A fenntartható fejlődés egyik alappillére a mobilitás. Ennek megvalósításához jelentős energiára van szükség. A szárazföldi mobilitás biztosítására, így a közúti közlekedés és szállítás céljaira szolgáló gépjárművek mozgási energiájának forrásai legalább 80%-ban a belsőégésű (Otto- és Diesel-) motorok lesznek 2030–2040-ben is (Lindemann, 2012; Adolf, 2012). E motorok üzemanyagai szűkebb értelemben a motorhatóanyagok, tágabb értelemben azonban az üzemanyagok közé tartoznak a kenőanyagok (például motorolajok) és az egyéb anyagok is, mint például a hűtőközegek (például hűtőfolyadékok), oxigénforrás stb. (1. ábra) (Hancsók 2011a). Ez érthető is, hiszen ezen anyagok nélkül szintén lehetetlen lenne a belsőégésű motorok működtetése.

Az előbbi értelmezés nagyon fontos, mert a környezetbarát és nagy energiatartalmú motorhajtóanyagok és a nagyteljesítményű (korszerű) kenőanyagok rendszerszemléletű fejlesztése csak a gépjárműfejlesztéssel összhangban történhet, figyelembe véve a nyersanyagkészletek rendelkezésre állását, a környezetvédelmi elvárásokat, a fogyasztói igényeket stb. (2. ábra). Ezek között számos és nagyon szoros kapcsolat van (Lindemann, 2012; Hancsók et al., 2005a).

Csak az előzőeknek megfelelő fejlesztések eredményeképpen létrehozott új, értékteremtő gyártási láncolattal csökkenthető jelentősen a szárazföldi mobilitás által okozott környezetszennyezés, alapanyag- és energiatakarékos, valamint gazdaságos módon és a lehető legkisebb környezeti terhelést okozva.

A belsőégésű motorok károsanyag-kibocsátásának befolyásolhatósága – a rendszerszemléletű gépjárműfejlesztést figyelembe véve – a motorral 50–60%, az üzemanyagokkal 25–30% és egyéb módon 10–20%. Ezek közül jelen közleményben csak a motorhajtóanyagok használatakor keletkező károsanyag-kibocsátás által közvetlenül vagy közvetve okozott emisszió csökkentési lehetőségeihez kívánunk hozzájárulni. Természetesen a javasolt megoldásoknak olyanoknak kell lenniük, hogy a hajtóanyagok energiatartalma és speciális alkalmazástechnikai tulajdonságai, továbbá a motorolajok teljesítményszintjei megfeleljenek a korszerű motorkonstrukciók által támasztott követelményeknek.

Először röviden tekintsük át a motorhatóanyagokkal szemben támasztott főbb, általánosan összefoglalt követelményeket. Ezek a következők (Röj, 2009; Szalkowska, 2009; Harms, 2011; Hancsók et al., 2008):

• rendelkezésre állás elegendő mennyiségben és minőségben az egész világon, hosszú időtartamon át

• jó égési jellemzők

– nagy oktánszám (motorbenzinek)

– nagy cetánszám (dízelgázolajok)

– nem túl magas lánghőmérséklet (kisebb mértékű NOx-keletkezés; szerkezeti anyagok kisebb mértékű igénybevétele)

– kisebb összes károsanyag-kibocsátás stb.

• nagyon kis kéntartalom (≤10 mg/kg)

• csökkentett aromástartalom

– motorbenzinek (benzoltartalom ≤ 1,0 v/v%; összes aromástartalom ≤ 35 v/v%)

– dízelgázolajok (többgyűrűs aromástartalom ≤ 8%)

• csökkentett olefintartalom

– motorbenzinek (≤ 18 v/v%)

• keverhetőség alternatív komponensekkel (nemcsak szénhidrogénekkel, hanem például oxigéntartalmú vegyületekkel is)

• jó adalékérzékenység és adalékolhatóság (például: fúvóka-, szelep- és égéstisztaság)

• összeférhetőség motorolajokkal

• környezetet kevésbé terhelő károsanyagok a kipufogógázban

• felhasználóbarát

• biztonságtechnikailag megbízható alkalmazhatóság

• könnyű biológiai lebonthatóság

• élőlénybarát (nem mérgező)

• kis bekerülési költség stb.

Közismert, hogy az Otto- és Diesel-motorok legnagyobb részarányban (>90%) alkalmazott motorhajtóanyagai a különböző szénhidrogének elegyei. Az ezen motorhajtóanyagok előzőekben felsorolt minőségi jellemzőinek egyes konkrét értékeit közép- és hosszú távra (tervezhető módon) irányelvekkel (direktívákkal) (Az Európai Parlament és a Tanács, 2003, 2009; Európai Közösségek Bizottsága, 2006, 2007), rövid távra az adott időpontban érvényes szabványokkal és rendeletekkel írják elő. Ezen kívül a motorhajtóanyagok gyártásakor figyelembe veszik a motor- és autógyártók ajánlásait (WWFC – World Wide Fuel Charter, ACEA – European Automobile Manufacturers Association, EMA –Engine Manufacturers Association, Alliance of Automobile Manufacturers, JAMA –Japan Automobile Manufacturers Association stb.), továbbá a környezetvédelmi hatóságok (például: CARB – California Air Research Board, CONCAWE: Oil Companies’ European Association for Environment, Health and Safety in Refining and Distribution) javaslatait és elvárásait is.

A bemutatott szempontok és eljárásmód szerint a szabványalkotás sokrétű és összetett folyamatában alakítják ki a motorhajtóanyagok minőségét alapvetően meghatározó fizikai és kémiai, valamint alkalmazástechnikai jellemzők konkrét értékeit. Ezt a tevékenységet a szabványügyi testületek (pl. ASTM – American Society for Testing and Materials, CEN – European Committee for Standardization, MSZT – Magyar Szabványügyi Testület) irányításával végzik. E testületek feladata a létrehozott új szabványok kiadása, szükség esetén azok időközi részleges módosítása és az elavultak visszavonása.

A motorbenzinek és dízelgázolajok termékszabványok által rögzített főbb minőségi jellemzőinek időbeli változását az 1. és 2. táblázat tartalmazza (Hancsók et al., 2011a; MSZ EN 228:2010; MSZ EN 590+A1:2010).

A XXI. század második évtizedének első éveiben az előzőek alapján rendszerszemléletben a belsőégésű motorok korszerű hajtóanyagaival kapcsolatban a következő összefoglaló megállapítások tehetők: az általános és konkrét minőségi előírások csak a paraffin szénhidrogének mennyiségét nem korlátozzák. Ezek lehetnek normál- és izoparaffinok, valamint cikloalkánok (cikloparaffinok, naftének). Az utóbbi szénhidrogéncsoportok alkalmazhatósága motorbenzinekben és dízelgázolajokban azonban erősen korlátozott, rendelkezésre állásuk (kőolajokban alacsony koncentráció ≤ 5–10%) és viszonylag költséges előállításuk miatt (például a motorbenzin forrásponttartományban lévő cikloparaffinokra még nincs iparilag bevált, gazdaságos technológia).

Ugyancsak korlátozott a normál paraffinok koncentrációja is a belsőégésű motorok cseppfolyós hajtóanyagaiban. Motorbenzinek esetében ennek oka ezen szénhidrogének kis oktánszáma a motorbenzinek forrásponttartományában, amit jól tükröz a 3. ábra. Ezen kitűnik, hogy a különböző szénhidrogének közül az aromás szénhidrogének oktánszáma a legnagyobb. Közismert azonban erős mérgező hatásuk (közülük legrákkeltőbb a benzol), és nagy szenzibilitásuk (kísérleti- és motoroktánszámuk különbsége általában kb. 10). Annak ellenére, hogy a kb. 70°C alatti olefinek oktánszáma viszonylag nagy (kb. 80–110), azok mégsem kívánatos komponensek nagy (atomszférikus) reaktivitásuk és talajközeli ózonképző hatásuk, továbbá gyantaképző hajlamuk miatt. Ezen kívül szenzibilitásuk is 12–14. A cikloparaffinok oktánszáma kb. 80 és 110 egység között változik hét szénatomszámig; efelett azonban jelentős mértékben csökken. Mint már kiemeltük, a motorbenzinekben a nyíltláncú paraffinokon kívül csak a cikloparaffinok részarányát (koncentrációját) nem korlátozzák a különböző szabványok. Ugyanakkor a benzinekben a naftén szénhidrogének mennyisége esetleg csak néhány, általában <5%; szintetikus vegyipari előállításuk pedig nagyon költséges. Legjobb komponensek tehát az izoparaffin-szénhidrogének, amelyek oktánszáma nagy (kb. 85–110), különösen a többszörös elágazású izoparaffinoké (3. ábra) (Hancsók et al., 2000, 2011a).

A dízelgázolajok (forrásponttartomány kb. 240–360°C) esetében az n-paraffinok szintén nem tartoznak az előnyös komponensek közé; bár cetánszámuk (gyulladási hajlamra ad felvilágosítást) nagy (4. és 5. ábra) (Hancsók, 1999), fagyáspontjuk azonban magas (például a n-hexadekán cetánszáma 100, fagyáspontja +18°C), tehát alacsony hőmérsékleten nem használhatók motorhajtóanyag komponenseként. Ezt jól szemlélteti a 6. ábra is, amelyen az is látható, hogy a megfelelő szénatomszámú izoparaffinok fagyáspontja lényegesen kisebb, különösen az 5-metil elágazásúaké (Hancsók, 1999, Krár et al., 2010).

