EL-MO II Moleküle, Schulbuch

108 7 FOSSIle ROHSTOffe THEMEnBEREICHE – vernetzte Inhalte und Begriffe Die Inhalte und Schlagworte folgender Themen können als Grundlage zur Beant- wortung von Prüfungsfragen und Refera- ten aus der Chemie herangezogen wer- den. 1 Fossile Rohstoffe im Überblick Die fossilen Rohstoffe Kohle, Erdöl und Erd- gas. Bedeutung für den Energiesektor und als Rohstoffe für die chemische Industrie. Die Ex- ploration und die unterschiedlichen Gewin- nungsmethoden dieser wichtigen Rohstoffe und die Vorkommen dieser Rohstoffe auf der Erde. Die wichtigsten Verwendungsmöglich- keiten für den Energiesektor und die chemi- sche Industrie. Produkte aus den Rohstoffen. 2 Erdölverarbeitung – Erdölprodukte Die Verarbeitung von Rohöl in der Raffinerie zu den Produkten Benzin, Kerosin, Dieselöl, Heizöle, Schmieröle und Bitumen. Primär- und Sekundär-Destillation. Anpassung des zu ho- hen Anteils an langkettigen Komponenten des Rohöls an den Bedarf. Erklärung des Begriffs Oktanzahl, Methoden zur Oktanzahlerhö- hung. Entschwefelungsmethoden für die Pro- dukte der Raffinerien. 3 Treibstoffe unserer Zeit Die Treibstoffe Benzin, Kerosin und Diesel- kraftstoff, ihre Gewinnung aus dem Rohöl und ihre unterschiedlichen Einsatzgebiete. Quali- tätskriterien für die Treibstoffe wie Octanzahl, CFPP, Cetanzahl. Methoden zur Erhöhung der Treibstoffausbeute aus Rohöl und zur Verbes- serung der Treibstoffqualität in der Raffinerie. Ansätze zur teilweisen Verwendung nach- wachsender Rohstoffe in der Treibstoffherstel- lung (Bioethanol, Bio-Diesel). 4 Die Raffinerie als Quelle von Alkenen und Dienen als Ausgangsstoffe zur Kunststoffherstellung Crackverfahren (FCC und Steamcracken), Crackgase als Ausgangststoffe zur Kunststoff- herstellung, Polymerisation, Polyethylen, Po- lypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Syn- thesekautschuk (Buna) GLOSSAr Benzin: Kohlenwasserstoffgemisch von 5 bis 9 Kohlenstoffatomen Kettenlänge. Hauptsäch- lich aus Crackbenzin. Zusatzstoffe zur Octanzahlerhöhung. Normalbenzin mit 91 Octan, Superbenzin (Eurosuper) mit 95 Octan. Bitumen: Sumpfprodukt der Vakuumdestillation, durch Durchblasen von heißer Luft zusätz- lich vernetzt (Schmelzpunkterhöhung). Zur Asphaltherstellung. Braunkohle: Fossiler Brennstoff aus Landpflanzen, geringerer Heizwert als Steinkohle. Cetanzahl: Maß für die Entzündbarkeit von Dieselkraftstoff, der sich im Dieselmotor beim Einspritzen in die verdichtete heiße Luft selbst entzünden muss. Cold Filter Plugging Point CFPP: Temperatur, bei der sich aus Dieselkraftstoff Paraffinkris- talle auszuscheiden beginnen. Cracken: Zerbrechen langer Kohlenwasserstoffketten zu kurzen. Zweck: Treibstoffausbeute aus Rohöl erhöhen, Alkene gewinnen. FCC: (fluid-catalytic-cracking) Fließbettverfahren mit heißem Silikatkatalysator, Steamcracken: thermisches Verfahren mit Wasserdampf bei ca. 1000 °C. Dieseltreibstoff: Sommerdiesel: Kohlenwasserstoffgemisch von ca. 15 bis 18 Kohlenstoffa- tomen Kettenlänge, Winterdiesel mit etwa 30% Kerosin, um Kristallieren von Paraffin zu verhindern. Entschwefelung: Entfernung des Schwefelanteils der Ölfraktionen (Thiole und Thioether) durch katalytische Reaktion mit Wasserstoff, Entfernung des H 2 S und partielle Oxidation zu S (Claus-Verfahren). Erdöl: Fossiler Brennstoff aus Meereslebewesen. Aus Ölfallen durch Bohrtechnik gewonnen. Heizöle: Heizöl extra leicht wie Dieselkraftstoff (rot gefärbt aus Steuergründen), Heizöl leicht, mittel, schwer mit zunehmenden Anteil von Sumpfprodukt der Vakuumdestillation. Kerosin: Kohlenwasserstoffgemisch von ca. 10 bis 14 C Atomen Kettenlänge. Flugturbinen- treibstoff. Kohlevergasung: Umwandlung von Kohle in ein Gemisch aus CO und H 2 für Synthesen (Am- moniak, Methanol). Als zukünftige Technologie zur Kohleförderung in Diskussion (Lagerstät- tenvergasung). Koks: Poröser Kohlenstoff, der durch Erhitzen von Steinkohle unter Luftabschluss (Verko- kung) gewonnen wird. Als Nebenprodukt entstehen Kohlegas und Kohleteer. Druckfester Koks aus gasärmeren Kohlen zur Roheisengewinnung im Hochofen (Hüttenkoks). Leichtbenzin: Benzinfraktion aus der Primärdestillation mit 5 und 6 Kohlenstoffatomen Ket- tenlänge. Geringe Octanzahl, durch Isomerisieren verbesserbar. Trotzdem zum Großteil nicht zur Benzinherstellung verwendet, sondern Ausgangsstoff zum Steamcracken. MTBE : Methyl-teriärbutylether (2-Methoxy-methyl-propan), wichtigste hochoctanige Sub- stanz zur Herstellung von Superbenzin. Naturgas: Gas aus Lagerstätten. Reine Gaslagerstätten: Erdgas, tritt auch als Begleitgas bei Öllagerstätten auf, wird dann wegen der druckverflüssigbaren Anteile mit 3 und 4 Kohlen- stoffatomen Nassgas genannt. Octanzahl: Maß für die Klopffestigkeit von Benzin (erwünschte Verbrennungseigenschaften trotz starker Verdichtung des Benzin-Luft-Gemisches). Ölfalle: Geologische Formation, in der sich Erdöl in porösen Gesteinsschichten ansammeln kann. Platformen: Octanzahlverbesserung bei Schwerbenzin. Am Platinkatalysator bilden sich hauptsächlich sehr hochoctanige Aromaten. Primärdestillation: Fraktionierende Rohöldestillation bei atmosphärischem Druck (Atmo- sphärische Destillation). Schwerbenzin: Benzinfraktion aus der Primärdestillation mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen Kettenlänge. Geringe Octanzahl, wird durch Platformen sehr stark verbessert, allerdings entstehen Aromaten, daher wegen der Obergrenze für Benzen nur beschränkt zur Treib- stoffherstellung verwendet. Wichtige Quelle von Aromaten für die chemische Industrie. Sekundärdestillation: Fraktionierende Destillation des Sumpfes der Primärdestillation bei vermindertem Druck (Vakuumdestillation). Steinkohle: Fossiler Brennstoff aus Landpflanzen. Durch hohen Druck in tieferen Erdschich- ten entstanden. Höherer Heizwert. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv