Wpływ rozdziału faz na zmiany wybranych właściwości benzyny silnikowej E5 i E10

Podobne dokumenty
Wpływ współrozpuszczalnika na zjawisko rozdziału faz w benzynie silnikowej zawierającej do 10% (V/V ) bioetanolu

Destylacja benzyny silnikowej z zawartością do 10% (V/V ) etanolu obliczanie jej parametrów metodą addytywnych wskaźników mieszania

Wpływ właściwości frakcji benzynowych na parametry składu frakcyjnego paliwa etanolowego E85

Badania wpływu alkoholi pod kątem prężności par, hydroskopijności i rozdziału faz benzyn silnikowych

nr 1/2009 nieaddytywnych właściwości benzyn silnikowych. Liczby oktanowe benzyny silnikowej zawierającej bioetanol

Biopaliwo o zawartości 20 25% (V/V ) etanolu, wybrane właściwości fizykochemiczne

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1 C 10L 1/14. (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia:

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI. z dnia 9 grudnia 2008 r. w sprawie wymagań jakościowych dla paliw ciekłych. (tekst jednolity)

Badania wpływu zwiększonej zawartości bioetanolu w benzynie silnikowej na wartość liczby oktanowej

Zatwierdzam do stosowania od dnia

Specyfikacje jakościowe benzyny silnikowej E10

DZIENNIK USTAW RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI 1) z dnia 22 stycznia 2009 r. w sprawie wymagań jakościowych dla biopaliw ciekłych 2)

J. Wolszczak Paliwa ciekłe Laboratorium Związki tlenowe w benzynach

WZÓR RAPORTU DLA KOMISJI EUROPEJSKIEJ. 1. Informacje dotyczące instytucji sporządzającej raport.

Problem nieeadytywnych efektów mieszania dla parametru prężność par w trakcie blendingu biopaliwa E85

Warszawa, dnia 29 grudnia 2017 r. Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ENERGII 1) z dnia 20 grudnia 2017 r.

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

Warter Fuels S.A. Benzyna lotnicza WA UL 91 wyd. IX

Zatwierdzam do stosowania od dnia

Formuły paliw etanolowych wpływ na właściwości eksploatacyjne

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

NAFTA-GAZ grudzień 2012 ROK LXVIII. Wstęp. Problem nieaddytywności właściwości w benzynach silnikowych zawierających biokomponenty.

Benzyna E10 - fakty i mity, czyli nie taki diabeł straszny?

Zmiany stabilności chemicznej benzyny silnikowej zawierającej do 10% (V/V ) bioetanolu, podczas jej przechowywania w warunkach laboratoryjnych

Przegląd specyfikacji bioetanolu paliwowego

Automatyczny aparat do badania własności paliw płynnych ERASPEC

Problemy eksploatacyjne silników badawczych CFR Waukesha

WZÓR RAPORTU DLA RADY MINISTRÓW

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

WYNIKI KONTROLI JAKOŚCI PALIW REALIZOWANYCH PRZEZ INSPEKCJĘ HANDLOWĄ W OKRESIE STYCZEŃ GRUDZIEŃ 2008

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

WPŁYW SKŁADU CHEMICZNEGO BENZYNY I ZAWARTOŚCI ETANOLU W KSZTAŁTOWANIU WŁAŚCIWOŚCI EKSPLOATACYJNYCH

Wpływ zawartości i jakości bioetanolu w paliwach do silników ZI na oznaczenie liczby oktanowej

NAFTA-GAZ, ROK LXXIII, Nr 6 / 2017

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 170

Zatwierdzam do stosowania od dnia

Zatwierdzam do stosowania od dnia

Tolerancja wodna etanolowych benzyn silnikowych

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

Logistyka - nauka. Wpływ zastosowania paliwa z dodatkiem etanolu do zasilania silników spalinowych na skład spalin

PLAN BADANIA BIEGŁOŚCI / PORÓWNANIA MIĘDZYLABORATORYJNEGO NR 18/2015

(21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl.7

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1275 wydany przez POLSKIE CENTRUM AKREDYTACJI Warszawa, ul.

