NO870833L - Additiv for flytende brennstoff. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et additiv for flytende brennstoff

så som fuelolje, gassolje og dieselolje innbefattet motordiesel.

Man har i en årrekke arbeidet for å finne frem til egnede midler som ved tilsetning til flytende brennstoff forbedrer forbrenningen, nedsetter korrosjonsskader og reduserer opphopning av urenheter i systemet.

Det er da også i mange år blitt solgt og forbrukt betydelige mengder additiver for flytende brennstoff, men de oppnådde effekter har dessverre ikke vært tilfredsstillende. Det er dog oppnådd en viss sot- og oljekoksreduserende virkning med visse metaller.

Med henblikk på å redusere svovelsyredannelsen og dermed kor-rosjonen er det fordelaktig å arbeide med et meget lite luftoverskudd. En ytterligere grunn til å strebe etter at forbrenningen av olje skjer med et meget lavt luftoverskudd er at virkningsgraden derved forbedres i vesentlig omfang. Dessverre medfører et lavt luftoverskudd dannelse av sot og olje-

koks i store mengder.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et nytt og

bedre additiv enn de hittil kjente, og som med økonomisk gevinst for brukerne forbedrer forbrenningen og dermed virkningsgraden, reduserer opphopning og avsetning av urenheter i forbrennings-systemet, reduserer miljøskadelige utslipp samt reduserer korrosjonsskader forårsaket av sure bestanddeler, så som svovelsyre.

Dette oppnås ved hjelp av et additiv for flytende brennstoff som ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat det inneholder:

1) mangansalter av alifatiske syrer,

2) høytkokende tjæreolje og

3) naftalen

samt, om ønsket, en eller flere av følgende ytterligere bestanddeler

4) jernnaftenat,

5) ferriklorid og

6) kalsiumsalter av alifatiske syrer.

Som eksempler på anvendelige mangansalter kan nevnes mangansalter av forgrenede alifatiske syrer med 8-9 karbonatomer, så som Mangan Siccatol® fra Akzo Chemie, inneholdende ca. 10% Mn, 61 - 67% ikke-flyktig materiale samt 35% mineralsk terpentin eller "Nuodex w DryerMangan".

Som et eksempel på et egnet jern-naftenatpreparat kan nevnes "Nuodex<®>Dryer Jern".

Som eksempler på egnede kvaliteter av høytkokende tjæreolje kan nevnes slike som inneholder polyaromatiske hydrokarboner, så som antracenolje. Ved oppvarming av antracenolje destillerer 40% i temperaturintervallet 330-400°C. Antracenoljes flammepunkt er 180°C i lukket beger.

Som eksempler på egnede kalsiumsalter av alifatiske syrer kan nevnes kalsiumsalter av forgrenede alifatiske syrer med 8-9 karbonatomer, så som Kalsium Siccatol^ fra Akzo Chemie, inneholdende ca. 5% Ka, 47 - 52% ikke-flyktige bestanddeler og mineralsk terpentin som resten eller "Nuodex ® Dryer Kalsium".

Et additiv ifølge oppfinnelsen kan fremstilles av de oven-nevnte 3 obligatoriske bestanddeler ved at man separat oppvarmer tjæreoljen til den er flytende og, under fortsatt oppvarming tilsetter naftalen til dannelse av en homogen flytende blanding, som deretter blandes med mangansaltpreparatet.

Et additiv ifølge oppfinnelsen med alle de 6 bestanddeler fremstilles ved å kombinere en under omrøring fremstilt blanding av kalsiumsaltpreparatet, mangansaltpreparatet og jern-naftenatpreparatet med en særskilt fremstilt smelteblanding av tjæreolje, ferriklorid og naftalen,

Før produktene markedsføres, tilsettes vanligvis petroleum for derved å oppnå et stabil blanding, som lettere kombineres med brennstoffet.

