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  Erdöl, erdgas und kohle sind rohstoffe und energieträger!

,,Erdöl, Erdgas und Kohle sind Rohstoffe und Energieträger!" 1.Entstehung: von Erdöl: - Muscheln, Fische und Plankton sinken nach dem Absterben auf dem Meeresboden - Schlamm deckt diese luftdicht zu - die Schicht wird immer dicker - Bakterien zerlegen die Komplizierten chemischen Verbindungen in einfachere - Gemische verschiedener Kohlenwasserstoffe, d.h. kleine Öltröpfchen bilden sich - Prozess dauert Millionen von Jahren Von Erdgas: - fast das gleiche Verfahren wie bei Erdöl (durch Umwandeln von organischen Stoffen) - Verdunstung des Meerwassers und Überlagerung der Schichten mit dem Kohlenwassserstoffgemisch - die Dichte des KWGs war geringer als die Erd- und Gesteinsschichten, d.h. KWG wird nach oben gedrängt - Aufsteigen des KWGs nur bis zu einer undurchlässigen Schicht, d.

h. Ansammlung des Kohlenwasserstoffgemisches und Tränkung dieser Schicht (schwammartig) - leichtere Kohlenwasserstoffe sammeln sich dann oben an und bilden Erdgas von Kohle: - vor 270-350 Mio. Jahren - im Zeitalter Karbon (lat. carbo - Kohle) - abgestorbene Pflanzen versinken im Sumpf - geraten unter Luftabschluss, keine Verwesung, Torf - dickere Torfschicht = stärkerer Druck auf untere Schichten - Ablagerung von Sand und Gesteinen - Absinken der Schichten - Kohle in mehrere hundert Mete Tiefe - Wiederholung der Vorgänge 2.Zusammensetzung: von Erdöl: - Erdöl ist ein Vielstoffgemisch, weil mehrere tausend verschiedene Verbindungen enthalten sind - überwiegend Kohlenwasserstoffverbindungen - Zusammensetzung ist vom Herkunftsland abhängig Anteile :- 83-87 % Kohlenstoff - 11-15 % Wasserstoff - bis 6 %Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff und einige Metalle von Erdgas: - Aufbau des Erdgases aus Kohlenwasserstoff und Wasserstoff; es enthält Kohlenwasserstoffe (Dichte von Methan 0,72 g/l , Erdgas 0,796 g/l) - Erdgas ist ein Gasgemisch (hauptsächlich aus niedrigsiedenden KWs mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen im Molekül) - zusätzlich 10 % seines Volumens aus elementarem Stickstoff von Kohle: - großer Massenanteil an Kohlenstoff im Inkohlungsprodukt bei fortschreiten der Inkohlung - Gemisch hochmolekularer Verbindungen (Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel) 3.Lagerstätten: von Erdöl bzw.

von Erdgas: - findet man im Mittleren Osten, in Nordamerika, in Sibirien und in China - Speicherung des frisch geförderten Rohöls(z.B. durch Bohrtürme) in großen Tanks am gleichen Ort - Verschiffung des Erdöls und Erdgases oder direkter Transport über Rohrleitungen (Pipelines) zu Erdölraffinerien oder zu Verladehäfen - Erdgas kann in Spezialschiffen transportiert werden, aber nur in verflüssigter Form von Kohle: - man findet bedeutende Lagerstätten in Europa, Asien, Australien und Nordamerika - in Halle-Leipzig und in der Lausitz findet ebenfalls man mächtige Kohlegruben mit großen Abbau- geräten - die hohen Erdschichten über den Kohleflözen werden von riesigen Schaufelradbaggern abgetragen - Entstehung von großen Gruben 4.Verarbeitung des Rohöls: - das geförderte Rohöl kann nicht so verwendet werden, da schon beim Transport eine zu große Korrosionsgefahr für die Transportmittel besteht - erst durch Aufarbeitung des Rohöls enthält man die gewünschten Produkte (z.B. Benzin, Heizöl und Schmieröl) - die Trennung des Rohöls erfolgt durch Destillation - dabei wird folgende Eigenschaft ausgenutzt :- die dichten/hohen Siedetemperaturen der Kohlenwasserstoffe - die Trennung des Erdöls in einzelne Fraktionen wird allgemein fraktionierte Destillation genannt Wichtige Destillationsprodukte des Erdöls: Erdölfraktionen Verwendung 1.

