FI12251U1 - Lämmitysöljy ja lämmitysöljyseos - Google Patents

Description

LÄMMITYSÖLJY JA LÄMMITYSÖLJYSEOS

KEKSINNÖN ALA

Keksintö liittyy uusiutuvien lämmitysöljyjen alaan.

TEKNIIKAN TASO

Ympäristötietoisuus ja siihen liittyvät säädökset ovat ohjanneet öljy-yhtiöitä käyttämään yhä enemmän uusiutuvia raaka-aineita polttoaineiden, kuten lämmitysöljyjen, valmistuksessa. Uudenlaisia uusiutuvia polttoaineita tarvitaan vastaamaan säädöksien ja uusiutuvien polttoainestandardien asettamia vaatimuksia. Tällä hetkellä markkinoilla tiedetään olevan lämmitysöljyjä, joissa on käytetty rasvahapon metyyliestereitä (FAME). FAME-pohjaisia polttoaineita kutsutaan yleisesti biopolttoaineiksi tai perinteisiksi biopolttoaineiksi. FAME-pohjaiset polttoaineet ovat herkkiä vanhenemiselle ja niillä on heikot kylmäominaisuudet. Lämmitysöljyn koostumukset, joissa on kasviöljyä ja fossiilisia runsasaromaattisia komponentteja, ovat myös tunnettuja.

Edelliset käyttöyritykset parafiinisilla lämmitysöljyillä ovat epäonnistuneet polttimon toimintahäiriöiden vuoksi. Esimerkiksi W02008138861 kuvaa parafiinista polttoainetta, joka tarvitsee aromaattisia tai konjugoituneita hiilivetyjä soveltuakseen poltettaviksi kotitalouksissa käytettävissä lämmitysjärjestelmissä.

Uusiutuvaa lämmitysöljyä voidaan myös valmistaa käyttäen gas-to-liquid (GTL) menetelmällä valmistettua komponenttia. Raaka-aineena voidaan käyttää biometaania tai luonnonkaasua.

Vetykäsitelty kasviöljy (HVO) on uusiutuvista raaka-aineista tuotettu uusiutuva polttoaine, jossa kasviöljyjen rasvahappoja ja triglyseridejä vetykäsittelemällä saadaan n-parafiinejä, minkä jälkeen niitä katalyyttejä apuna käyttäen voidaan muuttaa edelleen haaroittuneiksi parafiineiksi (i-parafiineiksi). HVO-valmistusprosessissa tavoitellaan korkeaa saantoa tyydyttyneille hiilivedyille eli alkaaneille ja vältetään aromaattisten yhdisteiden muodostumista.

Kaksoissidokset tyydyttymättömissä vapaissa rasvahapoissa saattavat edistää useita sivureaktioita kuten oligomerointia, polymerointia, rengasrakenteiden muodostumista, aromatisoitumista sekä krakkausreaktioita. Uusiutuvan vetykäsitellyn polttoaineen valmistusmenetelmiä on kuvattu julkaisuissa EP1741768B1, EP1741767B1 ja EP1398364A1.

KEKSINNÖN KUVAUS

Kyseessä oleva keksintö koskee lämmitysöljyä, jossa on polttoainekomponenttia ja väriainetta, ja jossa polttoainekomponentissa on 1-100 massa-% uusiutuvaa vetykäsiteltyä polttoainekomponenttia, jonka alempi lämpöarvo on vähintään 43,6 MJ/kg.

Keksintö koskee myös lämmitysöljyseosta, jossa on keksinnön mukaista lämmitysöljyä ja fossiilista polttoainetta, ja jossa fossiilisen polttoaineen määrä on välillä 0-99 massa-%, edullisesti välillä 0-15 massa-%, edullisemmin välillä 5-10 massa-%.

Keksinnön mukaisessa lämmitysöljyssä uusiutuva polttoainekomponentti on valmistettu prosessissa, jossa uusiutuvia raaka-aineita on ensin vedytetty ja valinnaisesti sen jälkeen isomeroitu.

Uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin etuna on, että siinä on vähän aromaatteja, tai se saattaa olla jopa aromaattivapaa. Tämän vuoksi se palaa puhtaasti ja näin aiheuttaa vähemmän noen muodostumista. Uusiutuva vetykäsitelty polttoainekomponentti parantaa lämmitysöljyn palamisominaisuuksia sekä auttaa pitämään lämmitysjärjestelmän ja savupiiput puhtaampina. Uusiutuvan vetykäsitellyn ja valinnaisesti isomeroidun polttoainekomponentin lämpöarvo on parempi kuin fossiilisella polttoaineella. Lisäksi uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin energiapitoisuus on korkeampi perinteisiin biopolttoaineisiin verrattuna. Palamisessa energia vapautetaan käyttökelpoiseen muotoon, eli lämmöksi.

