{"id":5713,"date":"2023-03-10T10:25:40","date_gmt":"2023-03-10T09:25:40","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=5713"},"modified":"2025-12-11T13:07:53","modified_gmt":"2025-12-11T12:07:53","slug":"synthetikoele-als-basis-fuer-schmierstoffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/synthetikoele-als-basis-fuer-schmierstoffe\/","title":{"rendered":"Synthetisches \u00d6l Herstellung: Basis f\u00fcr Schmierstoffe"},"content":{"rendered":"

Die Erd\u00f6lverarbeitung liefert sowohl Synthetik\u00f6le als auch Mineral\u00f6le. W\u00e4hrend die Molek\u00fcle von Mineral\u00f6len nat\u00fcrliche Bestandteile des Rohstoffes sind, entstehen synthetische \u00d6le durch k\u00fcnstlich herbeigef\u00fchrte chemische Reaktionen. Hier erfahren Sie, wie die Herstellung von synthetischen \u00d6len funktioniert, was sie von konventionellen Schmierstoffen unterscheidet und welche Einsatzgebiete in der Oberfl\u00e4chentechnik und der Oberfl\u00e4chenbehandlung infrage kommen.<\/p>\n

Vom Erd\u00f6l zum Schmiermittel<\/h2>\n

Erd\u00f6l ist ein komplexes Gemisch aus diversen Kohlenwasserstoffen und Verunreinigungen. Um die wertvollen Bestandteile nutzen zu k\u00f6nnen und daraus unter anderem die Grund\u00f6le f\u00fcr K\u00fchlschmierstoffe<\/a> und Umformschmierstoffe<\/a> sowie Ausgangsstoffe f\u00fcr die Herstellung von Synthetik\u00f6len zu gewinnen, m\u00fcssen die Inhaltsstoffe voneinander getrennt werden. Viele Komponenten \u00e4hneln sich in ihren physikalischen Eigenschaften sehr stark. Da die Verfahren der Stofftrennung haupts\u00e4chlich auf den Unterschieden dieser Eigenschaften beruhen, bedarf es mehrerer Prozessstufen, um die Substanzen einzeln oder wenigstens in Gruppen zu gewinnen.<\/p>\n

\"\u00d6lbohrplattform
\u00a9 CA[P]IXEL – stock,.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Atmosph\u00e4rische Destillation \u2013 erster Schritt zur Herstellung von synthetischem \u00d6l<\/h2>\n

Am Anfang der Erd\u00f6lverarbeitung steht die atmosph\u00e4rische Destillation, bei der eine grobe Vorsortierung der Roh\u00f6lbestandteile stattfindet. Der Prozess l\u00e4uft in einer Kolonne ab. In diesem zylindrischen Apparat str\u00f6men verdampfte Erd\u00f6lkomponenten senkrecht nach oben und stehen dabei in Kontakt mit von oben herabrieselnder Fl\u00fcssigkeit aus kondensiertem Dampf. Am oberen Ende und seitlich in unterschiedlichen H\u00f6hen werden die voneinander getrennten Stoffgemische (Fraktionen) abgezapft. Ganz unten sammelt sich ein R\u00fcckstand, der unter anderem Grund\u00f6le f\u00fcr mineralische Schmierstoffe und wichtige Ausgangsstoffe f\u00fcr die Synthetik-\u00d6l-Herstellung enth\u00e4lt.<\/p>\n

Bei der atmosph\u00e4rischen Destillation werden die verschiedenen Kohlenwasserstoffe nach ihren Siedepunkten getrennt. Leichtere Fraktionen wie Benzin und Naphtha steigen bis in die oberen Bereiche der Kolonne, w\u00e4hrend schwerere Bestandteile weiter unten abgezogen werden. Das Verfahren bildet die Grundlage f\u00fcr alle weiteren Veredelungsschritte, die zur Herstellung synthetischer \u00d6le erforderlich sind.<\/p>\n

\"Synthetik\u00f6l
\u00a9 \u0422\u0438\u0445\u043e\u043d \u041a\u0443\u043f\u0440\u0435\u0432\u0438\u0447 – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Vakuumdestillation des R\u00fcckstandes<\/h2>\n

Der R\u00fcckstand aus der atmosph\u00e4rischen Destillation w\u00fcrde sich bei normalem Luftdruck durch die Hitzeeinwirkung zersetzen, bevor er die Siedetemperatur erreicht. Deshalb erfolgt dessen weitere Aufbereitung im Vakuum. Bei Unterdruck reicht eine niedrigere Temperatur zum Verdampfen aus, was die empfindlichen Molek\u00fcle schont. Die Vakuumdestillation liefert verschiedene Grund\u00f6le f\u00fcr Mineral\u00f6l mit unterschiedlichem Flie\u00dfverhalten, die allerdings noch verunreinigt sind. Nach den erforderlichen Reinigungsprozessen, die auch als Raffinationsverfahren bezeichnet werden, stehen konventionelle \u00d6le bereit, aus denen durch den Zusatz von Additiven Schmierstoffe werden.<\/p>\n