Gase Heizgas, ,,Flüssiggas" 2.Benzine Kraftstoff für Ottomotoren, Lösungsmittel 3.Petroleum/Kerosin Düsen- und Turbinenkraftstoff, Beleuchtung 4.Dieselöl Dieselkraftstoff, leichtes Heizöl 5.Schmieröl schweres Heizöl, Schmiermittel, Kerzen, Salben 6.Rückstand(Bitumen) Straßenbelag (Asphalt, Teer), Dachanstriche 5.

Veredlung von Erdöl: - um die Fraktionen in der Industrie hernehmen zu können, müssen sie in Produkte umgewandelt werden - es gibt 4 Veredlungsverfahren: 1.Das Cracken (engl. To crack: zerbrechen, spalten) - langkettige KW werden in kurzkettige gespaltet - es entstehen sowohl gesättigte KW, als auch ungesättigte a. Thermisches Cracken - Gasöl wird bei 600°C erhitzt, dabei zerbrechen die langkettigen Kohlenwasserstoffe - dieses Verfahren wird nicht mehr so oft angewandt b. Katalytisches Cracken - Ausgangsstoffe werden bei hohen Temperaturen und mit Hilfe eines Katalysators gecrackt 2.Das Reformieren: (lat.

>reformare: Umgestalten, Neuordnung) - langkettige KW, sowie wasserstoffreiche, ringförmige Verbindungen, werden in verzweigte bzw. ringförmige Moleküle mit Doppelbindung überführt 3.Raffinieren: (frz. raffiner: verfeinern) - Schwefelverbindungen müssen entfernt werden - Erdölprodukte werden mit Wasserstoff vermischt und erhitzt - Gemisch kommt in einen Reaktor, der einen Katalysator enthält - bei 300°C bis 350°C reagieren Schwefelatome mit Wasserstoff - entschwefeltes Produkt und die Restprodukte durchlaufen einen Trennturm - entschwefeltes Produkt wird weiter verarbeitet - giftige Schwefelwasserstoffe kommen in den Claus-Ofen, wo Schwefel zurück gewonnen wird 4.Vakuumdestillation: - Leitung des Rückstandes in einen Destillationsturm, in dem ein verminderter Druck herrscht (da sich bei normalem Druck und Temperaturen über 400°C die Verbindung zersetzen würde) - dadurch Verminderung der Siedetemperaturen des Rückstandes, und er kann in weiter Fraktionen getrennt werden - durch Vakuumdestillation Gewinnung von Schmierölen, festen Kohlenwasserstoffen und das Bitumen 6.Bereiche der Erdölchemie: a.

Fraktionierte Destillation, Cracken, Reformieren, Raffination: - Gewinnung verschiedener Gemische von Kohlenwasserstoffen aus dem Rohöl b. Petrochemie: - Herstellung von Chemikalien aus Erdölprodukten Produkte der Petrochemie: Primärchemikalien Zwischen- bzw. Beispiele für Verwendung Endprodukte Rohbenzin Ethen Polyethylen Folien, Verpackungsmittel, Flaschen, Haushaltsartikel, Spritzgussteile Ethylenoxid Wasch- und Reinigungsmittel, Frostschutzmittel, Lacke, Farbstoffe, Faserrohrstoffe Ethanol Lösungsmittel, Lacke, Zwischenprodukte für Pharmazeutika Propen Acrylnitril Polyacrylnitrilfaserstoffe, Synthesekautschuk C(4)-Alkene Butadien Synthesekautschuk, zum Beispiel für Autoreifen Reformat- Benzol Xylol, Phtal- Synthesefasern(Polyester), Weichmacher Benzin säure, Tere- für Kunststoffe Phthalsäure Phenol, Acreton Kunststoffe (Bakelit, Polystyrol), Stryrol, Cyclo- Sprengstoffe, Farbstoffe, Hexan Arzneimittel, Lösungsmittel, Synthesefasern (Polyamide) "Wer tiefer spaltet, hat mehr vom Erdöl" - für dir beste Nutzung von Erdöl, sollte man es in so viel wie mögliche Fraktionen teilen - je mehr Erdöl in einzelne Fraktionen gespaltet wird, desto mehr hat man davon - bei einer Spaltung des Rohöls in eine große Fraktion, wie Gas oder Leichtbenzin, so kann man es nicht ausreichend zur Verwendung von wichtigen Herstellungsmöglichkeiten und chemischen oder physikalischen Soffen nutzen - bei einer Spaltung in kleine oder sehr kleine Fraktionen, so kann man das Rohöl für andere bessere bzw. größere Verwendungszwecke nutzen Erdöl als Energieträger und Rohstoff: - Erdöl wird als Energieträger und als Rohstoff verwendet - etwa 95% aller organischen Produkte werden aus Erdöl hergestellt - nur 6% des Weltölverbrauches wird benötigt - der große Rest dient hauptsächlich der Energieerzeugung, dem Heizen von Wohnräumen und der Gewinnung von Treibstoffen - Erdöl wird auch als Heizgas für Fabriken genutzt - Erdöl wird aber auch anderweitig, als Rohstoff verwendet - z.B. Nutzung für Dieselöle für Autos und Schiffe, als Lösungsmittel, für Kunststoffe, Farbstoffe, Waschmittel und in der Pharmazeutik 7.

Umweltprobleme: a. Gefahren für die Luft - jede Verbrennung erzeugt Kohlen- stoffdioxid - dieses erhöht die Wärmekapazität der Luft, welches zur allmählichen Erwärmung der Erde führen könnte - ebenfalls sind verschiedene Kompetenten der Abgase von Verbrennungsmotoren (dazu gehören CO, NO(2), NO, SO(2), und unverbrannte Aromaten)und feiner Blei aus den Antiklopfmitteln Gefahren für die Luft - die toxische Grenze aller dieser Stoffe ist bekannt, aber nicht das Zusammen- wirken mehrerer - besonders gefährlich ist Blei, welches nicht nur die Luft vergiftet, sondern sich auch auf Nahrungspflanzen legt und mit ihnen verzehrt wird - ein großes Ausmaß nimmt auch die Luft Verschmutzung durch Autoabgase an - dieses führte sogar in Verbindung mit Smog zu Massenvergiftungen mit Todesfällen Luftverschmutzung durch - Auspuffgase enthalten giftige Autoabgase unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Kohlenstoffmonoxid, Stickstoffoxid) - die Verbrennung von Erdgas ist wesentlich umweltfreundlicher als die Verbrennung von Erdöl b. Gefahren für Wasser - Verschmutzung von Gewässern durch Schiffsverkehr und Abwässer von Raffinerien und Verarbeitungsbetrieben - einen ansehnlichen Teil liefern die Wasch- und Ballastwässer der Tanker, dazu die Bilgenwässer der übrigen Schiffe - danach folgen erst die Abwässer der Raffinerien und Verarbeitungsbetriebe - spektakulärsten Teil bilden die Tankerhavarien, welche ins Meer fließen - dieser Schmutz bildet in kurzer Zeit und auf engem Raum einen Ölteppich wechselnder Dicke, welcher sich rasch ausbreitet und mit den Meeresströmungen wandert - dadurch wird das organische Leben durch Abschluss von Sauerstoff bedroht - es verklebt die Federn der Seevögel, macht sie damit flugunfähig und verschmutzt auf lange Zeit die Strände - am Schlimmsten ist, dass die Tankhavarien mutmaßlich herbeigeführt werden (wegen Versicherungsbetruges) Folgen eines Tankerunfalls: Ausgelaufenes Öl gefährdet in höchstem Maße Meeres- und Uferökosysteme. Selbst mit speziell entwickelten Reinigungstechniken können nicht alle Spuren der Verschmutzung beseitigt werden. c. Maßnahmen: - es werden umweltfreundlichere Maßnahmen entwickelt, zur Verringerung der Gefahren für die Luft- und Wasserverschmutzung - die Auspuffabgase der Autos werden durch einen Katalysator verringert - der Fahrer kann durch umweltfreundlicheres Fahren und Tanken zur geringeren Belastung der Umwelt beitragen - man sollte Benzin, welches bis zu 4% Benzol enthält, versuchen zu meiden - Bau moderner Zapfpistolen, welche das Austreten von Kohlenstoffdämpfen verringern - Vermeiden der Unfälle beim Erdöl- oder Erdgastransport (besonders mutmaßliche) 8.

