PL198187B1

PL198187B1 - Zastosowanie odbarwiającego, aktywnego węgla

Info

Publication number: PL198187B1
Application number: PL365333A
Authority: PL
Inventors: Alisdair Quentin Clark; Spencer Edwin Taylor
Original assignee: Bp Oil Int
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2008-06-30
Also published as: ZA200306605B; RU2272827C2; BR0208217A; CN102250636A; UA76456C2; US7550074B2; NO20034123D0; EP1373437A1; CZ20032625A3; JP2008179826A; RU2003130220A; US20040129608A1; GB0107908D0; CN1513048A; CA2439948A1; NZ528308A; CA2439948C; JP4227417B2; WO2002079349A1; MY141755A

Abstract

1. Zastosowanie odbarwiaj acego, aktywnego w egla do usuwania przynajmniej cz esci slado- wych zanieczyszcze n, wybranych z grupy obejmuj acej indany, naftaleny, fenantreny, piren, alkiloben- zeny i ich mieszaniny, z benzyny, która jako ca lo sc stanowi mieszanin e sk ladników paliwa. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy zastosowania odbarwiającego, aktywnego węgla zwłaszcza do odbarwiania benzyny.

Paliwa węglowodorowe, w tym benzyna, powszechnie otrzymywane z ropy naftowej, są wykorzystywane w wielu zastosowaniach, np. jako paliwa do transportu, do wytwarzania energii elektrycznej, ogrzewania i oświetlenia. Zwykle produkty otrzymywane z prostej destylacji ropy naftowej poddawane są dalszej obróbce, aby otrzymać materiały o jakości wystarczającej do zastosowania rynkowego. Przykłady takich procesów obejmują a) krakowanie i hydrokrakowanie wysokowrzącego materiału do produktów niżej wrzących; b) reformowanie i izomeryzację w celu otrzymania lepszej jakości spalania oraz c) alkilowanie/polimeryzację w celu przetworzenia gazów w ciecze.

Oprócz tych standardowych procesów istnieje wiele sposobów polepszenia jakości produktu przez usuwanie lub przetworzenie zanieczyszczeń, np. d) hydrorafinacja w celu usunięcia materiałów zawierających siarkę; e) proces Merox oraz wysładzanie miedzią w celu przetworzenia/usunięcia substancji siarkowych; oraz f) oczyszczanie gliną w celu usunięcia substancji powierzchniowo czynnych.

Stosowanie procesów przetwarzania i oczyszczania daje produkty odpowiedniej jakości do użytku rynkowego. Jednakże, ponieważ produkty pochodzą ze źródeł naturalnych, często pozostają śladowe ilości substancji barwnych lub powstają one podczas dalszej obróbki, nadając gotowemu produktowi zabarwienie żółtozielone lub inne. Takie zabarwienie może być uznane za szkodzące dla uznania produktu na rynku jako materiału wysokiej jakości lub powoduje komplikacje polegające na tym, że trzeba dodawać barwników w celu uzyskania specjalnej barwy wymaganej ze względów celnych.

Znane jest wytwarzanie benzyny o białości wody przy użyciu destylacji w celu usunięcia wysoko wrzących związków nadających barwę.

Odbarwianie roztworów asfaltowo-naftowych jest ujawnione przez Ken-ichi Yamamoto i in. w CA 32:4761a i CA 32:4761c. Używane jest wiele różnych adsorbentów obejmujących węgiel aktywowany. W CA 25:2840 opisane jest również odbarwiające działanie kwaśnej gliny. Odbarwianie nafty, benzyny i destylatów ropy naftowej za pomocą gliny opisano w CA 23:698a. W CA 39:36 59² opisano usuwanie tetraetylo-ołowiu i substancji barwiącej z benzyny ołowiowej za pomocą uwodnionego krzemianu glinu. Stosowanie aktywowanej gliny ujawniono również w CA 39:4470h. Odbarwianie i usuwanie zapachu z krakowanej benzyny za pomocą chlorosiarczanu glinu opisano w CA 22:498a. Odbarwianie lekkiego oleju przez kontaktowanie go z węglem aktywowanym ujawniono w JP6136370.

Obecnie stwierdzono, że możliwe jest proste, przemysłowe usuwanie śladowych ilości substancji barwnych z benzyny.

Według wynalazku zostało to rozwiązane przez zastosowanie odbarwiającego, aktywnego węgla do usuwania przynajmniej części śladowych zanieczyszczeń, wybranych z grupy obejmującej indany, naftaleny, fenantreny, piren, alkilobenzeny i ich mieszaniny, z benzyny, która jako całość stanowi mieszaninę składników paliwa.

Stwierdzono, że kontaktowanie benzyny z odbarwiającym węglem usuwa przynajmniej część śladowych zanieczyszczeń wybranych z grupy obejmującej indany, naftaleny, fenantreny, piren, alkilobenzeny i ich mieszaniny, przy czym sposób ten obejmuje kontaktowanie co najmniej części ciekłego paliwa węglowodorowego, zwłaszcza benzyny, z węglem odbarwiającym. Paliwem może być olej napędowy lub korzystnie benzyna. Jeżeli paliwem jest olej napędowy, wówczas paliwo to może nadawać się do zasilania dowolnego znanego rodzaju silnika wysokoprężnego, np. samochodowego silnika wysokoprężnego lub okrętowego silnika wysokoprężnego. Jeżeli paliwem jest benzyna, może to być benzyna samochodowa lub benzyna lotnicza do stosowania w dowolnym silniku spalinowym z zapłonem iskrowym. Paliwem może być nafta przeznaczona do lotniczego silnika turbinowego jako paliwo odrzutowe lub do stosowania w naziemnym silniku turbinowym. Alternatywnie nafta może być używana jako paliwo do ogrzewania lub oświetlania, a bezbarwny produkt może zawierać barwnik wprowadzony w celu odróżnienia tego produktu.

Stwierdzono, że przedmiotowy wynalazek daje produkt benzynowy, który w zastosowaniu wytwarza w silniku mniej nagaru w porównaniu z benzyną nie obrobioną. W szczególności taki produkt benzynowy w eksploatacji nieoczekiwanie wytwarza znacznie mniejszy nagar w komorze spalania. Wreszcie w jednym eksperymencie stwierdzono zmniejszenie ilości nagaru do poziomu poniżej uzyskiwanego przy stosowaniu znanego detergentowego dodatku do benzyny. Ponadto produkt benzynowy w eksploatacji wytwarza mniejszy osad w kolektorze wlotowym.

PL 198 187 B1

Zalety te mogą zmniejszać lub nawet eliminować konieczność stosowania dodatków detergentowych do benzyny.

Według innego przykładu realizacji przedmiotowego wynalazku przewidziano zastosowanie w silniku spalinowym z zapłonem iskrowym benzyny według przedmiotowego wynalazku w celu zmniejszenia nagaru w silniku, korzystnie w celu zmniejszenia osadów wytwarzanych w przynajmniej jednym miejscu wybranym z grupy złożonej z układu zasilania silnika, zaworów wlotowych silnika, komory spalania silnika i układu wydechowego silnika.

Ponadto przedmiotowy wynalazek przewiduje sposób zmniejszania osadów w silniku, który obejmuje spalanie w silniku spalinowym o zapłonie iskrowym benzyny wytworzonej w sposobie według przedmiotowego wynalazku, gdzie korzystnie zmniejszenie osadów w silniku zapewnione jest w co najmniej jednym miejscu wybranym z grupy złożonej z układu zasilania silnika, zaworów wlotowych silnika, komory spalania silnika i układu wydechowego silnika.

Stwierdzono, że benzyna według przedmiotowego wynalazku zmniejsza osady zwłaszcza w komorze spalania silnika. Benzynę według przedmiotowego wynalazku można zatem korzystnie stosować w silniku z bezpośrednim wtryskiem benzyny, gdzie benzyna jest wprowadzana bezpośrednio w komorę spalania.

Przedmiotowy wynalazek zmniejsza również zawartość siarki w ciekłej benzynie, co może pomagać w uzyskaniu bardzo małej zawartości siarki w produkcie benzynowym.

Niniejszy wynalazek stanowi również sposób wytwarzania benzyny o białości wody, bez konieczności destylowania w celu usunięcia wysoko wrzących składników barwiących.

Korzystnie ciekłe paliwo (benzynę) przepuszcza się przez złoże filtru węglowego, by usunąć śladowe zabarwienie. Może być jednak również możliwe wprowadzanie cząstek węgla odbarwiającego do paliwa (benzyny), a następnie usuwanie tych cząstek z paliwa (benzyny) po obróbce. Do wytworzenia węgla odbarwiającego, stosowanego według przedmiotowego wynalazku, może być wykorzystywane dowolne źródło węgla. Jednakże korzystny jest węgiel pochodzący z drewna, orzechów kokosowych lub węgla kamiennego. Węgiel można aktywować np. przez obróbkę kwasem, zasadą lub parą wodną. Odpowiednie węgle odbarwiające opisane są w Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3. wydanie, wol. 4, s. 562-569. Korzystne węgle odbarwiające można otrzymać z firm Norit, General Filtration, CPL, Carbon Link i Fen-group.

Paliwo (benzyna) może pochodzić z ropy naftowej. Przykładowo benzyna może stanowić destylat z ropy naftowej. Korzystnie paliwo lub benzyna stanowi destylat z ropy naftowej, który został przetworzony w co najmniej jednym z następujących etapów obróbki: a) krakowanie i/lub hydrokrakowanie; b) reformowanie i izomeryzacja oraz c) alkilowanie/polimeryzacja. Destylat z ropy naftowej może również być obrobiony w celu polepszenia jakości produktu przez usuwanie lub transformację zanieczyszczeń. Takie etapy obróbki zawierają d) hydrorafinację w celu usunięcia substancji siarkowych;

e) proces Merox lub wysładzanie miedzią w celu przetworzenia/usunięcia substancji siarkowych oraz

f) obróbkę gliną w celu usunięcia substancji powierzchniowo czynnych. Paliwo (benzyna) może również zawierać składniki, które pochodzą z innych źródeł, takich jak procesy chemiczne służące do wytwarzania związków aromatycznych, eterów, lub materiał uzyskiwany z biomasy, taki jak etanol lub metanol.

Korzystnie paliwo (benzyna) zawiera co najmniej jedną frakcję parafinową ropy naftowej lub pochodzącą z ropy naftowej. Paliwo (benzyna) może zawierać co najmniej 20% obj., korzystniej co najmniej 40% obj. takiej frakcji parafinowej. Zwykle frakcja parafinowa zawiera co najmniej jeden nasycony węglowodór alifatyczny zawierający 4-20 atomów węgla w cząsteczce. Korzystnie ten węglowodór alifatyczny ma cząsteczkę zawierającą 4-12 atomów węgla. Takie alifatyczne węglowodory mogą być liniowe lub rozgałęzione. Odpowiednie liniowe węglowodory obejmują n-butan, n-pentan, n-heksan, n-heptan, n-heptan, n-oktan, n-nonan, n-dekan, n-undekan i n-dodekan. Odpowiednio rozgałęzione węglowodory łańcuchowe obejmują alkany o 4-8 atomach węgla, posiadające co najmniej jedno rozgałęzienie (np. 2 lub 3 rozgałęzienia) w swym łańcuchu alkilowym. Przykłady odpowiednich rozgałęzionych alkanów obejmują izobutan, izopentan, izoheksan i izooktan.

Paliwo (benzyna) może również zawierać co najmniej jedną olefinę. Korzystnie jednak zawartość olefin w paliwie (benzynie) jest mniejsza niż 20% obj., korzystniej mniejsza niż 10% obj. Jeśli olefina występuje w paliwie (benzynie), olefiną tą może być alken o 5-10, np. 6-8 atomach węgla. Takie alkeny mogą być liniowe lub rozgałęzione. Odpowiednie przykłady obejmują penten, izopenten, heksen, izoheksen, hepten lub 2-metylopenten i ich mieszaniny. Alkeny takie mogą być wytwarzane

PL 198 187 B1 dowolnym odpowiednim, znanym sposobem, np. przez katalityczne lub termiczne krakowanie pozostałości z surowej ropy naftowej.

Paliwo (benzyna) może również zawierać związki aromatyczne. Korzystnie jednak zawartość związków aromatycznych w paliwie (benzynie) jest mniejsza niż 50% obj., korzystniej mniejsza niż 35% obj., jeszcze korzystniej mniejsza niż 25% obj., a najkorzystniej mniejsza niż 10% obj. Odpowiednie związki aromatyczne, które mogą występować w paliwie, obejmują toluen, o-, m-, p-ksylen i trimetylobenzeny. Mogą również występować mieszaniny związków aromatycznych. Mieszaniny takie mogą być otrzymywane z katalitycznie reformowanej lub krakowanej benzyny otrzymanej np. z ciężkiej nafty. Korzystnie paliwo (benzyna) jest zasadniczo pozbawione benzenu, np. zawiera go mniej niż 1% obj.

Paliwo (benzyna) może również zawierać co najmniej jeden związek zawierający tlen. Odpowiednie związki zawierające tlen obejmują alkohole i etery, takie jak etanol i etery dialkilowe. Korzystnie stosuje się eter asymetryczny. Przykłady obejmują eter tert-butylowo-metylowy (MTBE), eter tertbutylowo-etylowy i eter tert-amylowo-metylowy. Korzystnie ilość związku zawierającego tlen w paliwie (benzynie) jest mniejsza niż 15% obj.

Korzystnie końcowa temperatura wrzenia paliwa (benzyny) jest mniejsza niż 200°C, korzystniej mniejsza niż 180°C, np. 155-175°C.

Zawartość siarki w paliwie (benzynie) wynosi korzystnie mniej niż 10 ppm, korzystniej mniej niż 5 ppm, jeszcze korzystniej mniej niż 1 ppm, a najkorzystniej mniej niż 0,5 ppm.

Paliwo (benzyna) według przedmiotowego wynalazku może mieć silnikową liczbę oktanową (MON) co najmniej 82, badawczą liczbę oktanową (RON) co najmniej 92. Korzystnie paliwo (benzyna) ma silnikową liczbę oktanową 85-90, a badawczą liczbę oktanową 95-100.

Paliwo (benzyna) według przedmiotowego wynalazku może mieć ciśnienie pary według Reida 30-110 kPa, korzystnie 30-60 kPa.

Gęstość paliwa (benzyny) może być większa niż 0,60 g/cm³, korzystnie większa niż 0,70 g/cm³, jeszcze korzystniej większa niż 0,72 g/cm3. Korzystnie gęstość paliwa (benzyny) nie przewyższa 0^,775 ^g/cm³.

Paliwo (benzyna) może być wytwarzane dowolnym odpowiednim sposobem, np. przez mieszanie ze sobą odpowiednich składników. W jednym przykładzie realizacji paliwo (benzyna) jest wytwarzane przez mieszanie izoparafiny (alkilatu), produktu hydrokrakowania i izomeryzacji. Ilość zastosowanej izoparafiny może być taka, że stanowi ona 20-80% obj., korzystnie 50-70% obj., przykładowo 60% obj. końcowej kompozycji paliwa (benzyny). Ilość zastosowanego produktu hydrokrakowania może być taka, że stanowi 5-35% obj. korzystnie 10-30% obj., przykładowo 20% obj. końcowej kompozycji paliwa (benzyny). Ilość zastosowanego produktu izomeryzacji może być taka, że stanowi 10-50% obj., korzystnie 20-40% obj., np. 30% obj. końcowej kompozycji paliwa (benzyny). Może być również pożądane, by paliwo zawierało produkt reformowania i/lub benzynę krakowaną w pełnym zakresie katalitycznie (FRCCS) w kompozycji paliwa (benzyny). Produkt reformowania może być stosowany w ilości 0-40% obj., przykładowo 20% obj., a benzyną krakowaną w pełnym zakresie katalitycznie w ilości 0-30% obj., przykładowo 15% obj.

Część paliwa (benzyny) może być obrabiana według przedmiotowego wynalazku przez kontaktowanie co najmniej jednego ze składników, które tworzą paliwo (benzynę), oddzielnie lub razem z węglem przed połączeniem ich w celu wytworzenia paliwa (benzyny) jako końcowego produktu. Alternatywnie paliwo (benzyna) zawierające co najmniej jeden składnik może być traktowane jako całość.

Paliwo (benzyna) może być benzyną silnikową lub benzyną lotniczą do stosowania w silniku z zapłonem iskrowym.

Paliwo (benzyna) może zawierać typowe dodatki, takie jak dodatki detergentowe do benzyny. Przykładem dodatku detergentowego jest detergent aminowy PIB. Korzystnie przynajmniej część dodatku pozostaje w paliwie (benzynie), albo jest on dodawany do benzyny po obróbce według przedmiotowego wynalazku. Korzystnie benzyna wytworzona według przedmiotowego wynalazku jest zasadniczo pozbawiona dodatku detergentowego.

Przed obróbką sposobem według przedmiotowego wynalazku, benzyna może mieć wskaźnik zażółcenia/błękitu IP 17 wyższy niż 5 zażółcenia i wyższy niż 5 błękitu, np. wyższy niż 7 zażółcenia i 7 błękitu. W jednym przykładzie wykonania benzyna ma wskaźnik IP 17 9 zażółcenia/10 błękitu. Po obróbce według przedmiotowego wynalazku benzyna może mieć wskaźnik IP 17 niższy od 5 zażółcenia i niższy od 5 błękitu, np. niższy od 3 zażółcenia i niższy od 3 błękitu, korzystnie niższy od 1 zażółPL 198 187 B1 cenia i niższy od 1 błękitu. W jednym przykładzie realizacji benzyna ma wskaźnik IP 17 0,7 zażółcenia/0,5 błękitu po obróbce. W innym przykładzie wykonania benzyna ma po obróbce wskaźnik IP 17 0,1 błękitu. Benzyna jest korzystnie po obróbce według wynalazku przezroczysta jak woda. (Uwaga. IP 17 stanowi test zabarwienia według Institute of Petroleum Standard Test).

Według wynalazku wskaźnik zabarwienia benzyny wyznaczany metodą Saybolta przed skontaktowaniem z węglem może być gorszy niż 10, a po skontaktowaniu z węglem może być lepszy niż 20.

Te i inne aspekty wynalazku zostaną teraz opisane w odniesieniu do fig. 1, gdzie przedstawiono schematycznie urządzenie do realizacji przedmiotowego wynalazku.

Figura 1 przedstawia urządzenie zawierające zbiornik 10 benzyny, zespół filtrujący 12 i zespół monitorujący 14. Zbiornik 10 benzyny zawiera 2500 litrów benzyny. Zespół filtrujący 12 stanowi beczka 205 litrowa, wewnątrz której umieszczone jest złoże filtrujące z granulowanego kwaśnego węgla aktywowanego (180 kg). Zespół monitorujący 14 zawiera dodatkowy filtr, który nadaje się do zatrzymywania śladów węgla i wody.

Podczas działania pompa 16 służy do pompowania benzyny ze zbiornika 10 do zespołu filtrującego 12. Benzyna przepływa przez złoże filtrujące z natężeniem przepływu 1,1 m³/godz. Na złożu filtrującym panuje różnica ciśnień mniejsza niż 15 cm H2O, mierzona za pomocą ciśnieniomierza 18.

Po uruchomieniu urządzenia, temperatura zespołu filtrującego 12 jest monitorowana za pomocą termopary 20. Pożądane jest utrzymywanie temperatury zespołu filtrującego 12 poniżej wartości progowej 30°C, aby zapewnić, że lżejsze składniki benzyny nie będą wrzeć. Jednakże, jeżeli ta temperatura progowa zostanie przekroczona, wówczas zawór odciążający 24 może się otworzyć, aby usunąć bezpiecznie nadmierne ciśnienie. Gdy benzyna całkowicie wypełni filtrujący zespół 12, uzyskuje się działanie w stanie ustalonym i nie występuje już wzrost temperatury.

Po przefiltrowaniu benzyna podawana jest do zespołu monitorującego 14, gdzie usuwane są wszelkie ślady granulowanego węgla lub wody w produkcie. Na zespole monitorującym 14 panuje różnica ciśnienia mniejsza niż 15 cm H2O, mierzona przez ciśnieniomierz 22.

Odbarwiony produkt jest następnie usuwany z zespołu monitorującego 14 i doprowadzany do zbiornika magazynowego lub beczki.

P r z y k ł a d 1

W przykładzie tym 500 ml normalnej benzyny (zwykle o zabarwieniu zielonym) badano znormalizowaną metodą 17 według Institute of Petroleum (IP17), aby określić barwę. Badanie to porównuje próbkę z szeregiem barw odniesienia, zawierającym barwy czerwoną, żółtą i niebieską. Im wyższa liczba, tym większe zabarwienie ma próbka.

Benzynę przepuszczano następnie przez kolumnę filtracyjną o długości około 20 cm, o średnicy 2 cm ze spieku szklanego, aby zatrzymywać węgiel. Następnie barwę przefiltrowanej benzyny mierzono według IP17. Wyniki przedstawiono w tabeli poniżej.

Badanie	Podstawowe paliwo, benzyna	Podstawowe paliwo po kontakcie z węglem granulowanym
Zabarwienie IP17	9,0 zażółcenie/10,0 błękit	0,7 zażółcenie/0,5 błękit
Dodatki detergentowe mg/100 ml	68	43

Badanie to wykazało, że po filtrze węglowym zabarwienie zielone zostało praktycznie całkowicie usunięte z próbki. Ponadto niespodziewanie filtr węglowy nie usunął całego dodatku detergentowego (typu aminy PIB), co świadczy o szczególnym powinowactwie do substancji barwnych zawartych w paliwie.

P r z y k ł a d 2

Powtórzono przykład 1 z węglem aktywowanym przemywanym kwasem:

Badanie	Podstawowe paliwo, benzyna	Podstawowe paliwo po kontakcie z węglem granulowanym
Zabarwienie IP17	9,0 zażółcenie/10,0 błękit	0,1 błękit
Dodatki detergentowe mg/100 ml	68	32

PL 198 187 B1

Pozostały tylko ślady barwy błękitnej i znów niecały dodatek detergentowy PIB został usunięty

Dalsze doświadczenia

Przeprowadzono następujące dalsze doświadczenia z odbarwianiem stosując półlitrową butelkę ze skraplaczem, mieszadłem i wskaźnikiem temperatury. Początkowo używano 150 g benzyny wraz z dawką różnych węgli aktywowanych pochodzących z różnych źródeł. Tak przygotowany zestaw umożliwiał wzrokowe sprawdzanie usuwania zabarwienia przed rozpoczęciem obróbki większych próbek. Wyniki przedstawiono w tabeli 1 poniżej.

T a b e l a 1

Źródło węgla	Ilość węgla w % wag./obj. względem benzyny	Objętość benzyny	Czas ⁽g^odz.)	Wskaźnik Saybolta	Uwagi
Aldrich #161551	0,35	215	5,50	bez zmian	benzyna dodana do węgla - bez efektu egzotermicznego
0,35	215	5,50	bez zmian	węgiel dodany do benzyny - bez efektu egzotermicznego
BPOil CPL	0,17	2143	14,00	+ 19
		19,25	+ 19
BPOil CPL	0,70	2143	5,00	+21
		9,75	+21
		12,25	+20
Sutcliffe Speakman dCl mesh: 12x40US	0,35	2143	1,50	+20
		4,25	+20
		9,75
Aldrich #161551	0,50	1500	1	+23	Węgiel suszony w piecu o temperaturze 140°C przez 7 godz.
		2	+23
		3	+23
Norit CAS	0,50	1500	1	+24
			3	+23

Wskaźnik barwy Saybolta materiału początkowego wynosił +2.

Wyniki podane w tabeli 1 wykazują, że konieczne było suszenie węgla Aldrich'a w temperaturze 140°C przez 7 godz. przed użyciem go. Przy powtarzaniu badania metodą Saybolta wskaźnik barwy +23 uzyskano po czasie przebywania tylko 1 godz. Najlepszą próbką węgla, jeśli chodzi o polepszenie barwy, jest wyraźnie Norit CAS. Przy dawce 0,5% wag./obj. benzyny wskaźnik barwy Saybolta +24 otrzymano po czasie tylko 1 godz. Posługiwanie się tym gatunkiem węgla może okazać się nieco problematyczne ze względu na występowanie w nim drobnych cząstek.

Następny w kolejności jakości wynik (barwa +20) uzyskano dla próbki otrzymanej z firmy Sutcliffe Speakman w czasie w przybliżeniu takim samym, ale przy mniejszej dawce 0,35% wag./obj. benzyny. Próbka węgla granulowanego CPL z firmy BP Oil dała wskaźnik barwy Saybolta +19 po czasie przebywania 14 godz. przy dawce 0,17% wag./obj. Kiedy dodano więcej tego węgla, nie było poprawy barwy. Należy zatem przypuszczać, że węgiel był już w nadmiarze w pierwotnej dawce.

Można by stosować mieszaninę węgli, np. mieszaninę próbek Sutcliffe Speakman i Norit.

Badania motorowe

2000 litrów benzyny podzielono na dwie partie, każda po 1000 litrów. 1000 litrów skontaktowano z węglem aktywnym, aby uzyskać produkt odbarwiony. 1000 litrów odstawiono jako paliwo podstawowe. Oba te paliwa porównano pod względem skłonności do wytwarzania w silniku nagaru stosuPL 198 187 B1 jąc standardowe badanie przemysłowe z silnikiem Mercedesa (badanie M102E), pracującego na 300 litrach paliwa. Wyniki przedstawiono w tabeli 2.

Zapisano wzrokową ocenę powstawania nagaru w układzie wlotowym (kolektor, otwór wlotowy, gardziel wlotowa i kielich zaworu wlotowego). Zapisano ciężar nagaru w zaworze wlotowym (nagar w kielichu, substancje rozpuszczalne w kielichu, nagar czołowy i zużycie zaworu) oraz w komorze spalania (denko tłoka i głowica cylindra). Pomiary grubości nagaru przeprowadzono w komorze spalania (denko tłoka i głowica cylindra).

T a b e l a 2

Część silnika	Paliwo podstawowe	Paliwo odbarwione	Paliwo podstawowe z dodatkiem	Paliwo odbarwione z dodatkiem
Ocena wzrokowa
Kolektor wlotowy	8,900	8,900	8,900	8,900
Otwór wlotowy	8,030	8,850	8,900	8,900
Gardziel wlotowa	7,800	9,080	8,900	8,900
Kielich zaworu wlotowego	8,630	8,880	9,620	9,400
Nagar na obrzeżu gniazda zaworu	ślady/średni	ślady/lekki	czysto/lekki	czysto/lekki
Ciężar nagaru (mg)
Nagar w kielichach	83,600	43,100	15,600	26,500
Substancje rozpuszczalne w kielichach	2,600	0,900	3,200	6,800
Nagar na powierzchni czołowej	15,400	7,800	13,700	16,900
Zużycie zaworu	9,700	1,400	2,700	8,100
Nagar na denku tłoka	511,525	362,125	498,050	497,674
Nagar na głowicy cylindrów	440,725	316,675	461,050	535,125
Grubość nagaru (pm)
Denko tłoka	75,900	56,300	57,800	69,000
Głowica cylindrów	115,700	74,300	119,500	119,700

Wyniki przedstawione w tabeli 2 wykazują, że odbarwiona benzyna zapewnia lepszą czystość silnika niż paliwo podstawowe. Sposób według przedmiotowego wynalazku nie tylko odbarwia paliwo, ale również selektywnie usuwa substancje, które tworzą nagar w silniku.

Odbarwiona benzyna ma wydajność podobną do paliwa podstawowego ze znanym detergentowym dodatkiem do benzyny (330 ml/m³ konwencjonalnego dodatku, takiego jak BASF Keropur 3540 K5), a dodatkową zaletą jest zmniejszenie powstawania nagaru w komorze spalania (denko tłoka i głowica cylindrów). Detergentowy dodatek do benzyny powodował niewielkie dodatkowe polepszenie w stosunku do już oczyszczonego paliwa odbarwionego, a w pewnych przypadkach pogarszał nagar (dodatkowo powodując powstawanie nagaru w komorze spalania). Sposób według przedmiotowego wynalazku powodował zmniejszenie nagaru w komorze spalania, czego nie mogą osiągnąć z typowymi dodatkami detergentowymi.

Dokładne oznaczanie siarki w tych dwóch paliwach wykazało, że paliwo podstawowe zawierało 49 ppm siarki, podczas gdy produkt benzynowy zawierał 47 ppm siarki. Sposób według przedmiotowego wynalazku stanowi zatem użyteczny etap wygładzający, w którym usuwane są substancje siarkowe. Może to być ważne dla osiągnięcia bardzo małych zawartości siarki, maksimum 10 ppm. Dzięki temu powstaje dalsza potencjalna możliwość zmniejszenia zawartości siarki o 20%.

PL 198 187 B1

Zużyty węgiel z reaktora odbarwiającego usunięto i przeanalizowano pod kątem masowej desorpcji substancji. Wyniki wykazały, że węgiel adsorbował substancje takie jak: indany, naftaleny, fenantreny, piren i alkilobenzeny. Tylko śladowe ilości tych materiałów byłyby zawarte w benzynie, a zastosowanie węgla do ich selektywnego usuwania jest korzystne ze względu na zmniejszenie powstawania nagaru w silniku.

Claims

1. odbarwiającego, aktywnego węgla do usuwania przynajmniej części śladowych zanieczyszczeń, wybranych z grupy obejmującej indany, naftaleny, fenantreny, piren, alkilobenzeny i ich mieszaniny, z benzyny, która jako całość stanowi mieszaninę składników paliwa.

2. Zastosowań ie według zastrz. 1, znamienne tym, że odbarwiający, aktywny węgiel stosuje się do usuwania z benzyny zanieczyszczeń zwiększających zawartość siarki w paliwie.

3. Zastosowanie według zas^z. 1, znamienne tym, że odbarwiający, aMywny węgiel stosie się jako złoże filtrujące, przez które przepuszcza się benzynę, usuwając śladowe zabarwienie.

4. Zastosowanie według zastoz. 1, znamienne tym, że stosie się odbarwia^cy węgiel wytworzony z drewna, skorup orzechów kokosowych lub węgla kamiennego.

5. Zastosowanie według zaas^. 1, znamienne tym, że zanieccyszczenia usuwa się z benzyny silnikowej.

6. Zastosowanie według zaas^. 5, znamienne tym, że usuwa się z benzynn lotniczej.

7. Zastosowasie wedłuu zastrz. 1, znnmierrnn tym, że zaniecczyzzcenia uuuwa się z benyzsy, która ma gęstość nie większą niż 0,775 g/cm².

8. Zastosowasie według zastrz. 1, znnmiennn tym, że żaniecczszzcenia uuswa się z benyzsy, która przed kontaktowaniem z węglem ma wskaźnik zabarwienia benzyny, określony zgodnie ze standardowym testem IPV według Institute of Petroleum, wyższy od 5 zażółcenia i wyższy od 5 błękitu, a po kontaktowaniu z węglem niższy od 5 zażółcenia i niższy od 5 błękitu.

9. Zastosowanie weclług 5, znamiennn tym, że uuuwa się z benzyny, która przed kontaktowaniem z węglem ma wskaźnik zabarwienia benzyny, określony zgodnie ze standardowym testem IPV według Institute of Petroleum, wyższy od 5 zażółcenia i wyższy od 5 błękitu, a po kontaktowaniu z węglem niższy od 5 zażółcenia i niższy od 5 błękitu.

W. Zastosowanie według zas^z. 1, znam ienne tym, że zanieczyszczenia usuwa się z benzyny, która przed kontaktowaniem z węglem ma wskaźnik zabarwienia benzyny według Saybolta niższy od W, a po kontaktowaniu z węglem wyższy od 20.

H. Zastosowanie według zas^z. 5, znamienne tym, że zanieczyszczenia usuwa się z benzyny, która przed kontaktowaniem z węglem ma wskaźnik zabarwienia benzyny według Saybolta niższy od W, a po kontaktowaniu z węglem wyższy od 20.