Filtrierbarkeitsgrenze

Erweiterte Suche

(Weitergeleitet von Cold Filter Plugging Point)

Der Begriff Filtrierbarkeitsgrenze beziehungsweise Cold Filter Plugging Point (CFPP; offiziell laut DIN: Temperaturgrenzwert der Filtrierbarkeit[1]) bezeichnet eine Kälteeigenschaft von Dieselkraftstoffen und Heizöl EL (Extra Leicht). Es ist die Temperatur in Grad Celsius, bei der ein Prüffilter unter definierten Bedingungen durch ausgefallene (n-)Paraffine verstopft. Bei dieser Methode wird die Probe mit einer konstanten Rate abgekühlt und dabei in definierten Abständen durch einen Prüffilter befördert. Vor Erreichen der Filtrierbarkeitsgrenze bilden sich beim sogenannten Cloud Point (CP) bereits Kristalle, die jedoch noch durch den Filter passen. Nur wenn die Kristalle zu groß werden, verstopft der Filter. Die Filtrierbarkeitsgrenze unadditivierter Ware (siehe unten) liegt im Allgemeinen dicht unter dem Cloud Point. Wenn die Spreizung zwischen Cloud Point und Filtrierbarkeitsgrenze erhöht werden soll (beispielsweise bei Winterdiesel grob 13 K), müssen Additive verwendet werden.

Dieselkraftstoff

Die Filtrierbarkeitsgrenze ist wichtig für die Betriebssicherheit von Dieselfahrzeugen im Winter. Bei tiefen Temperaturen fallen im Kraftstoff enthaltene (n-)Paraffine aus und bilden Wachskristalle, die den Kraftstofffilter des Fahrzeugs verstopfen. Man kann die Filtrierbarkeitsgrenze durch vier Verfahren beeinflussen: durch Reduzierung des Cloud Points / der Filtrierbarkeitsgrenze in der Grundware (das Siedeende der schwersten Komponente, dem Schwergasöl, wird reduziert; die Paraffine verbleiben dann im atmosphärischen Rückstand), durch erhöhte Kerosinbeimischung und durch Additive. Weiterhin kann die Cetanzahl durch Entfernung der n-Alkane aus dem Gemisch vorgenommen werden. Dies kann durch Molekularsiebe erreicht werden.

Die Absenkung des Siedeendes (SE) reduziert Cloud Point und Filtrierbarkeitsgrenze gleichermaßen. Die erwünschte Filtrierbarkeitsgrenze von etwa −12 °C bis −20 °C kann durch alleinige Reduktion des Siedeendes nicht erreicht werden, da die nachfolgende Hochvakuumanlage, die den atmosphärischen Rückstand in seine Bestandteile zerlegt, das Vakuum nicht halten könnte.

Die erhöhte Kerosinbeimischung reduziert Cloud Point und Filtrierbarkeitsgrenze ebenfalls gleichermaßen. Auch hier kann die erwünschte Filtrierbarkeitsgrenze durch alleiniges Zumischen von Kerosin nicht erreicht werden, da mehr Kerosin beigemischt werden müsste, als ursprünglich Diesel vorhanden war, was andere Spezifikationen verletzen würde. Weiterhin ist die Verwendung von Kerosin (als Grundware zur Luftfahrtkraftstoffherstellung) unter normalen Preisbedingungen zu teuer. Die Verwendung von Additiven hat also auch einen ökonomischen Aspekt.

Durch Additive kann das Kristallwachstum so modifiziert werden (viele kleine Kristalle, statt wenige große), dass die Kristalle den Kraftstofffilter weiterhin passieren können und sich die Filtrierbarkeitsgrenze in den kälteren Bereich verschiebt. Weitere Zusätze sorgen dafür, dass sich die Kristalle nicht am Boden absetzen, sondern gleichmäßig in der Schwebe bleiben (Wax Antisettling Additive; WASA). Ein Dieselkraftstoff, der eine Filtrierbarkeitsgrenze unter −20 °C aufweist, wird als Winterdiesel bezeichnet. Es kann jedoch vorkommen, dass auch Sommerdiesel oder Übergangsware Additive enthält. Das Kriterium „Additivierung“ kann deshalb nicht zur Definition des Winterdiesels herangezogen werden.

Da sich durch Additivierung die Filtrierbarkeitsgrenze nur in begrenztem Maße herabsetzen lässt, wird für Winterdiesel der Cloud Point auf etwa −7 °C abgesenkt (Reduzierung des Siedeendes und/oder mit Kerosin), und durch Additivierung wird die Filtrierbarkeitsgrenze dann auf −20 °C reduziert. Markenhersteller spezifizieren deshalb auch den Cloud Point für ihren Kraftstoff.