Az előzőekből és további elméleti megfontolásokból arra következtettünk, hogy a motorbenzinek és dízelgázolajok legjobb összetevői az izoparaffin szénhidrogének, mert ezek a legnagyobb hidrogéntartalmú cseppfolyós szénhidrogének, amelyek ennek következtében nagy energiatartalommal és kiváló alkalmazástechnikai tulajdonságokkal (nagy oktánszám, illetve cetánszám) rendelkeznek, viszonylag „tisztán” égnek, kevésbé mérgezőek, biológiailag könnyebben lebonthatóak, mint például az aromás szénhidrogének. Az izoparaffinok, mint cseppfolyós motorhajtóanyag-komponensek, a meglévő logisztikai rendszerben forgalmazhatók, mert a folyékony hajtóanyagok kezelésével és szállításával kapcsolatban már kellő tapasztalat van, és a megfelelő biztonságtechnika is kialakult. Ezen kívül az izoparaffinok a legkisebb sűrűségű szénhidrogének adott (azonos) szénatomszám esetén. Tehát például azonos tömegű benzin vagy gázolaj esetén ezek térfogata a legnagyobb. Ez jelentős nyereség forrása, mert a cseppfolyós motorhajtóanyagokat térfogategységre vonatkoztatva értékesítik (Hancsók et al., 2011a).

Az előző megfontolások miatt az utóbbi kb. húsz évben megkülönböztetett (kitüntetett) figyelemmel és hangsúllyal végeztük a nagy izoparaffin-tartalmú motorhajtóanyagok kutatását-fejlesztését mind hagyományos (például kőolaj), mind pedig alternatív nyersanyagokból (például: biomassza: természetes trigliceridek). A következőkben röviden csak az utóbbi néhány évben elért eredményeinket mutatjuk be összefoglaló jelleggel, és természetesen a teljesség igénye nélkül.

Célzott alapkutatási eredményeinkre alapoztuk alkalmazott kutatásainkat és a kísérleti fejlesztéseket (kísérleti üzemi megvalósításokat). Tudományos kutató tevékenységünk fő célkitűzései új termékek felismerésére és előállítására, vagy meglévők továbbfejlesztésére irányultak, továbbá olyan új katalitikus rendszerek (reaktáns[ok], katalizátor[ok], reaktorok és belső szerkezetük, reakcióparaméterek – hőmérséklet, nyomás, folyadékterhelés, H₂/szénhidrogénarány, közbenső- és végtermékek) felismerésére és kifejlesztésére fókuszáltunk, amelyek izoparaffinokban dús motorhajtóanyagok alapanyag- és energiatakarékos, környezetbarát és gazdaságos előállítását, azaz új értékek létrehozását szolgálják.
A korszerű (nagy energiatartalmú, nagy oktánszámú, környezetbarát) motorbenzinek esetében a benzoltartalmú (1–5%) hexánfrakciók (könnyűbenzin-frakciók) minőségjavítására katalitikus rendszereket fejlesztettünk ki. Ezek egyetlen katalitikus lépésben alkalmasak a benzol gyakorlatilag teljes mértékű hidrogénezésére (ciklohexánná, majd izomerizációval részben metil-ciklopentánná) és a normál-paraffinok vázátrendezésére. Erre a célra alkalmasnak találtuk a megnövelt Pt-tartalmú H-mordenit (Hancsók et al., 2005b), a Pt-szulfátozott fém-oxid (Szoboszlai et al., 2007, 2011) és a speciális klórozási technikával készített, 6–11% klórtartalmú Pt/Al2O3 katalizátort tartalmazó katalitikus rendszereket (7. ábra) (Hancsók et al., 2007a). A nyert, gyakorlatilag benzolmentes termékelegy oktánszáma 25–35 egységgel nagyobb az alapanyagénál.

A kőolaj- és petrolkémiai iparban melléktermékként keletkező könnyű olefinek (például: propilén, butilének) dimerizációjával, majd azt követő hidrogénezésével szintén nagy izoparaffin-tartalmú szénhidrogénelegyeket szintetizáltunk részben ionfolyadék és ionfolyadék-elegyekkel (Kriván et al., 2010a), részben rögzített ionfolyadékokkal (Fehér et al., 2012), részben pedig ioncserélő gyantákat tartalmazó katalitikus egységekben (Kriván et al., 2010b), majd a keletkező izoolefin elegyek katalitikus hidrogénezésével. A kapott izoparaffindús termékelegyek oktánszáma – nagy butiléntartalmú alapanyag esetén – megközelíti a 96–100 egységet.

Nagy n-paraffintartalmú, tehát (nem megfelelő folyási tulajdonságú) gázolajok minőségjavítására olyan Pt/SAPO-11 katalizátort tartalmazó katalitikus rendszert ismertünk fel és alakítottunk ki, amely alacsony hőmérsékleten (mérsékelt égövi téli időjárási viszonyok mellett -22°C-ig) felhasználható termékelegyek előállítására alkalmas (Hancsók et al., 2011).

