JAHRESBERICHT 2012 - DGMK

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auf einen Brennstoff nach DIN 51603-1 abgestimmt ist. Lange Lagerzeiten in Tankeinheiten bewirken unter dem Einfluss von Sauerstoff und Licht, dass es zur Bildung von Ölalterungsprodukten kommen kann. Die Zumischung von FAME in Heizöl EL führt aufgrund einer anderen chemischen Struktur (ungesättigten Verbindungen) zu einer Instabilisierung der Mischung. Es soll untersucht werden, welche Oxidationsprodukte bei Blends gebildet und wie diese mit einer messbaren physikalischen Größe korreliert werden können. Zum besseren Verständnis des Reaktionsablaufes wird die chemische Zusammensetzung der Brennstoffe analysiert. Daraufhin kann eine Bewertung der ersten Oxidationsprodukte hinsichtlich ihrer Reaktivität erstellt werden sowie Aussagen über die Stabilität getroffen werden. Das Ziel des Projektes ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Oxidationsstabilität von HEL-FAME-Blends mit einem biogenen Anteil von bis zu 20 % innerhalb 24 h bestimmt werden kann (DGMK-Projekt 702, IGF- Vorhaben-Nr.: 16342 N). Nachdem bei der Einführung von FAME- Beimischungen im Kraftstoffbereich technische Probleme aufgrund von mikrobiologischer Aktivität beobachtet wurden, soll geklärt werden, welche Mikroorganismen in Heizöl EL- Tankanlagen vorkommen können und ob bei dem Einsatz von biogenen Brennstoffen das Potenzial einer mikrobiologischen Belastung weiter steigt. Dabei werden drei wesentliche Handlungsstränge verfolgt: Die Untersuchung von Feldanlagen und Identifizierung sowie Isolation von Mikroben; Laboruntersuchungen zur Bestimmung der chemisch-physikalischen Eigenschaften von FAME-haltigen Brennstoffen und zur Betriebssicherheit von Ölbrennerpumpen sowie die Auslagerung von beimpften Brennstoffen (DGMK-Projekt 715, IGF- Vorhaben-Nr. 16596 N) Die Zumischung alternativer Brennstoffe in Heizöl EL schwefelarm nach der DIN Spec 51603-6 führt bei der Verwendung von FAME oder Pflanzenöl nachweislich zur Änderung der physikalischen, chemischen sowie anwendungstechnischen Eigenschaften des Gesamtprodukts. Durch Vorgabe nachprüfbarer Analysenparameter in der DIN Spec 51603-6 werden Eigenschaftsänderungen eingegrenzt. Bei genormten Analyseverfahren, wie der Lagerstabilität oder der thermischen Stabilität, hat sich jedoch herausgestellt, dass diese für Mischungen zwischen HEL und FAME nicht anwendbar sind. Folglich reicht die bisher zur Verfügung stehende Brennstoffanalytik nicht aus, um eine eindeutige Charakterisierung der Brennstoffe im Vorfeld vornehmen zu können. Bei der Einführung alternativer Brennstoffe in den Markt nimmt somit die Bestimmung anwendungstechnischer Eigenschaften eine zentrale Bedeutung ein. Im Projekt soll eine bestehende Prüfmethodik namens ATES FA- ME zur Bestimmung anwendungstechnischer Eigenschaften so weiter entwickelt werden, dass die Versuchslaufzeiten von bisher > 2.000 h auf < 1.000 h reduziert werden. Es gilt darüber hinaus zu klären, welche chemischphysikalischen Änderungen bei der Zumischung von FAME, HVO und BtL durch den jeweiligen Einfluss von Licht, Temperatur, Wasser usw. hervorgerufen werden und insbesondere wie sich diese auf die anwendungstechnischen Eigenschaften auswirken (DGMK- Projekt 729 (IGF-Vorhaben-Nr. 16967 N). Die Anforderung an den biogenen Anteil von Ölfeuerungsanlagen liegt für Neubauten nach dem bundesweit gültigen Erneuerbaren- Energien-Wärme-Gesetz zurzeit bei 50 %. Um möglichst wenige Änderungen am Wärmeerzeuger vornehmen zu müssen, ist es wünschenswert, dass der Brennstoff als solcher einen bereits maßgeblichen Anteil liefert oder die Anforderungen vollständig durch das Bioheizöl erfüllt werden können. Um dieses Ziel zu erreichen, sind alternative biogene Brennstoffe zum FAME erforderlich. Als vielversprechend stellt sich hydriertes Pflanzenöl (HVO) dar, welches einerseits ähnliche physikalisch-chemische Eigenschaften im Vergleich zu schwefelarmen Heizöl EL und andererseits ein höheres CO 2 -Emissionseinsparpotential mit 5,0 t / ha im Vergleich zum FAME mit 3,0 t / ha aufweist. Im Rahmen des Projekts soll die Einsetzbarkeit von hydriertem Pflanzenöl als Beimischkomponente in Heizöl EL untersucht werden. Die Herstellung von HVO über die Hydrierung soll dabei in Hinblick auf die Anforderungen des Raumwärmemarkts und auf die Reduktion der Wertschöpfungskette optimiert werden. Zur Bewertung von HVO als Substitut für Heizöl EL ist eine Kopplung zwischen der Herstellung, der physikalischchemischen Eigenschaften und der Anwendungstechnik erforderlich. Das Projekt gliedert sich in Untersuchungen zum HVO- Herstellungsprozess sowie zur Anwendungstechnik (DGMK-Projekt 743 (IGF-Vorhaben-Nr. 16787 N). Der Anteil von energieeffizienten Ölbrennwertgeräten, die mit schwefelarmen Heizölen betrieben werden, und bei denen vormischende 16