Aspekty wprowadzania średniego poziomu zawartości etanolu do benzyny silnikowej. Część 1

Wymagania gazu ziemnego stosowanego jako paliwo. do pojazdów

Pakiet cetanowo-detergentowy do uszlachetniania olejów napędowych przyjaznych środowisku

Zmiany w prawie europejskim implikujące zmiany w sposobie wytwarzania, składzie chemicznym i dystrybucji paliw

Zatwierdzam do stosowania od dnia

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Logistyka - nauka. Wpływ zastosowania paliwa z dodatkiem alkoholu na efektywność pracy silników spalinowych. Wstęp

Polska-Będzin: Benzyna bezołowiowa 2014/S Ogłoszenie o zamówieniu. Dostawy

WYNIKI KONTROLI JAKOŚCI PALIW REALIZOWANYCH PRZEZ INSPEKCJĘ HANDLOWĄ W 2017 ROKU

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

Oznaczanie prężności par paliw ciekłych

Dodatki do paliwa LPG - teoria i praktyka

Wykorzystanie metody BZ do badania skłonności benzyny silnikowej E10 do tworzenia osadów w komorach spalania

Wpływ promieniowania na wybrane właściwości folii biodegradowalnych

WYNIKI KONTROLI JAKOŚCI PALIW

ROZPORZÑDZENIE MINISTRA GOSPODARKI I PRACY 1) z dnia 16 sierpnia 2004 r. w sprawie wymagaƒ jakoêciowych dla paliw ciek ych 2)

Wykorzystanie tablic alkoholometrycznych w oznaczaniu mocy bioetanolu stosowanego jako biokomponent benzyn silnikowych

BADANIA ODSIARCZANIA SPALIN NA STANOWISKU PILOTAŻOWYM Z CYRKULACYJNĄ WARSTWĄ FLUIDALNĄ CFB 0,1MWt ORAZ STANOWISKU DO BADANIA REAKTYWNOŚCI SORBENTÓW

Badanie procesów dyfuzji i rozpuszczania się gazu ziemnego w strefie kontaktu z ropą naftową

Sprawozdanie z działalności Sekcji POLLAB-PETROL w roku 2010

R O Z P O R ZĄDZENIE M I N I S T R A E N E R G I I 1) z dnia...

WYNIKI KONTROLI JAKOŚCI PALIW

Wpływ procesu pobierania próbek na jakość przewidywania nieaddytywnych właściwości benzyn silnikowych

REJESTRACJA PROCESÓW KRYSTALIZACJI METODĄ ATD-AED I ICH ANALIZA METALOGRAFICZNA

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

pętla nastrzykowa gaz nośny

WYNIKI KONTROLI JAKOŚCI PALIW

BADANIA PORÓWNAWCZE PAROPRZEPUSZCZALNOŚCI POWŁOK POLIMEROWYCH W RAMACH DOSTOSOWANIA METOD BADAŃ DO WYMAGAŃ NORM EN

Źródła zagrożeń jakości LPG

LPG uznane paliwo silnikowe. Rawa Mazowiecka,

WPŁYW KONSTRUKCJI PRÓBNIKA DO POBORU PRÓBEK LPG NA REPREZENATYWNOŚĆ PRÓBEK LPG

Rada Unii Europejskiej Bruksela, 17 stycznia 2017 r. (OR. en)

WYNIKI KONTROLI JAKOŚ CI PALIW

Polskie Normy opracowane przez Komitet Techniczny nr 277 ds. Gazownictwa

Wpływ szkła wodnego potasowego na parametry zaczynów cementowo-lateksowych

Wpływ mikrocementu na parametry zaczynu i kamienia cementowego

RAF-2. Sprawozdanie o produkcji i obrocie produktami naftowymi. w jednostkach naturalnych tony

Wpływ gęstości medium na ciśnienie wyjściowe reduktora średniego ciśnienia

DOBÓR KSZTAŁTEK DO SYSTEMÓW RUROWYCH.SZTYWNOŚCI OBWODOWE

Zachowania odbiorców. Grupa taryfowa G

Wpływ dodatku metanolu i etanolu do benzyny na stężenia szkodliwych składników spalin w silniku o zapłonie iskrowym

Warszawa, dnia 23 marca 2018 r. Poz. 600 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ENERGII 1) z dnia 20 marca 2018 r.

Warszawa, dnia 5 sierpnia 2014 r. Poz. 1035

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych - ćwiczenie nr 2. przedmiot: Metody Analizy Technicznej kierunek studiów: Technologia Chemiczna, 3-ci rok

Laboratorium z Konwersji Energii SILNIK SPALINOWY

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ I MECHANIKI PŁYWNÓW ZAKŁAD SPALANIA I DETONACJI Raport wewnętrzny

za rok: PODMIOTY REALIZUJĄCE NARODOWY CEL WSKAŹNIKOWY Sprawozdanie podmiotu realizującego Narodowy Cel Wskaźnikowy w zakresie realizacji tego celu

