• Metano: E’ il gas naturale in quanto questo idrocarburo è il componente fondamentale. La percentuale di metano varia con la provenienza ma le caratteristiche principali restano in un campo di tolleranza relativamente stretto. Il metano è presente in percentuali comprese tra 83% e il 99% e gli altri componenti sono propano (C3H8), butano (C4H10), azoto ed anidride carbonica.

• Ha un numero di ottano pari a 125

• Un potere calorifico superiore pari a 37,72

• Un potere calorifico inferiore pari a 33,96

Il metano è incolore, inodore e non è tossico. Bruciando in condizioni stechiometriche produce vapor d’acqua, anidride carbonica ed ossidi o azoto. Fra i combustibili fossili è la fonte primaria di energia pulita.

Si deve tener presente che non tutte le condizioni di combustione consentono uno sviluppo corretto del processo di ossidazione. Se si segue il processo di combustione con un modello matematico si scopre che questo comprende circe 100 reazioni elementari. Lo schema di J. Varnatz indica come nel processo si formino radicali CH3 che si ossidano o si ricombinano. Pper fiamme relativamente povere la percentuale di ricombinazione è molto bassa, il che fa pensare che il metano segua il percorso di ossidazione; per miscele superiori alla stechiometrica, la percentuale di ricombinazione è alta. Questo ci fa pensare che stia bruciando Etano (C2-H6). Bisogna tenere presente che dalla produzione e ossidazione dell’etano si forma acetilene (C2-H2). L’acetilene è il punto di partenza del processo di formazione della fuliggine, cioè di quei composti carboniosi la cui presenza nei fumi li rende i principali inquinanti. Proe sperimentali hanno dimostrato che se si forma fuliggine le molecole di acetilene non vengono ossidate ma polimerizzano, formando poliacetilene; inoltre la percentuale di acetilene cresce con le ricchezza della miscela che alimenta la combustione.

La combustione di altri componenti come il metanolo (CH3-OH) non genera fuliggine nei fumi in quanto manca la ricombinazione responsabile della formazione di acetilene. Poiché il processo di formazione della fuliggine è condizionato dalla presenza di acetilene, l’utilizzo del metano come combustibile per autotrazione ha una bassa produzione di inquinanti solo nel campo di miscele magre, al limite stechiometriche.

Il sistema di distribuzione di nuova concezione attualmente utilizzato, è alimentato dal metanodotto grazie alla disponibilità di compressori in grado di assicurare il rifornimento in tempi confrontabili con quelli di altri carburanti per autotrazione. Questo consente di dimensionare stazioni miste di rifornimento. Il rifornimento a mezzo rete permette di eliminare lo stoccaggio ed il trasporto su strada necessari per gli altri carburanti.

Gas di petrolio liquefatti – GPL

Sono costituiti da una miscela di idrocarburi, principalmente da Propano e Butano. A pressione e temperatura ambiente sono gassosi, liquefano se compressi a pochi bar o se portati a bassa temperatura. Allo stato liquido possono essere trasportati in recipienti sottoposti a modeste pressioni (autocisterne, serbatoi di autoveicoli) bombole di uso domestico.

I GPL si possono ottenere come prodotti della raffinazione del prodotto greggio, dalla separazione dal petrolio e dal gas naturale. Vengono prodotti dai processi di cracking e di distillazione del petrolio.

I GPL restano combustibili dotati di un alto potere calorifico associato a buoni rendimenti di combustione. Essendo privi di additivi danno nella combustione prodotti privi di inquinanti come composti metallici o solforati. I GPL sono costituiti da idrocarburi con soli 3 - 4 atomi di carbonio per molecola, si tratta di paraffinici saturi e olefinici (insaturi). Se si considerano le formule di struttura dei componenti dei GPL si possono individuare gli isomeri del butilene e del butano a cui corrispondono certe differenze nelle caratteristiche. Nella tabella sottostante sono indicate alcune grandezze caratteristiche di questo combustibile prendendo in considerazione i suoi componenti.

Fino a pochi anni fa I GPL costituivano essenzialmente un sottoprodotto della raffinazione del petrolio grezzo. Attualmente i paesi produttori di petrolio hanno trovato conveniente il recupero dei GPL che venivano bruciati alla bocca dei pozzi di petrolio e gas naturale, dove costituiscono, rispettivamente, la frazione più leggera e quella più pesante.

Metanolo

Prevalentemente utilizzato in miscela con la benzina il metanolo consente di ampliare la possibilità di sostituzione degli idrocarburi con una fonte alternativa senza modificare gli impianti di raffineria e le infrastrutture di stoccaggio, trasporto e distribuzione.

Viene utilizzato come componente ad alto NUMERO DI OTTANI (NO) della benzina. In miscela con quest’ultima, fino al 20% permette di ottenere alti NO senza impiego di piombo (benzina verde). Il metanolo può essere impiegato fino al 100% nei motori AC nei quali però non trova alta diffusione e nei motori AS se opportunamente preparati. Il metanolo ha potere calorifico inferiore pari a metà di quello della benzina e solubilità in acqua infinita. E’ perfettamente miscibile nelle benzine aromatiche mentre per le olefiniche può diventarlo solo a temperatura ambiente . La presenza di piccole quantità di acqua provoca la separazione della miscela con formazione di una fase idroalcolica che stratifica sul fondo del serbatoio con conseguenti problemi di alimentazione. Questo inconveniente può essere ridotto aggiungendo piccole quantità di alcooli superiori (da C2 a C8). Nella miscela con benzina il potere antidetonante virtuale NOB del solo metanolo da attribuire all’aliquota miscelata con benzina per ottenere lo stesso NO è definito dall’espressione

NOB = NOMI – NOBI (1-X)/X

Il numero di ottano “blending” (NORB) del metanolo è tanto più alto quanto più basso è il NOR della benzina base (cioè quanto più basso è il tenore di aromatici e di olefine). La sensitività è maggiore di quella della benzine convenzionali.

Etanolo

Si ottiene da materie primi rinnovabili e viene ricavato dalla fermentazione di tutte le sostanze organiche agricole contenenti amido (zuccheri, patate, cellulosa, scarti della lavorazione del legno). L’etanolo, in quanto alcool ha un comportamento simile a quello del metanolo.

• Il petrolio o kerosene può considerarsi intermedio fra i carburanti e le nafte.

• Il benzolo e gli alcooli possono essere classificati fra i carburanti.

• Il benzolo è un sottoprodotto del carbone nella sua trasformazione in coke e consiste principalmente in benzene (C6-H6) ha un buon potere antidetonante ma potere calrifico inferiore a quello della benzina. E’ usato quanto e dove scarseggia la benzina e abbonda il carbon fossile.

• Gli alcooli hanno una composizione simile a quella degli idrocarburi ma contengono nelle loro molecole atomi di ossigeno. Hanno buon potere antidetonante ma potere calorifico basso. In casi speciali vengono usati in miscela con la benzina soprattutto l’alcool metilico o metanolo (CH3-OH) e l’alcool etilico o etanolo (C2H5-OH).