A kőolaj nehézpárlatainak termikus vagy fluidkatalitikus krakkolásakor és a szénhidrogének vízgőzös pirolízisekor melléktermékként keletkező C₃–C₅ olefináramokból – az olefinek dimerizációjánál említett katalitikus rendszerekben – sikerült olyan katalizátort, ill. katalizátorkombinációkat és műveleti paramétertartományokat meghatározni, amelyek alkalmasak nagy szelektivitással C₁₂ és annál nagyobb szénatomszámú olefinelegyek előállítására. E közbenső termékek hidrogénezése után nagy cetánszámú (>55–60) és alacsony hőmérsékleten is jó folyási tulajdonságú (alacsony hidegszűrhetőségi határhőmérsékletű) gázolajkomponensek nyerhetők (Kriván et al., 2010a, 2010b; Fehér et al., 2012). Rámutattunk arra is, hogy a katalitikus rendszer egyes elemeinek (pl. technológiai paraméterek) célirányos változtatásával vagy a benzin forrásponttartományába eső termékelegy részaránya lesz nagyobb a gázolajkomponensekéhez képest, vagy fordítva. Tehát egy végtermékre rugalmas technológia kialakítására alkalmas katalitikus rendszert ismertünk fel. Ezzel a mindenkori piaci igényekhez lehet illeszteni a céltermék mennyiségét. A motorbenzin/dízelgázolaj-rugalmasság jelentős nyereség forrása lehet egy kőolajfinomítónak (Kriván et al., 2010a, 2010b; Fehér et al., 2012).

Alternatív nyersanyagokból kiindulva szintén több lehetőség van nagy izoparaffinkoncentrációjú motorbenzin-, illetőleg dízelgázolaj-komponens előállítására, amelyet a 3. táblázatban foglaltuk össze (Hancsók et al., 2007b, 2012).

Jelen közleményünkben csak a biogázolajok és szintetikus biogázolajok előállítására végzett kísérleteink eredményeit mutatjuk be. A biogázolajok normál- és izoparaffinok elegyei, amelyeket valamilyen természetes trigliceridekből (például növényolajokból, használt sütőolajokból és zsiradékokból, hulladék vágóhídi és fehérjefeldolgozó üzemi zsiradékokból, szennyvíztisztítók „barnazsiradékából”, algaolajokból stb.) speciális hidrokrakkolással (trigliceridek zsírsavláncában lévő olefines kettőskötések hidrogénezése, oxigéneltávolítása – hidrogénezés, dekarboxilezés, dekarbonilezés – és izomerizációval) állítunk elő (8. ábra) (Krár et. al 2010; Kovács et al., 2010, Kovács et al., 2011).

Az ezen motorhajtóanyagok felismerése a szintén trigliceridekből előállított és elterjedten felhasznált biodízelek (zsírsav-metil-észterek) számos hátrányos tulajdonságának (rossz hő- és oxidációs stabilitás az olefines kettőskötések miatt, az észterkötések hidrolízis-érzékenysége, kedvezőtlen folyási tulajdonságok alacsony hőmérsékleten, kisebb energiatartalom a gázolajokénál, foszfor- és alkálifém-tartalom stb.) kiküszöbölésére irányuló kutatások eredménye (Hancsók et al. 2007b, Hancsók et al., 2012, Krár et al., 2012, Kovács et al., 2010, Kovács et al., 2011; Solymosi et al., 2011)

Kutatómunkánk során a MOL NyRt. szakembereivel közösen olyan katalitikus rendszert és eljárást (9. ábra) fejlesztettünk ki, amely szelektív hidrokrakkolással alkalmas a trigliceridek (kb. 11% oxigéntartalom) gyakorlatilag teljes konverziójára túlnyomórészt n-paraffinokká és kismértékben izoparaffinokká is, az alkalmazott katalizátorok(ok) és műveleti paraméterkombinációk függvényében (Hancsók et al., 2011a). Meghatároztuk a szelektív hidrokrakkolásra alkalmas katalizátorokat (CoMo/Al₂O₃; NiMo/Al₂O₃; NiCoMo/Al₂O₃ stb.) és reakciófeltételeket (320–360°C hőmérsékleten, 20–80 bar nyomáson és 1,0–1,5 m³/m³h folyadékterhelés, valamint 450–600 Nm³/m³

hidrogén/triglicerid mólarány) (Hancsók et al., 2007b; Hancsók, 2012; Krár et al., 2010; Kovács et al., 2010; Kovács et al., 2011; Solymosi et al., 2011; Krár et al., 2011; Thernesz et al., 2010a, 2010b; Hancsók et al., 2011b). Ha szükséges, az így nyert termék alacsony hőmérsékletű folyási tulajdonságainak javítása egy külön reaktor alkalmazásával lehetséges, amelyben egy nagy izomerizáló aktivitással rendelkező katalizátor (például Pt/SAPO-11; Pt/ZSM-22 katalizátor) az első lépésben keletkező bioparaffin-elegyet nagy izoparaffin-tartalmú (≥kb. 70%) végtermékké alakítja (Hancsók et al., 2007b; 2007c; Kasza et al., 2010a, 2010b, 2011a, 2011b).

A kedvezőnek talált katalitikus rendszer és technológiai elrendezés esetében az előállított bioparaffin-elegy hozama 96–98%-ra megközelíti az elméletileg elérhető értéket; cetánszáma (≥70–80 egység) és hidegszűrhetőségi határhőmérséklete (<-10 °C) is kiváló. Egy lehetséges eljárásváltozatot a 9. ábra szemléltet (Hancsók et al., 2011c).

