Alterung von Mitteldestillaten verzögern

Untersuchung zur Vermeidung von höhermolekularen Alterungsprodukten in Mitteldestillaten mit alternativen Komponenten unter anwendungstechnischen Randbedingungen

 

Kurzbeschreibung

Mineralölstämmige Mitteldestillate (Heizöl, Dieselkraftstoff, Kerosin) unterliegen im Laufe ihrer Lagerung einer natürlichen Alterung. Durch die allgemein zunehmende Beimischung von alternativen und biogenen flüssigen Kraftstoffen zu mineralölstämmigen Mitteldestillaten können sich die Alterungsprozesse verstärken. Zum Beispiel begünstigt Fettsäuremethylester (FAME (englisch: fatty acid methyl ester) aus regenerativen Rohstoffen die verstärkte Bildung von Sedimenten und Säuren sowie die Oxidation. Durch die Diversifikation der Rohstoffquellen kann es zu bisher nicht ausreichend untersuchten Mischungseffekten mit hydrierten Pflanzenölen (HVO) oder flüssigen Kohlenwasserstoffen aus Teersanden, Schieferöllagerstätten oder andere fossilen Quellen wie Erdgas (Gas-to-Liquid-Brennstoffe, GtL) kommen. Die Folgen können die Bildung von Ablagerungen und Korrosion an technischen Bauteilen von Motoren und Heizgeräten sein. Wechselwirkungen zwischen Kraftstoffen und neuen Werkstoffen sowie konstruktive Veränderungen von Bauteilen können zusätzliche Herausforderungen, wie das Verblocken von Düsen, Pumpen, Filter, Injektoren und Vorwärmer schaffen.

 

Ziele des Projekts

Im Projekt werden mineralölstämmige Heizöle mit alternativen und biogenen Anteilen auf ihre Neigung zur Bildung von Alterungsprodukten, insbesondere Sedimenten, untersucht. Die Ergebnisse sind auf andere Mitteldestillate wie Diesel- oder Flugturbinenkraftstoffe übertragbar. Ebenso sollen auch die Bauteile im Zusammenspiel mit Brennstoffen mit biogenen Anteilen hinsichtlich ihrer Beständigkeit gegenüber Alterungsprodukten getestet werden. Hierbei wird vornehmlich die Toleranz gegen Verlegung bzw. Blockaden durch entstehende Sedimente betrachtet. Neben der Durchführung einer Langzeitlagerung wird ein Laborprüfverfahren zum Test einzelner Bauteile entwickelt und eine Gesamtsystembetrachtung durchgeführt. Ziel ist weiterhin, die Einflüsse der Heizölkomponenten und die Wechselwirkungen mit den eingesetzten FAME und HVO auf die Sedimentbildungsneigung von Blends zu erfassen. So können eine Bauteilverlegung gezielt untersucht und Vermeidungsstrategien entwickelt werden, die dazu beitragen, dass die Betriebssicherheit der Heizölbrennersysteme beim Einsatz von Bioheizölen erhöht wird.

 

Arbeitsaufgaben OWI

  • Langzeitlagerung
    • Altern von Brennstoffen
    • Erzeugung von Sedimenten ohne Beeinflussung durch Buntmetalle oder Bauteile
    • Analyse und Spezialanalytik der Sedimente
  • Einzelkomponententest
    • Altern von Blends unter forcierten und realen Bedingungen
    • Erzeugung von Sedimenten auf einem Bauteil
    • Analyse der Sedimente von verschiedenen Bauteilen
    • Analyse und Spezialanalytik der Sedimente
  • Prüfstand zur forcierten und anwendungsnahen Ablagerungsbildung
    • Altern von Blends unter forcierten Bedingungen im Gesamtsystem
    • Erzeugung von Ablagerungen unter Beeinflussung durch alle verwendeten Bauteile
    • Analyse und Spezialanalytik der Sedimente

Durchführende Forschungsstellen

  • OWI Oel-Waerme-Institut gGmbH, Herzogenrath
  • ITMC Institut für Technische und Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen

 

Projektförderung

Das IGF-Vorhaben 18951 N der Forschungsvereinigung Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V. – DGMK, Überseering 40, 22297 Hamburg wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

 

Projektlaufzeit

01/2017 bis 06/ 2019

 

Ansprechpartnerin

Karin Brendel

Tel.: 02407/ 9518-148

E-Mail: K.Brendel@owi-aachen.de