Anfragen zu Informationen zur Ölmischung

Was ist die Mischtechnologie? Die Mischtechnologie ist eine Anwendungs technologie, bei der bestimmte Öle und Kraftstoffe, die in Raffinerien hergestellt werden – sei es nach nationalen oder nicht-nationalen Standards – sowie leichte Kohlenwasserstoffe (Kondensate), die in Ölfeldern entstehen, sowie chemische Produkte, durch Aufbereitungsanlagen weiterverarbeitet werden. Dabei werden zusätzlich einige Zusatzstoffe hinzugefügt, um so Kraftstoffe zu erzeugen, die den Anforderungen der Kunden entsprechen. Dadurch können die Kosten minimiert und Ressourcen eingespart werden. Die Technik zur Mischung von Benzin und Diesel ist im Bereich des internationalen Öhandels bereits sehr ausgereift. So können beispielsweise Antiknockmittel verwendet werden, um 90#-Benzin in 93#- oder 97#-Benzin umzuwandeln, sowie -5#- und 0#-Diesel in -10#-Diesel umzuwandeln, der anschließend zum Verkauf angeboten werden kann. In unserem Land werden jedes Jahr Hunderte Tonnen von Naphtha-Produkten hergestellt. Aufgrund des niedrigen Oktanzahls der Naphtha – der bei etwa 40–60 liegt – kann ein kleiner Teil davon zur Herstellung von Benzin mit hohem Oktanzahl in Reaktoren verwendet werden. Der größte Teil der Naphtha muss jedoch als Rohstoff für die Ethylenherstellung verkauft werden. Der Preis dafür ist niedrig und instabil. Wenn wir jedoch Verarbeitungstechniken anwenden, um den Schwefel aus der Naphtha zu entfernen, sie mit Komponenten mit hohem Oktanzahl zu mischen und anschließend Antiknockadditive hinzuzufügen, können wir Benzin mit einem Oktanzahlwert von 90# und 93# herstellen. Dadurch können erhebliche Mengen an Ölressourcen eingespart werden. Daraus geht hervor, dass die Technik zur Mischung von Benzin und Diesel eine effektive Methode ist, um Kosten zu sparen und die vorhandenen Ölressourcen sinnvoll zu nutzen. Es handelt sich dabei um eine Anwendungstechnologie, die im Inland intensiv gefördert werden sollte. Nun könnte man sich fragen: Kann das gemischte Öl überhaupt verwendet werden? Ist die Qualität zuverlässig? Um diese Frage zu beantworten, muss man mit dem Herstellungsprozess in den Raffinerien beginnen. II. Herstellungsverfahren für Benzin und Diesel in Raffinerien
Das Benzin und Diesel, die in unserem Land heute verwendet werden, werden aus Öl gewonnen. Unraffiniertes Öl wird üblicherweise als Rohöl bezeichnet. Um aus Rohöl Benzin und Diesel herzustellen, müssen folgende grundlegende Schritte durchgeführt werden: Zunächst wird das Rohöl entsalzt und entwässert. Anschließend findet eine Destillation unter Normaldruck statt, wodurch die für den Einsatz als Benzin oder Diesel geeigneten Fraktionen gewonnen werden. Diese Fraktionen werden als Direktdestillate bezeichnet – beispielsweise Naphtha, Diesel der ersten und zweiten Sorte usw. 2. Anschließend werden als Rohstoffe das bei der Raffinerieprozess entstehende Normaldruck- und Niedrigdruck-Heizöl sowie ähnliche Produkte verwendet. Mithilfe von Verarbeitungsmethoden wie thermischer Kracking, katalytischem Kracking, Hydrokracking und verzögerter Kokserei werden die Stoffe mit hohem Siedepunkt in niedermolekulare Kohlenwasserstoffe umgewandelt, die als Brennstoffe geeignet sind. Durch Destillation lassen sich anschließend die Komponenten für Benzin und Diesel gewinnen – aus dem thermischen Kracking, dem katalytischen Kracking sowie der Kokserei. Um Benzin mit hohem Oktanwert herzustellen, sind außerdem Verfahren wie katalytische Reformierung und Alkylierung erforderlich, um Komponenten für reformiertes Benzin sowie leicht alkyliertes Öl zu gewinnen. 3. Die direkt destillierten Öle sowie die durch sekundäre Verarbeitungsmethoden gewonnenen Öle werden jeweils durch elektrochemische Reinigung, Hydrierung, Desulfurisierung und Entwachsende behandelt, um schädliche Stoffe zu entfernen und die Qualität des Öls zu verbessern. 4. Schließlich werden, entsprechend den Qualitätsanforderungen an Benzin und Diesel unterschiedlicher Sorten, die oben genannten Destillatsöle in den erforderlichen Verhältnissen miteinander vermischt und mit angemessenen Mengen an Zusatzstoffen angereichert. Auf diese Weise entsteht Benzin oder Diesel, dessen Qualität den **vorgeschriebenen Standards entspricht. Die üblichen Mischverhältnisse für Benzin in den Raffinerien unseres Landes sind wie folgt:
**Benzinqualität | Anteil der einzelnen Komponenten in %**
Katalytisches Benzin | Reformiertes Benzin | Alkyliertes Benzin | MTBE
90# | 100 | 93# | 70–72 | 20–15 | 10–13
93# | 70–72 | 20–15 | 10–13
93# | 68–70 | 32–30
93# | 60–64 | 40–36
95# | 58–60 | 30–26 | 12–14
95# | 38–41 | 32–35 | 34–24
95# | 53–56 | 35–30 | 12–14
97# | 28–33 | 58–55 | 12–14
97# | 39–44 | 33–35 | 10–12 | 12–14

Daraus geht hervor, dass die Raffinerien zunächst die verschiedenen Komponenten herstellen und diese anschließend zu fertigem Benzin mischen. Allerdings können Raffinerien je nach Bedarf verschiedene Öle herstellen, die den Anforderungen entsprechen. Die Mischtechnik hingegen nutzt verschiedene nicht-standardmäßige Öle sowie chemische Rohstoffe, die nach der Aufbereitung zu Endprodukten verarbeitet werden, die den Vorgaben entsprechen. Beide Verfahren sind ähnlich – nur bei der Mischtechnik entsteht beim Herstellen der Öle kein Rauch. Drei: Rohstoffe zur Herstellung von Benzin und Diesel. Zu den Rohstoffen, die zur Herstellung von Benzin verwendet werden können, gehören reines Benzin (Naphtha, Petrolether), leichtes Naphtha, Kondensate (leichte Kohlenwasserstoffe), raffinierte C5-, C9- und C10-Kohlenwasserstoffe, Aromaten der Sorten 150# und 200#, gemischte Aromaten, Formaldehydester, MTBE, DMC sowie Alkohole mit hohem Kohlenstoffgehalt. Als Rohstoffe zur Modifizierung von Diesel können Schweröl, Wachsöl, Katalysatorwachsöl, Lösungsmittelöle mit einer Nummer von 200# aufwärts, Schwerarene sowie C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15 sowie Produkte aus der Luftfahrtölverarbeitung verwendet werden. Kerosin für Lampen, Normalöle, Öle mit reduzierter Viskosität, Aromatiklösungsmittelöle der Sorten 200#, 230# und 270#, Mineralöl der Sorte 3#, inländisch hergestelltes Dieselkraftstoff, Pyrolyse-Dieselkraftstoff, Katalysierungs-Dieselkraftstoff usw. Die oben genannten Rohstoffe werden zunächst entfärbt, entgerucht und durch weitere Verarbeitungsschritte stabilisiert. Anschließend werden Verbesserungszusätze hinzugefügt. Schließlich werden die Produkte auf ihre Qualität überprüft – sobald sie den **Standards entsprechen oder diesen nahekommen, können sie verkauft werden. Eigenschaften der Benzinfraktionen bei Normaldruckdestillation
Rohöl: Daqing, Shengli, Liaohe, Nordchina, Xinjiang, Zhongyuan
Oktanzahl (RON): 47, 65, 60, 51, 62, 65

Grundlegende Eigenschaften der Rohstoffe für die Herstellung von Benzin
Name des Rohstoffs, relative Dichte, Brenntemperaturbereich, Oktanzahlbereich, Hauptbestandteile, Aussehen, Siedepunkt, Entzündungspunkt

Naphtha (rohes Benzin): 0,68–0,71; Brenntemperaturbereich: 70–145 °C; Leichtes Naphtha: 70–180 °C; Schweres Naphtha: 40–60 °C
Alkane mit C5–C9-Struktur: farblos oder hellgelb; Brenntemperaturbereich: 20–160 °C; Entzündungspunkt: –2 °C

Petrolether: 0,64–0,66; Pentan, Hexan: farblose, durchsichtige Flüssigkeit mit Kohlenwasserstoffgeruch; Brenntemperaturbereich: 30–120 °C; Entzündungspunkt: –20 °C (geschlossen)

Kondensatöle: 20 °C; Brenntemperaturbereich: –200 °C; Oktanzahl: 60–70
Alkane mit C5–C8-Struktur: Raffiniertes C5: 0,66; Brenntemperaturbereich: 36–41 °C; Oktanzahl: 85–95; C5: farblose, durchsichtige Flüssigkeit; Brenntemperaturbereich: 36–50 °C
Raffiniertes C9: 0,88–0,90; Brenntemperaturbereich: 150–190 °C; Oktanzahl: 110–105
Aromaten mit C9-Struktur: farblose, durchsichtige Flüssigkeit
Raffiniertes C10: 0,89–0,92; Brenntemperaturbereich: 180–210 °C; Oktanzahl: 105–110
Aromaten mit C10-Struktur: farblose, durchsichtige Flüssigkeit
Aromate 150#: 0,88–0,90; Brenntemperaturbereich: 150–190 °C; Oktanzahl: 105–115
Gemischte Aromate: farblose, durchsichtige Flüssigkeit

