Oktanzahl des benzins
Benzin und Biodiesel
BenzinBenzin ist ein Gemisch aus mehr als 150 verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Diese werden aus dem Erdöl gewonnen und sieden zwischen 30 C° und 215 C°. Benzin wird vor allem als Motorkraftstoff verwendet. Dabei wird es im Motor mit Luft zu einem explosiven Gemisch vermengt und verbrannt. Die durch diesen Verbrennungsprozess freiwerdende Energie treibt den Motor an.
Benzin wird durch Destillation aus Erdöl gewonnen.
Allerdings beträgt die Ausbeute nur 15-20%. Diese Ausbeute wird durch Cracken, einem hochkompliziertem chemischen Vorgang, auf 40-60% erhöht.
Oktanzahl des BenzinsIn einem Verbrennungsmotor wird bei eine normalen Verbrennungsvorgang ein Benzin-Luft-Gemisch verdichtet(zusammengedrückt) und durch den Funken der Zündkerze im Zylinder gezündet. Der Kolben wird dadurch zurückgedrückt und bewegt sich gleichmäßig und weich. Das Benzin-Luft-Gemisch, das im Zylinder verdichtet wird, erwärmt sich durch die Reibung der Luft am Benzin, der durch den Druck hervorgerufen wird. Diese aus dem Druck herführende Wärme kann manchmal so groß sein das sich das Benzin-Luft-Gemisch von selber entzündet bevor der Zündfunke entsteht (Selbstzündung).
Dadurch wird der Kolben zu früh heruntergedrückt und ist in seiner gleichmäßigen Bewegung gestört. Im Motor entstehen dann Geräusche, die sich wie ein Klopfen oder Klingeln anhören.
Das Klopfen bewirkt einen starken Verschleiß des Motors, der Motor verbraucht zuviel Benzin und die Leistungsfähigkeit wird eingeschränkt. Die Neigung eines Motors zu klopfen hängt zum Teil auch von der Zusammensetzung des Treibstoffes ab. Um dieses Klopfen zu vermeiden, versucht man das Benzin "klopffest" zu machen. Früher hat man die Klopffestigkeit von Benzin durch Bleiverbindungen erhöht.
Dieses Antiklopfmittel hat die Umwelt jedoch stark belastet. Statt Blei verwendet man nun Benzol um die Oktanzahl des Benzins zu erhöhen. Die Oktanzahl (OZ) ist also ein Maß für die Klopffestigkeit des Benzins. Je höher die Oktanzahl, desto klopffester das Benzin. Dem besonders klopffreudigen n-Heptan hat man die Oktanzahl 0, dem klopffestem 2,2,4-Trimethylheptan (“Isooctan”) die Oktanzahl 100 zugeordnet. Wenn man nun die Oktanzahl eines Benzins feststellen will, muss man das Gemisch mit n-Heptan und 2,2,4-Trimethylheptan vergleichen.
Verhält sich die zu bestimmende Benzinsorte wie eine Mischung aus 8% n-Heptan und 92% 2,2,4-Trimethylheptan erhält die Benzinsorte die Oktanzahl 92. Diese Oktanzahl entspricht in etwa der Qualitätsstufe von Normalbenzin.
CrackenKaum 20% des heutigen Benzinbedarfs lassen sich direkt aus dem Erdöl gewinnen. Das Benzin gewinnt man aus dem Erdöl durch Destillation. Bei der Erdöldestillation fallen aber mehr zähflüssige Schmieröle an, als man tatsächlich braucht. In den Raffinerien wird deshalb dickflüssiges Schmieröl in Benzin umgewandelt.
Dies geschieht durch Cracken. Das Wort Cracken kommt vom englischen to crack was soviel heißt wie zerbrechen oder aufbrechen. Das Cracken ist die am meisten gebrauchte Methode um die Benzinproduktion steigern. Beim Cracken erhitzt man langkettige Alkanmoleküle unter Druck auf 600 °C bis 900 °C, dabei zerbrechen die langkettigen Alkanmoleküle schließlich. Es entstehen Kohlenwasserstoffmoleküle mit unterschiedlicher Kettenlänge. Durch Destillation kann man die verschiedenen Stoffe, die beim Cracken entstanden sind, voneinander trennen.
