Verfahrenstechnik und Technische Chemie
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Verfahrenstechnik und Technische Chemie Das Forum für die Chemie jenseits von Reagenzgläsern und Glaskolben. Hier können Probleme der Reaktionstechnik sowie der thermischen und mechanischen Stoffwandlungs- und Trennprozesse diskutiert werden.

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Alt 28.11.2018, 13:26   #1   Druckbare Version zeigen
oelsabber92 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Hallo,
ich studiere Maschinenbau und absolviere momentan mein Pflichtpraktikum in einem Betrieb, welcher sich auf die Erprobung von Verbrennungsmotoren spezialisiert hat. Mein Fachwissen im Bereich der Chemie hält sich leider in Grenzen, daher hoffe ich hier eine Antwort zu finden.

Neben den "befeuerten" Motoren werden auch sogenannte Motorattrappen im Dauerlauf getestet. Das bedeutet, dass diese Attrappen über einen Elektro-Asynchronmotor angetrieben werden, um so einzelne Komponenten bspw. im Kurbeltrieb zu testen.
Ein Problem dieser Versuchsaufbauten ist aber die Entstehung von Ölnebel. Durch das Fehlen der Verbrennung ist die Temperatur im Zylinder zu gering, als das die Kolbenringe ihrer Aufgabe gerecht werden könnten. Dadurch gelangt Motoröl in den Verbrennungsraum und wird dort durch die Kompression der Luft über seinen Flammpunkt erhitzt. Dieser Ölnebel gelangt dann über die Abgasanlage in den Prüfstand, da eine 100%ige Absaugung aus technischen Gründen bei diesen Attrappen nicht realisierbar ist.
Da mir nun als Teilaufgabe übertragen wurde die Gesundheitsschädigung dieses erhitzten Ölnebels zu untersuchen wende ich mich an dieses Forum. Denn leider haben meine Recherchen zu diesem Thema noch nicht den gewünschten Erfolg erzielt. Im Konkreten geht es um die Frage welche Stoffe entstehen können wenn Motoröl über seinen Flammpunkt erhitzt wird. Vielleicht hat auch der ein oder andere eine Vermutung, die man ja dann im Labor untersuchen könnte.

Ich sag schonmal im Voraus DANKE
oelsabber92 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.11.2018, 14:17   #2   Druckbare Version zeigen
galvanix Männlich
Mitglied
Beiträge: 39
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Wie bei allen brennbaren Flüssigkeiten ist oberhalb des Flammpunktes die Dampfdichte groß genug um an der Luft eine Flamme aufrechtzuerhalten. Das ist ein rein physikalisches Phänomen. Dampfdruck p = f(T).
Die Gesundheitsgefahr liegt in den Kohlenwasserstoffen, die die Lunge schädigen. Schau mal nach der Wirkung von Paraffinöl in der Lunge. Zudem gibt es einen MAK-Wert für Mineralölnebel.
Deshalb müssen diese Nebel auch abgesaugt werden. Das ist doch nicht schwer.
galvanix ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.11.2018, 14:29   #3   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.070
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Im Sicherheitsdatenblatt des Motoröls muss (sollte) der Arbeitsplatzgrenzwert der Öls oder der Komponenten angegeben sein. Ob eine Gesundheitsgefahr besteht, kann durch eine Messung der Ölbestandteile in der Luft getestet werden. Hierfür gibt es spezialisierte Labore. Meiner bisherigen Erfahrung nach leider auch eine hohe Quote Schwarzer Schafe. Die Untersuchung (spätestens ab der Probennahme) sollte ein Fachmann unternehmen. Man kann hier viel zu viele Fehler machen. Jeglicher Eigenversuch ist in Eurem Fall vergebliche Mühe.

In Eurem Fall sollte sich das ein Fachmann generell anschauen, denn es dürfte mehrere Quellen für ölhaltige Schadstoffe geben.
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Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.11.2018, 14:36   #4   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 61.429
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Zitat:
Zitat von oelsabber92 Beitrag anzeigen
Hallo,
ich studiere Maschinenbau und absolviere momentan mein Pflichtpraktikum in einem Betrieb, welcher sich auf die Erprobung von Verbrennungsmotoren spezialisiert hat. Mein Fachwissen im Bereich der Chemie hält sich leider in Grenzen, daher hoffe ich hier eine Antwort zu finden.

