| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Sammensætning af olie og benzin

6 Olieprodukter

• 6.1 Fremstilling af olieprodukter
• 6.2 Additiver
• 6.3 Oliestoffernes kemiske struktur
  • 6.3.1 Parafiner
  • 6.3.2 Olefiner
  • 6.3.3 Naphthener
  • 6.3.4 Aromater
    • 6.3.4.1 Monoaromatiske kulbrinter
    • 6.3.4.2 Naphtheno-aromater
    • 6.3.4.3 Naphthalener
    • 6.3.4.4 Polycykliske aromatiske kulbrinter
  • 6.3.5 NSO-forbindelser
  • 6.3.6 Additiver
    • 6.3.6.1 Ætere
    • 6.3.6.2 Halogenerede alifater
• 6.4 Lovgivning omkring indholdsstoffer
• 6.5 Kvalitetskriterier

I dette kapitel beskrives de forskellige olieprodukter og de additiver, der tilsættes produkterne samt den kemiske struktur af enkeltstofferne i olieprodukterne og additiverne. Desuden beskrives den lovgivning, der gælder fremtil 1998 og gjaldt tidligere, omkring de stoffer, som dieselolie, benzin og fyringsolie må indeholde. Endelig er anført de gældende kvalitetskriterier for jord, grundvand og luft, som er fastsat af Miljøstyrelsen.

6.1 Fremstilling af olieprodukter

Olieprodukter fremstilles ved destillation af råolie. Tabel 6.1 viser de typiske olieprodukter og deres densitet. Afgrænsningen mellem de forskellige olieprodukter er selvfølgelig ikke så præcis, som det er indikeret i tabellen, idet det ved destillationsprocessen er umuligt at afgrænse dem så præcist. Sammensætningen af råolien, der benyttes, varierer meget mellem indvindingsområderne, hvilket bevirker, at der er stor forskel på sammensætningen af stoffer i det enkelte olieprodukt.

Tabel 6.1
Produkternes kogepunktsinterval, antallet af C - atomer i indholdsstofferne samt deres densitet (Miljøstyrelsen, 1998a; Miljøstyrelsen, 1998c; Shell, 2000).

¹: i.o. ikke oplyst.

²: stoffer med færre end fem C-atomer, er dampe ved stuetemperatur.

6.2 Additiver

Ud over selve stofferne fra råolien tilsættes produkterne stoffer (additiver) med forskellige formål: bl.a. antibankningsmidler, antikorrosionsmidler, antifrostmidler, antioxidanter, tændingsforbedrere, flowforbedrere og forbrændingskatalysatorer. Stofferne, der tilsættes til benzin og dieselolie fremgår af Tabel 6.2. Der er ikke angivet indholdsstoffer for fyringsolie, da der ikke er fundet oplysninger herom. De enkelte additiver er heller ikke opdelt efter benzintype, da der ikke er fundet informationer om dette.

Tabel 6.2
Stoffer (Additiver) der tilsættes benzin og dieselolie (Miljøstyrelsen, 1998c; Petroleum Hydrocarbon Working Group Series, 1998).

6.3 Oliestoffernes kemiske struktur

Enkeltstofferne i olieprodukter tilhører forskellige kemiske stofgrupper. I det følgende defineres grupperne kemisk, og strukturen af typiske stoffer i de enkelte grupper beskrives. Beskrivelsen af stofferne følger de enkelte stofgrupper og følger derfor ikke den chromatografiske fordeling, der er et resultat af selve analysen af oliestoffer. I Bilag B er angivet strukturformler og synonymer for oliestofferne.

6.3.1 Parafiner

Parafiner er mættede, ligekædede eller forgrenede kulbrinter. At de er mættede betyder, at der kun er enkeltbindinger mellem C-atomerne i stofferne. De ligekædede parafiner benævnes n-alkaner. Ethan (C2H6) er det mest simple stof i gruppen af n-alkaner. Andre stoffer, der tilhører n-alkanerne, er n-pentan (C5H12) og n-octan (C8H20). Strukturen af n-pentan og n-octan er vist i Figur 6.1.

