technologyComment of lubricating oil production (RER): A huge variety of different compositions are known under the name “lubricants” – actually, 5’000 to 10’000 different formulations are used to satisfy about 90% of the different lubricants applications. In terms of quantity, mineral oil components continue to be the most important ingredients. But more and more, derivatives of natural, harvestable raw materials from the oleo-chemical sector are finding their acceptance within the used substances. In 1999 around 37 Mt of lubricants have been consumed – thereof more than half in the automotive sector (56%), and another 29% as industrial lubricants. This amount is produced by around 1700 producers worldwide. Thereof, about 200 are vertically-integrated petroleum companies where lubricants are only a minor part of their profit. Nevertheless, less than 2% of all lubricant manufacturers are producing more than 60% of the total production volume. In case of the remaining 1500 companies, lubricants are their core business. In terms of the volume, base oils are the most important parts of lubricants. The rest is composed of additives. For this dataset, the additives are based on data published in Raimondi et al. (2012). imageUrlTagReplace8b52761e-ab96-49e0-a771-a229ae16ec10 The image above represents the typical yields of the different cuts from a conventional lubricating oil refining process To achieve base oils, a variety of different steps have to be done starting with the crude oil that is extracted until the right components are isolated. Different steps therefore are for example refining, distillation, de-asphalting, traditional refining process, solvent dewaxing or finishing. Additional steps that are often used are as well hydrogenation and hydrocracking operations. Based on the fact that a multitude of different processes are possible for the production of lubricants, the following choices are done for this dataset – with the aim to create a typical dataset for petrochemical lubricants – called “lubricants”: - Hydrocracking as basic technology for the extraction of the lubricant oils due to the fact that according to Bartels et al. (2003) more than 50% of the new manufacturing plants work with this principle. - Distillation and dewaxing as subsequent process steps to achieve high-quality base lubricant oils - Diesel as input due to the fact that these hydrocracker need low-sulphur oils. References: Bartels T., Bock W., Braun J., Busch C., Dresel W., Freiler C., Harperscheid M., Heckler R.-P., Hörner D., Kubicki F., Lingg G., Losch A., Luther R., Mang T., Noll S. and Omeis J. (2003) Lubricants and Lubrication. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2003 Electronic Release (ed. Häussinger P., Leitgeb P. and Schmücker B.), 6 th Electronic Release Edition. Wiley InterScience, New York, Online-Version under: http://www.mrw.interscience.wiley.com/ueic/ull_search_fs.html. Andrea Raimondi, Giorgia Girotti, Gian Andrea Blengini and Debora Fino (2012) LCA of petroleum-based lubricants: state of art and inclusion of additives. Int J Life Cycle Assess (2012) 17:987–996.
Das Projekt "Recycling von Schweröl zu Basisöl, Heizöl und Petrolkoks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Puralube GmbH durchgeführt. Die Puralube GmbH betreibt mehrere Raffinerien zur Aufbereitung von Altöl zu hochwertigem Basisöl. Bei diesem Prozess fallen anteilig Rückstände an, die zu großen Teilen in Form von Schweröl als Schifffahrtsbrennstoff eingesetzt werden. Dieser Verwertungsweg ist seit dem 01.01.2020 eingeschränkt, da seitdem strengere Grenzwerte für den Schwefelgehalt in Schiffsbrennstoffen gelten. Mit dem Vorhaben plant das Unternehmen, Schweröl zukünftig am unternehmenseigenen Standort zu verwerten und gleichzeitig höherwertige Komponenten (Naphtha, Leichtes Heizöl, Basisöl) zu erzeugen. Die technische Umsetzung des Projekts basiert auf einer Pyrolyse des Schweröls. Dabei werden in einem beheizten Drehrohrofen langkettige Bestandteile des Schweröls zu kurzkettigen, flüssigen und gasförmigen Bestandteile gespalten. Die flüssigen Bestandteile werden abgezogen und zu Naphtha, Leichtes Heizöl und Basisöl weiterverarbeitet. Aus dem Basisöl werden Schmierstoffe (z.B. Motorenöle) hergestellt, Naphtha an die chemische Industrie verkauft und Leichtes Heizöl als Brennstoff abgegeben. Die gasförmigen Bestandteile aus dem Spaltprozess werden aufgefangen, aufbereitet und zur Erwärmung des Rohrofens genutzt. Eine parallele Anordnung von zwei miteinander verbundenen Öfen gewährleistet dabei einen quasi kontinuierlichen Betrieb. Auch ist die Anlage so konzipiert, dass sie an einen anderen Standort transportiert werden kann. Insgesamt können mit dem Vorhaben aus der Aufbereitung von 20.000 Tonnen Schweröl jährlich ca. 3.300 Tonnen Basisöl und Naphtha, 5.200 Tonnen Leichtes Heizöl, 2.000 Tonnen Petrolkoks sowie 5.000 Tonnen Gas gewonnen werden. Durch die stoffliche Nutzung des Schweröls ergibt sich eine Minderung der CO2-Äquivalenten von ca. 38.000 Tonnen pro Jahr.
In der spanenden und umformenden Metallverarbeitung besitzen Kühlschmierstoffe (KSS) eine hohe Bedeutung. Sie steigern die Produktivität und die Wirtschaftlichkeit der Prozesse. In den Betrieben der metallverarbeitenden Industrie werden in rund 90 % der Bearbeitungsprozesse wassermischbare Kühlschmierstoffe eingesetzt. Sie bestehen aus einem meist mineralölbasierten Grundöl und einem Additivpaket.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Qualifizierung der Schmierfette für den Einsatz in Wälzlagern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung durchgeführt. Ein bedeutender Anteil von fossilen Rohstoffen wird in der chemischen Industrie zur Herstellung von Schmierstoffen eingesetzt. Schmierstoffe werden meist zur Schmierung von Maschinenkomponenten, wie beispielsweise Wälzlagern, verwendet. Sie sind essentiell, um Reibung und damit den Energieverbrauch zu senken sowie ein vorzeitiges Versagen der Maschinenelemente durch Verschleiß zu verhindern. Die meisten auf dem Markt erhältlichen Schmierstoffe werden heute auf Basis fossiler Rohstoffe hergestellt. Nur ein kleiner Teil des Marktes (ca. 5%) wird durch biobasierte Schmierstoffe abgedeckt. Dabei handelt es sich in den meisten Fällen um Öle auf Esterbasis, die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden. Da Schmierfette aus Grundölen und Verdickersystemen zusammengesetzt sind, müssen beide Komponenten aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, um nahezu 100 % biobasierte Fette herstellen zu können. Konventionelle Verdickersysteme, wie Fettsäure in Verbindung mit 12-Hydroxystearat, enthalten zwar von Natur aus einen großen Anteil nachwachsender Rohstoffe, jedoch ist die Temperaturstabilität dieser Verdickersysteme nicht sehr ausgeprägt. Im Gegensatz dazu werden für hohe Temperaturen geeignete, Verdickersysteme ausschließlich aus petrochemischen Verbindungen hergestellt. Daher sollen im Rahmen dieses Vorhabens biobasierte, polymere Verdickersysteme entwickelt werden. In Verbindung mit biobasierten Grundölen, können somit Schmierfette hergestellt werden, die mit Ausnahme von Additivzusätzen, vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen zusammengesetzt sind. Diese zu entwickelnden Schmierfette sollen in Fill-For-Life (Lebensdauerschmierung) sowie Hochtemperatur Anwendungen größer als 150 Grad Celsius einsetzbar sein und mit den am Markt etablierten petrochemischen Hochleistungsschmierstoffen in Preis und Eigenschaftsprofilen konkurrenzfähig sein.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Bewertung der Eignung in Schneckengetrieben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Danfoss Bauer GmbH durchgeführt. Planetengetriebe findet man in fast allen automatischen Getrieben und in Radnaben von Lkw, Traktoren, Bau-, Land- und Forstmaschinen, in Bergbau- und Flurförderfahrzeugen sowie als Antriebe in Seilwinden, Flaschenzügen und Förderanlagen. Schneckengetriebe finden Verwendung in Leistungsgetrieben für Rühr-, Dreh-, Fahr- und Hubwerken, Textilmaschinen, Pressen, Förderbändern, Scheren, Drehtrommeln und Zentrifugen. Aufgrund ihres geräusch- und schwingungsarmen Laufs werden