Motorbränslen - Vegetabiliska fettsyrametylestrar - Krav och provningsmetoder

Transkript

1 Motorbränslen - Vegetabiliska fettsyrametylestrar - Krav och provningsmetoder Automotive fuels - Vegetable fatty acid methy/ esters - Requirements and test methods 0 Orientering För att fettsyror från vegetabiliska oljor skall kunna användas som motorbränsle krävs att de omestras, d.v.s. får reagera med en alkohol (vanligen metanol eller etanol) till fettsyraestrar. Försök pågar i flera länder att införa vegetabiliska fettsyrametylestrar t.ex. rapsoljemetylester (RME) som ersättningsbränsle för dieselbrännolja till snabbgående dieselmotorer, främst för fordon i tätortstrafik. 1 Omfattning Denna standard omfattar krav på vegetabiliska fettsyrametylestrar till motorbränslen för snabbgående dieselmotorer, vilka är konstruerade för bränsle innehållande vegetabiliska fettsyrametylestrar. Med snabbgående dieselmotorer avses i denna standard motorer som presterar minst 16 varv per sekund vid full belastning. Standarden gäller endast för vegetabiliska fettsyrametylestrar utan inblandning i eller av andra bränslen. Standarden galler vid leverans till den slutliga förbrukaren. Bränslet omfattas i Sverige av myndighetsregler. Dessa ingår inte i standarden. 2 Referenser SS Bensin - Bestämning av fosforhalt SS-EN 116 SS-EN SS-ISO 3104 SS-ISO 3170 Dieselbrännolja och eldningsolja - Bestämning av filtrerbarhet i kyla Petroleumprodukter och smörjmedel - Bestämning av flampunkt i sluten degel enligt Pensky-Martens Petroleumprodukter - Genomsynliga och ogenomsynliga vätskor - Bestämning av kinematisk viskositet och beräkning av dynamisk viskositet Flytande petroleumprodukter - Manuell provtagning

2 SS-ISO 3171 SS-ISO 5165 SS-ISO 6245 Flytande petroleumprodukter - Automatisk provtagning ur rörledning Dieselbrännolja - Bestämning av tandvillighet (cetantal) - Cetarmretoden Petroleumprodukter - Bestämning av askhalt SS-EN ISO 3675 Råolja och flytande petroleumprodukter - Laboratoriebestämning av densitet och relativ densitet - Areometermetod ISO 660 Animal and vegetable fats and oils - Determination of acid value and of acidity ASTM D 1744 ASTM D 3120 ASTM D 4052 ASTM D 5443 DIN IP 288 Determination of water in liquid petroleum products by Karl Fischer reagent Trace quantities of sulfur in light liquid petroleum hydrocarbons by oxidative microcoulometry Density and relative density of liquids by digital density meter Paraffin, naphthene, and aromatic hydrocarbon type - Analysis in petroleum distillates through 200 C by multi-dimensional gas chromatography Testing of liquid fuels: Determination of total contamination in highly fluid petroleum products Sodium, nickel, and vanadium in fuel oils and crude oils by atomic absorption spectroscopy 3 Produktkrav Krav rörande egenskaper framgår av tabellen i bilaga A. För vissa av egenskaperna i tabellen finns inte standardiserade provningsmetoder, varför metodbeskrivningar för dessa ingår i standardensom bilaga B-D. 4 Provtagning För manuell provtagning gäller SS-ISO 3170, varvid en provtagare av rostfritt stal skall användas. Provtagare av glas skall undvikas då detta stör analysen av fri glycerol genom att glycerolen fastnar på glaskärlets väggar. Provet skall innehålla ca 11. Det delas upp så att en mindre mängd, ca 50 ml, avtappas i en separat flaska av polyeten eller polypropen med lock och resten i en glasflaska med lock. 5 Beteckning En vegetabilisk fettsyrametylester avsedd för motorbränsle enligt denna standard anges med dess vegetabiliska ursprung följt av fettsyraesterns benämning, t.ex. rapsoljemetylester (RME). Efter bränslets benämning anges standardens beteckning, SS

3 Bilaga A (Bindande) Krav på vegetabilisk fettsyrametylester till motorbränslen Annex A (Normative) Requirement on vegetable fatty acid methyl esters for automotive fuels

4 Anmärkningar 1. Kraven i tabellen gäller generellt och är det naturliga CFPP-värdet. Vid behov av lägre CFPP-värde kan CFPP-nedsättande additiv tillsättas. 2. Provningsmetod för oxidationsstabilitet hos vegetabilisk fettsyrametylester finns inte, varför inget krav kan anges. Metod är dock under utarbetande. Hållbarheten hos produkten är begränsad varför användaren bör uppmärksamma produktens hållbarhet.