De forgrenede parafiner benævnes iso-alkaner. Den mest simple iso-alkan er methylbutan (C4H10), hvor der kun sidder en methylgruppe (CH3) på butan (C3H8). I Figur 6.1 er også vist 2,3-dimethyl-pentan (C7H16), hvor der sidder methylgrupper på to af C-atomerne i pentan, og 3-ethyl-pentan (C7H16), hvor der sidder en ethylgruppe (C2H5) på et af C-atomerne i pentan.

6.3.2 Olefiner

Olefiner er umættede, ligekædede eller forgrenede kulbrinter, også kaldet alkener. At de er umættede betyder, at der er mindst en dobbelt- eller triplebinding mellem to af C-atomerne i stofferne. Ethen (C2H4) er det mest simple stof i gruppen, hvor der er en dobbeltbinding mellem de to C-atomer. Andre stoffer, der tilhører olefinerne, er f.eks. octen (C8H18), som findes i fire varianter (oct-1-en, oct-2-en, oct-3-en og oct-4-en) afhængigt af, hvor dobbeltbindingen sidder (se Figur 6.1).

6.3.3 Naphthener

Naphthener er cykliske forbindelser bestående af parafiner eller olefiner. De kan indeholde en eller flere cykliske strukturer. Det enkleste stof i gruppen er cyclo-propan (C3H6). På stofferne kan der sidde en eller flere methyl- eller ethylgrupper. På cyclo-pentan (C5H10) kan der sidde en methylgruppe (methyl-cyclo-pentan), en ethylgruppe (ethyl-cyclo-pentan) eller to methylgrupper (1,1-, 1,2- eller 1,3-dimethyl-cyclo-pentan afhængigt af, hvor methylgrupperne sidder) (se Figur 6.2). Et eksempel på en bicyklisk paraffin er bicyclo{4.4.0}decan (C10H18), som også er vist i Figur 6.2. Både tri- og tetracykliske naphthener findes i olieprodukter ligesom de mono- og bicykliske.

6.3.4 Aromater

6.3.4.1 Monoaromatiske kulbrinter

De monoaromatiske kulbrinter er stoffer, der er opbygget omkring en aromat-ring. Benzen er det mest simple stof i den gruppe af stoffer (se Figur 6.3). De øvrige stoffer i gruppen har en eller flere methyl (CH₃) og/eller ethyl (C₂H₅) grupper siddende på benzenringen. Det mest simple stof – ud over benzen – er toluen (1-methyl-benzen), der kun har én methylgruppe på benzenringen (se Figur 6.3). Et mere kompliceret stof, som tilhører denne gruppe, er 1,2,4-trimethyl-benzen, som også er vist i Figur 6.3, der har en methylgruppe i både første, anden og fjerde position. Ofte benævnes stofferne benzen, toluen, ethylbenzen og de 3 xylener (dimethyl-benzener) samlet BTEX.

Figur 6.1
Den kemiske struktur af udvalgte parafiner og olefiner.

Figur 6.2
Den kemiske struktur af udvalgte naphthener.

6.3.4.2 Naphtheno-aromater

Naphtheno-aromater er strukturmæssigt blandinger imellem naphthener og aromater. De består af en eller flere benzenringe, hvortil der er kædet en cyklisk forbindelse. To simple naphtheno-aromat er indan (C9H10), som består af en benzenring, hvortil butan danner en cyklisk struktur mellem to C-atomer, og tetralin (C10H12), som består af en benzenring, hvortil propan danner en cyklisk struktur mellem to C-atomer (se Figur 6.3). Acenaphthen (C12H10) består af naphthalen, hvortil ethan danner en cyklisk struktur mellem to C-atomer (se Figur 6.3). Naphtheno-aromater kan også være methylerede og ethylerede.

6.3.4.3 Naphthalener

Naphthalenerne består af 2 sammenhængende benzenringe. Naphthalen med 2 sammenhængende benzenringe uden sidegrupper er det enkleste stof i denne gruppe (se Figur 6.3). Der kan sidde en eller flere methylgrupper på naphthalen. I Figur 6.3 er vist 1-methyl-naphthalen og 2-methyl-naphthalen.

Figur 6.3
Den kemiske struktur af udvalgte aromater.

6.3.4.4 Polycykliske aromatiske kulbrinter

De polycykliske aromatiske kulbrinter (PAHer) består af tre eller flere benzenringe, som sidder sammen på forskellige måder. Det mest simple stof phenanthren, der består af tre benzenringe, er vist i Figur 6.3. Der er også i figuren vist eksempler på 4-, 5- og 6-ringede PAHer. Gruppen er miljømæssigt relevant, idet en del af de 5- og 6-ringede bl.a. benz(a)pyren er mistænkt for at være kræftfremkaldende. Der kan også sidde en eller flere methylgrupper på PAHer. Her kan nævnes 1-methyl-phenanthren.

6.3.5 NSO-forbindelser

NSO-forbindelser er stoffer med en ringstruktur indeholdende enten kvælstof (N), svovl (S) eller ilt (O). Med henholdsvis N, S og O udgør pyrrol, thiophen og furan grundstrukturen i forbindelserne. Som vist i Figur 6.4 består disse tre stoffer af fire kulstofatomer samt enten N, S eller O som tilsammen danner en ringstruktur. Typiske stoffer (se Figur 6.4) baseret på denne struktur er med en eller to benzenringe indol (N-forbindelse med en benzenring), carbazol (N-forbindelse med to benzenringe), benzothiophen (S-forbindelse med en benzenring), dibenzo-thiophen (S-forbindelse med to benzenringe), benzofuran (O-forbindelse med en benzenring) og dibenzofuran (O-forbindelse med to benzenringe). Ud fra en ringstruktur med fem C-atomer og et N-atom (kaldet pyridin) dannes med en eller to benzenringe quinolin (N-forbindelse med en benzenring) og acridin (N-forbindelse med to benzenringe). Der kan også sidde methylgrupper på NSO-forbindelserne f.eks. 2-methyl-quinolin (ikke vist i Figur 6.4).

6.3.6 Additiver

6.3.6.1 Ætere

MTBE (methyl-tert-butyl-æter) er det vigtigste stof i denne gruppe, fordi stoffet har været tilsat benzin som erstatning for blyforbindelserne for at øge benzinens oktantal siden 1985. Strukturen for MTBE er vist i Figur 6.5.

Oliebranchens Fælles Repræsentation (OFR) har til Teknologiprojektet ”Risikovurdering af MTBE-forurening i forhold til grundvandet” (Miljøstyrelsen, 2003) bl.a. oplyst, at: ”Brugen af MTBE som tilsætning til benzin i Danmark begyndte i midten af 1980’erne samtidig med udfasningen af bly. Indholdet af benzen og MTBE har været styret under hensyntagen til benzins egenskaber som brændstof uden overskridelse af det maksimale tilladte indhold jvf. brændstofdirektivet. MTBE har primært været tilsat 98 oktan benzin, men også i mindre grad 95 oktan benzin, men det har forekommet i 92 oktan, som følge af sammenblanding med de øvrige benzintyper i distributionssystemet. Der er således ikke generelt tilsat MTBE direkte til 92 oktan benzin.”

I 98 oktan blyfri benzin har indholdet af MTBE været 3,5-11 % v/v, i blyfri 95 oktan mellem 0,1 og 5,5 % v/v og i 92 oktan mellem 0 og 0,3 % v/v.” (Oliebranchens Fælles Repræsentation, 2000).

Fra maj 2001 og frem til udgangen af 2004 har OFR givet tilsagn om, at der ikke tilsættes mere MTBE til 92 og 95 oktan benzin solgt i Danmark, men der kan forekomme MTBE i begge benzintyper i op til 0,3 % v/v. Salget af 98 oktan benzin er begrænset og er fra 1. kvartal 2001 til 2. kvartal 2002 faldet fra 20 % af det samlede benzinsalg til 1,5 %.