IV. Zusatzstoffe zur Herstellung von Benzin und Diesel
(A) Antiknockeigenschaften von Benzin
1. Antiknockeigenschaften von Benzin
Die normale Verbrennung von Benzin im Verbrennungsraum erfolgt in der Regel durch das Entzünden der brennbaren Mischung durch einen elektrischen Funken. Die Flammen breiten sich mit einer Geschwindigkeit von 20–50 m/s nach vorne aus. Dabei steigen die Temperatur und der Druck im Zylinder kontinuierlich an, bis die Verbrennung abgeschlossen ist. Dadurch wird nicht nur die Leistung des Motors optimal genutzt, sondern auch seine Funktionsweise bleibt gleichmäßig und sanft – somit fährt das Fahrzeug reibungslos. Manchmal kommt es jedoch zu einer abnormalen Verbrennung. Dabei wird die brennbare Mischung im Motorzylinder entzündet. Ein Teil dieser unverbrannten Mischung erhält aufgrund der Kompression durch die normale Flamme sowie der Wärmestrahlung eine extrem hohe Temperatur und Druck. Dadurch wird die chemische Reaktion verstärkt, wodurch viele instabile Peroxide entstehen. Bevor die normale Flamme diese Peroxide erreichen kann, zerfallen sie heftig und entzünden sich selbst. Dadurch kommt es zu einer explosionsartigen Verbrennung, die wiederum starke Stoßwellen erzeugt. Diese Stoßwellen verursachen Vibrationen im Motor sowie ein metallisches Knirschengeräusch. Dadurch sinkt die Leistung des Motors. Der Auspuff gibt schwarzen Rauch ab, der Kraftstoffverbrauch steigt. Wir nennen dieses Phänomen Knall. Die Eigenschaft des Benzins, dem Knall beim Verbrennen im Motor Widerstand entgegenzusetzen, wird als Knallfestigkeit des Benzins bezeichnet. Die Zündbeständigkeit der verschiedenen Kohlenwasserstoffe, die im Benzin enthalten sind, bestimmt direkt die Zündbeständigkeit des Benzins selbst. Aus den umfangreichen experimentellen Daten lassen sich folgende Regeln ableiten: Die Zündbeständigkeit der Kohlenwasserstoffe lässt sich in etwa in der folgenden Reihenfolge einordnen. Aromatische Kohlenwasserstoffe > Isomere Alkane > Cycloalkane > Alkane > Normalalkane. Was die Öle betrifft: Die Entzündungssicherheit der Kohlenwasserstoffe nimmt mit zunehmender Molekülmasse ab. Daher weisen die aus demselben Rohöl hergestellten Öle solche Fraktionen mit geringerem Schmelzpunkt eine bessere Knallfestigkeit auf als solche mit höherem Schmelzpunkt. Aus Sicht der Verarbeitung sind katalytische Kracking- und Reformierungsverfahren besser als die Methoden des thermischen Krackens oder Kokens. Wiederum sind die Produkte des thermischen Krackens und Kokens besser als die Produkte der direkten Destillation. 2. Bewertungskriterien für die Knallfestigkeit von Benzin
Die Knallfestigkeit von Benzin wird durch den Oktanzahlwert angegeben. Der sogenannte Oktanzahlwert gibt an, dass er numerisch dem Prozentsatz an Isooctan entspricht, der in einem Standardkraftstoff mit ähnlicher Entzündungswiderstandsfähigkeit enthalten ist. Standardkraftstoff besteht aus Isooctan mit sehr hoher Entzündungswiderstandsfähigkeit (2,2,4-Trimethylpentan, dessen Oktanzahl auf 100 festgelegt ist) und n-Heptan mit geringerer Entzündungswiderstandsfähigkeit (GH16, dessen Oktanzahl auf 0 festgelegt ist). Zwei Stoffe werden in unterschiedlichen Volumenverhältnissen gemischt, um ein Produkt zu erzeugen. Dabei ist der Volumenprozentsatz des Isooctans im Standardbenzin gleich dem Oktanzahlwert dieses Standardbrennstoffs. Wenn Standardkraftstoff zu 90 % aus Isooctan und zu 10 % aus n-Heptan besteht (im Volumenverhältnis), dann beträgt der Oktanzahlwert des Standardkraftstoffs 90. Beim Bestimmen des Oktanzahls von Benzin wird das zu prüfende Öl unter streng festgelegten Bedingungen zusammen mit einem ausgewählten Standardbrennstoff in einem Oktanzahlmessgerät untersucht. Wenn ihre Entzündungswiderstandsfähigkeit genau gleich ist, bedeutet das, dass der Oktanzahl des getesteten Öls dem Oktanzahl des Standardbrennstoffs entspricht. Derzeit gibt es in den Ländern der Welt drei Hauptmethoden zur Bestimmung des Oktanzahls von Benzin: die Forschungsmethode (RON), die Motormethode (MON) sowie der Anti-Knall-Index. Messung des Oktanzahls nach dem Forschungsmethode: Der Oktanzahl nach der Forschungsmethode (RON) wird unter mäßig anspruchsvollen Bedingungen – bei niedrigerer Gemischtemperatur (in der Regel ohne Erwärmung) sowie bei niedrigerer Drehzahl des Motors (in der Regel 800 Umdrehungen pro Minute) – mit einem Standardmotor im Labor gemessen. Motor-Oktanzahl Die Motor-Oktanzahl (MON) ist die Oktanzahl, die unter strengen Bedingungen bei höheren Gemischtemperaturen (in der Regel auf 149 °C erhitzt) sowie bei höheren Drehzahlen des Motors (in der Regel bis zu 900 Umdrehungen pro Minute) gemessen wird. Die bei MON verwendeten Geräte sind im Grunde genommen identisch mit denen von RON. Aber ihre Testbedingungen sind unterschiedlich. MON gibt die Entzündungswiderstandsfähigkeit von Benzin bei hohen Drehzahlen unter Belastung des Motors an, während der Oktanzahl nach Forschungsmethoden die Entzündungswiderstandsfähigkeit von Benzin bei niedrigen Drehzahlen unter normalen Beschleunigungsbedingungen des Motors zugrunde liegt. Der RON-Wert des gleichen Brenngases ist um 5–10 Einheiten höher als der MON-Wert. Da weder RON noch MON die Entzündungsbeständigkeit des Kraftstoffs während der Fahrzeugnutzung vollständig widerspiegeln können. Daher wurde der Index für die Explosionsbeständigkeit eingeführt. Explosionsbeständigkeitsindex: Explosionsbeständigkeitsindex = (RON + MON) / 2 Da die nach nationalen Standards vorgeschriebenen Oktanzahlsmessgeräte amerikanische ASTM-Geräte sind, die sehr teuer sind, kann man auch einfache Geräte zur Messung verwenden. Einzylindermaschinen aus Shanghai, Geräte zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstante, Infrarotmessgeräte, Antiknalladditive für Benzin. Benzin ist eines der wichtigen Brennstoffe, die für die Wirtschaft und das Leben der Menschen von Bedeutung sind. Mit der raschen Entwicklung der Volkswirtschaft unseres Landes sowie dem stetigen Anstieg der Anzahl der Autos steigt auch die Nachfrage nach Benzin. Der Oktanzahl ist wiederum der wichtigste Qualitätsindikator für Kraftstoffe für Fahrzeuge. Er spiegelt insgesamt das Niveau der Raffinerietechnologie sowie das Design der Fahrzeuge wider. Deshalb suchte man bereits seit Anfang des 20. Jahrhunderts nach wirksamen Wegen, den Oktanzahl zu erhöhen. Nach fast einem Jahrhundert an Bemühungen ist die Technologie inzwischen weiter entwickelt worden. Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten, den Oktanzahlwert von Benzin zu erhöhen: Erstens kann dies durch spezielle Verarbeitungsmethoden erreicht werden – beispielsweise durch katalytische Krackung, Alkylierung oder Isomerisierung. Zweitens kann der Oktanzahlwert durch das Hinzufügen von Antiknockadditiven zum Benzin erhöht werden – wie zum Beispiel Tetraethylblei, das inzwischen verboten ist – oder durch das Hinzufügen von Stoffen mit hohem Oktanzahlwert, wie zum Beispiel MTBE, das die Menge an Aromaten erhöht. Obwohl die Verfahrenstechnik das wichtigste Mittel zur Erhöhung des Oktanzahls von Benzin ist, weist sie Probleme wie hohe Investitionskosten sowie Änderungen im Brennverhalten des Benzins auf. Zudem ist es oft schwierig, die optimale Produktionskombination zu finden, und es fehlt an ausreichender Flexibilität. Umfangreiche Praxiserfahrungen im In- und Ausland haben gezeigt: Der Einsatz von Antiknockadditiven ist die wirksamste Methode, um den Oktanzahlwert von Kraftstoffen für Fahrzeuge zu erhöhen. Benzinantiknockmittel können je nach ihrer Zusammensetzung in aschehaltige Arten (z. B. Methylcyclopentadienylmangantrisulfid sowie Tetraethylblei, die Metalle enthalten) und aschefreie Arten (z. B. Methyltert-butylether, reine organische Verbindungen) unterteilt werden. Es gibt Antiknockmittel für graues Benzin. Zu den gebräuchlichen Additiven gehören Tetraethylblei, Ferrocen und MMT (Methylcyclopentadienylmangantricarbonyl). Da Tetraethylblei giftig ist, führt das Vorhandensein von Ferrocen zu Zündproblemen in den Zündkerzen. Unser Land hat den Einsatz von Tetraethylblei und Ferrocen verboten. MMT wurde 1959 von der Firma Ethyl eingeführt. Es weist eine gute Explosionsbeständigkeit sowie eine gute Reaktionsfähigkeit auf Benzin hin. Bei einer Massenkonzentration von Mn von 9–18 mg/L kann der Oktanzahlwert des Benzins um 1,7–3 Einheiten erhöht werden. Die Auswirkungen von MMT auf die Abgasreinigungssysteme in Autos sowie die Umweltbelastung sind Gegenstand von Kontroversen bezüglich dieses Stoffes. Studien haben ergeben, dass nach der Verbrennung nur eine geringe Menge an MMT ausgestoßen wird. Der größte Teil bleibt im Abgasstrangsystem zurück und bedeckt die Oberflächen von Komponenten wie Zündkerzen und Katalysatoren. Dies kann zu Fehlern bei der Zündung führen. Die Länder haben unterschiedliche Ansichten zur Anwendung von MMT. Die USA verboten 1978 den Einsatz von MMT, setzten es jedoch im Oktober 1995 wieder als Antiknockmittel für Benzin ein. Die Umweltbehörden sowie der Verband der Automobilhersteller (AAMA) sind hier vehement dagegen. Die von der Europäischen Vereinigung der Automobilhersteller und dem Verband der japanischen Automobilhersteller festgelegten „Global Fuel Specifications“ verbieten ausdrücklich die Zugabe von Mn zum Kraftstoff für Fahrzeuge. In China gibt es kein ausdrückliches Verbot der Verwendung von Mangan-basierten Entzündungshemmern. Aber eine begrenzte Menge ist zulässig. Die Normen für Kraftstoffe der Klasse II legen einen Grenzwert von maximal 18 mg Mn/L fest, für Kraftstoffe der Klasse III gilt ein Grenzwert von maximal 16 mg Mn/L. Die chinesischen Normen setzen einen Grenzwert von maximal 6 mg Mn/L fest. Die Anforderungen werden immer strenger. Doch mit der schrittweisen Öffnung des Marktes für raffinierte Kraftstoffe sind die europäischen Standards zu den weltweiten Standardnormen geworden. Die inländischen Raffinerien müssen daher so schnell wie möglich nach Alternativen zu MMT suchen. Antiknockadditive für kohlenstofffreies Benzin: Organische, kohlenstofffreie Antiknockadditive können eine automatische Beschleunigung der Reaktionen hemmen. Dadurch wird die Verbrennungsrate des Brennstoffs auf ein normales Niveau begrenzt. Dadurch wird verhindert, dass die zugesetzten Antiknockadditive den Katalysator schädigen oder die Emissionen von Schadstoffen erhöhen. Zudem weisen diese Additive eine gute Antiknockwirkung auf. Denn derzeit gibt es viele Forschungen zu solchen Explosionshemmern. Häufige, aschefreie Entzündungshemmer sind Ester, Ether und Amine. Ether: MTBE wird weltweit als Additiv für Benzin eingesetzt. Es kann nicht nur den Oktanzahlwert des Benzins effektiv erhöhen – bei einem Anteil von 3 % bis 7 % am Gesamtinhalt des Benzins lässt sich der Oktanzahlwert um 2 bis 3 Einheiten steigern – sondern verbessert auch die Verbrennungsleistung des Motors. Zudem wird dadurch der CO-Gehalt in den Abgasen verringert, und gleichzeitig sinken die Herstellungskosten für Benzin. Seit der Einführung von MTBE bleibt die Nachfrage stetig hoch. Auch seine Herstellungstechnologie wird immer ausgereifter. Aber kürzlich hat Kalifornien in den USA den Einsatz von MTBE aus Gründen der Verschmutzung der Grundwasserqualität verboten, und auch die Umweltschutzbehörden in den USA haben ähnliche Maßnahmen ergriffen. Das zeigt, dass die USA mit der Beschränkung der Produktion und Anwendung von MTBE begonnen haben. Derzeit bevorzugen die EU und Japan einen anderen, leichter abbaubaren Explosionshemmer: Ethyltert-butylether (ETBE). Seine Leistung ist genauso gut wie die von MTBE. Im Folgenden sind die Kennwerte für MTBE aufgeführt: Dichte (kg/m³, 20°C): 740,6 Kritische Temperatur (°C): 223,9 Wärmekapazität (°C): 2,135 Verdampfungswärme (J/(g·K)): 30,10 Verbrennungsenergie (MJ/kg): 38,21 Dampfdruck bei Raumtemperatur (bar): 0,55 Kritischer Druck (KPC): 223,9 Brechzahl (20 °C): 1,3689 Entzündungstemperatur (°C): 480 Explosionsgrenze in Luft (%V): Obergrenze 1,65 ； Untergrenze: 8,4. Oktanzahl nach Forschungsmethode: 117. Oktanzahl nach Motorprüfverfahren: 101. Löslichkeit von Wasser in MTBE (20°C, g/100g): 1,5. Löslichkeit von MTBE in Wasser (20°C, g/100g): 4,3. Ethyltert-butylether (ETBE). ETBE kann, wie andere Ester auch, als Antiknockmittel zur Erhöhung des Oktanzahls von Benzin verwendet werden. Ihre Werte für RON und MON liegen jeweils bei 119 und 103. Der Sättigungsdampfdruck beträgt 27,56 kPa – das ist deutlich niedriger als beim MTBE. ETBE hat eine hohe Siedetemperatur und ist mit Benzin mischbar, ohne dass es zu einem Azeotrop entsteht. Dadurch kann sowohl der Gaswiderstand im Motor verringert als auch der Verdampfungsverlust des Benzins gesenkt werden. Daher führt die Verwendung von ETBE als Antiknockmittel zu einer besseren Wirtschaftlichkeit und Sicherheit des Benzins im Vergleich zur Zugabe von MTBE, wodurch es gute Anwendungsmöglichkeiten bietet. Doch die Herstellungskosten von ETBE sind hoch, und seine hohe Kosten sind das größte Hindernis für seine Verbreitung. Diisopropylether (DIPE). Die chemische Zusammensetzung sowie physikalische Eigenschaften wie Dichte und Verdampfungswärme von DIPE ähneln denen von MTBE, ETBE und TAME. Der RON-Wert liegt bei 107–110, der Antiknockindex bei 102–106. Der gesättigte Dampfdruck beträgt 33,78 kPa. Als Rohstoffe werden Propylen und Wasser verwendet – Stoffe, die in großer Menge verfügbar sind und deren Preise nur gering schwanken. Zudem ist DIPE nicht von den Schwankungen auf dem Ethanolmarkt beeinflusst. Die Luoyang Petrochemical Engineering Company hat eine Methode zur Herstellung von DIPE durch die einstufige Hydrat-Etherifizierung von Propylen entwickelt. Der von der Firma entwickelte aktive β-Zeolith-Katalysator weist eine hohe Umsetzungsrate bei der Hydrat-Etherifizierung von Propylen sowie eine gute Selektivität für DIPE auf. Zudem zeichnet sich der Katalysator durch seine hohe Aktivität und Stabilität aus. Der Preisvorteil von DIPE könnte es dazu machen, ein Ersatzstoff für Ether nach dem Verbot von MTBE zu werden. tert-Butylmethylether (TAME). RON und MON von TAME liegen bei 12 bzw. 99, der Sättigungsdampfdruck beträgt 20,67 kPa – das ist deutlich niedriger als beim MTBE. Die Entzündungssicherheit ist etwas besser als beim MTBE. TAME verwendet Methanol und Isopenten als Rohstoffe und ist daher günstiger. Außerdem wurden bei TAME bislang keine ähnlichen Umwelt- und Sicherheitsprobleme im Zusammenhang mit MTBE festgestellt, wodurch das Marktpotenzial recht hoch ist. In unserem Land gibt es mehrere Forschungseinrichtungen, die an der Entwicklung von TAME-Produktionsverfahren arbeiten. Es ist bereits gelungen, einen Prozess zur katalytischen Destillation zur Herstellung von TAME zu entwickeln. In der Shanghai Petrochemical Company wurde eine industrielle Testanlage mit einer Kapazität von 2000 Tonnen pro Jahr errichtet. Zudem hat das Forschungsinstitut der Qilu Petrochemical Company eine Technologie zur Herstellung von C4- und C5-Mischetheren entwickelt. Damit kann in derselben katalytischen Destillationsanlage gleichzeitig MTBE und TAME hergestellt werden – wodurch die Größe der Anlagen für die Etherherstellung erhöht und die wirtschaftlichen Vorteile gesteigert werden können. Methacrol ist aufgrund seiner guten Verbrenneigenschaften als Zusatzstoff in Erdölprodukten verwendet. Durch seine Zugabe verbessert sich die Verbrenneigenschaft erheblich, und es wird zudem zu einer Verringerung der Emissionen schädlicher Gase beigetragen. Er gilt daher als ein neues, umweltfreundliches Brennstoffmaterial, von dem viele Unternehmen sprechen. Molekulargleichung: CH3O–CH2–OCH2
Molargewicht: 76,09
Siedepunkt: 42,3 °C
Entzündungspunkt: –17,8 °C
Dichte: d15/15 = 0,866; d20/20 = 0,861
Schmelzpunkt: –104,8 °C
Aussehen: Farbloses, durchsichtiges Flüssigkeit mit einem Geruch, der dem von Chloroform ähnelt.
