PL192472B1

PL192472B1 - Kompozycja paliwa

Info

Publication number: PL192472B1
Application number: PL353804A
Authority: PL
Inventors: Angelica Hull; Igor Golubkov
Original assignee: Agrofuel Ab
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2006-10-31
Also published as: US20020026744A1; JP4949583B2; AU1420600A; DK1218472T3; HU228435B1; CN1182227C; CA2383192C; JP2003509534A; SI1218472T2; US7014668B2; HRP20020285A2; DK1218472T4; ES2254225T5; BG106474A; HUP0202765A2; TR200200597T2; AU7465000A; EP1218472B2; ATE311428T1; CA2383192A1

Abstract

1. Kompozycja paliwa silnikowego do standardowych silników wysokopr eznych, turbin gazowych i odrzutowych, znamienna tym, ze zawiera obj eto sciowo: (a) od 5 do 100% sk ladnika sk ladaj acego si e z organicznych zwi azków zawieraj acych tlen, które maj a co naj- mniej cztery ró zne grupy funkcyjne zawieraj ace tlen, wybrane z grupy obejmuj acej grup e alkoholow a, eterow a, aldehydow a, ketonow a, estrow a, estru nieorganicznego, acetalow a, epoksydow a i nadtlenkow a, w których wymienione co najmniej cztery grupy wnosz a swój wk lad za pomoc a jakiegokolwiek po laczenia dwóch albo wi ecej ró znych zwi azków zawieraj acych tlen, z których ka zdy zawiera co najmniej jedn a z wymienionych grup, przy czym zwi azki wybiera si e z: C 1 -C 10 -alkoholi i ewentualnie 2,6,8-trójmetylo-4-nonanolu, aldehydów o wzorze ogólnym R-C(=O)-H, w którym R oznacza reszt e C 1 -C 10 -w eglowodorow a, ketonów o wzorze ogólnym R-C(=O)-R 1 , w którym ka zdy R i R 1 oznacza reszt e C 1 -C 8 -w eglowodorow a, tak a sa- m a albo ró zn a, albo tworz a one razem pier scie n cykliczny, jedno-, dwu- i ewentualnie cykliczne etery, C 1 -C 8 -alkilowe estry nasyconych albo nienasyconych C 1 -C 22 -kwasów t luszczowych, acetale o wzorze ogólnym RCH(OR') 2 , w którym R oznacza wodór albo wodorokarbyl, organiczne estry nieorganicznych kwasów, organiczne nadtlenki o wzorze R-O-O-R', w którym ka zdy R i R' jest taki sam albo ró zny, epoksydy organiczne o wzorze ogólnym , w którym R i R' s a takie same albo ró zne i oznaczaj a C 1 -C 12 -wodorokarbyle oraz (b) od 0 do 95% sk ladnika w eglowodorowego, przy czym wymieniona kompozycja paliwa silnikowego ma co najmniej jedn a, korzystnie co najmniej dwie, a zw laszcza wszystkie nast epuj ace w la sciwo sci od (i) do (vii) : (i) g estosc w temperaturze 20°C nie mniejsz a ni z 0,775 g/cm 3 , (ii) temperatur e m etnienia nie wy zsz a ni z 0°C pod ci snieniem atmosferycznym, (iii) trwa losc pod ci snieniem atmosferycznym od temperatury m etnienia nie wy zszej ni z 0°C………………. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja paliwa do silników wysokoprężnych, turbin gazowych i silników turboodrzutowych, a zwłaszcza do silników standardowych, przy czym kompozycja paliwa zawiera kompozycje związków organicznych zawierających związany tlen i ewentualnie także związków węglowodorowych. Przedmiotem wynalazku jest kompozycja paliwa do takich silników, a zwłaszcza silników wysokoprężnych, w których kompozycja paliwowa stanowi trwałą, jednorodną ciecz pod ciśnieniem i w temperaturze otoczenia, które są normalnymi warunkami pracy wymienionych silników.

Tło wynalazku

Problem zmniejszenia zawartości substancji zanieczyszczających w odlotowych spalinach silników wysokoprężnych stanowi dla nowoczesnego społeczeństwa wyzwanie. Stąd proponuje się zastąpienie oleju napędowego jako paliwa do pojazdów, jak przedstawiono na przykład za pomocą oleju napędowego EN 590 i nr 2, itp., ze względu na środowisko, a także na skutek jego wpływu na zdrowie. Istnieją porozumienia międzynarodowe odpowiadające za postępujące zwiększanie wymagań dotyczących ilości toksycznych produktów pojawiających się na skutek spalania paliwa silnikowego w odlotowych spalinach pojazdów albo innych maszyn, w których stosuje się silniki wysokoprężne. W krajach Unii Europejskiej i w USA wymagania etapu II stają się obowiązujące począwszy od roku 2002. Wymagania przewidują znaczne zmniejszenie zawartości tlenku węgla (CO), mieszanin węglowodorów i tlenków azotu (HC + NOX) oraz cząstek w odlotowych spalinach silników wysokoprężnych.

Co więcej, nowoczesne społeczeństwa są zatroskane naruszeniem ogólnego bilansu dwutlenku węgla w atmosferze, co jest związane z intensywnym spalaniem produktów naftowych, węgla i gazów kopalnych. Naruszenie bilansu dwutlenku węgla w atmosferze powoduje ogólne ogrzanie klimatu i ma ujemny wpływ na życie na naszej planecie.

W zwią zku z tym opracowanie paliw do silników, otrzymywanych z odnawialnych zasobów roślinnych ma bardzo realne znaczenie.

Wzrastająca troska o ochronę środowiska i ostrzejsze normy zawartości szkodliwych składników w spalinach odlotowych zmusza przemysł do pilnego opracowania różnych alternatywnych paliw, której spalają się czyściej.

Istniejąca globalna wynalazczość związana z pojazdami i maszynami ze standardowymi silnikami wysokoprężnymi, turbinami gazowymi i silnikami turboodrzutowymi nie pozwala aktualnie na całkowite wyeliminowanie, jako paliw silnikowych, mieszanin węglowodorów otrzymanych z zasobów mineralnych, takich jak ropa naftowa, węgiel i gaz ziemny, przy czym przykładem takiej mieszaniny węglowodorów jest olej napędowy.

Z drugiej strony jest takż e możliwe zastąpienie części węglowodorów w paliwie silnikowym, takim jak olej napędowy, innymi związkami organicznymi, które dają bardziej czyste spaliny odlotowe i nie wpływają niekorzystnie na osią gi silników. Aktualnie stosuje się szeroko benzyny zawierające związki, zawierające tlen. Na przykład wiadomo także, że zastąpienie w paliwie silnikowym 15% oleju napędowego alkoholem zapewnia czystsze spaliny i akceptowalną moc bez modyfikacji istniejących silników wysokoprężnych.

Jednak problem stosowania bardziej dostępnych i niekosztownych alkoholi, metanolu i etanolu, jako części paliwa silnikowego, polega na tym, że te związki nie mieszają się z olejami napędowymi i pędnymi. Potencjalnie, alkohole i inne związki zawierające tlen powinny dawać czyste produkty spalania pod względem środowiskowym, przy czym jednak proces spalania w silnikach jest zjawiskiem nadzwyczaj złożonym, na który ma wpływ nie tylko skład paliwa, lecz także parametry fizyczne paliwa, a początkowo i jednorodność cieczy.

Wykonalność i właściwości mieszanin naftowej frakcji oleju napędowego etanolem, była znana od dawna (patrz na przykład Technical Feasibility of Diesehol, ASAE Paper 78-1052, 1979). W tym artykule kładzie się nacisk na to, ż e gł ówny problem stosowania takiego paliwa polega na jego skłonności do rozdzielania się faz. Co więcej, na takie rozdzielanie faz ma znaczny wpływ obecność w ukł adzie wody. W temperaturze 0°C zawartość wody zaledwie 0,05% powoduje rozdzielanie się faz w paliwie silnikowym składają cym się z 99% oleju silnikowego i 0,95% etanolu.

Powszechnie wiadomo, że emisję NOX można zmniejszyć obniżając temperaturę spalania. Jeden ze sposobów uzyskania niższej temperatury spalania polega na dodawaniu do paliwa wody albo na oddzielnym wtryskiwaniu wody do komory spalania.

Jednak dodawanie wody powoduje w większości układów paliwowych rozdzielanie się faz, zwłaszcza w niższych temperaturach, to jest na przykład poniżej 0°C. Z europejskiego opisu patentoPL 192 472 B1 wego nr EP-A-0 014 992 (BASF) i amerykańskiego opisu patentowego nr US 4356001 (dla W. M. Sweeneya) problem wody w składzie paliwa rozwiązuje się drogą wprowadzania do paliwa polieterów i ewentualnie acetali z metanolem albo etanolem albo bez metanolu albo etanolu. Gdy jednak komponuje się kompozycje według tych patentów, to okazuje się, że lepsze tolerancje wody nie są w szerokim zakresie temperatur wystarczające. Emisje CO, węglowodorów i sadzy z takich paliw są znacznie wyższe niż emisje, które można akceptować.

Wiadomo, że paliwa zawierające alkohol dają stosunkowo niskie emisje węgla, tlenku węgla i tlenku azotu (Johnson R.T., Stoffer J.O., Soc. Automot. Eng. (Spec. Publ.) 1983, S.P. 542, 91-104).

Znaczna część opracowań w dziedzinie hybrydowych olejów napędowych jest poświęcona wytwarzaniu mikroemulsji. Mikroemulsje są termicznie trwałymi koloidowymi dyspersjami, w których średnica cząstek jest rzędu 20-30 A. W roku 1977 Backer zaproponował stosowanie środków powierzchniowo czynnych do tworzenia mikroemulsji alkoholi i węglowodorów (brytyjski patent nr GB 2002400, udzielony dnia 12 lipca 1977 roku). W tym samym celu zaproponowano później i inne emulgatory (brytyjski patent nr GB 2115002, udzielony dnia 1 lutego 1982, amerykański opis patentowy nr US 4509950 z dnia 24 marca 1985, amerykański opis patentowy nr US 4451265 z dnia 21 kwietnia 1984 i europejski opis patentowy nr EP 475620 opublikowany dnia 18 marca 1992 roku).

Uzyskanie jednorodnej kompozycji tego paliwa jest możliwe drogą wprowadzania różnych alkoholi i ich mieszanin. We francuskim opisie patentowym nr FR 2453210, opublikowanym w dniu 31 października 1980 roku, proponuje się w celu uzyskania jednorodnej cieczy zawierającej węglowodory i metanol dodawanie także pierwszorzędowych alifatycznych nasyconych alkoholi o budowie liniowej albo rozgałęzionej, które zawierają od 8 do 15 atomów węgla, albo mieszanin takich alkoholi. Wyeliminowanie rozdzielania się hybrydowego paliwa zawierającego mieszaninę alkoholi umożliwia opracowanie objęte europejskim opisem patentowym nr 319060, opublikowanym w dniu 7 czerwca 1989 roku.

