Wie entstehen Benzin, Kerosin und Diesel?

Benzin, Kerosin und Diesel sind drei Kraftstoffe, die aus Erdöl hergestellt werden. Sie bestimmen maßgeblich unsere Bewegungsmöglichkeiten, denn die meisten Fahrzeuge werden mit ihnen betrieben. Autos, LKW`s, Motorräder, Schiffe und Flugzeuge, sie alle brauchen Treibstoff zur Fortbewegung. Ihre Herstellung ist ein komplexes Verfahren. Doch bevor dieses erläutert wird, klären wir zunächst den Ursprung des Urstoffes.

Ursprünge des Erdöls

Erdöl ist ein fossiler Brennstoff und bildete sich vor Jahrmillionen in der Kreide- und Jurazeit. Winzige abgestorbene Meerestiere und Plankton sammelten sich auf dem Meeresgrund. Im Faulschlamm von flachen Meeren und küstennahen Gewässern fand ein Abbauprozess statt. Das salzreiche Wasser verhinderte die üblichen Fäulnisprozesse und wirkte konservierend. Während der folgenden Jahrtausende lagerten sich viele Schlammschichten darüber ab und steigerten den Druck und damit auch die Temperatur. Anaerobe Bakterien setzen den Faulschlamm in einem langsamen Prozess in kurzkettigere Kohlenwasserstoffe um, was als Reifung bezeichnet wird. Der Druck durch die auflastenden Gesteinsschichten führt in einer Tiefe zwischen 2000 und 4000 Kilometern dazu, dass sich der vormalige Schlamm nun zu einem Gestein verfestigt. Dieses wird als Erdölmuttergestein bezeichnet. Daraus treten, sofern die angrenzenden Gesteinsschichten vorrangig porenreich sind, die gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffe aus. Sofern es auf eine undurchlässige Schicht trifft, Speichergestein genannt, entsteht eine Lagerstätte. Erdöl kann verschiedene Farben haben, die von Gelb bis Schwarz reichen, aber auch rötlich oder grünlich sein können. Es ist zähflüssig und verbindet sich aufgrund der niedrigen Dichte nicht mit Wasser. Vielmehr schwimmt es obenauf.

Förderung

Fast zwei Drittel des weltweiten Erdölvorkommens befindet in den Ländern des Nahen Ostens. Zur Förderung werden Bohrtürme an Land und Bohrinseln im Wasser eingesetzt. Es gibt drei Phasen. In der ersten Phase wird das Erdöl durch den Druck des mit eingeschlossenen Erdgases an die Oberfläche befördert. In der zweiten werden Wasser oder Gas hinzu geführt, damit das verbleibende Erdöl ebenfalls austritt. In der letzten Phase werden komplexere Substanzen wie Dampf, Polymere, Chemikalien, CO2 oder Mikroben eingebracht, die die Reste ebenfalls zur Nutzung stellen. Die geförderte Menge wird gereinigt und zur Umwandlung in Raffinerien gebracht. In diesen Erdölraffinerien wird das Erdöl in Benzin, Diesel oder Kerosin umgewandelt. Das Rohöl wird in weiteren Schritten auf spezielle Weise destilliert, um die einzelnen Bestandteile zu erhalten, die getrennt weiter verarbeitet werden können.