5 Bilaga B (Bindande) Gaskromstografisk bestämning av fri glycerol i vegetabiliska fettsyrametylestrar VARNING - Användningen av metoden i denna bilaga kan innebära arbete med hälsovådliga material, operationer och utrustningar. Denna bilaga anger inte de säkerhetsproblem som kan uppstå vid användning av metoden. Det är användarens ansvar att följa tillämpliga regler och vidta de skyddsåtgärder som erfordras. B.0 Orientering Mängden fri glycerol i fettsyrametylestrar är beroende av själva processen vid omestringen. Halten glycerol är en viktig parameter att bestämma i bränslet eftersom närvaro av glycerol kan ge upphov till problem i dieselmotorns bränslesystem med igensatta bränslefilter och högre utsläpp av aldehyder som några följdverkningar. Ett stort antal analysmetoder av fri glycerol finns beskrivna i litteraturen, t.ex. vätskekromatografisk metod (HPLC) och gaskromstografisk metod. I denna standard har gaskromatografi valts som analysmetod. Mängden fri glycerol i fettsyrametylestrar kan även analyseras samtidigt som mängden mono-, di- och triglycerider. B.1 Omfattning I denna bilaga beskrivs bestämning av fri glycerol i vegetabiliska fettsyrametylestrar med gaskromstografisk metod. B.2 Referens Handbook of Analytical Methods for Fatty Acid Methy1 Esters Used as Diesel Fuel Substitutes, Bailer, J et.al, Research Institute for Chemistry and Technology of Petroleum Products, University of Technology, Fichte (publisher) Vienna, B.3 Princip Den fria glycerolen extraheras över till vattenfas tillsammans med en internstandardlösning. Provet analyseras med gaskromstografisk metod. B.4 Utrustning B.4.1 Gaskromatograf (GC) utrustad med temperaturprogrammering i området 40 C till 360 C, split/split-less injektor, lämplig kolonn (se B.4.1.1) och flamjoniseringsdetektor (FID). B Kolonn, kemiskt bunden stationär fas, polyetylenglykol (molekylmassa ) eller motsvarande, 40 m 0,32 mm: 0,2 µm. B B.4.2 Databehandlingssystem, för att bearbeta kromatografiska data. Analysvåg, noggrannhet 0,l mg. B.4.3 Separertratt, 100 ml. B.4.4 Injektionsspruta avsedd för gaskromatograf.

6 B.5 Kemikalier B.5.1 Etylenglykol, p.a.-kvalitet B.5.2 Glycerol, 99 % p.a.-kvalitet n-hexan, p.a.-kvalitet Ättiksyra, kont., p.a.-kvalitet B.6 Standardlösningar B.6.1 Internstandardlösning. Väg in 10 mg etylenglykol per ml destillerat vatten Referenslösning. Späd glycerol i vatten så att masshalten glycerol blir 0,2 %. Detta blir stamlösningen for vidare spädning. Stamlösningen späds i vatten till olika koncentrationer i området masshalten 0,001 % - 0,02 % glycerol. Volymen av varje spädning skall vara 10 ml. Tillsätt 1 ml internstandardlösning till varje 10 ml spädd lösning. B.6.3 Blankprov. Blanda i en separertratt (B.4.4) 1 ml internstandardlösning, 10 ml hexan, 4 ml destillerat vatten och 1-2 droppar ättiksyra. Skaka och separera vattenfasen i en glasbägare för analys med gaskromstograf. B.7 Provberedning B Väg in 20 g till 30 g prov, på 0,0l g när, i en separertratt (B.4.4). Invägd mängd är beroende av forväntad halt glycerol i provet. B B B Tillsätt 1 ml internstandardlösning (B.6.1). Tillsätt 10 ml n-hexan (B.5.3). Tillsätt 4,0 ml destillerat vatten Tillsätt 1 till 2 droppar ättiksyra (B.5.4). B B Skaka blandningen kraftigt i minst 5 min. Låt faserna separera Tappa ur vattenfasen i en glasbägare for analys med gaskromatografi. B.8 Gaskromstografisk analys B.8.1 För att analysera provet på gaskromatograf används följande temperaturprogram: Håll temperaturen konstant vid 100 C under 5 min. Öka temperaturen med 8 C/min till 230 C. Håll konstant temperatur 230 C! under 5 min. Både injektor och detektor skall hållas vid 230 C. Anmärkning: Injektionssprutan (B.4.5) som används skall sköljas flera gånger med vatten före injektionen av prov för att kontamination skall undvikas. B.8.2 Använd helium, med flödet 5,0 ml/min, eller motsvarande, som bärgas. B.8.3 Injicera 2 µl blankprov för att kontrollera att de använda kemikalierna inte är förorenade. B.8.4 Upprätta en kalibreringslinje för referenslösningar i koncentrationsområdet 0,001 % - 0,02 % glycerol genom att injicera referenslösningar med olika koncentrationer av glycerol. B.8.5 B.8.6 Kontrollera kalibreringslinjens liniaritet. Injicera 2 µl referenslösning (0,02 %) till dess att tre stabila värden erhålls.