Badania eksploatacyjnych charakterystyk paliw hybrydowych potwierdzają możliwość ich wykorzystania do pracy silników wysokoprężnych (Mathur H.B., Babu M.K., Indian Inst. Techn. Journ. Therm. Eng., 1988, 2(3), str. 63-72, Hashimoto, K. Et al., Journ. Jap. Petrol. Inst., 1996, tom 39, N2, str. 166-169).

W zgłoszeniu patentowym nr WO 95/02654 (opublikowanym dnia 26 stycznia 1995 roku) zgłaszający proponują w celu uzyskania jednorodnej mieszanki paliwowej stosowanie kompozycji zawierającej do 20% całkowitej objętości etanolu i ewentualnie n-propanolu, do 15% całkowitej objętości kwasów tłuszczowych i ewentualnie estrów organicznych, a jako resztę ciekłe węglowodory. Opis patentowy zawiera przykłady kompozycji, w których oprócz oleju napędowego, etanolu i propanolu stosuje się kwas oleinowy oraz różne organiczne estry.

Zgodnie ze zgłoszeniem patentowym nr WO 95/02654 uważa się, że wszystkie przykłady ilustrują kompozycje paliwowe, które są jednofazowe. Uważa się, że wykazują one skuteczność stosowania pewnych ilości kwasów tłuszczowych i ewentualnie estrów organicznych oraz ich mieszanin w celu uzyskania jednorodnych cieczy zawierających olej napędowy i niższe alkohole alkilowe oprócz alkoholi wspomnianych wyżej. Jednak w opisie patentowym nie czyni się żadnej wzmianki o temperaturowych granicach trwałości uzyskanych kompozycji paliwowych i przemilcza się, w jaki sposób obecność jakichkolwiek ilości wody ma wpływ na ich trwałość. Z drugiej strony wiadomo, że trwałość mieszanin niższych alkoholi i oleju napędowego jest jedną z głównych roboczych właściwości takich paliw.

W zgłoszeniu patentowym nr WO 95/02654 stwierdza się, że badanie różnych kompozycji w różnych standardowych silnikach wysokoprężnych nie wykazało spadku mocy i sprawności związanej z paliwem. Jednak nie mówi się nic odnośnie składzie spalin odlotowych w różnych silnikach przy stosowaniu proponowanych kompozycji paliwowych. Jedyny dotyczące tego komentarz polega na tym, że stosowanie mieszaniny z etanolem w ciągu, kilku miesięcy w silniku Yale Forklift (model GDP 050 RUAS) Mazda XA było prawdopodobnie bardziej akceptowalne ze względu na stan powietrza wewnątrz domu towarowego, w którym pracował podnośnik widłowy.

Podsumowanie wynalazku

Wspomniane niedogodności kompozycji paliwowych według dotychczasowego stanu techniki eliminuje się drogą opracowania kompozycji paliwowej według niniejszego wynalazku, zawierającej związki zawierające tlen, które mają co najmniej cztery grupy funkcyjne zawierające tlen, wybrane z grup alkoholowych, aldehydowych, ketonowych, eterowych, estrowych, estrów nieorganicznych, acetalowych, epoksydowych (nazywanych także oksiranami) i nadtlenkowych, w których do wymienionych co najmniej czterech grup może przyczyniać się jakiekolwiek połączenie dwóch albo więcej

PL 192 472 B1 różnych związków zawierających tlen, z których każdy i zawiera co najmniej jedną z wymienionych grup, oraz ewentualnie związki wielowodorotlenowe.

Tak otrzymana kompozycja będzie tworzyć jednorodne ciekłe paliwo tolerujące obecność wody w szerokim zakresie temperatur. Stosowanie paliwa silnikowego według wynalazku w zastępstwie zwykłego paliwa silnikowego do pracy standardowego silnika przyczynia się do znacznego zmniejszenia zawartości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych, włącznie z emisją NOX i cząstek. Co więcej, stosowanie składników otrzymanych z odnawialnego surowca zmniejsza emisję do atmosfery nadmiaru dwutlenku węgla.

Zgodnie z wynalazkiem opracowano paliwo, które można stosować w istniejących, standardowych silnikach, włącznie z silnikami wysokoprężnymi, korzystnie bez jakichkolwiek zmian synchronizacji wtrysku paliwa, rozrządu zaworowego i czasu otwierania zaworów. Stąd możliwe jest przestawianie pomiędzy paliwami konwencjonalnymi i paliwami według niniejszego wynalazku bez modyfikacji silnika. Taka właściwość ma wielkie znaczenie praktyczne.

W przeciwień stwie do wielkiej liczby kompozycji paliwowych wedł ug dotychczasowego stanu techniki, które stosowano do zastępowania oleju napędowego częściowo albo całkowicie, a zwłaszcza takich kompozycji zawierających kwasy karboksylowe, paliwo według niniejszego wynalazku jest w zasadzie paliwem nie powodującym korozji.

Dalsza zaleta niniejszego wynalazku polega na tym, że dzięki elastyczności składu paliwa możliwe jest jego przystosowanie korzystając z aktualnych cen w danym czasie specyficznych składników, a nawet, jeżeli jest to pożądane, zastępowanie wszystkich składników w celu wytworzenia tańszego paliwa. Możliwe jest na przykład spowodowanie, aby o zawartości kompozycji paliwowych decydowała cena i dostępność każdego ze stosowanych węglowodorów.

Jeszcze korzystniej sposób wytwarzania paliwa według niniejszego wynalazku nie wymaga żadnego energicznego mieszania składników, jak to ma miejsce w dotychczasowym stanie techniki.

Zatem do uzyskania jednorodnej kompozycji paliwowej według niniejszego wynalazku nie jest konieczne żadne intensywne mieszanie mieszaniny.

Stąd, zgodnie z niniejszym wynalazkiem, jednorodną kompozycję paliwową zapewniającą sprawne działanie silnika wysokoprężnego, turbiny gazowej i silnika turboodrzutowego, włącznie z silnikami standardowymi, i zmniejszoną emisję substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych otrzymuje się stosując związki zawierające tlen, które mają co najmniej cztery, zawierające tlen grupy funkcyjne, w których do wymienionych grup może przyczynić się połączenie dwóch albo więcej różnych związków zawierających tlen, z których każdy zawiera co najmniej jedną z wymienionych grup, stosując korzystnie co najmniej cztery rodzaje związków organicznych różniących się grupami funkcyjnymi zawierającymi związany tlen.

Niniejszy wynalazek opiera się między innymi na stosowaniu jak paliwa silnikowego wyżej wspomnianego połączenia związków organicznych zawierających związany tlen, z węglowodorami albo bez węglowodorów, z utworzeniem jednorodnej cieczy w temperaturze otoczenia i pod zwykłym ciśnieniem w środowisku, w którym pracuje silnik. Gdy jest stosowane jako paliwo silnikowe, to wyżej wspomniane połączenie związków organicznych zawierających związany tlen i ewentualnie węglowodory zapewnia wymaganą charakterystykę roboczą wymienionych silników i nieoczekiwane zmniejszenie ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych.

Niespodziewanie ustalono, że gdy kompozycje paliwowe według wynalazku są doprowadzone do temperatur poniżej temperatur mętnienia albo do temperatur powyżej początku temperatury wrzenia, tak że następuje rozdzielenie faz, to następnie, gdy mogą powrócić do temperatur w zakresie temperatur pomiędzy temperaturą mętnienia i początkową temperaturą wrzenia specyficznej kompozycji paliwowej, będą ulegać ponownej homogenizacji.

W jednym z aspektów wynalazku paliwo silnikowe zawiera w każdej liczbie związków organicznych co najmniej cztery różne zawierające tlen grupy funkcyjne, w których tlen może być związany w każ dej z nastę pują cych grup funkcyjnych:

ο ο I /\ II

Ο-Η, -Ο-, -C=0, -Ο-ΝΟ2, -C=0, -0-0-, -C-Ο-, C—C-, -C

I I III o- h oPL 192 472 B1 oraz ewentualnie związki węglowodorowe.

W innym rozwią zaniu wynalazku kompozycja paliwa silnikowego do silników wysokoprężnych, turboodrzutowych i odrzutowych, włącznie z silnikami standardowymi, zmniejszała emisję substancji zanieczyszczających i zawiera zawierający tlen składnik organiczny zawierający co najmniej jeden związek z każdego z co najmniej czterech takich związków jak alkohol, aldehyd, keton, eter, ester, ester nieorganiczny, acetal, epoksyd i nadtlenek, oraz ewentualnie składnik węglowodorowy.

Szczegółowy opis wynalazku

Na ogół zawartość składnika związków organicznego zwierających tlen wynosi od około 5% do 100% w stosunku do całej objętości kompozycji paliwa silnikowego i, jeżeli jest obecny, to składnik węglowodorowy stosuje się w ilościach od 0 do około 95% w stosunku do całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego.

Na ogół kompozycja paliwa silnikowego jest korzystnie trwała pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od temperatury mętnienia około -35°C do począ tkowej temperatury wrzenia około 180°C.

Korzystna jednorodna kompozycja paliwa silnikowego ma temperaturę mętnienia nie wyższą niż około -50°C i początkową temperaturę wrzenia nie niższą niż około 50°C.

Kompozycja paliwa silnikowego ma co najmniej jedną, korzystnie część, a zwłaszcza wszystkie z nastę pują cych wła ściwości:

(i) gęstość w temperaturze 20°C nie mniejszą niż 0,775 g/cm³, (ii) temperaturę mę tnienia pod ciś nieniem atmosferycznym nie wy ż szą niż 0°C, (iii) trwałość pod ciśnieniem atmosferycznym od temperatury mętnienia 0°C do początkowej temperatury wrzenia 50°C, (iv) ilości cieczy odparowanej drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

- nie wię cej niż 25% cał kowitej obję toś ci kompozycji paliwa silnikowego destyluje w temperaturze nie wyższej niż 100°C,

- nie więcej niż 35% całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego destyluje w temperaturach nie wyższych niż 150°C,

- nie więcej niż 50% całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego destyluje w temperaturach nie wyższych niż 200°C,

- nie mniej niż 98% całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego destyluje w temperaturach nie wyż szych niż 400°C, korzystnie nie wyż szych niż 370°C, a zwł aszcza nie wyż szych niż 280°C, (v) ciepł o spalania po utlenieniu tlenem nie mniejsze niż 39 MJ/kg, (vi) temperatura samozapł onu od 150° do 300°C, (vii) zdolność do przyjęcia co najmniej 1% objętościowo wody.

Kompozycję paliwa silnikowego wytwarza się korzystnie drogą kolejnego wprowadzania do zbiornika paliwa, w tej samej temperaturze, składników kompozycji paliwa silnikowego poczynając od składnika, który ma najniższą gęstość w tej temperaturze i kończąc na składniku, który ma najwyższą gęstość w tej temperaturze.

