Erdölraffinerie und Erdgas: Prozesse und Anwendungen

Umwandlung von Erdöl in nutzbare Produkte

In Raffinerien wird Erdöl durch verschiedene Prozesse in seine Bestandteile oder Fraktionen zerlegt.

Fraktionierte Destillation

Durch Erhitzen des Öls bis zur Verdunstung werden die verschiedenen Fraktionen entsprechend ihrer Siedepunkte getrennt. Dies geschieht in Destillationstürmen (bei atmosphärischem Druck) oder Fraktioniersäulen (im Vakuum).

• Prozess: Das Öl wird in einem Ofen auf ca. 360 °C erhitzt und in den Turm geleitet.
• Trennung: Gase wie Butan und Propan steigen nach oben. Benzin, Kerosin und Diesel werden auf verschiedenen Ebenen je nach Siedepunkt entnommen.
• Vakuumdestillation: Der verbleibende atmosphärische Rückstand wird bei 400 °C erneut destilliert, um weitere Produkte wie Diesel, Kerosin und Heizöl zu gewinnen. Der letzte Rückstand ist Asphalt.

Cracking

Beim Cracking werden schwerere Kohlenwasserstoffe (Öle, Heizöl) in leichtere (Benzin) zersetzt. Dies erfolgt unter Einsatz von Katalysatoren, Hitze und Druck.

Polymerisation

Dies ist der chemische Prozess, der dem Cracking entgegengesetzt ist: Leichtere Kohlenwasserstoffe (Butan, Propan) werden zu schwereren Verbindungen (Benzin oder Diesel) zusammengefügt. Beide Prozesse sind entscheidend, um die Produktpalette an die Marktnachfrage anzupassen.

Reformation

Dieser Prozess dient dazu, die Eigenschaften von Benzin bei hohen Temperaturen zu verbessern. Abschließend werden chemische Verunreinigungen wie Schwefel entfernt.

Anwendungen der Produkte

Neben der direkten Nutzung (Butan, Propan, Benzin, Diesel, Schmieröle) ist die petrochemische Industrie essenziell. Sie nutzt Erdöl als Rohstoff für Kunststoffe, synthetische Fasern, Waschmittel, Kautschuk, Lösungsmittel und Farben.

Erdgas

Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan, gemischt mit Ethan, Propan und anderen Gasen. Es lagert sich in wasserdichten Gesteinsschichten ab.

Gewinnung, Transport und Verteilung

Die Entstehung und Gewinnung von Erdgas ähnelt der von Erdöl. Vor dem Transport wird das Gas gereinigt (Entfernung von Staub, Sand und Wasser), um reines Methan zu erhalten.

• Transport: Erfolgt über Pipelines oder als Flüssigerdgas (LNG) per Tankschiff.
• LNG: Durch starke Abkühlung wird das Gas verflüssigt, um das Volumen für den Transport zu reduzieren.
• Verteilung: Vor Ort erfolgt die Verteilung über ein Rohrleitungsnetz mit unterschiedlichem Druck.

Anwendungen von Erdgas

• Industrie, Handel und Wohnungsbau: Heizung und Warmwasser.
• Kraftwerke: Einsatz in Gaskraftwerken oder KWK-Anlagen (Kraft-Wärme-Kopplung) zur effizienten Strom- und Wärmeerzeugung.
• Petrochemie: Verwendung als chemischer Rohstoff.

Gasförmige Brennstoffe

Brenngase reagieren schnell mit Luftsauerstoff unter Freisetzung von Wärme. Man unterscheidet drei Familien:

1. Erste Familie: Stadtgas oder aus Kohle/Öl/Erdgas gewonnenes Gas (meist für den Eigenverbrauch).
2. Zweite Familie: Erdgas, das über Leitungsnetze verteilt wird.
3. Dritte Familie: Butan und Propan, die in flüssiger Form in Flaschen oder Tanks vertrieben werden.