Motorenbenzin

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP), ggf. erweitert Gefahr H- und P-Sätze H: Flüssigkeit und Dampf extrem entzündbar. Kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein. Verursacht Hautreizungen. Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen. Kann genetische Defekte verursachen. Kann Krebs erzeugen. Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen oder das Kind im Mutterleib schädigen (konkrete Wirkung angeben, sofern bekannt) Giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P: Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen. Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen und anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. Freisetzung in die Umwelt vermeiden. Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/… tragen. Bei Verschlucken: Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen. Kein Erbrechen herbeiführen. An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Behälter dicht verschlossen halten.
UN-Nummer	1203
Gefahrnummer	33

Motorenbenzin (abgekürzt „Benzin“) ist ein komplexes Gemisch von etwa 150 verschiedenen Kohlenwasserstoffen, deren Siedebereich zwischen denen von Butan und Kerosin/Petroleum liegt. Es wird hauptsächlich aus veredelten Komponenten der Erdölraffination hergestellt und als Kraftstoff eingesetzt. Motorenbenzin gehört zu den „Ottokraftstoffen“; es existieren daneben auch andere Ottokraftstoffe.

Motorenbenzin
Andere Namen	Benzin, Ottokraftstoff, Vergaserkraftstoff, Sprit (umgangssprachlich)
Kurzbeschreibung	Kraftstoff u.a. für Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung
Herkunft	fossil, etwas biogen
Charakteristische Bestandteile	Benzin, Additive, Bio-Ethanol-Beimischung
CAS-Nummer	8006-61-9
Eigenschaften
Aggregatzustand	flüssig
Viskosität	< 0,5 mPa·s (40 °C)
Dichte	0,720–0,775 kg/L (15 °C)
Heizwert	40,1–41,8 MJ/kg = 11,1–11,6 kWh/kg demnach etwa 30,5 MJ/L = 8,5 kWh/L Superbenzin 95 ROZ: ~42 MJ/kg = 11⅔ kWh/kg ≈ 31,7 MJ/dm3 = 8,8 kWh/dm3
Brennwert	ca. 46,7 MJ/kg = 12,9 kWh/kg demnach etwa 34,9 MJ/L = 9,7 kWh/L
Oktanzahl	91 ROZ, 82,5 MOZ (Normal) 95 ROZ, 85 MOZ (Super/ Eurosuper/ Bleifrei 95 (Schweiz)) 98 ROZ, 88 MOZ (Super plus/ Super (Schweiz)/ Bleifrei 98 (Schweiz)) 100 ROZ, 88 MOZ (V-Power Racing) 102 ROZ, 90 MOZ (Ultimate 102)
Schmelzbereich	ca. −45 °C
Siedebereich	(30 … 215) °C
Flammpunkt	< −35 °C
Zündtemperatur	ca. 220 °C
Explosionsgrenze	(0,6 … 8,0) Vol.-%
Temperaturklasse	T3
Explosionsklasse	II A
Kohlendioxidemissionen bei Verbrennung	2,32 kg/L

Etymologische Herkunft, Begriff

Der ursprüngliche Name stammt von dem arabischen Wort für Benzoeharz, luban dschawi – „Weihrauch aus Java“. Dieser Ausdruck gelangte durch arabische Handelsbeziehungen mit Katalonien nach Europa. Mit dem Wegfall der ersten Silbe und der Änderung des ersten a zu e entstand im Italienischen benjuì, im Mittellateinischen benzoë, woraus sich das deutsche Wort Benzol entwickelte.

1825 entdeckte Faraday die später Benzol genannte Verbindung in geleerten Gasflaschen, er nannte sie damals bicarbure d’hydrogène, bevor sie von Eilhard Mitscherlich in Benzin umbenannt wurde. Er bezeichnete damit allerdings das heutige Benzol. Mitscherlich benannte den Stoff nach dem von ihm benutzten Ausgangsstoff, dem Benzoeharz. Die Zuordnung zum heutigen Benzin geschah durch Justus von Liebig.

Die Bezeichnung „Benzin“ geht daher nicht, wie teilweise irrtümlich angenommen wird, auf den Motorenbauer Carl Benz zurück, im Gegensatz zum Dieselkraftstoff, der tatsächlich nach Rudolf Diesel benannt ist.