Kohleveredlung: - da es Vergeudung von Rohstoffen ist, wenn Kohle nur als Brennstoff genutzt wird, wird der Rohstoff durch die Kohle- veredlung in Kohlewertstoffe umgewandelt - Verfahren der Kohleveredlung: Kohle ver- Ausgangs - Reaktions- Verwendung der edlungs- stoff produkte Produkte Verfahren Entgasung Kohle Koks Brennstoff, Reduktionsmittel Teer Ausgangsstof zur Herstellung von Farb- Stoffen, Arzneimitteln und anderen Stoffen Gase Heizgas Vergasung Kohle, Luft, Mischgas Heiz- und Synthesegas und Wasser- dampf Kohle als Energieträger und Rohstoff: - Kohle wird als Energieträger und als Rohstoff verwendet - z.B. dient Kohle als Brennstoff und ist somit ein Energieträger - Kohle wird auch als Wärmelieferant genutzt und in Großfeuerungsanlagen bei Heiz- und Wärmekraftwerken sowie in Haushalten eingesetzt - Kohle ist jedoch auch ein chemischer Rohstoff - Umweltprobleme bei der Kohlenutzung: - wenn Kohle als Brennstoff eingesetzt wird, entstehen dabei Luftschadstoffe - bei der Verbrennung entsteht u. a. Kohlendioxid, welches Wissenschaftlern zufolge das Erdklima verändert - durch die weit verbreitete Nutzung von Kohle und anderen fossilen Ressourcen als Brennstoff könnte der Anteil an Kohlendioxid in der Erdatmosphäre dramatisch ansteigen - die in de Kohle enthaltenden Gase Schwefel und Stickstoff bilden bei der Verbrennung Oxide - diese tragen zur Bildung von saurem Regen bei Verbrennung von Kohle in Industrien Maßnahmen: - Einbau teurer Anlagen zur Entstaubung, Entschwefelung und Entstickung, die für die Luftreinhaltung sorgen - Sparsamer Umgang mit der Energie - Einsatz umweltfreundlicher Energiequellen, damit die Luft weniger belastet wird Inhaltsverzeichnis: 1.Entstehungen von Erdöl, Erdgas und Kohle 2.

Zusammensetzung der Stoffe 3.Lagerstätten von Erdöl, Erdgas und Kohle 4.Verarbeitung des Rohöls 5.Veredlung von Erdöl 6.Bereiche der Erdölchemie 7.Umweltprobleme durch Rohöl und Ölprodukte für Luft und Wasser 8.

Kohleveredlung Quellennachweis -Computerlexikon Encarta´99 -Computerlexikon DATA BECKER 2000 -www.google.de -www.lycos.de

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