7 B.8.7 Injicera 2 µl av provet (vattenfasen enligt B.7.1.8). B.8.8 Utvärdera analysen med hjälp av B.9.1 eller B.9.2 beroende på kalibreringslinjens liniaritet. B.9 Utvärdering B.9.1 Om linjärt förhållande råder för referenslösning kan nedstående formel användas för att bestämma masshalten fri glycerol i provet. koncentration glycerol i referenslösning (g/ml) glycerolarean i prov internstandardarea slutvolym i vattenfas (ml) referensarea, glycerolarea i referenslösningen internstandardarea i provet invägd mängd prov (g) Anmärkning Linjäriteten ändras bland annat vid glycerolhalt större än 0,02 %. B.9.2 Om kalibreringskurvan inte är linjär skall halten fri glycerol kvantitativt bestämmas genom att referenslösningar av olika kända koncentrationer glycerol, med tillsatt internstandardlösning, analyseras. Genom att beräkna och grafiskt framställa förhållandet A s /A is som funktion av c r avläses glycerolhalten i provet grafiskt. B.10 Precision Precisionen för metoden är inte klarlagd. B.11 Rapport Provningsrapporten skall bland annat innehålla följande uppgifter: a) provets beteckning b) hänvisning till metoden i denna bilaga c) datum for provtagning och provning d) resultatet av utvärderingen i B.9 e) varje avvikelse från denna standards föreskrivna förfarande enligt överenskommelse eller av andra skäl.

8 Bilaga C (Bindande) Kvantitativ bestämning av mono-, di- och triglycerider i vegetabiliska fettsyrametylestrar genom kapillär gaskromatografi VARNING - Användningen av metoden i denna bilaga kan innebära arbete med hälsovådliga material, operationer och utrustningar. Denna bilaga anger inte de säkerhetsproblem som kan uppstå vid användning av metoden. Det är användarens ansvar att följa tillämpliga regler och vidta de skyddsåtgärder som erfordras. C.0 Orientering Huvudkriteriet for bedömning av kvaliteten på vegetabiliska fettsyrametylestrar är mängden ingående mono-, di- och triglycerider. Ju högre halt av glycerider i bränslet, desto större problem uppstår i dieselmotorn, som t.ex. avlagringar på ventiler och insprutningsmunstycket. C.1 Omfattning I denna bilaga beskrivs bestämning av mono-, di- och triglycerider i vegetabiliska fettsyrametylestrar med gaskromstografisk metod. C.2 Referens Handbook of Analytical Methods for Fatty Acid Methy1 Esters Used as Diesel Fuel Substitutes, Bailer, J et.al, Research Institute for Chemistry and Technology of Petroleum Products, University of Technology, Fichte (publisher) Vienna, C.3 Princip Den vegetabiliska fettsyrametylestern derivatiseras tillsammans med en internstandardlösning. Provet analyseras med gaskromstografisk metod. C.4 Utrustning C.4.1 Analysvåg, noggrannhet ± 0,l mg. C.4.2 Vattenbad, inställt på 70 C. C.4.3 Provrör med teflenlock. C.4.4 Provrör med gradering varje ml, volym minst 10 ml. C.4.5 Gaskromatograf (GC) utrustad med temperaturprogrammering i området 40 C till 400 C med on-kolonn -injektor och flamjoniseringsdetektor (FID) samt med lämpliga kolonner enligt (C.4.5.1). C Kolonner - förkolonn, fused silica -kolonn utan stationär fas, 2,5 m 0,53 mm - separationskolonn, 5 % fenylpolydimetylsiloxan eller motsvarande, 10 m 0,25 mm: 0,l µm. C Databehandlingsprogram för bearbetning av kromstografiska data.