Für Dieselkraftstoff ist die Filtrierbarkeitsgrenze in der DIN EN 590 jahreszeitabhängig festgelegt (Sommer-, Winter- und Übergangsware).

Die Zuverlässigkeit der CFPP wird als schwach kritisiert - der ADAC hatte handelsüblichen Winterdiesel einem Kältetest unterzogen. Obwohl alle Dieselsorten den Labortest nach DIN weiter übertrafen, versagten reale Dieselmotoren schon unterhalb der DIN-Angabe in der Kältekammer. Insbesondere standen die CFPP-Wert der verschiedenen Mineralölsorten in keiner direkten Korrelation zur tatsächlich beobachteten Kaltstartfähigkeit der Dieselmotoren - daher wird vorgeschlagen, eine neue Testnorm zu errichten.[2]

Heizöl extraleicht

Die DIN 51603 Teil 1 regelt für Heizöl extraleicht die Filtrierbarkeitsgrenze in Abhängigkeit vom Cloud Point:

  • maximal −12 °C bei einem CP von +3 °C
  • maximal −11 °C bei einem CP von +2 °C
  • maximal −10 °C bei einem CP < +1 °C

Für Heizöl extraleicht spielen die Kälteeigenschaften bei der Tanklagerung in der Raffinerie, beim Transport per Tankwagen sowie bei der Außenlagerung beim Kunden eine wichtige Rolle. Ohne die Einhaltung der Filtrierbarkeitsgrenze kann es bei Außenlagerung zum Ausfall der Brenneranlage kommen oder mit dem Tankwagen werden schon auskristallisierte Paraffine geliefert, die Störungen verursachen.

Einzelnachweise

  1. DIN EN 116:1998-01
  2. Auf die Norm ist kein Verlass. ADAC Blog zu allen Tests aus Technik und Mobilität (29. Januar 2013).

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die letzten News aus den Naturwissenschaften

23.07.2021
Quantenphysik - Biophysik
Topologie in der Biologie
Ein aus Quantensystemen bekanntes Phänomen wurde nun auch im Zusammenhang mit biologischen Systemen beschrieben: In einer neuen Studie zeigen Forscher dass der Begriff des topologischen Schutzes auch für biochemische Netzwerke gelten kann.
22.07.2021
Galaxien
Nadel im Heuhaufen: Planetarische Nebel in entfernten Galaxien
Mit Daten des Instruments MUSE gelang Forschern die Detektion von extrem lichtschwachen planetarischen Nebeln in weit entfernten Galaxien.
21.07.2021
Sonnensysteme - Sterne
Langperiodische Schwingungen der Sonne entdeckt
Ein Forschungsteam hat globale Schwingungen der Sonne mit sehr langen Perioden, vergleichbar mit der 27-tägigen Rotationsperiode der Sonne, entdeckt.
20.07.2021
Festkörperphysik - Thermodynamik
Ein Stoff, zwei Flüssigkeiten: Wasser
Wasser verdankt seine besonderen Eigenschaften möglicherweise der Tatsache, dass es aus zwei verschiedenen Flüssigkeiten besteht.
19.07.2021
Galaxien - Schwarze_Löcher
Ins dunkle Herz von Centaurus A
Ein internationales Forscherteam hat das Herz der nahegelegenen Radiogalaxie Centaurus A in vorher nicht erreichter Genauigkeit abgebildet.
14.07.2021
Exoplaneten
Ein möglicher neuer Indikator für die Entstehung von Exoplaneten
Ein internationales Team von Astronomen hat als erstes weltweit Isotope in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen.
13.07.2021
Supernovae
Auf dem Weg zur Supernova – tränenförmiges Sternsystem offenbart sein Schicksal
Astronomen ist die seltene Sichtung zweier Sterne gelungen, die spiralförmig ihrem Ende zusteuern, indem sie die verräterischen Zeichen eines tränenförmigen Sterns bemerkten.
08.07.2021
Festkörperphysik - Quantenphysik
Quantenteilchen: Gezogen und gequetscht
Seit kurzem ist es im Labor möglich, die Bewegung schwebender Nanoteilchen in den quantenmechanischen Grundzustand zu versetzen.
01.07.2021
Festkörperphysik - Teilchenphysik
Ein Kristall aus Elektronen
Forschenden der ETH Zürich ist die Beobachtung eines Kristalls gelungen, der nur aus Elektronen besteht.
29.06.2021
Planeten
Neue Erkenntnisse zur Entstehung des chaotischen Terrains auf dem Mars
Gebiete wie diese gibt es auf der Erde nicht: Sie sind durchzogen von Kratern, Rissen, Kämmen, Tälern, großen und kleinen eckigen Blöcken.