Paraffinische Dieselkraftstoffe

Untersuchungen und Beschreibung des Löslichkeitsverhalten von paraffinischen Dieselkraftstoffen

Kurzbeschreibung

Zur Erreichung der Ziele des Klimaschutzgesetzes im Verkehrssektor ist ein deutlich steigender Anteil alternativer und innovativer Antriebe und Kraftstoffe erforderlich. Neben der Markteinführung und Verbreitung von Elektrofahrzeugen können auch alternative, fortschrittliche erneuerbare Kraftstoffe einen Beitrag zur Treibhausgasreduzierung leisten. Dies hat zur Folge, dass der Anteil an regenerativen Komponenten vor allem im Dieselkraftstoff zunimmt und in den nächsten Jahren kontinuierlich wachsen wird. Im Fokus stehen dabei paraffinische Kraftstoffkomponenten aus verschiedenen Quellen und hergestellt mit unterschiedlichen Verfahren. Beispiele dafür sind hydrierte Pflanzenöle (HVO) aus Anbaubiomasse und Produkte der Fischer-Tropsch-Synthese (FTS-Produkte). HVO und FTS-Produkten sind chemisch betrachtet paraffinische Komponenten, die sich u. a. durch herausragende anwendungstechnische Eigenschaften (z. B. hohe Zündwilligkeit, hohe Energiedichte, etc.) speziell für den Mitteldestillatbereich auszeichnen.

Gemäß Definition in der 10. Bundes-Immissionsschutzverordnung muss ein Dieselkraftstoff zu mindestens 70 % aus Mineralöl bestehen, daher ist vorerst nur die Zumischung paraffinischer Komponenten bis 30 % in Dieselkraftstoff möglich. Doch die Zunahme vor allem von n-/ iso-paraffinischen Komponenten im Dieselkraftstoff führt zu einer merklichen Abnahme des Aromatengehalts und damit des Löslichkeitsvermögens der Kraftstoffmischungen. Zudem kann es bei tiefen Temperaturen zu einer Kristallisation von paraffinischen Kraftstoffkomponenten kommen und in Blends mit anderen Kraftstoffen zu einer Veränderung der Kältestabilität führen. Daher ist die systematische Untersuchung des Einflusses höherer Anteile an n- bzw. iso-paraffinischen Kraftstoffkomponenten auf eben diese zentralen Kraftstoffeigenschaften Gegenstand dieses Vorhabens.

Ziele des Projekts

Ziel des Projektes ist eine strukturierte Untersuchung und die Schaffung von Basiswissen zum Einfluss höherer Anteile an n-paraffinischen und iso-paraffinischen Komponenten (bzw. niedrigerer Aromatenanteile) in Dieselkraftstoffen auf zentrale Kraftstoffeigenschaften. Die Schwerpunkte des Vorhabens liegen dabei auf Untersuchungen von

  1. Wasseraufnahme und Trübungsverhalten
  2. Kristallisation von paraffinischen Komponenten
  3. Phasenstabilität und Lösungsvermögen

Die Untersuchung von Kraftstoffblends mit hohem alternativem Anteil soll dazu beitragen, den nicht-mineralölstämmigen Teil des erhältlichen Dieselkraftstoffs auf das in der 10. BImSchV festgelegte Maximum von 30 % und zukünftig darüber hinaus zu steigern, ohne dass die Betriebssicherheit von Dieselmotoren beeinträchtigt wird. Die wesentlichen Erkenntnisse des Vorhabens sind auch sektorübergreifend auf den Raumwärmemarkt (Heizöl EL) anzuwenden, da die Produkte Diesel und Heizöl EL chemisch gesehen nahezu identisch sind.

Arbeitsaufgaben OWI

  • Bestimmung einer Matrix der Testkraftstoffe
  • Untersuchung der Kraftstofftrübung durch Wasseremulsionen
  • Untersuchungen zur Klärung der Effekte unterschiedlicher Paraffingehalte und-verteilungen auf das Kristallisationsverhalten beim Abkühlen
  • Ermittlung des Löslichkeitsverhaltens der Kraftstoffe in Abhängigkeit des variierenden n-Paraffingehalts

Durchführende Forschungsstelle

OWI Science for Fuels gGmbH

Projektförderung

Das IGF-Vorhaben 21666 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/ 2021 bis 08/ 2023

Kontakt

Dipl.-Ing. Sebastian Feldhoff
Tel.: 02407/ 9518-117
E-Mail: S.Feldhoff@owi-aachen.de