Cięższą frakcję węglowodorową stosuje się typowo w połączeniu ze składnikami zawierającymi tlen. Stosowaną frakcją węglowodorową jest na ogół każda mieszanina węglowodorów, taka jak frakcja ropy naftowej spełniająca specyfikacje ASTM dla tego paliwa. W zależności od gatunku rzeczywiste frakcje węglowodorowe będą się zmieniać. Olej napędowy nr 2, który ma swój europejski odpowiednik w oleju napędowym EN 900, jest olejem najczęściej stosowanym w pojazdach handlowych i rolniczych i w coraz wię kszym stopniu w pojazdach prywatnych. Oczywiś cie do zastę powania frakcji oleju napędowego można w niniejszym oleju napędowym stosować inne frakcje węglowodorowe lżejsze niż frakcja oleju napędowego, włącznie z naftą, jak również frakcje cięższe niż frakcja oleju napędowego, włącznie z olejem gazowym i paliwem olejowym.

Składnik węglowodorowy danej kompozycji paliwa silnikowego, jeżeli jest stosowany, jest korzystnie frakcją oleju napędowego. Frakcja oleju napędowego jest korzystnie mieszaniną oleju napędowego i frakcji węglowodorowej lżejszej niż olej napędowy. Możliwe jest także stosowanie ciekłego węglowodoru otrzymanego z odnawialnego surowca jako składnika paliwa silnikowego dla silników wysokoprężnych. Korzystne jest stosowanie ciekłych węglowodorów otrzymanych z terpentyny albo kalafonii, jak również ciekłych węglowodorów otrzymanych drogą przetwarzania związków zawierających tlen.

PL 192 472 B1

Składnik węglowodorowy paliwa do silników wysokoprężnych, jeżeli jest stosowany, można wytwarzać z gazu syntezowego albo gazu ziemnego i węgla.

W składniku zawierają cym tlen obecny jest korzystnie przynajmniej metanol albo etanol i ewentualnie produkty pochodzące z wymienionego metanolu i ewentualnie etanolu. Składniki paliwa silnikowego mogą zawierać substancje zanieczyszczające, co skraca czas i zmniejsza koszty przy przetwarzaniu składników do stosowania w paliwie.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku mo ż e być obecna woda w ilościach rzędu 1% w stosunku do całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego bez znaczącego niepożądanego wpływu na właściwości i jednorodność kompozycji paliwa silnikowego. Zgodnie z tym dostępne w handlu składniki i frakcje węglowodorowe zawierające wodę nie muszą być przed wprowadzeniem do paliwa silnikowego poddawane obróbce w celu usunięcia wody.

Korzystną cechą wynalazku jest to, że składnik organicznych związków zawierających tlen stosuje się z odnawialnych zasobów roślinnych.

Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem wynalazku, w przypadku kompozycji paliwa zapewniającej krótsze opóźnienie zapłonu paliwa silnikowego, związki organiczne zawierające związany tlen mają korzystnie liniową albo rzadko rozgałęzioną strukturę cząsteczkową.

Zgodnie z innym korzystnym rozwiązaniem wynalazku, w przypadku kompozycji paliwa zawierającej związki organiczne zawierające związany tlen, o rozgałęzionej strukturze cząsteczkowej, aby nie zmniejszyć sprawności działania, temperatura samozapłonu kompozycji paliwa silnikowego wynosi od około 150° do 300°C.

Zgodnie z dalszym korzystnym rozwiązaniem wynalazku opracowano kompozycję paliwową do sprawnego działania silników, która ma mniejszą zawartość substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych, bez dodatku węglowodorów.

W tym celu stosuje się tylko związki organiczne zawierające zwią zany tlen.

Daną kompozycję paliwa silnikowego można stosować w warunkach zarówno zmniejszonej, jak ewentualnie zwiększonej temperatury otoczenia, z zadowalającą sprawnością w czasie pracy.

Zgodnie z dalszym korzystnym rozwiązaniem wynalazku składniki zawierające tlen zapewniają wymagane właściwości smarowe paliwa silnikowego, co jest szczególnie ważne dla właściwej pracy silnika wysokoprężnego.

Zgodnie z innym korzystnym rozwiązaniem wynalazku składniki zawierające tlen zapewniają zmniejszenie odkładania się osadu w komorze spalania silnika.

Zawierający tlen składnik paliwa silnikowego według wynalazku zawiera korzystnie (i) alkohole, (ii) etery, (iii) estry organiczne i (iv) co najmniej jeden ze związków wybranych z aldehydu, nieorganicznego estru, acetalu, epoksydu i nadtlenku.

W najkorzystniejszym rozwią zaniu kompozycja paliwowa wedł ug wynalazku zawiera co najmniej jeden związek każdej z różnych klas zawartych wyżej w (i) do (iv).

Jako składnik alkoholowy można stosować korzystnie mieszaniny alkoholi, takie jak (i) etanol i butanol, (ii) etanol, propanol i heksanol, (iii) metanol i etanol, (iv) etanol, butanol i heksanol oraz (v) etanol, propanol, butanol, pentanol, etyloheksanol i trójmetylononanol, itp. Z zadowalającymi wynikami jako etery albo organiczny składnik estrowy można stosować dalej odpowiednio mieszaniny eterów i mieszaniny organicznych estrów. Podobnie jako takie składniki można stosować mieszaniny każ dego z każdych acetali, epoksydów, nadtlenków, aldehydów, ketonów i nieorganicznych estrów.

Gdy do tworzenia danej kompozycji paliwa do silników wysokoprężnych stosuje się trzy albo mniej różnych klas składników zawierających tlen, to ustalono, że trudno jest łatwo tworzyć jednorodne, jednofazowe paliwo. Gdy na przykład olej napędowy łączy się z etanolem, kwasem oleinowym i oleinianem izopropylu, jak w kompozycji 10 z WO 95/02654, drogą dodawania do oleju napę dowego etanolu, kwasu oleinowego i oleinianu izopropylu i pozostawienia mieszaniny do stania w ciągu jednej godziny, to na ogół obserwuje się kompozycję wielofazową i tylko z energicznym mieszaniem znika rozdzielenie faz. W przeciwieństwie do tego, w niniejszym wynalazku, w którym stosuje się cztery różne klasy związków zawierających tlen, składniki miesza się w celu zwiększenia gęstości, a mieszaninę pozostawia się w ciągu co najmniej około godziny, otrzymuje się mieszaninę jednofazową bez konieczności zewnętrznego mieszania.

Związek zawierający tlen może obejmować alkohol, przy czym na ogół stosuje się alkohole alifatyczne, korzystnie alkanole, i ich mieszaniny. Jeszcze korzystniej stosuje się alkanole o wzorze R-OH, w którym R oznacza alkil zawierający od 1 do 10 atomów wę gla, a zwłaszcza od 2 do 8 atomów węPL 192 472 B1 gla, takie jak etanol, alkohol n-, izo- albo sec-butylowy albo amylowy, 2-etyloheksanol albo 2,6,8-trójmetylo-4-nonanol.

Dodatek do paliwa może obejmować aldehyd o wzorze ogólnym R-C(=O)-H, w którym R jest resztą C1-C8-węglowodorową.

Korzystne aldehydy obejmują formaldehyd, acetaldehyd, butanal, izobutanal i etyloheksanal.

Dodatek do paliwa może obejmować keton o wzorze ogólnym R-C(=O)-R1, w którym każdy R i R1 oznacza resztę węglowodorową, taką samą albo różną, albo tworzą one razem pierścień cykliczny, przy czym całkowita liczba atomów węgla w R i R1 wynosi 3 do 12. Korzystne ketony według wynalazku obejmują dwuizobutyloketon, etyloamyloketon, karwon i menton.

Eterowy dodatek do paliwa obejmuje monoeter, dwueter i ewentualnie eter cykliczny. Korzystny eter ma wzór ogólny R-O-R', w którym R i R' są takie same albo różne i każdy z nich jest grupą C2-C10-węglowodorową albo razem tworzą pierścień cykliczny. Na ogół korzystne są etery (C4-C8)-dwu-alkilowe.

Całkowita liczba atomów węgla w eterze wynosi korzystnie od 8 do 16.

Typowe monoetery obejmują eter dwubutylowy, eter tert-butyloizobutylowy, eter etylobutylowy, eter dwuizoamylowy, eter dwuheksylowy i eter dwuizooktylowy. Typowe dwuetery obejmują dwumetoksypropan i dwuetoksypropan. Typowe etery cykliczne obejmują cykliczne jedno-, dwu- i heterocykliczne etery, takie jak dioksan, metyloczterowodorofuran, metyloczterowodoropiran i alkohol czterowodorofurfuryIowy.

Dodatek estrowy może być estrem organicznego kwasu o wzorze ogólnym R-C(=O)-O-R', w którym R i R' są takie same albo różne. R i R' są korzystnie grupami węglowodorowymi. Korzystne są estry C1-C8-alkilowe nasyconych albo nienasyconych C1-C22-kwasów tłuszczowych. Typowe estry obejmują mrówczan etylu, octan etylu, octan etylu, octan propylu, octan izobutylu, octan butylu, octan izoamylu, octan oktylu, propionian izoamylu, maślan metylu, maślan etylu, maślan butylu, oleinian etylu, kaprylan etylu, ester metylowy z oleju z nasion rzepaku, metakrylan izobornylu, itp.

Acetalowy dodatek do paliwa może mieć wzór ogólny RCH(OR')2, w którym R oznacza wodór albo wodorokarbyl, korzystnie niższy alkil, to jest (C1-C3), a R' jest C1-C4-alkilem, takim jak metyl, etyl albo butyl. Typowe acetale obejmują dwumetylowy acetal formaldehydu, dwuetylowy acetal acetaldehydu i dwubutylowy acetal acetaldehydu.

Związek zawierający tlen według wynalazku może być nieorganicznym estrem kwasu, który jest organicznym estrem kwasu nieorganicznego. Typowym nieorganicznym kwasem jest kwas azotowy, a ugrupowanie organiczne może być wodorokarbylem, korzystnie alkilem albo alicyklilem. Typowe przykłady estru kwasu nieorganicznego obejmują azotan cykloheksylu, azotan izopropylu, azotan n-amylu, azotan 2-etyloheksylu i azotan izoamylu.

Związek zawierający tlen może być organicznym nadtlenkiem. Typowe organiczne nadtlenki mają wzór R-O-O-R', w którym R i R' są takie same albo różne i mogą być na przykład alkilem albo alkilem podstawionym tlenem, takim jak grupa alkilokarbonylową.

Przykłady organicznych nadtlenków obejmują wodoronadtlenek tert-butylu, nadtlenooctan tertbutylu i nadtlenek dwu-tert-butylu

Związek zawierający tlen może być epoksydem organicznym. Typowe organiczne epoksydy mają wzór ogólny ο

/\

R—-R’ w którym R i R' oznaczają C1-C12, są takie same albo różne i oznaczają wodorokarbyl, korzystnie alkil albo grupę alkilokarbonylową. Typowe epoksydy obejmują 1,2-epoksy-4-epoksyetylocykloheksan, poddany epoksydowaniu metylowy ester oleju talowego i eter etyloheksyloglicydylowy.

Dodatki paliwowe zawierające tlen stosuje się w skutecznych ilościach w celu zapewnienia jednorodnego paliwa silnikowego i skutecznego paliwa z mniejszymi emisjami, przy czym zwykle stosuje się co najmniej około 5% objętościowo dodatku zawierającego tlen. Ponadto można stosować paliwo całkowicie bez węglowodorów, które jest 100% składnikiem zawierającym tlen.