Sorten von Motorenbenzin

Es gibt verschiedene Sorten von Benzinen, die sich in ihrer Klopffestigkeit und zu deren Erreichung auch in der Zusammensetzung des Kohlenwasserstoffgemisches unterscheiden.

• Normalbenzin (ROZ 91) (In Deutschland, Österreich, der Schweiz, Spanien, Schweden und anderen Ländern nicht mehr erhältlich)
• ROZ 95 unter den folgenden Bezeichnungen:
  • Super (Deutschland, Österreich)
  • Bleifrei 95 (Schweiz)
  • Sans Plomb 95 (Frankreich, Schweiz, Belgien)
  • Euro 95 (Belgien, Niederlande)
  • Eurosuper
• ROZ 98 unter den folgenden Bezeichnungen:
  • Super plus (Deutschland, Österreich, teilweise Schweiz)
  • Bleifrei 98 (Schweiz)
  • Sans Plomb 98 (Frankreich, Schweiz, Belgien)
  • Euro 98 (Belgien, Niederlande)
  • BP Ultimate bleifrei 98 (Schweiz, mind. ROZ 98), BP Ultimate Super 95 (Österreich, ROZ 98,4)
• Als Sorte bisher nicht normierte 100-Oktan-Benzine unter anderem unter folgenden Markenbezeichnungen:
  • Shell V-Power Racing (100)
  • Aral Ultimate 102 (früher Ultimate 100)
  • OMV MaxxMotion Super 100 plus
    und darüber hinaus
  • Flugbenzin AvGas 100 LL

Die PKW-Hersteller schreiben für ihre Motoren eine Mindestoktanzahl vor; bei Sorten mit niedrigerer Oktanzahl können durch Klopfen Schäden auftreten, es sei denn, dass der Motor sich mit Hilfe eines Klopfsensors durch Verstellung des Zündzeitpunkts in gewissen Grenzen und unter geringfügigem Leistungsverlust darauf einzustellen vermag. Bei Sorten mit höherer Oktanzahl dagegen sind dementsprechend auch geringfügige Leistungs- oder Effizienzsteigerungen möglich. Da die Verstellgrenze allerdings herstellerseits meist für eine bestimmte in der Bedienungsanleitung angegebene Oktanzahl ausgelegt ist, können viele Motoren die neuen 100-Oktan-Benzine nicht ausnutzen.

In Deutschland wurde seit November 2007 der Preis des Normalbenzins an den des Superbenzins angeglichen. Vertreter von Automobilclubs äußerten die Vermutung, dass die Mineralölunternehmen mittelfristig Normalbenzin abschaffen wollten, um mehr Erlöse und weniger Kosten zu haben, was 2007 von Mineralölunternehmen noch als unbegründet zurückgewiesen wurde. Mitte September 2008 nahm Shell als erster großer Mineralölkonzern das Normalbenzin komplett aus seinem Angebot, da es kaum noch gekauft würde. Im Jahr 2010 verschwand Normalbenzin von den deutschen Tankstellen, die Zapfsäulen wurden auf Super E10 umgestellt.

Außer der Unterscheidung nach Klopffestigkeit gibt es noch die Unterscheidung in Sommerbenzin, Winterbenzin und Übergangsware (siehe unten, Herstellung).

Herstellung

Die Hauptbestandteile des Benzins sind vorwiegend Alkane, Alkene, Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 11 Kohlenstoff-Atomen pro Molekül und einem Siedebereich zwischen 25 °C und ≈210 °C. Daneben werden dem Roh-Benzin noch diverse Ether (wie MTBE, ETBE) und Alkohole (Ethanol, sehr selten auch noch Methanol) beigemischt. Die Ether bzw. das Ethanol erhöhen die Klopffestigkeit des fertigen Benzins.