Zusammensetzung von Mineral\u00f6l<\/h2>\n

Mineral\u00f6le setzen sich aus den Molek\u00fclen zusammen, die zuf\u00e4llig im Erd\u00f6l enthalten sind. Die nat\u00fcrlichen Bestandteile des Erd\u00f6ls unterscheiden sich von Lagerst\u00e4tte zu Lagerst\u00e4tte. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften eines \u00d6ls h\u00e4ngen von der Gr\u00f6\u00dfe und der Struktur seiner Molek\u00fcle ab. Es gibt kettenf\u00f6rmige, verzweigte und ringf\u00f6rmige Kohlenwasserstoffe. Eine besondere Stoffgruppe bilden die Aromaten. Der einfachste Vertreter dieser Stoffgruppe ist das Benzol, das aus sechs ringf\u00f6rmig angeordneten Kohlenstoffatomen besteht, die je ein Wasserstoffatom festhalten.<\/p>\n

\"Flasche
Von Angela Mabray – originally posted to Flickr as Mineral Oil, Front, CC BY-SA 2.0, https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=9078344<\/figcaption><\/figure>\n

Ges\u00e4ttigte Kohlenwasserstoffe<\/h2>\n

Kohlenwasserstoffe sind entweder ges\u00e4ttigt oder unges\u00e4ttigt. Ges\u00e4ttigt bedeutet, dass jedes der vier Bindungs\u00e4rmchen des Kohlenstoffatoms ein anderes Atom festh\u00e4lt. Derartige chemische Verbindungen zeichnen sich durch eine hohe Stabilit\u00e4t aus \u2013 sie sind reaktionstr\u00e4ge und alterungsbest\u00e4ndig. Konventionelles Mineral\u00f6l besteht zum gr\u00f6\u00dften Teil aus ges\u00e4ttigten Kohlenwasserstoffen. Je gr\u00f6\u00dfer die Molek\u00fcle sind, desto dickfl\u00fcssiger ist das \u00d6l.<\/p>\n

Unges\u00e4ttigte Kohlenwasserstoffe als Basis f\u00fcr Synthetik\u00f6le<\/h2>\n

Sind zu wenige andere Atome vorhanden, greifen die freien Bindungs\u00e4rmchen der Kohlenstoffatome nach einem benachbarten Kohlenstoffatom und bilden mit ihm eine Doppel- oder Dreifachbindung. Solche Stoffe sind reaktionsfreudig und bilden deshalb die ideale Grundlage f\u00fcr die Herstellung von Synthetik\u00f6len. Die Mehrfachbindungen l\u00f6sen sich leicht, wenn sich geeignete Molek\u00fcle als Reaktionspartner anbieten. Auf diesem Weg entstehen aus unges\u00e4ttigten Kohlenwasserstoffen verschiedene synthetische \u00d6le mit ma\u00dfgeschneiderten Eigenschaften.<\/p>\n

\"Er\u00f6lraffinerie
\u00a9 industrieblick – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Cracken \u2013 unges\u00e4ttigte Kohlenwasserstoffe f\u00fcr die Synthetik-\u00d6l-Herstellung erzeugen<\/h2>\n

Um die molekularen Bausteine f\u00fcr die Herstellung von synthetischen \u00d6len zu gewinnen, werden die langkettigen Molek\u00fcle in kurze Abschnitte zerbrochen. Die unterschiedlichen Verfahren f\u00fcr diese Prozesse sind unter dem Begriff Cracken zusammengefasst. Beim thermischen Cracken spalten sich die Molek\u00fcle aus dem R\u00fcckstand der Vakuumdestillation unter Einwirkung von hohen Temperaturen und hohem Druck auf. An den Bruchstellen fehlen Wasserstoffatome, weshalb sich haupts\u00e4chlich Gemische aus unges\u00e4ttigten Kohlenwasserstoffen bilden.<\/p>\n

Erfolgt der Prozess unter Anwesenheit von Wasserstoff, handelt es sich um das Verfahren Hydrocracken. An die unges\u00e4ttigten Bruchst\u00fccke lagern sich dabei schnell Wasserstoffatome an. Es entstehen Gemische aus ges\u00e4ttigten Hydrocrack\u00f6len, die im Vergleich zu konventionellen Mineral\u00f6len einen deutlich verbesserten Viskosit\u00e4tsindex aufweisen.<\/p>\n

