Stoffe, Schulbuch

1 Kapitelname 4 Kohlenwasserstoffe in Erdöl und Erdgas 50 4.6 Erst in der Raffinerie entstehen aus dem Rohöl brauchbare Produkte Abb. 50.1: In einer Raffinerie entstehen aus Erdöl viele verschiedene Erdölprodukte. Abb. 50.2: In einer Raffinerie finden vier wichtige Verfahrensschritte statt. Die Raffinerie dient dazu, aus Rohöl viele Produkte herzustellen, die die Men- schen täglich brauchen. Die wichtigsten Produkte der Raffinerie sind Benzin, Diesel, Heizöl, Gase, Kerosin, Schmieröl und Bitumen. In der Raffinerie können wir vier Hauptaufgaben unterscheiden (Abb. 50.2): 1) Fraktionieren : Zerlegen des Rohöls in Gemenge mit ähnlichem Siedebereich 2) Umweltschutz : Entfernen des Schwefelanteils 3) Cracken : Umwandlung von langkettigen Alkanen in kurzkettige Alkene. 4) Produktverbessern : Treibstoffe müssen noch von störenden Inhaltsstoffen befreit werden und verschiedene Zusätze erhalten, die ein störungsfreies Arbeiten der Motoren garantieren. Zum Fraktionieren dient die Destillation . Als Destillation bezeichnet man die Trennung von Flüssigkeitsgemischen nach dem Siedepunkt. Beim Erdöl sind viele Tausend Einzelstoffe vermischt. Durch die Destillation erreichen wir daher keine Trennung in die Einzelstoffe, sondern nur in Gemi- sche mit ähnlichem Siedebereich , die man Fraktionen nennt. Daher heißt der Vorgang auch fraktionierte (besser: fraktionierende) Destillation . Sie erfolgt in zwei Stufen, der Primär- oder atmosphärischen Destillation und der Sekun- där- oder Vakuumdestillation. Das Rohöl wird dabei auf etwa 360 °C aufgeheizt und in den Fraktionierturm geleitet (Abb. 50.3). Der Fraktionierturm ist in Stockwerke unterteilt, die man Böden nennt. Jeder dieser Böden ist mit glockenförmigen Durchlässen besetzt (Abb. 51.2). Durch die Glocken kann Dampf durch den Boden hochsteigen. Nach oben nimmt die Temperatur im Fraktionierturm ab. Daher trennen sich die Flüssigkeiten je nach Siedetemperatur und sammeln sich auf „ihren“ Böden an. Im Kopf des Fraktionierturms wird „ Topbenzin “ entnommen. Es besteht aus Kohlenwasserstoffen von etwa 5 bis 9 Kohlenstoffatomen. Topbenzin wird zum Großteil nicht als Treibstoff verwendet, sondern zur Herstellung von Gasen für die chemische Industrie. Die nächste Fraktion ist Kerosin aus Kohlenwasserstoffen von 10 bis 14 Koh- lenstoffatomen. Es dient als Flugturbinentreibstoff. Atmosphärisches Gasöl ist die nächste Fraktion. Es ist die Hauptkomponente von Dieselkraftstoff und Ofenheizöl und besteht aus Kohlenwasserstoffen von 15 bis 20 Kohlenstoffatomen. Der bei 360 °C nicht verdampfbare Anteil des Rohöls sammelt sich am Boden des Fraktionierturms und wird Sumpf genannt. Er besteht aus langkettigen Kohlenwasserstoffen und ist zähflüssig. Um auch den Sumpf noch in Fraktionen zu zerlegen, wendet man die Vaku- umdestillation an. Dabei gewinnt man zwei Produkte, das Vakuumgasöl und einen Rückstand, den man Bitumen nennt. Das Vakuumgasöl, das bis zu 50 % des Rohöls ausmacht, dient zum Betrieb der Crackanlage , wo es in Gase, Benzin, Kerosin und Dieseltreibstoff umge- wandelt wird. Bitumen dient zur Herstellung schwerer Heizöle für Großin- dustrie und Kraftwerke, als wasserdichtes Material im Bauwesen oder zur Herstellung von Asphalt für den Straßenbau. Nach der Trennung durch Destillation werden alle Produkte außer Bitumen entschwefelt . Der Schwefel ist in den Kohlenwasserstoffen chemisch gebun- den. Die Entschwefelung kostet Geld, ist aber als Umweltschutzmaßnahme in allen Ländern vorgeschrieben. Produkte Rohöl RAFFINERIE Trennen Reinigen Umwandeln Produkt verbessern Cracken verkaufbare Produkte RAFFINERIE Fraktionieren Entschwefeln Veredeln Rohöl Schwefel Zusätze Produkte Siedepunkte Produkte Rohöl atmosphärische Destillation Vakuum- Destillation Abb. 50.3: Die Fraktionierung (auch als Destillation bezeichnet) findet in 2 Stufen statt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv