DK174108B1 - Brændstof på basis af ethanol og anvendelse heraf som dieselbrændstof - Google Patents

Brændstof på basis af ethanol og anvendelse heraf som dieselbrændstof Download PDF

Info

Publication number
DK174108B1
DK174108B1 DK199001966A DK196690A DK174108B1 DK 174108 B1 DK174108 B1 DK 174108B1 DK 199001966 A DK199001966 A DK 199001966A DK 196690 A DK196690 A DK 196690A DK 174108 B1 DK174108 B1 DK 174108B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
ethanol
weight
polyalkylene glycol
fuel
glycol compound
Prior art date
Application number
DK199001966A
Other languages
English (en)
Other versions
DK196690A (da
DK196690D0 (da
Inventor
Goeran Carlsson
Martin Hellsten
Original Assignee
Berol Nobel Stenungsund Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Berol Nobel Stenungsund Ab filed Critical Berol Nobel Stenungsund Ab
Publication of DK196690A publication Critical patent/DK196690A/da
Publication of DK196690D0 publication Critical patent/DK196690D0/da
Application granted granted Critical
Publication of DK174108B1 publication Critical patent/DK174108B1/da

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C10L1/026Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Description

i DK 174108 B1
Den foreliggende opfindelse angår et brændstof på basis af ethanol samt anvendelse af dette brændstof som dieselbrændstof. Brændstoffet ifølge opfindelsen indeholder polyalkylenglycol-forbindelser som tændingsforbedrende 5 midler.
I en dieselmotor komprimeres forbrændingsluften til omkring 40 bar, hvorved luften når op på en temperatur, som er tilstrækkeligt høj til at antænde den indsprøjtede 10 dieselolie. For gasolie er anvendelsestemperaturen speci ficeret til 336 °C, og for petroleum er anvendelsestemperaturen specificeret til 295 °C. Med hensyn til vandfri ethanol er antændelsestemperaturen i luft specificeret til 558 °C, og antændelsestemperaturen i gasformig oxygen 15 er specificeret til 425 °C. Endvidere svarer fordampnin gen af ethanol til en luftafkøling på omkring 125 ‘C i et støkiometrisk forhold mellem ethanol og luft. På grund af ethanolens høje antændelsestemperatur er det ikke muligt at anvende ren ethanol som brændstof i en konventionel 20 dieselmotor.
En måde, hvorpå man kan antænde det ethanol-baserede brændstof, består i at forsyne dieselmotoren med tændrør, men dette nødvendiggør omfattende modifikationer af mo-25 torkonstruktionen. For konventionelle dieselmotorers ved kommende har man sat et såkaldt tændingsforbedrende middel, dvs. et middel, som tjener til at sænke brændstoffets antændelsestemperatur, til ethanolen. De dominerende tændingsforbedrende midler er en gruppe af alkylnitrater, 30 idet den mest anvendte forbindelse er 2-ethylhexylnitrat, almindeligvis forkortet EHN.
EHN, som har en temmelig stærk og ubehagelig lugt, er toxisk og kan hydrolyseres til salpetersyre og 2-ethyl-35 hexanol ved længere tids opbevaring, især ved forhøjet temperatur. Hydrolysen fremkalder en mærkbar sænkning af pH-værdien, hvilket medfører en alvorlig risiko for kor- DK 174108 B1 2 rosion. En anden alvorlig ulempe ved EHN er, at forbindelsen indeholder nitrogen, som kan forøge emissionen af nitrogenoxider med udstødningsgasserne. Derfor er det et generelt ønske at kunne erstatte EHN og andre nitrat-ba-5 serede tændingsforbedrende midler med midler, som er mindre skadelige for det omgivende miljø, og som har en højere stabilitet.
Det er også velkendt at sætte korrosionsinhibitorer og 10 smøremidler til brændstoffer. DE offentliggørelsesskrift nr. 3 628 504 beskriver et brændstof bestående af en blanding af carbonhydnder, en alkohol og en korrosionsinhibitor i en mængde på op til 5000 ppm. Denne inhibitor indeholder et overfladeaktivt middel, eksempelvis blokpo- 15 lymerer af alkylenoxider.