Minimalna ilość każdej z tych co najmniej czterech grup funkcyjnych, obliczona jako całkowita objętość związku (związków), który ma szczególną grupę, powinna być nie mniejsza niż 0,1%, korzystnie nie mniejsza niż 0,5%, a zwłaszcza nie mniejsza niż 1% całkowitej objętości kompozycji paliwowej.

PL 192 472 B1

Alkohol stosuje się na ogół korzystnie w ilościach od 0,1 do 35% objętościowo, aldehyd - w ilościach od około 0 do 10% objętościowo, eter - w ilościach od około 0,1 do 65% objętościowo, ester organiczny - w ilościach od około 0,1 do 20% objętościowo, acetal - w ilościach od 0 do 10% objętościowo, ester nieorganiczny - w ilościach od około 0 do 2% objętościowo, nadtlenek - w ilościach od około 0 do 2% objętościowo, a epoksyd - w ilościach od około 0 do 10% objętościowo, chociaż można stosować większe albo mniejsze ilości w zależności od szczególnych okoliczności dla danej kompozycji paliwa silnikowego użytecznej w silniku wysokoprężnym.

Alkohol albo każdy inny składnik kompozycji paliwowej może być obecny jako produkt uboczny zawarty w każdym z innych składników.

Związki organiczne zawierające związany tlen mogą pochodzić ze źródeł opartych na kopalinach albo z odnawialnych źródeł w postaci biomasy.

Jako nie ograniczające przykłady wykazujące skuteczność niniejszego wynalazku ilustracyjne kompozycje paliw silnikowych, które są opisane dalej, nadają się zwłaszcza do pracy silników wysokoprężnych, turbin gazowych i silników turboodrzutowych, włącznie ze standardowymi typami silników, bez ich modyfikacji.

P r z y k ł a d 1

Otrzymana niżej kompozycja paliwa silnikowego 1 wskazuje, że związki organiczne zawierające związany tlen zapewniają dostrzegalne zmniejszenie zawartości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych standardowego silnika wysokoprężnego nawet wtedy, gdy stosuje się je w bardzo ma ł ej iloś ci.

Zawartość objętościowa składników w kompozycji paliwa silnikowego 1 jest następująca: acetal dwuetylowy formaldehydu - 1%, butanol-1 - 1%, eter dwu-n-amylowy - 1,75%, octan oktylu - 1%, azotan izopropylu - 0,25% i ciekły węglowodór (olej napędowy według normy EN 590) - 95%.

Składniki paliwa dodawano do wspólnego zbiornika wychodząc ze składnika o najniższej gęstości i kończąc na składniku o największej gęstości. Otrzymana kompozycja paliwa silnikowego miała następujące właściwości:

gęstość w temperaturze 20°C - 0,811 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 1% do 150°C - 2,25% do 200°C - 14,5% do 370°C - 98,0% ciepło spalania - 42,8 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 1 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -18°C (temperatura mętnienia) do 88°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW GOLF CL DIESEL, silnika z rodziny D1-W03-92, przy wykonywaniu typowej próby - Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) na kompozycji paliwa silnikowego 1 wykazała zmniejszenie ilości cząstek (g/km) 5% w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla 100% oleju nap ę dowego (EN590: 1993).

Stosowanie kompozycji paliwa silnikowego 1 do pracy standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO TD61GS nr 0580026, z nastawieniem mocy i momentu obrotowego: kW/Nm/obroty na minutę = 140/520/1900, wykazało dla pomiarów w zakresie od 1000 do 2600 obrotów na minutę spadek wartości mocy i momentu obrotowego mniejszy niż 1% w porównaniu z wartościami uzyskiwanymi dla tego samego silnika pracującego na 100% oleju napędowym (EN590: 1993).

Podobne wyniki uzyskiwano przy stosowaniu kompozycji paliwa silnikowego do pracy standardowego silnika turbiny gazowej statku.

P r z y k ł a d 2

Kompozycja paliwa silnikowego 2 dawała znaczne obniżenie zawartości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych standardowego silnika wysokoprężnego pracującego z niekosztowną kompozycją paliwową zwią zków organicznych zawierają cych związany tlen i ciekłych węglowodorów.

PL 192 472 B1

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 2 jest następująca: etanol - 3%, butanol-1-2,5%, dwumetoksypropan - 3%, czterowodorofuran - 1,5%, wodoronadtlenek tert-butylu - 0,5% i ciekłe węglowodory (olej napędowy Mk1 SS 15 54 35) - 89,5%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,817 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 8% do 150°C - 10,5% do 200°C - 19,5% do 2S5°C - 95,5% ciepło spalania - 41,9 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 2 była im jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -30°C (temperatura mętnienia) do 70°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według typowej próby Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) dla kompozycji paliwa silnikowego 2 wykazała w porównaniu ze 100% olejem Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 12%, HC + NOX (g/km) - 5,75% i cząstek (g/km) - 11,5%.

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO D7C 290 EURO2 nr 1162 XX, moc kW/obroty na minutę = 213/2200, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwowej 2 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 6%, HC + NOX (g/kW) - 0% i cząstek (g/kw) - 4%.

Moc (PkW) silnika pracującego na kompozycji paliwa silnikowego 2 spadła tylko o 2,8%, a zużycie paliwa (1/kW) zmniejszyło się nieznacznie o 2% w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego na 100% oleju napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 3

Kompozycja paliwa silnikowego 3 dawała znaczne obniżenie zawartości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych standardowego silnika wysokoprężnego pracującego z niekosztowną kompozycją paliwową związków organicznych zawierających związany tlen i ciekłych węglowodorów, przy czym ciekłe węglowodory są mieszaniną węglowodorów otrzymaną z gazu syntezowego „syntiny.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 3 jest następująca: etanol - 3%, butanol-1 -2,5%, dwumetoksypropan - 3%, octan etylu - 1,5%, wodoronadtlenek tertbutylu - 0,5% i ciekłe węglowodory (mieszanina węglowodorów otrzymanych z gazu syntezowego z katalizatorem pod ci ś nieniem atmosferycznym i w temperaturach 170-200°C) - 89,5%.

do 100°C - 7% do 150°C - 10,5% do 200°C - 19,5% do 285°C - 95,5% ciepło spalania - 41,7 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 3 jest jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -30°C (temperatura mętnienia) do 70°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 3 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 18%, HC + NOX (g/km) - 5,05% i cząstek (g/km) - 21,5%.

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO D7C 290 EURO2 nr 1162 XX, moc

PL 192 472 B1 kW/obroty na minutę = 213/2200, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwowej 3 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 11%, HC + NOX (g/kW) - 4,8% i cząstek (g/kw) - 17%.

Moc (PkW) silnika pracującego na kompozycji paliwa silnikowego 3 spadła tylko o 1,2%, a zużycie paliwa (1/kW) zmniejszyło się nieznacznie o 0,5% w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego na 100% oleju napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 4

Kompozycja paliwa silnikowego 4 pokazywała efekty pracy standardowego silnika wysokoprężnego z kompozycją paliwową związków organicznych zawierających związany tlen i ciekłych węglowodorów zawierających oprócz oleju napędowego lekkie frakcje produktów naftowych.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwowej była następująca: etanol - 8%, butanol-1 - 2%, dwuetyloacetaldehyd - 0,5%, octan etylu - 4%, maślan etylu - 3%, acetal dwuetylowy acetaldehydu 0,5%, eter dwu-n-amylowy - 8%, oleinian etylu - 8%, nadtlenooctan tert-butylu - 1% i ciekłe węglowodory - 65% (zawierające 15% nafty i 50% oleju napę dowego Mk1 (SS 15 54 35)).

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,775 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 12% do 150°C - 19% do 200°C - 43% do 285°C - 96% ciepło spalania - 40,2 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 4 jest jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -37°C (temperatura mętnienia) do 70°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-W-DE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150 według typowej próby Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) dla kompozycji paliwa silnikowego 4 wykazała w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 27,7%, HC + NOX (g/km) - 12,6% i cząstek (g/km) - 17%.

Gdy stosowano kompozycję paliwa silnikowego 4 przy pracy standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO TD61GS nr 0580026, z nastawieniem mocy i momentu obrotowego: kW/Nm/obroty na minutę = 140/520/1900, to uzyskane pomiary w zakresie od 1000 do 2600 obrotów na minutę wykazały spadek wartości mocy i momentu obrotowego mniejszy niż 3,5% w porównaniu z wartościami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego na 100% oleju napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 5

Kompozycja paliwa silnikowego 5 pokazywała efekty pracy standardowego silnika z kompozycją paliwową związków organicznych zawierających związany tlen i ciekłych węglowodorów zawierających oprócz syntetycznego oleju napędowego frakcję naftową produktów naftowych.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwowej była następująca: butanol-1 - 1%, 2-etylo-heksanol - 3%, octan 2-etyloheksylu - 1%, alkohol izoamylowy - 1%, eter dwuizoamylowy - 2%, alkohol czterowodorofurfurylowy - 1,5%, azotan izoamylu - 0,5% i ciekłe węglowodory - 90% (zawierające 40% nafty i 50% syntiny, mieszaniny węglowodorów otrzymanej z gazu syntezowego z katalizatorem pod ciśnieniem atmosferycznym i w temperaturach 150-280°C).

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,805 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 0% do 150°C - 2% do 200°C - 43,5% do 280°C - 99% ciepło spalania - 43,3 MJ/kg

PL 192 472 B1 trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 5 jest jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -60°C (temperatura mętnienia) do 70°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-W-DE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 5 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 12,6%, HC + NOX (g/km) - 7,4% i cząstek (g/km) - 26%.

Gdy stosowano kompozycję paliwa silnikowego 5 przy pracy standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO TD61GS nr 0580026, z nastawieniem mocy i momentu obrotowego: kW/Nm/obroty na minutę = 140/520/1900, to uzyskane pomiary w zakresie od 1000 do 2600 obrotów na minutę wykazały spadek wartości mocy i momentu obrotowego mniejszy niż 1% w porównaniu z wartościami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego na 100% oleju napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

Podobne wyniki dla zmian mocy i zawartości spalin odlotowych otrzymywano stosując kompozycję paliwa silnikowego 5 do pracy standardowego odrzutowego silnika samolotu.

P r z y k ł a d 6

Kompozycja paliwa silnikowego 6 pokazywała możliwość stosowania przy pracy standardowego silnika wysokoprężnego kompozycji związków organicznych zawierających związany tlen i ciekłych węglowodorów, w której stężenie węglowodorów w kompozycji wynosiło mniej niż 40% objętościowo.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 6 jest następująca: etanol - 4,5%, propanol - 5,5%, heksanol - 15%, eter dwubutylowy - 8,5%, kaprylan etylu - 10%, eter dwuheksylowy - 16%, nadtlenek dwu-tertbutylu - 1,5% i ciekłe węglowodory - 39% (olej napędowy EN 590: 1993).

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,819 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 10% do 150°C - 20% do 200°C - 39% do 370°C - 98% ciepło spalania - 40,4 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 6 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -35°C (temperatura mętnienia) do 78°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu Audi A6 TDI 1.9, model 1998, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 6 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (EN 590: 1993) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 0%, HC + NOX (g/km) - 14% i cząstek (g/km) - 46%.