Wybrane metody badania stabilności

LPG mieszanina propan-butan aspekty normalizacyjne

Badania właściwości benzyny o zwiększonej zawartości alkoholi

Euro Oil & Fuel Biokomponenty w paliwach do silników Diesla wpływ na emisję i starzenie oleju silnikowego

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

RAF-2 Sprawozdanie o produkcji, obrocie, zapasach oraz o infrastrukturze magazynowej i przesyłowej ropy naftowej i produktów naftowych

Analiza zmian jakości biopaliw B100 zachodzących podczas ich magazynowania w niskich temperaturach

Transkrypt:

NAFTA-GAZ, ROK LXIX, Nr 7 / 2013 Bogusława Danek Instytut Nafty i Gazu Wpływ rozdziału faz na zmiany wybranych właściwości benzyny silnikowej E5 i E10 W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących zmian wybranych właściwości benzyny E5 i E10 w efekcie rozdziału faz. Benzyny doświadczalne o różnym składzie komponentowym były kontaktowane z wodą w ilości od 0,3% (m/m) do 10% (m/m), w temperaturach: 0 C, 10 C i temperaturze otoczenia. Dla faz benzynowych uzyskanych w wyniku rozdziału faz badane były zmiany wybranych parametrów jakościowych: zawartości etanolu, liczb oktanowych (LOB, LOM), prężności par, destylacji i gęstości. Słowa kluczowe: benzyna silnikowa, etanol, tolerancja wodna, rozdział faz. The impact of the change in the phase separation of selected properties of gasoline E5 and E10 This paper presents the results of research on changes in selected properties of E5 and E10 gasoline as a result of phase separation. Experimental gasoline of different compositions were contacted with water in amounts of 0.3% (m/m) to 10% (m/m), at temperatures of 0 C, ( 10) C and room temperature. For gasoline phases, resulting from the phase separation, changes in quality parameters: levels of ethanol, octane number (RON, MON), vapor pressure, distillation and density were examined. Key words: gasoline, ethanol, water tolerance, phase separation. Wstęp Magazynowanie i dystrybucja benzyny silnikowej z etanolem wymaga odpowiedniej dbałości o infrastrukturę techniczną, w celu wykluczenia obecności wody w jej poszczególnych elementach (zbiornikach, rurociągach) oraz w środkach transportu (autocysternach, cysternach kolejowych) przeznaczonych do przemieszczania tego produktu między poszczególnymi elementami łańcucha dystrybucji. W benzynie silnikowej zawierającej etanol rozpuszcza się znacznie większa ilość wody niż w typowej benzynie węglowodorowej. Trwałość układu benzyna etanol zostanie zakłócona, jeżeli w zbiorniku magazynowym lub środku transportu będzie obecna woda w ilości większej, niż wynosi tolerancja wodna tego układu. W takiej sytuacji paliwo silnikowe z etanolem zazwyczaj ulega zmętnieniu, a w efekcie końcowym występuje zjawisko rozdziału faz. Miarą odporności benzyny silnikowej z etanolem na rozdział faz jest tolerancja wodna. Mianem tym określa się ilość wody, jaka może rozpuścić się w mieszaninie benzyna etanol, nie powodując jej rozwarstwienia w najniższej temperaturze, w której mieszanina ta może być przechowywana [1, 2]. Rozpuszczalność wody w benzynie silnikowej z etanolem zależy od: temperatury, zawartości etanolu, składu węglowodorowego paliwa silnikowego (zawartości olefin i aromatów) oraz zawartości innych związków tlenowych (tzw. współrozpuszczalników). Spośród wymienionych czynników decydujący wpływ na rozpuszczalność wody w benzynie silnikowej mają temperatura i zawartość etanolu [3 7]. W wyniku rozdziału faz benzyny silnikowej z etanolem w zbiorniku magazynowym powstają dwie fazy: górna faza benzynowa o zmniejszonej zawartości etanolu i dolna faza 562

