Badanie oleju napędowego zawierającego 10% (V/V ) FAME i pakiet cetanowy w zakresie stabilności termooksydacyjnej

• Autorzy: Stanik Winicjusz , Łaczek Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2020.12.13

Warianty tytułu

EN

Testing of diesel oil containing 10% (V/V ) FAME and cetane package in terms of thermo-oxidative stability

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Based on the results of tests and studies, the article presents the effect of the new Energocet® cetane-detergent additive on the oxidation stability and susceptibility to oxidation of B10 refined diesel oils according to the Rancimat PN-EN 15751: 2010 and PetroOXY PN 16091: 2011 method. Before starting the work, a literature review was carried out in terms of understanding this topic. Moving on to the research, the goals to be achieved were to compose a modern cetane-detergent package called Energocet® and show the effect of this cetane additive on the thermo-oxidative stability of the B10 type oils based on the results of the research on the peroxygen number and stability of the composed fuels. The research was carried out on the basis of raw materials, products and components available on the Polish fuel and biofuel market. In order to check the effectiveness and impact of the new Energocet® additive package on the quality of the composed fuels, one typical base diesel oil and two FAME components from different manufacturers were used in the research. In the research, for the preparation of the B10 base research fuels, one base A diesel oil and 2 types of methyl esters of rapeseed oil fatty acids (RME) marked as B and C were used. The work was of technological and analytical nature. Based on the results obtained from the tests of the Energocet® cetane detergent additive in diesel oils containing FAME in the amount of 10% (V/V) (B10), their thermo-oxidative stability was determined after three and six weeks of storage under test conditions. Additionally, the optimal dosing level of the Energocet® cetane-detergent package in the amount of 1500 mg/kg in B10 diesel oils with RME-B and RME-C was determined. The tendency of the improved tested fuels to generate free radicals during the six-week storage of samples at the temperature of 43°C, determined as peroxide number, was also presented. The obtained results confirmed that the Energocet® cetane detergent additive has a positive effect on the quality parameters of B10 fuels, including thermo-oxidative stability.

PL

W artykule na podstawie wyników testów i badań przedstawiono wpływ nowego dodatku cetanowo-detergentowego Energocet® na stabilność oksydacyjną i podatność na utlenianie uszlachetnionych olejów napędowych B10 według metody PN-EN 15751:2010 (Rancimat) i PN-EN 16091:2011 (PetroOXY). Przed przystąpieniem do prac przeprowadzono przegląd literatury dla rozeznania tego tematu. Przechodząc do realizacji badań, postawiono cele do osiągnięcia, którymi były skomponowanie nowoczesnego pakietu cetanowo-detergentowego o nazwie Energocet® i pokazanie oddziaływania tego dodatku cetanowego na stabilność termooksydacyjną skomponowanych olejów typu B10 na podstawie wyników badań liczby nadtlenowej oraz stabilności skomponowanych paliw. Badania wykonano w oparciu o surowce, produkty i komponenty dostępne na polskim rynku paliw i biopaliw. Dla sprawdzenia skuteczności i wpływu nowego pakietu dodatków Energocet® na jakość komponowanych paliw w badaniach wykorzystano jeden typowy bazowy olej napędowy oraz dwa komponenty FAME różnych producentów. W badaniach do przygotowania bazowych paliw badawczych B10 użyto jednego bazowego oleju napędowego A oraz dwóch rodzajów estrów metylowych kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego (RME), oznaczonych jako B i C. Praca miała charakter technologiczno-analityczny. Na podstawie uzyskanych wyników badań dodatku cetanowo-detergentowego Energocet® w olejach napędowych zawierających FAME w ilości 10% (V/V) (B10) oznaczono ich stabilność termooksydacyjną po trzech i sześciu tygodniach przechowywania w warunkach testów. Dodatkowo wyznaczono optymalny poziom dozowania pakietu cetanowo-detergentowego Energocet® w ilości 1500 mg/kg w olejach napędowych B10 z udziałem RME-B i RME-C. Przedstawiono również skłonność uszlachetnionych badanych paliw do generowania wolnych rodników w czasie sześciotygodniowego przechowywania próbek w temperaturze 43°C, oznaczonych w postaci liczby nadtlenkowej. Otrzymane wyniki potwierdziły, że dodatek cetanowo-detergentowy Energocet® korzystnie oddziałuje na parametry jakościowe paliw typu B10, w tym również na stabilność termooksydacyjną.