Blandingsforholdet mellom de inngående bestanddeler ligger normalt innenfor følgende intervaller for de anvendte preparater med innhold av de spesifiserte aktive bestanddeler:

Beregnet på innholdet av de aktive bestanddeler i brennstoffet antas det at blandingsforholdet er som følger, idet det må

understrekes, at beregningene er beheftet med usikkerhet og kun må betraktes som illustrerende.

Ved forbrenning av fuelolje anvendes normalt en blanding av alle 6 bestanddeler.

Ved forbrenning av gassolje anvendes normalt et additiv uten

innhold av komponent 6).

Ved forbrenning av dieselolje og ved tilsetning til motor-dieselolje anvendes normalt et additiv uten innhold av komponent 6). Det kan dog forekomme tilfeller hvor tilsetning av en mindre mengde av kalsiumsalter av alifatiske syrer må foretrekkes, da det derved oppnås en løsning av belegg, herunder hårde belegg i hele maskineriet.

Additivet ifølge oppfinnelsen antas å virke på den måte at det nedsetter brennstoffets overflatespenning, hvilket bevirker at det oppnås bedre, forstøvning og derved bedre drift med færre driftsstopp.

Det menes at årsaken til sotdannelse ved forbrenning av flytende brennstoff er at de forstøvede brennstoffdråper er for store. De kan således ikke rekke å forbrenne fullstendig og går i delvis uforbrent tilstand gjennom kjelen og avsetter seg i rør og på øvrige varmeflater i form av sot. Oljekoks dannes

likeledes på grunn av for store brennstoffdråper, idet oljen i disse dråper rekker å bli oppvarmet til en temperatur hvor den kan forkokse før dråpen blir utbrent. De dannede oljekokspar-tikler kan ikke.brenne under de herskende forhold og medføres derfor i røkgassen. Ved anvendelse av additivet ifølge oppfinnelsen oppnås en finere forstøvning av brennstoffet, hvorved man sikrer seg en langt mer fullstendig forbrenning enn den som

kan oppnås når brennstoffet forbrennes i form av større dråper. Ved forstøvning av finere dråper sikres den fullstendige forbrenning ved at det lettere holdes en høy temperatur overalt i de dannede minidråper. Man unngår således den lavere temperatur som vil finnes i sentrum av større dråper under forbrenning av sådanne. Den fullstendige forbrenning sikrer at det ikke passerer uforbrente forurensninger gjennom systemet, og man sikrer seg således mot såvel belegg som skadelige utslipp. Den effektive forstøvning av brennstoffet gjør det mulig å kjøre med redusert lufttilførsel uten derved å forhindre den fullstendige forbrenning. Med den reduserte lufttilførsel oppnås et øket CC^-innhold i røkgassen, hvilket kjennetegner optimal forbrenning og virkningsgrad.

Ved anvendelse av additivet ifølge oppfinnelsen til fuelolje tilsettes vanligvis én liter petroleumholdig additiv til én ton fuelolje. Ved en slik tilsetning kan man nedsette den temperatur som man normalt forvarmer olje til før forbrenningen.

En slik forvarmning skjer oftest ved elektrisk oppvarmning og

er dyr. Alene den herved oppnådde energibesparelse er så stor at omkostningene til additivet dekkes av dette.

I visse tilfelle kan det være ønskelig å unngå nedsettelse

av forhåndsoppvarmingstemperaturen, idet man så i stedet oppnår en mer fullstendig forbrenning med derav følgende "bedre resultater på kjelen".

Anvendelsen av additivet ifølge oppfinnelsen i anlegg til forbrenning av fuelolje gir en reduksjon av dannelsen av sot, oljekoks, slagg og svovelsyre. Derved sikres mot dannelse av varmeisolerende belegg i kjelen, slik at man sikrer en god virkningsgrad. Dessuten nedsettes korrosjonsskadene på røkgass-siden, og eventuelt tilstedeværende vann emulgeres i oljen. Det oppnås således alt i alt en ren og tør kjele med lengre levetid, og anlegger blir mer stabilt i drift og krever mindre vedlikehold.