artykuły wodna z częścią etanolu wyekstrahowanego z oryginalnego paliwa. Rozdział faz benzyny silnikowej z etanolem stwarza problemy techniczno-jakościowe, gdyż po wystąpieniu tego zjawiska konieczne są działania mające na celu: usunięcie z dna zbiornika warstwy wodno-etanolowej, ewentualną poprawę jakości benzyny silnikowej pozostałej w zbiorniku po usunięciu warstwy wodno-etanolowej, w celu dostosowania tego produktu do wymagań jakościowych specyfikacji. W niniejszym artykule omówiono wyniki badań dotyczących wpływu rozdziału faz benzyny bezołowiowej 95 o zawartości od 5% (V/V) do 10% (V/V) etanolu na wybrane parametry jakościowe (zgodne z rozporządzeniem Ministra Gospodarki z 9 grudnia 2008 r.) tego paliwa silnikowego. Rozdział faz benzyny bezołowiowej 95 E5 i E10 Przedmiotem badań były doświadczalne próbki benzyny bezołowiowej 95 z etanolem przygotowane w oparciu o dwa rodzaje benzyn bazowych: eterową (BE) zawierającą eter etylowo-tert-butylowy (ETBE) i węglowodorową (BW) niezawierającą związków tlenowych. Do benzyn bazowych został dodany etanol w ilościach: 5% (V/V) mieszanina ta odpowiadała składem obecnej na rynku benzynie handlowej (próbce tej nadano kod E5/BE), 7% (V/V), 9% (V/V) i 10% (V/V) mieszaniny te charakteryzowały się przykładowym składem dla benzyny bezołowiowej 95 o zawartości do 10% (V/V) etanolu przewidywanej do wprowadzenia na rynek polski po pojawieniu się odpowiednich uregulowań prawnych (mieszaninom tym przypisano kody, odpowiednio: E7/BE, E9/BE i E10/BW). Rozdział faz próbek benzyn E5/BE, E7/BE, E9/BE i E10/ BW wykonano zgodnie z procedurą opisaną w normie ASTM D 6422. Norma ta przewiduje wyznaczenie dla badanej próbki benzyny silnikowej temperatury wypadania fazy wodnej, w której następuje wyraźna separacja fazy wodno-etanolowej w wyniku chłodzenia próbki, i temperatury resorpcji fazy wodnej, w wyniku ogrzania próbki. Zgodnie z ww. metodą temperaturę rozdziału faz oblicza się jako średnią arytmetyczną temperatury wypadania fazy wodnej i temperatury resorpcji. W polskich warunkach klimatycznych zjawisko rozdziału faz benzyny silnikowej stanowi zagrożenie szczególnie w okresach, w których występują niskie temperatury, czyli w okresie przejściowym i w okresie zimowym. Z tego względu w prowadzonych badaniach jako temperatury wypadania fazy wodnej doświadczalnych próbek benzyny bezołowiowej 95 zawierającej od 5% (V/V) do 10% (V/V) etanolu wybrane zostały: temperatura 0 C, spotykana w okresie przejściowym, i temperatura 10 C, występująca w okresie zimowym. Trzeci eksperyment rozdziału faz wykonano w temperaturze otoczenia (około 22 C). Do każdej z doświadczalnych próbek benzyn E5/BE, E7/ BE, E9/BE i E10/BW wprowadzono określoną ilość wody powodującą ich rozwarstwienie w założonych temperaturach. W tablicy 1 podano zawartość wody, w obecności której nastąpił rozdział faz próbek E5/BE, E7/BE, E9/BE i E10/ BW w temperaturach 0 C i 10 C. Rozdział faz próbki E10/BW w temperaturze otoczenia był wynikiem kontaktowania jej z wodą w ilości 10% (m/m). Te warunki doświadczenia odpowiadały sytuacji awaryjnej, jaka Tablica 1. Temperatura rozdziału faz doświadczalnych próbek benzyny silnikowej E5 i E10 Właściwość E5/BE E7/BE E9/BE E10/BW E7/BE E10/BW seria I seria II Zawartość wody [% (m/m)] 0,30 0,46 0,52 0,64 0,45 0,60 Temperatura wypadania fazy wodnej [ C] 0 0 0 0 10 10 Temperatura resorpcji fazy wodnej [ C] +10 +8 +18 +9 +6 4 Temperatura rozdziału faz [ C] +5 +4 +9 +4,5 2 7 może wystąpić w przypadku przedostania się dużej ilości wody do zbiornika magazynowego wskutek jego nieszczelności (np. po gwałtownych opadach deszczu). Na fotografii 1 pokazano próbkę E10/BW po rozwarstwieniu. Doświadczalne próbki benzyny bezołowiowej 95 z etanolem, po celowym zawodnieniu, były termostatowane w założonych temperaturach przez trzy doby. Następnie poszczególne próbki: E5/ BE, E7/ BE, E9/BE i E10/BW zostały rozdzielone na fazę benzynową i fazę wodno-etanolową. Fot. 1 E10/BW o zawartości wody 10% (m/m) po rozwarstwieniu Nafta-Gaz, nr 7/2013 563

