Bestimmung der Fuel-Stabilität mit Sensoren

Entwicklung einer Schnellalterungs-Methode für Mitteldestillatsubstitute zur Nachbildung des (Langzeit-) Lagerstabilitätsverhaltens mittels paralleler Online-Messung mehrerer Stabilitätskennwerte

Kurzbeschreibung

Die Diversifikation von Brenn- und Kraftstoffen wird – forciert durch gesetzliche Vorgaben – in den kommenden Jahren weiter steigen. Bereits heute gibt es mit Fettsäuremethylester (FAME) und hydrierten Pflanzenölen (HVO) auf der Basis unterschiedlicher biogener Rohstoffquellen Alternativen zu herkömmlichem Heizöl, die auf ihre Anwendungseigenschaften untersucht wurden. Weitere biogene und alternative Kraftstoffe werden zurzeit untersucht. Als Folge der Diversifikation haben sich auch die Anforderungen an die Analytik von Brenn- und Kraftstoffen verändert. Methoden, die bei konventionellem Mineralöl eindeutige Aussagen in Bezug auf die Stabilität oder die Qualität von Brennstoffen liefern konnten, zeigen nun teilweise keine Probleme an, dennoch treten im Feld Ausfälle auf.

Eine weitere Herausforderung ist die zunehmende Lagerzeit von Heizölen in Endkundentanks. Durch bessere Gebäudedämmung und höhere Effizienz von Brennern sinkt der Brennstoffverbrauch und seine Lagerdauer verlängert sich. Daraus ergeben sich steigende Anforderungen an die Lagerstabilität von Brennstoffen. Vergleichbare Fragestellungen ergeben sich im Kraftstoffbereich, wo sich beispielsweise bei Plugin-Hybridfahrzeugen durch veränderte Fahrgewohnheiten längere Lagerzeiten im Tank ergeben. Auch in saisonal genutzten Fahrzeugen wie Pistenraupen oder Booten ist die Lagerungsstabilität ein Thema.

Ziele des Projekts

Die Kenntnis der Langzeitstabilität von frischen Produkten und auch die verbleibende Stabilität von bereits gelagerten Brennstoffen werden daher wichtiger. Dafür wird eine Methode benötigt, welche die Langzeitstabilität in kurzer Zeit abbilden kann, und dadurch Vorhersagen über die verbleibende Lagerungszeit getroffen werden können. Vor allem für die Untersuchung von Tankinhalten ist eine schnelle, und kostengünstige Lösung wünschenswert, welche eine Vorhersage der verbleibenden Stabilität erlaubt. Eine solche Methode der Schnellalterung wurde im Projekt DGMK 763 entwickelt, allerdings bot die Intervallanalytik zu wenige Informationen, um eine gute Abbildung der Stabilität über die Zeit zu verfolgen. Es sollen daher in diesem Forschungsprojekt Sensoren getestet werden, um über eine kontinuierliche Erfassung von Messdaten Aussagen zur Entwicklung der Stabilität von Brenn- und Kraftstoffen zu treffen. Mithilfe des angestrebten Langzeitstabilitätstests sollen sich neue Brenn- und Kraftstoffkomponenten schneller und zuverlässiger testen lassen, vor allem auch Mischungen aus verschiedenen Komponenten. Um eine möglichst große Bandbreite abzudecken, sollen dabei möglichst verschiedene biogene Komponenten getestet werden, wie verschiedene FAME, HVO, UCOME, OME, und XtL-Produkte.

Arbeitsaufgaben OWI

• Suche und Auswahl eines geeigneten Sensors sowie Integration in den Prüfstand
• Prüfstandbetrieb mit Sensor und erweiterter Brennstoff-Matrix
• Aufbau einer Langzeitlagerung der ausgewählten Brenn- und Kraftstoffe parallel zu den laufenden Prüfstandversuchen
• Ermittlung der Ablagerungsbildungs- und Verdampfungseigenschaften der Brennstoffe mithilfe verschiedener Verfahren
• Brennstoffanalytik mittels Standardverfahren und Online-Sensoren
• Korrelation der Verlaufsdaten aus den Prüfstandversuchen und der Langzeitlagerung

Durchführende Forschungsstelle

• OWI Science for Fuels gGmbH

Projektförderung

Das IGF-Vorhaben 21047 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

03/2020 bis 08/ 2022

Kontakt

M.Sc. Karin Engeländer
Tel.: 02407/ 9518-148
E-Mail: K.Engelaender@owi-aachen.de