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Von allen Transportmitteln entwickelt sich die Luftfahrt am schnellsten. 1919 wurden in Europa die ersten Luftverkehrsgesellschaften gegründet. Air Franke, Imperial Airways, KLM und Luft Hansa eröffneten die ersten bedeutenden Luftverkehrsverbindungen. Die Flugzeuge wurden im Laufe der Jahrzehnte immer größer und schneller, und die Reichweiten dehnten sich von knapp 100 Kilometern in den ersten Jahren auf bis zu 13.000 Kilometer aus.
An der eindrucksvollen Entwicklung der Luftfahrt nach 1945 war die Mineralölindustrie maßgeblich beteiligt. Galt es zuerst, immer mehr und immer klopffesteres Benzin herzustellen, um den Anforderungen der hochentwickelten Kolbenmotoren gerecht zu werden, kamen Ende der fünfziger Jahre die Turbinenkraftstoffe mit ihrem steil ansteigenden Bedarf hinzu.
Bald schon reduzierte sich der Bedarf an Flugbenzin auf geringe Restmengen für Flugzeuge der allgemeinen Luftfahrt, während die Nachfrage nach Turbinentreibstoffen immer neue Rekorde brach.
Auch 1988 wies erstaunliche Zuwachsraten auf. Mit der Öffnung der Länder für alle Luftverkehrsgesellschaftcn auf allen Routen, zuerst in USA und ab 1991 in Europa, wird der Bedarf weiter ansteigen.
Teilten sich noch 1945 BP, Esso und Shell den europäischen Markt, sind jetzt mehr als ein Dutzend Markengesellschaften im Geschäft, und auch die Luftverkehrsgesellschaften bevölkern die Flughäfen mit eigenen Auslieferungsdiensten, durch welche auch unabhängige Anbieter Lieferungen vornehmen können.
Hinter den anscheinend gemächlich auf den Flughäfen hin- und herfahrenden Tankfahrzeugen steht eine bei vielen Mineralölgesellschaften weltweit verbreitete Organisation.
Sicherheits- und Qualitätsanforderungen sind international festgelegt, so daf3 die Luftfahrtunternehmen und damit auch die Passagiere davon ausgehen können, überall den qualitätsgleichen und auf jeden Fall sauberen Treibstoff zu erhalten. Gleichgültig, ob nur wenige Liter für ein kleines Flugzeug auf dem Landeplatz oder bis zu 200.()00 Liter für eine Boeing 747 auf einem internationalen Flughafen benötigt werden.
Flugzeuge verdienen nur dann, wenn sie sich in der Luft befinden. Tankzeiten von nur 25 Minuten für normale Atlantiküberquerungen sind heute an der Tagesordnung. Diese Zeiten können allerdings nur durch Abgabe mit großer Befüllgeschwindigkeit und dementsprechenden Drücken von unten in die Tanks der Flugzeuge erfolgen. Eine Betankung durch die Tanköffnung von der Oberseite der Flugzeuge, wie sie zur Zeit der Kolbenmotorenmaschinen üblich war, erlaubt diese Fließrate nicht mehr.
Um allen Anforderungen hinsichtlich Qualität, Sauberkeit und Schnelligkeit gerecht zu werden, bedarf es eines erheblichen technischen Aufwands der ausliefernden Gesellschaften. Tankwagen für die Flugzeugbetankung erreichen ein Fassungsvermögen von bis zu 80.000 Liter und kosten dann etwa 600.000 DM.
Auf großen Flughäfen mit vielen Abnahmen von großen Mengen läßt sich die Betankung nur noch durch Hydrantensysteme vornehmen. Zwischen dem Flugzeug und dem Hydrantenanschluß im Vorfeld werden kleine bewegliche Fahrzeuge, sogenannte Dispenser oder Servicer, gekuppelt, welche den Treibstoff filtrieren, messen und den Druck, unter dem er ankommt, auf ein für das Flugzeug erträgliches Maß reduziert, so daß geradezu unbegrenzte Mengen abgegeben werden können. Der Platzbedarf am Flugzeug reduziert sich gleichzeitig erheblich.
Während in der Zeit der Kolbenmotorenflugzeuge und zu Anfang des Düsenzeitalters noch erhebliche Mengen an Spezialprodukten wie Flugmotorenöle, Methanol und demineralisiertes Wasser zur Auslieferung kamen, brauchen die Düsenflugzeuge der jüngeren Generation nur noch minimale Mengen an Ölen und Hydraulikflüssigkeit, mit welchen sich die Luftverkehrsgesellschaften selbst eindecken, so daß sich auf den Flughäfen der Dienst der Mineralölgesellschaften auf die Treibstofflieferungen beschränkt.