Ester: Unter den Estern ist Dimethylcarbonat (DMC) am wichtigsten und gilt als einer der vielversprechendsten Stoffe zur Verbesserung des Oktanzahls. Außerdem zeigen Studien, dass das Hinzufügen von DMC nur geringe Auswirkungen auf den Sättigungsdruck des Dampfes, den Gefrierpunkt sowie die Wasserlöslichkeit von Benzin hat. Im Vergleich zu MTBE weist DMC einen höheren Sauerstoffgehalt auf. Bei derselben Sauerstoffsättigung im Benzin beträgt das Menge an DMC, die hinzugefügt werden muss, nur etwa 40 % der Menge an MTBE. Bei katalysiertem Benzin hat DMC denselben Anpassungseffekt wie MTBE. Bei Rohbenzin ist jedoch die Empfindlichkeit gegenüber DMC geringer als bei MTBE. Nachdem die jeweiligen Zutaten in Form von 3 % DMC und MTBE hinzugefügt wurden, stieg der Grund-Oktanzahlwert des Rohbenzinses auf 51,0, 52,5 bzw. 53,1. Dies zeigt, dass DMC besser geeignet ist zur Herstellung von Benzin mit einem Grund-Oktanzahlwert von über 80. Dimethylcarbonat ist bei Raumtemperatur eine farblose, durchsichtige Flüssigkeit mit leicht süßlichem Geschmack. Der Schmelzpunkt liegt bei 4 °C, der Siedepunkt bei 90,11 °C. Es ist schwer löslich in Wasser, kann sich jedoch mit Alkoholen, Ethern sowie fast allen anderen organischen Lösungsmitteln mischen. Die Molekülstruktur von DMC enthält Funktionsgruppen wie CH=O, CO und COOCH, wodurch sie eine gute chemische Reaktionsfähigkeit aufweist. DMC weist eine sehr geringe Toxizität auf und ist ein umweltfreundliches organisches Chemikalienmaterial, das den Anforderungen der modernen „sauberen Produktionsverfahren“ entspricht. Zudem handelt es sich um einen wichtigen Zwischenprodukt in der organischen Synthese. Sec-butylacetat, Molekülformel C6H12O2 ； CH3COOCH(CH3)CH2CH3 – Aussehen und Eigenschaften: Farblose Flüssigkeit mit fruchtigem Duft. Molekulargewicht: 116,16. Dampfdruck: 2,00 kPa bei 25 °C. Entzündungspunkt: 19 °C. Schmelzpunkt: –98,9 °C. Siedepunkt: 112,3 °C. Löslichkeit: Nicht löslich in Wasser; lässt sich jedoch mit Ethanol, Äther sowie den meisten anderen organischen Lösungsmitteln mischen. Dichte: Relativer Dichte (Wasser = 1): 0,86 ； Relativer Dichte (Luft = 1): 4,00. Stabilität: Stabil. Gefahrenzeichen: 7 (brennbare Flüssigkeit mit mittlerem Flammpunkt). Amine: Hierbei handelt es sich um N-**amine. Laut den vorliegenden Informationen begannen die Forschungen an Amingemischen als Antiknockmittel für Benzin bereits in den frühen 1970er Jahren im Ausland. Der Handelsname für diese Stoffe war MMA. Der Grund für ihre nicht weiter verbreitete Nutzung lag in dem Gehalt an Stickstoff in den Amingruppen. Internationale Studien haben gezeigt, dass man den NOX-Ausstoß aus Automobilabgasen kontrollieren kann, wenn der Gehalt an Amingemischen im Benzin bei maximal 17 g/L liegt. Innerhalb dieses Bereichs kann der Oktanzahlwert durch Amingemische in der Regel um 1,2 bis 2 Einheiten erhöht werden. Daher ist es schwierig, den Anteil der Amine in den Entzündungshemmern zu verringern, damit sie im Rahmen des Umweltschutzes ihre maximale Wirkung entfalten können – und das ist genau die Herausforderung, ob solche Entzündungshemmer überhaupt eingesetzt werden können. Deshalb intensivieren Länder auf der ganzen Welt ihre Forschungen an Antiknockadditiven für Benzin. Umweltfreundliche Antiknockadditive sind die Richtung, in die sich die Entwicklung in Zukunft bewegen wird. (II) Technologien zur Entschwefelung von Benzin: In den letzten Jahren ist mit der Zunahme der Kraftfahrzeuge der Abgasausstoß dieser Fahrzeuge zu einer wichtigen Quelle der Luftverschmutzung geworden. Dadurch kommt es immer häufiger zu saurem Regen, was Gebäude, Böden sowie die Lebensbedingungen der Menschen erheblich beeinträchtigt. Daher haben Länder auf der ganzen Welt höhere Qualitätsstandards für Öle festgelegt, um den Schwefel-, Olefin- und Benzolgehalt in den Ölen weiter einzuschränken und so den Lebensraum der Menschen besser zu schützen. Mit dem zunehmenden Verarbeitungsvolumen von schwefelhaltigem Rohöl sowie der zunehmenden Verbreitung der katalytischen Krackung von Schweröl werden Probleme wie ein zu hoher Schwefelgehalt sowie mangelnde Stabilität der Öle immer gravierender. Aufgrund von finanziellen Beschränkungen sowie Mängeln bei der Verfügbarkeit von Wasserstoff ist es für kleine und mittlere Raffinerien von großer Bedeutung, Forschungen zur nicht-hydrierenden Raffination durchzuführen. 1. Hauptvorkommensformen und Verteilung von Schwefel im Kraftstofföl: Im Rohöl gibt es Hunderte von schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffen. Von diesen wurden bisher mehr als 200 Arten identifiziert, deren Struktur bekannt ist. Diese schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffe sind im Verarbeitungsprozess des Rohöls in unterschiedlichem Maße in den verschiedenen Destillaten enthalten. Schwefel im Kraftstoff kommt hauptsächlich in zwei Formen vor: ； Sulfide, die in der Regel nicht direkt mit Metallen reagieren können, werden als „aktives Schwefel“ bezeichnet und umfassen elementaren Schwefel sowie Schwefelwasserstoff und Thiole. Sulfide hingegen, die direkt mit Metallen reagieren können, werden als „inaktives Schwefel“ bezeichnet und umfassen Sulfide, Disulfide, Thiophene usw. Bei Benzinfraktionen bestehen die schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffe hauptsächlich aus Thiolen, Sulfiden und Einringthiophenen; sie stammen vorwiegend aus dem durch katalytische Krackung (abgekürzt FCC) gewonnenen Benzin. Daher muss das Benzin, um den Anforderungen an schwefelarmes Benzin zu entsprechen, entweder vorverarbeitet werden oder die FCC-Benzinprodukte nachverarbeitet werden. Die schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffe in den Dieseldestillaten umfassen Thiolen, Sulfide, Thiophene, Benzothiophene und Dibenzothiophene usw. Bei Dibenzothiophinen macht die Anwesenheit von Alkylgruppen an den Positionen 4 und 6 die Entschwefelung äußerst schwierig – aufgrund der störenden Wirkung dieser Alkylgruppen. Zudem wird mit zunehmender Siedetemperatur der Öldestillate die Struktur der schwefelhaltigen Verbindungen immer komplexer. 2. Methoden zur Herstellung von Kraftstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt 2.1 Säure- und Basenreinigung Die Säure- und Basenreinigung ist eine traditionelle Methode, die auch heute noch in einigen Raffinerien angewandt wird. Da die durch die Säure-Base-Reinigung anfallenden Abfälle schwer zu verarbeiten sind und außerdem erhebliche Ölverluste entstehen, wird diese Technologie auf lange Sicht sicherlich abgeschafft werden. 2.2 Katalytische Methoden Bei der Verwendung von Phthalocyaninkatalysatoren werden in der Industrie hauptsächlich Polyphthalocyanincobalt (CoPPC) sowie sulfonierte Phthalocyanincobalt-Katalysatoren eingesetzt. Dieser Katalysator wird in alkalischen Lösungen zur Behandlung von Ölen eingesetzt, um die darin enthaltenen Thiole zu entfernen. 2.3 Lösungsmittelextraktion: Durch die Auswahl des richtigen Lösungsmittels kann man auf effektive Weise die Sulfide aus Ölen entfernen. Im Allgemeinen kann die Extraktionsmethode dazu verwendet werden, Thiole aus Ölen effektiv herauszulösen. Anschließend können das Extraktionsmittel und die Thiole durch Destillation voneinander getrennt werden. Dadurch entstehen wertvolle Thiol-By-Produkte, während das Extraktionsmittel wiederverwendet werden kann. 2.4 Katalytische Adsorptionsmethode Die katalytische Adsorptionsmethode zur Schwefelentfernung nutzt feststoffliche Adsorbentien mit guter Selektivität und Wiederverwendbarkeit, um durch chemische Adsorption den Schwefelgehalt in Ölen zu verringern. Es handelt sich um eine neuartige Methode, mit der Sulfide aus FCC-Benzin effektiv entfernt werden können. Im Vergleich zur herkömmlichen Hydrodesulfurierung von Benzin können die Investitionskosten sowie die Betriebskosten um mehr als die Hälfte reduziert werden. Zudem können Schadstoffe wie Schwefel, Stickstoff und Oxide effektiv aus dem Öl entfernt werden – die Desulfurisierungsrate liegt dabei bei über 90 %. Dies eignet sich hervorragend für die aktuellen Bedingungen in den inländischen Raffinerien. Da die adsorptive Schwefelentfernung den Oktanwert sowie die Ausbeute des Benzins nicht beeinträchtigt, hat diese Technologie sowohl im Inland als auch im Ausland große Aufmerksamkeit erregt. Die katalytische Adsorptionsdesulfurisierungstechnologie kann die Sulfide in Ölen effektiv entfernen, ohne Auswirkungen auf die Qualität des Öls zu haben. Zudem sind die Investitionskosten sowie Betriebskosten im Vergleich zu anderen Desulfurisierungsmethoden (Hydrokraking, Lösungsmittelextraktion, katalytische Oxidation usw.) deutlich geringer. Daher ist die Erforschung von Technologien zur katalytischen Adsorptionsdesulfurierung von großer Bedeutung. 2.5 Komplexbildung: Bei der Behandlung schwefelhaltiger Öle mit DMF-Lösungen von Metallchloriden können die Elektronenpaare zwischen den organischen Schwefelverbindungen und den Metallchloriden miteinander reagieren. Dadurch entstehen wasserlösliche Komplexe, die anschließend entfernt werden können. Es gibt viele Metallionen, die mit organischen Schwefiden Komplexe bilden können, wobei CdCl2 die beste Wirkung zeigt. Da die Komplexierungsmethode die sauren Bestandteile im Öl nicht entfernen kann, wird in der Praxis häufig eine Kombination aus komplexierender Extraktion und alkalischer Reinigung verwendet. Dadurch wird eine sehr gute Entschwefelung erzielt, und das resultierende Öl weist eine gute Stabilität auf – was wiederum wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. 2.6 Biologische Desulfurisierungstechnologie Die biologische Desulfurisierung, auch als biokatalytische Desulfurisierung bezeichnet (abgekürzt BDS), ist eine neue Technologie, bei der unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen aerobe sowie anaerobe Bakterien eingesetzt werden, um das in den schwefelhaltigen Heterocyclen im Öl enthaltene Schwefel zu entfernen. 3. Negative Auswirkungen der geringen Schwefelgehalt: Der geringe Schwefelgehalt in Benzin und Diesel verringert die Umweltbelastung. Insbesondere gibt es eine Einigung unter den Ländern bezüglich der Politik zur Reduzierung des Schwefelgehalts in Kraftstoffen. Doch im Zuge der Verringerung des Schwefelgehalts im Kraftstoff traten unerwartete negative Auswirkungen auf, die sich hauptsächlich in folgendem äußerten: (1) Eine Verschlechterung der Schmierfähigkeit sowie eine erhöhte Abnutzung der Geräte. Im Jahr 1991 stellte Schweden fest, dass bei der Verwendung von Diesel mit einem Schwefelgehalt von 0,00 % die Verschleißerscheinungen an den Kraftstoffpumpen sogar noch schlimmer waren als bei herkömmlichem Diesel. Auch Japan führte Prüfungen an Diesel mit unterschiedlichem Schwefelgehalt durch, und die Ergebnisse bestätigten ebenfalls das Problem der abnehmenden Schmierfähigkeit des Diesels. Der Hauptgrund dafür ist, dass bei der Entschwefelung gleichzeitig auch die natürlichen, polaren Verbindungen mit schmierenden Eigenschaften, die im Öl enthalten sind, entfernt werden. Dadurch nimmt die Schmierfähigkeit ab und es kommt zu einer erhöhten Abnutzung der Geräte. (2) Die Stabilität des Dieselkraftstoffs nimmt ab, und die Farbe des Öls verschlechtert sich. Wenn der Schwefelgehalt im Diesel unter 0,05 % fällt, führt die Zunahme der Peroxide zu einer beschleunigten Bildung von Gelbildungen und Ablagerungen. Dies beeinträchtigt den normalen Betrieb der Anlagen und führt zu einer Verschlechterung der Abgase. Der Hauptgrund dafür ist, dass die natürlichen Antioxidantien, die ursprünglich im Diesel enthalten waren, bei der Entschwefelung ebenfalls entfernt werden. Gleichzeitig wird mit abnehmendem Schwefelgehalt im Diesel die Farbe des Öls dunkler, was einen unangenehmen Eindruck vermittelt. 4. Schlussfolgerungen und Empfehlungen Angesichts der weit verbreiteten Verwendung von Erdölprodukten in der Produktion und im Alltag ist es äußerst wichtig, den schädlichen Schwefel daraus zu entfernen. Die derzeit in der Industrie verwendeten Methoden zur Entschwefelung ohne Hydrogenisierung sind die Säure- und Basenreinigung, die Lösungsmittelextraktion sowie die Adsorptionsentschwefelung. Alle diese Methoden weisen jedoch Mängel und Einschränkungen auf. Bei der Säure- und Basenreinigung entstehen große Mengen an Abfallssäuren und -basen, was zu erheblicher Umweltverschmutzung führt ； Der Prozess der Schwefelentfernung durch Lösungsmittelextraktion ist energieintensiv und führt zu einer geringen Ausbeute an Öl ； Bei der Adsorptionsmethode ist die Adsorptionskapazität des Adsorptionsmittels gering, und es muss häufig regeneriert werden. Andere Technologien zur Nicht-Hydrierenden Schwefelentfernung befinden sich noch in der Testphase. Dabei versprechen die Anwendungen der biologischen Schwefelentfernung, der oxidativen Schwefelentfernung sowie der Entschwefelung mittels Licht und Plasma vielversprechende Ergebnisse – sie könnten zu effektiven Methoden für die Herstellung von sauberen Kraftstoffen in der Zukunft werden. Da die Verringerung des Schwefelgehalts im Kraftstoff sowie die Reduzierung der Luftverschmutzung ein komplexer Prozess sind, müssen bei der Umsetzung verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, um die Zuverlässigkeit der Technologie zu erhöhen und so beste wirtschaftliche sowie umweltbezogene Ergebnisse zu erzielen. (III) Mittel zur Verbesserung der Fließeigenschaften von Diesel (Zusätze zur Senkung des Gefriepunkts) Es gibt drei Möglichkeiten, die Fließeigenschaften von Diesel bei niedrigen Temperaturen zu verbessern: Entwaxing, Hinzufügen von Kerosin aus sekundär verarbeiteten Destillaten sowie Hinzufügen von Mitteln zur Verbesserung der Fließeigenschaften – also Zusätzen zur Senkung des Gefriepunkts. Beim Entwaxing sind zusätzliche Anlagen erforderlich, und außerdem sinkt die Ausbeute an Diesel. Das Hinzufügen von sekundär verarbeiteten Destillaten ist eine einfache Methode: In 0#-Diesel kann 10–20 % Kerosin hinzugefügt werden, um den Gefriepunkt zu senken – von 0# auf –10#. Wenn zu viel solcher Destillate hinzugefügt wird, kann dies den Hexanwert, den Flammpunkt sowie die Schmierfähigkeit des Diesels beeinträchtigen. Das Hinzufügen von Mitteln zur Verbesserung der Fließeigenschaften ist derzeit die am häufigsten verwendete Methode weltweit. I. Wirkungsmechanismus der Fließeigenschaftsverbesserer Für die Verbesserung der Fließeigenschaften von Diesel bei niedrigen Temperaturen wirkt dieser Zusatzstoff dadurch, dass er bei niedrigen Temperaturen mit dem aus dem Diesel freigesetzten Wachs eine Adsorptionswirkung entfaltet. Dadurch entsteht eine Trennschicht auf der Oberfläche des Wachses, wodurch eine Verknüpfung der Wachskristalle verhindert wird. Gleichzeitig kann der Zusatzstoff mit dem Wachs kocrystallisieren, wodurch das Wachstum der Kristalle eingedämmt wird. Dadurch werden die Wachskristalle kleiner, was wiederum den Gefrierpunkt des Diesels senkt. Dieselfließverbesserer können im Allgemeinen nicht die Ausfällung von Wachs im Diesel verändern – weder den Trübepunkt des Diesels noch die Menge an Wachs, das bei einer bestimmten Temperatur ausfällt. Sie können lediglich die Form und Größe der Kristalle verändern sowie deren Bildung von netzartigen Strukturen verhindern. Daher kann der Einfluss von Paraffin auf die Fließeigenschaften von Diesel bei niedrigen Temperaturen nicht grundlegend beseitigt werden; man kann lediglich die Fließeigenschaften des Diesels bei niedrigen Temperaturen verbessern. Zweitens: Welche Funktion haben die Fließverbesserer? In Forschungen im In- und Ausland wurden Dutzende von Verbindungen als Fließverbesserer untersucht. Die wichtigsten Arten in der industriellen Produktion sind Ethylen-Vinylacetat-Kopolymere mit niedrigem Molekulargewicht sowie Ethylen-Acrylat-Kopolymere. Die empfohlene Menge an Diesel-Entzuckerungsmitteln beträgt 0,01–0,1 %. In der Praxis wird im Ausland eine Menge von etwa 0,03 % verwendet. Dieseltreibstoffe sind sehr empfindlich gegenüber den chemischen Bestandteilen des Diesels. Deshalb müssen vor der Zugabe des Additivs Tests durchgeführt werden. Die Wirkung des Additivs hängt oft von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Art des Rohöls, das zur Herstellung des Diesels verwendet wird, den Verarbeitungsmethoden, der Zusammensetzung des Additivs sowie den Bestandteilen der Destillate. Was Rohöle angeht, so weisen naphthenische Rohöle die beste Wirkung auf, intermediäre Öle sind etwas schlechter, während paraffinische Öle die schlechteste Wirkung zeigen. Aus Sicht der Verarbeitungstechniken erweisen sich katalytisch behandeltes Diesel, Wachstrennung mit Molekularsieben sowie Diesel mit Harnstoff zur Wachstrennung in Kombination mit Zuckerverdünnern als wirksam. Hydrokraking und thermischer Kracking von Diesel liefern nur mäßige Ergebnisse, während Rohdestillat-Diesel und katalytisch hergestellter Diesel die schlechtesten Ergebnisse liefern. Was die Herstellungsweise betrifft, so erweisen sich in der Regel Dieselkraftstoffe mit hohem Anteil an Zusatzstoffen sowie Dieselkraftstoffe mit einem hohen Anteil an Kerosin-Fractionen als effektiv. Was die Fraktionen angeht, so gilt: Je breiter die Fraktionen sind, desto besser ist die Wirkung. Um gute Ergebnisse zu erzielen, sind folgende Methoden erforderlich: Die Mischung von Ölen verschiedener Hersteller führt zu besseren Ergebnissen. Das Hinzufügen von etwas –10#-Diesel verbessert die Eigenschaften des Öls. Auch das Hinzufügen von etwas Kerosin hat eine positive Wirkung. Zudem kann 200#-Aromaten in einer Menge von 3–10% hinzugefügt werden. Um die Wirkung beim Senken der Viskosität zu verbessern, können Zusätze verwendet werden. Bei Diesel tritt während des Lagerns und Transports oft das Problem von Wachsablagerungen auf – dies führt zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Kaltfilterpunkts und beeinträchtigt somit die Nutzung des Diesels. Durch die Kombination von Wachsschutzmitteln mit Zusätzen zur Viskositässenkung kann die Ablagerung von Wachs im Diesel unterdrückt werden. (IV) Additive zur Verbesserung des Klopffestigkeitswerts von Diesel: Die Verbrennbarkeit von Diesel wird auch als Zündfähigkeit bezeichnet – sie gibt an, inwieweit Diesel von selbst entzündet werden kann. Das geht aus dem Funktionsprinzip des Dieselmotors hervor. Wenn die Temperatur im Zylinder am Ende der Kompression des Dieselmotors mindestens 500–600 °C beträgt, liegt sie deutlich über der Selbstentzündungstemperatur von Diesel (die Selbstentzündungstemperatur liegt bei 200–270 °C). Doch es benötigt Zeit für die physikalisch-chemischen Vorbereitungen vor der Verbrennung. Deshalb kann Diesel nach seinem Eintritt in den Zylinder nicht sofort entzündet werden. Nach dem Eintreten des Diesels in den Zylinder muss zunächst eine Verzögerungszeit vergehen, bis die Verbrennung einsetzt. Diese Verzögerungszeit beträgt in der Regel 0,0007 bis 0,0035 Sekunden. Wenn die Zündverzögerung von Dieselkraftstoff kurz ist, brennt er schnell nach dem Einfüllen in den Zylinder, wodurch der Motor ordnungsgemäß arbeiten kann. Wenn die Verzögerungszeit bis zum Entzünden zu lang ist, kommt beim Entzünden mehr Brennstoff in den Verbrennungsprozess. Dadurch steigt der Druck in der Anfangsphase der Verbrennung schnell an, was dazu führt, dass der Dieselmotor unrund arbeitet. Das Ergebnis ist dasselbe wie bei dem Knallen in Benzinmotoren: Die Leistung nimmt ab, der Kraftstoffverbrauch steigt und der Lärm wird lauter. Die Verbrennbarkeit von Diesel wird durch den Oktanzahlwert angegeben. Der sogenannte Cetanzahlwert ist der Prozentsatz am Volumen des n-Hexadecans im Standardkraftstoff, bei dem in Tests unter festgelegten Bedingungen das zu testende Öl die gleiche Zündfähigkeit wie der Standardkraftstoff aufweist. Standardkraftstoff wird aus Hexadecan (mit künstlich festgelegtem Oktanzahlwert von 100) und α-Methylnaphthalin (mit künstlich festgelegtem Oktanzahlwert von 0) in verschiedenen Verhältnissen hergestellt. Diesel mit hohem Oktanzahlwert hat einen niedrigen Selbstentzündungspunkt sowie eine kurze Zündverzögerung. Es kommt nicht zu unkontrollierten Explosionen während des Betriebs. Zudem verringert Diesel mit hohem Oktanzahlwert die Belastung der Motorlager und verbessert die Starteigenschaften, wodurch ein reibungsloser Motorstart gewährleistet wird. Die nationalen Normen vorschreiben: Der Oktanzahlwert von Leichtdiesel muss > 45 betragen. Leichtes Dieselkraftstoff für Fahrzeuge: +10#, +5#, 0#, -10# > 49; -20# > 46; -35#, -50# > 35. Es gibt zwei Möglichkeiten, den Oktanzahlwert zu erhöhen: Erstens durch das Entfernen der Aromaten aus dem Öl, zweitens durch die Zugabe von Oktanzahlverbesserern. Häufig verwendete Zusatzstoffe sind Alkyl*-AO-Säureester. Wie *AO-Acetylstearat und *AO-Acetylpentanat – bei einer Zugabe von 1–3‰ kann der Wert um 2–9 Einheiten erhöht werden. (5) Entsaurerungsmittel für Öle: Direkt destilliertes Diesel enthält immer eine bestimmte Menge an organischen Säuren. Bei der Herstellung von Diesel muss diese Menge an organischen Säuren beseitigt werden, damit die Säurekonzentration bei 7 mg KOH/100 ml liegt – nur so kann man den nationalen Standards entsprechen. Es gibt verschiedene Methoden zur Entsäuerung: Hydrogener Aufbereitung, Alkalibesprühen sowie Verwendung von Entsäuerungsmitteln. Dabei werden die Entsäuerungsmittel in einem bestimmten Verhältnis mit Diesel gemischt.

