Erdöl-Verwendung: Schmiermittel der modernen Industriegesellschaft

Das Erdöl Rohöl ist bereits an der Lagerstätte von Sand und Wasser abgetrennt worden. Um Korrosion in den Anlagen vorzubeugen, wird das Rohöl entsalzt (auf Salzgehalte 10 ppm), indem unter Zusatz von Wasser eine Rohöl-Wasser-Emulsion hergestellt wird.

Das Öl-Salzwassergemisch trennt sich im Nassöltank aufgrund der verschiedenen Dichten teilweise auf. Jahrhunderts zur Neige gehen.

Erdöl: Gegenstand des Alltags

Das Erdöl Rohöl ist bereits an der Lagerstätte von Sand und Wasser abgetrennt worden. Um Korrosion in den Anlagen vorzubeugen, wird das Rohöl entsalzt (auf Salzgehalte 10 ppm), indem unter Zusatz von Wasser eine Rohöl-Wasser-Emulsion hergestellt wird.

Zum Schluss misst es nur noch zehn Zentimeter. Das Bohrgestänge wird mit Hilfe eines Bohrturmes in den Boden getrieben. Die neun Meter langen Gestänge-Rohre bestehen aus fingerdickem, hochwertigem Stahl.

Spülpumpen drücken durch die innen hohlen Bohrgestänge Wasser, das sich mit dem zerschlagenen Gestein an der Spitze des Bohrers vermischt. Der entstandene Brei steigt in dem Hohlraum zwischen Bohrgestänge und Bohrloch auf. Bei Bohrungen am Meeresboden werden Bohrplattformen errichtet. Bei bis zu Meter Wassertiefe stehen die Plattformen auf Stelzen. Dieser Plattform-Typ besitzt lange Beine, die nicht am Meeresgrund aufsetzen, sondern am Ende mit riesigen Ballasttanks versehen sind, so dass der Schwerpunkt der Bohrplattform tief unter der Wasseroberfläche liegt.

Bohrschiffe können sogar in Meter Meerestiefe bohren. Ist eine Bohrung erfolgreich, wird eine fest installierte Förderplattform errichtet. Die Erdöl- und Erdgasreserven sind nicht unbegrenzt, sie werden Mitte des Jahrhunderts zur Neige gehen. Der Mensch verbraucht in Jahren die natürlichen Ressourcen, die sich in Millionen Jahren gebildet haben!

Bei der Erdölaufbereitung wird das zunächst anfallende Gemisch aus Erdöl, Erdgas und Salzwasser getrennt. Hierbei entweicht das Gas. Das Öl-Salzwassergemisch trennt sich im Nassöltank aufgrund der verschiedenen Dichten teilweise auf.

Das unter dem Öl schwimmende Wasser wird abgepumpt und in einem weiteren Arbeitsverfahren von restlichem Öl getrennt. Ein Teil des Erdöls bildet mit dem Wasser eine Emulsion. Diese Emulsion wird erhitzt und einem Wechselspannungsfeld ausgesetzt. Sie setzen sich am Boden ab und können erneut mit einer Dichtetrennung abgetrennt werden.

Das entwässerte Rohöl wird zunächst in einem Tank gelagert und später zur Raffinerie transportiert. Der Transport über die Meere in Öltankern ist sehr kostenaufwendig und mit hohen Risiken verbunden.

Derartige Supertanker können bis zu Tonnen Öl aufnehmen. Ein riesiger Ölteppich trieb im Meer und verschmutzte mehr als Kilometer Küste. Es dauerte viele Jahre, bis sich die Küsten Alaskas von dieser Katastrophe erholten. Trifft das Rohöl in der Raffinerie ein, werden die einzelnen Bestandteile zunächst in einer fraktionierten Destillation abgetrennt.

Da das Rohöl ein Gemisch verschiedener Kohlenwasserstoffe mit unterschiedlichen Siedetemperaturen darstellt, kann man die Stoffe in die verschiedenen Siedebereiche, die Fraktionen , abtrennen. Diese gelangen in den Destillationsturm, der aus zahlreichen Glockenböden aufgebaut ist. In den Glockenböden sammeln sich die Destillate der einzelnen Fraktionen.

Nach oben nehmen die Temperaturen der Glockenböden ab. Der aufsteigende Dampf wird im Gegenstrom zur kondensierten Flüssigkeit in Kontakt gebracht. Dieses Verfahren nennt man Rektifikation. Dabei kondensieren alle Stoffe, die einen höheren Siedepunkt besitzen, als die Flüssigkeit im Glockenboden. Der Rückstand wird in einer Vakuumdestillation erneut bei niedrigem Druck fraktioniert. Der niedrige Druck bewirkt eine Siedepunkterniedrigung, so dass dies verhindert wird.

Das Heizöl wird zum Heizen in Ölbrennern oder als Dieselkraftstoff eingesetzt. Bei der nachfolgenden Vakuumdestillation des Rückstands erhält man weitere wichtige Erdölprodukte. Das schwere Heizöl dient als Brennstoff für Kraftwerke oder Schiffsmotoren.

Die Schmieröle eignen sich als Schmierstoffe für Motoren und Getriebe. Die aus dem Rohöl durch fraktionierte Destillation gewonnenen Mengen an Rohbenzin reichen nicht aus, um den Markt zu decken. Daher werden beim Cracken die anfallenden langkettigen Alkane in kurzkettige Alkane gespalten. Dabei verdampft das Gemisch vollständig und gelangt in den Reaktor. Bei dem folgenden Beispiel zerbricht Decan in zwei kleinere Moleküle: Der im Reaktor eingebaute Abscheider trennt die Crackprodukte von dem verbrauchten Katalysator ab.

Die gecrackten Kohlenwasserstoffe werden in einem nachfolgenden Destillationsturm in die einzelnen Fraktionen abgetrennt. Beim Cracken scheidet sich auf der Oberfläche des Katalysators Kohlenstoff ab, wodurch der Katalysator unwirksam wird. Durch die Verdichtung und die Wärme in den Zylindern des Ottomotors kann es zu vorzeitigen Selbstzündungen des Benzin-Luftgemischs kommen.

Diese Frühzündung wird als Klopfen bezeichnet. Nicht verzweigte Kohlenwasserstoffe neigen gerne dazu, während verzweigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe , sowie Aromaten eine relativ hohe Klopffestigkeit besitzen.

Je höher die Octanzahl ist, umso klopffester ist der Kraftstoff. Automotoren, die mit Superbenzin betrieben werden, halten aufgrund der hohen Klopffestigkeit deutlich länger.

Früher wurden dem Benzin zur Erhöhung der Klopffestigkeit bleihaltige, metallorganische Verbindungen wie Bleitetraethyl zugesetzt. Bei der Verbrennung zersetzte sich die Bleiverbindung thermisch, wobei Bleistäube in den Abgasen frei wurden. Heute ist kein verbleites Benzin mehr erhältlich. Die Umwandlung erfolgt mit Hilfe eines Platin- Katalysators. Als Nebenprodukt entstehen Wasserstoff und gasförmige Alkane.

Vor dem eigentlichen Reforming wird das Benzin zunächst entschwefelt, da der Schwefel den Katalysator zerstören würde. Das Temperaturprofil fällt nach oben hin ab! Da die Temperatur im Sumpf am höchsten ist und die leichten Bestandteile somit nicht kondensieren, steigen die leichten Bestandteile gasförmig weiter nach oben.

Diese erste Rektifikation findet bei atmosphärischem Druck statt und wird daher atmosphärische Rektifikation genannt. Der Rückstand wird in einer weiteren Rektifikationskolonne bei Vakuum erneut destilliert, um ihn in weitere Produkte aufzutrennen siehe Vakuumdestillation. Die bei der fraktionierten Destillation anfallenden Schmier- und Heizöle sind noch reich an Schwefelverbindungen.

Diese würden bei der Verbrennung giftiges Schwefeldioxid freisetzen, das auch für das Waldsterben verantwortlich ist. Beim Hydrofinieren werden die zu entschwefelnden Öle mit Wasserstoff vermischt und erhitzt. Bei einer Temperatur von ca. Am Beispiel die Umsetzung von Merkaptanen: Beim nachfolgenden Claus-Verfahren wird der angefallene Schwefelwasserstoff mit Luftsauerstoff in einem Reaktor verbrannt.

Es lässt sich dabei Schwefel gewinnen:. Die Umsetzung von Alkoholen: Die Umsetzung von Aminen: Weiterhin erhält man Wasserstoff als Produkt, der in den Hydrotreating-Prozessen und in Hydrocracking-Prozessen eingesetzt wird. Bis zur Entdeckung des katalytischen Reformings im Jahre durch V. Ein von Standard Oil entwickeltes Reforming-Verfahren auf Basis molybdänhaltiger Katalysatoren wurde bald durch die wesentlich stabileren Platinkontakte ersetzt.

Das Reforming läuft bei ca. Eine unerwünschte Nebenreaktion ist die Verkokung des Katalysators durch Polymerisations- und Dehydrierungsreaktionen. Es gibt zwei Hauptgruppen beim Cracken: Diese beiden Gruppen unterscheiden sich im Wesentlichen dadurch, dass beim thermischen Cracken keine Katalysatoren eingesetzt werden.

Dadurch können dem thermischen Cracken auch Rückstände der Erdöldestillation zugeführt werden, die wegen ihres Gehalts an Schwermetallen und Schwefel den Katalysator beim katalytischen Cracken beschädigen würden. Leitet man das Leichtbenzin in dieses Gemisch, wird es gespalten Beispiel am n-Heptan:. Ethen und Propen sind wichtige Zwischenprodukte zur Herstellung von Kunststoffen. Die Pyrolyse wird auch als Steam-Crackverfahren bezeichnet.

Im Gegensatz zum katalytischen Cracken findet die Pyrolyse bei sehr viel höheren Temperaturen und ohne Katalysator statt. Die Fertigprodukte können gasförmig, flüssig oder fest sein. Unverzweigte Kohlenwasserstoffe neigen zu dieser Frühzündung, während verzweigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe sowie Aromate eine relativ hohe Klopffestigkeit besitzen. Je höher die Oktanzahl ist, umso klopffester ist der Kraftstoff. Benzinmotoren sind auf eine ausreichend hohe Oktanzahl angewiesen, ansonsten kann der Motor durch das Verbrennungsklopfen beschädigt werden.

Früher wurden dem Benzin zur Erhöhung der Klopffestigkeit bleihaltige, metallorganische Verbindungen wie Bleitetraethyl zugesetzt.