Herstellung

Diesel ist ein Gemisch aus Kerosin, verschiedenen Mitteldestillatfraktionen, von zurzeit bis zu 10 (2012) Volumenprozent Biodiesel sowie verschiedenen Additiven (im ppm-Bereich). Kerosin und Gasöl werden großteils durch Fraktionierung von Erdöl als Mitteldestillatfraktionen gewonnen und für die Diesel-Herstellung entschwefelt (siehe: Hydrodesulfurierung). Daneben kommen Mitteldestillatfraktionen aus Crackanlagen zum Einsatz (z. B. Hydrocracker-Kerosin (HCU), HCU-Gasöl). Diesel ist eine auf die erforderlichen Qualitäten zugeschnittene Mischung, ein Blend. Die zur Verfügung stehenden Komponenten können stark schwankende Qualitäten (rohölabhängig) aufweisen, so dass jede Charge ggf. mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen (Kerosin/Leichtgasöl/Schwergasöl) hergestellt werden muss, um alle erforderlichen Spezifikationen erfüllen zu können. Weiterhin stehen die Produkte Heizöl EL und Jet bzgl. (fast) aller Komponenten in direkter Konkurrenz zum Dieselkraftstoff (siehe auch: Koppelproduktion). Unterschiedliche Bedarfsvolumina der Mitteldestillatprodukte haben deshalb einen Einfluss auf die Zusammensetzung des Diesels).
Um die Kälteeigenschaften von Dieselkraftstoff zu beeinflussen, muss im Winter ein erhöhter Anteil Kerosin beigemischt werden (s. u.). Der Gefrierpunkt von Diesel liegt bei circa -40 bis -60 ° Celsius.

Additive

Um die Zündwilligkeit auf vorgegebene Spezifikationswerte anzuheben und so die Zündwilligkeit des Dieselkraftstoffes zu verbessern, kann Tetranitromethan, Amylnitrat, Acetonperoxid oder 2-Ethyl-Hexylnitrat zugegeben werden. DIese Zusätze erhöhen zum Teil die Giftigkeit (Toxizität) des Kraftstoffes. Maßstab für die Zündwilligkeit ist die Cetanzahl (CZ). Je höher die Cetanzahl, desto geringer der Zündverzug, welcher die Zeitspanne zwischen Einspritzbeginn und Selbstzündung des Kraftstoffs kennzeichnet. Speziell im Winter, in dem erhöhte Mengen an Kerosin (CZ ˜45) in Diesel (CZ >51) zugemischt werden, sind solche Additive erforderlich.
Der Kristallisationspunkt (engl. Cloud Point) sowie die Filtrierbarkeitsgrenze (engl. Cold Filter Plugging Point, CFPP) können durch entsprechende Additive reduziert werden. Durch schmiereigenschaftserhöhende Zusätze (Lubricity Additives) kann die Schmierfähigkeit des Dieselkraftstoffes garantiert werden (s. u.).
Neben diesen wichtigsten Additiven werden noch eine Vielzahl weiterer Additive, wie Oxidationsinhibitoren, Anti-Schaum-Mittel, Korrosionsschutzmittel, Detergentien zum Schutz vor Ablagerungen im Einspritzsystem, Leitfähigkeitsverbesserer, Aromastoffe und Biozide, zugesetzt.
In Deutschland wurden 2007 ca. 35,3 Millionen Tonnen Dieselkraftstoff (inkl. Binnenschifffahrtsdiesel) hergestellt.[5]

Eigenschaften

Die Hauptbestandteile des Dieselkraftstoffes sind vorwiegend Alkane, Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe mit etwa 9 bis 22 Kohlenstoff-Atomen pro Molekül und einem Siedebereich zwischen 170 °C und 390 °C. Dieser Kraftstoff hatte vor 1995 einen sehr breiten Fraktionierbereich, weshalb die vergleichsweise vielen schweren Anteile zum Rußen des Motors führen konnten. Die verschärften Spezifikationen (Dichte, 95-%-Punkt, s. u.) haben dieses Risiko jedoch erheblich reduziert.
Weitere Eigenschaften werden durch die Spezifikationen bestimmt.