**6. Entfärbung und Entfernung von Gerüchen:**
1. Schwefelsäure + Titan-Cobalt-Sulfonat
2. Neutralisierungsstoffe: Ethanol : Ethylenediamin : Dimethylamid = 5 : 2 : 5
3. Adsorbentien

**5. Anpassungsmethoden:**
**1. Benzin:**
① Hauptsächlich Standardbenzin verwendet: 90#-Benzin wird zu 93#-Benzin umgewandelt, 97#-Benzin wird aus 93#-Benzin hergestellt. 90#-Benzin kann auch mit Naphtha sowie Antiknockmitteln vermischt werden, um 90#- bzw. 93#-Benzin zu erzeugen.
② Hauptsächlich Nicht-Standard-Benzin verwendet: Naphtha (20–60 %) + gemischte Aromaten (5–25 %, schwer) + Stoffe mit einem Gehalt von nicht mehr als 14 % + 90#-Benzin (0–20 %) + C5 (5–15 %) + Antiknockmittel. Leichte Kohlenwasserstoffe (oder leichtes Naphtha) (20–60 %) + gemischte Aromaten (20–40 %, leicht) + MTBE (nicht mehr als 14 %) + C5 (5–15 %) + Antiknockmittel.

**Hinweis:** Bei der ersten Anpassungsmethode wird 90#-Benzin als Ausgangsmaterial verwendet. In diesem Fall können relativ schwere gemischte Aromate verwendet werden, da die Anforderungen an die Qualität nicht sehr hoch sind. Bei der zweiten Anpassungsmethode wird kein Benzin als Ausgangsmaterial verwendet. In diesem Fall müssen die gemischten Aromate eine geringe Dichte sowie einen niedrigen Schwefelgehalt aufweisen. Zudem werden meist leichte Kohlenwasserstoffe oder leichtes Naphtha verwendet. Beide Ölabfüllmethoden haben ihre Vor- und Nachteile; die meisten Ölabfüller entscheiden je nach Marktlage der Rohstoffe. 2. Diesel: ① Delta des Jangtse-Flusses: Kerosin 10% + katalysierter Diesel 20% + Standard-Diesel 70%. ② Delta des Perlflusses: Kerosin 10% + erstklassiger Diesel 20% + Standard-Diesel 70%. ③ Gebiet um die Bohai-Bucht: Kerosin 10% + erstklassiger Diesel 20% + Standard-Diesel 70%. Basierend auf den am häufigsten im Markt verwendeten Rohstoffen macht Standard-Diesel mindestens 70% der Gesamtmenge aus, während katalysierter Diesel etwa 20% ausmacht und Kerosin maximal 10%. Nach den aktuellen Preisen für Rohstoffe auf dem Markt beträgt die Kosten für gemischten Diesel im Dreiecksjiangsu 8.000 Yuan pro Tonne. Obwohl dies 100 Yuan pro Tonne mehr sind als der Preis am lokalen Marktplatz, betreiben die Händler, die solchen Diesel herstellen, diese Tätigkeit nur selten. Außerdem geben Branchenexperten an, dass Kerosin als Rohstoff hauptsächlich dazu dient, den Gefrierpunkt zu senken. Daher ist es im Allgemeinen nicht notwendig, Kerosin beizumischen – es sei denn, es werden sehr hohe Temperaturanforderungen gestellt. Außerdem wird aufgrund des derzeit hohen Preises von C9 nur selten C9 in die Mischung eingefügt. Sobald der Preis auf ein für die Hersteller akzeptables Niveau fällt, wird voraussichtlich die Wahrscheinlichkeit steigen, dass C9 hinzugefügt wird. 3. Mischverfahren: Sprühmischung: Bei der Sprühmischung werden die einzelnen Öle in bestimmten Proportionen gleichzeitig in den Transportbehälter gefüllt; die Mischung erfolgt dabei bereits während des Befüllens. Diese Methode erfordert neben Hilfsvorrichtungen zur Befüllung und Messgeräten keine weiteren speziellen Geräte und war in den 1980er Jahren im Ausland weit verbreitet. Zyklisches Rühren zur Mischung: Zyklisches Rühren zur Mischung bezeichnet das gleichmäßige Rühren innerhalb des Mischbehälters mithilfe einer Zirkulationspumpe, wodurch durch den Zirkulationsprozess alle Komponenten gleichmäßig vermischt werden. Inländisch wird derzeit hauptsächlich diese Methode angewandt. Leitungsvermischung: Die Leitungsvermischung bezeichnet die statische Vermischung von Mischkomponenten in Leitungen mithilfe von Computern und Steuergeräten zur Herstellung der Mischung. Der Mischverhältnis dieser Methode wird von einem Computer oder einer voreingestellten Anlage gesteuert, was eine hohe Genauigkeit sowie eine einfache Verwaltung ermöglicht. VI. Prüfstandards – Was ist Mischtechnologie? Die Mischtechnologie ist eine Anwendungs technologie, bei der verschiedene Öle, die in Raffinerien hergestellt werden – sei es nach nationalen oder nicht-nationalen Standards – sowie leichte Kohlenwasserstoffe, die in Ölfeldern entstehen (Kondensate), sowie chemische Produkte, durch Aufbereitungsanlagen weiterverarbeitet werden. Dabei werden zusätzlich einige Zusatzstoffe hinzugefügt, um so Benzin und Diesel zu erzeugen, die den Anforderungen der Kunden entsprechen. Dadurch können die Kosten minimiert und Rohölressourcen eingespart werden. Die Technik zur Mischung von Benzin und Diesel ist im Bereich des internationalen Öhandels bereits sehr ausgereift. So können beispielsweise Antiknockmittel verwendet werden, um 90#-Benzin in 93#- oder 97#-Benzin umzuwandeln, sowie -5#- und 0#-Diesel in -10#-Diesel umzuwandeln, der anschließend zum Verkauf angeboten werden kann. In unserem Land werden jedes Jahr Hunderte Tonnen von Naphtha-Produkten hergestellt. Aufgrund des niedrigen Oktanzahls der Naphtha – der bei etwa 40–60 liegt – kann ein kleiner Teil davon zur Herstellung von Benzin mit hohem Oktanzahl in Reaktoren verwendet werden. Der größte Teil der Naphtha muss jedoch als Rohstoff für die Ethylenherstellung verkauft werden. Der Preis dafür ist niedrig und instabil. Wenn wir jedoch Verarbeitungstechniken anwenden, um den Schwefel aus der Naphtha zu entfernen, sie mit Komponenten mit hohem Oktanzahl zu mischen und anschließend Antiknockadditive hinzuzufügen, können wir Benzin mit einem Oktanzahlwert von 90# und 93# herstellen. Dadurch können erhebliche Mengen an Ölressourcen eingespart werden. Daraus geht hervor, dass die Technik zur Mischung von Benzin und Diesel eine effektive Methode ist, um Kosten zu sparen und die vorhandenen Ölressourcen sinnvoll zu nutzen. Es handelt sich dabei um eine Anwendungstechnologie, die im Inland intensiv gefördert werden sollte. Nun könnte man sich fragen: Kann das gemischte Öl überhaupt verwendet werden? Ist die Qualität zuverlässig? Um diese Frage zu beantworten, muss man mit dem Herstellungsprozess in den Raffinerien beginnen. II. Herstellungsverfahren für Benzin und Diesel in Raffinerien
Das Benzin und Diesel, die in unserem Land heute verwendet werden, werden aus Öl gewonnen. Unraffiniertes Öl wird üblicherweise als Rohöl bezeichnet. Um aus Rohöl Benzin und Diesel herzustellen, müssen folgende grundlegende Schritte durchgeführt werden: Zunächst wird das Rohöl entsalzt und entwässert. Anschließend findet eine Destillation unter Normaldruck statt, wodurch die für den Einsatz als Benzin oder Diesel geeigneten Fraktionen gewonnen werden. Diese Fraktionen werden als Direktdestillate bezeichnet – beispielsweise Naphtha, Diesel der ersten und zweiten Sorte usw. 2. Anschließend werden als Rohstoffe das bei der Raffinerieprozess entstehende Normaldruck- und Niedrigdruck-Heizöl sowie ähnliche Produkte verwendet. Mithilfe von Verarbeitungsmethoden wie thermischer Kracking, katalytischem Kracking, Hydrokracking und verzögerter Kokserei werden die Stoffe mit hohem Siedepunkt in niedermolekulare Kohlenwasserstoffe umgewandelt, die als Brennstoffe geeignet sind. Durch Destillation lassen sich anschließend die Komponenten für Benzin und Diesel gewinnen – aus dem thermischen Kracking, dem katalytischen Kracking sowie der Kokserei. Um Benzin mit hohem Oktanwert herzustellen, sind außerdem Verfahren wie katalytische Reformierung und Alkylierung erforderlich, um Komponenten für reformiertes Benzin sowie leicht alkyliertes Öl zu gewinnen. 3. Die direkt destillierten Öle sowie die durch sekundäre Verarbeitungsmethoden gewonnenen Öle werden jeweils durch elektrochemische Reinigung, Hydrierung, Desulfurisierung und Entwachsende behandelt, um schädliche Stoffe zu entfernen und die Qualität des Öls zu verbessern. 4. Schließlich werden, entsprechend den Qualitätsanforderungen an Benzin und Diesel unterschiedlicher Sorten, die oben genannten Destillatsöle in den erforderlichen Verhältnissen miteinander vermischt und mit angemessenen Mengen an Zusatzstoffen angereichert. Auf diese Weise entsteht Benzin oder Diesel, dessen Qualität den **vorgeschriebenen Standards entspricht. Die üblichen Mischverhältnisse für Benzin in den Raffinerien unseres Landes sind wie folgt:
**Benzinqualität | Anteil der einzelnen Komponenten in %**
Katalytisches Benzin | Reformiertes Benzin | Alkyliertes Benzin | MTBE
90# | 100 | 93# | 70–72 | 20–15 | 10–13
93# | 70–72 | 20–15 | 10–13
93# | 68–70 | 32–30
93# | 60–64 | 40–36
95# | 58–60 | 30–26 | 12–14
95# | 38–41 | 32–35 | 34–24
95# | 53–56 | 35–30 | 12–14
97# | 28–33 | 58–55 | 12–14
97# | 39–44 | 33–35 | 10–12 | 12–14