Wendet man katalytische Crackverfahren an, erh\u00e4lt man bei etwas niedrigeren Temperaturen und Dr\u00fccken ganz gezielt spezielle Bausteine f\u00fcr synthetische \u00d6le. Als Ausgangstoff dient hierbei meist das in der atmosph\u00e4rischen Destillation gewonnene Rohbenzin. Verunreinigungen, die im R\u00fcckstand der Vakuumdestillation enthalten sein k\u00f6nnen, w\u00fcrden die Wirkung des Katalysators beeintr\u00e4chtigen. Katalysatoren lenken chemische Reaktionen in eine bestimmte Richtung, ohne selbst dauerhafte chemische Verbindungen einzugehen. Sie bleiben w\u00e4hrend des Prozesses in ihrem urspr\u00fcnglichen Zustand erhalten.<\/p>\n

\"Gegen\u00fcberstellung
Von –Hermannk (Diskussion) 09:40, 7. Nov. 2020 (CET) – selbst Fotografiert, CC BY-SA 4.0, https:\/\/de.wikipedia.org\/w\/index.php?curid=11520794<\/figcaption><\/figure>\n

Stofftrennung und Synthese<\/h2>\n

Die beim Cracken gewonnenen Stoffe werden teils in mehrstufigen Verfahren voneinander getrennt. Anschlie\u00dfend veranlasst man kleinere Molek\u00fcle unges\u00e4ttigter Kohlenwasserstoffe, sich miteinander zu verbinden. Diese Art chemischer Reaktionen wird als Synthese bezeichnet \u2013 und genau hier liegt der Ursprung des Begriffs Synthetik\u00f6l. Um Schmierstoffe aus synthetischen \u00d6len mit ma\u00dfgeschneiderten Eigenschaften f\u00fcr die unterschiedlichen Einsatzzwecke in der Oberfl\u00e4chentechnik und der Oberfl\u00e4chenbehandlung herzustellen, sind oft mehrere aufeinanderfolgende Reaktionen erforderlich. Viele synthetische Grund\u00f6le werden daher Schritt f\u00fcr Schritt zusammengebaut.<\/p>\n

Einsatzgebiete von Synthetik\u00f6len in der Industrie<\/h2>\n

Die konventionellen mineralischen Grund\u00f6le werden durch die Zugabe von Additiven an die Bedingungen angepasst, die die Oberfl\u00e4chentechnik und die Oberfl\u00e4chenbehandlung an unterschiedliche Schmiermittel stellen. Wassermischbare K\u00fchlschmierstoffe ben\u00f6tigen beispielsweise Emulgatoren, die eine gleichm\u00e4\u00dfige Verteilung des \u00d6ls im Wasser bewirken. Umformschmiermittel brauchen Viskosit\u00e4tsindex-Verbesserer, die die Flie\u00dff\u00e4higkeit bei schwankenden Temperaturen im erforderlichen Bereich halten, oder Zus\u00e4tze, die den Schmierstoff f\u00fcr extrem hohe Dr\u00fccke und Temperaturen tauglich machen. Im Unterschied dazu k\u00f6nnen Synthetik\u00f6le so konzipiert werden, dass sie ihren Aufgaben ohne Zus\u00e4tze oder mit sehr wenig Additiven gerecht werden.<\/p>\n

\"Nichtwassermischbar<\/a><\/p>\n

K\u00fchlschmiermittel<\/h3>\n

Auf der Grundlage von Synthetik\u00f6l lassen sich wasserl\u00f6sliche K\u00fchlschmierstoffe f\u00fcr Zerspanungsprozesse mit hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten herstellen. Bei schweren, langsamen Zerspanungsprozessen und Umformungen, die mit nichtwassermischbaren K\u00fchlschmierstoffen arbeiten, weisen Schmierstoffe auf Basis von synthetischem \u00d6l einen niedrigeren Verdampfungsverlust und einen h\u00f6heren Flammpunkt als Mineral\u00f6lprodukte auf. Dar\u00fcber hinaus sind synthetische \u00d6le weniger gesundheitssch\u00e4dlich, da sie einen geringeren Anteil an kritischen Aromaten enthalten.<\/p>\n

\"Nichtwassermischbar<\/a><\/p>\n

Umformschmiermittel<\/h3>\n

Umformschmierstoffe f\u00fcr die Kaltumformung<\/a> ben\u00f6tigen einen besonders hohen Viskosit\u00e4tsindex, weil sich die Temperatur w\u00e4hrend des Prozesses stark erh\u00f6ht. Bestimmte Synthetik\u00f6le wie PAO (Polyalphaolefine) und PIO (Polyinternalolefine) besitzen diese Eigenschaft von Natur aus. Auf der Grundlage von synthetischem \u00d6l lassen sich au\u00dferdem extrem temperaturbest\u00e4ndige Schmierstoffe f\u00fcr die Warmumformung herstellen.<\/p>\n