GB patentansøgning nr. 2 143 846 A2 beskriver anvendelsen af 0,005 - 0,05 vægt-% af en polyalkylenglycol som smøringsforbedrende middel i et diesel-brændstof baseret på 20 methanol og/eller ethanol.
GB patentansøgning nr. 1 591 398 beskriver et brændstof baseret på methanol, der indeholder 50 vægt-% methanol/ og som tændingsforbedrende middel indeholder en methanol-25 opløselig polyether med 4-400 oxyalkylenenheder afledt af ethylenoxid og/eller propylenoxid, hvori oxyalkylenenhe-derne udgør mindst 40 vægt-% af polyetheren.
Det har nu overraskende vist sig, at de ovennævnte ulem-30 per ved EHN kan elimineres, hvis man anvender polyalkylenglycol-forbindelser som tændingsforbedrende midler i ethanol-baserede brændstoffer. Det ethanol-baserede brændstof ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at det har form af en opløsning og indeholder 62-94%, fortnns-35 vis 70-85% ethanol, 2-8%, fortrinsvis 3-6% vand og mindst 1%, fortrinsvis 2-30% og især 8-25% af en vandopløselig polyalkylenglycol-forbmdelse med den almene formel 3 DK 174108 B1
R 0(A)n H
hvori R er hydrogen eller en carbonhydridgruppe med 1-30 carbonatomer, A er en alkylenoxidgruppe med 2-3 carbon-5 atomer, idet mxndst 20% af samtlxge alkylenoxidgrupper er ethylenoxxdgrupper, og n er et helt tal valgt således, at polyalkylenglycol-forbxndelsen har en molekylvægt på mellem 400 og 1000.
10 Foretrukne udførelsesformer er angxvet x krav 2 og 3.
Anvendelse af det ethanolbaserede brændstof som brændstof txl dxeselmotorer er angxvet x krav 4. Foretrukne udførelsesformer er angxvet x krav 5 og 6.
15 I den konventxonelle dxeselmotor andrager txlsætnxngen af polyalkylenglycol-forbxndelsen fortrxnsvxs 12-20 vægt-%, men ved at optxmere motoren, eksempelvxs ved at hæve kom-pressxonsforholdet og/eller forvarme xndgangsluften, kan 20 man reducere denne txlsætnxng, fortrxnsvxs txl 2-12 vægt-%. Den ethanol-holdxge sammensætnxng xfølge opfxndelsen har en fremragende brændbarhed, og polyalkylenglycol-for-bxndelserne er lugtfrx, xkke-toksxske og lagerstabile. Eftersom de let kan vælges på en sådan måde, at de kun 25 xndeholder carbon, oxygen og hydrogen, indebærer deres forbrændxng xkke nogen trussel for mxljøet, og forsøg har vxst, at det ethanol-baserede brændstof xfølge opfindelsen har en fremragende forbrændxngsevne, og at indholdet af organxske carbonhydrxder x udstødnxngsgasserne er 30 lavt, sædvanlxgvxs langt under 1000 ppm.
Det er vxgtxgt, at polyalkylenglycol-forbxndelserne har en molekylvægt på over 400, eftersom forbxndelser med lavere molekylvægte har en alt for rxnge tændingsforbed-35 rende effekt, hvorxmod forbxndelser med en molekylvægt på over ca. 1000 xkke er txlstrækkelxgt opløselxge i det ethanol-baserede brændstof.
DK 174108 B1 4
De ifølge opfindelsen anvendte polyalkylenglycol-forbindelser kan være afledt af såvel ethylenoxid som blandinger af ethylenoxid og propylenoxid. Hvis man anvender blandinger af ethylenoxid og propylenoxid, kan der være 5 tale om såvel vilkårlige kombinationer som kombinationer 1 en eller flere blokke. Alkylenoxiderne kan også kombineres med en forbindelse, der indeholder aktivt hydrogen, såsom en alkohol eller en phenolforblndelse. Alkoholen vælges fortrinsvis således, at den indeholder 1-16 carlo bonatomer, mens phenolforbmdelsen fortrinsvis vælges på en sådan måde, at den indeholder 6-15 carbonatomer.
Det foretrækkes, at polyalkylenglycol-forbindelserne i det væsentlige er askefri, dvs. at de eksempelvis mde-15 holder under 0,02% aske, med henblik på at begrænse aflejringerne i cylinderne og i udstødningens katalysator til et minimum. Normalt indeholder polyalkylenglycol-for-bmdelserne aske, som stammer fra de ved fremstillingen anvendte metalforbindelser. Disse metalforbindelser kan 20 fjernes ved lonbytnmg eller ved udfældning efterfulgt af filtrering. En anden metode til opnåelse af askefri poly-alkylenglycoler består i at anvende organiske askefri forbindelser som katalysatorer ved fremstillingen.
25 Ud over ethanol, vand og polyalkylenglycol-forbindelser kan brændstoffet ifølge opfindelsen også indeholde et antal konventionelle additiver, såsom korrosionsinhibitorer, smøringsforbedrende midler og denatureringsmidler.
30 Opfindelsen illustreres nærmere ved de følgende eksempler.
Eksempel 1 35 Forskellige ethanol-baserede brændstoffer blev testet i en 6-cylindret forkomprimeret laboratone-dieselmotor med et kompressionsforhold på 18:1. Brædnstofinjektorerne 5 DK 174108 B1 havde fem huller med en dxameter på 0,42 mm. Under forsøget bestemte man indholdet af organiske carbonhydrider x udstødningsgasserne ved forskellige motorhastigheder og med en belastning på 2%. De testede ethanol-baserede 5 brændstoffer indeholdt 60,8 vægtdele ethanol, 3,2 vægtdele vand og 22 vægtdele polyethylenglycol med en molekylvægt på 400 (PEG 400) eller 20 vægtdele af et addukt bestående af nonylphenol kombineret med 16 mol ethylen-oxid (NF + 16 EO) eller af dinonylphenol kombineret med 10 20 mol alkylenoxxd bestående af en blanding af 30% ethy- lenoxid og 70% propylenoxid (DNF+(6 EO+14 PO)). Man fandt de følgende resultater:
Tabel I 15
Test Motorhastighed, Carbonhydrld- nr. Omdrejninger indhold, ppm pr. minut —— — PEG400 NF+16E0 DNF+(6E0+14P0) 20 1 1800 630 650 790 2 2000 600 620 750 3 2200 610 630 750
Resultaterne viser, at det ethanol-baserede brændstof ifølge opfindelsen med fordel kan anvendes som diesel-25 brændstof, og at carbonhydridindholdet i udstødningsgasserne ligger betydeligt under 1000 ppm. Indholdet af carbonhydrider på over 1000 ppm i udstødningsgasserne er uacceptable af miljømæssige årsager.
Eksempel 2
Man gennemførte en test med den samme dieselmotor som i eksempel 1. Dieselmotoren blev varmet op ved en omdrej - 35 6 DK 174108 B1 mngshastighed på 1300 omdrejninger pr. minut og en belastning på 550 Nm, hvorefter man lod motoren køre i tomgang i 10 minutter. Diesel-brændstoffet bestod af 60,8 vægtdele ethanol, 3,2 vægtdele vand og 14 (eller alterna-5 tivt 17) vægtdele af en polyalkylenglycol-forbindelse, som bestod af nonylphenol kombineret med 16 mol ethylen-oxid pr. mol nonylphenol (nf+16 E0). Ved nogle af forsøgene var motoren endvidere forsynet med en katalysator til rensning af udstødningen. Resultaterne fremgår af den 10 følgende tabel.
Tabel II
- ς Carbonhydnd- a Motorhastig- indhold, ppm hed, omdrej- - ----------------———
Test ninger pr. Tid, NF + 16E0 med uden nr. minut min. vægtdele katalysator katalysator 4 1300 0 14 45 270 5 500 1 14 25 300 20 6 500 2 14 40 450 7 500 3 14 70 530 8 500 4 14 180 570 9 500 5 14 370 600 10 500 7 14 620 670 11 500 10 14 610 660 12 1300 0 17 40 13 500 1 17 25 14 500 2 17 40 15 500 3 17 50 16 500 4 17 110 17 500 5 17 210 18 500 7 17 480 19 500 10 17 500 30 35 7 DK 174108 B1 * Resultaterne viser, at carbonhydrid-indholdet også under tomgang, hvor en dieselmotors emission af carbonhydrider normalt er meget høj, vil forblive et godt stykke under 1000 ppm, når man anvender et ethanol-baseret brændstof 5 ifølge opfindelsen.
Eksempel 3 På samme måde som i eksempel 1 testede man et ethanol-10 baseret brændstof i en dieselmotor, der kørte med 2000 omdrejninger pr. minut. Det ethanol-baserede brændstof indeholdt 60,8 vægtdele ethanol, 3,2 vægtdele vand og 18,7 vægtdele polyethylenglycol med en molekylvægt på 600. Udstødningsgasserne viste sig at indeholde 650 ppm 15 organiske carbonhydrider.

Claims (6)

1. Brændstof på basis af ethanol, kendetegnet 5 ved, at det har form af en opløsning og indeholder 62-94 vægt-% ethanol, 2-8 vægt-% vand og mindst 1 vægt-%, fortrinsvis 2-30 vægt-% af en vandopløselig polyalkylengly-col-forbindelse med den almene formel
10 K 0(A)nH hvori R er hydrogen eller en carbonhydrrdgruppe med 1-30 carbonatomer, A er en alkylenoxygruppe med 2-3 carbonato-mer, idet mindst 20% af samtlige alkylenoxygrupper er 15 ethylenoxygrupper, og n er et helt tal valgt på en sådan måde, at polyalkylenglycol-forbindelsen har en molekylvægt på mellem 400 og 1000.
2. Brændstof ifølge krav 1, kendetegnet ved, 20 at det indeholder 70-85 vægt-% ethanol, 3-6 vægt-% vand og 2-20 vægt-% af en polyalkylenglycol-forbindelse.
3. Brændstof ifølge ethvert af kravene 1 eller 2, kendetegnet ved, at polyalkylenglycol-forbindelsen 25 har et askeindhold på under 0,02%.
4. Anvendelse af en sammensætning, som har form af en opløsning, og som indeholder 62-94 vægt-% ethanol, 2-8 vægt-% vand og 2-30 vægt-% af en vandopløselig polyalky- 30 lenglycol-forbindelse med den almene formel R 0(A)nH hvori R er hydrogen eller en carbonhydndgruppe med 1-30 35 carbonatomer, A er en alkylenoxidgruppe med 2-3 carbon-atomer, idet mindst 20% af samtlige alkylenoxidgrupper er ethylenoxidgrupper, og n er et helt tal valgt på en sådan DK 174108 B1 måde, at polyalkylenglycol-forbindelsen har en molekylvægt på mellem 400 og 1000, som brændstof til dieselmotorer.
5. Anvendelse ifølge krav 4, kendetegnet ved, at sammensætningen indeholder 70-85 vægt-% ethanol, 3-6 vægt-% vand og 2-20 vægt-% af en polyalkylenglycol-forbindelse.
6. Anvendelse ifølge krav 4 eller 5, kendeteg net ved, at polyalkylenglycol-forbindelsen har et askeindhold på under 0,02%.
DK199001966A 1988-02-22 1990-08-17 Brændstof på basis af ethanol og anvendelse heraf som dieselbrændstof DK174108B1 (da)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8800597A SE463028B (sv) 1988-02-22 1988-02-22 Etanolbraensle samt dess anvaendning som dieselbraensle
SE8800597 1988-02-22
SE8900055 1989-02-10
PCT/SE1989/000055 WO1989007637A1 (en) 1988-02-22 1989-02-10 Ethanol fuel and its use as a diesel fuel

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK196690A DK196690A (da) 1990-08-17
DK196690D0 DK196690D0 (da) 1990-08-17
DK174108B1 true DK174108B1 (da) 2002-06-17

Family

ID=20371442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK199001966A DK174108B1 (da) 1988-02-22 1990-08-17 Brændstof på basis af ethanol og anvendelse heraf som dieselbrændstof

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5183476A (da)
EP (1) EP0403516B1 (da)
JP (1) JPH03502813A (da)
AU (1) AU3199189A (da)
BR (1) BR8907250A (da)
DE (1) DE68908880T2 (da)
DK (1) DK174108B1 (da)
FI (1) FI93023C (da)
SE (1) SE463028B (da)
WO (1) WO1989007637A1 (da)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6129773A (en) * 1993-07-16 2000-10-10 Killick; Robert William Fuel blends
SE510104C2 (sv) * 1993-08-19 1999-04-19 Berol Nobel Ab Etanolbränsle och användning av ett tändförbättrande medel
US5951722A (en) * 1997-10-29 1999-09-14 Sanders; James K. Catalyzed lower alcohols-water based fuels
SE523228C2 (sv) 2000-12-15 2004-04-06 Akzo Nobel Nv Bränslekomposition innehållande en kolvätefraktion, etanol och ett additiv med vattensolubiliserande förmåga
US20040194368A1 (en) * 2002-12-16 2004-10-07 Norton William Charles Renewable fuel mixture
US20110209683A1 (en) * 2008-11-20 2011-09-01 Simmons Brandon M Method of operating a spark ignition internal combustion engine
DE102009015347A1 (de) 2009-03-27 2010-09-30 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Dieselkraftstoff auf Ethanol-Basis
EP2553235A1 (en) 2010-03-31 2013-02-06 Haldor Topsøe A/S Method for the preparation of a compression ignition engine fuel
FR2970871B1 (fr) 2011-02-02 2014-04-25 Cyril Lambert Mouche-bebe
RU2723546C1 (ru) * 2019-10-08 2020-06-16 Дмитрий Владимирович Цыганков Альтернативное автомобильное топливо и способ его получения

