Tolerancja wodna etanolowych benzyn silnikowych

• Autorzy: Kwinta M. , Krasodomski M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2016.05.06

Warianty tytułu

EN

Water tolerance of motor gasoline-alcohol blends

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rosnące zainteresowanie wprowadzaniem odnawialnych komponentów paliw, w tym bioetanolu w przypadku benzyn silnikowych, spowodowało potrzebę zbadania możliwości wykorzystania tego składnika w ilościach większych niż obecnie dopuszczalne na rynku europejskim. Przedstawiana praca omawia aspekt odporności na wodę (tolerancji wodnej) tego rodzaju paliw – zawierających do 25% etanolu. Dodatkową motywacją podjęcia tego rodzaju badań była ocena możliwości zastosowania do komponowania paliw destylowanego etanolu, bez jego odwadniania. W pracy omówiono badania tolerancji wodnej benzyn zawierających 15%, 20% i 25% (V/V) etanolu oraz kompozycji z dodatkową zawartością 1% (V/V) współ-rozpuszczalnika (izopropanol i/lub izobutanol). Stwierdzono, że tolerancja wodna kompozycji istotnie rośnie wraz ze wzrostem w niej ilości etanolu. Wpływ rodzaju współrozpuszczalnika jest mało efektywny i mieści się w granicach błędu pomiarowego, co wskazuje na brak potrzeby jego stosowania w przypadku kompozycji zawierających etanol w badanym zakresie stężeń. Jednocześnie zauważono zmniejszanie się różnic temperatur mętnienia i rozwarstwiania faz w miarę zwiększania udziału etanolu w kompozycji, co można wyjaśnić rosnącą zdolnością do koalescencji większej liczby powstających mikrokropli fazy wodno-etanolowej w jednostce objętości.

EN

Due to the growing interest in using renewable fuel components, including ethanol in motor gasoline, it is necessary to investigate the possibility of using this component in quantities larger than those currently allowed on the European market. This paper discusses the aspect of water resistance (water tolerance) of fuel containing up to 25 vol. % ethanol. Additional motivation to conduct this kind of research was to assess the possibility of using distilled ethanol in the formulation of fuels, without its additional dewatering. The paper discusses the test of water tolerance of gasoline containing 15, 20 and 25 vol. % of bioethanol and compositions containing an additional 1 vol. % of co-solvent (isopropanol and/or isobutanol). It has been found that the water tolerance of the bioethanol compositions significantly increases with the increase in the amount of ethanol. The influence of the co-solvent type is weak, and does not exceed measurement error; therefore it is not necessary to use co-solvent in compositions containing ethanol within the tested concentrations range. At the same time it was observed that the difference between cloud point and phase separation temperatures decreases with the increase in the amount of ethanol in the composition, which may be explained by the growing ability to coalesce a greater number of ethanol-water phase microdroplets forming per volume unit.

Słowa kluczowe

PL

tolerancja wodna; bioetanol; benzyna silnikowa; temperatura mętnienia; rozwarstwienie faz

EN

water tolerance; bioethanol; motor gasoline; cloud point; phase separation

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 72, nr 5
• Strony: 347--355
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.

Twórcy

autor

Kwinta M.

• Zakład Analiz Naftowych, Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25A, 31-503 Kraków

autor

Krasodomski M.