Daraus geht hervor, dass die Raffinerien zunächst die verschiedenen Komponenten herstellen und diese anschließend zu fertigem Benzin mischen. Allerdings können Raffinerien je nach Bedarf verschiedene Öle herstellen, die den Anforderungen entsprechen. Die Mischtechnik hingegen nutzt verschiedene nicht-standardmäßige Öle sowie chemische Rohstoffe, die nach der Aufbereitung zu Endprodukten verarbeitet werden, die den Vorgaben entsprechen. Beide Verfahren sind ähnlich – nur bei der Mischtechnik entsteht beim Herstellen der Öle kein Rauch. Drei: Rohstoffe zur Herstellung von Benzin und Diesel. Zu den Rohstoffen, die zur Herstellung von Benzin verwendet werden können, gehören reines Benzin (Naphtha, Petrolether), leichtes Naphtha, Kondensate (leichte Kohlenwasserstoffe), raffinierte C5-, C9- und C10-Kohlenwasserstoffe, Aromaten der Sorten 150# und 200#, gemischte Aromaten, Formaldehydester, MTBE, DMC sowie Alkohole mit hohem Kohlenstoffgehalt. Als Rohstoffe zur Modifizierung von Diesel können Schweröl, Wachsöl, Katalysatorwachsöl, Lösungsmittelöle mit einer Nummer von 200# aufwärts, Schwerarene sowie C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15 sowie Produkte aus der Luftfahrtölverarbeitung verwendet werden. Kerosin für Lampen, Normalöle, Öle mit reduzierter Viskosität, Aromatiklösungsmittelöle der Sorten 200#, 230# und 270#, Mineralöl der Sorte 3#, inländisch hergestelltes Dieselkraftstoff, Pyrolyse-Dieselkraftstoff, Katalysierungs-Dieselkraftstoff usw. Die oben genannten Rohstoffe werden zunächst entfärbt, entgerucht und durch weitere Verarbeitungsschritte stabilisiert. Anschließend werden Verbesserungszusätze hinzugefügt. Schließlich werden die Produkte auf ihre Qualität überprüft – sobald sie den **Standards entsprechen oder diesen nahekommen, können sie verkauft werden. Eigenschaften der Benzinfraktionen bei Normaldruckdestillation
Rohöl: Daqing, Shengli, Liaohe, Nordchina, Xinjiang, Zhongyuan
Oktanzahl (RON): 47, 65, 60, 51, 62, 65

Grundlegende Eigenschaften der Rohstoffe für die Herstellung von Benzin
Name des Rohstoffs, relative Dichte, Brenntemperaturbereich, Oktanzahlbereich, Hauptbestandteile, Aussehen, Siedepunkt, Entzündungspunkt

Naphtha (rohes Benzin): 0,68–0,71; Brenntemperaturbereich: 70–145 °C; Leichtes Naphtha: 70–180 °C; Schweres Naphtha: 40–60 °C
Alkane mit C5–C9-Struktur: farblos oder hellgelb; Brenntemperaturbereich: 20–160 °C; Entzündungspunkt: –2 °C

Petrolether: 0,64–0,66; Pentan, Hexan: farblose, durchsichtige Flüssigkeit mit Kohlenwasserstoffgeruch; Brenntemperaturbereich: 30–120 °C; Entzündungspunkt: –20 °C (geschlossen)

Kondensatöle: 20 °C; Brenntemperaturbereich: –200 °C; Oktanzahl: 60–70
Alkane mit C5–C8-Struktur: Raffiniertes C5: 0,66; Brenntemperaturbereich: 36–41 °C; Oktanzahl: 85–95; C5: farblose, durchsichtige Flüssigkeit; Brenntemperaturbereich: 36–50 °C
Raffiniertes C9: 0,88–0,90; Brenntemperaturbereich: 150–190 °C; Oktanzahl: 110–105
Aromaten mit C9-Struktur: farblose, durchsichtige Flüssigkeit
Raffiniertes C10: 0,89–0,92; Brenntemperaturbereich: 180–210 °C; Oktanzahl: 105–110
Aromaten mit C10-Struktur: farblose, durchsichtige Flüssigkeit
Aromate 150#: 0,88–0,90; Brenntemperaturbereich: 150–190 °C; Oktanzahl: 105–115
Gemischte Aromate: farblose, durchsichtige Flüssigkeit