NAFTA-GAZ Zmiany wybranych parametrów fazy benzynowej spowodowane rozdziałem faz Wystąpienie zjawiska rozdziału benzyny silnikowej z etanolem na fazy benzynową i wodno-etanolową dyskwalifikuje to paliwo silnikowe jako produkt o właściwościach odpowiadających wymaganiom obowiązującej specyfikacji, który może podlegać dystrybucji. W badaniach laboratoryjnych ocenie poddano istotne parametry jakościowe benzyny bezołowiowej 95 zależne od udziału etanolu: liczby oktanowe, prężność par, destylację i gęstość. Poniżej omówiono wpływ ekstrakcji etanolu z próbek benzyny E5 i E10 w temperaturach 0 C, 10 C i temperaturze otoczenia na ww. właściwości fizykochemiczne tego paliwa silnikowego. Każdy z badanych parametrów jakościowych był oznaczany zarówno dla wyjściowej próbki benzyny bezołowiowej 95: E5/BE, E7/ BE, E9/ BE, E10/BW, jak i dla odpowiadającej jej fazy benzynowej: E5/BE/ FW/0 C, E7/BE/FW/0 C, E9/ BE/ FW/0 C, E7/BE/ FW/ 10 C, E10/BW/FW/0 C, E10/BW/FW/ 10 C, E10/BW/FW/to. Precyzja wszystkich uzyskanych wyników badań była zgodna z wartościami podanymi w normach określających zastosowane metody badawcze. E5/BE 4,7 E5/BE/FW/0 C 4,5 E7/BE 6,7 E7/BE/FW/0 C 6,1 E9/BE 8,5 E9/BE/FW/0 C 8,3 E10/BW 9,9 E10/BW/FW/0 C 9,0 Zmiany zawartości etanolu Doświadczalne próbki benzyn silnikowych EtOH E5/BE, E7/ BE, E9/BE i E10/BW zawierały od 4,7% (V/V) do 9,9% (V/V) etanolu. W wyniku zjawiska rozdziału faz, jakiemu poddane zostały ww. benzyny doświadczalne, część etanolu wyekstrahowała z nich do wydzielonej fazy wodnej. Ilość etanolu, który pozostał w poszczególnych próbkach benzyny bezołowiowej 95 po rozdziale faz, określono przez pomiar jego zawartości w każdej fazie E7/BE E7/BE/FW/ 10 C E10/BW E10/BW/FW/ 10 C 6,7 5,9 9,9 8,8 benzynowej. W tablicy 2 przedstawiono zmiany EtOH zawartości etanolu w próbkach benzyn E5/BE, E7/ BE, E9/BE i E10/BW, jakie nastąpiły w efekcie rozdziału faz. We wszystkich badanych fazach benzynowych wydzielonych z poszczególnych próbek benzyny E10/BW E10/BW/FW/to 9,9 1,7 bezołowiowej 95 z etanolem stwierdzono ubytki Zmiany wartości liczb oktanowych tego biokomponentu. Straty etanolu wynosiły od 0,2% (V/V) do 0,8% (V/V) dla próbek z udziałem eteru etylowo-tertbutylowego i były mniejsze w porównaniu do ubytków etanolu z próbek bazujących wyłącznie na węglowodorach, wynoszących od 0,9% (V/V) do 1,1% (V/V). Spośród analizowanych faz benzynowych największe straty zawartości etanolu, równe 8,2% (V/V), stwierdzono dla próbki E10/ BW/FW/to. Wynik ten potwierdził hipotezę, że kontakt 564 Nafta-Gaz, nr 7/2013 benzyny silnikowej zawierającej etanol z dużą ilością wody (w badanym przypadku z 10% masowymi) w temperaturze otoczenia spowodował znaczące straty tego biokomponentu o około 83% (V/V) w porównaniu do zawartości początkowej. Tablica 2. Zmiany zawartości etanolu w próbkach faz benzynowych uzyskanych w wyniku rozdziału faz benzyny silnikowej E5 i E10 EtOH ΔEtOH (EtOH fazy benzynowej EtOH benzyny bezołowiowej 95 ) ΔEtOH (EtOH fazy benzynowej EtOH benzyny bezołowiowej 95 ) 0,8 ΔEtOH (EtOH fazy benzynowej EtOH benzyny bezołowiowej 95 ) 8,2 Redukcja zawartości etanolu wynikająca ze zjawiska rozdziału faz doświadczalnych próbek benzyny bezołowiowej 95 z tym biokomponentem spowodowała zmniejszenie wartości zarówno liczby oktanowej badawczej (LOB), jak i liczby oktanowej motorowej (LOM) tego paliwa silnikowego. Szczegółowe zmiany wielkości tych parametrów jakościowych dla badanych próbek faz benzynowych zamieszczono w tablicy 3.