Az fentebb tárgyalt biogázolajok szintetikus úton történő előállítási lehetőségeinek tanulmányozásakor biomassza elgázosításával nyert szintézisgázból célirányos Fischer–Tropsch-szintézissel előállított, nehéz (nagy szénatomszámú) n-paraffin elegy gázolajjá és alapaolajjá (kenőanyagok komponensei 85–95%-ban) való átalakíthatóságát vizsgáltuk izomerizáló hidrokrakkolással. A különböző katalizátorokon (például Pt/≥-zeolit, Pt/MCM-41, Pt/AlSBA-15, Pt/SAPO-11 stb.) végzett nagyszámú, szisztematikus kísérletsorozataink eredményeképpen találtunk olyan speciális összetételű katalizátort, amely alkalmas nagy izoparaffintartalmú gázolaj- és alapolaj-frakció előállítására a kedvezőnek talált reakciófeltételek (330–350°C és 50–60 bar) és technológiai elrendezés esetén (Pölczmann et al., 2010, Pölczmann et al., 2011).

A nyert alapolaj kiváló kenéstechnikai és folyási tulajdonságokkal (például viszkozitásindex: 130–145; dermedéspont: <10 °C) rendelkezik, így a legkiválóbb alapolajok közé sorolható a korszerű motorolajok gyártásakor. A nagy hozammal keletkező gázolajfrakció minőségi jellemzői lényegesen meghaladják a magyar és európai uniós szabvány által előírt értékeket. A 4. táblázatban összefoglaltuk a szintetikus biogázolajok néhány főbb minőségi adatát a biogázolajok, a biodízelek és a kőolaj-eredetű gázolajjal összehasonlításban (Hancsók et al., 2011a).

Fontos kiemelnünk, hogy a biogázolajok előállításának bármely bemutatott változata esetén értékes kísérőtermékként nagy izoparaffin-tartalmú benzin keletkezik (4–9%) mint kiváló benzinkeverő komponens.

A főleg 10–14 szénatomszámú zsírsavakat tartalmazó trigliceridekből (például kókuszolaj), de a hosszabb szénhidrogénláncokat tartalmazóakból is célirányosan kiválasztott katalizátorokon és reakciófeltételek mellett sugárhajtómű üzemanyag kiváló komponenseit lehet előállítani (Eller et al., 2011a, Eller et al., 2011b).

Az előzőekben bemutatott trigliceridekből történő biogázolaj előállításához új üzem létesítésére van szükség, ami jelentős beruházási költséggel jár. Ennek elkerülésére vizsgáltuk a különböző középpárlatok (petróleumok/gázolajok) és a természetes trigliceridek együttes átalakíthatóságának lehetőségét egy katalitikus lépésben. Ugyanis a gázolajok kéntartalmát (10 000 – 15 000 mg/kg) hasonló katalitikus rendszerben lehet az érvényes szabvány által előírt 10 mg/kg érték alá csökkenteni, mint ami a trigliceridek speciális hidrokrakkolására alkalmas. Az eddig lefolytatott kísérletsorozataink eredményei alapján sikerült olyan katalizátor(ok)at (CoMo/Al2O3; NiMo/Al2O3; NiCoMo/Al2O3 stb.), reaktort és kedvező műveleti paraméter-kombinációkat (T: 340–370°C és P: 65–80 bar) találnunk, amelyek alkalmazásakor a triglicerid-tartalmú (5–30%) gázolaj-alapanyagokból jó minőségű bioparaffin-tartalmú termékelegyek állíthatók elő (Tóth et al., 2010, Hancsók et al., 2011d). Megállapítottuk, hogy az együttes feldolgozás kedvező feltételei mellett végbement az alapanyag triglicerid részének teljes mértékű átalakulása paraffinokká, továbbá a gázolajrész nagymértékű kéntelenítése (10 mg/kg érték alá) és aromástartalmának részleges (kb. 20–35%-os) hidrogénezése is (Tóth et al., 2011a, Tóth et al., 2011b). Az alacsony hőmérsékletű folyási tulajdonságok javítására ebben az esetben is szükséges egy külön reaktorban végzett katalitikus izomerizáció. Tehát egy katalitikus rendszerben lehetséges biokomponens-tartalmú gázolaj előállítása.

Megjegyezzük, hogy a természetes trigliceridek önmagukban való speciális hidrokrakkolását vagy gázolajpárlattal alkotott elegyeikben való katalitikus átalakítás megvalósítását számos tényező határozza meg. Így például a rendelkezésre álló természetes trigliceridek mennyisége, a rugalmas bekeverési koncentráció biztosításának igénye, a meglévő kéntelenítő üzem esetleges kapacitásfeleslege, az új technológia integrálhatósága a kőolaj-finomítóba, a rendelkezésre álló beruházási összeg stb.

Az előzőekben vázolt alternatív forrásból származó izoparaffinokat nagy részarányban tartalmazó motorhajtóanyag keverőkomponens-áramok előállítási lehetőségeinek ismerete és kutatása-fejlesztése alapanyag- és energiatakarékos, környezetbarát, valamint gazdaságos módon rendkívül fontos a fenntartható mobilitás biztosítása érdekében. Ezt alátámasztja az Európai Unió 2020-ra bejelentett elvárásának azon kötelező teljesítése, hogy a közlekedési célú motorhajtóanyagoknak legalább 10% részarányban megújítható forrásokból származó komponenseket kell tartalmazniuk. Ugyanakkor például az eddig használt zsírsav-metil-észtereket (biodízeleket) dízelgázolajokba keverni csak 7,0 v/v%-ban lehet az érvényes EN 590:2009+A1 2010 szabvány értelmében. Tehát további, megújítható forrásból származó gázolajkomponensek előállítására alkalmas üzemek létesítésére van szükség.