Neben den "befeuerten" Motoren werden auch sogenannte Motorattrappen im Dauerlauf getestet. Das bedeutet, dass diese Attrappen über einen Elektro-Asynchronmotor angetrieben werden, um so einzelne Komponenten bspw. im Kurbeltrieb zu testen.
Ein Problem dieser Versuchsaufbauten ist aber die Entstehung von Ölnebel. Durch das Fehlen der Verbrennung ist die Temperatur im Zylinder zu gering, als das die Kolbenringe ihrer Aufgabe gerecht werden könnten. Dadurch gelangt Motoröl in den Verbrennungsraum und wird dort durch die Kompression der Luft über seinen Flammpunkt erhitzt. Dieser Ölnebel gelangt dann über die Abgasanlage in den Prüfstand, da eine 100%ige Absaugung aus technischen Gründen bei diesen Attrappen nicht realisierbar ist.
Da mir nun als Teilaufgabe übertragen wurde die Gesundheitsschädigung dieses erhitzten Ölnebels zu untersuchen wende ich mich an dieses Forum. Denn leider haben meine Recherchen zu diesem Thema noch nicht den gewünschten Erfolg erzielt. Im Konkreten geht es um die Frage welche Stoffe entstehen können wenn Motoröl über seinen Flammpunkt erhitzt wird. Vielleicht hat auch der ein oder andere eine Vermutung, die man ja dann im Labor untersuchen könnte.

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Willkommen hier!

Wenn der Ölnebel über den Flammpunkt erhitzt wird, kann er NUR mit einer zusätzlichen Zündquelle zünden.
Damit eine Zündung erfolgt, muss die Zündtemperatur erreicht werden!
Laut Tabelle im Wikipedia-Artikel zur Zündtemperatur beträgt die Zündtemperatur von Motoröl ca. 500 °C.

Das bloße Erhitzen über den Flammpunkt dürfte kaum ausreichen, um gefährliche Pyrolyseprodukte zu erzeugen. Um krebserregend PAKs zu erzeugen, müssen die Temperaturen viel höher liegen. Auch um Kohlenmonoxid zu fabrizieren, muss die Temperatur im Bereich der Zündtemperatur liegen.
Mineralöle erzeugen beim Überhitzen bestenfalls kurzkettige Kohlenwasserstoffe, die zwar zum Geruch beitragen, aber nicht besonders gefährlich sind.
(Themenwechsel) schlimmer als Mineralöle sind Pflanzenöle, die beim Überhitzen mit Giftstoffen um sich werfen. Aber. das ist eine andere Geschichte.

Natürlich sollte man vermeiden, Ölnebel zu inhalieren. Ich würde hier einen Absorber mit gekörnter Aktivkohle in den Abluftstrom legen. Öltropfchen und riechbare Stoffe bleiben darin hängen.

Gruß,
Franz
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Gib einem Mann einen Fisch, und Du ernährst ihn für einen Tag.
Lehre ihn das Fischen, und Du ernährst ihn für sein ganzes Leben.

Nichts, was ein Mensch sich auszudenken in der Lage ist, kann so unwahrscheinlich, unlogisch oder hirnrissig sein, als dass es nicht doch ein anderer Mensch für bare Münze halten und diese vermeintliche Wahrheit notfalls mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln verteidigen wird.

Stellt bitte Eure Fragen im Forum, nicht per PN oder Email an mich oder andere Moderatoren! Ich gucke nur ziemlich selten in meine PNs rein - kann also ein paar Tage dauern, bis ich ne neue Nachricht entdecke...

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Alt 28.11.2018, 18:36   #5   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.550
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Für Ölnebel und andere Aerosole brennbarer Flüssigkeiten ist der Flammpunkt der Flüssigkeit irrelevant. Nebel können deutlich unterhalb des Flammpunktes der Flüssigkeit durch externe Zündquellen gezündet werden. Der scheinbare Flammpunkt des Nebels/ Aerosols kann bis 60 K (klassische Meinung) bzw. bis 120 K (neuere Analysen) unterhalb des Flammpunktes der Flüssigkeit liegen.
Beispiel; Kerosin 47°C (Fluid) --> 20 °C (Nebel); Dimethylphthalat 146 °C --> 23 °C.
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.12.2018, 19:47   #6   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 61.429
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Zitat:
Zitat von safety Beitrag anzeigen
Für Ölnebel und andere Aerosole brennbarer Flüssigkeiten ist der Flammpunkt der Flüssigkeit irrelevant. Nebel können deutlich unterhalb des Flammpunktes der Flüssigkeit durch externe Zündquellen gezündet werden. Der scheinbare Flammpunkt des Nebels/ Aerosols kann bis 60 K (klassische Meinung) bzw. bis 120 K (neuere Analysen) unterhalb des Flammpunktes der Flüssigkeit liegen.
Beispiel; Kerosin 47°C (Fluid) --> 20 °C (Nebel); Dimethylphthalat 146 °C --> 23 °C.
Die Hauptrolle spielt die Zündtemperatur des Stoffs.