Winterdiesel

Winterdiesel ist ein Dieselkraftstoff, dem Additive zugemischt sind, welche das Ausflocken von Paraffinen bei niedrigeren Temperaturen reduzieren. Ohne diese Zusätze bilden sich in den Kraftstoffleitungen Paraffinkristalle, die durch Verstopfen des Kraftstofffilters ein Durchfließen des Dieselkraftstoffs vom Tank zum Motor verhindern. Die Filtrierbarkeitsgrenze (engl.: Cold Filter Plugging Point, CFPP), bei dem ein Prüffilter unter definierten Bedingungen verstopft, ist im Winterdiesel gegenüber dem Sommerdiesel deutlich herabgesetzt.

Ein weiterer Grund für das Einfrieren des normalen Dieselkraftstoffs ist, dass dieser bis zu 8 Prozent Wasser aufnehmen kann, welches dann im Winter gefriert.
(Anm.: Dieser Wert bezieht sich auf eine Beimischung von bis zu 5 Volumenprozent Biodiesel zum mineralischen Diesel. Mit dem zunehmenden Anteil an Biodiesel steigt auch die Aufnahmefähigkeit von Wasser!)

Dieselmischung

Fließverbesserer

Ersatzweise wird mitunter empfohlen, entsprechende Zusätze im Autozubehörhandel zu kaufen und selbst zuzumischen. Diese Fließverbesserer werden zu dem nachzufüllenden Dieselkraftstoff in den Tank gegeben. Diese Zusätze sind allerdings nur bei einer Treibstofftemperatur ab +20 °C optimal mit dem Diesel mischbar. Ist der Treibstoff im Tank kälter, kann keine optimale Vermischung stattfinden und die Zusätze können nicht wirksam werden.

Normalbenzinzumischung

Bis in die frühen 1990er Jahre wurde in manchen Betriebsanleitungen empfohlen, bis zu 20 % Normalbenzin zum Dieselöl beizumischen, allerdings mit Einschränkungen in der Wirtschaftlichkeit und des Laufverhaltens des Dieselmotors. Dies ist heute meist nur noch bei alten Dieselmotoren mit Vor- oder Wirbelkammereinspritzung und verhältnismäßig einfacher Reiheneinspritzpumpe als auch rein mechanischer Verteilereinspritzpumpe möglich, auch wenn diese durch den Kraftstoff geschmiert werden. Die Zugabe von Benzin zu Diesel senkt den Flammpunkt des Diesel drastisch. Dies führt zu einer erhöhten Explosionsgefahr und sollte daher aus Sicherheitsgründen nicht durchgeführt werden. Genaueres steht im Handbuch des Autos.

