermöglicht wird, die Selbstentflammungseigenschaft, die durch die Cetanzahl dargestellt wird, besser zu kontrollieren.
  • Das ist das Problem, das zu lösen die vorliegende Erfindung sich vorgenommen hat durch Verwendung einer Vorrichtung vom CFR-Typ inline stromabwärts von dem Mischer unter solchen Bedingungen, dass die Messergebnisse der Cetanzahl leicht und mit kurzer Verzögerung nach der Entnahme der zu untersuchenden Probe bekannt sein können.
  • Die Erfindung zielt auch darauf, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur In-Line-Mischung von Bestandteilen und eventuell Zusätzen eines Kraftstoffs für einen Dieselmotor vorzuschlagen, wobei das Messen der Cetanzahl der verwirklichten Mischung schnell, zuverlässig und völlig automatisiert sein kann.
  • Zu diesem Zweck hat die vorliegende Erfindung als Ziel ein Verfahren zum Bereiten eines Kraftstoffs, insbesondere für einen Dieselmotor, oder eines Brennstoffs für eine Heizungsanlage durch Inline-Mischung seiner Bestandteile, eventuell mit Einbringen von Zusätzen, wobei der Kraftstoff im Hinblick auf seine Vermarktung eine bestimmte Cetanzahl aufweisen soll, wobei in dem Verfahren einem Mischer fortlaufend verschiedene Bestandteile mit gesteuerten Durchflüssen zugeführt werden, am Ausgang des Mischers in verschiedenen Zeitintervallen die Cetanzahl des Kraftstoffs im Lauf der Bereitung messen wird, die Abweichung dieser Cetanzahl gegenüber zumindest einem Sollwert berechnet wird, daraufhin die jeweiligen Zuflüsse der verschiedenen Bestandteile oder Zusätze so eingestellt werden, dass die Abweichung zwischen den Messwerten und den Sollwerten beseitigt wird, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Motor vom CFR-Typ abwechselnd mit einem in der Herstellung befindlichen Kraftstoff, der der Ablassleitung des Mischers entnommen ist, und dann mit einem Referenzprodukt, dessen Cetanzahl bekannt ist, gespeist wird, vermittels von zwei verschiedenen Zuführleitungen, von denen jede eine Hoch druckeinspritzpumpe besitzt, wobei der besagte CFR-Motor mit einem konstanten Kompressionsverhältnis arbeitet.
  • Die Berechnung der Cetanzahl der zu messenden Probe im Vergleich mit der bereits bekannten Cetanzahl eines Referenzprodukts wird auf einfache Weise durchgeführt durch Anwenden der Anordnungen der Norm ASTM D 2885 für den Inline-Analysatorabschnitt, die bereits verwendet wurde, um den Oktanindex von Benzinen festzustellen. In der Praxis misst man aufeinanderfolgend unter denselben Bedingungen und mittels desselben CFR-Motors die Entflammungsverzögerung einer Probe der im Verlauf der Herstellung befindlichen Mischung, dann die Entflammungsverzögerung eines Referenzprodukts, das eine bekannte Cetanzahl aufweist. Die Dauer dieser Messungen an dem in der Herstellung befindlichen Kraftstoff und dann an dem Referenzprodukt ist kleiner als eine Stunde, sogar kleiner als zehn Minuten.
  • Die Cetanzahl der Probe der in der Herstellung befindlichen Mischung wird für jede Messreihe ausgehend von Informationen ermittelt, die in der Form elektrischer Signale von dem CFR-Motor geliefert werden (Verzögerung der Selbstentflammung der Probe der Mischung und des Referenzprodukts), wobei diese Informationen dann vermittels eines Rechners in Abweichungen des Cetans im Hinblick auf das Referenzprodukt umgewandelt werden, wobei dieser Rechner dann als Funktion der bekannten Cetanzahl des Referenzprodukts die Cetanzahl der zu messenden Probe berechnet.
  • Diese Cetanzahl der Probe wird dann einem Rechnerprogramm zum Steuern der relativen Mengen der verschiedenen in den Mischer eingeführten Bestandteile übertragen.
  • Die Genauigkeit der Messung der Cetanzahl durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist gemäß der Norm ASTM D 2885 direkt verknüpft mit der Genauigkeit der Cetanzahl des Referenzpro dukts, wobei diese Genauigkeit im allgemeinen gleich oder kleiner ein Cetanpunkt für ein Referenzprodukt ist, das ein Objekt für mehrere Messungen gewesen ist, deren Mittelwert gleich 50 ist. Vorteilhafterweise wird die Genauigkeit der Messung der Cetanzahl für die Vorrichtung gemäß der Erfindung gegenüber der Genauigkeit des in der Norm ASTM D 613 beschriebenen Verfahrens um einen Faktor verbessert, der zwischen 2 und 5 schwanken kann.
  • Es sei angemerkt, dass der CFR-Motor in dem Verfahren der Erfindung mit konstantem Kompressionsverhältnis verwendet wird, und demzufolge unter Bedingungen, die von denen der Norm ASTM D 613 verschieden sind, die ein variables Kompressionsverhältnis empfiehlt und einen Vergleich mit zwei exakt definierten Referenzprodukten voraussetzt, die jeweils eine höhere und eine niedrigere Cetanzahl aufweisen als die der Probe. Die Verwendung des CFR-Motors mit konstantem Kompressionsverhältnis vermeidet es, auf Bewegungen mechanischer Elemente im Verlauf der Messungen zurückzugreifen, und ist somit günstig für eine Automatisierung des Messverfahrens und somit für eine Verbesserung der Genauigkeit der Messungen.
  • Das verwendete Referenzprodukt wird eine Cetanzahl aufweisen, die nahe bei der für die im Verlauf der Herstellung befindliche Mischung gewünschten liegt, und daher ist die Abweichung zu dem Sollwert unter 5 Cetanpunkten und vorzugsweise unter 2.
  • Die Probe der Mischung und das Referenzprodukt, die den CFR-Motor speisen, werden über verschiedene Leitungen in demselben Einspritzbereich des Motors zugeführt, wodurch vermieden wird, eine Reinigung zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Messungen durchführen zu müssen, was es somit ermöglicht, die Stabilisierungszeit der Messungen zu verringern. Diese zwei Messungen (Probe der Mischung und Referenzprodukt) könnten in einer beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden.
  • Jede Zuführungsleitung des CFR-Motors ist mit einer getrennten Hochdruckinjektionspumpe ausgerüstet, was einen beträchtlichen Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung bildet durch Vermeiden der Verwendung von Systemen, die beispielsweise gesteuert sind durch Ingangbringen des Öffnens und Schließens von Elektronventilen, Durchführen von Zwischenregelungen zwischen den Messungen an einer einzigen Pumpe, oder Ingangbringen der Spülung der Pumpe bei dem Übergang von dem Referenzprodukt zu dem im Lauf der Herstellung befindlichen Kraftstoff. Eine einzige Voreinstellung wird für die zwei Leitungen vor dem Durchführen des Verfahrens für einen Herstellungszyklus durchgeführt.
  • Das Messsystem ist somit leicht zu automatisieren, da es ausreicht, abwechselnd eine Pumpe der einen oder der anderen Zuführleitung des CFR-Motors zu steuern.
  • Eine Inline-Hinzufügung eines Procetanzusatzes in einstellbaren Mengen in den Mischer kann wie bei der früheren Technik stromaufwärts oder stromabwärts von diesem durchgeführt werden, aber wie oben dargestellt berücksichtigen die von der CFR-Vorrichtung durchgeführten Messungen dieses Procetan, was einen beträchtlichen Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung bildet.
  • Die Erfindung hat ebenfalls zum Ziel eine Vorrichtung für die Herstellung eines Kraftstoffs, insbesondere für einen Dieselmotor, oder eines Brennstoffs für eine Heizungsanlage durch Inline-Vermischung seiner Bestandteile, eventuell mit Einbringen von Zusätzen, wobei der Kraftstoff im Hinblick auf seine Vermarktung eine bestimmte Cetanzahl aufweisen soll, wobei die Vorrichtung enthält: zumindest zwei Behälter zur Speicherung von zumindest zwei Mischungsbestandteilen, einen Mischer, der von verschiedenen Leitungen mit einstellbaren Durchflüssen für verschiedene Mischungsbestandteile gespeist wird, zumindest eine Ablassleitung für die in dem Mischer erstellte Mischung, vorzugsweise einen Behälter zur Speicherung des hergestellten Produkts, eventuell eine Quelle für Procetanzusätze mit einstellbarem und automatisiertem Durchfluss, die stromaufwärts oder stromabwärts von dem Mischer oder an die Ablassleitung angeschlossen ist, ein Messmittel für die Cetanzahl, zumindest ein Steuermittel für den Durchfluss der verschiedenen Zuführleitungen des Mischers und der Zuführleitung für das Procetan, wobei das Steuermittel einerseits abhängig von dem Vergleichsmittel geregelt wird und andererseits so programmiert ist, dass die unterschiedlichen Durchflüsse so eingestellt werden, dass die Abweichung zwischen den Messwerten und den Sollwerten für die Cetanzahl verringert wird; wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass:
    • – das Messmittel, das zum Messen der Cetanzahl der Mischung bestimmt ist, einen Motor vom CFR-Typ enthält, der vorzugsweise als Abzweigung an der Ablassleitung der Mischung angebracht ist,
    • – dieser CFR-Motor jeweils über unterschiedliche Leitungen, die mit einem gesteuerten Verschlussmittel versehen sind, mit der Ablassleitung und mit der Quelle für ein Referenzprodukt, das eine bekannte Cetanzahl aufweist, verbunden ist,
    • – der CFR-Motor so voreingestellt ist, dass er mit einem konstanten Kompressionsverhältnis und mit einer auf einen vorbestimmten Wert eingestellten Einspritzzuführung arbeitet,
    • – der CFR-Motor daran angepasst ist, dem Steuermittel der Durchflüsse der verschiedenen Zuführleitungen für die Mischungsbestandteile oder eventuell für den Zusatz ein Signal zuzuführen, das den Unterschied zwischen zwei Messungen der Cetanzahl wiedergibt, wobei die Messungen nacheinander an der Mischung und an dem Referenzprodukt oder umgekehrt durchgeführt werden.
  • Wie oben dargestellt sind die Zuführleitungen des CFR-Motors für die Probe der zu überprüfenden Mischung und das Produkt mit der bekannten Cetanzahl vorzugsweise voneinander getrennt oder haben nur einen geringen Abschnitt gemeinsam, und jede ist mit einer Einspritzpumpe versehen. An den Zuführleitungen des CFR-Motors können natürlich Rückschlagventile vorgesehen sein.
  • Vorteilhafterweise sind die Einspritzpumpen gesteuert durch eine automatische Steuerung, die daran angepasst ist, sie in voreingestellten regelmäßigen Intervallen zu betätigen, beispielsweise alle fünf Minuten.
  • Auf an sich bekannte Weise enthalten die Einspritzpumpen in dem CFR-Motor für die Probe der Mischung und das Referenzprodukt zwei Einstellsysteme, eines für die einzuspritzende Menge, das andere für den Augenblick des Einspritzens, und diese zwei Systeme könnten das Objekt einer unabhängigen Regelung bilden.
  • Der CFR-Motor wird vorzugsweise kalibriert mittels zweier Standardkraftstoffe, die Cetanzahlen aufweisen, die diejenige des Referenzprodukts umrahmen.
  • Die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulichen die Verwirklichung der Erfindung. Auf diesen Zeichnungen ist nur das System zum Messen und Einstellen der Cetanzahl dargestellt, und nicht die Systeme bekannten Typs, die sei es zum Kalibrieren einer Messvorrichtung, sei es zum Messen und Einstellen anderer vorbestimmter Eigenschaften des Kraftstoffs verwendet werden. In diesen Zeichnungen zeigt:
  • 1 ein Schema der gesamten Vorrichtung zur In-Line-Mischung von Bestandteilen eines Kraftstoffs;
  • 2 das System zum Messen der Cetanzahl im Verlauf der Erzeugung.
  • Die in 1 dargestellte Vorrichtung ist für die Erzeugung eines Gasöls bestimmt, das vorbestimmte Eigenschaften und ins besondere eine vorher festgelegte Cetanzahl aufweist, durch Inline-Mischung von verschiedenen Bestandteilen in einem Mischer 1 und eventuell in der Ablassleitung 2 dieser Mischung zu einem Behälter 20. In dem vorliegenden Fall wird der Mischer 1 von vier Leitungen (3, 5, 7, 9) gespeist, von denen jede mit einem automatischen Ventil zur Durchflusseinstellung (3a, 5a, 7a, 9a) versehen ist, für verschiedene Bestandteile der Mischung, die von Speicherbehältern (4, 6, 8, 10) abgegeben werden. Diese verschiedenen Bestandteile, von denen einer notwendigerweise eine Cetanzahl unterhalb des Sollwerts haben muss, können beispielsweise und ohne eingrenzenden Charakter sein: eine schwere Essenz, die von einem katalytischen Cracker ausgeben wird, eine leichte Fraktion, die von einem Destillationsturm für Schweröl ausgegeben wird, ein Gasöl mit hohem Schwefelgehalt oder ein Gasöl mit geringem Schwefelgehalt, das von einer Einheit der Entschwefelung von Gasölen ausgegeben wird.
  • In einer Schleifenleitung 11, die als Abzweigung an der Ablassleitung 2 angebracht ist, kann ein Procetan genannter Zusatz wie beispielsweise 2-Ethyl-Hexyl-Nitrat von einem Behälter 13 aus vermittels einer Leitung 12 eingespritzt werden, die mit einem automatischen Ventil mit einstellbarem Durchfluss 12a versehen ist.
  • Wie oben dargelegt sind verschiedene (nicht dargestellte) Inline-Analysatoren auf bekannte Weise mit der Leitung 2 stromabwärts von dem Einspriten des Procetans verbunden, um in regelmäßigen Intervallen die charakteristischen Eigenschaften der Mischung zu messen und um die gemessenen Werte mit Sollwerten dieser Eigenschaften zu vergleichen. Diese Analysatoren sind mit einem Rechner 14 verbunden, der über Leitungen 15, 16, 17, 18 und 19 mit den Ventilen 3a, 5a, 7a, 9a und 12a verbunden und so programmiert ist, dass er die gesteuerten Durchflüsse über diese Ventile so regelt, dass die Abweichung zwischen den Messwerten und den Sollwerten reduziert wird.
  • Entsprechend der Erfindung wird die Cetanzahl der über die Leitung 2 abgelassenen Mischung ebenfalls inline gemessen, und die Zuführdurchflüsse des Mischers 1 und des Einspritzen des Procetans in die Leitung 2 werden so eingestellt, dass die gemessene Cetanzahl sich an den für diese Zahl gewünschten Sollwert annähert.
  • Zu diesem Zweck wird eine Vorrichtung 21 zum Messen der Entflammungsverzögerung der im Verlauf der Herstellung befindlichen Mischung und der Entflammungsverzögerung eines Produkts, das eine Cetanzahl aufweist, die bekannt ist und nahe dem Sollwert liegt, gespeist
    • – einerseits über eine erste Leitung 22, die mit einer Schleifenleitung 23 zur Entnahme einer Probe verbunden ist, die als Abzweigung stromabwärts von der Injektion des Procetans an der Leitung 2 angebracht ist, mit einer zu überprüfenden Mischung;
    • – andererseits über eine zweite Leitung 24 von einem Behälter 25 aus mit einem Produkt, das eine Cetanzahl aufweist, die bekannt ist und nahe dem Sollwert der gewünschten Herstellung liegt.
  • Die Vorrichtung 21 selbst ist mit dem Rechner 14 verbunden und überträgt an ihn ein Signal, das die Differenz zwischen der gemessenen bekannten Cetanzahl und der Cetanzahl der Probe der Mischung wiederspiegelt, so dass der Rechner demzufolge die Durchflüsse der verschiedenen Bestandteile einstellen kann.
  • Die Vorrichtung 21 ist im Detail in 2 dargestellt. Sie enthält einen Motor vom CFR-Typ, der mit einem konstanten Kompressionsverhältnis und mit einem festen Vorlauf arbeitet, beispielsweise 13° mit Bezug auf den oberen toten Punkt (von der Norm ASTM D 613 festgelegter Vorlauf). Der Motor 26 wird auf gesteuerte Weise von den Leitungen 22 und 24 gespeist, und er versetzt eine Welle 27, die mit einem Schwungrad 28 verse hen ist, in Drehung. Die Welle 27 selbst ist durch Übertragungssysteme 29, 30, beispielsweise Zahnritzel, mit zwei Hochdruckpumpen 33, 34 verbunden, die jeweils an der Zuführleitung 22 für die zu messende Mischung und an der Zuführleitung 24 für das Produkt mit bekannter Cetanzahl angeordnet sind. Diese Pumpen sind jeweils über Leitungen 35, 36, die jeweils mit einem Rückschlagventil 37, 38 versehen sind, mit einer Einspritzleitung 39 verbunden, die mit dem Einspritzer des Motors verbunden ist.