Uusiutuvaa vetykäsiteltyä polttoainekomponenttia sisältävä lämmitysöljy on turvallinen, koska se sisältää vain vähän tai ei ollenkaan aromaattisia yhdisteitä, kuten polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä (PAH-yhdisteitä), jotka ovat myrkyllisiä ja yhdistetään vakaviin terveysriskeihin ja jopa syöpään. Uusiutuvassa vetykäsitellyssä polttoainekomponentissa aromaattien pitoisuus on jopa alle 1 massa-%. Erityisesti kotitalouksien lämmitysjärjestelmissä käytetyissä lämmitysöljyissä aromaattien vähäisyys tai puuttuminen on eduksi, koska sitä käyttämällä voidaan välttää altistumista vahingollisille yhdisteille esim. polttoainesäiliöitä täytettäessä.

Lisäksi uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin sisältävän lämmitysöljyn käyttö lämmitysjärjestelmissä on kestävän kehityksen arvojen mukaista. Fossiilisiin polttoaineisiin perustuvien lämmitysöljyjen käyttöä lämmityksessä voidaan vähentää tai fossiilinen polttoainekomponentti voidaan jättää lämmitysöljystä jopa kokonaan pois. Keksinnön mukaisen lämmitysöljyn käyttö mahdollistaa lämmitystavan, joka vastaa nykyajan teknisiin vaatimuksiin ja mahdollisiin tuleviin biovelvoitteisiin.

Lisäksi keksinnön mukaisen lämmitysöljyn käytöstä on etua erityisesti pientalojen ja kotitalouksien lämmityksessä, koska siltä puuttuu lämmitysöljyille tyypillinen epämiellyttävä ja selvästi erottuva haju. Tämän vuoksi esim. lämmitysjärjestelmien ylläpito ja säiliöiden täyttö on miellyttävämpää. Lämmitysöljyjen epämiellyttävää hajua on aikaisemmin peitetty käyttämällä hajusteita. Nyt kyseessä olevan keksinnön lämmitysöljyllä hajusteita ei tarvitse käyttää, mutta haluttaessa niitä voidaan käyttää. Keksinnön mukaisessa lämmitysöljyssä voidaan käyttää väriainetta. Väriainetta käyttämällä keksinnön mukainen lämmitysöljy voidaan erottaa esim. fossiilisista lämmitysöljyistä tai ajoneuvoihin tarkoitetuista polttoaineista. Väriaineen avulla polttoaineet ja lämmitysöljyt on yleisesti helppo tunnistaa ja ne voidaan erottaa toisistaan niissä käytettyjen polttoainekomponenttien mukaan. Esimerkiksi tiettyä väriainetta voidaan käyttää merkkinä osoittamaan tiettyjen vaatimusten täyttävää uusiutuvaa lämmitysöljyä.

Lisäksi tai vaihtoehtoisesti keksinnön mukaiseen lämmitysöljyyn voidaan lisätä ainetta, joka tehostaa liekintunnistusta lämmitysjärjestelmissä.

Keksijät havaitsivat yllättäen, että keksinnön mukaista lämmitysöljyä voidaan käyttää tavanomaisissa kotitalouksissa käytetyissä lämmitysjärjestelmissä, jotka on suunniteltu polttamaan fossiilista lämmitysöljyä, ilman laitteistoon laitettavia lisäosia tai laitteistoon tehtäviä muutoksia. Tämä on erityisesti hyödyllistä kotitalouksien lämmittäjille, jotka haluavat käyttää uusiutuvaa lämmitysöljyä lämmityksessä mutta eivät halua investoida lämmitysjärjestelmiin, jotka on optimoitu erityisesti uusiutuville lämmitysöljyille. Käyttäjän on myös mahdollista käyttää keksinnön mukaista lämmitysöljyä ja fossiilista lämmitysöljyä vuorotellen, tai jopa seoksena. Tämä on erityisen edullista, koska näin vältytään lämmitysjärjestelmän puhdistukselta ja säädöltä polttoainetta vaihdettaessa. Keksinnön mukaista lämmitysöljyä voidaan käyttää myös muokatuissa tavanomaisissa lämmitysjärjestelmissä.

Keksinnön mukainen lämmitysöljy voi olla myös täysin uusiutuvaa, jolloin uusiutuva vetykäsitelty polttoainekomponentti sisältää 100% uusiutuvaa vetykäsiteltyä polttoainekomponenttia. Tällaista lämmitysöljyä voidaan myös käyttää tavanomaisissa lämmitysjärjestelmissä ilman niihin laitettavia asennettavia tai erityisiä lämmitysjärjestelmään tehtäviä muutoksia.

Erään suoritusmuodon mukaan keksinnön mukaista polttoöljyä voidaan myös käyttää energialähteenä hybridilämmitysjärjestelmissä, joissa polttoöljylämmityksen lisäksi käytetään myös muita lämmitysmuotoja, kuten esim. sähkölämmitystä, ilmalämpöpumppua tai aurinkopaneeleita.