schadstoffarme Brenner, wie Vorverdampfungsbrenner, eingesetzt sind, wird zukünftig zunehmen ebenso wie die Nutzung biogener Brennstoffe durch Beimischung derselben zum Heizöl. Insbesondere biogene Brennstoffe zeigen bei der Verdampfung naturgemäß eine starke Neigung zur Bildung von Ablagerungen, die mit steigender Temperatur abnimmt. Bei schwefelarmem Heizöl wurde unerwartet eine Zunahme der Ablagerungsbildung mit steigender Temperatur festgestellt. Ziel des Vorhabens ist, die Ablagerungsbildung auf Verdampferflächen mit Hilfe einer Oberflächenbehandlung zu minimieren, so dass in marktgängigen vormischenden Brennern schwefelarme Heizöle als auch FAME-Heizöl-Mischungen ohne Änderung der Betriebsweise insbesondere ohne Anhebung der Verdampfertemperatur angewendet werden können. Weiter soll der Einfluss der Zusammensetzung der Siedefraktionen der mineralölstämmigen Brennstoffe und der darin sowie in Additiven enthaltenen Verbindungsklassen nachgewiesen werden (DGMK-Projekt 749 (IGF-Vorhaben-Nr. 17600 N). Die Ergebnisse der im Jahre 2012 abgeschlossenen Projekte wurden mit folgenden DGMK-Forschungsberichten veröffentlicht: 670: Untersuchung der Tragfähigkeit von Zahnradpaarungen bei Schmierung mit Getriebefetten NLGI 0 und höchstviskosen Fluiden (Investigation of Load Carrying Capacity of Gears Lubricated with Gear Greases NLGI 0 and High Viscosity Fluids) Autoren: M.Sc. Johann-Paul Stemplinger, Dr.- Ing. Thomas Tobie, Dr.-Ing. Klaus Michaelis, Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl, Prof. Dr.-Ing. Bernd-Robert Höhn, 2012 103 Seiten, 58 Abbildungen, 27 Tabellen, 85 Literaturstellen, 1 Anhang ISBN 978-3-941721-29-6 EUR 50,00 (DGMK-Mitglieder 50 %) zzgl. ges. MwSt 714: Ablagerungsbildung durch 20 % (V/V) FAME-Brennstoffe in Vormischbrennersystemen (Deposit formation by 20 % (V/V) FAME fuels in premix burner systems) Autoren: Dipl.-Ing. Christian Jaschinski, Dr.- Ing. Oliver van Rheinberg, 2012 71 Seiten, 49 Abbildungen, 9 Tabellen ISBN 978-3-941721-28-9 EUR 50,00 (DGMK-Mitglieder 50 %) zzgl. ges. MwSt 5. Fachbereich Petrochemie Einen Überblick über die Aktivitäten des Fachbereiches gibt ein Faltblatt, das regelmäßig fortgeschrieben wird. Fachbereichsorganisation „Petrochemie“ Fachbereichsleitung: Prof. Dr.-Ing. S. Ernst (Vorsitz), Technische Universität Kaiserslautern Dr. U. Balfanz, BP Europa SE, Global Fuels Technology, Bochum Prof. Dr. A. Behr, Technische Universität Dortmund Dr. A. Goehrt, INEOS Köln GmbH, Köln Dr. S. Bucholz, Evonik Industries AG, Marl (bis 23.11.2012), Dr. H. Häger, Evonik Industries AG, Marl (ab 23.11.2012) Prof. Dr.-Ing. A. Jess, Universität Bayreuth Prof. Dr. J. A. Lercher, Technische Universität München Dr. F. Nees, BASF SE, Ludwigshafen DGMK-Geschäftsstelle: Frau Dr. G. Teßmer, Tel. 040 639004 11 Sekretariat: Frau C. Jenke 5.1 Informations- und Erfahrungsaustausch Der Fachbereich Petrochemie veranstaltet internationale Fachtagungen zu ausgesuchten Themen aus den Grenzbereichen zwischen Mineralölverarbeitung und Chemischer Industrie. Die Tagungen sprechen Industrie und Hochschule gleichermaßen an und streben stets eine Verbindung von Grundlagen und Anwendung an. Konferenzsprache ist englisch. Der Fachbereich veranstaltete in Kooperation mit der italienischen Società Chimica Italiana (SCI) und der ÖGEW vom 8. – 10. Oktober 2012 in Berlin seine 20. Tagung mit dem Thema „Reducing the Carbon Footprint of Fuels and Petrochemicals – Alternative Feedstocks and Innovative Technologies“; siehe DGMK- Tagungsbericht 2012-3, 282 S., ISBN 978-3- 941721-26-5, EUR 75,00 (DGMK-Mitglieder 50 %) zzgl. ges. MwSt. Der Fachbereich Petrochemie bereitet die 21. Tagung mit dem Thema „Shale Gas, Heavy Oils and Coal - Implications on Refining and Petrochemistry“ vor. Auch diese Tagung wird in Zusammenarbeit mit der SCI und der ÖGEW durchgeführt. Sie findet vom 9.-11. Oktober 2013 in Dresden statt. 17
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