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4298352A (en) * 1977-11-29 1981-11-03 Berol Kemi Ab Diesel fuel comprising methanol and a methanol-soluble polyoxyalkylene compound
BR8000889A (pt) * 1979-02-21 1980-10-21 Basf Ag Composicoes carburantes para motores diesel
US4333739A (en) * 1979-10-23 1982-06-08 Neves Alan M Blended ethanol fuel
GB2143846A (en) * 1983-07-25 1985-02-20 Shell Int Research A diesel fuel based on methanol and/or ethanol
DE3412078A1 (de) * 1984-03-31 1985-10-03 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Zuendverbesserer fuer kraftstoffgemische
US4548616A (en) * 1984-06-14 1985-10-22 Texaco Inc. Gasoline containing as additive poly(oxyethylene) poly(oxypropylene) poly(oxyethylene) polyol to reduce octane requirement increase
IN163879B (da) * 1984-09-17 1988-12-03 Bank Of America
GB8428880D0 (en) * 1984-11-15 1984-12-27 Exxon Research Engineering Co Polyesters
DE3628504A1 (de) * 1985-08-28 1987-03-12 Liqui Moly Gmbh Korrosionsinhibitor und diesen enthaltender treibstoff
JPS6268891A (ja) * 1985-09-20 1987-03-28 Toyota Motor Corp 燃料油用添加剤

Also Published As

Publication number Publication date
FI904144A0 (fi) 1990-08-21
SE463028B (sv) 1990-10-01
BR8907250A (pt) 1991-03-12
DK196690A (da) 1990-08-17
EP0403516B1 (en) 1993-09-01
FI93023C (fi) 1995-02-10
SE8800597L (sv) 1989-08-23
DK196690D0 (da) 1990-08-17
DE68908880T2 (de) 1994-01-27
AU3199189A (en) 1989-09-06
DE68908880D1 (de) 1993-10-07
WO1989007637A1 (en) 1989-08-24
FI93023B (fi) 1994-10-31
SE8800597D0 (sv) 1988-02-22
EP0403516A1 (en) 1990-12-27
JPH03502813A (ja) 1991-06-27
US5183476A (en) 1993-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100486678C (zh) 贫燃排放系统保护剂组合物和方法
DK174108B1 (da) Brændstof på basis af ethanol og anvendelse heraf som dieselbrændstof
CA1138202A (en) Substituted aminocarbamate in gasoline
EP0714430B1 (en) An ethanol fuel and the use of an ignition improver
CN101583698B (zh) 燃料组合物及其用途
CN103103000B (zh) 节油降排放多功能复合柴油添加剂组合物
JP2002526596A (ja) 燃料添加剤および燃料の処理方法
JP3918172B2 (ja) 内燃機関用燃料
JPS59232176A (ja) デイ−ゼルエンジン用燃料組成物
US4509956A (en) Fuel additive and method of use
KR100321477B1 (ko) 1,3-디옥산 유도체 화합물을 함유한 연료유 조성물
NO174160B (no) Etanoldrivstoff, samt anvendelse av dette som dieseldrivstoff
US5055112A (en) Diesel particulate reducing 1,2-alkanediol additives
CA2556650A1 (en) Highly effective fuel additives facilitate a complete fuel combustion suitable for igniting internal combustion engines, diesel engines and jet propulsion engines
CN111718766A (zh) 高醇汽柴锅炉燃料添加剂
JPH07109473A (ja) ディーゼルエンジン用燃料組成物
JP3560173B2 (ja) ディーゼルエンジン用燃料組成物
KR102503505B1 (ko) 내연기관용 연료첨가제 조성물
KR20120064310A (ko) 연료 첨가제 및 그 제조방법
KR20120064297A (ko) 연료 첨가제
JPH08134475A (ja) 燃料添加剤及び燃料油組成物
RU2034905C1 (ru) Универсальная присадка к топливам двигателей внутреннего сгорания
RO121383B1 (ro) Procedeu de obţinere a unor aditivi multifuncţionali pentru combustibili
JP3936770B2 (ja) 燃料油添加剤
JP2011512419A (ja) 燃料組成物

Legal Events

Date Code Title Description
B1 Patent granted (law 1993)
PUP Patent expired