Lisäksi keksinnön mukaisen lämmitysöljyn etuihin kuuluu hyvä stabiliteetti pitkäaikaisvarastoinnissa ja hyvät kylmäominaisuudet. Keksinnön mukaisen lämmitysöljyn samepiste ASTM D7689:2012 mukaan mitattuna on -10 °C tai alle -10 °C. Kuten esimerkeissä osoitetaan, keksinnön mukaisen lämmitysöljyn samepiste ASTM D7689:2012 mukaan mitattuna voi olla jopa alle -30 °C, minkä johdosta keksinnön mukaista lämmitysöljyä voidaan käyttää hyvin kylmissä tai jopa arktisissa olosuhteissa. Lämmitysöljyn hyvät kylmäominaisuudet on tärkeä ominaisuus, sillä kotitalouksissa ja muissa lämmitysjärjestelmissä lämmitysöljy säilytetään tyypillisesti lämmitysöljysäiliöissä tai -konteissa vaihtelevissa olosuhteissa pitkiäkin aikoja. Lämmitysöljysäiliöt voivat olla ainakin osittain maan alla tai jopa kokonaan maan päällä. Tällaiset säiliöt altistuvat ympärillä olevan ulkoilman ja maaperän lämpötiloille ja erityisesti kylmässä ilmastossa hyvinkin alhaisille lämpötiloille, jolloin keksinnön mukainen lämmitysöljy on erityisesti hyvä vaihtoehto. Keksinnön mukaisen lämmitysöljyn erinomaiset kylmäominaisuudet mahdollistavat keksinnön mukaisen lämmitysöljyn säilyttämisen alhaisissa lämpötiloissa.

KUVALUETTELO

Kuvio 1. Keksinnön mukainen 100 % uusiutuvan vetykäsitellyn lämmitysöljyn (UVL1 ja UVL2) ja GTL-polttoaineiden (GTL1, GTL2 ja GTL3) parafiinisten komponenttien jakauma. CP tarkoittaa samepistettä.

Kuvio 2. Keksinnön mukainen 100 % uusiutuvan vetykäsitellyn lämmitysöljyn (UVL) ja GTL-polttoaineen (GTL1) yksityiskohtaisen parafiinisten komponenttien jakauma.

KEKSINNNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Valmistettaessa uusiutuvaa vetykäsiteltyä polttoainetta prosessin ensimmäisessä vaiheessa raaka-aineena käytetyistä rasvahapoista, triglyserideistä ja muista rasvahappojohdannaisista poistetaan happea, typpeä ja rikkiä. Vetykäsittelyssä happea poistetaan vedyn avulla (HDO) ja karbonyyliryhmiä poistetaan esimerkiksi poistamalla happea COX muodossa. Lisäksi käsittely sisältää muita katalyyttisiä prosesseja, joilla happea poistetaan orgaanisista happiyhdisteistä vetenä, rikkiä poistetaan orgaanisista rikkiyhdisteistä divetysulfidin (H2S) muodossa, typpeä poistetaan orgaanisista typpiyhdisteistä ammoniakin (NH3) muodossa ja vedyn avulla (HDN), ja halogeeneja, esimerkiksi klooria, poistetaan orgaanisista klooriyhdisteistä suolahapon (HCI) muodossa sekä vedyn avulla (HDCI).

Vetykäsittelyvaiheessa paine pidetään välillä 20-150 bar, edullisesti välillä 50-100 bar, ja lämpötila välillä 200-400 °C, edullisesti välillä 250-350 °C, ja edullisimmin välillä 280-340 °C.

Vetykäsittely- ja hapenpoistovaiheessa voidaan käyttää tunnettuja vedytyskatalyyttejä jaksollisen järjestelmän ryhmästä VIII ja/tai VIB. Katalyytit ovat edullisesti tuettuja Pd-, Pt-, Ni-, NiMo-, tai CoMo-katalyyttejä ja tukena on edullisesti alumiini ja/tai pii. Tyypillisesti käytetään N1MO/AI2O3- ja COMO/AI2O3-katalyyttejä.

Valinnaisesti vetykäsittelyn jälkeen seuraa isomerointi, kuten isomerointi vedyn avulla, jossa hiilivetyketjuihin muodostetaan haaroja tuottaen isoparafiineja (i-parafiineja). Tyypillisesti isomerointivaiheessa syntyy etyyli-ja metyylisivuhaaroja ja isomerointiastetta, esim. metyylihaarojen määrää sekä niiden etäisyyttä toisistaan, voidaan kontrolloida reaktio-olosuhteilla, kuten lämpötilalla ja katalyytillä. Isomerointi saa tuotteessa aikaan paremman suorituskyvyn alhaisissa lämpötiloissa.

Isomerointivaiheessa paine valitaan väliltä 20-150 bar, edullisesti väliltä 30-100 bar, ja lämpötila valitaan väliltä 200-500 °C, edullisesti väliltä 280-400 °C.

