,,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
| impressum | datenschutz