Ocena zmian wybranych właściwości paliw w czasie ich magazynowania

O czym jest ta praca

Praca podsumowuje pierwszy etap projektu "System ciągłej kontroli stopnia i tempa starzenia paliw płynnych w trakcie magazynowania", realizowanego w Instytucie Paliw i Energii Odnawialnej, a następnie w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji. Autorki badały trzy paliwa: benzynę E10 (10% V/V etanolu), olej napędowy B7 (7% V/V FAME) i B20 (20% V/V FAME). Próbki magazynowano 6 miesięcy w stalowych beczkach, w zadaszonym pomieszczeniu wystawionym na naturalne warunki atmosferyczne, w okresie od maja do grudnia. Zastosowano: okres indukcyjny wg PN-ISO 7536 (bomba tlenowa, 690 kPa, 98-102 stopni C, punkt załamania jako spadek 14 kPa w 15 min), zawartość żywic obecnych i nieprzemywalnych wg PN-EN ISO 6246, odporność na utlenianie wg PN-ISO 12205 (95 stopni C, tlen, 16 h, sączki 0,8 um) oraz test przyspieszonego starzenia ASTM D 5304 (tlen ok. 800 kPa, 90 stopni C, 72 h). Dodatkowo na aparacie PetroOxy (130 stopni C, 500 kPa) mierzono czas do 10% spadku ciśnienia tlenu dla benzyn z 0-10% etanolu. Benzyna E10 przez całe 6 miesięcy utrzymywała okres indukcyjny powyżej 360 min, a żywice nie przekroczyły limitów (5 mg/100 ml żywic obecnych wg PN-EN 228, 30 mg/100 ml żywic nieprzemywalnych wg Światowej Karty Paliw). W teście PetroOxy benzyny z 0, 3 i 5% etanolu traciły 10% ciśnienia po ok. 65-70 min, a z 8-10% etanolu dopiero po 93 min. Oleje napędowe wypadły znacznie gorzej: już po miesiącu osady nierozpuszczalne w B7 i B20 przekroczyły 25 g/m3, a w B20 skokowy spadek ciśnienia tlenu pojawiał się po 44 h i tym wcześniej, im dłużej paliwo było magazynowane.

Co z niej wynika

• Benzyna E10 okazała się stabilna w magazynowaniu: okres indukcyjny wg PN-ISO 7536 przekraczał 360 min zarówno na starcie, jak i po 6 miesiącach, czyli spełniał wymaganie PN-EN 228. Autorki uznały, że E10 można przechowywać co najmniej 6 miesięcy.
• Zawartość żywic obecnych i nieprzemywalnych w E10 przez 6 miesięcy nie przekroczyła limitów (5 mg/100 ml wg PN-EN 228, 30 mg/100 ml wg Światowej Karty Paliw 2006 dla kategorii 3 i 4). Maksimum żywic obecnych wypadło po 5 miesiącach, a nieprzemywalnych po 3 miesiącach, ale nie było trendu wzrostowego.
• Etanol nie pogorszył odporności benzyny na utlenianie. W teście PetroOxy (130 stopni C, 500 kPa) benzyny z 0, 3 i 5% V/V etanolu traciły 10% ciśnienia tlenu po ok. 65-70 min, a benzyny z 8-10% V/V dopiero po 93 min, czyli utleniały się wolniej.
• Oba oleje napędowe zawiodły pod względem osadów. Już po 1 miesiącu magazynowania ilość osadów nierozpuszczalnych (PN-ISO 12205, suma osadów z obu sączków) przekroczyła wymaganie 25 g/m3 zarówno dla B7, jak i B20. Przebieg był niemonotoniczny: silny wzrost po 2-3 miesiącach, spadek po 5 miesiącach, ponowny wzrost po pół roku.
• B20 starzeje się szybciej niż B7. W teście ASTM D 5304 skokowy spadek ciśnienia tlenu w B20 następował już po 44 h, a im dłużej biopaliwo było magazynowane, tym wcześniej i szybciej ten spadek się pojawiał. W B7 przez pierwsze miesiące widać było tylko powolny spadek ciśnienia, a wyraźny sygnał starzenia pojawił się dopiero w próbce po 6 miesiącach i to na końcu testu.
• Niska odporność B20 na utlenianie i wysoka ilość osadów spowodowały wykluczenie tego biopaliwa z dalszych etapów projektu. Badania kontynuowano na E10 i B7.