P r z y k ł a d 7

Kompozycja paliwa silnikowego 7 pokazywała możliwość stosowania przy pracy standardowego silnika wysokoprężnego kompozycji związków organicznych zawierających związany tlen i ciekłych węglowodorów, w której stężenie węglowodorów w kompozycji wynosiło mniej niż 40% objętościowo i w której mieszaninę węglowodorów otrzymywano z ciekłej frakcji otrzymywanej przy mineralnym koksowaniu węgla.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 7 jest następująca: etanol - 4,5%, propanol - 5,5%, heksanol - 15%, eter dwubutylowy - 8,5%, kaprylan etylu - 10%, eter dwuheksylowy - 16%, eter 2-etyloheksyloglicydylowy 1,5% i ciekłe węglowodory - 39%, otrzymane z mineralnego przetwarzania węgla i zawierające 9% dekaliny.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,820 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym: do 100°C - 10% do 150°C - 18,5%

PL 192 472 B1 do 200°C - 39% do 400°C - 98% ciepło spalania - 40,4 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 7 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -35°C (temperatura mętnienia) do 78°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu Audi A6 TDI 1.9, model 1998, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 7 w porównaniu ze 100% olejem napędowym (EN 590: 1993) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 8%, HC + NOX (g/km) - 12% i cząstek (g/km) - 45%.

Podobne wyniki uzyskiwano stosując kompozycję paliwa silnikowego 7 przy pracy standardowego silnika turbiny gazowej statku.

P r z y k ł a d 8

Kompozycja paliwa silnikowego 8 pokazywała możliwość stosowania przy pracy wysokoprężnego silnika kompozycji paliwowej utworzonej z ciekłych węglowodorów i ze związków organicznych zawierających związany tlen, przy czym związki można otrzymać drogą przetwarzania metanolu i etanolu.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 8 jest następująca: metanol - 1,5%, etanol 3%, acetal dwumetylowy formaldehydu - 2%, acetal dwuetylowy formaldehydu - 3%, octan metylu - 1%, mrówczan etylu - 1%, ester metylowy z oleju rzepakowego - 5%, oleinian etylu - 5%, nadtlenooctan tert-butylu - 0,5% i ciekłe węglowodory (nafta) - 75%.

Kompozycje paliwowe miały następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,791 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym: do 100°C - 11,5% do 150°C - 15% do 200°C - 25% do 280°C - 97,5% ciepło spalania - 40,4 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwowa 8 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -48°C (temperatura mętnienia) do 52,5°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC) wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 8 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie iloś ci CO (g/km) - 18%, HC + NOX (g/km) - 8,6% i cząstek (g/km) - 31,6%.

Zastosowanie kompozycji paliwa silnikowego 8 do pracy standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO TD61GS nr 0580026, z nastawieniem mocy i momentu obrotowego: kW/Nm/obroty na minutę = 140/520/1900, wykazało przy pomiarach w zakresie 1000-2600 obrotów na minutę spadek wartości mocy i momentu obrotowego mniejszy niż 4% w porównaniu z wynikami uzyskiwanymi dla tego samego silnika pracującego ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 9

Kompozycja paliwa silnikowego 9 wykazywała możliwość stosowania przy pracy silnika wysokoprężnego kompozycji przygotowanej ze związków organicznych zawierających związany tlen, przy czym związki można otrzymać drogą przetwarzania metanolu i etanolu, i z ciekłych węglowodorów, otrzymanych drogą przetwarzania terpentyny i kalafonii.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 9 jest następująca: metanol - 1,5%, etanol - 3%, acetal dwumetylowy formaldehydu - 2%, acetal dwuetylowy formaldehydu 3%, acetal dwuetylowy acetaldehydu 3%, octan metylu - 1%, mrówczan etylu - 1%, ester metylowy oleju talowego - 10%, włącznie z abietynianem metylu - 3,5%, nadtlenooctanem tert-butylu - 0,5% i ciekłymi węglowodorami - 75% (mieszanina węglowodorów otrzymana drogą przetwarzania terpenPL 192 472 B1 tyny i kalafonii, zawierająca mentan - 45%, abietan - 10% i pozostałą część innych węglowodorów terpenowych).

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,821 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym: do 100°C - 11,5% do 150°C - 15% do 200°C - 25% do 400°C - 98,75% ciepło spalania - 40,4 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 9 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -33°C (temperatura mętnienia) do 52,5°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnik z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 9 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 16%, HC + NOX (g/km) - 10,5% i cząstek (g/km) - 40,5%.

Zastosowanie kompozycji paliwa silnikowego 9 do działania standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO TD61GS nr 0580026, z nastawieniem mocy i momentu obrotowego: kW/Nm/obroty na minutę = 140/520/1900, wykazał o dla pomiarów w zakresie od 1000 do 2600 obrotów na minutę spadek wartości mocy i momentu skręcającego mniejszy niż 3% w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla tego samego silnika pracują cego ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

Podobne wyniki uzyskiwano przy stosowaniu kompozycji paliwa silnikowego 9 do działania standardowego silnika turbiny gazowej statku.

P r z y k ł a d 10

Kompozycja paliwa silnikowego 10 wykazywała możliwość stosowania do pracy silnika wysokoprężnego kompozycji paliwowej przygotowanej z ciekłych węglowodorów i związków organicznych zawierających związany tlen, przy czym związki nie są starannie oczyszczonymi produktami technicznymi.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 10 jest następująca: etanol - 4,5%, propanol 12,5%, butanol-1 - 1%, izobutanol - 0,5%, pentanol-1 1,5%, 2-etyloheksanol - 9,5%, octan etylu - 1%, octan propylu - 6%, octan izobutylu - 0,1%, octan amylu - 0,4%, aldehyd butylowy - 0,6%, aldehyd izobutylowy - 0,2%, eter dwubutylowy - 6,5%, eter dwuoktylowy - 5%, azotan n-amylu 0,5% i ciekłe węglowodory (olej napędowy Mk1 SS 15 54 350) - 50%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,815 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 25% do 150°C - 35% do 200°C - 50% do 285°C - 97,5% ciepło spalania - 39,0 MJ/kg temperatura samozapłonu - 300°C trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 10 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -35°C (temperatura mętnienia) do 64°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW GOLF CL DIESEL, silnik rodziny D1-W03-92, przy prowadzeniu próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 10 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 16,9%, HC + NOX (g/km) - 5,9% i cząstek (g/km) - 23,7%.

Zastosowanie kompozycji paliwa silnikowego 10 do działania standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO TD61GS nr 0580026, z nastawieniem mocy

PL 192 472 B1 i momentu obrotowego: kW/Nm/obroty na minutę = 140/520/1900, wykazał o dla pomiarów w zakresie od 1000 do 2600 obrotów na minutę spadek wartości mocy i momentu skręcającego mniejszy niż 5% w porównaniu z odpowiednimi wartoś ciami uzyskanymi dla tego samego silnika pracuj ą cego ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 11

Kompozycja paliwa silnikowego 11 wykazywała możliwość stosowania do pracy standardowego silnika wysokoprężnego kompozycji paliwowej związków organicznych zawierających związany tlen, przy czym związki nie są starannie oczyszczonymi produktami technicznymi, i składnika węglowodorowego zawierającego naftę, syntinę, uwodornioną terpentynę i uwodornioną ciekłą frakcję otrzymaną przy mineralnym koksowaniu węgla.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 11 jest następująca: etanol - 4,5%, propanol 12,5%, butanol-1 - 1%, izobutanol - 0,5%, pentanol-1 1,5%, 2-etyloheksanol 9,5%, octan etylu - 1%, octan propylu - 6%, octan izobutylu - 0,1%, octan amylu - 0,4%, aldehyd butylowy - 0,8%, aldehyd izobutylowy - 0,2%, eter dwubutylowy - 6,5%, eter dwuoktylowy - 5%, azotan n-amylu 0,5% i ciekłe węglowodory (zawierające frakcję terpenową 10%, włącznie z metanem - 8%, naftą - 10% i syntiną 20%, włącznie z liniowymi nasyconymi węglowodorami - 18% i uwodornioną ciekłą frakcją otrzymaną przy mineralnym koksowaniu węgla - 10%, włącznie z dekaliną - 2%) - 50%.

do 100°C - 25% do 150°C - 35% do 200°C - 50% do 400°C - 98,5% ciepło spalania - 39,0 MJ/kg temperatura samozapłonu - 300°C trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 11 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -35°C (temperatura mętnienia) do 64°C (początkowa temperatura wrzenia) .

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW GOLF CL DIESEL, silnika z rodziny D1-W03-92, przy prowadzeniu próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 11 w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla 100% oleju napędowego Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 16,9%, HC + NOX (g/km) - 5,9% i cząstek (g/km) - 23,7%.

Zastosowanie kompozycji paliwa silnikowego 11 do działania standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO TD61GS nr 0580026, z nastawieniem mocy i momentu obrotowego: kW/Nm/obroty na minutę = 140/520/1900, wykazało dla pomiarów w zakresie od 1000 do 2600 obrotów na minutę spadek wartości mocy i momentu skręcającego mniejszy niż 5% w porównaniu z odpowiednimi wartościami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 12

Kompozycja paliwa silnikowego 12 wykazywała możliwość stosowania przy pracy standardowego silnika wysokoprężnego kompozycji paliwowej ciekłych węglowodorów i związków organicznych zawierających związany tlen, przy czym paliwo jest użyteczne w wyższych temperaturach.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 12 jest następująca: oktanol-1 - 2%, oleinian etylu - 4%, kaprylan etylu - 2,5%, eter dwu-n-amylowy 4%, eter dwuoktylowy - 15%, acetal dwubutylowy acetaldehydu - 2%, azotan cykloheksylu - 0,5% i ciekłe węglowodory (olej napędowy Mk1 SS 15 54 35) - 70%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,816 g/cm³granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym: do 100°C - 0% do 150°C - 0% do 200°C - 19,5% do 285°C - 96,5%

PL 192 472 B1 temperatura zapłonu - nie niższa niż 50°C ciepło spalania - 42,5 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 12 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -36°C (temperatura mętnienia) do 184°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW GOLF CL DIESEL, silnika z rodziny D1-W03-92, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 12 w porównaniu ze 100%olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 16%, HC + NOX (g/km) - 7,5% i cząstek (g/km) - 18,5%.

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO D7C 290 EURO2 nr 1162 XX, moc kW/obroty na minutę = 213/2200, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 12 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 12%, HC + NOX (g/kW) - 5,0% i cząstek (g/kW) - 17,5%.