Isomerointivaiheessa voidaan käyttää alalla tunnettua isomerointikatalyyttiä. Sopiva isomerointikatalyytti on molekyyliseula ja/tai metalli joka on valittu jaksollisen järjestelmän ryhmästä Vili, ja/tai kantaja. Edullisesti isomerointikatalyytissä on materiaalia SAPO-11 tai SAPO-41 tai ZSM-22 tai ZSM-23 tai ferrieriitti, ja yhdistettä Pt, Pd, tai Ni, ja yhdistettä AI2O3 tai S1O2. Tyypillisiä isomerointikatalyyttejä ovat esim. Pt/SAPO-1I/AI2O3, Pt/ZSM-22/Al2O3, Pt/ZSM-23/AI2O3 ja Pt/SAPO-11/SiO2.

Uusiutuvaa vetykäsiteltyä polttoainekomponenttia valmistettaessa raaka-aineena voidaan käyttää vetykäsiteltyä ja valinnaisesti isomeroitua kasviöljyä (HVO), ja/tai puuta ja/tai muuta kasviperäistä öljyä, eläinrasvaa, kalarasvaa, kalaöljyä, leväöljyä, mikrobiöljyä tai näiden yhdistelmää, ja valinnaisesti kierrätettävää jätettä ja/tai jäännöstä tai näiden yhdistelmää.

Kierrätettäviin jätteisiin kuuluu materiaaleja, kuten käytettyä ruokaöljyä, vapaita rasvahappoja, palmuöljyn sivutuotteita tai teollisuusprosessien sivuvirtoja sekä kasviöljyprosessin jätteitä ja sivuvirtoja.

Erään suoritusmuodon mukaan uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin raaka-aineena käytetään: I. yhtä tai useampaa vapaata rasvahappotislettä, kuten palmupohjaista vapaata rasvahappotislettä ja/tai soijapohjaista vapaata rasvahappotislettä; II. yhtä tai useampaa biopohjaista raaka-ainetta sisältävää vapaata rasvahappoa, kuten alkuperäistä ja jalostettua palmupohjaista öljyä, teknistä maissiöljyä, mäntyöljyä, siemenöljyä, eläinrasvaa, jätepaistoöljyä, jatropha curcas öljyä, kalaöljyä, mikrobiöljyä, ja/tai leväöljyä; lii. sivutuotteita rasvahappometyyliesterin ja biopohjaisten kemikaalien tuotannosta ja/tai lignoselluloosabiomassasta tuotettua öljyä; ja/tai IV. yhtä tai useampaa alemman molekyylimassan omaavaa happoa, jotka sisältävät biopohjaista raaka-ainetta kuten pyrolyysiöljyä ja/tai palmuöljyjätettä

Erityisen kylmiä käyttölämpötiloja varten uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin kylmäominaisuuksia voidaan parantaa lisäämällä i-parafiinien määrää prosessiparametreja kontrolloimalla. Eräässä suoritusmuodossa syöttöaineen rasvahapot tai triglyseridit vetykäsitellään ensin n-parafiineiksi ja osa n-parafiineista muunnetaan haaroittuneiksi i-parafiineiksi.

Eräänä suoritusmuotona lämmitysöljyn uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin hiilivedyt on isomeroitu.

Eräänä suoritusmuotona lämmitysöljyn uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin hiilivedyt on isomeroitu ja isomeroinnilla muodostetaan n-parafiineista osittain sivuhaaroja omaavia i-parafiineja. Tämä on edullista erityisesti jotta saadaan lämmitysöljy, jossa ei aromaattisten tai syklisten hiilivetyjen määrä ei lisäänny.

Eräänä suoritusmuotona lämmitysöljyn uusiutuvassa vetykäsitellyssä polttoainekomponentissa on parafiinisia hiililuvultaan C15-C18 alueella olevia hiilivetyjä vähintään 70 massa-%, edullisemmin vähintään 80 massa-%, edullisimmin vähintään 90 massa-%.

Edellä esitetty parafiinisten komponenttien jakauma on tyypillinen keksinnön mukaiselle uusiutuvalle vetykäsitellylle polttoainekomponentille. Tätä polttoainekomponenttia voidaan käyttää lämmitysöljyssä uusiutuvana vetykäsiteltynä polttoainekomponenttina tai 100-prosenttisesti sellaisenaan lämmitysöljynä. Uusiutuvalla vetykäsitellyllä polttoainekomponentilla on hyvät kylmä- ja varastointiominaisuudet sekä lämpöarvo ja soveltuu siksi hyvin käytettäväksi lämmitysöljynä.

Edellä kuvattu parafiinisten hiilivetyjen kapea jakauma alueella C15-C18 on tyypillinen keksinnön mukaiselle lämmitysöljylle ja erottaa sen aiemmista lämmitysöljyistä. Esimerkiksi luonnonkaasuista tai biokaasuista GTL-prosessilla valmistetuilla lämmitysöljyillä on paljon leveämpi parafiinisten hiilivetyjen jakauma. Keksinnön mukainen hiilivetyjakauma on edullinen koska sen mukaisen lämmitysöljyn haihtuvuus on pientä, mikä mahdollistaa lämmitysöljyn pitkäaikaisen varastoinnin.