In diesen wachsenden Markt stießen nicht nur neue Mineralölanbieter. Auch die Fluggesellschaften versuchen, durch eigene Betankungsdienste Einfluß auf die Kosten zu nehmen. Die Wettbewerbssituation hat sich in den letzten Jahren ständig verschärft und zu Zusammenschlüssen von Betankungsdiensten auf einzelnen Flughäfen geführt - eine Tendenz, die sich fortsetzen dürfte.
Herstellung von Schmierölen
Schmieröle setzen sich je nach HerstelIungsrezeptur aus Grundölen verschiedener Herkunft, Raffination und Viskosität sowie aus Wirkstoffen zusammen, die dem Öl zur Verbesserung der Grundöleigenschaften beigemengt werden. Bei der Herstellung des Schmieröles werden die einzelnen Mischungskomponenten aus den Lagertanks und aus den Gebinden entweder dem automatischen Schmierölblender oder den Mischtanks zur Anmischung der Fertigprodukte zugeleitet.
Der automatische Schmierölblender ist ein Dosiergerät mit angeschlossenem Mischteil. Er kann maximal 6 Komponenten aufnehmen, die nach gleichmäßiger Vermischung die Anlage kontinuierlich als Fertigprodukt verlassen. In den Mischtanks erfolgt das Mischen nach Zugabe der einzelnen Komponenten auf herkömmliche Weise durch Rühren und Umpumpen.
Nach dem Mischvorgang wird das fertige Schmieröl entweder in Tanks gelagert oder direkt den teils automatisch arbeitenden Abfüllanlagen zugeführt. Befüllt werden Kesselwagen, Straßentankwagen, Fässer und sonstige Gebinde sowie Dosen.
Strenge Qualitätskontrollen sorgen dafür, daß sowohl die verwendeten Rohstoffe als auch die ausgelieferten Fertigprodukte den Herstellungsspezifikationen entsprechen. Der Qualitätssicherung dient zugleich die Kontrolle der befüllten Behälter und Gebinde auf absolute Sauberkeit.
Herstellung von synthetischen Schmierstoffen
Die Fortschritte der Technik in den letzten Jahren haben dazu geführt, daß Motoren immer schneller laufen und Maschinen immer größere Leistungen erbringen. Parallel mit dieser Entwicklung sind die Anforderungen an die Schmierstoffe ständig gestiegen: Bei immer höheren Temperaturen und größeren Lasten soll der Schmierstoff noch einen stabilen Schmierfilm bilden; bei immer tieferen Temperaturen soll er Start und sicheren Lauf der Maschinen gewährleisten; in Gegenwart immer aggressiverer Medien soll der Schmierstoff Metalloberflächen vor Korrosion und Verschleiß wirksam schützen.
Unter solchen extremen Anforderungen erreichen konventionelle Schmierstoffe auf Mineralölbasis bisweilen die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit: Vorzeitige Alterung des Öles, Abreißen des Schmierfilms, Verschleiß und Ausfall der Maschine sind die Folge. Deshalb hat der Chemiker versucht, durch gezielte Synthese maßgeschneiderte Schmierstoffe herzu-
stellen, die durch ihre besonderen Eigenschaften neue Anwendungsbereiche erschließen.
Konventionelle Schmierstoffe auf Mineralölbasis sind trotz der Anwendung modernster Verfahren zur Destillation und Raffination von Rohöl immer noch äußerst komplexe Gemische der verschiedenartigsten chemischen Verbindungen.
Auch synthetische Schmierstoffe werden zwar vorwiegend aus Erdöl hergestellt - aber auf dem Umweg über eine chemische Synthese. Zunächst wird das Rohöl (bzw. bestimmte Zwischenprodukte wie z. B. Rohbenzin) bei hohen Temperaturen ,,gecrackt\", d.h. die großen, kompliziert gebauten Moleküle des Erdöls werden in kleine Bestandteile zerlegt (z.B. in Äthylen oder Propylen). Aus diesen kleinen Molekülen kann man dann bisweilen in mehreren Schritten - unter den definierten Bedingungen einer chemischen Synthese wieder komplizierte Substanzen aufbauen, die diesmal aber einen vorherbestimmten und meist einheitlichen Aufbau und deshalb auch gewünschte Eigenschaften besitzen.
Während die Grundöle konventioneller Schmierstoffe hauptsächlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen, kann der Chemiker in die Moleküle synthetischer Flüssigkeiten auch die Atome anderer Elemente einbauen, so daß zum Teil Stoffe mit ganz neuen Eigenschaften entstehen, die ein Mineralöl prinzipiell nicht besitzt, z. B. die Wassermischbarkeit der Polyglykole und die Nichtbrennbarkeit bestimmter Fluorverbindungen.