Kerosin

In den USA werden die Treibstoffsorten der Mitteldestillate in Klassen verkauft - die erste Fraktion "No. 1 fuel" entspricht dem Petroleum / Kerosin, die zweite Fraktion "No. 2 fuel" dem Truckdiesel für den Straßenverkehr, die mittleren Fraktionen sind ungebräuchlich, die fünfte Fraktion ist üblich als Marinedieselöl und unterste sechste Fraktion ist als Schweröl nur selten gebräuchlich. Im Tankstellennetz ist es dabei üblich, gleichzeitig "No. 1" und "No. 2" Diesel anzubieten und es dem Fahrer zu überlassen, in welchem Mischungsverhältnis er tankt. Die eigene Mischung ist vorteilhaft angesichts der weiten Strecken vieler Trucktransporte und schnellen Wetterwechsel bis tief in den Kontinent hinein (Blizzards), sodass eine allgemeine Festlegung einer Handelssorte oft nicht hinreichend ist. Der "No. 1" Diesel hat dabei einen natürlichen CFFP von -40° C und im allgemeinen wird geraten, für je 10% zusätzlichem No. 1 Diesel mit einer erweiterten Kältefestigkeit von 5 Grad zu rechnen.[3]. Die weite Verbreitung von No. 1 Diesel hat dazu geführt, dass einige Lieferfahrzeuge auf Dieselmotorbasis zwingend mit dem Treibstoff betankt werden müssen.
Die Verwendung von bis zu 25% Petroleum im Tank zur Verbesserung der Kälteeigenschaften war auch in Europa lange üblich, wurde jedoch durch die allgemeine Verfügbarkeit von Winterdiesel mit speziellen Additiven verdrängt. Der in den USA erhältliche "No. 1 fuel" ist immer teurer als "No. 2 fuel", sodass regional auch auf die winterlichen Handelssorten ("winterized diesel") zurückgegriffen wird - die Festlegung der Mindestbedingungen für Winterdiesel ist dabei jedoch Sache der Bundesstaaten und bleibt in vielen Bundesstaaten gänzlich den Tankstellenketten überlassen. Während die Unsicherheit der Winterfestigkeit der Handelssorten eher für "No. 1 fuel" spricht, so ist insbesondere bei modernen Turbomotoren mit Direkteinspritzung ein Leistungsabfall (Mehrverbrauch) bei der Verwendung von "No. 1 fuel" festzustellen, und einige europäische Autohersteller schließen für ihre Modelle die Verwendung von "No. 1 fuel" ganz aus. Dies folgt ähnlichen Gründen wie die Ablehnung der Beimengung von Benzin zum Diesel bei modernen Motoren mit Direkteinspritzung - "No. 1" Petroleum liegt in der Siedefraktion zwischen Benzin und "No. 2" Diesel.

Die Kontamination des Kraftstoffs durch mineralische und organische Partikel sowie Wasser erfolgt bei der Produktion, beim Transport, bei der Lagerung und Abfüllung sowie bei der Tankentlüftung.

DIN EN 590 schreibt einen Partikelgehalt kleiner als 24 mg/l vor. Während in anderen Ländern dieser Grenzwert häufig keine Beachtung findet, liegt in der Bundesrepublik für im Handel befindlichen Kraftstoff die Grenze meist unter 10 mg/l. Ein Liter Dieselkraftstoff enthält als Grobfraktion mehr als 5 x 10^4 Partikel über 15 μm sowie mehr als 5 x 10^5 Teilchen über 5μm als Feinfraktion. Die Grobfraktion muss ein Filter praktisch vollständig, die Feinfraktion in möglichst hohem Maße abscheiden können. Als Kenngröße für die Filterfeinheit gilt der Abscheidegrad für die Feinstfraktion mit Partikelgrößen von 3 …5 μm, ausgedrückt in Prozent. Er wird mit Hilfe eines genormten Prüfverfahrens ermittelt.

Freies Wasser verursacht, schon in winzigen Mengen sowie in kurzer Zeit Schäden als Folge von mangelhafter Schmierung an Kraftstoff geschmierten Einspritzpumpen. Wasser gelangt insbesondere dort in den Kraftstoffkreislauf, wo hohe Luftfeuchtigkeit und große Temperaturschwankungen herrschen. Der Gehalt an freiem und emulgiertem Wasser kann zwischen 200 parts per million (ppm) und, unter sehr ungünstigen Verhältnissen, mehr als 2% liegen. Z.B. kann Dieselkraftstoff bei 25 bis 60°C das Gewicht von 50 bis 200 ppm Wasser in Lösung aufnehmen. Die maximal zulässige Menge nach EN 590 beträgt 200 mg/kg Die Kraftfahrzeugindustrie fordert, dass bei kritischen Verhältnissen das im Dieselkraftstoff enthaltene Wasser bei einer Prüfung nach ISO 4020 mindestens zu 90% abgeschieden wird.

Quelle: http://www.kfztech.de/gast/zeuschner/dieselfilter.htm

Unter Testbedingungen nach DIN EN590 ist Sommerdiesel bis 0°C, Winterdiesel bis -20°C filtrierter.
In der Praxis sind diese Werte allerdings nicht realisierbar.
Ausserdem gibt es beim Diesel je nach Region starke Qualitätsunterschiede.