Die Kohlenwasserstoffe werden im ersten Schritt durch fraktionierte Destillation aus Erdöl gewonnen. Nach ggf. mehreren Veredelungsschritten erhält man folgende (zumeist entschwefelte) Komponenten (Auswahl):

• Butan (ROZ ≈90)
• Isopentan (ROZ ≈91)
• Isohexangemische (ROZ ≈90)
• Petrolether (C₅–C₆, kein Ether nach chemischer Nomenklatur, sondern ein Gemisch verschiedener gesättigter Kohlenwasserstoffe wie Pentan und Hexan, Siedebereich 25–65 °C, C₅–C₆, ROZ ≈72)
• Isomerat (Siedebereich 25–65 °C, C₅–C₆, Gemisch verzweigtkettiger Pentane und Hexane, ROZ ≈80)
• Leichtbenzin (Mischung verschiedener Kohlenwasserstoffe mit fünf bis sieben Kohlenstoffatomen, Siedebereich 25–80 °C, C₅–C₇, ROZ ≈70)
• Reformatkomponenten (hocharomatische Schnitte ≈100–220 °C, C₇–C₁₁, ROZ ≈115)
• Alkylat (C₇–C₈, Gemisch verschiedener Isoheptane und Isooktane, ROZ ≈95)
• Polymer-Benzin (C₈, Gemisch verschiedener Alkene, also olefinischer d. h. ungesättigter Kohlenwasserstoffe, ROZ ≈100)
• Schwere Komponenten (C₇-C₁₁) des Pyrolysebenzins (hocharomatische Schnitte ≈100–220 °C, C₇–C₁₁, ROZ ≈115)
• CC-(Leicht-)Benzin aus dem Cat Cracker (FCC, siehe: Cracken, ROZ ≈93)

Folgende Komponenten stammen nicht aus der obengenannten Raffinerieproduktion, sondern werden bei der Abmischung der einzelnen Komponenten dem Benzin zugegeben:

• Ethanol (Bio, ROZ ≈104)
• MTBE (hergestellt aus Isobuten und Methanol, ROZ ≈119)
• ETBE (hergestellt aus Isobuten und Ethanol, ROZ ≈120)

In der Regel wird in einer einzelnen Raffinerie nur eine Auswahl dieser Komponenten hergestellt. Ether und Ethanol werden meist zugekauft.

Die Komponenten werden i.d.R. separat in Tanks gelagert und von dort über eine Blending-Station zur Fertigware aufgemischt. Je nach Sorte unterscheiden sich die Mischungsverhältnisse. Z.B. werden in hochoktanige Sorten auch verstärkt hochoktanige Komponenten zugemischt. Einige Spezifikationen (DVPE, E70) variieren in Abhängigkeit von der Jahreszeit. Es wird zwischen Sommer-, Übergangs- und Winterware unterschieden. Um im Sommer der Dampfblasenbildung vorzubeugen, werden weniger leichtsiedende Anteile (Butan, Isopentan) im Blend verwendet. Ein Anteil von mehr leichtsiedenden Bestandteilen im Winterbenzin erleichtert dagegen den Kaltstart.

Neben der wichtigsten Qualität Oktanzahl (ROZ und MOZ) haben folgende Spezifikationen wesentlichen Einfluss auf den Blend:

• DVPE (Dry Vapor Pressure Equivalent: Dampfdruck bei 38 °C)
• E70 (Vol.-%, die bei 70 °C verdampft sind)
• E100 (Vol.-%, die bei 100 °C verdampft sind)
• E150 (Vol.-%, die bei 150 °C verdampft sind)
• Vapour Lock Index (Indexfunktion, nur in der Übergangszeit)
• Dichte
• Olefinanteil (Vol.-%)
• Aromatenanteil (Vol.-%)
• Sauerstoffanteil (Massen-%)

Der Blend muss möglichst ökonomisch gestaltet werden, d.h. ROZ oder MOZ, DVPE und Aromatenanteil sollten möglichst „angefahren“ werden. Natürlich sind solche Kriterien von Raffinerie zu Raffinerie verschieden. Auch die Preisstruktur des Produktumfeldes (Jet-Preis, MTBE-Preis, Naphtha-Preis) beeinflusst die Blendingstrategie.

Entschwefelung

Bei der Entschwefelung von Erdölprodukten werden Sulfidgruppen durch Hydrodesulfurierung von den Kohlenstoffketten abgespalten. Dabei entsteht Schwefelwasserstoff, der durch Aminwäsche entfernt und anschließend unter anderem mit dem Claus-Verfahren zu elementarem Schwefel umgesetzt wird. Die Entschwefelung ist Voraussetzung für die Verwendbarkeit in Motoren mit Abgaskatalysatoren.