Benzol C6H6
Dichte: 0,879 g/cm3
Schmelztemperatur: 5,5 °C
Siedetemperatur: 80,15 °C
Wasserlöslichkeit: nur schwach
andere Löslichkeiten: Alkohol, Ether, Fette, Harze, Phospor, Iod
Benzol ist ein sehr klopffester aromatischer Kohlenwasserstoff. Benzol wird als aromatischer Kohlenwasserstoff benannt, weil er einen süßlich-aromatischen Geruch besitzt. Er wird dem Benzin beigemischt um die Oktanzahl des Benzins zu erhöhen. Benzin enthält also bis zu 5% Benzol. Aber Benzol ist giftig und zum Teil sogar krebserregend. Beim Tanken gelangen auch gesundheitsschädliche Benzindämpfe in die Luft.
Man sollte sowenig wie möglich davon einatmen, denn beim einatmen der Benzoldämpfe kann es zu Schwindelgefühlen, Übelkeit, Bewusstlosigkeit und Atemlähmung kommen. Ständige Aufnahme kleiner Mengen kann sogar zu Leber-, Nieren- und Knochenmarksschäden führen. An den Tankstellen wird versucht diese gesundheitsschädliche Dämpfe mit speziellen Zapfventilen aufzufangen und wieder in den Erdtank zurückzuleiten.
Benzol ist eine farblose süßlich-aromatisch riechende Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit ist zwar brennbar verbrennt aber mit einer stark rußenden Flamme.
Benzol ist für die chemische Industrie außer als Benzinzusatz auch ein wichtiger Ausgangsstoff zur Herstellung von Textilfasern, Arzneimitteln, Insektiziden und Farbstoffen.
Bio-DieselBio-Diesel galt eine weile lang als Treibstoff der Zukunft. Doch heute ist nur noch von einer Ergänzung des Treibstoffes durch Bio-Diesel die Rede aber nicht mehr von einer Ablösung des Treibstoffes aus Erdöl durch Bio-Diesel. Der Bio-Diesel ist in letzter Zeit wieder ein wenig in die Schlagzeilen gelangt. Grund dafür sind die gestiegenen Kosten für Rohöl und die damit verbundene Erhöhung der Preise für Benzin. Aber jetzt da die Rohölpreise und die Treibstoffpreise wieder gesunken sind ist kaum noch die Rede vom Bio-Diesel.
Bio-Diesel ist ein chemisch verändertes Pflanzenöl das aus Raps gewonnen wird.
Da Raps immer wieder angebaut werden kann zählt Bio-Diesel zu den nachwachsenden Rohstoffen. Im Gegensatz zum Dieseltreibstoff aus Erdöl dessen Vorräte in einigen Jahrzehnten erschöpft sein werden. Ein weiterer Vorteil des Bio-Diesels ist, das er den Treibhauseffekt nicht weiter verstärkt. Denn das Kohlenstoffdioxid das bei der Verbrennung im Automotor freigesetzt wird hat die Pflanze ja zuvor aus der Luft aufgenommen. Außerdem ist Rapsölmethylester(so nennt man Bio-Diesel in der Chemie) biologisch abbaubar, d.h.
wenn etwas davon in die Umwelt gelangt wird der Boden und das Grundwasser viel weniger stark belastet.
Doch der Bio-Diesel hat auch erhebliche Nachteile. Z.B. würde der großflächige Anbau die Umwelt erheblich belasten, denn durch Pflanzenschutz- und Düngemittel wird das Grundwasser verschmutzt. Auch der enorme Flächenbedarf macht es unmöglich das Bio-Diesel der Treibstoff der Zukunft wird.
Denn würde man den deutschen Dieselverbrauch mit Bio-Diesel bestreiten wollen müsste man auf zwei Drittel der gesamten landwirtschaftlichen Fläche Deutschlands Raps anbauen. Was wiederum bedeuten würde das man andere landwirtschaftliche Güter aus dem Ausland importieren müsste. Ein weiteres Argument gegen Bio-Diesel ist sein hoher Preis. Ein Liter kostet mit etwas über 2 Mark das vier- bis fünffache vom unversteuerten Erdöl-Diesel. Bio-Diesel müsste also stark subventioniert werden.
Rapsöl als vollständiger Diesel-Ersatz ist insgesamt betrachtet weder umweltfreundlich noch wirtschaftlicher als Treibstoff aus Erdöl.
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