Gruß,
Franz
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Alt 03.12.2018, 10:00   #7   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.550
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Wenn wir der Definition von Zündtemperatur und Flammpunkt folgen, dann sind diese für eine brennbare Flüssigkeit relativ einfach und genau experimentell zu ermitteln.
Für Nebel brennbarer Flüssigkeiten sind andere Kenngrößen eingeführt.
Mit der Zündtemperatur der Flüssigkeit (auto ignition temperature; AIT) zu vergleichen ist die Minimum Hot Surface Ignition Temperature (MHSIT) für Nebel, die oft oberhalb der AIT liegt. http://www.hse.gov.uk/research/rrpdf/rr980.pdf
https://www.aiche.org/sites/default/files/cep/20170320.pdf
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Alt 03.12.2018, 10:48   #8   Druckbare Version zeigen
Tiefflieger Männlich
Moderator
Beiträge: 5.564
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Zitat:
Zitat von FK Beitrag anzeigen
....Wenn der Ölnebel über den Flammpunkt erhitzt wird, kann er NUR mit einer zusätzlichen Zündquelle zünden.
Damit eine Zündung erfolgt, muss die Zündtemperatur erreicht werden!
Laut Tabelle im Wikipedia-Artikel zur Zündtemperatur beträgt die Zündtemperatur von Motoröl ca. 500 °C.

Das bloße Erhitzen über den Flammpunkt dürfte kaum ausreichen, um gefährliche Pyrolyseprodukte zu erzeugen.
....
Mineralöle erzeugen beim Überhitzen bestenfalls kurzkettige Kohlenwasserstoffe, die zwar zum Geruch beitragen, aber nicht besonders gefährlich sind.
...
Sofern das Mineralöl oberhalb des Flammpunktes erhitzt wird, ist im "Abgasstrom" mit einer explosionsfähigen Atmosphäre zu rechnen. Da Aerosole allerdings deutlich früher zünden, als die Zündtemperatur der Flüssigkeit, sollte geprüft werden, inwiefern hier durch erwärmte Bauteile eine potentielle Zündquelle vorhanden ist. Sofern sich kurzkettige Kohlenwasserstoffe bilden, ist davon auszugehen, dass dadurch der Flammpunkt noch einmal deutlich herabgesetzt und somit die Brand- bzw. Explosionsgefahr erhöht ist. Ich gehe davon aus, dass für diese Konstellation ein Explosionsschutzdokument erforderlich ist.


Warum kann keine 100%ige Absaugung gewährleistet werden? Eine übliche Abgasanlage ist doch in der Regel technisch dicht. Je nach Massenstrom müssen diese "Abgase" nachgereinigt werden. Bei kleinen Mengen wäre da Aktivkohle eine Möglichkeit, ansonsten eine Nachverbrennung.
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Vernünftig ist, dass die politischen Spitzen, wenn sie miteinander sprechen, darüber sprechen, wie mit der Sache umzugehen ist, wie ernst Vorwürfe zu nehmen sind und wie man damit umgeht, Vorwürfe zu besprechen, zu klären, zu verifizieren oder aus der Welt zu schaffen. (2013 Regierungssprecher Seibert)
Tiefflieger ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.12.2018, 13:46   #9   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.550
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Mit einer explosionsfähigen Atmosphäre wäre zu rechnen, wenn der Ölnebelanteil in der Luft des Abgases bei über 50 g/m^3 läge.
Dies ist mit der unteren Explosionsgrenze von Stäuben vergleichbar. Bei diesen Konzentrationen sieht man die Hand nicht mehr vor Augen.

Für Mineralölnebel gibt es einen TRGS 900 Grenzwert von 5 mg/m^3 für die Summe aus Dampf und Aerosol.
Falls PAHs gebildet werden, sieht die Sache anders aus, da diese dann als krebserregend Kategorie 2 eingestuft werden
http://gestis.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_de/000000.xml?f=templates$fn=default.htm$vid=gestisdeu:sdbdeu$3.0
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.12.2018, 13:04   #10   Druckbare Version zeigen
oelsabber92 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Hallo,

ich danke erstmal für eure Antworten.
Vielleicht hab ich mich etwas blöd ausgedrückt aber es geht mir nicht um die Zündtemperatur und wie sie beeinflusst wird sondern lediglich um die Giftstoffe im Ölnebel (falls vorhanden) bei einer Erwärmung.

Grüße
oelsabber92 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.12.2018, 13:47   #11   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.550
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Da schon Ihr Ausgangsmaterial (Motoröl) ein wildes Gemisch ist, wird der thermische Abbau dies noch komplexer machen. Als Beispiel die Analyse eines synthetischen Öls: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10916466.2015.1047031?src=recsys
Hauptkomponenten bleiben langkettige Alkane.
http://gestis.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_de/000000.xml?f=templates$fn=default.htm$vid=gestisdeu:sdbdeu$3.0
Primäre Gefährdung vermutlich Aspirationsgefahr: https://www.reach-compliance.ch/downloads/aspirationsgefahr.pdf
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.12.2018, 13:58   #12   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.070
AW: Was passiert mit Motoröl über dem Flammpunkt?

Das Thema ist m.E. nichts für einen Praktikanten.

Außer der Feststellung, dass sich ein Profi darum kümmern muss.
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