SE1051044A1 - Användning av rapsmetylester som utfällningshämmande bränsletillsats i etanolbaserade bränslen - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser användning av en fettsyraalkylester, eller en kombination av eneller flera sådana estrar som bränsletillsats för att förhindra bildning av klibbandeutfällningar i en motor som drivs av ett etanolbaserat bränsle och som har enmotoroljetillsats i form av ett dispergeringsmedel. Företrädesvis innefattar tillsatsen rapsmetylester.

Description

10 15 20 25 30 utfällningar vid detta bränsle och presenterar följaktligen inte något additiv specifikt avsett att lösa det problemet.

Sammanfattning av uppfinningen Föreläggande uppfinning syftar till att eliminera eller i vart fall reducera förekomsten av klibbiga utfällningar i bränslesystemet i motorer som drivs med etanolbaserade bränslen.

Detta syfte uppnås genom att använda en fettsyraalkylester, eller en kombination av en eller flera sådana estrar, företrädesvis en fettsyrametyl- och/ eller fettsyraetylester, mest föredraget en fettsyrametylester (FAME; Fatty Acid Methyl Ester) som en bränsletillsats för att förhindra bildning av klibbande utfällningar i en motor som drivs av ett etanolbaserat bränsle och som har en motoroljetillsats i form av ett dispergeringsmedel. Denna tillsats till alkoholbränslet fungerar som ett medel för att lösa upp eller förhindra klibbiga utfällningar och kan därigenom reducera dessa utfällningar.

I en föredragen utföringsform är fettsyraestern rapsmetylester (RME).

Tillsatsen av FAME används alltså inte som en friktionsmodifierare så som tidigare är känt.

Nackdelen med FAME är att den har dålig löslighet vid låga temperaturer. Man har nu överraskande funnit att ett emulgeringsmedel (Ethomeen O/ lZTM; AKZO NOBEL) som är en amin, och som redan normalt finns i etanolbränslen, får FAME att inte falla ut lika lätt vid låga temperaturer.

I en utföringsform används tillsatsen i kombination med en amin, företrädesvis bis- (2-hydroXietyD-oleylamin.

Genom att kombinera dessa komponenter i mängder motsvarande 1 vikt-% RME (Rapsmetylester) och 1 vikt-% Ethomeen O/ 12TM, då de föreligger i etanolbränslet, uppnås en optimal kombination. Med denna blandning faller inte RME ut vid så låg 10 15 20 25 30 35 temperatur som ner till -28°C. (RME har en grumlingspunkt som ligger vid -10 °C till -14 °C).

Halterna av fetsyraalkylester i bränslet kan variera mellan 1 vikt-% och 3 vikt-%, med en föredragen halt om 1 vikt-%, baserat på kompositionens totalvikt.

Man minimerar således med uppfinningen utfällning av oljeadditiv i bränslesystemet på en etanolmotor som fungerar enligt dieselprincipen.

Ytterligare en fördel med uppfinningen är att den fungerar även i kallt klimat.

I en annan aspekt av uppfinningen tillhandahålles ett bränsle, innefattande 91,2 - 98,5 % etanol, 0,5-l,l % bis-(2-hydroxietyl)-oleylamin och l-2 % fettsyrametyl-och fettsyraetylester, och eventuellt andra tillsatser upp till 100%.

I ytterligare en aspekt avser uppfinningen en bränsletillsatskomposition, innefattande en blandning av en eller flera fettsyraalkylestrar och bis-(2- hydroxietyU-oleylamin i ett viktförhållande om 3:1 till 1:1.

Detaljerad beskrivning Uppfinningen avser användning av en fettsyrametyl- och fettsyraetylester som tillsats till etanolbränslen för motorer som arbetar enligt dieselprincipen. Denna tillsats reducerar bildningen av klibbiga utfällningar i motorns bränslesystem.

För vissa fordon krävs att bränslet innehåller minst 91,2 vikt-% etanol idag, men uppfinningen är användbar även för andra etanolhalter, ned till 90 vikt-% men även ned till 85 vikt-%.

Bränsleinsprutarna i en etanolmotor innehåller ett antal rörliga delar som kräver Smörjning. Sådan Smörjning tillhandahålles via kanaler i godset som insprutarna tillverkats av och som leder fram till smörjställena, till exempel den kolv som matar bränsle till motorn och som rör sig fram och åter i ett lopp. Det är ofrånkomligt att små mängder Smörjmedel passerar tätningar och genomföringar vid de rörliga delarna. Därigenom kommer även tillsatser, såsom PIBSI 10 15 20 25 30 (polyisobutylensuccinimid) att kunna komma in i bränslesystemet, där de bildar klibbiga utfällningar och kan orsaka driftsstopp.

Uppfinnarna har nu överraskande upptäckt att en i och för sig känd bränsletillsats i form av en eller flera fettsyrametyl- och fettsyraetylestrar gör att de nämnda klibbiga utfällningarna löses upp eller helt enkelt hindras från att bildas.

Utan att vilja binda sig vid någon teori, anser uppfinnarna att det troliga är att PIBSI (polyisobutylensuccinimid) helt enkelt löses upp och hålles i lösning i bränslet tack vare tillsatsen enligt uppfinningen.

Företrädesvis utgörs tillsatsen av RME (Rapsmetylester) som är en form av FAME (Fatty Acid Methyl Ester). Rapsolja framställs genom pressning av rapsfrön och är en blandning av en mängd olika fettsyror. Rapsolja innehåller per 100 gram: mättade fettsyror 6 gram; enkelomättade fettsyror 62 gram; fleromättade fettsyror 31 gram; andra fetter 1 gram. RME framställs genom förestring av rapsolja med metanol och kaliumhydroxid.