Słowa kluczowe

EN

thermo-oxidative stability; package of improvers; methyl esters of higher fatty acids; FAME; oxidation inhibitor; susceptibility to oxidation

PL

stabilność termooksydacyjna; pakiet dodatków uszlachetniających; estry metylowe wyższych kwasów tłuszczowych; FAME; inhibitory utleniania; podatność na utlenianie

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 12
• Strony: 977--986
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.

Twórcy

autor

Stanik Winicjusz

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Łaczek Tomasz

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Cataluna R., da Silva R., 2012. Effect of Cetane Fuel Consumption and Particulate Matter and Unburned Hydrocarbon Emissions from Diesel Engines. Journal of Combustion, 738940: 6. DOI: 10.1155/2012/738940.
• Dunn R.O., 2008. Effect of Temperature on the Oil Stability Index (OSI) of Biodiesel. Energy and Fuels, 22: 657–66. DOI: 10.1021/ef700412c.
• Fang H.L., Stehouwer D.M., Wang. J., 2003. Interaction Between Fuel Additives and Oil Contaminant: (II) Its Impact on Fuel Stability and Filter Plugging Mechanism. SAE Technical Paper 2003-01-3140.
• Heywood J.B., 1988. Internal combustion engine fundamentals. McGrow-Hill, New York.
• Ladommatos N., Parsi M., Knowles A., 1996. The effect of fuel cetane improver on diesel pollutant emission. Fuel, 75(1): 8–14. DOI:10.1016/0016-2361(94)00223-1.
• McCormick R.L., Westbrook S.R., 2010. Storage Stability of Biodiesel and Biodiesel Blend. Energy and Fuels, 24: 690–698. DOI:10.1021/ef900878u.
• Owen K., Coley T., Weaver C.S., 1990. Automotive Fuels Reference Book. Second edition. Society of Automotive Engineers.
• Siemionow N., 1956. Chemical Kinetic and Chain Reactions. Oxford University Press.
• Stanik W., 2017. Wpływ dodatku zwiększającego liczbę cetanową na właściwości zapłonowe i proces spalania oleju napędowego w silniku o zapłonie samoczynnym. Nafta-Gaz, 9: 651–659. DOI: 10.18668/NG.2017.09.04.
• Stanik W., Łaczek T., 2020. Analiza procesów zachodzących podczas utleniania estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych (FAME) oraz oleju napędowego B10 na podstawie danych literaturowych. Nafta-Gaz, 10: 46–51. DOI:10.18668/NG.2020.10.10.
• Ulmann J., Geduldig M., 2009. Effects of Fuel Impurities and Additive Interactions on the Formation of Internal Diesel Injector Deposits. 7th International Colloquium Fuels, Technische Akademie Esslingen (TAE), Esslingen.
• WWFC, 2019. Worldwide Fuel Charter, Sixth Edition.
• Yannwang D., Meilini Z., Dong X., Xiaobei Ch., 2002. An analysis for effect of cetane number on exhaust emissions from engine with the neutral network. Fuel, 81(15): 1963–1970. DOI: 10.1016/S0016-2361(02)00112-6.
• Normy
• ASTM D4625 Standard Test Method for Middle Distillate Fuel Storage Stability at 43°C (110°F).
• Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing directives 2001/77/EC and 2003/30/EC.
• Directive 2009/30/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 amending Directive 98/70/EC as regards the specification of petrol, diesel and gas-oil and introducing a mechanism to monitor and reduce greenhouse gas emissions and amending Council
• Directive 1999/32/EC as regards the specification of fuel used by inland waterway vessels and repealing Directive 93/12/EEC.
• PN-EN 15751:2014 Paliwa do pojazdów samochodowych – Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) jako samoistne paliwo i ich mieszaniny z olejem napędowym – Oznaczanie stabilności oksydacyjnej metodą przyspieszonego utleniania.
• PN-EN 16091:2011 Oznaczanie stabilności oksydacyjnej metodą szybkiego utleniania w małej skali. Paliwa i mieszaniny ze średnich destylatów naftowych i estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME).
• PN-EN 16734:2016 Paliwa do pojazdów samochodowych. Olej napędowy B10 do pojazdów samochodowych. Wymagania i metody badań.
• PN-EN 590:2017 Paliwa do pojazdów samochodowych – Oleje napędowe – Wymagania i metody badań.
• PN-EN ISO 3960:2012 Oleje i tłuszcze roślinne oraz zwierzęce – Oznaczanie liczby nadtlenkowej – Jodometryczne (wizualne) oznaczanie punktu końcowego.
• PN-EN 14214 + A1:2014 Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) do użytku w silnikach samochodowych o zapłonie samoczynnym (Diesla) i zastosowań grzewczych. Wymagania i metody badań.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).