artykuły Tablica 3. Zmiany wartości liczb oktanowych próbek faz benzynowych LOB ΔLOB (LOB fazy benzynowej LOB benzyny bezołowiowej 95 ) LOM E5/BE 97,3 86,0 E5/BE/FW/0 C 96,7 85,0 E7/BE 97,8 86,3 0,5 E7/BE/FW/0 C 97,3 85,0 E9/BE 98,3 86,4 0,3 E9/BE/FW/0 C 98,0 85,7 E10/BW 97,4 87,2 E10/BW/FW/0 C 96,5 86,4 LOB ΔLOB (LOB fazy benzynowej LOB benzyny bezołowiowej 95 ) LOM E7/BE 97,8 86,3 E7/BE/FW/ 10 C 97,6 85,4 E10/BW 97,4 87,2 0,5 E10/BW/FW/ 10 C 96,9 86,6 LOB ΔLOB (LOB fazy benzynowej LOB benzyny bezołowiowej 95 ) LOM E10/BW 97,4 87,2 4,8 E10/BW/FW/to 92,6 84,9 ΔLOM (LOM fazy benzynowej LOM benzyny bezołowiowej 95 ) 1,0 1,3 0,7 0,8 ΔLOM (LOM fazy benzynowej LOM benzyny bezołowiowej 95 ) ΔLOM (LOM fazy benzynowej LOM benzyny bezołowiowej 95 ) 2,3 Z porównania wartości liczb oktanowych benzyny bezołowiowej 95 z etanolem i odpowiadających im faz benzynowych wydzielonych w temperaturach 0 C i 10 C wynika, że: liczba oktanowa motorowa próbek zawierających ETBE charakteryzowała się większym spadkiem wartości (od 0,7 do 1,3 jednostki) niż liczba oktanowa badawcza (od 0,2 do 0,6 jednostki), liczba oktanowa badawcza i liczba motorowa próbek bez udziału ETBE uległy obniżeniu o zbliżoną wartość. Najbardziej niekorzystne zmiany liczb oktanowych wystąpiły dla fazy benzynowej E10/BW/FW/to: wartości LOB i LOM zmniejszyły się odpowiednio o 4,8 jednostki i o 2,3 jednostki w porównaniu z wartościami analogicznych parametrów oznaczonych dla próbki benzyny E10/BW. Zmiany wartości liczb oktanowych wywołane zjawiskiem rozdziału faz spowodowały, że dla niektórych próbek faz benzynowych stwierdzono: obniżenie wartości LOM do minimum wymaganego w specyfikacji (E5/BE/FW/0 C, E7/BE/FW/0 C), spadek wartości LOB i LOM poniżej minimum wymaganego w specyfikacji, dyskwalifikujący to paliwo silnikowe jako pełnowartościowy produkt handlowy (E10/ BW/ FW/ to). Zmiany prężności par Badane próbki benzyny bezołowiowej 95 z etanolem charakteryzowały się prężnością par obowiązującą w warunkach klimatycznych odpowiadających okresowi letniemu, czyli 60 kpa. Zmiany prężności par próbek faz benzynowych uzyskanych wskutek zjawiska rozdziału faz przedstawiono w tablicy 4. Prężność par większości próbek faz benzynowych wydzielonych po rozwarstwieniu benzyny bezołowiowej 95 z etanolem, niezależnie od składu komponentowego doświadczalnego paliwa silnikowego i temperatury wypadania fazy wodnej, wykazała tendencję rosnącą o wartości od 0,9 kpa do 2,1 kpa. Należy zaznaczyć, że stwierdzone zmiany prężności par zawierały się w granicach powtarzalności metody ASTM D 4953. Nafta-Gaz, nr 7/2013 565