I en föredragen utföringsform används estern tillsammans med en amin, företrädesvis bis-(2-hydroxietyl)-oleylamin, vilket hindrar estern från att falla ut vid lägre temperaturer.

Uppfinningen kan implementeras på olika sätt.

I en första aspekt används estern ensam som en tillsats som tillhandahålles separat och fylls på i bränsletanken på ett fordon efter att man fyllt på etanolbränsle i tanken. I detta fall måste alltså bränslet redan innehålla amin för att lågtemperaturdrift skall kunna garanteras. Här kan man också tänka sig att bränsleleverantören tillsätter RME från början innan bränslet når kunden.

Idag innehåller redan etanolbränslen ofta den nämnda aminen, vilket gör att det skulle räcka med att tillsätta en korrekt mängd ester för att den önskade effekten enligt uppfinningen skall uppnås. 10 15 20 Alternativt, i en andra aspekt av uppfinningen, kan man förstås tillhandahålla en komposition bestående av två komponenter, dels en ester dels en amin i lämpliga proportioner.

I ytterligare en aspekt av uppfinningen tillhandahålles ett bränsle som redan innehåller förutom etanol, en bestämd mängd ester och en bestämd mängd amin.

Nedan redovisas i tabellform ett antal försök med olika halter av de olika komponenterna i ett etanolbränsle, vilket demonstrerar för vilka kompositioner tillsatsen inte fälls ut.

I dessa försök används rapsmetylester (RME) som utfällningshämmande tillsats och ett etanolbränsle (ED 95) med en amin i form av Ethomeen 0/ 12 TM (kommersiellt tillgängligt från Akzo Nobel), vars kemiska namn är bis-(2-hydroxietyl)-oleylamin.

Tabell 1 Ethomeen O/ 12 vikt-% RME Temp Fällningar halt 1 vikt-% 5 vikt-% - 28 °C Ja 1 vikt-% 3 vikt-% - 28 °C Nej 1 vikt-% 2 vikt-% - 28 °C Nej 1 vikt-% 1 vikt-% - 28 °C Nej Av Tabell 1 framgår att för höga halter av ester inte fungerar, men att det inte bildas fällningar med 1 vikt-% amin (Ethomeen O/ 12) och 1-2 vikt-% RME i ED 95 vid -28°C.

Tabell 2 Ethomeen O/ 12 vikt-% RME Temp Fällningar halt O vikt-% l vikt-% - 28 °C Slöjaktig O vikt-% 2 vikt-% - 28 “C Slöjaktig 10 15 20 25 0 vikt-% 3 vikt-% -2s°c Ja Tabell 2 visar att om inget Ethomeen 0/ 12 finns i bränslet så faller RME ut vid kyla.

Tabell 3 Ethomeen 0/ 12 vikt-% RME Temp Fällningar halt 0,25 vikt-% 1 vikt-% - 28 °C Slöjaktig 0,50 vikt-% 1 vikt-% - 28 °C Ja Tabell 3 visar en nedre gräns för halten av Ethomeen 0/ 12, nämligen att det krävs mer än 0,50 vikt-% Ethomeen i bränslet för att RME inte skall fall ut vid kyla.

Sammanfattningsvis kan man säga att tillsammans med 1 vikt-% Ethomeen 0/ 12 kan man alltså använda RME-halter mellan 1-3 vikt-% i ED 95 utan att fällningar bildas vid kyla.

Uppfinníngen belyses med följande exempel.

ED95 är ett etanolbränsle som innehåller etanol, minst 91,2 vikt-%, tändförbättrare ca 5,0 vikt-% och ytterligare komponenter upp till 100%.

EXEMPEL 1 (ej enligt uppfinningen) Bränsleinsprutarna (Scania Dual Rail) till en etanolmotor (Scania DC9 E02) som arbetar enligt dieselprincipen matas med bränslet ED 95 av standardtyp. Man noterar att spridaren (”nozzle needle”) löper trögt i sitt lopp eftersom nålen i spridaren blir klibbig. Denna avlagring bildas och byggs upp med tiden.

EXEMPEL 2 Samma motor som i Exempel 1 matas med bränslet ED 95 av standardtyp, men med en tillsats enligt uppfinningen. Man noterar att spridaren (”nozzle needle”) löper lätt i sitt lopp eftersom nålen i spridaren inte blir klibbig.

Claims (8)

10 15 20 25 PATENTKRAV:

1. Användning av en fettsyraalkylester, eller en kombination av en eller flera sådana estrar som bränsletillsats för att förhindra bildning av klibbande utfällningar i en motor som drivs av ett etanolbaserat bränsle och som har en motoroljetillsats i form av ett dispergeringsmedel.

2. Användning enligt krav 1, där estern/estrarna är vald(a) bland fettsyrametyl- och / eller fettsyraetylestrar.

3. Användning enligt krav 1 eller 2, i kombination med en amin.

4. Användning enligt krav 3, där estern är rapsmetylester (RME).

5. Användning enligt krav 3 eller 4, där aminen är bis-(2-hydroxietyl)-oleylamin.

6. Bränsle, innefattande minst 85 vikt-% etanol, mer föredraget minst 90 vikt-% etanol, mest föredraget 91,2 - 98,5 vikt-% etanol, 0,5-1,1 vikt-% bis-(2-hydroxietyl)- oleylamin och 1-2 vikt-% fettsyrametyl-och fettsyraetylester, och eventuellt andra tillsatser upp till 100%.

7. Bränsletillsatskomposition, innefattande en blandning av en eller flera fettsyraalkylestrar och bis-(2-hydroXietyD-oleylamin i ett viktförhållande om 3:1 till 1:1.

8. Bränsletillsatskomposition enligt krav 7, där estern är Rapsmetylester (RME).