Untersuchung der Wechselwirkungen von Beimischkomponenten mit biogenen Kraftstoffen zur Verlängerung des Ölwechselintervalls

Research of the interaction of activities with biofuels to increase the oil charge interval

  • Die Arbeit liefert die Grundlagen zur chemischen Entfernung von Biodiesel aus dem Motoröl, um eine Minderung der Einschleppungsproblematiken beim Einsatz von biogenen Kraftstoffen und Dieselpartikelfiltern zu erzielen. Das Prinzip beruht auf einer wechselwirkenden Beimischkomponenten die eine Azeotropbildung mit Biodiesel einleitet. Eine gaschromatographische Headspace-Screening-Methode diente der Messung von Aktivitätskoeffizienten in Anwesenheit von Biodiesel. Die Ergebnisse dieser Analysen lieferten erste Erkenntnisse welche funktionalen Gruppen eine notwendige starke Wechselwirkung mit Biodiesel besitzen. Die gaschromatographischen Analysen wurden zudem mit Simulationsrechnungen mittels COSMOtherm untermauert. Im Laborversuch haben sich polare Säuren wie Ameisensäure oder Essigsäure als gute Beimischkomponenten erwiesen. Aldehyde, Ketone oder Alkohole sind weniger geeignet. Säuren wirken als Hydrogen Bond Donator und besitzen hohe Aktivitätskoeffizienten mit Biodiesel. Durch die Destillation des gebildeten azeotropen Gemischs kann die Entfernung von Biodiesel aus dem Motoröl bei niedrigen Temperaturen von ca. 180 Grad Celsius bis 190 Grad Celsius realisiert werden. Ohne den Einsatz von Beimischkomponenten liegt die Destillationstemperatur von Biodiesel bei ca. 330 Grad Celsius.
  • This work deals with the basics for the chemical removal of Biodiesel in the engine oil to decrease the diesel particulate caused oil dilution. For this task a strong interacting additive is used. The method based on a formed azeotrope of the additive with biodiesel. For the screening of possible additives a gas chromatographic headspace method is used to measure the activity coefficient in presence of biodiesel. Further, the outcome of the headspace measurements was validated by computer simulations by COSMOtherm. With the results the necessary additive interaction to form an azeotrope could be estimated. Strong polar Acids like acetic acid or formic acids leads to good results and acts as hydrogen bond donators. Aldehydes, Ketones and Alcohols are not suitable for the azeotrope formation with biodiesel. By use of a strong interacting additive it is possible to distillate the biodiesel at temperatures of about 180 degree centigrade to 190 degree centigrade. Without the use of additives the distillation temperature of biodiesel is about 330 degree centigrade.

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Metadaten
Author:Alexander Mäder
URN:urn:nbn:de:gbv:luen4-opus-145202
URL: https://pub-data.leuphana.de/frontdoor/index/index/docId/882
Advisor:Brigitte Urban (Prof. Dr.)
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2017
Date of Publication (online):2019/01/11
Publishing Institution:Leuphana Universität Lüneburg
Granting Institution:Leuphana Universität Lüneburg, Nachhaltigkeit
Date of final exam:2017/12/21
Release Date:2019/01/11
Tag:Azeotrope Destillation; Biodiesel; Biokraftstoff; Headspace-Analyse; Kraftstofffilter
Biodiesel; Headspace-GCMS; activity coefficient; azeotrope oil dilution; diesel particulate filter
GND Keyword:Biokraftstoff; Biodiesel; Headspace-Analyse; Kraftstofffilter; Azeotrope Destillation
Institutes:Nachhaltigkeit / Nachhaltigkeit
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 54 Chemie / 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften