🔢 Cetanzahl-Index von Dieselkraftstoff
Kurz gefasst
Berechnung der Cetanzahl von Mitteldestillatkraftstoffen basierend auf Dichte bei 15°C und Destillationstemperaturen bei 10%, 50% und 90% Rückgewinnung. Die Prüfung erfolgt nach PN-EN ISO 4264:2018; Anwendbarkeitsbereich: Cetanzahl-Index 32,5–56,5. Das Verfahren umfasst 8 Schritte; eingesetzt wird sie unter anderem für: Schnellbewertung der Zündqualität von Dieselkraftstoff ohne Prüfmotor, Kraftstoffqualitätskontrolle in Vertriebs- und Terminallabors, Spezifikationsanforderung PN-EN 590: Cetanzahl-Index ≥46,0.
Auf einen Blick
- Norm: PN-EN ISO 4264:2018
- Kategorie: Petrochemie
- Verfahrensschritte: 8
- Anwendbarkeitsbereich: Cetanzahl-Index 32,5–56,5
- Dichte (Eingabe): 805,0–895,0 kg/m³ bei 15°C
- T₁₀ Destillation (Eingabe): 171–259°C
Übersicht
Der Cetanzahl-Index ist ein berechnetes Maß für die Selbstzündungsfähigkeit von Dieselkraftstoff in der Brennkammer eines Kompressionszündungsmotors. Er ist eine Schätzung der Cetanzahl (bestimmt am Prüfmotor nach ISO 5165) und ermöglicht die Beurteilung der Zündqualität des Kraftstoffs ohne Prüfmotor oder große Probenmenge.
Die Berechnung des Cetanzahl-Index basiert auf vier messbaren physikalisch-chemischen Parametern: Kraftstoffdichte bei 15°C und Destillationstemperaturen entsprechend der Verdampfung von 10%, 50% und 90% des Probenvolumens. Diese vier Variablen werden in eine polynomische Korrelationsgleichung (Four Variable Equation) eingesetzt, die empirisch auf Basis von Daten aus mehreren hundert Kraftstoffproben mit bekannten Cetanzahlen bestimmt wurde.
Die Methode wird angewendet auf Mitteldestillatkraftstoffe mit Cetanzahl-Index im Bereich 32,5–56,5, Dichte 805–895 kg/m³ und Destillationstemperaturen in entsprechenden Bereichen. Sie ist nicht geeignet für Kraftstoffe mit Cetanverbesserern (2-Ethylhexylnitrat etc.), da Additive die Cetanzahl ohne Änderung physikalischer Parameter erhöhen. Sie wird auch nicht auf Biodiesel (FAME) und Mischungen mit hohem FAME-Gehalt angewendet.
Norm PN-EN 590 Anforderungen für Dieselkraftstoff legen minimalen Cetanzahl-Index von 46,0 fest. Dies ist ein Parameter, der routinemäßig in Kraftstoffqualitätszertifikaten angegeben wird.
Prinzip der Methode
Cetanzahl-Index wird aus Vier-Variablen-Gleichung berechnet: CI = 45,2 + 0,0892 × T₁₀N + (0,131 + 0,901 × B) × T₅₀N + (0,0523 - 0,420 × B) × T₉₀N + 0,00049 × (T₁₀N² - T₉₀N²) + 107 × B + 60 × B², wobei: B = [exp(-3,5 × DN)] - 1, DN = D - 850 (D ist Dichte bei 15°C in kg/m³), T₁₀N = T₁₀ - 215, T₅₀N = T₅₀ - 260, T₉₀N = T₉₀ - 310 (Destillationstemperaturen in °C). Eingangsdaten (Dichte und Destillationstemperaturen) werden aus Bestimmungen nach ISO 12185 (Dichte) und ISO 3405 (Destillation) erhalten. Erwarteter Vorhersagefehler ist weniger als ±2 Cetanzahl-Einheiten für 65% der Proben.
Anwendungen
- Schnellbewertung der Zündqualität von Dieselkraftstoff ohne Prüfmotor
- Kraftstoffqualitätskontrolle in Vertriebs- und Terminallabors
- Spezifikationsanforderung PN-EN 590: Cetanzahl-Index ≥46,0
- Kraftstoffqualitätsüberwachung in Vertriebskette
- Bewertung von Rohölchargen und Mitteldestillaten in Raffinerien
- Kraftstoffkontrolle für Fahrzeug- und Baumaschinenflotten
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Anwendbarkeitsbereich | Cetanzahl-Index 32,5–56,5 |
| Dichte (Eingabe) | 805,0–895,0 kg/m³ bei 15°C |
| T₁₀ Destillation (Eingabe) | 171–259°C |
| T₅₀ Destillation (Eingabe) | 212–308°C |
| T₉₀ Destillation (Eingabe) | 251–363°C |
| Vorhersagegenauigkeit | ±2 Cetanzahl-Einheiten (für 65% der Proben) |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 4264:2018
- Titel (PL)
- Przetwory naftowe — Obliczanie indeksu cetanowego paliw ze średnich destylatów za pomocą równania czteroczynnikowego
- Title (EN)
- Petroleum products — Calculation of cetane index of middle-distillate fuels by the four variable equation
Schritt-für-Schritt-Verfahren
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Dichtebestimmung nach ISO 12185
Kraftstoffprobendichte bei 15°C mit Schwingungsdichtemessgerät messen. Ergebnis auf 0,1 kg/m³ genau. (Vollständiges Verfahren — siehe ISO 12185 Dichtemethode).
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Destillationsbestimmung nach ISO 3405
Atmosphärische Destillation von 100 mL Probe durchführen. Temperaturen bei 10%, 50% und 90% Rückgewinnung aufzeichnen (T₁₀, T₅₀, T₉₀). (Vollständiges Verfahren — siehe ISO 3405 Destillationsmethode).
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Druckkorrektur der Temperaturen
Destillationstemperaturen auf Normaldruck 101,3 kPa korrigieren gemäß in ISO 3405 angegebener Korrekturformel.
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Prüfung des Anwendbarkeitsbereichs
Sicherstellen, dass Dichte und Destillationstemperaturen im Anwendbarkeitsbereich der Gleichung liegen: D 805–895, T₁₀ 171–259, T₅₀ 212–308, T₉₀ 251–363°C.
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Berechnung der Hilfsvariablen
DN = D - 850; B = [exp(-3,5 × DN)] - 1; T₁₀N = T₁₀ - 215; T₅₀N = T₅₀ - 260; T₉₀N = T₉₀ - 310.
-
Berechnung des Cetanzahl-Index
CI = 45,2 + 0,0892×T₁₀N + (0,131 + 0,901×B)×T₅₀N + (0,0523 - 0,420×B)×T₉₀N + 0,00049×(T₁₀N² - T₉₀N²) + 107×B + 60×B².
-
Ergebnisrundung
Ergebnis auf eine Dezimalstelle runden (z.B. 51,3). Mit PN-EN 590 Anforderung vergleichen: CI ≥ 46,0.