Eräänä suoritusmuotona lämmitysöljyn uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin i-parafiinien massasuhde n-parafiineihin on vähintään 2,2, edullisesti vähintään 2,3, vähintään 3 tai vähintään 4.

Eräänä suoritusmuotona lämmitysöljyn uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin samepiste on enintään -10 °C.

Eräänä suoritusmuotona lämmitysöljyn uusiutuvassa vetykäsitellyssä polttoainekomponentissa on aromaatteja alle 1 massa-%.

Eräänä suoritusmuotona lämmitysöljyn valmistuksessa on käytetty lignoselluloosapohjaisia raaka-aineita.

Eräänä suoritusmuotona lämmitysöljyssä on lisäksi nafteenisia komponentteja.

Eräänä suoritusmuotona uusiutuvalla vetykäsitellyllä polttoainekomponentilla parafiinisten komponenttien määrä hiililukualueella C3-C14 on vähemmän kuin 25 massa-%, kuten vähemmän kuin 20 massa-%, vähemmän kuin 10% massa-%, tai vähemmän kuin 7 massa-%. Toisena suoritusmuotona uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin parafiinisten komponenttien osuus hiililukualueella C19-C24 on vähemmän kuin 25 massa-%, kuten vähemmän kuin 20 massa-%, vähemmän kuin 10 massa-% tai vähemmän kuin 5 massa-%.

Eräässä suoritusmuodossa keksinnön mukaisessa lämmitysöljyssä on uusiutuvaa vetykäsiteltyä polttoainekomponenttia, jota voidaan valmistaa ainakin yhdestä lignoselluloosalähteestä. Tällaisessa suoritusmuodossa nafteeniset hiilivedyt ovat yhdisteitä, joita voidaan valmistaa lignoselluloosalähteestä konvertoimalla levuliinihappoa hiili-hiilisidosten reaktioilla ioininvaihtohartsikatalyytin läsnä ollessa, termisessä käsittelyssä, kiinteän metallioksidikatalyyttisysteemin läsnä ollessa tai näiden yhdistelmillä muodostaen levuliinihapon dimeerejä ja/tai oligomeerejä, kuten on kuvattu mm. julkaisussa EP3050867. Kiinteä metallioksidikatalyyttisysteemi saattaa sisältää ensimmäisen metallioksidin ja toisen metallioksidin. Mahdollisten nafteenisten komponenttien lisäys kasvattaa uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin tiheyttä.

Eräänä suoritusmuotona keksinnön mukaisen uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin valmistuksessa on käytetty ainakin yhtä lignoselluloosapohjaista syöttöä, jossa valmistuksessa on poistettu happea vedyn avulla levuliinihapon dimeerejä ja/tai oligomeerejä sisältävästä syöttömateriaalista, minkä jälkeen seuraa tislaus. Uusiutuva vetykäsitelty polttoainekomponentti jossa on käytetty ainakin yhtä lignoselluloosapohjaista syöttömateriaalia on hyvä lämmitysöljyseoksen komponentti, koska näin valmistetulla lämmitysöljyllä on hyvin alhainen samepiste ja sitä voi helposti sekoittaa muiden polttoaineiden kanssa.

Eräässä suoritusmuodossa jossa lämmitysöljyn uusiutuvan polttoainekomponentin valmistuksessa on käytetty ainakin yhtä lignoselluloosapohjaista syöttöä jossa on uusiutuvaa keskitislettä ja sisältää vähemmän kuin 10,0 massa-% aromaatteja ASTM D2425-04 mukaan määritettynä. Toisessa suoritusmuodossa jossa uusiutuvan polttoainekomponentin valmistuksessa on käytetty ainakin yhtä lignoselluloosapohjaista syöttöä sisältää enintään 9,5 massa-%, enintään 9,3 massa-%, enintään 9,0 massa-%, enintään 8,0 massa-%, enintään 7,0 massa-%, enintään 6,0 massa-%, enintään 5,0 massa-%, enintään 4,0 massa-%, tai enintään 3,0 massa-% aromaatteja ASTM D2425-04 mukaan määritettynä. Toisessa suoritusmuodossa jossa lämmitysöljyn uusiutuvan polttoainekomponentin valmistuksessa on käytetty ainakin yhtä lignoselluloosapohjaista syöttöä, samepiste on -70°C tai alempi, -80°C tai alempi, - 90°C tai alempi, tai -95°C tai alempi.

Eräässä suoritusmuodossa lämmitysöljyssä on valinnaisesti nafteenisia hiilivetyjä. Nafteeninen hiilivety viittaa orgaanisiin yhdisteisiin, jotka sisältävät yhden tai useampia tyydyttyneitä rengasrakenteita. Yleiskaava nafteenille on CnFbn. Nafteeninen hiilivety voi olla fossiilinen hiilivety tai hiilivety jonka valmistuksessa on käytetty lignoselluloosapohjaista biomassaa, tai näiden yhdistelmä.