Következtetések

A következő huszonöt-harminc évben a vezető szerepet továbbra is a belsőégésű motorok fogják betölteni a szárazföldi mobilitás megvalósításában. Az ezen motorokkal működő benzin- és dízelgázolaj-üzemű gépjárművek hajtóanyaga döntő részarányban továbbra is a cseppfolyós szénhidrogének maradnak. Ezek összetételében egyre fontosabb szerepet játszanak már napjainkban is, és fognak játszani a jövőben az izoparaffin szénhidrogének (legnagyobb hidrogéntartalmú cseppfolyós szénhidrogének a n-paraffinokkal együtt; kiváló alkalmazástechnikai tulajdonságok az egyes hajtóanyagok jellemző forráspont-tartományában, jó biológiai lebonthatóság, kis sűrűségből eredő nagy térfogat stb.). A motorbenzinek esetében a többszörösen elágazóak, míg a dízelgázolajok esetében a molekula belsejében lévő egy metilelágazásúak (például 5-metil-heptadekán) a legjobb keverőkomponensek. Az izoparaffinok kis sűrűségéből adódóan az egységnyi tömegű kőolajból a legnagyobb térfogatú termékmennyiség állítható elő megfelelő energiatartalommal, ami jelentős nyereség forrása, mert a motorhajtóanyagokat térfogatra értékesítik. A növekvő kőolajárak ellenére a motorhajtóanyagok továbbra is jövedéki adóval terhelhető termékek maradhatnak. Ezt a sikeres kutató-fejlesztő-innovációs tevékenységek eredményeképpen az önköltségcsökkentésük teszi lehetővé, amihez jelentős mértékben hozzájárulnak a fentebb bemutatott kutatási eredmények is.
 

Jelen cikk a TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV-2010-projekt keretében készült. A projekt a Magyar Állam és az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.
 

Kulcsszavak: mobilitás, paraffinok, izomerizáció, oligomerizáció, biogázolaj, motorhajtóanyag
 

IRODALOM

Adolf, J. (2012): Auto-Mobility – What’s Next? Shell Passanger Car Scenarios and Shell Truck Study 2030. Mineral Oil Technology Congress, Stuttgart, 20–21. 03. 2012.

Az Európai Parlament és a Tanács 2003/30/EK irányelve (2003. május 8.) a közlekedési ágazatban a bio-üzemanyagok, illetve más megújuló üzemanyagok használatának előmozdításáról. Az Európai Unió Hivatalos Lapja. 13, 31, 188–192.

Az Európai Közösségek Bizottsága (2006): A bioüzemanyagokra vonatkozó uniós stratégia. COM(2006) 34 végleges, Brüsszel, 2006. február 8.

Az Európai Közösségek Bizottsága (2007): Európai energiapolitika. COM(2007) 1, végleges, Brüsszel, 2007. január 10.

Az Európai Parlament és a Tanács 2009/28/EK irányelve (2009): A megújuló energiaforrásból előállított energia támogatásáról, valamint a 2001/77/EK és a 2003/30/EK irányelv módosításáról és azt követő hatályon kívül helyezéséről. Az Európai Unió Hivatalos Lapja. 2009. április 23. 140, 16–62.

Eller Z. – Hancsók J. (2011a): Reduced Aromatic Jet Fuel. 8th International Colloquium Fuels 2011. Stuttgart/Ostfildern, Germany, 19–20. 01. 2011. In Proceedings (ISBN 3-924813-75-2), 475-481.

Eller Z. – Solymosi P. – Kasza T. – Varga Z. – Hancsók J. (2011b): Production of Biocomponent Containing Jet Fuels. 2nd Eurpoean Conference of Chemical Engineering (ECCE’11). 10–12. 12. 2011. Puerto de La Cruz, Tenerife, Spain. In: Proceedings (ISBN 978-1-61804-057-2) 166–174.

Fehér Cs. – Kriván E. – Hancsók J. – Skoda-Földes R. (2012): Oligomerization of Isobutene with Silica Supported Ionic Liquid Catalysts. Green Chemistry. 14, 403–409.

Hancsók J. (1999): Korszerű motor- és sugárhajtómű üzemanyagok II. Dízelgázolajok. Tankönyv. Veszprémi Egyetemi Kiadó, Veszprém (ISBN 963 9220 27 2)

Hancsók J. – Holló A. – Forstner J. – Gergely J. – Perger J. (2000): Production of Environmentally Friendly Engine Gasolines with Increased Isoparaffin Content. Petroleum and Coal. 3–4, 166–170.

Hancsók J. – Auer J. – Baladincz J. – Kocsis Z. – Bartha L. – Bubálik M. – Molnár I. (2005a): Interactions between Modern Engine Oils and Reformulated Fuels. Petroleum and Coal. 47, 2, 55–64.