Ved tilsetning av additivet ifølge oppfinnelsen til gassolje anvendes likeledes ca. 1 liter petroleumsholdig additiv pr. ton olje. Additivet forhindrer utskillelse av paraffin, holder tanker, rør og filtre rene, emulgerer eventuelt i oljen tilstedeværende vann eller ved kondensasjon dannet vann, og beskytter mot korrosjon. Additiv gir en frostsikring ned til -18°C. Det sikres en forbedret forstøvning og dermed mer fullstendig forbrenning, hvorved man forhindrer avleiring av sot og koks. Ved anvendelse 1 dieselmotorer nedsetter den renere forbrenning brennstofforbruket og slitasjen.

Additivet ifølge oppfinnelsen er også velegnet til å bli

satt til dieselolje, som anvendes i såvel stasjonære som mobile dieselmotorer, f.eks. skipsmotorer. Vanligvis tilsettes 1 liter petroleumholdig additiv pr. ton dieselolje. Additivet forhindrer utskillelse av paraffin, gir en renere motor og gjør det lettere å starte. Additiv gir frostsikring ned til -18°C. Tanker, rør og filtre holdes rene. Additivet emulgerer eventuelt i diesel-oljen værende vann samt vann som dannes ved kondensasjon. Dessuten sikres mot korrosjon i tanker, rør, pumper og ventiler.

Det oppnås en forbedret forstøvning med derav følgende mer fullstendig forbrenning, hvilket betyr at sot- og koksavleiringer forhindres. Herved oppnås en nedsettelse av brennstofforbruket og mindre slitasje i dieselmotorer.

Oppfinnelsen belyses nærmere ved hjelp av de etterfølgende eksempler samt forsøk.

Eksempel 1

Fremstilling av additiv for fuelolje.

(ib

40 1 (ca. 36,8 kg) Kalsium Siccatol^inneholdende ca. 1,825

(n)

kg Ca), 20 1 (ca. 20 kg) Mangan Siccatol ^ (inneholdende ca.

(3) 2 kg Mn) og 20 1 (ca. 24 kg) av jern-naftenatpreparatet "Nuodex w Dryer Jern" forenes under omrøring med en separat fremstilt smelteblanding av 2 1 (ca. 2,32 kg) "antracenolje" (40% koker fra 330 til 400°C), 1 kg ferriklorid og 12 kg naftalen. Den resulterende blanding avkjøles og blandes med 20 1 petroleum. 1 liter av denne blanding doseres som additiv til 1 ton brennstoff. Produktdata for dette additivprodukt er:

Densitet:0,96

Utseende: brunlig væske

Flammepunkt:58°C

Lagerholdbarhet:ubegrenset

Eksempel 2

Fremstilling av additiv for gassolje.

40 1 (ca. 40 kg) Mangan Siccatol ®(inneholdende ca. 4 kg

Mn) og 40 1 (ca. 48 kg) av jern-naftenatpreparatet "Nuodex QD

Dryer Jern" forenes under omrøring med en separat fremstilt smelteblanding av 2 1 (2,32 kg) "antracenolje" (40% koker fra 330 til 400°C), 1 kg ferriklorid og 12 kg naftalen. Den resulterende blanding avkjøles og blandes med 20 liter petroleum. 1 liter av denne blanding doseres som additiv til 1 ton brennstoff. Produktdata for dette additivprodukt er:

Densitet: 0,90

Utseende: brunlig væske

Flammepunkt 55°C

Lagerholdbarhet: ubegrenset

Eksempel 3

Fremstilling av additiv for dieselolje.

70 1 (ca. 70 kg) Mangan Siccatol (inneholdende ca. 7 kg

(R)

Mn) og 10 1 (ca. 12 kg) av jern-naftenatpreparatet "Nuodex<1->-'' Dryer Jern" forenes under omrøring med en separat fremstilt smelteblanding av 2 1 (2,32 kg) "antracenolje" (40% koker fra 330 til 400°C), 1 kg ferriklorid og 12 kg naftalen. Den resulterende blanding avkjøles og blandes med 20 liter petroleum. 1 liter av denne blanding doseres som additiv til 1 ton brennstoff. Produktdata for dette additivprodukt er:

Densitet: 0,85

Utseende: brunlig væske

Flammepunkt: 55°C

Lagerholdbarhet;"ubegrenset

Den overraskende gunstige effekt som oppnås med additiver ifølge oppfinnelsen, godtgjøres av følgende forsøk:

Forsøk 1

Ved forsøkene sammenlignedes en fuelolje med 1 liter av det petroleumholdige additiv, fremstilt i eksempel 1, pr. ton fuelolje og fuelolje uten additiv.

Kjelen ble kjørt med 80% belastning, og det ble ikke på noe tidspunkt under forsøkene foretatt kjeiejustering.

Det ble utført to forsøk uten additiv (forsøk a og forsøk

b) og to forsøk med additiv (forsøk c og forsøk d). De oppnådde resultater fremgår av den etterfølgende tabell 1.

Forsøk 2

Ved et tilsvarende forsøk som forsøk 1, men under anvendelse

(R)

av et additiv med 20 liter Kalsium Siccatol V£y, og idet det ble tilsatt 50 liter petroleum, ble de i tabell 2 viste resultater oppnådd.

Som det fremgår av tabell 1 og tabell 2 er det oppnådd vesentlige reduksjoner i faststoffemisjonen, hvilket sammen med reduksjonen i sot-tallet bevirker en bedre driftsøkonomi på kjeleanlegget. Resultatene er oppnådd uten justering av brenneren, idet det kun har vært hensikten å vise additivets effekt til emisjonsreduksjon.

Da emisjonen under additivdosering er lavere enn Miljøstyr-elsens veiledende grenseverdi på 2,5 g/kg olje, kan det ved etter-regulering av brenneren oppnås bedre driftsøkonomi (høyere CC^-prosent) under normal daglig drift.

Som nevnt ble det under forsøkene ikke foretatt kjele-justeringer, og man vil se at de oppnådde CC^-tall i det vesentlige er uendret. Ved passende kjelejustering kan CC^-innholdet optimaliseres.

Forsøk 3

Tre forskjellige fueloljeanlegg ble utprøvet uten tilsetning av additiv av noen art. C02~innholdet i røkgassen ble målt til ca. 12,5% og sot-tallet (Bacharach) til ca. 5.

De samme anlegg ble utprøvd med tilsetning av 8% vann. Resultatene var her: C02-innhold 13,5%. Sot-tall 3-4.

Ved tilsetning av additiv ifølge eksempel 1 (1 liter petroleumholdig additiv pr. tonn olje) ble det oppnådd følgende verdier: C02-innhold på 14,5% og sot-tall på 2-3.

Det skal bemerkes at det ikke ble foretatt justeringer ved de tre forsøk.

Det er kjent teknikk å øke C02~innholdet ved å indemulgere vann i flytende brennstoff. Man vil se at additivet ifølge oppfinnelsen har en enda bedre økende virkning på CC>2-innholdet.

Ved å unngå anvendelse av vann nedsettes risikoen for kalk-avleiringer og herav følgende vedlikehold.

EU ytterligere fordel ved anvendelse av additivet ifølge oppfinnelsen er at man unngår dyre emulgeringsanlegg, slik man ..kjenner til ved tilsetning av vann, idet additivet kun kan helles i tanken eller doseres på annen enkel måte.

Ved anvendelse av additivet ifølge oppfinnelsen unngår man de ellers hyppige rensninger. Det er så å si unødvendig å rense,

og hvis manlikevél finner det ønskelig, er det tilstrekkelig å foreta rensningen, når anlegget allikevel er stanset av andre årsaker.

Ved de gjennomførte forsøk var kjelene renere etter bruk av additivet ifølge oppfinnelsen enn ved forsøkenes start.

Forsøk 4

Et konvensjonelt gassoljeanlegg arbeidet tidligere med et CC^-innhold i røkgassen på ca. 13% og et sot-tall på 1-2.

Etter anvendelse av additivet ifølge eksempel 2 (1 liter

pr. ton gassolje) arbeidet anlegget med et CO^-innhold på ca. 14,5% og et sot-tall på 0-1.

Ved det første besøk av skorstensfeier etter at man var begynt å bruke additivet ifølge oppfinnelsen bemerket denne, som ikke hadde kjennskap til at man hadde begynt å bruke additivet,

at skorsteinen overraskende var helt tørr, og at det kun var en svært liten mengde faste stoffer, som måtte fjernes nederst i skorsteinen.

Videre kunne man konstatere at kjelen nå, i motsetning til før anvendelsen av additiv, arbeidet støysvakt og luktfritt.

Forsøk 5

En eldre, dieseldrevet lastebil hadde tidligere startproblemer og til vanlig hadde bilen osende utstøtning.

Etter tilsetning av 1 liter av additivet ifølge eksempel 3 pr. ton dieselolje kunne man etter ca. 8 timers kjøring konstatere at det ikke lenger var startproblemer og ingen osende utstøtning. Dessuten kunne det tydelig merkes at bilen trakk bedre.

Claims (9)

1. Film aggregat som utviser elektrisk ledende egenskaper og som består av en idet vesentlige inert bærer overflate som bærer en eller flere monomolukulaere fiilmlag,karakterisert vedat nevnte filmlag er dannet av et overflate aktivt materiale som har flytende krystall egenskaper og at filmlaget er av en sandwhich type konststruksjon som inneholder i tverrsnitt gjennom filmen minst de følgende etterhverandre følgende parallelle soner: - en avstandsdannende sone (2) som i sine elektriske egenskaper er i det vesentlige inert og hvilken kan inneholde polymeriserbare og/eller grupper som kan bindes til bærer-overflaten, -et ledende område (3-5) som består av på den ene side en charge-transfer sone (3 eller 5) på den annen side polariserbar sone (5 eller 3) samt en avstansdannende sone (4) mellom disse soner som i sine elektriske egenskaper er idet vesentlige inert og som kan inneholde polymeriserbare grupper , -en avstandende sone (6) som tilsvarer den ovenfor nevnte sone (2) og som likeledes kan inneholde polymeriserbare grupper, -en hydrofil sone (7) som kan inneholde polymeriserbare grupper.

2. Filmaggregat i henhold til krav 1,karakterisert vedat den avstandsdannende sone (2, 4 og/eller 6) inneholder i det vesentlige alifatiske rettkjedede eller forgrenede hydrokarbongrupper som inneholder fra 1 til 20, fortrinnsvis fra 4 til 16 karbonatomer, hvilke gruppper som polymeriserbare grupper kan inneholde trippel eller dobbelt bindinger.

3. Filmaggregat i henhold til krav 1 eller 2,karakterisert vedat charge-transfer sonen (3 eller 5) inneholder som grupper som danner charge-transfer komplekser kinon derivater, særlig benxzokinoner eller antrakinongrupper og deres tilsvarende hydrokinon- . grupper eller paret tetracyanonbenzen-tetrametylbenzen.

4. Filmaggregat i henhold til et av kravene 1-2,karakterisert vedat den polaryserbare sone inneholder som polaryserbare grupper aromatiske hydrokarbongrupper, fortrinnsvis pyren og/eller perylen grupper.