Eräässä suoritusmuodossa nafteenisen komponentin määrä keksinnön mukaisessa hiilikäsitellyssä uusiutuvassa lämmitysöljyssä on alueella 2-90 massa-%, kuten 2-50 massa-%, kuten 2-30 massa-%, edullisesti 2-20 massa-%, 3-15 massa-% tai 3 -12 massa-%, edullisesti noin 5-10 massa-%.

Eräänä suoritusmuotona lämmitysöljyn uusiutuvassa vetykäsitellyssä polttoainekomponentissa on aromaatteja ja/tai polyaromaattikomponentteja, jotka lisäävät lopputuotteen tiheyttä.

Eräässä suoritusmuodossa keksinnön mukaisessa lämmitysöljyssä on lisäksi fossiilista polttoainekomponenttia.

Eräässä suoritusmuodossa keksinnön mukaisessa lämmitysöljyssä on lisäksi rasvahappojen metyyliestereitä (FAME). Lämmityskäyttöön tarkoitettuun uusiutuvaan vety käsiteltyyn polttoainekomponenttiin on mahdollista sekoittaa aromaattisia hiilivetyjä, nafteenisia hiilivetyjä, fossiilista polttoainetta, ja/tai FAMEa. Eräässä suoritusmuodossa 100-prosenttista uusiutuvaa vetykäsiteltyä polttoainekomponenttia käytetään lämmitysjärjestelmissä sellaisenaan, jopa sekoittamatta sitä fossiilisen polttoainekomponentin ja/tai jonkin muun toisen polttoainekomponentin kanssa. Sopiva seos voidaan valita mm. polttimon liekintunnistimen vaatimusten mukaisesti.

Eräässä suoritusmuodossa väriaine on keltainen atsoväri, kuten Solvent Yellow 124 (N-etyy I i-N-(2-( 1 -isobutoksietoksi)etyy I i)-4-(fenyy I i-atso)an i I i in i). Lisäksi voidaan käyttää yhtä tai useampaa muuta väriainetta, kuten punaista tai sinistä väriä.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa väriainetta on vähintään 1 mg/l, edullisesti 1-10 mg/l, ja edullisimmin määrä valitaan väliltä 6-9 mg/l.

Eräässä suoritusmuodossa väriaine toimii samalla liekintunnistusaineena.

Eräässä suoritusmuodossa lämmitysöljy ei sisällä lisäaineita, kuten jähmettymispisteen tai kylmävirtauksen parantajia.

Keksinnön mukaisen lämmitysöljyn käyttö on helppoa, sillä se ei tarvitse mitään erityisjärjestelyjä. Keksinnön mukaisen lämmitysöljyn käyttäjän ei tarvitse suorittaa puhdistusta, kuten huuhtelua ja/ tai suodattimien vaihtoa tai lämmitysjärjestelmän säätöjä vaihtaessaan yhden lämmitysöljyn käytöstä toiseen, esimerkiksi fossiilisesta lämmitysöljystä keksinnön mukaiseen uusiutuvaan vetykäsiteltyyn lämmitysöljyyn. Keksinnön mukaista lämmitysöljyä voidaan myös lisätä lämmitysöljysäiliöön vaikka aiemmin käytettyä lämmitysöljyä on vielä jäljellä säiliössä. Vastaavasti toista lämmitysöljyä voidaan lisätä lämmitysöljysäiliöön vaikka keksinnön mukaista lämmitysöljyä on vielä jäljellä lämmitysöljysäiliössä. Lämmitysjärjestelminä tunnetaan kattilat, kuten höyrykattilat, lämmittimet, polttoaineen polttolaitteet ja keskuslämmitysjärjestelmät. Lämmitysjärjestelmissä käytetään polttimia, tulipesiä ja lämmittimiä. Lämmitysjärjestelmä voi olla rakennettu lämmittämään neste-, kaasu- tai höyryvirtauksia, joita käytetään siirtämään lämpöä kohteeseen jossa lämmitystä tarvitaan.

Eräässä suoritusmuodossa lämmitysöljyä poltetaan polttimossa kotitalouksien, talojen, autotallien, julkisten rakennusten tai teollisuuden tilojen lämmittämistä varten.

Eräässä suoritusmuodossa keksinnön mukaista uusiutuvaa vetykäsiteltyä lämmitysöljyä poltetaan polttoon tarkoitetussa tai suunnitellussa laitteessa, jota käytetään polttamaan fossiilisia polttoaineita ja/tai fossiilisia lämmitysöljyjä.

Eräässä suoritusmuodossa keksinnön mukaista uusiutuvaa vetykäsiteltyä lämmitysöljyä säilytetään säiliöissä ulkolämpötiloissa.

