Big Bang HTL 3, Schulbuch

104 Organische Technologie und Ökologie (III. Jg., 6. Sem.) Beim Destillationsprozess wird das Rohöl auf etwa 350 °C erhitzt und in den Fraktionierturm geleitet. Dort steigen die Dämpfe zunächst auf und wandern durch die Temperatur- Etagen. Die Bestandteile kondensieren, wenn ihr Siede- punkt (= Kondensationspunkt) erreicht ist. Die einzelnen Fraktionen sammeln sich dann in dem Temperaturbereich des Turms, der ihrem Siedebereich entspricht. Kohlenwas- serstoffe mit längeren Ketten sammeln sich dementspre- chend weiter unten , solche mit kurzen Ketten sammeln sich weiter oben . Es handelt sich also um eine rein physikalische Sortierung nach Siedepunkten. So entstehen die Primärprodukte: Flüssiggas Primärbenzin , Petroleum (Mitteldestillat) und Gasöl (Dieselöl, chemisch gleich dem Heizöl). Vakuum-Destillation: Es bleibt außerdem ein Rückstand zurück, der in einem zwei- ten Destillationsschritt verarbeitet wird. Dieser Rückstand lässt sich bei 350 °C nicht verdampfen, und bei höheren Tem- peraturen würden sich die Komponenten unkontrolliert zersetzen. Daher wendet man eine Destillation bei vermin- dertem Druck ( „Vakuum-Destillation“ ) an, wodurch der Siedepunkt sinkt. Sie funktioniert im Prinzip gleich wie die Primärdestillation. Als Produkte erhält man Vakuum-Gasöl , Schmieröl-Fraktionen und den Vakuum-Rückstand , der als Bitumen für den Straßenbau verwendet werden kann. Abb. 11.14: Primär- und Vakuumdestillation mit Produkten 11.3.2 Entschwefelung Vor der weiteren Verarbeitung muss der Schwefel aus den Erdölfraktionen entfernt werden. Bei vielen weiteren Verar- beitungsschritten kommen Katalysatoren zum Einsatz, die durch Schwefelverbindungen Schaden nehmen würden. Weiters dürfen Schwefelverbindungen auch nicht mehr in Kraftstoffen enthalten sein, da bei der Verbrennung SO 2 entstehen würde, ein Atemgift und Verursacher des sauren Regens. Den Schwefel herauszukriegen ist allerdings gar nicht so einfach, weil er nicht als Element eingemischt ist, sondern einzelne Schwefelatome in die Kohlenwasserstoff-Moleküle eingebaut sind. Die Schwefel-Entfernung kann also nur durch chemische Reaktionen erfolgen. In einem 2-Schritte-Verfahren wird aus den organischen Schwefelverbindungen elementarer Schwefel gewonnen. Dieser kann dann an die chemische Industrie weiterverkauft werden, ein lohnendes Geschäft. In der Raffinerie Schwe- chat gibt es 5 Entschwefelungsanlagen mit einer Gesamt- kapazität von 8 Millionen Tonnen jährlich. Der Schwefel wird hauptsächlich zu Schwefelsäure und Düngemitteln weiter- verarbeitet. Zusammenfassung Durch fraktionierende Destillation erfolgt eine grobe Sortie- rung der Erdöl-Inhaltsstoffe nach Siedepunkten. In einem Turm mit verschiedenen Temperaturzonen wird das kom- plexe Gemisch in Fraktionen (Gemische aus Substanzen mit ähnlichen Siedepunkten) aufgeteilt. Die erhaltenen Fraktio- nen heißen Flüssiggas , Primärbenzin , Petroleum und Gasöl . Den Rückstand destilliert man bei vermindertem Druck noch einmal, dadurch erhält man Vakuum-Gasöl , Schmieröle und einen Bitumen-Rückstand für den Straßenbau. Vor der Verwendung müssen alle Erdöl-Produkte ent- schwefelt werden. Chemische Reaktionen beim Entschwefeln In einem ersten Schritt, der auch als Hydrofining bezeichnet wird, werden die schwefelhaltigen Verbindungen mit H 2 -Gas vermischt und erhitzt. Bei erhöhtem Druck und an speziellen Cobalt/Molybdän-Katalysatoren reagieren die beiden Eduk- te zu H 2 S und Kohlenwasserstoffen. S-org. Verb. + H 2 → H 2 S + Kohlenwasserstoff Im zweiten Schritt ( Claus-Verfahren ) lässt man einen Teil des entstandenen H 2 S-Gases in einer Brennkammer ver- brennen, wobei SO 2 entsteht. H 2 S + 1,5 O 2 → SO 2 + H 2 O An Bauxit-Katalysatoren reagiert dann eine Mischung aus H 2 S und SO 2 zum gewünschten elementaren Schwefel und zu Wasser. 2H 2 S + SO 2 → 3S + 2H 2 O i Z Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv