Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Bestimmung der chemischen und physikalischen Stabilität von Mitteldestillaten mit mehreren alternativen Komponenten unter verschiedenen Lagerbedingungen

Durch die Entwicklung im Bereich alternativer Brennstoffe wie veresterter Pflanzenöle und vermehrt von rein paraffinischen Produkten wie hydrierten Pflanzenölen (HVO) oder synthetischen Brennstoffen (XtL) zu mineralölstämmigen Brennstoffen, ergeben sich maßgebliche Änderungen hinsichtlich der Zusammensetzung und Produkteigenschaften. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen die ablaufenden Alterungsmechanismen und bislang unbekannten chemischen und physikalischen Phänomene während der Lagerung von Brennstoffen mit hohen paraffinischen Anteilen detailliert untersucht und aufgeschlüsselt werden. Dazu gilt es die sehr komplexen Gemische von Brennstoffen (Heizöl/FAME/XtL) und Alterungsprodukten unter verschiedenen Lagerbedingungen durch den Einsatz der hochauflösenden Massenspektroskopie auf molekularer Ebene zu charakterisieren.

Ziel ist es, die möglichen Einflüsse der komplexeren Brennstoffmatrix auf die gängigen Analysenmethoden und potentielle Modifikationen aufzuzeigen. Des Weiteren können durch die Identifikation von reaktiven Molekülen oder Stoffgruppen potentielle Leitkomponenten der Alterungsreaktionen definiert werden.

Die zu erwartenden Forschungsergebnisse werden daher nicht nur der Biokraftstoff- und Mineralölindustrie und ihren Produkten von Nutzen sein, sondern vor allem den klein- und mittelständigen Gewerben, die diese Produkte vertreiben und damit ihren Absatz sichern können. Des Weiteren können die Forschungsergebnisse ebenfalls in jeglichen Anwendungsbereichen wie Brenner-, Automobil- oder Luftfahrtindustrie eingesetzt werden und damit ebenfalls die KMU (Zulieferfirmen etc.) stärken.

Ergebniszusammenfassung:

Im Projekt sollte die Stabilität von Mehrkomponentenbrennstoffen anhand einer umfangreichen Probenmatrix untersucht werden. Dabei standen genormte Brennstoffanalytik sowie detailanalytische Methoden im Fokus.

Das Langzeitlagerstabilitätsverhalten von Brennstoffen und Mehrkomponentenbrennstoffen konnte charakterisiert werden. Die Einflüsse einzelner Brennstoffe auf die Eigenschaftsänderungen einer komplexen Brennstoffmatrix wurde identifiziert. Eine zentrale Erkenntnis des Vorhabens ist, dass die Zugabe von OME zu Heizölen keinen negativen Effekt auf die Blendstabilität hat. Diese Aussage ist jedoch weiterhin statistisch abzusichern. Ebenfalls gelang die Anpassung einiger Standardanalysemethoden (DIN 51371, DIN EN ISO 12937, DIN EN 14104) auf den neuartigen Brennstoff OME und Blends, die diesen enthalten. Weiterhin wurde ein Lagerstabilitätsmodell für Mehrkomponentenbrennstoffe mit hohem Paraffinanteil entwickelt.

Zur molekularen Identifizierung von Alterungsprozessen und -produkten wurde eine detailanalytische Methode entwickelt. Insbesondere die unter Sauerstoffeinbau entstehenden Alterungsprodukte von FAME konnten umfassend ermittelt werden. Der Einbaumechanismus erfolgt entgegen der bisherigen Erkenntnisse anderer Forschungsvorhaben nicht nur an der Doppelbindung, sondern hauptsächlich im Kopfteil der Ester, also zwischen der Estergruppe und den eingebauten Doppelbindungen.