Die wichtigsten synthetischen Schmierstoffe, die heute in der Industrie eingesetzt werden, leiten sich von folgenden Substanzklassen ab:
- synthetische Kohlenwasserstoffe (PoIyolefine) zur Schmierung von Lagern, Getrieben und Motoren;
- Polyether (Polyglykole) für Lager, Getriebe, Hydrauliken und Bremsflüssigkeiten;
. Ester (Carbonsäureester) für hochbelastete Flugturbinen und Motoren;
. Phosphorsäureester, Silikone, Arylaromaten etc. für weitere Spezialanwendungen. Synthetische
. Schmierstoffe können sich, je nach chemischem Aufbau, durch folgende Eigenschaften auszeichnen:
- hohe thermische und oxidative Stabilität
- gutes Viskositäts-Temperatur-Verhalten
- niedriger Reibungskoeffizient, gute Metallbenetzbarkeit und damit gute Schmiereigenschaften
- niedriger Stockpunkt, hoher Siedepunkt, geringe Verdampfbarkeit und damit weiter Anwendungsbereich
- Wassermischbarkeit
- schwere Entflammbarkeit
- sehr gute Strahlenbeständigkeit
Dank dieser hervorragenden Eigenschaften erfüllen die synthetischen -maßgeschneiderten - Schmierstoffe ihre Aufgaben unter Bedingungen, bei denen konventionelle Mineralöle nach kurzer Zeit versagen. Sie ermöglichen es, 01-wechselfristen auf das Vielfache zu verlängern. Betriebstemperaturen zu erhöhen, Produktionen zu beschleunigen und ölbedingte Maschinenstillstände auf ein Minimum zu reduzieren.
Herstellung von Schmierfetten
Schmierfette sind eingedickte Schmieröle. Als Dickungsmittel dienen z. B. Seifen von Alkali- bzw. Erdalkalimetallen des Aluminiums sowie andere anorganische und organische Substanzen wie Bentonite, Polyolefine und Polyhamstoffe. Qualität, Menge und Art der verwendeten Rohstoffe sind in Verbindung mit der Herstellungsweise bestimmend für Qualität und Eigenschaften und damit für die verschiedenen Verwendungszwecke der Schmierfette.
Die Herstellung eines einfachen Schmierfettes auf Seifenbasis erfolgt in folgender Weise: Die Rohstoffe werden aus Wiegetanks in einen geschlossenen Behälter, den Verseifungskessel, gegeben und mit etwas Mineralöl verdünnt. Darin wird aus diesen tierischen oder pflanzlichen Fettrohstoffen und alkalisch wirkenden Chemikalien bei erhöhter Temperatur ein sogenanntes Seifenkonzentrat hergestellt. Solche alkalischen Stoffe sind z. B. Kalium, Calcium oder Lithiumhydroxyd. Die Zugabe der restlichen Mineralölmenge erfolgt in Rührbehältern, die außer den Rührwerken auch mit Heiz- und Kühleinrichtungen ausgerüstet sind. Anschließend wird das Schmierfett durch einen Homogenisator geführt, wodurch es eine gleichmäßige Struktur erhält. Die Nachbehandlung wird durch einen Entlüfter abgeschlossen. In ihm wird die durch den Herstellungsprozeß im Schmierfett eingeschlossene Luft weitgehend entfernt.
Herstellung von Spezialprodukten
Aus den Herstellungsverfahren für Spezialprodukte sei das für Wachsdispersionen angewendete dargestellt (Bild). Wachsdispersionen sind wässerige Dispersionen der bei der Entparaffinierung anfallenden Paraffine (,,Wachse\"), die mit Hilfe von Emulgatoren erzeugt werden. Sie werden vor allem in der Papier- und Holzspanplattenindustrie verwendet. Es ist der Schmierfettherstellung insofern vergleichbar, als auch hier ein Zweiphasensystem (fest-flüssig) erzeugt wird. Ein aus der Entparaffinierung der Schmieröle gewonnenes Paraffin wird direkt oder nach weiterer Entölung gemeinsam mit zur Verseifung geeigneten Fettrohstoffen im Behälter zur Verflüssigung erhitzt. Diese Mischung wird dann in die vorgewärmte wässerige Phase, die den zur Verseifung notwendigen alkalischen Rohstoff enthält überführt. Nach Abschluß der Verseifung wird die sogenannte Vordispersion durch Homogenisierung in die fertige Wachsdispersion umgewandelt, die eine Feinstverteilung der bei höherer Temperatur flüssigen Paraffinteilchen in der wässerigen Phase darstellt.
Über einen Kühler werden die Dispersionen schnell auf eine niedrigere Temperatur gebracht, um eine Rekristallisation der Paraffinkügelchen (ca. 5/1000 mm) weitgehend zu unterbinden.
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