Wasserstoff vs. Kerosin

Immer wieder wird sich den professionellen Raketenkonstrukteuren die Frage stellen, welcher Treibstoff der für die jeweilige Aufgabe der beste, also von den Gesamt-, Entwicklungs- oder Betriebskosten her gesehen der billigste ist. Auch wenn man sich als Freizeitplaner mit der Konzeption von Trägerraketen beschäftigt, ist hier eine Entscheidung fällig, wenn auch eher auf Basis von Vermutungen. Bernd hat hier als „Wasserstofffan“ klar Stellung bezogen, auch wenn er in nachfolgenden Konzeptionen mitunter Kerosin für die Unterstufe  und Wasserstoff für die Oberstufe vorsieht, mitunter kommen auch Feststoffbooster hinzu. In Anbetracht der sehr beträchtlichen Raketengesamtmassesenkungen durch Wasserstoff in allen Stufen-Konstruktionen stellt sich die Frage, ob Kerosin als Brennstoff in der Unterstufe in Anbetracht der voran geschrittenen Technik noch zeitgemäß ist. Durch einige Überlegungen kann man einen Annäherungsversuch an die Problemstellung unternehmen. Continue reading „Wasserstoff vs. Kerosin“

Herstellung von Kraftstoffen Teil 3: Cracken, Reinigen und Mischen

Mit der energieaufwändigen Destillation (siehe gestriger Blog)ist man leider noch lange nicht am Ende der Herstellungskette angelangt. Der Weg zum Kraftstoff ist immer noch weit, denn es befinden sich noch unerwünschte Verbindungen im Erdöl.

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Herstellung von Kraftstoffen Teil 2: Die Destillation

Nachdem gestern der Ausgangsstoff Erdöl (siehe Blogeintrag) vorgestellt wurde, geht es heute um die ersten Verarbeitungsschritte.

4. Herstellung von Kraftstoffen

4.1. Gründe für die Verarbeitung von Erdöl

Rohöl ist für die Nutzung als Kraftstoff denkbar ungeeignet. Da es unterschiedliche Erdölsorten gibt, ist keine gleichbleibende Qualität einhaltbar, außerdem sind einige Sorten sehr zähflüssig, was sie schwer förderbar macht. Ein großes Problem ist außerdem das enthaltene Salz, welches zum Rosten von Tanks und Maschinen beiträgt. Ein Kraftstoff sollte jedoch genau entgegengesetzte Eigenschaften haben, was zahlreiche Verarbeitungsschritte nötig macht. Continue reading „Herstellung von Kraftstoffen Teil 2: Die Destillation“

Wie entstehen Kraftstoffe?

oder besser: Wie werden sie hergestellt? In der heutigen Welt nutzt eigentlich jeder Kraftstoffe, ob nun unmittelbar oder indirekt. Bekannt ist, das heutzutage die meisten Sorten aus Erdöl hergestellt werden. Zeitweise war auch die Herstellung durch Kohlehydrierung populär, so im deutschen Reich während des zweiten Weltkrieges, und heutzutage steigt der Anteil an Kraftstoffen auf direkter Basis von Pflanzen. Trotzdem hat der Kraftstoff auf fossiler Basis die Oberhand behalten, natürlich vor allem der Kosten wegen. Das heißt aber nicht, dass hinter Benzin, Diesel, Kerosin un Co. nicht viel Arbeit steckt, stattdessen ist dazu eine ausgeklügelte Verarbeitung notwendig, und um genau diese soll es heute gehen. Continue reading „Wie entstehen Kraftstoffe?“

Kohlemwasserstoffe

So mangels neuer Blogthemen fange ich mal weiter in meiner losen Reihe von Chemie-Grundlagenblogs einen neuen hinzufügen. Heute beginnen wir mal mit den Grundlagen er organischen Chemie: Den Alkanen, Alkenen und Alkinen. Diese Verbindungen sind aliphatische (kettenförmige) Kohlenwasserstoffe und Hauptbestandteil des Erdöls. Für einen Chemiker sind sie allerdings recht langweilluge Substanzen, denn sie gelten als reaktionsträge.

Nun sagen sie „reaktionsträge? die Feuerwehr nennt sie Brandbeschleuniger und da gibt es diese tollen Explosionen im Fernsehen….“. Ja, sie sind reaktionsträge, denn bei normalen Temperaturen, sagen wir mal Zimmertemperatur, reagieren sie mit fast nichts. Also nicht mit Sauerstoff, Säuren, Laugen, Reduktionsmitteln. Man kann elementares Natrium in Petroleum lagern, das sogar mit Wasser reagiert. Eine Reaktion in einer Flamme bei 800C sagt gar nichts aus, weil bei diesen Temperaturen nahezu alles reagiert. Den Nach der RGT Regel steigert sich die Reaktionsgeschwindigkeit pro 10C um 100%. RGT :Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel).

Der Grund dafür ist dass die C-H Bindung bei Kohlenwasserstoffen fast genauso stark wie die C-C Bindung ist. Die Energie um ein Wasserstoffatome abzuspalten, ist nahezu gleich groß wie die für die Spaltung der Kette. Continue reading „Kohlemwasserstoffe“