IV. Zusatzstoffe zur Herstellung von Benzin und Diesel
(A) Antiknockeigenschaften von Benzin
1. Antiknockeigenschaften von Benzin
Die normale Verbrennung von Benzin im Verbrennungsraum erfolgt in der Regel durch das Entzünden der brennbaren Mischung durch einen elektrischen Funken. Die Flammen breiten sich mit einer Geschwindigkeit von 20–50 m/s nach vorne aus. Dabei steigen die Temperatur und der Druck im Zylinder kontinuierlich an, bis die Verbrennung abgeschlossen ist. Dadurch wird nicht nur die Leistung des Motors optimal genutzt, sondern auch seine Funktionsweise bleibt gleichmäßig und sanft – somit fährt das Fahrzeug reibungslos. Manchmal kommt es jedoch zu einer abnormalen Verbrennung. Dabei wird die brennbare Mischung im Motorzylinder entzündet. Ein Teil dieser unverbrannten Mischung erhält aufgrund der Kompression durch die normale Flamme sowie der Wärmestrahlung eine extrem hohe Temperatur und Druck. Dadurch wird die chemische Reaktion verstärkt, wodurch viele instabile Peroxide entstehen. Bevor die normale Flamme diese Peroxide erreichen kann, zerfallen sie heftig und entzünden sich selbst. Dadurch kommt es zu einer explosionsartigen Verbrennung, die wiederum starke Stoßwellen erzeugt. Diese Stoßwellen verursachen Vibrationen im Motor sowie ein metallisches Knirschengeräusch. Dadurch sinkt die Leistung des Motors. Der Auspuff gibt schwarzen Rauch ab, der Kraftstoffverbrauch steigt. Wir nennen dieses Phänomen Knall. Die Eigenschaft des Benzins, dem Knall beim Verbrennen im Motor Widerstand entgegenzusetzen, wird als Knallfestigkeit des Benzins bezeichnet. Die Zündbeständigkeit der verschiedenen Kohlenwasserstoffe, die im Benzin enthalten sind, bestimmt direkt die Zündbeständigkeit des Benzins selbst. Aus den umfangreichen experimentellen Daten lassen sich folgende Regeln ableiten: Die Zündbeständigkeit der Kohlenwasserstoffe lässt sich in etwa in der folgenden Reihenfolge einordnen. Aromatische Kohlenwasserstoffe > Isomere Alkane > Cycloalkane > Alkane > Normalalkane. Was die Öle betrifft: Die Entzündungssicherheit der Kohlenwasserstoffe nimmt mit zunehmender Molekülmasse ab. Daher weisen die aus demselben Rohöl hergestellten Öle solche Fraktionen mit geringerem Schmelzpunkt eine bessere Knallfestigkeit auf als solche mit höherem Schmelzpunkt. Aus Sicht der Verarbeitung sind katalytische Kracking- und Reformierungsverfahren besser als die Methoden des thermischen Krackens oder Kokens. Wiederum sind die Produkte des thermischen Krackens und Kokens besser als die Produkte der direkten Destillation. 2. Bewertungskriterien für die Knallfestigkeit von Benzin
Die Knallfestigkeit von Benzin wird durch den Oktanzahlwert angegeben. Der sogenannte Oktanzahlwert gibt an, dass er numerisch dem Prozentsatz an Isooctan entspricht, der in einem Standardkraftstoff mit ähnlicher Entzündungswiderstandsfähigkeit enthalten ist. Standardkraftstoff besteht aus Isooctan mit sehr hoher Entzündungswiderstandsfähigkeit (2,2,4-Trimethylpentan, dessen Oktanzahl auf 100 festgelegt ist) und n-Heptan mit geringerer Entzündungswiderstandsfähigkeit (GH16, dessen Oktanzahl auf 0 festgelegt ist). Zwei Stoffe werden in unterschiedlichen Volumenverhältnissen gemischt, um ein Produkt zu erzeugen. Dabei ist der Volumenprozentsatz des Isooctans im Standardbenzin gleich dem Oktanzahlwert dieses Standardbrennstoffs. Wenn Standardkraftstoff zu 90 % aus Isooctan und zu 10 % aus n-Heptan besteht (im Volumenverhältnis), dann beträgt der Oktanzahlwert des Standardkraftstoffs 90. Beim Bestimmen des Oktanzahls von Benzin wird das zu prüfende Öl unter streng festgelegten Bedingungen zusammen mit einem ausgewählten Standardbrennstoff in einem Oktanzahlmessgerät untersucht. Wenn ihre Entzündungswiderstandsfähigkeit genau gleich ist, bedeutet das, dass der Oktanzahl des getesteten Öls dem Oktanzahl des Standardbrennstoffs entspricht. Derzeit gibt es in den Ländern der Welt drei Hauptmethoden zur Bestimmung des Oktanzahls von Benzin: die Forschungsmethode (RON), die Motormethode (MON) sowie der Anti-Knall-Index. Messung des Oktanzahls nach dem Forschungsmethode: Der Oktanzahl nach der Forschungsmethode (RON) wird unter mäßig anspruchsvollen Bedingungen – bei niedrigerer Gemischtemperatur (in der Regel ohne Erwärmung) sowie bei niedrigerer Drehzahl des Motors (in der Regel 800 Umdrehungen pro Minute) – mit einem Standardmotor im Labor gemessen. Motor-Oktanzahl Die Motor-Oktanzahl (MON) ist die Oktanzahl, die unter strengen Bedingungen bei höheren Gemischtemperaturen (in der Regel auf 149 °C erhitzt) sowie bei höheren Drehzahlen des Motors (in der Regel bis zu 900 Umdrehungen pro Minute) gemessen wird. Die bei MON verwendeten Geräte sind im Grunde genommen identisch mit denen von RON. Aber ihre Testbedingungen sind unterschiedlich. MON gibt die Entzündungswiderstandsfähigkeit von Benzin bei hohen Drehzahlen unter Belastung des Motors an, während der Oktanzahl nach Forschungsmethoden die Entzündungswiderstandsfähigkeit von Benzin bei niedrigen Drehzahlen unter normalen Beschleunigungsbedingungen des Motors zugrunde liegt. Der RON-Wert des gleichen Brenngases ist um 5–10 Einheiten höher als der MON-Wert. Da weder RON noch MON die Entzündungsbeständigkeit des Kraftstoffs während der Fahrzeugnutzung vollständig widerspiegeln können. Daher wurde der Index für die Explosionsbeständigkeit eingeführt. Explosionsbeständigkeitsindex: Explosionsbeständigkeitsindex = (RON + MON) / 2 Da die nach nationalen Standards vorgeschriebenen Oktanzahlsmessgeräte amerikanische ASTM-Geräte sind, die sehr teuer sind, kann man auch einfache Geräte zur Messung verwenden. Einzylindermaschinen aus Shanghai, Geräte zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstante, Infrarotmessgeräte, Antiknalladditive für Benzin. Benzin ist eines der wichtigen Brennstoffe, die für die Wirtschaft und das Leben der Menschen von Bedeutung sind. Mit der raschen Entwicklung der Volkswirtschaft unseres Landes sowie dem stetigen Anstieg der Anzahl der Autos steigt auch die Nachfrage nach Benzin. Der Oktanzahl ist wiederum der wichtigste Qualitätsindikator für Kraftstoffe für Fahrzeuge. Er spiegelt insgesamt das Niveau der Raffinerietechnologie sowie das Design der Fahrzeuge wider. Deshalb suchte man bereits seit Anfang des 20. Jahrhunderts nach wirksamen Wegen, den Oktanzahl zu erhöhen. Nach fast einem Jahrhundert an Bemühungen ist die Technologie inzwischen weiter entwickelt worden. Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten, den Oktanzahlwert von Benzin zu erhöhen: Erstens kann dies durch spezielle Verarbeitungsmethoden erreicht werden – beispielsweise durch katalytische Krackung, Alkylierung oder Isomerisierung. Zweitens kann der Oktanzahlwert durch das Hinzufügen von Antiknockadditiven zum Benzin erhöht werden – wie zum Beispiel Tetraethylblei, das inzwischen verboten ist – oder durch das Hinzufügen von Stoffen mit hohem Oktanzahlwert, wie zum Beispiel MTBE, das die Menge an Aromaten erhöht. Obwohl die Verfahrenstechnik das wichtigste Mittel zur Erhöhung des Oktanzahls von Benzin ist, weist sie Probleme wie hohe Investitionskosten sowie Änderungen im Brennverhalten des Benzins auf. Zudem ist es oft schwierig, die optimale Produktionskombination zu finden, und es fehlt an ausreichender Flexibilität. Umfangreiche Praxiserfahrungen im In- und Ausland haben gezeigt: Der Einsatz von Antiknockadditiven ist die wirksamste Methode, um den Oktanzahlwert von Kraftstoffen für Fahrzeuge zu erhöhen. Benzinantiknockmittel können je nach ihrer Zusammensetzung in aschehaltige Arten (z. B. Methylcyclopentadienylmangantrisulfid sowie Tetraethylblei, die Metalle enthalten) und aschefreie Arten (z. B. Methyltert-butylether, reine organische Verbindungen) unterteilt werden. Es gibt Antiknockmittel für graues Benzin. Zu den gebräuchlichen Additiven gehören Tetraethylblei, Ferrocen und MMT (Methylcyclopentadienylmangantricarbonyl). Da Tetraethylblei giftig ist, führt das Vorhandensein von Ferrocen zu Zündproblemen in den Zündkerzen. Unser Land hat den Einsatz von Tetraethylblei und Ferrocen verboten. MMT wurde 1959 von der Firma Ethyl eingeführt. Es weist eine gute Explosionsbeständigkeit sowie eine gute Reaktionsfähigkeit auf Benzin hin. Bei einer Massenkonzentration von Mn von 9–18 mg/L kann der Oktanzahlwert des Benzins um 1,7–3 Einheiten erhöht werden. Die Auswirkungen von MMT auf die Abgasreinigungssysteme in Autos sowie die Umweltbelastung sind Gegenstand von Kontroversen bezüglich dieses Stoffes. Studien haben ergeben, dass nach der Verbrennung nur eine geringe Menge an MMT ausgestoßen wird. Der größte Teil bleibt im Abgasstrangsystem zurück und bedeckt die Oberflächen von Komponenten wie Zündkerzen und Katalysatoren. Dies kann zu Fehlern bei der Zündung führen. Die Länder haben unterschiedliche Ansichten zur Anwendung von MMT. Die USA verboten 1978 den Einsatz von MMT, setzten es jedoch im Oktober 1995 wieder als Antiknockmittel für Benzin ein. Die Umweltbehörden sowie der Verband der Automobilhersteller (AAMA) sind hier vehement dagegen. Die von der Europäischen Vereinigung der Automobilhersteller und dem Verband der japanischen Automobilhersteller festgelegten „Global Fuel Specifications“ verbieten ausdrücklich die Zugabe von Mn zum Kraftstoff für Fahrzeuge. In China gibt es kein ausdrückliches Verbot der Verwendung von Mangan-basierten Entzündungshemmern. Aber eine begrenzte Menge ist zulässig. Die Normen für Kraftstoffe der Klasse II legen einen Grenzwert von maximal 18 mg Mn/L fest, für Kraftstoffe der Klasse III gilt ein Grenzwert von maximal 16 mg Mn/L. Die chinesischen Normen setzen einen Grenzwert von maximal 6 mg Mn/L fest. Die Anforderungen werden immer strenger. Doch mit der schrittweisen Öffnung des Marktes für raffinierte Kraftstoffe sind die europäischen Standards zu den weltweiten Standardnormen geworden. Die inländischen Raffinerien müssen daher so schnell wie möglich nach Alternativen zu MMT suchen. Antiknockadditive für kohlenstofffreies Benzin: Organische, kohlenstofffreie Antiknockadditive können eine automatische Beschleunigung der Reaktionen hemmen. Dadurch wird die Verbrennungsrate des Brennstoffs auf ein normales Niveau begrenzt. Dadurch wird verhindert, dass die zugesetzten Antiknockadditive den Katalysator schädigen oder die Emissionen von Schadstoffen erhöhen. Zudem weisen diese Additive eine gute Antiknockwirkung auf. Denn derzeit gibt es viele Forschungen zu solchen Explosionshemmern. Häufige, aschefreie Entzündungshemmer sind Ester, Ether und Amine. Ether: MTBE wird weltweit als Additiv für Benzin eingesetzt. Es kann nicht nur den Oktanzahlwert des Benzins effektiv erhöhen – bei einem Anteil von 3 % bis 7 % am Gesamtinhalt des Benzins lässt sich der Oktanzahlwert um 2 bis 3 Einheiten steigern – sondern verbessert auch die Verbrennungsleistung des Motors. Zudem wird dadurch der CO-Gehalt in den Abgasen verringert, und gleichzeitig sinken die Herstellungskosten für Benzin. Seit der Einführung von MTBE bleibt die Nachfrage stetig hoch. Auch seine Herstellungstechnologie wird immer ausgereifter. Aber kürzlich hat Kalifornien in den USA den Einsatz von MTBE aus Gründen der Verschmutzung der Grundwasserqualität verboten, und auch die Umweltschutzbehörden in den USA haben ähnliche Maßnahmen ergriffen. Das zeigt, dass die USA mit der Beschränkung der Produktion und Anwendung von MTBE begonnen haben. Derzeit bevorzugen die EU und Japan einen anderen, leichter abbaubaren Explosionshemmer: Ethyltert-butylether (ETBE). Seine Leistung ist genauso gut wie die von MTBE. Im Folgenden sind die Kennwerte für MTBE aufgeführt: Dichte (kg/m³, 20°C): 740,6 Kritische Temperatur (°C): 223,9 Wärmekapazität (°C): 2,135 Verdampfungswärme (J/(g·K)): 30,10 Verbrennungsenergie (MJ/kg): 38,21 Dampfdruck bei Raumtemperatur (bar): 0,55 Kritischer Druck (KPC): 223,9 Brechzahl (20 °C): 1,3689 Entzündungstemperatur (°C): 480 Explosionsgrenze in Luft (%V): Obergrenze 1,65 ； Untergrenze: 8,4. Oktanzahl nach Forschungsmethode: 117. Oktanzahl nach Motorprüfverfahren: 101. Löslichkeit von Wasser in MTBE (20°C, g/100g): 1,5. Löslichkeit von MTBE in Wasser (20°C, g/100g): 4,3. Ethyltert-butylether (ETBE). ETBE kann, wie andere Ester auch, als Antiknockmittel zur Erhöhung des Oktanzahls von Benzin verwendet werden. Ihre Werte für RON und MON liegen jeweils bei 119 und 103. Der Sättigungsdampfdruck beträgt 27,56 kPa – das ist deutlich niedriger als beim MTBE. ETBE hat eine hohe Siedetemperatur und ist mit Benzin mischbar, ohne dass es zu einem Azeotrop entsteht. Dadurch kann sowohl der Gaswiderstand im Motor verringert als auch der Verdampfungsverlust des Benzins gesenkt werden. Daher führt die Verwendung von ETBE als Antiknockmittel zu einer besseren Wirtschaftlichkeit und Sicherheit des Benzins im Vergleich zur Zugabe von MTBE, wodurch es gute Anwendungsmöglichkeiten bietet. Doch die Herstellungskosten von ETBE sind hoch, und seine hohe Kosten sind das größte Hindernis für seine Verbreitung. Diisopropylether (DIPE). Die chemische Zusammensetzung sowie physikalische Eigenschaften wie Dichte und Verdampfungswärme von DIPE ähneln denen von MTBE, ETBE und TAME. Der RON-Wert liegt bei 107–110, der Antiknockindex bei 102–106. Der gesättigte Dampfdruck beträgt 33,78 kPa. Als Rohstoffe werden Propylen und Wasser verwendet – Stoffe, die in großer Menge verfügbar sind und deren Preise nur gering schwanken. Zudem ist DIPE nicht von den Schwankungen auf dem Ethanolmarkt beeinflusst. Die Luoyang Petrochemical Engineering Company hat eine Methode zur Herstellung von DIPE durch die einstufige Hydrat-Etherifizierung von Propylen entwickelt. Der von der Firma entwickelte aktive β-Zeolith-Katalysator weist eine hohe Umsetzungsrate bei der Hydrat-Etherifizierung von Propylen sowie eine gute Selektivität für DIPE auf. Zudem zeichnet sich der Katalysator durch seine hohe Aktivität und Stabilität aus. Der Preisvorteil von DIPE könnte es dazu machen, ein Ersatzstoff für Ether nach dem Verbot von MTBE zu werden. tert-Butylmethylether (TAME). RON und MON von TAME liegen bei 12 bzw. 99, der Sättigungsdampfdruck beträgt 20,67 kPa – das ist deutlich niedriger als beim MTBE. Die Entzündungssicherheit ist etwas besser als beim MTBE. TAME verwendet Methanol und Isopenten als Rohstoffe und ist daher günstiger. Außerdem wurden bei TAME bislang keine ähnlichen Umwelt- und Sicherheitsprobleme im Zusammenhang mit MTBE festgestellt, wodurch das Marktpotenzial recht hoch ist. In unserem Land gibt es mehrere Forschungseinrichtungen, die an der Entwicklung von TAME-Produktionsverfahren arbeiten. Es ist bereits gelungen, einen Prozess zur katalytischen Destillation zur Herstellung von TAME zu entwickeln. In der Shanghai Petrochemical Company wurde eine industrielle Testanlage mit einer Kapazität von 2000 Tonnen pro Jahr errichtet. Zudem hat das Forschungsinstitut der Qilu Petrochemical Company eine Technologie zur Herstellung von C4- und C5-Mischetheren entwickelt. Damit kann in derselben katalytischen Destillationsanlage gleichzeitig MTBE und TAME hergestellt werden – wodurch die Größe der Anlagen für die Etherherstellung erhöht und die wirtschaftlichen Vorteile gesteigert werden können. Methacrol ist aufgrund seiner guten Verbrenneigenschaften als Zusatzstoff in Erdölprodukten verwendet. Durch seine Zugabe verbessert sich die Verbrenneigenschaft erheblich, und es wird zudem zu einer Verringerung der Emissionen schädlicher Gase beigetragen. Er gilt daher als ein neues, umweltfreundliches Brennstoffmaterial, von dem viele Unternehmen sprechen. Molekulargleichung: CH3O–CH2–OCH2
Molargewicht: 76,09
Siedepunkt: 42,3 °C
Entzündungspunkt: –17,8 °C
Dichte: d15/15 = 0,866; d20/20 = 0,861
Schmelzpunkt: –104,8 °C
Aussehen: Farbloses, durchsichtiges Flüssigkeit mit einem Geruch, der dem von Chloroform ähnelt.