5. Filmaggregat i henhold til et av kravene 1-4,karakterisert vedat den hydrofile sone (7) inneholder en fosforsyre gruppe som eventuelt er for-estret med en lavere alkanol, amino-lavere alkanol, serin, kiolin, eller 1'- eller 3'-glyserol som eventulet kan være substituert med polymeriserbare grupper.

6. Filmaggregat i henhold til krav 1,karakterisert vedat sonene (7) til (2) eller (3) omfatter en forbindelse med formel (Ia) eller en forbindelse med formel (Ib)

hvori de taggede symboler betyr.idet vesentlige alifatiske, rettkjedede eller forgrenede hydrokarbylgrupper som inneholder ca. 1 til 20 karboanatomer, fortrinnsvis fra 4 til 16 karbonatomer og som kan inneholde heteroatomer (oksygen, nitrogen, svovel) med den betingelse at disse ikke i det vesentlige påvirker den i det vesentlige alifatiske natur til hydrokarobyl gruppene, A betyr den ene del av et charge -transfer par, og B betyr en polariserbar gruppe, heltal-lene n, m og g betyr 0 eller 1, Y' betyr en karboksygruppe -COOH, en hydroksygru'pe -OH eller en amingruppe -N^, hvori a) n = m = 1 og q er 0 eller 1, eller b) n eller m er 0 og q er 0 eller 1 og de funksjoneller derivater derav.

7. Filmaggregat i henhold til krav 1,karakterisert vedat sonene (7) til (2) eller (3) omfatter en fosfor glyserol eller-treitol hvori minst to hydroksyg upper er forestrert, foretret og/eller aminert med enten en forbindelse med formel (Ia) eller en forbindelse med (Ib)

hvori de taggede symboler betyr idet vesentlige alifatiske, rettkjedede eller forgrenede hydrokarbylgrupper som inneholder ca. 1 til 20 karboanatomer, fortrinnsvis fra 4 til 16 karbonatomer og som kan inneholde heteroatomer (oksygen, nitrogen, svovel) med den betingelse at disse ikke i det vesentlige påvirker den i det vesentlige alifatiske natur til hydrokarobyl gruppen, A betyr den ene del av et charge -transfer par, og B betyr en polariserbar gruppe, heltal-lene n, m og q betyr 0 eller 1, Y' betyr en karboksygruppe -COOH, en hydroksygruppe -OH eller en amingruppe -Nf^, med den betingelse at enten a) n = m = 1 og q er 0 eller 1, eller b) n eller m er 0 og q er 0 eller 1 og de funksjoneller derivater derav.

8. Filmggregat i henhold til krav 7,karakterisert vedat fosforglyserolen har formel

hvori de taggede symboler, n, m og q har betydningene opp-ført i krav 7, A og A' betyr et par av charge-transfergrup-per, B og B' som kan være like eller forskjellige betyr en polariserbar gruppe, n', m'og q1 har betydningene 0 eller 1, Y betyr gruppen -0-, -C(=0)-0- og/eller -NH- og X er hydrogen eller det er resten fra en alkohol, særlig en lavere alkanol, amino lavere alkanol og serin, kiolin, 1-eller 3-glyserol som danner en ester med fosforsyregruppen, med den betingelse at n+m og n<1>+m' er uavhengig av hverandre 1 eller 2 og q og q<1>er uavhengig av hverandre 0 eller 1.

9. Filmaggregat i henhold til krav 7,karakterisert vedat fosfor treitolen har formelen

hvori de taggede symbolerne, n, m, q, n', m', q'(A, A<1>, B, B' X og Y har betydningene oppført i sammenheng med form-lene Ila og Ilb i krav 8, n", m" og q" betyr 0 eller 1 A" betyr en charge-transfer gruppe og B" betyr en polariserbar gruppe med det forbehold at n+m, n'+m1 er uavhengig av hverandre 1 eller 2, men en av disse summer kan i tillegg være 0, og q, q1 og" er uavhengig av hverandre 0 eller 1.