Benzin

Motorenbenzin oder auch ungenau Ottokraftstoff genannt gibt es in verschiedenen Sorten, die anhand ihrer Zusammensetzung aus Kohlenwasserstoffen und ihrer Klopffestigkeit unterschieden werden können. Klopffestigkeit heißt, dass sich das Benzin nicht unkontrolliert selbst entzündet, sondern erst durch das Starten des Motors mit dem Zündfunken, der Einspritzung oder der Kompression. Die Klopffestigkeit zeigt sich an der Oktanzahl. Je höher diese ist, um so stabiler ist das Gemisch und um so unwahrscheinlicher ist eine unkontrollierte Selbstentzündung.
Nach dem Eintreffen des Erdöls in der Raffinerie wird es einem Verfahren namens fraktionierte Destillation unterworfen. Hierbei wird es in einem Röhrenofen auf 360 Grad erhitzt, damit es gasförmig wird und in den Destillationsturm gelangt. Im Gegenstrom mit Kondensationsflüssigkeit aus dem Kopfteil der Anlage entstehen unterschiedliche Temperaturen. In unterschiedlichen Höhen angebrachte Glockenböden trennen die Bestandteile, weil sie unterschiedliche Siedepunkte haben. So differenzieren sich leichtes und schweres Benzin, Mitteldestillat und Heizöl voneinander. Dieses Verfahren nennt sich Rektifikation. In einem weiteren Verfahren, dem katalytischen Cracken, findet eine weitere Veredelung statt, um noch mehr Benzin herzustellen. In diesem Schritt werden langkettige Alkane (früher Paraffine) in kurzkettige gespalten. Hierbei trennen sich letztendlich das Rohbenzin vom Mitteldestillat und vom Heizöl. Das über mehrere Stufen entstandene Benzin ist nicht sehr klopffest. Damit es eine hohe Oktanzahl erhält, wird es in einer Platin-Reformer-Anlage erst entschwefelt und dann weiter verarbeitet. Anschließend wird es auf über 500 Grad erhitzt und über ein platinhaltiges Gitternetz geleitet. Danach wird es in einem Blending genannten Vorgang zu seiner letztlich bestimmten Form zusammengemischt.

Kerosin

Kerosin wird aus dem Mitteldestillat gewonnen, das als Nebenprodukt aus der Rektifikation entsteht. Es besteht hauptsächlich aus Alkanen, Cycloalkanen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, die, im Gegensatz zu den Bestandteilen im Benzin, alle einen ähnlichen Brennpunkt haben. Das heißt, dass die meisten Moleküle bei der gleichen Temperatur fast rückstandsfrei verbrennen, da sie wenig leichte und wenig schwere Kohlenwasserstoffverbindungen beinhalten.
Kerosin enthält Additive, das heißt Zusätze, die bestimmte Wirkungen haben sollen:

  • Antistatikmittel: Diese verhindern, dass sich die Treibstoffe bei der Betankung statisch aufladen.
  • Antioxidantien: Sie vermeiden, dass in Anwesenheit von Luftsauerstoff gummiartige Ablagerungen entstehen.
  • Metall-Deaktivatoren: Sie verhindern, dass sich das Kerosin oxidiert, denn es enthält auch Kupfer.
  • Korrosionsschutzmittel: Diese verhindern, dass sich der Tank durch das Kerosin zersetzt.
  • Vereisungsschutzmittel: Gerade bei Flügen in großen Höhen verhindert es die Bildung von Eiskristallen.
  • Biozide: Sie werden eingesetzt, wenn bei den viertel- bis halbjährlichen Schnelltests Bakterien festgestellt werden.
  • Wärmestabilisatoren: Sie stabilisieren das Kerosin zusätzlich gerade bei hohen Temperaturen.

Diesel

Diesel ist ein Gemisch aus Kerosin und verschiedenen Mitteldestillaten aus der Fraktion von Erdöl, die für die Herstellung entschwefelt werden. Zudem werden Mitteldestillate aus dem Cracking-Prozess beigefügt. Im Winter ist der Kerosinanteil höher. Der Diesel enthält ebenfalls Additive mit folgenden Wirkungen:

  • Zündwilligkeit: Tetranitromethan, Amylnitrat, Acetonperoxid oder 2-Ethylhexylnitrat können hinzugegeben werden, damit die Zündwilligkeit gerade im Winter steigt. Zum Teil erhöhen diese Zugaben die Giftigkeit des Diesels.
  • Schmiereigenschaftserhöhende Zusätze: Sie verhindern, dass besonders im Winter Kältekristalle aus Paraffinen (Alkane) die Filter verstopfen.

Zusätzlich werden Oxidationsinhibitoren, Anti-Schaum-Mittel, Korrosionsschutzmittel und Detergentien zum Schutz vor Ablagerungen im Einspritzsystem, Leitfähigkeitsverbesserer, Aromastoffe und Biozide zum Diesel hinzugefügt.

 

Bildquelle: Bigstock-ID: 45429820 by shime

Keine Kommentare

Einen Kommentar hinterlassen