  • Wie oben dargestellt ist der Motor 26 mit einem automatischen Steuersystem versehen, so dass der Motor in regelmäßigen Intervallen aufeinanderfolgend mit der Probe der zu messenden Mischung und dann mit dem Referenzprodukt mit der bekannten Cetanzahl gespeist wird.
  • Der Unterschied der Reaktion des Motors auf diese zwei Produkte wird von einem Rechenmittel in eine Abweichung der Cetanzahl umgewandelt und dann in Form eines elektrischen Signals an den Rechner 14 übertragen. Dieser berechnet die Cetanzahl der Probe der Mischung, indem er die Regeln der Norm ASTM D 2885 anwendet, vergleicht den erhaltenen Wert mit dem für die Mischung festgesetzten Sollwert und stellt demzufolge die Zufuhrdurchflüsse der verschiedenen Bestandteile der Mischung oder des Einspritzens des Procetanzusatzes ein.
  • Nur die Leitung 39 mit geringer Länge ist den zwei Zuführleitungen für den Motor 26 gemeinsam, so dass es nach einer Messung nicht erforderlich ist, die Leitung und die Pumpe, die gerade verwendet wurden, zu reinigen, bevor die nachfolgende Messung über die zweite Leitung und die zweite Pumpe durchgeführt wird. Das bildet einen beträchtlichen Vorteil gegenüber dem Verfahren ASTM D 613, das eine einzige Pumpe und zwei Referenzprodukte verwendet, die bekannte Cetanzahlen aufweisen.
  • Die Erfindung stellt somit zum ersten Mal ein System zum Messen der Cetanzahl bereit, das inline verwendet werden kann in einer Baugruppe zum herrichten eines Brennstoffs, insbesondere für einen Dieselmotor, durch Inline-Vermischung der Bestandteile dieses Kraftstoffs.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Bereiten eines Kraftstoffs, insbesondere für einen Dieselmotor, oder eines Brennstoff für eine Heizungsanlage durch Inline-Vermischung seiner Bestandteile, eventuell mit Einbringen von Zusätzen, wobei der Kraftstoff im Hinblick auf seine Vermarktung eine bestimmte Cetanzahl aufweisen soll, wobei in dem Verfahren: ein Mischer (1) fortlaufend mit verschiedenen Bestandteilen (39) mit gesteuerten Durchflüssen (3a9a) gespeist wird, am Ausgang des Mischers (1) in verschiedenen Zeitintervallen die Cetanzahl des Kraftstoffs im Verlauf der Bereitung gemessen wird, die Abweichung dieser Cetanzahl gegenüber zumindest einem Sollwert berechnet wird, daraufhin die jeweiligen Durchflüsse der verschiedenen Bestandteile (3a9a) oder Zusätze (12a) so eingestellt werden, dass die Abweichung zwischen den Messwerten und den Sollwerten beseitigt wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Motor vom CFR-Typ (26), der mit einem konstanten Kompressionsverhältnis arbeitet, abwechselnd mit einem in der Herstellung befindlichen Kraftstoff (22), der der Ablassleitung (2) des Mischers (1) entnommen ist, und dann über eine andere Leitung (24) mit einem Referenzprodukt (25), dessen Cetanzahl bekannt ist, gespeist wird, wobei die zwei Zuführleitungen (22, 24) getrennt sind und jeweils eine getrennte Hochdruckeinspritzpumpe besitzen, die die Selbstentflammung des Kraftstoffs ermöglichen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Messungen an dem in der Herstellung befindlichen Kraftstoff und dann an dem Referenzprodukt kleiner als eine Stunde und vorzugsweise kleiner als zehn Minuten ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander unter denselben Bedingungen und mit Hilfe desselben CFR-Motors (26) die Entflammungsverzögerung einer Probe der in der Herstellung befindlichen Mischung und dann die Entflammungsverzögerung eines Referenzprodukts mit bekannter Cetanzahl gemessen werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Referenzprodukt eine Cetanzahl aufweist, die nahe bei der für die in der Herstellung befindliche Mischung gesuchten liegt und deren Abweichung von dem Sollwert kleiner als 5 Cetanpunkte und vorzugsweise kleiner als 2 Cetanpunkte ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe der Mischung und das Referenzprodukt, die den CFR-Motor speisen, über verschiedene Leitungen oder über Leitungen eingeführt werden, die nur einen geringen Abschnitt in derselben Einspritzzone des Motors gemeinsam haben.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Phase der Inline-Hinzufügung eines Zusatzes von Procetan in einstellbaren Mengen in dem Mischer oder stromaufwärts oder stromabwärts von diesem enthält.
  7. Vorrichtung zum Bereiten eines Kraftstoffs, insbesondere für einen Dieselmotor, oder eines Brennstoff für eine Heizungsanlage durch Inline-Vermischung seiner Bestandteile, eventuell mit Einbringen von Zusätzen, wobei der Kraftstoff im Hinblick auf seine Vermarktung eine bestimmte Cetanzahl aufweisen soll, wobei die Vorrichtung enthält: zumindest zwei Behälter (410) zur Speicherung von zumindest zwei Mischungsbestandteilen, einen Mischer (1), der von verschiedenen Leitungen (39) mit einstellbaren Durchflüssen für verschiedene Mischungsbestandteile gespeist wird, zumindest eine Ablassleitung (2) für die in dem Mischer (1) erstellte Mischung vorzugsweise einen Behälter (20) zur Speicherung des hergestellten Produkts, eventuell eine Quelle für Procetanzusätze (13) mit einstellbarem und automatisiertem Durchfluss, die stromaufwärts oder stromabwärts von dem Mischer (1) oder an die Ablassleitung (2) angeschlossen ist, ein Messmittel für die Cetanzahl (21), zumindest ein Steuermittel (14) für den Durchfluss der verschiedenen Zuführleitungen (39) des Mischers (1) und der Zuführleitung (12) für das Procetan, wobei das Steuermittel einerseits abhängig von dem Vergleichsmittel geregelt wird und andererseits so programmiert ist, dass die unterschiedlichen Durchflüsse so eingestellt werden, dass die Abweichung zwischen den Messwerten und den Sollwerten für die Cetanzahl verringert wird, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass das Messmittel (21), das zum Messen der Cetanzahl der Mischung bestimmt ist, einen Motor vom CFR-Typ (26) enthält, der vorzugsweise als Abzweigung an der Ablassleitung (2) der Mischung angebracht ist, der CFR-Motor (26) jeweils über unterschiedliche Leitungen (22, 35; 24, 36), die mit einem gesteuerten Verschlussmittel versehen sind, mit der Ablassleitung (2) und mit einer Quelle (25) für ein Referenzprodukt, das eine bekannte Cetanzahl aufweist, verbunden ist, der CFR-Motor (26) so voreingestellt ist, dass er mit einem konstanten Kompressionsverhältnis und mit einem auf einen vorbestimmten Wert eingestellten Einspritzvorlauf arbeitet, der CFR-Motor (26) daran angepasst ist, dem Steuermittel (14) der Durchflüsse der verschiedenen Zuführleitungen für die Mischungsbestandteile oder eventuell für den Zusatz ein Signal zuzuführen, das den Unterschied zwischen zwei Messungen der Cetanzahl wiedergibt, wobei die Messungen nacheinander an der Mischung und an dem Referenzprodukt oder umgekehrt durchgeführt werden.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitungen (22, 35; 24, 36) des CFR-Motors (26) für die Probe der zu testenden Mischung und das Produkt mit bekannter Cetanzahl voneinander verschieden sind oder nur einen geringen Abschnitt gemeinsam haben.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitungen (22, 35; 24, 36) des CFR-Motors (26) für die Probe der zu testenden Mischung und das Produkt mit bekannter Cetanzahl jeweils eine Hochdruckeinspritzpumpe enthalten.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitungen (22, 35; 24, 36) des CFR-Motors (26) für die Probe der zu testenden Mischung und das Produkt mit bekannter Cetanzahl ein Rückschlagventil (37, 38) enthalten.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Mittel zum Steuern der Zuführpumpen (33, 34) in regelmäßigen Intervallen enthält.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der CFR-Motor kalibriert wurde mit Hilfe von zumindest zwei Standards, die Cetanzahlen aufweisen, die die Cetanzahl des Referenzprodukts einrahmen.
DE69733817T 1996-04-15 1997-04-09 Verfahren und vorrichtung zum aufbereiten eines brennstoffes, insbesondere für dieselmotoren, durch in-line mischung seiner bestandteile Expired - Lifetime DE69733817T2 (de)

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FR9604656 1996-04-15
PCT/FR1997/000627 WO1997039349A1 (fr) 1996-04-15 1997-04-09 Procede et dispositif de preparation d'un carburant, notamment pour moteur diesel, par melange en ligne de ses constituants

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