Keksinnön mukaisen uusiutuvan vetykäsitellyn lämmitysöljyn hyvistä kylmäominaisuuksista johtuen sitä voidaan varastoida jopa ulkona ilman että säiliötä tarvitsee lämmittää tai eristää. Lämmitysöljy voidaan varastoida ulkona ja johtaa putkia pitkin talon sisällä sijaitsevaan lämmitysjärjestelmään poltettavaksi. Varastosäiliö voidaan sijoittaa maan päälle tai osittain tai kokonaan maan alle. Varastosäiliö voidaan myös eristää tai varustaa lämmittimellä, varsinkin jos samaa säiliötä halutaan käyttää lämmitysöljyille, jolla ei ole yhtä hyviä kylmäominaisuuksia. ESIMERKKEJÄ

Seuraavat esimerkit havainnollistavat nyt kyseessä olevaa keksintöä. Keksintö ei kuitenkaan rajoitu vain näiden esimerkkien suoritusmuotoihin. Käytetyt näytteet

Esimerkeissä käytetty uusiutuva vetykäsitelty lämmitysöljy on määritelty tarkemmin Taulukossa 1.

Uusiutuvan vetykäsitellyn lämmitysöljyn ja GTL:n hiililukuprofiilit analysoitiin kaasukromatografialla (GC). Tulokset on esitelty Kuviossa 1 ja Kuviossa 2.

Esimerkkien testeissä käytetyn uusiutuvan vetykäsitellyn lämmitysöljyn tuoteominaisuudet testattiin. Tulokset on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1. 100 %:n uusiutuvan vetykäsitellyn lämmitysöljyn tuoteominaisuudet

Lisäksi testattiin lämmitysöljykoostumuksia, joissa uusiutuvan vetykäsitellyn lämmitysöljyn ja nafteenisen komponentin määrät vaihtelivat. Tulokset on esitetty Taulukossa 2. Kahden uusiutuvaa vetykäsiteltyä lämmitysöljyä sisältävän lämmitysöljyn mittaustulokset on esitetty Taulukossa 3.

Taulukko 2. Lämmitysöljykoostumukset.

Taulukko 3. Ominaisuuksia koskevat mittaustulokset kahdelle lämmitysöljykoostumukselle, joissa on 95 massa-% uusiutuvaa lämmitysöljyä ja 5 massa-% aromaattipitoista lämmitysöljyä tai 5-massa-% fossiilista nafteenipitoista lämmitysöljyä.

Palamiskokeet Lämmitysöljyn palamiskokeet suoritettiin kotitalouskäytössä olevassa lämmitysjärjestelmässä 100 %:lla uusiutuvalla vetykäsitellyllä lämmitysöljyllä sekä sen seoksilla yhdessä aromaatteja sisältävien fossiilisten lämmitysöljyjen, nafteeneja sisältävien lämmitysöljyjen ja FAMEn kanssa. Kaikkia testattuja lämmitysöljyseoksia pystyttiin käyttämään häiriöttä pitkiä aikoja lämmitysjärjestelmässä, joka on suunniteltu polttamaan fossiilisia polttoaineita ja/tai lämmitysöljyjä. Testeissä käytettiin seuraavaa lämmitysjärjestelmää: kattila

ARIMAX E 30 S, 30 kW; poltin Oilon Solarheat LJ 10; suodatin: Danfoss 2,37 kg/h.

Palamiskokeiden testitulokset on esitetty Taulukossa 4.

Taulukko 4. Lämmitysöljyjen palamistulokset. PA1=aromaatteja sisältävä fossiilinen lämmitysöljy; PA2 = 10% aromaatteja sisältävää fossiilista lämmitysöljyä + 90% uusiutuvaa vetykäsiteltyä lämmitysöljyä; PA4 =10% nafteeneja sisältävää uusiutuvaa lämmitysöljyä + 90 % uusiutuvaa vetykäsiteltyä lämmitysöljyä; PA6 = 10% FAMEa + 90% uusiutuvaa vetykäsiteltyä lämmitysöljyä; PA3 = 5% nafteenia sisältävää fossiilista lämmitysöljyä + 95% uusiutuvaa vetykäsiteltyä lämmitysöljyä; PA7 = 5% aromaatteja sisältävää fossiilista lämmitysöljyä + 95% uusiutuvaa vetykäsiteltyä lämmitysöljyä; PA8 100% uusiutuvaa vetykäsiteltyä lämmitysöljyä.

Yllämainittuja esimerkkejä käytetään ainoastaan selittämään joitain suoritusmuotoja ja keksintö ei rajoitu pelkästään näihin. Kyseessä olevaa keksintöä voidaan käyttää myös muissa tämän tapaisissa suoritusmuodoissa tai eri suoritusmuotojen yhdistelmissä.

Lisäksi joidenkin suoritusmuotojen yhteydessä on mainittu tiettyjä keksinnön piirteitä. Näitä piirteitä voidaan käyttää myös muiden suoritusmuotojen yhteydessä.

Claims (11)

SUOJAVAATIMUKSET

1. Eldningsolja, kännetecknad av att den innehåller en bränslekomponent och ett färgämne, och som bränslekomponent innehåller 1-100 mass-% av en förnybar vätebehandlad bränslekomponent vars lägre värmevärde är åtminstone 43,6 MJ/kg.

1. Lämmitysöljy, tunnettu siitä, että siinä on polttoainekomponenttia ja väriainetta, ja jossa polttoainekomponentissa on 1-100 massa-% uusiutuvaa vetykäsiteltyä polttoainekomponenttia, jonka alempi lämpöarvo on vähintään 43,6 MJ/kg.

2. Eldningsolja enligt skyddskrav 1, vari den förnybara vätebehandlade bränslekomponenten innehåller paraffiniska kolväten, vars kolantal är i området C15-C18, åtminstone 70 mass-%, fördelaktigt åtminstone 80 mass-%, mera fördelaktigt åtminstone 90 mass-%.

2. Suojavaatimuksen 1 mukainen lämmitysöljy, jossa uusiutuvassa vetykäsitellyssä polttoainekomponentissa on parafiinisia hiililuvultaan C15-C18 alueella olevia hiilivetyjä vähintään 70 massa-%, edullisemmin vähintään 80 massa-%, edullisimmin vähintään 90 massa-%.

3. Eldningsolja enligt skyddskrav 1 eller 2, vari den förnybara vätebehandlade bränslekomponentens kolväten är isomeriserade.

3. Suojavaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämmitysöljy, jossa uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin hiilivedyt on isomeroitu.

4. Eldningsolja enligt skyddskrav 3, vari det av n-paraffiner genom isomerisering formas i-paraffiner som delvis innefattar sidogrenar.

4. Suojavaatimuksen 3 mukainen lämmitysöljy, jossa isomeroinnilla muodostetaan n-parafiineista osittain sivuhaaroja omaavia i-parafiineja.

5. Eldningsolja enligt något av skyddskrav 1-4, vari den förnybara vätebehandlade bränslekomponentens i-paraffiners massförhållande till n-paraffinerna är åtminstone 2,2, fördelaktigt åtminstone 2,3, åtminstone 3 eller åtminstone 4.

5. Minkä tahansa suojavaatimuksen 1-4 mukainen lämmitysöljy, jossa uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin i-parafiinien massasuhde n-parafiineihin on vähintään 2,2, edullisesti vähintään 2,3, vähintään 3 tai vähintään 4.

6. Eldningsolja enligt något av skyddskrav 1-5, vari den förnybara vätebehandlade bränslekomponentens grumlingspunkt är högts -10 °C.

6. Minkä tahansa suojavaatimuksen 1-5 mukainen lämmitysöljy, jossa uusiutuvan vetykäsitellyn polttoainekomponentin samepiste on enintään -10 °C.

7. Eldningsolja enligt något av skyddskrav 1-6, vari den förnybara vätebehandlade bränslekomponenten innehåller under 1 mass-% aromater.

7. Minkä tahansa suojavaatimuksen 1-6 mukainen lämmitysöljy, jossa uusiutuvassa vetykäsitellyssä polttoainekomponentissa on aromaatteja alle 1 massa-%.

8. Eldningsolja enligt något av skyddskrav 1-7, i vars framställning lignocellulosabaserade råmaterial har använts.

8. Minkä tahansa suojavaatimuksen 1-7 mukainen lämmitysöljy, jonka valmistuksessa on käytetty lignoselluloosapohjaisia raaka-aineita.

9. Eldningsolja enligt något av skyddskrav 1-8, som ytterligare innefattar nafteniska komponenter.

9. Minkä tahansa suojavaatimuksen 1-8 mukainen lämmitysöljy, jossa on lisäksi nafteenisia komponentteja.

10. En eldningsoljeblandning, kännetecknad av att den innefattar eldningsolja enligt skyddskrav 1-9 och ett fossilt bränsle, och av att mängden av fossilt bränsle är i området 0-99 mass-%, fördelaktigt i området 0-15 mass-%, mera fördelaktigt i området 5-10 mass-%.

10. Lämmitysöljyseos, tunnettu siitä, että siinä on suojavaatimusten 1-9 mukaista lämmitysöljyä ja fossiilista polttoainetta, ja että fossiilisen polttoaineen määrä on siinä välillä 0-99 massa-%, edullisesti välillä 0-15 massa-%, edullisemmin välillä 5-10 massa-%.

11. Suojavaatimuksen 1-9 mukainen lämmitysöljy tai suojavaatimuksen 10 mukainen lämmitysöljyseos käytettäväksi lämmitysjärjestelmissä, jotka on suunniteltu polttamaan fossiilista lämmitysöljyä. SKYDDSKRAV

11. Eldningsolja enligt skyddskrav 1-9 eller eldningsoljeblandning enligt skyddskrav 10 för användning i värmesystem, som är planerade att förbränna fossil eldningsolja.