Ester: Unter den Estern ist Dimethylcarbonat (DMC) am wichtigsten und gilt als einer der vielversprechendsten Stoffe zur Verbesserung des Oktanzahls. Außerdem zeigen Studien, dass das Hinzufügen von DMC nur geringe Auswirkungen auf den Sättigungsdruck des Dampfes, den Gefrierpunkt sowie die Wasserlöslichkeit von Benzin hat. Im Vergleich zu MTBE weist DMC einen höheren Sauerstoffgehalt auf. Bei derselben Sauerstoffsättigung im Benzin beträgt das Menge an DMC, die hinzugefügt werden muss, nur etwa 40 % der Menge an MTBE. Bei katalysiertem Benzin hat DMC denselben Anpassungseffekt wie MTBE. Bei Rohbenzin ist jedoch die Empfindlichkeit gegenüber DMC geringer als bei MTBE. Nachdem die jeweiligen Zutaten in Form von 3 % DMC und MTBE hinzugefügt wurden, stieg der Grund-Oktanzahlwert des Rohbenzinses auf 51,0, 52,5 bzw. 53,1. Dies zeigt, dass DMC besser geeignet ist zur Herstellung von Benzin mit einem Grund-Oktanzahlwert von über 80. Dimethylcarbonat ist bei Raumtemperatur eine farblose, durchsichtige Flüssigkeit mit leicht süßlichem Geschmack. Der Schmelzpunkt liegt bei 4 °C, der Siedepunkt bei 90,11 °C. Es ist schwer löslich in Wasser, kann sich jedoch mit Alkoholen, Ethern sowie fast allen anderen organischen Lösungsmitteln mischen. Die Molekülstruktur von DMC enthält Funktionsgruppen wie CH=O, CO und COOCH, wodurch sie eine gute chemische Reaktionsfähigkeit aufweist. DMC weist eine sehr geringe Toxizität auf und ist ein umweltfreundliches organisches Chemikalienmaterial, das den Anforderungen der modernen „sauberen Produktionsverfahren“ entspricht. Zudem handelt es sich um einen wichtigen Zwischenprodukt in der organischen Synthese. Sec-butylacetat, Molekülformel C6H12O2 ； CH3COOCH(CH3)CH2CH3 – Aussehen und Eigenschaften: Farblose Flüssigkeit mit fruchtigem Duft. Molekulargewicht: 116,16. Dampfdruck: 2,00 kPa bei 25 °C. Entzündungspunkt: 19 °C. Schmelzpunkt: –98,9 °C. Siedepunkt: 112,3 °C. Löslichkeit: Nicht löslich in Wasser; lässt sich jedoch mit Ethanol, Äther sowie den meisten anderen organischen Lösungsmitteln mischen. Dichte: Relativer Dichte (Wasser = 1): 0,86 ； Relativer Dichte (Luft = 1): 4,00. Stabilität: Stabil. Gefahrenzeichen: 7 (brennbare Flüssigkeit mit mittlerem Flammpunkt). Amine: Hierbei handelt es sich um N-**amine. Laut den vorliegenden Informationen begannen die Forschungen an Amingemischen als Antiknockmittel für Benzin bereits in den frühen 1970er Jahren im Ausland. Der Handelsname für diese Stoffe war MMA. Der Grund für ihre nicht weiter verbreitete Nutzung lag in dem Gehalt an Stickstoff in den Amingruppen. Internationale Studien haben gezeigt, dass man den NOX-Ausstoß aus Automobilabgasen kontrollieren kann, wenn der Gehalt an Amingemischen im Benzin bei maximal 17 g/L liegt. Innerhalb dieses Bereichs kann der Oktanzahlwert durch Amingemische in der Regel um 1,2 bis 2 Einheiten erhöht werden. Daher ist es schwierig, den Anteil der Amine in den Entzündungshemmern zu verringern, damit sie im Rahmen des Umweltschutzes ihre maximale Wirkung entfalten können – und das ist genau die Herausforderung, ob solche Entzündungshemmer überhaupt eingesetzt werden können. Deshalb intensivieren Länder auf der ganzen Welt ihre Forschungen an Antiknockadditiven für Benzin. Umweltfreundliche Antiknockadditive sind die Richtung, in die sich die Entwicklung in Zukunft bewegen wird. (II) Technologien zur Entschwefelung von Benzin: In den letzten Jahren ist mit der Zunahme der Kraftfahrzeuge der Abgasausstoß dieser Fahrzeuge zu einer wichtigen Quelle der Luftverschmutzung geworden. Dadurch kommt es immer häufiger zu saurem Regen, was Gebäude, Böden sowie die Lebensbedingungen der Menschen erheblich beeinträchtigt. Daher haben Länder auf der ganzen Welt höhere Qualitätsstandards für Öle festgelegt, um den Schwefel-, Olefin- und Benzolgehalt in den Ölen weiter einzuschränken und so den Lebensraum der Menschen besser zu schützen. Mit dem zunehmenden Verarbeitungsvolumen von schwefelhaltigem Rohöl sowie der zunehmenden Verbreitung der katalytischen Krackung von Schweröl werden Probleme wie ein zu hoher Schwefelgehalt sowie mangelnde Stabilität der Öle immer gravierender. Aufgrund von finanziellen Beschränkungen sowie Mängeln bei der Verfügbarkeit von Wasserstoff ist es für kleine und mittlere Raffinerien von großer Bedeutung, Forschungen zur nicht-hydrierenden Raffination durchzuführen. 1. Hauptvorkommensformen und Verteilung von Schwefel im Kraftstofföl: Im Rohöl gibt es Hunderte von schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffen. Von diesen wurden bisher mehr als 200 Arten identifiziert, deren Struktur bekannt ist. Diese schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffe sind im Verarbeitungsprozess des Rohöls in unterschiedlichem Maße in den verschiedenen Destillaten enthalten. Schwefel im Kraftstoff kommt hauptsächlich in zwei Formen vor: ； Sulfide, die in der Regel nicht direkt mit Metallen reagieren können, werden als „aktives Schwefel“ bezeichnet und umfassen elementaren Schwefel sowie Schwefelwasserstoff und Thiole. Sulfide hingegen, die direkt mit Metallen reagieren können, werden als „inaktives Schwefel“ bezeichnet und umfassen Sulfide, Disulfide, Thiophene usw. Bei Benzinfraktionen bestehen die schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffe hauptsächlich aus Thiolen, Sulfiden und Einringthiophenen; sie stammen vorwiegend aus dem durch katalytische Krackung (abgekürzt FCC) gewonnenen Benzin. Daher muss das Benzin, um den Anforderungen an schwefelarmes Benzin zu entsprechen, entweder vorverarbeitet werden oder die FCC-Benzinprodukte nachverarbeitet werden. Die schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffe in den Dieseldestillaten umfassen Thiolen, Sulfide, Thiophene, Benzothiophene und Dibenzothiophene usw. Bei Dibenzothiophinen macht die Anwesenheit von Alkylgruppen an den Positionen 4 und 6 die Entschwefelung äußerst schwierig – aufgrund der störenden Wirkung dieser Alkylgruppen. Zudem wird mit zunehmender Siedetemperatur der Öldestillate die Struktur der schwefelhaltigen Verbindungen immer komplexer. 2. Methoden zur Herstellung von Kraftstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt 2.1 Säure- und Basenreinigung Die Säure- und Basenreinigung ist eine traditionelle Methode, die auch heute noch in einigen Raffinerien angewandt wird. Da die durch die Säure-Base-Reinigung anfallenden Abfälle schwer zu verarbeiten sind und außerdem erhebliche Ölverluste entstehen, wird diese Technologie auf lange Sicht sicherlich abgeschafft werden. 2.2 Katalytische Methoden Bei der Verwendung von Phthalocyaninkatalysatoren werden in der Industrie hauptsächlich Polyphthalocyanincobalt (CoPPC) sowie sulfonierte Phthalocyanincobalt-Katalysatoren eingesetzt. Dieser Katalysator wird in alkalischen Lösungen zur Behandlung von Ölen eingesetzt, um die darin enthaltenen Thiole zu entfernen. 2.3 Lösungsmittelextraktion: Durch die Auswahl des richtigen Lösungsmittels kann man auf effektive Weise die Sulfide aus Ölen entfernen. Im Allgemeinen kann die Extraktionsmethode dazu verwendet werden, Thiole aus Ölen effektiv herauszulösen. Anschließend können das Extraktionsmittel und die Thiole durch Destillation voneinander getrennt werden. Dadurch entstehen wertvolle Thiol-By-Produkte, während das Extraktionsmittel wiederverwendet werden kann. 2.4 Katalytische Adsorptionsmethode Die katalytische Adsorptionsmethode zur Schwefelentfernung nutzt feststoffliche Adsorbentien mit guter Selektivität und Wiederverwendbarkeit, um durch chemische Adsorption den Schwefelgehalt in Ölen zu verringern. Es handelt sich um eine neuartige Methode, mit der Sulfide aus FCC-Benzin effektiv entfernt werden können. Im Vergleich zur herkömmlichen Hydrodesulfurierung von Benzin können die Investitionskosten sowie die Betriebskosten um mehr als die Hälfte reduziert werden. Zudem können Schadstoffe wie Schwefel, Stickstoff und Oxide effektiv aus dem Öl entfernt werden – die Desulfurisierungsrate liegt dabei bei über 90 %. Dies eignet sich hervorragend für die aktuellen Bedingungen in den inländischen Raffinerien. Da die adsorptive Schwefelentfernung den Oktanwert sowie die Ausbeute des Benzins nicht beeinträchtigt, hat diese Technologie sowohl im Inland als auch im Ausland große Aufmerksamkeit erregt. Die katalytische Adsorptionsdesulfurisierungstechnologie kann die Sulfide in Ölen effektiv entfernen, ohne Auswirkungen auf die Qualität des Öls zu haben. Zudem sind die Investitionskosten sowie Betriebskosten im Vergleich zu anderen Desulfurisierungsmethoden (Hydrokraking, Lösungsmittelextraktion, katalytische Oxidation usw.) deutlich geringer. Daher ist die Erforschung von Technologien zur katalytischen Adsorptionsdesulfurierung von großer Bedeutung. 2.5 Komplexbildung: Bei der Behandlung schwefelhaltiger Öle mit DMF-Lösungen von Metallchloriden können die Elektronenpaare zwischen den organischen Schwefelverbindungen und den Metallchloriden miteinander reagieren. Dadurch entstehen wasserlösliche Komplexe, die anschließend entfernt werden können. Es gibt viele Metallionen, die mit organischen Schwefiden Komplexe bilden können, wobei CdCl2 die beste Wirkung zeigt. Da die Komplexierungsmethode die sauren Bestandteile im Öl nicht entfernen kann, wird in der Praxis häufig eine Kombination aus komplexierender Extraktion und alkalischer Reinigung verwendet. Dadurch wird eine sehr gute Entschwefelung erzielt, und das resultierende Öl weist eine gute Stabilität auf – was wiederum wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. 2.6 Biologische Desulfurisierungstechnologie Die biologische Desulfurisierung, auch als biokatalytische Desulfurisierung bezeichnet (abgekürzt BDS), ist eine neue Technologie, bei der unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen aerobe sowie anaerobe Bakterien eingesetzt werden, um das in den schwefelhaltigen Heterocyclen im Öl enthaltene Schwefel zu entfernen. 3. Negative Auswirkungen der geringen Schwefelgehalt: Der geringe Schwefelgehalt in Benzin und Diesel verringert die Umweltbelastung. Insbesondere gibt es eine Einigung unter den Ländern bezüglich der Politik zur Reduzierung des Schwefelgehalts in Kraftstoffen. Doch im Zuge der Verringerung des Schwefelgehalts im Kraftstoff traten unerwartete negative Auswirkungen auf, die sich hauptsächlich in folgendem äußerten: (1) Eine Verschlechterung der Schmierfähigkeit sowie eine erhöhte Abnutzung der Geräte. Im Jahr 1991 stellte Schweden fest, dass bei der Verwendung von Diesel mit einem Schwefelgehalt von 0,00 % die Verschleißerscheinungen an den Kraftstoffpumpen sogar noch schlimmer waren als bei herkömmlichem Diesel. Auch Japan führte Prüfungen an Diesel mit unterschiedlichem Schwefelgehalt durch, und die Ergebnisse bestätigten ebenfalls das Problem der abnehmenden Schmierfähigkeit des Diesels. Der Hauptgrund dafür ist, dass bei der Entschwefelung gleichzeitig auch die natürlichen, polaren Verbindungen mit schmierenden Eigenschaften, die im Öl enthalten sind, entfernt werden. Dadurch nimmt die Schmierfähigkeit ab und es kommt zu einer erhöhten Abnutzung der Geräte. (2) Die Stabilität des Dieselkraftstoffs nimmt ab, und die Farbe des Öls verschlechtert sich. Wenn der Schwefelgehalt im Diesel unter 0,05 % fällt, führt die Zunahme der Peroxide zu einer beschleunigten Bildung von Gelbildungen und Ablagerungen. Dies beeinträchtigt den normalen Betrieb der Anlagen und führt zu einer Verschlechterung der Abgase. Der Hauptgrund dafür ist, dass die natürlichen Antioxidantien, die ursprünglich im Diesel enthalten waren, bei der Entschwefelung ebenfalls entfernt werden. Gleichzeitig wird mit abnehmendem Schwefelgehalt im Diesel die Farbe des Öls dunkler, was einen unangenehmen Eindruck vermittelt. 4. Schlussfolgerungen und Empfehlungen Angesichts der weit verbreiteten Verwendung von Erdölprodukten in der Produktion und im Alltag ist es äußerst wichtig, den schädlichen Schwefel daraus zu entfernen. Die derzeit in der Industrie verwendeten Methoden zur Entschwefelung ohne Hydrogenisierung sind die Säure- und Basenreinigung, die Lösungsmittelextraktion sowie die Adsorptionsentschwefelung. Alle diese Methoden weisen jedoch Mängel und Einschränkungen auf. Bei der Säure- und Basenreinigung entstehen große Mengen an Abfallssäuren und -basen, was zu erheblicher Umweltverschmutzung führt ； Der Prozess der Schwefelentfernung durch Lösungsmittelextraktion ist energieintensiv und führt zu einer geringen Ausbeute an Öl ； Bei der Adsorptionsmethode ist die Adsorptionskapazität des Adsorptionsmittels gering, und es muss häufig regeneriert werden. Andere Technologien zur Nicht-Hydrierenden Schwefelentfernung befinden sich noch in der Testphase. Dabei versprechen die Anwendungen der biologischen Schwefelentfernung, der oxidativen Schwefelentfernung sowie der Entschwefelung mittels Licht und Plasma vielversprechende Ergebnisse – sie könnten zu effektiven Methoden für die Herstellung von sauberen Kraftstoffen in der Zukunft werden. Da die Verringerung des Schwefelgehalts im Kraftstoff sowie die Reduzierung der Luftverschmutzung ein komplexer Prozess sind, müssen bei der Umsetzung verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, um die Zuverlässigkeit der Technologie zu erhöhen und so beste wirtschaftliche sowie umweltbezogene Ergebnisse zu erzielen. (III) Mittel zur Verbesserung der Fließeigenschaften von Diesel (Zusätze zur Senkung des Gefriepunkts) Es gibt drei Möglichkeiten, die Fließeigenschaften von Diesel bei niedrigen Temperaturen zu verbessern: Entwaxing, Hinzufügen von Kerosin aus sekundär verarbeiteten Destillaten sowie Hinzufügen von Mitteln zur Verbesserung der Fließeigenschaften – also Zusätzen zur Senkung des Gefriepunkts. Beim Entwaxing sind zusätzliche Anlagen erforderlich, und außerdem sinkt die Ausbeute an Diesel. Das Hinzufügen von sekundär verarbeiteten Destillaten ist eine einfache Methode: In 0#-Diesel kann 10–20 % Kerosin hinzugefügt werden, um den Gefriepunkt zu senken – von 0# auf –10#. Wenn zu viel solcher Destillate hinzugefügt wird, kann dies den Hexanwert, den Flammpunkt sowie die Schmierfähigkeit des Diesels beeinträchtigen. Das Hinzufügen von Mitteln zur Verbesserung der Fließeigenschaften ist derzeit die am häufigsten verwendete Methode weltweit. I. Wirkungsmechanismus der Fließeigenschaftsverbesserer Für die Verbesserung der Fließeigenschaften von Diesel bei niedrigen Temperaturen wirkt dieser Zusatzstoff dadurch, dass er bei niedrigen Temperaturen mit dem aus dem Diesel freigesetzten Wachs eine Adsorptionswirkung entfaltet. Dadurch entsteht eine Trennschicht auf der Oberfläche des Wachses, wodurch eine Verknüpfung der Wachskristalle verhindert wird. Gleichzeitig kann der Zusatzstoff mit dem Wachs kocrystallisieren, wodurch das Wachstum der Kristalle eingedämmt wird. Dadurch werden die Wachskristalle kleiner, was wiederum den Gefrierpunkt des Diesels senkt. Dieselfließverbesserer können im Allgemeinen nicht die Ausfällung von Wachs im Diesel verändern – weder den Trübepunkt des Diesels noch die Menge an Wachs, das bei einer bestimmten Temperatur ausfällt. Sie können lediglich die Form und Größe der Kristalle verändern sowie deren Bildung von netzartigen Strukturen verhindern. Daher kann der Einfluss von Paraffin auf die Fließeigenschaften von Diesel bei niedrigen Temperaturen nicht grundlegend beseitigt werden; man kann lediglich die Fließeigenschaften des Diesels bei niedrigen Temperaturen verbessern. Zweitens: Welche Funktion haben die Fließverbesserer? In Forschungen im In- und Ausland wurden Dutzende von Verbindungen als Fließverbesserer untersucht. Die wichtigsten Arten in der industriellen Produktion sind Ethylen-Vinylacetat-Kopolymere mit niedrigem Molekulargewicht sowie Ethylen-Acrylat-Kopolymere. Die empfohlene Menge an Diesel-Entzuckerungsmitteln beträgt 0,01–0,1 %. In der Praxis wird im Ausland eine Menge von etwa 0,03 % verwendet. Dieseltreibstoffe sind sehr empfindlich gegenüber den chemischen Bestandteilen des Diesels. Deshalb müssen vor der Zugabe des Additivs Tests durchgeführt werden. Die Wirkung des Additivs hängt oft von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Art des Rohöls, das zur Herstellung des Diesels verwendet wird, den Verarbeitungsmethoden, der Zusammensetzung des Additivs sowie den Bestandteilen der Destillate. Was Rohöle angeht, so weisen naphthenische Rohöle die beste Wirkung auf, intermediäre Öle sind etwas schlechter, während paraffinische Öle die schlechteste Wirkung zeigen. Aus Sicht der Verarbeitungstechniken erweisen sich katalytisch behandeltes Diesel, Wachstrennung mit Molekularsieben sowie Diesel mit Harnstoff zur Wachstrennung in Kombination mit Zuckerverdünnern als wirksam. Hydrokraking und thermischer Kracking von Diesel liefern nur mäßige Ergebnisse, während Rohdestillat-Diesel und katalytisch hergestellter Diesel die schlechtesten Ergebnisse liefern. Was die Herstellungsweise betrifft, so erweisen sich in der Regel Dieselkraftstoffe mit hohem Anteil an Zusatzstoffen sowie Dieselkraftstoffe mit einem hohen Anteil an Kerosin-Fractionen als effektiv. Was die Fraktionen angeht, so gilt: Je breiter die Fraktionen sind, desto besser ist die Wirkung. Um gute Ergebnisse zu erzielen, sind folgende Methoden erforderlich: Die Mischung von Ölen verschiedener Hersteller führt zu besseren Ergebnissen. Das Hinzufügen von etwas –10#-Diesel verbessert die Eigenschaften des Öls. Auch das Hinzufügen von etwas Kerosin hat eine positive Wirkung. Zudem kann 200#-Aromaten in einer Menge von 3–10% hinzugefügt werden. Um die Wirkung beim Senken der Viskosität zu verbessern, können Zusätze verwendet werden. Bei Diesel tritt während des Lagerns und Transports oft das Problem von Wachsablagerungen auf – dies führt zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Kaltfilterpunkts und beeinträchtigt somit die Nutzung des Diesels. Durch die Kombination von Wachsschutzmitteln mit Zusätzen zur Viskositässenkung kann die Ablagerung von Wachs im Diesel unterdrückt werden. (IV) Additive zur Verbesserung des Klopffestigkeitswerts von Diesel: Die Verbrennbarkeit von Diesel wird auch als Zündfähigkeit bezeichnet – sie gibt an, inwieweit Diesel von selbst entzündet werden kann. Das geht aus dem Funktionsprinzip des Dieselmotors hervor. Wenn die Temperatur im Zylinder am Ende der Kompression des Dieselmotors mindestens 500–600 °C beträgt, liegt sie deutlich über der Selbstentzündungstemperatur von Diesel (die Selbstentzündungstemperatur liegt bei 200–270 °C). Doch es benötigt Zeit für die physikalisch-chemischen Vorbereitungen vor der Verbrennung. Deshalb kann Diesel nach seinem Eintritt in den Zylinder nicht sofort entzündet werden. Nach dem Eintreten des Diesels in den Zylinder muss zunächst eine Verzögerungszeit vergehen, bis die Verbrennung einsetzt. Diese Verzögerungszeit beträgt in der Regel 0,0007 bis 0,0035 Sekunden. Wenn die Zündverzögerung von Dieselkraftstoff kurz ist, brennt er schnell nach dem Einfüllen in den Zylinder, wodurch der Motor ordnungsgemäß arbeiten kann. Wenn die Verzögerungszeit bis zum Entzünden zu lang ist, kommt beim Entzünden mehr Brennstoff in den Verbrennungsprozess. Dadurch steigt der Druck in der Anfangsphase der Verbrennung schnell an, was dazu führt, dass der Dieselmotor unrund arbeitet. Das Ergebnis ist dasselbe wie bei dem Knallen in Benzinmotoren: Die Leistung nimmt ab, der Kraftstoffverbrauch steigt und der Lärm wird lauter. Die Verbrennbarkeit von Diesel wird durch den Oktanzahlwert angegeben. Der sogenannte Cetanzahlwert ist der Prozentsatz am Volumen des n-Hexadecans im Standardkraftstoff, bei dem in Tests unter festgelegten Bedingungen das zu testende Öl die gleiche Zündfähigkeit wie der Standardkraftstoff aufweist. Standardkraftstoff wird aus Hexadecan (mit künstlich festgelegtem Oktanzahlwert von 100) und α-Methylnaphthalin (mit künstlich festgelegtem Oktanzahlwert von 0) in verschiedenen Verhältnissen hergestellt. Diesel mit hohem Oktanzahlwert hat einen niedrigen Selbstentzündungspunkt sowie eine kurze Zündverzögerung. Es kommt nicht zu unkontrollierten Explosionen während des Betriebs. Zudem verringert Diesel mit hohem Oktanzahlwert die Belastung der Motorlager und verbessert die Starteigenschaften, wodurch ein reibungsloser Motorstart gewährleistet wird. Die nationalen Normen vorschreiben: Der Oktanzahlwert von Leichtdiesel muss > 45 betragen. Leichtes Dieselkraftstoff für Fahrzeuge: +10#, +5#, 0#, -10# > 49; -20# > 46; -35#, -50# > 35. Es gibt zwei Möglichkeiten, den Oktanzahlwert zu erhöhen: Erstens durch das Entfernen der Aromaten aus dem Öl, zweitens durch die Zugabe von Oktanzahlverbesserern. Häufig verwendete Zusatzstoffe sind Alkyl*-AO-Säureester. Wie *AO-Acetylstearat und *AO-Acetylpentanat – bei einer Zugabe von 1–3‰ kann der Wert um 2–9 Einheiten erhöht werden. (5) Entsaurerungsmittel für Öle: Direkt destilliertes Diesel enthält immer eine bestimmte Menge an organischen Säuren. Bei der Herstellung von Diesel muss diese Menge an organischen Säuren beseitigt werden, damit die Säurekonzentration bei 7 mg KOH/100 ml liegt – nur so kann man den nationalen Standards entsprechen. Es gibt verschiedene Methoden zur Entsäuerung: Hydrogener Aufbereitung, Alkalibesprühen sowie Verwendung von Entsäuerungsmitteln. Dabei werden die Entsäuerungsmittel in einem bestimmten Verhältnis mit Diesel gemischt.