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Berichterstattung
Im Bericht angeben: Cetanzahl-Index, Dichte bei 15°C, Temperaturen T₁₀, T₅₀, T₉₀, Referenzmethoden (ISO 4264, ISO 12185, ISO 3405), Datum und Probennummer.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Schwingungsdichtemessgerät | Anton Paar DMA 4500 M (nach ISO 12185) | 50 000–120 000 PLN |
| Atmosphärische Destillationsapparatur | Normalab NDI 450 (automatisch, nach ISO 3405) | 50 000–120 000 PLN |
| Destillationsapparatur (manuell) | Koehler K45000 Front View (nach ISO 3405) | 15 000–35 000 PLN |
| Destillationsthermometer | ASTM Thermometer Bereich 0–400°C, Pt100 Sensor in automatischen Geräten | 500–2 000 PLN |
| Berechnungssoftware | In Dichtemessgerät oder LIMS integriert, alternativ Excel-Tabelle mit ISO 4264 Formel | 0–5 000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Destillationsreferenzmaterialien | — | CRM mit zertifizierten Destillationstemperaturen, z.B. Paragon Scientific Destillationsstandards |
| Dichtestandard | — | SI-rückverfolgbarer Dichte-CRM zur Dichtemessgerät-Verifizierung |
| Aceton (zur Reinigung) | 67-64-1 | Reinheit ≥99,5%, zum Spülen von Destillationskolben und Kühler |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Berechnungsbestimmung — keine direkten chemischen Gefahren
- Gefahren ergeben sich aus Eingangsbestimmungen (Dichte, Destillation) — siehe entsprechende Methoden
- Dieselkraftstoff — brennbar (Klasse II), von Zündquellen fernhalten
- Schutzbrille und Handschuhe beim Umgang mit Kraftstoffproben
Häufige Fragen
Welche Norm beschreibt diese Prüfung?
Die Prüfung erfolgt nach PN-EN ISO 4264:2018 — „Petroleum products — Calculation of cetane index of middle-distillate fuels by the four variable equation“.
Wie funktioniert diese Methode?
Cetanzahl-Index wird aus Vier-Variablen-Gleichung berechnet: CI = 45,2 + 0,0892 × T₁₀N + (0,131 + 0,901 × B) × T₅₀N + (0,0523 - 0,420 × B) × T₉₀N + 0,00049 × (T₁₀N² - T₉₀N²) + 107 × B + 60 × B², wobei: B = [exp(-3,5 × DN)] - 1, DN = D - 850 (D ist Dichte bei 15°C in kg/m³), T₁₀N = T₁₀ - 215, T₅₀N = T₅₀ - 260, T₉₀N = T₉₀ - 310 (Destillationstemperaturen in °C). Eingangsdaten (Dichte und Destillationstemperaturen) werden aus Bestimmungen nach ISO 12185 (Dichte) und ISO 3405 (Destillation) erhalten.
Wie groß sind Messbereich und Genauigkeit?
Anwendbarkeitsbereich: Cetanzahl-Index 32,5–56,5; Dichte (Eingabe): 805,0–895,0 kg/m³ bei 15°C; T₁₀ Destillation (Eingabe): 171–259°C; T₅₀ Destillation (Eingabe): 212–308°C.
Wie lange dauert die Prüfung?
Das Verfahren umfasst 8 Schritte. Die Norm gibt nicht für jeden Schritt eine Dauer an — maßgeblich ist das Verfahren des Labors.
Welche Geräte werden benötigt?
Schwingungsdichtemessgerät, Atmosphärische Destillationsapparatur, Destillationsapparatur (manuell), Destillationsthermometer, Berechnungssoftware. Richtpreis für das Kerngerät (Schwingungsdichtemessgerät): 50 000–120 000 PLN.
Wo wird diese Prüfung eingesetzt?
Schnellbewertung der Zündqualität von Dieselkraftstoff ohne Prüfmotor; Kraftstoffqualitätskontrolle in Vertriebs- und Terminallabors; Spezifikationsanforderung PN-EN 590: Cetanzahl-Index ≥46,0; Kraftstoffqualitätsüberwachung in Vertriebskette; Bewertung von Rohölchargen und Mitteldestillaten in Raffinerien; Kraftstoffkontrolle für Fahrzeug- und Baumaschinenflotten.
Welche Sicherheitsmaßnahmen gelten?
Berechnungsbestimmung — keine direkten chemischen Gefahren; Gefahren ergeben sich aus Eingangsbestimmungen (Dichte, Destillation) — siehe entsprechende Methoden; Dieselkraftstoff — brennbar (Klasse II), von Zündquellen fernhalten; Schutzbrille und Handschuhe beim Umgang mit Kraftstoffproben.
Welches Labor führt diese Prüfung durch?
Die Prüfung führen nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Labore durch. Auf LabCoda finden Sie sie über die Normnummer PN-EN ISO 4264.