6.3.6.2 Halogenerede alifater

De vigtigste stoffer i denne gruppe er 1,2-dibrom-ethan og 1,2-dichlor-ethan. Strukturen for 1,2-dibrom-ethan og 1,2-dichlor-ethan er vist i Figur 6.5. 1,2-dibrom-ethan og 1,2-dichlor-ethan er begge kræftfremkaldende (Miljøstyrelsen, 1993).

Figur 6.4
Den kemiske struktur af udvalgte NSO-forbindelser.

Figur 6.5
Den kemiske struktur af additiverne MTBE, 1,2-dibrom-ethan og 1,2-dichlor-ethan.

6.4 Lovgivning omkring indholdsstoffer

De vigtigste love og bekendtgørelser, der har betydning for sammensætningen af benzin og dieselolie, er beskrevet kort i det følgende. Der er ikke fundet love eller bekendtgørelser, der vedrører sammensætningen af stoffer i fyringsolie.

I juni 1977 trådte en lov om blyindhold mv. i motorbenzin i kraft (Miljøstyrelsen, 1977). Loven bemyndigede Miljøministeren til at lovgive omkring indholdsstoffer i benzin.

I december 1986 udkom en bekendtgørelse om begrænsning af motorbenzins indhold af blyforbindelser og benzen (Miljøstyrelsen, 1986). Bekendtgørelsen indførte betegnelserne blyfri og blyholdig benzin. Blyfri benzin måtte maksimalt indeholde 0,013 g bly/l og 5,0 % (vol./vol.) benzen. Blyholdig benzin måtte derimod maksimalt indeholde 0,15 g bly/l og 5,0 % (vol./vol.) benzen.

I juni 1999 kom der – foranlediget af EU – en bekendtgørelse om kvalitet af benzin og dieselolie til brug i motorkøretøjer mv. (Miljøstyrelsen, 1999). Den gældende version af bekendtgørelsen er fra 2003. I Tabel 6.3 er vist de kriterier til det maksimalt tilladelige indhold af forskellige stoffer og stofgrupper i benzin og dieselolie, som bekendtgørelsen fastsætter.

Tabel 6.3
Kriterier for maksimumindhold af diverse stoffer i benzin og dieselolie, som er fastsat i bekendtgørelsen om kvalitet af benzin og dieselolie til brug i motorkøretøjer mv. (Miljøstyrelsen, 1999).

6.5 Kvalitetskriterier

For nogle af de stoffer, som findes i benzin, dieselolie og fyringsolie, er der fastsat kvalitetskriterier for grundvand, jord og luft. Disse kriterier fremgår af Tabel 6.4.

Tabel 6.4
Kvalitetskriterier for grundvand, jord og luft (Miljøstyrelsen, 2005).

1: kvalitetskriterier for jord er toksikologiske kriterier, der ikke nødvendigvis sikrer luft og grundvand.

2: i.f.: der er ikke fastsat kvalitetskriterier for stoffet i enten grundvand, jord eller luft.

3: sum af 1-methyl-3-ethylbenzen, 1,2,4-trimethylbenzen, 1,3,5-trimethylbenzen.

4: målt ved IR.

5: summen af fluoranthen, benz(b+k)fluoranthen, benz(a)pyren, indeno(1,2,3-cd)pyren og benzo(g,h,i)perylen.

6: summen af fluoranthen, benz(b+k+j)fluoranthen, benz(a)pyren, indeno(1,2,3-cd)pyren og dibenzo(a,h)anthracen.

7: summen af aromater med bruttoformlerne C9H12, C10H12 og C10H14 heriblandt bl.a. 1-isopropylbenzen, trimethylbenzener, tetralin, tetramethylbenzener og 1-methyl-4-isopropylbenzen.

8: indhold under 2 µg/l bør tilstræbes.

9: dieselolie/fyringsolie.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Marts 2008, © Miljøstyrelsen.