sie für Aufzüge, Schiffspropellerantriebe sowie Dreh- und Hobelmaschinen eingesetzt. Bei beiden Getriebearten gibt es bislang keine Untersuchungen mit Aggregaten über die Eignung von biologisch schnell abbaubaren Schmierstoffen. Im Rahmen des Verbundvorhabens sollen Schmierstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe für den Einsatz in diesen Getrieben entwickelt und in Maschinenelementen wie auch in Aggregatetests ausführlich erprobt werden. Schmierstoffe auf Basis NR speziell für den Einsatz in Planeten- und Schneckengetrieben sollen entwickelt werden. Die entwickelten Schmierstoffe werden anschließend in entsprechenden Prüfständen getestet. Insgesamt sollen für jedes Getriebe fünf Ölvarianten entwickelt werden, die sich bezüglich ihres Grundöls bzw. ihrer Additivierung unterscheiden. Das Verbundvorhaben wird von insgesamt vier Projektpartnern durchgeführt. Dies sind neben der RWTH Aachen/IME und der Fa. Fuchs die Fa. Lohmann + Stolterfoht GmbH (Planetengetriebe) und die Eberhard Bauer GmbH (Schneckengetriebe).Aufgrund der während der ersten Arbeitsetappe eingetretenen Abweichungen vom ursprünglichen Arbeitsplan durch Verzögerungen bei der Fertigung der Bauteile zu den Prüfständen und der dadurch bedingten Verspätung bei der Inbetriebnahme der Prüfstände wurde der Bewilligungszeitraum für das Forschungsprojekt mit Änderungsbescheid kostenneutral verlängert, um dadurch die Anzahl der ursprünglich geplanten und notwendigen Versuchsläufe abzusichern. Der Abschlussbericht liegt gegenwärtig noch nicht vor.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Erforschung der Additivierung der Grundöle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GS Electroplating GmbH durchgeführt. Das Vorhaben beschäftigt sich mit der Vorkonditionierung von Oberflächen zur Verbesserung von Reibungs- und Verschleißeigenschaften. Neben der Topographie spielt das Randzonengefüge unter einer tribologisch belasteten Oberfläche eine wichtige Rolle vor allem im niedrigsten Verschleißratenregime im Bereich weniger Nanometer pro Stunde. Im beantragten Projekt soll ein biobasierter Kühlschmierstoff verwendet werden, um beim Schleppschleifen Stahlproben und eloxierte Aluminiumproben chemisch vorzubehandeln. Wir untersuchen den Einfluss der chemischen Vorkonditionierung auf das Reibungs- und Verschleißverhalten im niedrigsten Verschleißratenregime. Dafür wird ein biobasierter Kühlschmierstoff entwickelt, der bei der Endbearbeitung mit den Metall- bzw. Metalloxidoberflächen reagiert. Im Fall der eloxierten Aluminiumproben wird der Schmierstoff auch in die prozessbedingte Porosität der anodisierten Oberfläche eingebracht. Hier wird eine Schmierwirkung entwickelt, wenn die bei der Endbearbeitung verschlossenen Poren durch die tribologische Belastung wieder geöffnet werden und Schmierstoff freigesetzt wird.
Die PURALUBE GmbH betreibt im Industriepark Zeitz eine Anlage zur Gewinnung von Grundölen nach dem HyLube-Verfahren der Firma Universal Oil Production (UOP). Die PURALUBE GmbH beabsichtigt diese Anlage durch die Errichtung einer dritten Prozessanlage unmittelbar neben der Prozessanlage 2 zu erweitern.
Das Projekt "Ecological and energetic assessment of re-fining used oils to base oils:Substitution of primarily produce base oils including semi-synthetic and synthetic compounds" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Bewertung der Eignung in Planetengetrieben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lohmann + Stolterfoht GmbH durchgeführt. Planetengetriebe findet man in fast allen automatischen Getrieben und in Radnaben von Lkw, Traktoren, Bau-, Land- und Forstmaschinen, in Bergbau- und Flurförderfahrzeugen sowie als Antriebe in Seilwinden, Flaschenzügen und Förderanlagen. Schneckengetriebe finden Verwendung in Leistungsgetrieben für Rühr-, Dreh-, Fahr- und Hubwerken, Textilmaschinen, Pressen, Förderbändern, Scheren, Drehtrommeln und Zentrifugen. Aufgrund ihres geräusch- und schwingungsarmen Laufs werden sie für Aufzüge, Schiffspropellerantriebe sowie Dreh- und Hobelmaschinen eingesetzt. Bei beiden Getriebearten gibt es bislang keine Untersuchungen mit Aggregaten über die Eignung von biologisch schnell abbaubaren Schmierstoffen. Im Rahmen des Verbundvorhabens sollen Schmierstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe für den Einsatz in diesen Getrieben entwickelt und in Maschinenelementen wie auch in Aggregatetests ausführlich erprobt werden. Schmierstoffe auf Basis NR speziell für den Einsatz in Planeten- und Schneckengetrieben sollen entwickelt werden. Die entwickelten Schmierstoffe werden anschließend in entsprechenden Prüfständen getestet. Insgesamt sollen für jedes Getriebe fünf Ölvarianten entwickelt werden, die sich bezüglich ihres Grundöls bzw. ihrer Additivierung unterscheiden. Das Verbundvorhaben wird von insgesamt vier Projektpartnern durchgeführt. Dies sind neben der RWTH Aachen/IME und der Fa. Fuchs die Fa. Lohmann + Stolterfoht GmbH (Planetengetriebe) und die Eberhard Bauer GmbH (Schneckengetriebe).Aufgrund der während der ersten Arbeitsetappe eingetretenen Abweichungen vom ursprünglichen Arbeitsplan durch Verzögerungen bei der Fertigung der Bauteile zu den Prüfständen und der dadurch bedingten Verspätung bei der Inbetriebnahme der Prüfstände wurde der Bewilligungszeitraum für das Forschungsprojekt mit Änderungsbescheid kostenneutral verlängert, um dadurch die Anzahl der ursprünglich geplanten und notwendigen Versuchsläufe abzusichern. Der Abschlussbericht liegt gegenwärtig noch nicht vor.
Das Projekt "Verfahren zur Aufarbeitung gebrauchter Bioöle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bremer Sonderabfall-Beratungsgesellschaft durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Überführung eines im Labor entwickelten Verfahrens zur Aufarbeitung von biologisch schnell abbaubaren Hydraulikölen auf Esterbasis. Dabei ist vorgesehen, daß nach der Aufarbeitung die Wiederverwendung als Grundöl für die Herstellung eines neuen Hydrauliköls gewährleistet werden kann. Damit soll ein Kreislauf des Bioöls auf einem hohen Niveau erreicht werden. Ausgehend von den positiven Ergebnissen im Labor ist die Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens vorgesehen, dessen prozeßtechnische und apparative Durchführbarkeit getestet werden soll. Die Aufgabenstellung wird in gemeinsamer Tätigkeit der Bremer Sonderabfall-Beratungsgesellschaft, des Instituts für Energie- und Verfahrenstechnik des Technologie- und Transferzentrums Bremerhaven und dem Mineralölwerk Finke, Bremen, bearbeitet. Die im Labor ermittelten Prozeßschritte und -parameter konnten im kontinuierlichen Betrieb bei einem Durchsatz von 10 l/h überwiegend bestätigt werden. Durch eine Kombination der Extraktion mit einer Adsorptionsstufe kann bei kontinuierlicher Verfahrensführung ein Recyclingöl mit guter Qualität erreicht werden, wenn die ermittelten Prozeßparameter eingehalten werden. Schwerpunkt der Bewertung des aufgearbeiteten Hydrauliköles waren dabei die anwendungsorientierten Kennziffern, wie Dichte, Flammpunkt, Viskosität, Pourpoint, Neutralisationszahl und Wassergehalt, bei denen die für ein Grundöl erforderlichen Werte erreicht werden können. Durch die destillative Aufarbeitung des bei der Extraktion eingesetzten Lösungsmittels ist eine fast 100 Prozentige Wiedergewinnung gewährleistet. Die durch die Extraktion, die Destillation und die Adsorption abgetrennten Verunreinigungen sind in Abhängigkeit von der Verschmutzung des gebrauchten Öles unterschiedlich, liegen jedoch meist in der Größenordnung, daß über 90 - 95 Prozent des Gebrauchtöles recycelt werden können. Die bisherigen Untersuchungen haben gezeigt, daß das entwickelte kontinuierliche Extraktionsverfahren für eine Aufarbeitung von gebrauchten Hydraulik-Esterölen geeignet ist. Gegenwärtig werden die Untersuchungen in Richtung der Optimierung des Prozeßablaufes hinsichtlich Prozeßkosten, Produktqualität und Einsatzbereich des Verfahrens fortgesetzt. Nach den bisherigen Ergebnissen wird auch erwartet, daß eine Maßstabsübertragung in einen technischen Maßstab möglich sein wird und daß eine wirtschaftliche Prozeßführung erreicht werden kann.