Moc (PkW) silnika pracującego na kompozycji paliwa silnikowego 12 nie zmieniała się, a zużycie paliwa (1/kW) nie wzrastało w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego ze 100% olejem silnikowym (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 13

Kompozycja paliwa silnikowego 13 wykazywała możliwość stosowania do pracy standardowego silnika wysokoprężnego kompozycji paliwowej ciekłych węglowodorów i związków organicznych zawierających związany tlen, przy czym paliwo jest użyteczne w wyższych temperaturach i ma temperaturę zapłonu nie niższą niż 100°C.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 13 jest następująca: oktanol-1 - 2%, oleinian etylu - 4%, kaprylan etylu - 2,5%, eter dwu-n-amylowy 4%, eter dwuoktylowy - 15%, acetal dwubutylowy acetaldehydu - 2%, azotan cykloheksylu - 0,5% i ciekłe węglowodory (olej gazowy) - 70%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,826 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym: do 100°C - 0% do 150°C - 0% do 200°C - 18% do 400°C - 98% temperatura zapłonu - nie niższa niż 100°C ciepło spalania - 42,5 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 13 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -20°C (temperatura mętnienia) do 184°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW GOLF CL DIESEL, silnika z rodziny D1-W03-92, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OLGA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 13 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 6,9%, HC + NOX (g/km) - 2,3% i cząstek (g/km) - 2,5%.

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO D7C 290 EURO2 nr 1162 XX, moc kW/obroty na minutę = 213/2200, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 13 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 0%, HC + NOX (g/kW) - 0% i cząstek (g/kW) - 0%.

Moc (PkW) silnika pracującego na kompozycji paliwa silnikowego 13 nie zmieniała się, a zużycie paliwa (1/kW) nie wzrastało w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego ze 100% olejem silnikowym (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 14

Kompozycja paliwa silnikowego 14 wykazywała możliwość stosowania przy pracy silnika wysokoprężnego kompozycji paliwowej ciekłych węglowodorów i związków organicznych zawierających związany tlen, która jest skuteczna przy niższych temperaturach roboczych.

PL 192 472 B1

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwowej jest następująca: etanol - 10%, acetal dwuetylowy acetaldehydu - 2,5%, eter dwubutylowy - 10%, eter dwuizoamylowy - 6,5%, maślan butylu - 3,5%, metyloczterowodorofuran - 5%, octan izoamylu - 2%, azotan izoamylu - 0,5% i ciekłe węglowodory (olej napędowy Mk1 SS 15 54 35) - 60%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,807 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 15% do 150°C - 30% do 200°C - 41,5% do 285°C - 96,5% ciepło spalania - 40,4 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 14 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -40°C (temperatura mętnienia) do 78°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW GOLF CL DIESEL, silnika z rodziny D1-W03-92, przy badaniu kompozycji paliwa silnikowego 14 według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazał a w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla 100% oleju napędowego Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 16,9%, HC + NOX (g/kW) - 8,8% i cząstek (g/kW) - 20,5%.

Zastosowanie kompozycji paliwa silnikowego 14 do pracy standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO TD61GS nr 0580026, z nastawieniem mocy i momentu obrotowego: kW/Nm/obroty na minutę = 140/520/1900, wykazało dla pomiarów w zakresie 1000-260° obrotów na minutę spadek wartości mocy i momentu skręcającego mniejszy niż 3,5% w porównaniu z wartościami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 15

Kompozycja paliwa silnikowego 15 wykazywała możliwość stosowania przy pracy standardowego silnika wysokoprężnego i standardowego silnika odrzutowego kompozycji paliwowej ciekłych węglowodorów i związków organicznych zawierających związany tlen, która jest skuteczna przy niższych temperaturach roboczych. Ciekłe węglowodory kompozycji paliwa silnikowego 15 są mieszaniną węglowodorów otrzymanych przy przetwarzaniu gazowych C2-C5- węglowodorów.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwowej była następująca: etanol - 8%, metanol - 1%, eter dwubutylowy - 6%, eter dwuizoamylowy - 8%, maślan butylu - 3,5%, alkohol czterowodorofurfurylowy - 5%, octan izoamylu - 2%, azotan izoamylu - 0,5% i ciekłe węglowodory (mieszanina C6-C14-węglowodorów, zawierająca nie mniej niż 45% węglowodorów liniowych) - 65%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,790 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 9% do 150°C - 17% do 200°C - 50% do 280°C - 98% ciepło spalania - 42,4 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 15 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -70°C (temperatura mętnienia) do 64,5°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW GOLF CL DIESEL, silnika z rodziny D1-W03-92, przy badaniu kompozycji paliwa silnikowego 15 według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + + EUDC) ECE OICA ( 91/441/EEC), wykazała w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla 100% oleju napędowego Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 26,3%, HC + NOX (g/kW) - 12,6% i cząstek (g/kW) - 31,8%.

PL 192 472 B1 kW/obroty na minutę = 213/220, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 12 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 12%, HC + NOX (g/kW) - 5,0% i cząstek (g/kW) - 17,5%.

Zastosowanie kompozycji paliwa silnikowego 15 do pracy standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO TD61GS nr 0560026, z nastawieniem mocy i momentu obrotowego: kW/Nm/obroty na minutę = 140/520/1900, wykazały dla pomiarów przeprowadzonych w zakresie 1000-2600 obrotów na minutę spadek wartości mocy i momentu skręcającego mniejszy niż 4,5% w porównaniu z wartościami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35).

Podobne wyniki dla zmian mocy i spalin odlotowych uzyskano stosując kompozycję paliwa silnikowego 15 do pracy standardowego odrzutowego silnika samolotu.

P r z y k ł a d 16

Kompozycja paliwa silnikowego 16 wykazuje możliwość stosowania do pracy silnika wysokoprężnego kompozycji paliwowej do silnika wysokoprężnego ciekłych węglowodorów i związków organicznych zawierających związany tlen, zawierającej także 1% wody, która nie wpływa niekorzystnie na jej właściwości robocze i nie narusza trwałości układu

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 16 jest następując: woda - 1%, etanol - 9%, dwuetoksypropan - 1%, butanol-1 - 4%, maślan butylu - 4%, 2-etyloheksanol - 20%, metyloczterowodoropiran - 5%, eter dwuheksylowy - 5%, azotan izopropylu - 1% i ciekłe węglowodory olej napędowy Mk1 SS 15 54 35) - 50%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,822 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 10% do 150°C - 30% do 200°C - 50% do 285°C - 97,5% ciepło spalania - 39,4 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 16 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -36°C (temperatura mętnienia) do 76°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 16 w porównaniu ze 100% olejem Mm napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 22,4%, HC + NOX (g/km) - 0% i cząstek (g/km) - 6,9%.

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO D7C 290 EURO2 nr 1162 XX, moc kW/obroty na minutę = 213/2200, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 16 następujące wyniki w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) - zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 6%, HC + NOX (g/kW) - 0% i cząstek (g/kW) - 11%.

Moc (PkW) wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego pracującego na kompozycji paliwa silnikowego 16 spadała tylko o 3%, a zużycie paliwa (1/kW) wzrastało tylko o 2% w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla tego samego silnika pracującego ze 100% olejem silnikowym (SS 15 54 35).

P r z y k ł a d 17

Kompozycja paliwa silnikowego 17 wykazuje możliwość stosowania do pracy standardowego silnika wysokoprężnego i standardowego silnika turbiny gazowej statku kompozycji paliwowej ciekłych węglowodorów i związków organicznych zawierających związany tlen, zawierającej także 1% wody, która nie wpływa niekorzystnie na jej właściwości robocze i nie narusza trwałości układu. Zarówno składnik węglowodorowy, jak i składniki zawierające tlen tej kompozycji otrzymuje się drogą przetwarzania surowców roślinnych.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 17 jest następująca: woda - 1%, butanol-1 - 4%, maślan metylu - 4%, 2-etyloheksanol - 12%, epoksydowane estry metylowe pochodzenia łojowego - 5%, dwuizo-butyloketon - 3%, metyloczterowodoropiran - 5%, eter dwubutylowy - 5%,

PL 192 472 B1 azotan izopropylu - 1% i ciekłe węglowodory (syntina pochodząca z gazu syntezowego otrzymanego z celloligniny pochodzenia roś linnego) - 50%.

do 100°C - 10% do 150°C - 30% do 200°C - 50% do 400°C - 99,5% ciepło spalania - 39,4 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 17 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -36°C (temperatura mętnienia) do 78°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 17 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 18,1%, HC + NOX (g/km) - 1,2% i cząstek (g/km) - 23,4%.

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO D7C 290 EURO2 nr 1162 XX, moc kW/obroty na minutę = 213/2200, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 17 następujące wyniki w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35): zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 12%, HC + NOX (g/kW) - 0% i cząstek (g/kW) - 13,5%.

Moc (PkW) tego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego pracującego na kompozycji paliwa silnikowego 17 zmniejszała się tylko o 3%, a zużycie paliwa (1/kW) zwiększało się tylko o 2% w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla tego samego silnika pracują cego ze 100% olejem silnikowym Mk1 (SS 15 54 35).

Podobne wyniki uzyskiwano stosując kompozycję paliwa silnikowego 17 do pracy standardowego silnika turbiny gazowej statku.

P r z y k ł a d 18

Kompozycja paliwa silnikowego 18 ilustruje kompozycję paliwową do standardowego silnika wysokoprężnego i silnika turbiny gazowej, utworzoną całkowicie z związków organicznych zawierających związany tlen, z których wszystkie można wytwarzać z odnawialnego surowca pochodzenia roślinnego, przy czym kompozycja nie zawiera żadnego oleju napędowego, nafty, oleju gazowego ani innej frakcji węglowodorowej.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwowej jest następująca: etanol - 1%, butanol-1 - 4%, 2-etyloheksaldehyd - 10%, acetal dwubutylowy acetaldehydu 6%, eter dwu-2-etyloheksylowy - 18%, eter dwuoktylowy 20%, eter dwu-n-amylowy - 4%, eter dwubutylowy - 7%, oleinian etylu - 16%, ester metylowy oleju rzepakowego - 13,5% i nadtlenek dwu-tert-butylu - 0,5.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,830 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 1% do 150°C - 12,5% do 200°C - 50% do 370°C - 95,5% ciepło spalania - 40,6 MJ/kg temperatura samozapłonu - 150°C trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 18 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -20°C (temperatura mętnienia) do 78°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 18 w porównaniu ze

PL 192 472 B1

100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 5,5%, HC + NOX (g/km) - 8,5% i cząstek (g/km) - 17,2.

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO D7C 290 EURO2 nr 1162 XX, moc kW/obroty na minutę = 213/2200, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 18 następujące wyniki w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35): zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 0%, HC + NOX (g/kW) - 0% i cząstek (g/kW) - 0%.

Moc (PkW) tego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, pracującego na kompozycji paliwa silnikowego 18, nie zmieniała się, ani nie zmieniało się zużycie paliwa (1/kW) w porównaniu z tym samym silnikiem pracującym ze 100% olejem silnikowym Mk1 (SS 15 54 35). Podobne wyniki uzyskiwano stosując kompozycję paliwa silnikowego 18 do pracy standardowego silnika turbiny gazowej statku. Te wyniki ilustrują w jaki sposób dany wynalazek dostarcza unikalnej i skutecznej kompozycji paliwa silnikowego dla silników wysokoprężnych, która nie wymaga typowej cięższej frakcji węglowodorowej, takiej jak olej napędowy.

