heal.abstract |
Στον τομέα των μεταφορών, τα καύσιμα παραδοσιακά παράγονται αποκλειστικά από ορυκτές πρώτες ύλες. Η ταχεία μείωση των αποθεμάτων του αργού πετρελαίου παράλληλα με τις περιβαλλοντικές ανησυχίες για την κλιματική αλλαγή δημιούργησαν την ανάγκη για ανανεώσιμες και βιώσιμες πηγές ενέργειας. Σύμφωνα με το πρωτόκολλο του Κιότο και τις Ευρωπαϊκές Οδηγίες 2009/28/ΕΚ και 2009/30/ΕΚ κρίνεται υποχρεωτική η προσθήκη βιοκαυσίμων ως πρόσθετα στα καύσιμα μεταφορών με σκοπό τη μείωση των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου και του περιβαλλοντικού αντίκτυπου των καυσίμων. Τα βιοκαύσιμα που χρησιμοποιούνται στην χώρα μας είναι το βιοντίζελ, η βιοαιθανόλη και το ΕΤΒΕ που παράγεται από βιοαιθανόλη. Το ποσοστό της ανάμιξης βιοντίζελ αυξάνεται διαρκώς τα τελευταία χρόνια με τη μέγιστη περιεκτικότητα αυτή τη στιγμή να φτάνει το 7% κ.ο. έναντι του ορίου 2,5% που εφαρμοζόταν το 2005. Αντίστοιχα, τα οξυγονούχα συστατικά προστίθενται στη βενζίνη σε περιεκτικότητες τέτοιες ώστε το ολικό οξυγόνο να βρίσκεται στο 3,7% κατά μάζα έναντι του 2,7% που ίσχυε έως το 2012.
Σκοπό της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η διερεύνηση της επίπτωσης της προσθήκης βιοκαυσίμων (βιοαιθανόλης, ΕΤΒΕ, FAME-βιοντίζελ) στους συντελεστές διόρθωσης για τον υπολογισμό του όγκου και την αναγωγή της πυκνότητας πετρελαιοειδών σε θερμοκρασία αναφοράς. Στο πλαίσιο της εργασίας, συλλέγονται συνολικά πενήντα δείγματα ντίζελ κίνησης και σαράντα πέντε δείγματα βενζινών με διάφορες περιεκτικότητες σε βιοκαύσιμα, προερχόμενα από ελληνικά πρατήρια. Δείγματα βενζίνης και ντίζελ με διαφοροποιημένη περιεκτικότητα σε βιοκαύσιμα παρασκευάζονται στο Εργαστήριο Τεχνολογίας Καυσίμων και Λιπαντικών της σχολής Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ, ώστε να προσομοιάζουν τις ιδιότητες των καυσίμων πρατηρίων. Για το σύνολο των δειγμάτων πραγματοποιούνται μετρήσεις πυκνότητας σε συσκευή Stabinger SVM 3000 της εταιρείας Anton Paar, που εμπίπτει στην πρότυπη μέθοδο μέτρησης της πυκνότητας με ηλεκτρονικό μετρητή EN ISO 12185 (ASTM D4052-22) σε θερμοκρασίες 5°C, 10°C, 15°C, 20°C, 25°C. Για κάθε δείγμα ντίζελ κίνησης πραγματοποιούνται τέσσερεις επαναλήψεις, ενώ για κάθε δείγμα βενζίνης τρεις. Για την εκτίμηση της ποιότητας των αποτελεσμάτων γίνεται έλεγχος ορθότητας των μετρήσεων της συσκευής SVM 3000, με χρήση πιστοποιημένου υλικού αναφοράς. Τα αποτελέσματα υπολογισμών των υλικών αναφοράς δείχνουν πως η ορθότητα των μετρήσεων είναι αποδεκτή για όλες τις θερμοκρασίες που εξετάστηκαν.
Μέσω σύγκρισης των μετρημένων πειραματικά και των υπολογισμένων θεωρητικά πυκνοτήτων διερευνώνται οι συντελεστές διόρθωσης όγκου που περιέχονται στους Πίνακες Μετρήσεων Πετρελαίου, συγκεκριμένα στους ASTM 53Β και ASTM 54Β που εμπίπτουν στη μέθοδο ASTM D1250, η οποία αποτελεί τυπικό οδηγό για τη χρήση των παραπάνω πινάκων. Η ανταπόκριση των συντελεστών διόρθωσης όγκου για αναγωγή της πυκνότητας σε θερμοκρασία αναφοράς του πίνακα ASTM 53Β διαφέρει σημαντικά ανάμεσα σε δείγματα βενζίνης και δείγματα ντίζελ. Στα δείγματα ντίζελ, οι αποκλίσεις των θεωρητικά υπολογισμένων και πειραματικών τιμών πυκνοτήτων είναι χαμηλές. Η περιεκτικότητα σε βιοντίζελ, τουλάχιστον όσο η τιμή της βρίσκεται στο 7% κ.ο., δεν επηρεάζει τους συντελεστές διόρθωσης όγκου για αναγωγή της πυκνότητας σε θερμοκρασία αναφοράς. Ωστόσο, οι συντελεστές διόρθωσης όγκου για αναγωγή της πυκνότητας σε θερμοκρασία αναφοράς (πίνακας ASTM 53Β) δεν οδηγούν σε ικανοποιητικά αποτελέσματα για δείγματα βενζινών σε οποιαδήποτε περιεκτικότητα σε βιοαιθανόλη και ΕΤΒΕ, με τις αποκλίσεις των πειραματικών από τις θεωρητικά υπολογισμένες τιμές να μεγαλώνουν όσο αυξάνεται η περιεκτικότητα τους.
Η χρήση των συντελεστών VCF στον υπολογισμό των θεωρητικών πυκνοτήτων ανταποκρίνεται ικανοποιητικά και για τα δύο είδη καυσίμων. Οι αποκλίσεις που εμφανίζουν οι πειραματικές με τις θεωρητικά υπολογισμένες τιμές δεν ξεπερνούν το 0,04% σε καμία των περιπτώσεων. Αναφορικά με την επίδραση των βιοκαυσίμων, δε φαίνεται να επηρεάζουν ιδιαίτερα την ανταπόκριση των συντελεστών αυτών γεγονός που οδηγεί στο συμπέρασμα ότι μπορούν να χρησιμοποιούνται στους υπολογισμούς των όγκων κατά την παράδοση – παραλαβή των καυσίμων προσδίδοντας μεγάλη ακρίβεια στα αποτελέσματα. |
el |