NAFTA-GAZ Tablica 4. Zmiany prężności par próbek faz benzynowych Prężność par DVPE E5/BE 56,6 E5/BE/FW/0 C 58,3 E7/BE 56,6 E7/BE/FW/0 C 58,1 E9/BE 56,5 E9/BE/FW/0 C 58,6 E10/BW 58,1 E10/BW/FW/0 C 59,0 Prężność par DVPE E7/BE 56,6 E7/BE/FW/ 10 C 56,1 E10/BW 58,1 E10/BW/FW/ 10 C 59,3 Prężność par DVPE E10/BW 58,1 E10/BW/FW/to 56,6 ΔDVPE (DVPE fazy benzynowej DVPE benzyny bezołowiowej 95 ) +1,7 +1,5 +2,1 +0,9 ΔDVPE (DVPE fazy benzynowej DVPE benzyny bezołowiowej 95 ) 0,5 +1,2 ΔDVPE (DVPE fazy benzynowej DVPE benzyny bezołowiowej 95 ) 1,5 Zmiany parametrów destylacji E70, E100 i E150 Wymagania normy EN 228 odnoszące się do destylacji benzyny silnikowej wyrażone są poprzez objętości produktu, które odparowują do temperatur: 70 C (E70), 100 C (E100) i 150 C (E150). W tablicy 5 zamieszczono wartości tych parametrów uzyskanych dla wyjściowych próbek benzyny bezołowiowej 95 z etanolem oraz odpowiadających im próbek faz benzynowych, wydzielonych w temperaturach 0 C, 10 C i temperaturze otoczenia. Z porównania wyników destylacji próbek benzyny bezołowiowej 95 z etanolem przed zjawiskiem rozdziału faz i po rozwarstwieniu wynika, że rozdział faz tych próbek w temperaturach 0 C i 10 C nie wywołał istotnych zmian w wartościach wskaźników E70, E100 i E150, które mogłyby powodować odstępstwa od wymagań jakościowych specyfikacji. Należy natomiast podkreślić, że rozdział faz benzyny bezołowiowej 95 w temperaturze otoczenia pod wpływem 10% (m/m) wody doprowadził do znacznego spadku dwóch wskaźników destylacyjnych wydzielonej w ww. warunkach fazy benzynowej: E70 o 17,9% (V/V) i E100 o 5,0% (V/V). Tak duże zmiany wartości E70 i E100 spowodowane zjawiskiem rozdziału faz mogą prowadzić do pogorszenia jakości benzyny bezołowiowej 95 w przypadku, gdy jej początkowe parametry będą zbliżone do minimalnych wartości normowanych, i jej dyskwalifikacji jako pełnowartościowego produktu. Tablica 5. Zmiany parametrów destylacji E70, E100, E150 próbek faz benzynowych E70 ΔE70 (E70 fazy benzynowej E70 benzyny bezołowiowej 95 ) E100 ΔE100 (E100 fazy benzynowej E100 benzyny bezołowiowej 95 ) E150 E5/BE 35,5 51,5 84,3 E5/BE/FW/0 C 34,9 50,4 83,9 E7/BE 40,2 52,7 84,9 1,0 E7/BE/FW/0 C 39,1 51,7 84,1 E9/BE 44,0 54,0 84,9 +0,2 0,1 E9/BE/FW/0 C 44,2 53,9 84,9 E10/BW 47,9 57,7 91,2 +0,6 0,3 E10/BW/FW/0 C 48,5 58,0 91,0 ΔE150 (E150 fazy benzynowej E150 benzyny bezołowiowej 95 ) 0,4 0,8 0 566 Nafta-Gaz, nr 7/2013

artykuły cd. Tablica 5. E70 ΔE70 (E70 fazy benzynowej E70 benzyny bezołowiowej 95 ) E100 ΔE100 (E100 fazy benzynowej E100 benzyny bezołowiowej 95 ) E150 E7/BE 40,2 52,7 84,9 E7/BE/FW/ 10 C 39,1 51,6 84,3 E10/BW 47,9 57,7 91,2 +0,7 0,3 E10/BW/FW/ 10 C 48,6 57,4 90,8 E70 ΔE70 (E70 fazy benzynowej E70 benzyny bezołowiowej 95 ) E100 ΔE100 (E100 fazy benzynowej E100 benzyny bezołowiowej 95 ) E150 E10/BW 47,9 57,7 91,2 17,9 5,0 E10/BW/FW/to 30,0 52,7 90,3 ΔE150 (E150 fazy benzynowej E150 benzyny bezołowiowej 95 ) 0,4 ΔE150 (E150 fazy benzynowej E150 benzyny bezołowiowej 95 ) Tablica 6. Zmiany gęstości badanych próbek faz benzynowych w temperaturze 15 C Gęstość (d) E5/BE 757,0 E5/BE/FW/0 C 758,0 E7/BE 757,0 E7/BE/FW/0 C 759,0 E9/BE 758,0 E9/BE/FW/0 C 760,0 E10/BW 758,0 E10/BW/FW/0 C 758,0 Gęstość (d) E7/BE 757,0 E7/BE/FW/ 10 C 760,0 E10/BW 758,0 E10/BW/FW/ 10 C 758,0 Gęstość (d) E10/BW 758,0 E10/BW/FW/to 755,0 Δd (d fazy benzynowej d benzyny bezołowiowej 95 ) +1,0 +1,0 +2,0 0 Δd (d fazy benzynowej d benzyny bezołowiowej 95 ) +3,0 0 Δd (d fazy benzynowej d benzyny bezołowiowej 95 ) 3,0 Zmiany gęstości Pomiary gęstości wyjściowych próbek benzyny bezołowiowej 95 oraz wydzielonych z nich faz benzynowych wykonano w temperaturze 15 C, a wyniki przedstawiono w tablicy 6. Gęstość próbek faz benzynowych zawierających w swoim składzie zarówno etanol, jak i ETBE po rozwarstwieniu w temperaturach 0 C i 10 C nieznacznie wzrosła. Eter etylowo-tert-butylowy zachował się jak dodatkowy współrozpuszczalnik wody. Spadek gęstości zaobserwowano jedynie dla próbki fazy benzynowej E10/BW/FW/to, zawierającej najmniej etanolu po rozdziale faz tylko 1,7% (V/V), stanowiącego rozpuszczalnik wody. Podsumowanie Rozdział faz benzyny silnikowej z etanolem może nastąpić na skutek awarii w wyniku pojawienia się wody w zbiorniku magazynowym, rurociągu lub komorze autocysterny / cysterny kolejowej w ilości przekraczającej tolerancję wodną tego paliwa silnikowego. Przeprowadzone badania potwierdziły, że decydujący wpływ na wielkość strat etanolu w wyniku rozdziału faz benzyny bezołowiowej 95 miały dwa czynniki: ilość wody, z którą zetknęła się benzyna silnikowa, i temperatura. Jednoczesna obecność eteru etylowo-tert-butylowego i etanolu w benzynie bezołowiowej 95 wpływała na zmniejszenie strat alkoholu, będących skutkiem rozdziału faz. Konsekwencją wyekstrahowania etanolu do fazy wodnej w badanych przypadkach w ilości od Nafta-Gaz, nr 7/2013 567

NAFTA-GAZ 0,2% (V/V) do 8,2% (V/V) były zmiany właściwości fazy benzynowej paliwa silnikowego zależne od udziału etanolu, głównie liczb oktanowych, a także prężności par, destylacji i gęstości. W wyniku kontaktu benzyny silnikowej zawierającej etanol z dużą ilością wody w badanym przypadku było to 10% (m/m) zakres zmian parametrów fizykochemicznych fazy benzynowej po usunięciu ze zbiornika fazy wodnoetanolowej skutkował pogorszeniem jakości tego paliwa silnikowego w zakresie liczb oktanowych w porównaniu z wymaganiami pochodzącymi z rozporządzenia Ministra Gospodarki z 9 grudnia 2008 r., co wyklucza taki produkt jako przedmiot dystrybucji i handlu. W celu uniknięcia rozwarstwienia benzyny silnikowej z etanolem w okresach występowania niskich temperatur (przejściowym i zimowym) produkt podlegający dystrybucji i magazynowaniu powinien charakteryzować się właściwą dla tych okresów temperaturą rozdziału faz lub zawierać odpowiedni stabilizator. Prosimy cytować jako: Nafta-Gaz 2013, nr 7, s. 562 568 Artykuł powstał w wyniku realizacji projektu w ramach działalności statutowej nr tematu: 0007/TP/12 (nr arch.: DK-4100-7/12), finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Literatura [1] ASTM D 4814-03 Standard Specification for Automotive Spark-Ignition Engine Fuel. [2] ASTM D 6422-99 Standard Test Method for Water Tolerance (Phase Separation) of Gasoline-Alcohol Blends. [3] Mužíková Z., Pospíšil M., Cerný J., Šebor G., Zadražil I.: Water tolerance of petrol-ethanol blends. Goriva i maziva 2008, vol. 47, pp. 34 53. [4] Mužíková Z., Pospíšil M., Šebor G.: Volatility and phase stability of petrol blends with ethanol. Fuel 2009, vol. 88, pp. 1351 1356. [5] French R., Malone P.: Phase equilibria of ethanol fuel blends. Fluid Phase Equilibria 2005, vol. 228, pp. 27 40. [6] Pałuchowska M., Rogowska D.: Wpływ bioetanolu na nieaddytywne właściwości benzyny silnikowej. Nafta-Gaz 2009, nr 1, s. 21 28. [7] Pałuchowska M.: Wpływ współrozpuszczalnika na zjawisko rozdziału faz w benzynie silnikowej zawierającej do 10% (V/V) bioetanolu. Nafta-Gaz 2011, nr 6, s. 428 432. Mgr inż. Bogusława Danek Starszy specjalista badawczo-techniczny w Zakładzie Paliw i Procesów Katalitycznych. Instytut Nafty i Gazu ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków E-mail: danek@inig.pl 568 Nafta-Gaz, nr 7/2013