Hancsók J. – Magyar Sz. – Nguyen, K. V. S. – Szoboszlai Zs. – Kalló D. – Holló A. – Szauer Gy. (2005b): Simultaneous Desulfurization, Isomerization and Benzene Saturation of N-Hexane Fraction on Pt-H/MOR. Studies in Surface Science and Catalysis – Molecular Sieves: From Basic Research to Industrial Applications. Elsevier Science B. V., Amsterdam (ISBN 0 444 52083 X), 158, 1717–1724.

Hancsók J. – Magyar Sz. – Szoboszlai Zs. – Kalló D. (2007a): Investigation of Energy and Feedstock Saving Production of Gasoline Blending Components Free of Benzene. Fuel Processing Technology. 88, 4, 393–399.

Hancsók J. – Krár M. – Magyar Sz. – Boda L. – Holló A. – Kalló D. (2007b): Investigation of the Production of High Cetane Number Biogasoil from Pre-Hydrogenated Vegetable Oils over Pt/HZSM-22/Al2O3. Microporous and Mesoporous Materials. 101, 1–2, 148–152.

Hancsók J. – Krár M. – Magyar Sz. – Boda L. – Holló A. – Kalló D.(2007c) Investigation of the production of high quality biogasoil from pre-hydrogenated vegetable oils over Pt/SAPO-11/Al2O3, Studies in Surface Science and Catalysis 170 B – From Zeolites to porous MOF Materials, Elsevier Science B.V., Amsterdam, (ISBN 0 444 53186-5), 2007, 170, 1605-1610.

Hancsók J. – Baladincz J. – Magyar J. (eds.) (2008): Mobilitás és környezet. Gyűjteményes kiadvány. Pannon Egyetemi Kiadó, Veszprém

Hancsók J. – Kasza T. (2011a): The Importance of Isoparaffins at the Modern Engine Fuel Production. 8th International Colloquium Fuels 2011, Stuttgart/Ostfildern, Germamy, 19–20. 01. 2011. In: Proceedings (ISBN 3-924813-75-2), 361–373.

Hancsók J. – Baladincz P. – Kasza T. – Kovács S. – Tóth Cs. – Varga Z. (2011b): Bio Gas Oil Production from Waste Lard. Journal of Biomedicine and Biotechnology. Article ID 384184, 9 pages, DOI:10.1155/2011/384184

Hancsók J. – Kovács S. – Pölczmann Gy. – Kasza T. (2011c): Investigation the Effect of Oxygenic Compounds on the Isomerization of Bioparaffins over Pt/SAPO-11. Topics in Catalysis. 54, 1094–1101.

Hancsók J. – Krár M. – Kasza T. – Kovács S. – Tóth Cs. – Varga Z. (2011d): Investigation of Hydrotreating of Vegetable Oil-Gas Oil Mixtures. Journal of Environmental Science and Engineering. 5, 500–507.

Hancsók J. – Kasza T. – Kovács S. – Solymosi P. – Holló A. (2012): Production of Bioparaffins by the Catalytic Hydrogenation of Natural Triglycerides. Journal of Cleaner Production. DOI: 10.1016/j.jclepro.2012.01.036

Hanula B. (2012): Az elektromobilitás kritikus értékelése. Mobilitás és környezet: Járműipari, energetikai és környezeti kutatások a Közép- és Nyugat-dunántúli régióban. Magyar Tudományos Akadémia, Budapest

Harms K. – Raatz T. (2011): Energy and Fuels for Future Automobiles. 8th International Colloquium Fuels, Conventional and Future Energy for Automobiles. Technischer Akademie Esslingen, Esslingen-Ostfildern, 19–20. 01. 2011.

Kasza T. – Hancsók J. (2010a): Production of Depressed Freezing Point Bio Gas Oil from Slaughter House Waste Lard. Hungarian Journal of Industrial Chemistry. 38, 1, 41–45.

Kasza T. – Holló A. – Thernesz A. – Hancsók J. (2010b): Production of Bio Gas Oil from Bioparaffins over Pt/SAPO-11. Chemical Engineering Transactions. 21, 1225–1230.

Kasza T. – Hancsók J. (2011a): Effects of the Process Parameters and the Composition of the Feedstock on the Catalyst Activity During the Isomerisation of Bioparaffins. 8th International Colloquium Fuels 2011. Stuttgart/Ostfildern, Germany. 19–20. 01. 2011. In: Proceedings. 351–357.

Kasza T. – Solymosi P. – Varga Z. – Wahlné Horváth I. – Hancsók J. (2011b): Investigation of Isoparaffin Rich Alternative Fuel Production. Chemical Engineering Trans. 24, 1519–1524. ISBN 978-88-95608-16-7

Kovács S. – Boda L. – Leveles L. – Thernesz A. – Hancsók J. (2010): Catalytic Hydrotreating of Triglycerides for the Production of Bioparaffin Mixture. Chemical Engineering Transactions. 21, 1321–1326.