P r z y k ł a d 19

Kompozycja paliwa silnikowego 19 ilustruje kompozycję paliwową utworzoną całkowicie ze związków organicznych zawierających związany tlen i charakteryzuje się dobrymi właściwościami eksploatacyjnymi, włącznie z temperaturą zapłonu 32°C.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwowej jest następująca: butanol-1 - 5%, 2-etyloheksaldehyd - 8%, acetal dwubutylowy acetaldehydu - 6%, eter dwu-2-etyloheksylowy - 18%, eter dwuoktylowy - 20%, eter dwu-n-amylowy - 4%, eter dwubutylowy - 7%, oleinian etylu - 16%, ester metylowy oleju rzepakowego - 12%, keton etyloamylowy - 2% i 1,2-epoksy-4-epoksycykloheksan - 2%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,831 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 0% do 150°C - 12% do 200°C - 48% do 285°C - 95,5% ciepło spalania - 40,7 MJ/kg temperatura zapłonu - 32°C temperatura samozapłonu - 150°C trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 19 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -30°C (temperatura mętnienia) do 117°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 19 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 7,5%, HC + NOX (g/km) - 7,5% i cząstek (g/km) - 18,2.

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO D7C 290 EURO2 nr 1162 XX, moc kW/obroty na minutę = 213/2200, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 19 następujące wyniki w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35): zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 8%, HC + NOX (g/kW) - 6% i cząstek (g/kW) - 15%.

Podobne wyniki uzyskiwano stosując kompozycję paliwa silnikowego 19 do pracy standardowego silnika turbiny gazowej statku.

P r z y k ł a d 20

Kompozycja paliwa silnikowego 20 pokazuje skutki działania standardowego silnika wysokoprężnego, odrzutowego i turbiny gazowej z kompozycją paliwową utworzoną całkowicie ze związków organicznych zawierających związany tlen, trwałej w szerokim zakresie temperatury otoczenia i tolerancyjnej dla obecności wody. Kompozycja paliwowa charakteryzuje się dobrymi właściwościami eksploatacyjnymi i daje spaliny odlotowe o bardzo niskiej zawartości substancji zanieczyszczających.

PL 192 472 B1

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwowej 20 jest następująca: alkohol izoamylowy - 2%, eter dwuizoamylowy - 5%, cyklopentanon - 2,5%, azotan cykloheksylu - 0,5%, 1,2-epoksy-4-epoksycykloheksan - 10%, metakrylan izobornylu - 20% i 2,6,8-trójmetylo-4-nonanol - 60%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,929 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym: do 100°C - 0% do 150°C - 4,5% do 200°C - 10% do 280°C - 99,9% temperatura zapłonu - nie niższa niż 42°C temperatura samozapłonu - 185°C ciepło spalania - 39,6 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 20 jest jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -55°C (temperatura mętnienia) do 131°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + + EUDC) ECE OICA ( 91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 20 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 62,3%, HC + NOX (g/km) - 23,5% i cząstek (g/km) - 54,2%.

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu ciężarowego, silnika typu VOLVO D7C 290 EURO2 nr 1162 XX, moc kW/obroty na minutę = 213/2200, według próby typu ECE R49 A30 Regulation, wykazała dla kompozycji paliwowej 20 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/kW) - 38,2%, HC + NOX (g/kW) - 16,8% i cząstek (g/kW) - 49,3%.

Moc (PkW) silnika pracującego na kompozycji paliwa silnikowego 20 zwiększała się o 2%, a zużycie paliwa (1/kW) zmniejszało się o 3%.

Podobne wyniki zmniejszenia zawartości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych uzyskiwano stosując kompozycję paliwa silnikowego 20 do pracy standardowego silnika turbiny gazowej statku i standardowego odrzutowego silnika samolotu.

Kompozycja paliwa silnikowego 20 nie miesza się z wodą i nie przyjmuje prawie żadnych ilości wody. Przy intensywnym mieszaniu kompozycji paliwa silnikowego 20 za pomocą środka mechanicznego z wodą otrzymuje się emulsję. Po zatrzymaniu mieszania otrzymuje się na dnie zbiornika oddzielną warstwę wody, a nienaruszone paliwo silnikowe tworzy w tym samym zbiorniku warstwę górną.

P r z y k ł a d 21

Kompozycja paliwa silnikowego 21 wykazywała możliwość zwiększenia trwałości paliwa zawierającego zwyczajną naftę, zawierającą pewną ilość wody, względem niższych temperatur.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 21 jest następująca: alkohol czterowodorofurylowy - 3%, nadtlenooctan tert-butylu - 2% i ciekłe węglowodory (nafta o temperaturze mętnienia -46°C) - 95%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,791 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 0% do 150°C - 0% do 200°C - 18% do 220°C - 99, 99% ciepło spalania - 43,3 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 21 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -60°C (temperatura mętnienia) do 178°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC +

PL 192 472 B1 + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 21 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 25%, HC + NOX (g/km) - 3,5% i cząstek (g/km) - 30%.

Podobne wyniki uzyskiwano stosując kompozycję paliwa silnikowego 21 do pracy standardowego odrzutowego silnika samolotu.

P r z y k ł a d 22

Kompozycja paliwa silnikowego 22 wykazywała możliwość eliminowania między innymi dodatku smarowego z kompozycji węglowodorowego składnika paliwa.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwowej 22 jest następująca: epoksyestry metylowe pochodzenia łojowego - 10%, wodoronadtlenek tert-butylowy - 0,5% i ciekłe węglowodory (olej typu Mk1 bez dodatku smarującego) - 89,5%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,818 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym:

do 100°C - 0% do 150°C - 0% do 200°C - 25% do 220°C - 95,5% ciepło spalania - 42,6 MJ/kg trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 22 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -30°C (temperatura mętnienia) do 180°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/441/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 22 w porównaniu ze 100% olejem napędowym Mk1 (SS 15 54 35) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 10%, HC + NOX (g/km) - 4,5% i cząstek (g/km) - 16%. Podobne wyniki uzyskiwano stosując kompozycję paliwa silnikowego 22 do pracy standardowego silnika turbiny gazowej statku.

P r z y k ł a d 23

Kompozycja paliwa silnikowego 23 wykazywała możliwość eliminowania z podstawowego oleju napędowego dodatku przeciw osadzaniu się osadu.

Zawartość objętościowo składników w kompozycji paliwa silnikowego 23 jest następująca: octan czterowodorofurfurylu - 10%, wodoronadtlenek tert-butylu - 0,5% i składnik węglowodorowy (olej napędowy EN590 typu 1993 bez dodatku przeciw odkładaniu się osadu) - 89,5%.

Kompozycja paliwowa miała następujące właściwości: gęstość w temperaturze 20°C - 0,832 g/cm³ granice temperatur odparowania cieczy drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym: do 100°C - 0% do 150°C - 0% do 200°C - 20% do 370°C - 96,5% trwałość cieplna - kompozycja paliwa silnikowego 23 była jednorodną cieczą, trwałą pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur od -30°C (temperatura mętnienia) do 190°C (początkowa temperatura wrzenia).

Analiza ilości substancji zanieczyszczających w spalinach odlotowych ze standardowego wysokoprężnego silnika samochodu VW Passat TDI 1.9, model 1997, silnika z rodziny 2D1-WDE-95, moc kW/obroty na minutę = 81/4150, według próby typu Modified European Driving Cycle (NEDC UDC + EUDC) ECE OICA (91/44 1/EEC), wykazała dla kompozycji paliwa silnikowego 23 w porównaniu ze 100% olejem napędowym (EN590: 1993) zmniejszenie ilości CO (g/km) - 12%, HC + NOX (g/km) - 6% i cząstek (g/km) - 30%.

Podobne wyniki uzyskiwano stosując kompozycję paliwa silnikowego 23 do pracy standardowego silnika turbiny gazowej statku.

Każdą z kompozycji paliwa silnikowego 1-23 otrzymywano drogą dodawania wymaganej ilości składników do tego samego zbiornika, w tej samej temperaturze i w określonej kolejności, wychodząc

PL 192 472 B1 ze składnika o najmniejszej gęstości (w tej temperaturze) i kończąc na składniku o najwyższej gęstości i utrzymując otrzymaną mieszaninę w ciągu co najmniej jednej godziny przed użyciem.

W przykładzie 1 okreś la się minimalne stężenie związków organicznych zawierających związany tlen w mieszaninie ze składnikiem węglowodorowym, umożliwiając osiągnięcie dodatniego efektu tego wynalazku.

W przykł adach 2 do 9, 13, 15 i 17 wykazuje się moż liwość uzyskania dodatniego efektu niniejszego wynalazku niezależnie od składu składnika węglowodorowego, co oznacza, że wynalazek umożliwia stosowanie różnych ciekłych węglowodorów dostępnych w handlu.

W przykładach 4, 5, 8 i 11 wykazuje się moż liwość wytwarzania paliw silnikowych do silników wysokoprężnych stosując frakcję naftową, przy czym paliwa można stosować także do silników odrzutowych. Co więcej, w przykładach 5, 8 i 15 wykazuje się, że paliwo według wynalazku zawierające szczególny składnik węglowodorowy pozostaje trwałe w temperaturach do minus 70°C. Tej właściwości nie wykazuje żadna z kompozycji paliwowych według dotychczasowego stanu techniki.

W przykładach 4, 10 i 11 wykazuje się , że niniejszy wynalazek umożliwia mieszanie w nadzwyczaj szerokim zakresie stężeń związków organicznych zawierających związany tlen i ciekłych węglowodorów, gdzie nie jest wymagana żadna modyfikacja silnika.

W przykładach 7 i 11 wykazuje się moż liwość stosowania węglowodorów, otrzymywanych przy mineralnym przetwarzaniu węgla, w postaci węglowodorowego składnika paliwa silnikowego.

W przykładach 8 i 9 wykazuje się możliwość stosowania metanolu i etanolu jako surowca dla związków zawierających tlen, wymaganych do wytwarzania nowego paliwa silnikowego według niniejszego wynalazku. Zarówno metanol, jak i etanol wytwarza się szeroko w wielu krajach świata, co oznacza, że nowe paliwo według niniejszego wynalazku ma dobrą podstawę surowcową, wytwarzanie większości organicznych związków zawierających związany tlen, wymaganych do wytwarzania paliwa według niniejszego wynalazku prowadzi się na skalę przemysłową, co oznacza, że wytwarzanie paliwa silnikowego według niniejszego wynalazku jest wykonalne i można je rozpocząć w krótkim okresie czasu.

W przykładach 10 i 11 wykazuje się moż liwość stosowania do wytwarzania paliwa silnikowego związku organicznego zawierającego związany tlen, przy czym związek nie jest dokładnie oczyszczony i może zawierać produkty uboczne, co upraszcza technologię produkcji i przyczynia się do potanienia i większej dostępności tych związków.

W przykł adach 12 i 13 wykazuje się moż liwość komponowania nowego paliwa silnikowego, trwałego w szerokim zakresie temperatur od -36° do +184°C. Należy podkreślić, że nawet wtedy, gdy doprowadza się do zmniejszenia albo zwiększenia temperatury poza te granice, tak że występuje rozdzielenie się faz, to paliwo według niniejszego wynalazku przyjmuje ponownie postać pojedynczej, trwałej i jednorodnej fazy po umożliwieniu jej powrotu do temperatur w granicach od -36° do +184°C, pomiędzy temperaturą mętnienia i początkową temperaturą wrzenia. W przykładach wykazuje się także, że paliwa mają wysoką temperaturę zapłonu, co czyni je bezpieczniejszymi i prostszymi w transporcie, obchodzeniu się i dystrybucji.