Additive

Der Grundkraftstoff unterscheidet sich bei den verschiedenen Mineralölkonzernen nicht, er stammt häufig sogar aus derselben Raffinerie. Ihm wird, meist durch eine sogenannte „Endpunktdosierung“ direkt vor der Tankwagenverladung, ein Additivpaket beigemischt, das spezifisch für den jeweils belieferten Konzern ist. Zu diesen Additiven gehören Oxidationsinhibitoren, Korrosionsschutzmittel, Detergentien (Schutz vor Ablagerungen im Einspritzsystem) und Vergaservereisungs-Inhibitoren.

In Deutschland wurden 2014 circa 19,5 Millionen Tonnen Motorenbenzin hergestellt.

Verbleites Benzin

Seit 2000 ist verbleites Motorenbenzin in der EU verboten. Lediglich Flugbenzin darf noch verbleit werden. Der Zusatz „bleifrei“ wird in den Sortenbezeichnungen aber noch mitgeführt.

Synthetisches Benzin

Benzin wurde in Deutschland seit den 1920er Jahren bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs wegen Erdölmangels auch durch Kohleverflüssigung aus Kohle gewonnen (synthetisches Benzin). Der hohe Energieaufwand und der hohe CO₂-Ausstoß machen das Verfahren heute meist unwirtschaftlich, wenn billigeres Erdgas oder Erdöl zur Verfügung steht. Jedoch werden auch heute noch in Südafrika solche Anlagen betrieben und weitere in der Welt geplant.

Spezifikationen

Die wichtigsten Benzinarten sind in der Norm EN 228 festgelegt.

	DIN EN 228
Bereich	Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge
Titel	Unverbleite Ottokraftstoffe – Anforderungen und Prüfverfahren
Kurzbeschreibung:	Festlegungen zu Mindestanforderungen und Prüfungen an Ottokraftstoff
Letzte Ausgabe	2014-10
ISO	–

Neben der (Mindest-)Oktanzahl sind noch folgende wichtige Spezifikationen zu erfüllen:

• Dichte: 0,720–0,775 kg/L (15 °C)
• DVPE: 45–60 (Sommer), 45–90 (Übergangszeit), 60–90 kPa (Winter)
• Aromaten: max. 35 Vol.-%
• Olefine: max. 18 Vol.-% bei Super(Plus), Normalbenzin; max. 21 Vol.-%
• Benzol: max. 1 Vol.-%
• Schwefel: max. 10 mg/kg
• Blei: max. 5 mg/l
• Mangan: max. 2 mg/l
• Sauerstoff: max. 2,7 Masse-%, max. 3,7 Masse-% (E10)
• E70: 20–48 (Sommer), 20–50 (Übergangszeit), 22–50 (Winter) Vol.-%
• E100: 46–71 Vol.-%
• E150: min. 75 Vol.-%
• Vapour Lock Index: max. 1150 (nur in der Übergangszeit)
• C5⁺-Etheranteil: max. 15 Vol.-%, max. 22 Vol.-% (E10)
• Ethanolanteil: max. 5 Vol.-%, max. 10 Vol.-% (E10)

Verbrauch

In Deutschland wurden 2014 circa 18,5 Millionen Tonnen Motorenbenzin verbraucht (davon circa 2000 Tonnen Normalbenzin). Der Produktionsüberschuss (siehe Herstellung) wird exportiert (vorwiegend Schweiz und USA).

Preise

Die Preise für Motorenbenzin (Handelsbezeichnung: Regular = ROZ 91, Premium = ROZ 95, Premium Plus = ROZ 98) orientieren sich in Europa am Rotterdamer Markt. Benzin wird in US-Dollar je 1.000 kg (US-$/t) gehandelt. Verschiedene Publikationsorgane wie Platts, ICIS und O.M.R. berichten (zum Teil täglich) über aktuelle Handelspreise und Volumina. Die im Handel verwendete Referenzdichte (um den Preis einer aktuellen Charge mit einer gegebenen Dichte in Relation zu der Notierung zu setzen) ist 0,745 kg/dm³ für Regular und 0,755 kg/dm³ für alle Premiumsorten. Weiterhin müssen noch Transportkosten und Marge des Kraftstoffhandels berücksichtigt werden.

Zusätzlich zu den oben genannten Preisbeträgen, die sich in Produktpreis und Deckungsbeitrag widerspiegeln, kommen noch Steuern und Abgaben.

Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de

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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 30.10. 2024