**6. Entfärbung und Entfernung von Gerüchen:**
1. Schwefelsäure + Titan-Cobalt-Sulfonat
2. Neutralisierungsstoffe: Ethanol : Ethylenediamin : Dimethylamid = 5 : 2 : 5
3. Adsorbentien

**5. Anpassungsmethoden:**
**1. Benzin:**
① Hauptsächlich Standardbenzin verwendet: 90#-Benzin wird zu 93#-Benzin umgewandelt, 97#-Benzin wird aus 93#-Benzin hergestellt. 90#-Benzin kann auch mit Naphtha sowie Antiknockmitteln vermischt werden, um 90#- bzw. 93#-Benzin zu erzeugen.
② Hauptsächlich Nicht-Standard-Benzin verwendet: Naphtha (20–60 %) + gemischte Aromaten (5–25 %, schwer) + Stoffe mit einem Gehalt von nicht mehr als 14 % + 90#-Benzin (0–20 %) + C5 (5–15 %) + Antiknockmittel. Leichte Kohlenwasserstoffe (oder leichtes Naphtha) (20–60 %) + gemischte Aromaten (20–40 %, leicht) + MTBE (nicht mehr als 14 %) + C5 (5–15 %) + Antiknockmittel.

**Hinweis:** Bei der ersten Anpassungsmethode wird 90#-Benzin als Ausgangsmaterial verwendet. In diesem Fall können relativ schwere gemischte Aromate verwendet werden, da die Anforderungen an die Qualität nicht sehr hoch sind. Bei der zweiten Anpassungsmethode wird kein Benzin als Ausgangsmaterial verwendet. In diesem Fall müssen die gemischten Aromate eine geringe Dichte sowie einen niedrigen Schwefelgehalt aufweisen. Zudem werden meist leichte Kohlenwasserstoffe oder leichtes Naphtha verwendet. Beide Ölabfüllmethoden haben ihre Vor- und Nachteile; die meisten Ölabfüller entscheiden je nach Marktlage der Rohstoffe. 2. Diesel: ① Delta des Jangtse-Flusses: Kerosin 10% + katalysierter Diesel 20% + Standard-Diesel 70%. ② Delta des Perlflusses: Kerosin 10% + erstklassiger Diesel 20% + Standard-Diesel 70%. ③ Gebiet um die Bohai-Bucht: Kerosin 10% + erstklassiger Diesel 20% + Standard-Diesel 70%. Basierend auf den am häufigsten im Markt verwendeten Rohstoffen macht Standard-Diesel mindestens 70% der Gesamtmenge aus, während katalysierter Diesel etwa 20% ausmacht und Kerosin maximal 10%. Nach den aktuellen Preisen für Rohstoffe auf dem Markt beträgt die Kosten für gemischten Diesel im Dreiecksjiangsu 8.000 Yuan pro Tonne. Obwohl dies 100 Yuan pro Tonne mehr sind als der Preis am lokalen Marktplatz, betreiben die Händler, die solchen Diesel herstellen, diese Tätigkeit nur selten. Außerdem geben Branchenexperten an, dass Kerosin als Rohstoff hauptsächlich dazu dient, den Gefrierpunkt zu senken. Daher ist es im Allgemeinen nicht notwendig, Kerosin beizumischen – es sei denn, es werden sehr hohe Temperaturanforderungen gestellt. Außerdem wird aufgrund des derzeit hohen Preises von C9 nur selten C9 in die Mischung eingefügt. Sobald der Preis auf ein für die Hersteller akzeptables Niveau fällt, wird voraussichtlich die Wahrscheinlichkeit steigen, dass C9 hinzugefügt wird. 3. Mischverfahren: Sprühmischung: Bei der Sprühmischung werden die einzelnen Öle in bestimmten Proportionen gleichzeitig in den Transportbehälter gefüllt; die Mischung erfolgt dabei bereits während des Befüllens. Diese Methode erfordert neben Hilfsvorrichtungen zur Befüllung und Messgeräten keine weiteren speziellen Geräte und war in den 1980er Jahren im Ausland weit verbreitet. Zyklisches Rühren zur Mischung: Zyklisches Rühren zur Mischung bezeichnet das gleichmäßige Rühren innerhalb des Mischbehälters mithilfe einer Zirkulationspumpe, wodurch durch den Zirkulationsprozess alle Komponenten gleichmäßig vermischt werden. Inländisch wird derzeit hauptsächlich diese Methode angewandt. Leitungsvermischung: Die Leitungsvermischung bezeichnet die statische Vermischung von Mischkomponenten in Leitungen mithilfe von Computern und Steuergeräten zur Herstellung der Mischung. Der Mischverhältnis dieser Methode wird von einem Computer oder einer voreingestellten Anlage gesteuert, was eine hohe Genauigkeit sowie eine einfache Verwaltung ermöglicht. VI. Prüfstandards: Benzin – Standard Nation 2, Nation 3, Pekinger Standard; neue Standards (Entwurf zur Genehmigung): Nation 3, Nation 4, Nation 5 (empfehlenswerte Standards). Zusätzliche Prüfkriterien für Öl, das von Sinopec aus externen Quellen bezogen wird: Benzin – Standard Nation 2, Nation 3, Pekinger Standard; neue Standards (Entwurf zur Genehmigung): Nation 3, Nation 4, Nation 5 (empfehlenswerte Standards). Zusätzliche Prüfkriterien für Öl, das von Sinopec aus externen Quellen bezogen wird

Danke, ich frage mich, ob es allgemeine Berechnungsmethoden für das Mischverhältnis der einzelnen Komponenten bei der Herstellung von Benzin- und Dieseltreibstoffen sowie für die verschiedenen Parameter (Oktanzahl, gesättigter Dampfdruck usw.) gibt

Grundlegende Konzepte für die Herstellung von Dieselkraftstoff
I. Rohstoffe, die zur Herstellung von Dieselkraftstoff verwendet werden können:
Reguläre Rohstoffe der ersten, zweiten und dritten Klasse, raffinierte Rohstoffe der ersten Klasse, Hydrogenergie zur Raffination von Dieselkraftstoff, Zusatzstoffe für die Herstellung von Dieselkraftstoff, 200#, 280#, 260#, katalytisch hergestellter Dieselkraftstoff, leichtes Wachsöl sowie Produkte aus kleinen Raffinerien. II. Methoden zur Herstellung von Dieselkraftstoffen
1. Durch die Mischung von herkömmlichem Diesel mit Diesel der Sorten 15#–0#, zusammen mit Zusatzstoffen wie Zusetzmitteln zur Senkung der Viskosität sowie Zusätzen wie 200#, 280# und Flugkraftstoff, kann Diesel der Sorten 0#, -10#, -20# sowie 25# hergestellt werden. 2. Durch die Verwendung von katalysiertem Diesel zusammen mit Zusatzstoffen (Mischstoffe, Oktanzahlverbesserer, Aufheller, Antioxidantien usw.) sowie 200#, 280#, Flugkraftstoff und gehydratisierten schweren Aromaten werden Dieselgrade -15, -20# und -35# hergestellt. Diese werden in der Regel für Fahrzeuge, die den nationalen Standard II erfüllen, verwendet. 3. Diesel der Sorten -15#, -25# und -35# wird hergestellt, indem man Leichtwachsöl mit Zusatzstoffen (Mischstoffe, Hexanwertverbesserer, raffinierte Aromaten, Aufheller, Antioxidantien usw.) sowie Kerosin der Sorten 200# und 280# vermischt – dieser Diesel wird in der Regel für Fahrzeuge, die den nationalen Standards Stufe 2 oder 3 entsprechen, verwendet. 4. Mit der Normallinie 1, der Normallinie 2 und der Normallinie 3 sowie Zusatzstoffen (Mischstoffe, Cetanzahlverbesserer) und Hydroreinigungsadditiven kann Standard-Diesel der Sorten +5#, 0# und -10# hergestellt werden. 5. Durch Verwendung von raffiniertem Rohöl sowie Zusatzstoffen (Mischstoffe, Cetanzahlverbesserer) zusammen mit 200#- und 280#-Kerosin kann man Standardmäßiges Dieselkraftstoff mit den Eigenschaften +10#, +5#, 0# oder -10# herstellen. 6. Mit Normalbrennstoffen, gereinigt und mit Zusatzstoffen (Mischstoffen) sowie 200#-, 280#-Kerosin usw. kann man die Qualität anpassen – auf die Standards +10#, +5#, 0#, -10#. Der Diesel eignet sich für Fahrzeuge der Klassen National III und National II. 7. Nach der Raffination mit einem kleinen Raffineriegerät werden Zusatzstoffe hinzugefügt (Mischstoffe, Geruchsbekämpfungsmittel) sowie 200#, 280# und Kerosin usw. Dadurch können +5# und 0# hergestellt werden

Diesen Beitrag hat zuletzt hnan am 4.6.2016 um 18:45 bearbeitet. Das ist großartig – könnten Sie mir bitte die detaillierten Unterlagen zusenden? Danke