Kovács S. – Kasza T. – Thernesz A. – Wahlné Horváth I. – Hancsók J. (2011): Fuel Production by Hydrotreating of Triglycerides on NiMo/Al2O3/F Catalyst. Chemical Engineering Journal. 176–177, 237–243.

Krár M. – Kovács S. – Kalló D. – Hancsók J. (2010a): Fuel Purpose Hydrotreating of Sunflower Oil on CoMo/Al2O3 Catalyst. Bioresources Technology. 101, 23, 9287–9293.

Krár M. – Thernesz A. – Tóth Cs. – Kasza T. – Hancsók J. (2010b): Investigation of Catalytic Conversion of Vegetable Oil/Gas Oil Mixtures. In: Halász I. (ed.): Silica and Silicates in Modern Catalysis. Transworld Research Network, Kerala, India, ISBN 978-81-7895-455-4, 435–455.

Krár M. – Kasza T. – Kovács S. – Kalló D. – Hancsók J. (2011): Bio Gas Oils with Improved Low Temperature Properties. Fuel Processing Technology. 92, 5, 886–892.

Kriván E. – Marsi G. – Hancsók J. (2010a): Investigation of the Oligomerization of Light Olefins on Ion Exchange Resin Catalyst. Hungarian Journal of Industrial Chemistry. 38, 1, 53–57.

Kriván E. – Marsi G. – Hancsók J. (2010b): Investigation of the Oligomerization of Olefin Mixtures in the Presence of Ionic Liquids. 2nd International Symposium on Air Pollution Abatement Catalysis, Cracow, Poland, 8–11. 09. 2010. In: Book of Extended Abstracts. 497–499.

Lindemann, L. (2012): The Impact of the Global Raw Material Landscape on the Worldwide Lubricants Market – or Vice-Versa? 18th International Colloquium Tribology. Industrial and Automotive Lubrication, Technische Akademie Esslingen, Esslingen-Ostfildern, 10–12. 01. 2012. Proceedings – Suppl. 21.

MSZ EN 228:2010

MSZ EN 590+A1:2010

Pölczmann Gy. – Szegedi Á. – Valyon J. – Wollmann A. – Hancsók J. (2010): Catalytic Conversion of Fischer-Tropsch Waxes. Chemical Engineering Transactions. 21, 1315–1320.

Pölczmann Gy. – Valyon J. – Szegedi Á. – Mihályi R.M. – Hancsók J. (2011): Hydroisomerization of Fischer–Tropsch wax on Pt/AlSBA-15 and Pt/SAPO-11 catalysts. Topics in Catalysis. 54, 1079–1083.

Röj, A (2009): Biofuels in Europe from an Automotive Industry Perspective – Present Situation and Future Trends. 7th International Colloquium Fuels, Technischer Akademie, Esslingen-Ostfildern, 14–15. 01. 2009.

Solymosi P. – Kasza T. – Hancsók J. (2011): Investigation of Conventional and High Oleic Acid Content Rapeseed Or Sunflower Oils. Hungarian Journal of Industrial Chemsitry. 39, 1, 85–90.

Szalkowska, U. (2009): Fuel Quality – Global Overview. 7th International Colloquium Fuels, Technischer Akademie, Esslingen-Ostfildern, 14–15. 01. 2009.

Szoboszlai Zs. – Hancsók J. – Magyar Sz. (2007): Upgrading of Benzene Containing Hexane Feeds by Simultaneous Isomerization at Low Temperature and Saturation of Benzene. 6th International Colloquim, Fuels 2007, Esslingen, Germany, 10–11. 01. 2007. In: Proceedings. (ISBN 3-924813-67-1) 293–302.

Szoboszlai Zs. – Hancsók J. (2011): Development of Environmentally Friendly Engine Gasoline. 8th International Colloquium Fuels 2011, Stuttgart/Ostfildern, Germany, 19–20. 01. 2011. In: Proceedings. (ISBN 3-924813-75-2), 375–382.

Thernesz A. – Hancsók J. – Varga Z. (2010a): Belsőégésű motoroknál használható hajtóanyagok és hajtóanyag-adalékok, valamint eljárás ezek előállítására. P0900623 sz. magyar szabadalmi bejelentés,

Thernesz A. – Hancsók J. – Varga Z. (2010b): Fuel and Fuel Additives Capable for Use for International Combustion Engines and Process for the Production of Thereof. EP 10179216.6, európai szab. bejelentés

Tóth Cs. – Baladincz P. – Kovács S. – Hancsók J. (2010): Producing Diesel Fuel by Co-Hydrogenation of Vegetable Oil with Gas Oil. Chemical Engineering Transactions. 21, 1219–1224.

Tóth Cs. – Baladincz P. – Hancsók J. (2011a): Production of Biocomponent Containing Gas Oil with the Coprocessing of Vegetable Oil–Gas Oil Mixture. Topics in Catalysis. 54, 1084–1093.

Tóth Cs. – Baladincz P. – Kovács S. – Hancsók J. (2011b): Producing Clean Diesel Fuel by Co-Hydrogenation of Vegetable Oil with Gas Oil. Clean Technologies and Environmental Policy. 13, 4, 581–585.