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• [1] Bioethanol use in Europe and globally; http://www.biofuelstp.eu/bioethanol.html (dostęp: wrzesień 2015).
• [2] Bradley C., Runnion K.: Understanding Ethanol Fuel Production and Use. Tech. pap. No 3. ISBN: 0-86619-203-4 [C] 1984; http://www.appropedia.org/Understanding_Ethanol_Fuel_Production_and_Use (dostęp: wrzesień 2015).
• [3] Bridgeman O. C., Querfeld D.: Critical Solution Temperatures of Mixtures of Gasoline, Ethyl Alcohol, and Water. Bureau of Standards Journal of Research 1933, vol. 10, s. 693–704; http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/10/jresv10n5p693_A2b.pdf (dostęp: wrzesień 2015).
• [4] Bromberg L., Blumberg P.: Estimates of DI Hydrous Ethanol Utilization for Knock Avoidance and Comparison to a Measured and Simulated DI E85 Baseline. 2009; http://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/94308/09ja033_full.pdf?sequence=1 (dostęp: wrzesień 2015).
• [5] Central Illinois Manufacturing Co.: Switching to ethanol? Guidelines for Conversion of Retail Service Station Tanks from Gasoline to Ethanol – Blended Gasoline, http://www.maine.gov/dep/air/mobile/documents/converting.pdf (dostęp: wrzesień 2015).
• [6] Danek B.: Biopaliwo o zawartości 20÷25% (V/V) etanolu, wybrane właściwości fizykochemiczne. Nafta-Gaz 2015, nr 4, s. 223–229.
• [7] Dutchak V., Astakhova O., Kvitkovsky L.: Reciprocal solubility of gasoline fractions and ethanol. Chemistry and Chemical Technology 2011, vol. 5, no. 2, s. 215–220.
• [8] Egebaeck K. E., Henke M., Rehnlund B., Wallin M., Westerholm R.: Blending of Ethanol in Gasoline for Spark Ignition Engines. Problem Inventory and Evaporative Measurements. AVL MTC Motortestcenter AB, Report 5407, 2005; http://growthenergy.org/images/reports/avl_ethanol_sparkignition.pdf (dostęp: wrzesień 2015).
• [9] Ethanol Fuel History; http://www.fuel-testers.com/ethanol_fuel_history.html (dostęp: wrzesień 2015).
• [10] Gramajo de Doz M. B., Bonatti C. M., Sólimo H. N.: Water Tolerance and Ethanol Concentration in Ethanol-Gasoline Fuels at Three Temperatures. Energy Fuels 2004, vol. 18, no. 2, s. 334–337.
• [11] Jain S.: Ethanol-Water Phase Separation. White Paper; http://www.veeder.com/gold/download.cfm?doc_id=6935 (dostęp: wrzesień 2015).
• [12] Keuken H., MacDonald T., de Jager E., Sijben J.: Hydrous Ethanol for Gasoline Blending. New Science Promises Cost and Energy Savings. 17th International Symposium on Alcohol Fuels. Tiayuan, China, 13–16.10.2008; http://www.heblends.com/media/publications/ISAF_XVII_Hydrous_Ethanol_Paper.pdf (dostęp: wrzesień 2015).
• [13] Korotney D.: Water Phase Separation in Oxygenated Gasoline; https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-09/documents/waterphs.pdf (dostęp: wrzesień 2015).
• [14] Pałuchowska M.: Badanie efektywności współrozpuszczalników w zawodnionej benzynie silnikowej o zawartości powyżej 5% (V/V) bioetanolu. Praca niepublikowana, nr arch. DK-4100-82/10, wrzesień 2010.
• [15] Pałuchowska M.: Wpływ rafineryjnej formuły komponentowej paliw etanolowych na ich parametry fizykochemiczne i użytkowe. Prace Naukowe INiG – PIB 2012, nr 181.
• [16] Pałuchowska M.: Wpływ współrozpuszczalnika na zjawisko rozdziału faz w benzynie silnikowej zawierającej do 10% (V/V) bioetanolu. Nafta-Gaz 2011, nr 6, s. 428–432.
• [17] Pałuchowska M., Danek B.: Specyfikacje jakościowe bioetanolu i biopaliw do silników o zapłonie iskrowym. Nafta-Gaz 2009, nr 2, s. 174–182.
• [18] Phase separation; http://ethanolpro.tripod.com/id162.html (dostęp: wrzesień 2015).
• [19] Prakash Ch.: Use of Higher than 10 volume percent Ethanol/Gasoline Blends in Gasoline Powered Vehicles. 1998; http://www.desenvolvimento.gov.br/arquivos/dwnl_1399915126.pdf (dostęp: wrzesień 2015).
• [20] RFA (Renewable Fuel Association): Fuel Ethanol. Industry Guidelines, Specifications and Procedures. December 2010; http://ethanolrfa.3cdn.net/0d3394a26bc8e81135_bum6brcyy.pdf (dostęp: wrzesień 2015).
• [21] Stępień Z.: Zagrożenia eksploatacyjne stwarzane przez paliwa etanolowe dla silników o zapłonie iskrowym. Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu Państwowego Instytutu Badawczego No 204.
• [22] Summary of the main ethanol blends used around the world; https://en.wikipedia.org/wiki/Common_ethanol_fuel_mixtures (dostęp: wrzesień 2015).
• [23] Waytulonis R., Kittelson D., Zarling D.: E20 Effects in Small Non-Road SI Engines. A Literature and Information Search. University of Minnesota 2008; http://archive.leg.state.mn.us/docs/2008/mandated/080342.pdf (dostęp: wrzesień 2015).
• [24] Weaver J. W., Skaggs S. A., Spidle D. L., Stone G. C.: Composition and Behavior of Fuel Ethanol. EPA/600/R-09/037, April 2009, s. 35, ISBN: 0-86619-203-4 [C] 1984; https://cfpub.epa.gov/si/si_public_file_download.cfm?p_download_id=492615 (dostęp: wrzesień 2015).
• Akty prawne i normatywne
• [25] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE.
• [26] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 14 maja 2015 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie wymagań jakościowych dla biokomponentów, metod badań jakości biokomponentów oraz sposobu pobierania próbek biokomponentów (Dz. U. z 2015 r., poz. 780).
• Patenty
• [27] Patent WO 2006/137725 A1 Motor Fuel Based on Gasoline and Ethanol.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.