W przykładach 5, 8, 14 i 15 wykazuje się możliwość komponowania nowego paliwa silnikowego pracującego w granicach temperatury otoczenia poniżej 0°C. Co więcej, do wytwarzania paliwa silnikowego według niniejszego wynalazku można stosować frakcję węglowodorową otrzymaną przy przetwarzaniu gazowych C2-C5-węglowodorów.

W przykładach 16 i 17 wykazuje się możliwość wytwarzania nowego paliwa silnikowego według wynalazku, które toleruje obecność wody. Zawartość wody do 1% objętościowo nie wpływa na trwałość paliwa nawet w temperaturach tak niskich jak -36°C i jest to bardzo ważna cecha niniejszego wynalazku. W dotychczasowym stanie techniki takie paliwo nie jest znane. Paliwo silnikowe według niniejszego wynalazku nie wymaga do swojego wytwarzania dokładnie odwodnionych związków zawierających tlen, co przyczynia się do potanienia i uproszczenia produkcji. Co więcej, w przykładzie 17 wykazuje się możliwość stosowania jako składnika węglowodorowego węglowodorów z przetwarzania surowców roślinnych. Ta ostatnia cecha umożliwia komponowanie paliwa silnikowego utworzonego całkowicie z odnawialnych składników.

W przykładach 18, 19 i 20 wykazuje się możliwość wytwarzania nowego paliwa silnikowego do standardowych silników, zawierającego tylko związki zawierające tlen, bez stosowania jakichkolwiek węglowodorów. Takie paliwo nie było przedtem nigdy znane. Nawet specjalnie zaprojektowane silniki na paliwo etanolowe wymagają w celu polepszenia zapłonu pewnej zawartości węglowodorów w paliwie.

PL 192 472 B1

W przykładach 21-23 wykazuje się między innymi, ż e wymagane połączenie czterech grup funkcyjnych można uzyskać stosując na przykład dwa związki.

Wynalazkiem są objęte także i inne rozwiązania wynalazku, jak to będzie widoczne dla specjalistów w tej dziedzinie, takie jak na przykład stosowanie tylko trzech związków. Wynalazek nie powinien być ograniczony, z wyjątkiem tego, co jest przedstawione w następujących zastrzeżeniach.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kompozycja paliwa silnikowego do standardowych silników wysokoprężnych, turbin gazowych i odrzutowych, znamienna tym, że zawiera objętościowo:

(a) od 5 do 100% składnika składającego się z organicznych związków zawierających tlen, które mają co najmniej cztery różne grupy funkcyjne zawierające tlen, wybrane z grupy obejmującej grupę alkoholową, eterową, aldehydową, ketonową, estrową, estru nieorganicznego, acetalową, epoksydową i nadtlenkową, w których wymienione co najmniej cztery grupy wnoszą swój wkład za pomocą jakiegokolwiek połączenia dwóch albo więcej różnych związków zawierających tlen, z których każdy zawiera co najmniej jedną z wymienionych grup, przy czym związki wybiera się z:

C1-C10-alkoholi i ewentualnie 2,6,8-trójmetylo-4-nonanolu, aldehydów o wzorze ogólnym R-C(=O)-H, w którym R oznacza resztę C1-C8-węglowodorową, ketonów o wzorze ogólnym R-C(=O)-R1, w którym każdy R i R1 oznacza resztę C1-C8-węglowodorową, taką samą albo różną, albo tworzą one razem pierścień cykliczny, jedno-, dwu- i ewentualnie cykliczne etery,

C1-C8-alkilowe estry nasyconych albo nienasyconych C1-C22-kwasów tłuszczowych, acetale o wzorze ogólnym RCH(OR')2, w którym R oznacza wodór albo wodorokarbyl, organiczne estry nieorganicznych kwasów, organiczne nadtlenki o wzorze R-O-O-R', w którym każdy R i R' jest taki sam albo różny, ο

/\, epoksydy organiczne o wzorze ogólnym R R', i oznaczają C1-C12-wodorokarbyle oraz (b) od 0 do 95% składnika węglowodorowego, przy czym wymieniona kompozycja paliwa silnikowego ma co najmniej jedną, korzystnie co najmniej dwie, a zwłaszcza wszystkie następujące właściwości od (i) do (vii) :

₃ (i) gęstość w temperaturze 20°C nie mniejszą niż 0,775 g/cm, (ii) temperaturę mętnienia nie wyższą niż 0°C pod ciśnieniem atmosferycznym, (iii) trwałość pod ciśnieniem atmosferycznym od temperatury mętnienia nie wyższej niż 0°C do początkowej temperatury wrzenia nie niższej niż 50°C, (iv) ilości cieczy odparowanej drogą gotowania pod ciśnieniem atmosferycznym obejmują:

- nie więcej niż 25% całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego destyluje w temperaturach nie wyższych niż 100°C,

- nie więcej niż 35% całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego destyluje w temperaturach nie wyższych niż 150°C,

- nie więcej niż 50% całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego destyluje w temperaturach nie wyższych niż 200°C,

- nie mniej niż 98% całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego destyluje w temperaturach nie wyższych niż 400°C, korzystnie nie wyższych niż 370°C, a zwłaszcza nie wyższych niż 280°C, (v) ciepło spalania po utlenieniu tlenem jest nie mniejsze niż 39 MJ/kg, (vi) temperatura samozapłonu wynosi od 150° do 300°C, a (vii) zdolność do przyjmowania wody wynosi co najmniej 1% objętościowo.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że w kompozycji minimalna ilość każdej z co najmniej czterech grup funkcyjnych, obliczona jako całkowita objętość związku (związków) zawierającego szczególną grupę, nie powinna być niższa niż 0,1%, korzystnie nie niższa niż 0,5%, a zwłaszcza nie niższa niż 1% całkowitej objętości kompozycji paliwowej.

w którym R i R' są takie same albo róż ne

PL 192 472 B1
3. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że składnik zawierający tlen składa się z co najmniej czterech rodzajów organicznych związków różniących się grupami funkcyjnymi zawierającymi związany tlen, przy czym każdy ze związków ma jedną albo dwie grupy funkcyjne, a zwłaszcza jedną grupę funkcyjną.
4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że obejmuje jeden albo więcej różnych związków o tej samej grupie funkcyjnej (grupach funkcyjnych).
5. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że organiczne związki zawierające tlen są związkami liniowymi albo rzadko rozgałęzionymi.
6. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawierający tlen składnik paliwa zawiera korzystnie (i) alkohole, (ii) etery, (iii) estry organiczne i (iv) co najmniej jeden ze związków obejmujących aldehyd, keton, ester nieorganiczny, acetal, epoksyd i nadtlenek, a zwłaszcza wszystkie związki wymienione w (iv).
7. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że składnik zwią zków zawierających tlen obejmuje co najmniej metanol albo etanol i ewentualnie produkty uboczne z wytwarzania wymienionego metanolu albo etanolu.
8. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że składnik zwią zków zawierających tlen obejmuje substancje zanieczyszczające współwytworzone albo obecne w czasie wytwarzania wymienionego składnika związków zawierających tlen.
9. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jest trwała pod ciśnieniem atmosferycznym w przedziale temperatur od temperatury mętnienia nie wyższej -35°C do początkowej temperatury wrzenia nie niższej niż 180°C.
10. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jest trwała w zakresie temperatur od temperatury mętnienia nie wyższej niż -50°C do początkowej temperatury wrzenia nie niższej niż 50°C.
11. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera wodę w ilościach co najmniej około 1% objętościowo w stosunku do całkowitej objętości kompozycji paliwa silnikowego.
12. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że składnik związków organicznych zawierających tlen wytwarza się z odnawialnego źródła roślinnego.
13. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że składnik węglowodorowy jest frakcją oleju napędowego albo mieszaniną frakcji oleju napędowego i frakcji węglowodorowej lżejszej niż frakcja oleju napędowego.
14. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że składnik węglowodorowy jest frakcją oleju gazowego albo mieszaniną frakcji oleju gzowego i frakcji węglowodorowej lżejszej niż frakcja oleju gazowego.
15. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że składnik węglowodorowy otrzymuje się z odnawialnych źródeł, włącznie z terpentyn ą, kalafonią albo innymi związkami zawierają cymi tlen.
16. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że składnik węglowodorowy otrzymuje się z gazu syntezowego, zwłaszcza otrzymanego z biomasy, albo z frakcji zawierającej C1-C4-gaz, albo z pirolizy materiałów węglowych, obejmują cych ewentualnie biomasę, albo z ich mieszaniny.
17. Kompozycja według dowolnego zastrz. 1, znamienna tym, że ma temperaturę zapłonu niższą niż 50°C.
18. Sposób wytwarzania kompozycji paliwa silnikowego do standardowych silników wysokoprężnych, turbin gazowych i odrzutowych zawierającej objętościowo:

(c) od 5 do 100% składnika składającego się z organicznych związków zawierających tlen, które maja co najmniej cztery różne grupy funkcyjne zawierające tlen, wybrane z grupy obejmującej grupę alkoholową, eterową, aldehydową, ketonową, estrową, estru nieorganicznego, acetalową, epoksydową i nadtlenkową, w których wymienione co najmniej cztery grupy wnoszą swój wkład za pomocą jakiegokolwiek połączenia dwóch albo więcej różnych związków zawierających tlen, z których każdy zawiera co najmniej jedną z wymienionych grup, przy czym związki wybiera się z:

C1-C10-alkoholi i ewentualnie 2,6,8-trójmetylo-4-nonanolu, aldehydów o wzorze ogólnym R-C(=O)-H, w którym R oznacza resztę C1-C8-węglowodorową, ketonów o wzorze ogólnym R-C(=O)-R1, w którym każdy R i R1 oznacza resztę C1-C8-węglowodorową, taką sama albo różną, albo tworzą one razem pierścień cykliczny, jedno-, dwu- i ewentualnie cykliczne etery,

C1-C8-alkilowe estry nasyconych albo nienasyconych C1-C22-kwasów tłuszczowych, acetale o wzorze ogólnym RCH(OR')2, w którym R oznacza wodór albo wodorokarbyl,

PL 192 472 B1 organiczne estry nieorganicznych kwasów, organiczne nadtlenki o wzorze R-O-O-R', w którym każdy R i R' jest taki sam albo różny, epoksydy organiczne o wzorze ogólnym R R', w którym R i R' są takie same albo różne i oznaczają C1-C12-wodorokarbyle oraz (d) od 0 do 95% składnika węglowodorowego, znamienny tym, że obejmuje kolejne wprowadzanie do zbiornika paliwa, w tej samej temperaturze, składników kompozycji paliwa silnikowego poczynając od składnika o najmniejszej gęstości w tej temperaturze i kończąc na składniku o najwyższej gęstości w tej temperaturze.