Erdöl-erdgas

Erdöl und Erdgas 1. Erdöl - Zusammensetzung, Eigenschaften, Verwendung · Zusammensetzung Die Zusammensetzung kann je nach Lagerstätte sehr variieren. Es ist ein kompliziertes Gemisch von etwa 500 verschiedenen Kohlenwasserstoffen (ungesättigte ketten- oder ringförmige), hauptsächlich Aliphaten, Naphthenen und Aromaten mit wechselnden Anteilen ungesättigter Kohlenwasserstoffe. Es besteht aus Kohlenstoff (80% - 90%), Wasserstoff (10% - 15%), Schwefel (0% -7%), Sauerstoff (0% - 5%) und Stickstoff (0% - 2%). Erdöl enthält außerdem organische Säuren, Phenole, schwefel- und stickstoffhaltige organische Verbindungen sowie asphaltartige Stoffe. Es können auch Metallspuren von Nickel und Kupfer enthalten sein.

Erdöl gehört zu den Vielstoffgemischen, weil es aus verschiedenen leicht miteinander mischbaren Verbindungen besteht. · Eigenschaften - Farbe: schwarz - grün, grünlich floureszierend - Aggregatzustand: dünn- bis dickflüssig - brennbar - nicht wasserlöslich - Dichte: zwischen 0,65 g/cm³ und 1,02 g/cm³ kleiner als Wasser à schwimmt auf dem Wasser · Verwendung 95% der Motorenbenzine der Welt werden aus Erdöl gewonnen, ferner Dieselöl für Autos und Schiffe, Heizöl für Fabriken und Haushalte, Schmier- und Maschinenöle, Lösungsmittel, Kunststoffe, Farbstoffe, Waschmittel, Pharmazeutik und viele andere chemische Verbindungen. Außer zur Verbrennung als Heizöl wird Erdöl als Rohstoff für die Herstellung von Kraftstoffen, Schmierstoffen, Paraffinen und Bitumen verwendet. Darüber hinaus ist Erdöl Rohstoff für die Petrochemie, die durch geeignete Verfahren aus Erdöl Ausgangsstoffe für die Herstellung von Waschmitteln, Kunststoffen, Synthesefasern u. a. gewinnt.

2. Destillation von Erdöl · Atmosphärische Destillation (fraktionierte Destillation) Das Rohöl wird in einer Erdölraffinerie bei normalem Luftdruck destilliert. Das Erdöl wird durch einen Röhrenofen geleitet und darin auf ca. 350°C erhitzt. Dabei verdampft es zu einem großen Teil, so dass ein Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf seitlich in den Destillationsturm eintritt. Die bei diesen Temperaturen noch flüssigen Kohlenwasserstoffen fließen nach unten und sammeln sich am Boden der Kolonne.

Die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe steigen nach oben, wobei sie die Zwischenböden (die sogenannten Glockenböden) durchströmen. Diese gleichen runden Wannen mit Löchern, die jeweils durch eine Überwurfglocke bedeckt sind. Auf diesem Boden kondensiert ein Teil des Dampfes. Aufgrund der glockenförmigen Aufsätze müssen die übrigen Dämpfe im nächsthöheren Boden durch die bereits kondensierte Flüssigkeit perlen. Der Dampf gibt dabei die höher siedenden Verbindungen an die Flüssigkeit ab und nimmt die niedriger siedenden Substanzen mit. Dabei kondensiert der größere Teil des Dampfes; das Kondensat fließt über den Rand in die tiefer liegenden Böden zurück.

Dieser Vorgang wiederholt sich dann immer wieder. Die Güte der Trennung hängt von der Zahl der Glockenböden in der Kolonne ab. Da die Siedetemperaturen der Kohlenwasserstoffe sehr nahe beieinander liegen, erhält man auf jedem Glockenboden ein Gemisch mehrerer Kohlenwasserstoffe mit ähnlichen Molekülmassen. Diese werden seitlich abgezogen und bilden die Fraktionen. · Vakuumdestillation Die Verbindung des Rückstands, die sich am Boden des Destillationsturmes sammeln, würden sich bei normalen Druck und Temperatur über 400 Grad zersetzen. Deshalb leitet man den Rückstand in einen anderen Destillationsturm, in dem ein verminderter Druck herrscht.

Dadurch vermindern sich auch die Siedetemperatur des Rückstandes, und er kann in weitere Fraktionen getrennt werden. Durch Vakuumdestillation werden Schmieröl, feste Kohlenwasserstoffe und das Bitumen gewonnen. 3. Veredelungsverfahren Veredelungsverfahren nennt man alle notwendigen Verfahren zur Umwandlung zu Produkten, die gerade in der Industrie gebraucht werden. Die wichtigsten dabei sind Cracken, Reformen, Raffinieren. · Reforming Minderwertig Benzinsorte werden durch Reformringverfahren veredelt, so dass sie klopffester werden.

Denn das durch das Destillieren und Cracken erzeugte Benzin reicht meist nicht für moderne Hochleistungsautos aus. Dabei werden unverzweigten kettenförmige Kohlewasserstoffe in verzweigte oder ringförmige kettenförmige Kohlenwasserstoff umgewandelt. · Raffinieren Häufig enthalten die durch die verschiedenen Veredelungsverfahren gewonnenen Produkte noch Schwefelverbindungen. Diese müssen entfernt werden, bevor sie zu den Verbrauchern gelangen. Das gilt besonders für Benzine, Heizöl und Dieselöl. Bei ihrer Verbrennung würden sonst große Mengen an Schwefeldioxid entstehen und unsere Umwelt noch stärker belasten.

Bei raffinationsverfahren werden die Kohlenwasserstoffe von unerwünschten Bestandteilen befreit. Die schwefelhaltigen Erdölprodukte werden zunächst mit Wasserstoff vermischt und erhitzt. Dieses Gemisch kommt dann in einen Reaktor, der einen Katalysator enthält. Bei Temperaturen von 300°C bis 350°C reagiert der Schwefel aus den Kohlenwasserstoffen mit dem Wasserstoff zu Schwefelwasserstoff. Das entschwefelte Produkt, der entstandene Schwefelwasserstoff sowie übriggebliebener Wasserstoff durchlaufen danach einen Trennturm. Der Wasserstoff kann anschließend wieder für eine Raffination eingesetzt werden, das entschwefelte Produkt wird weiterverwendet.

4. Cracken von Erdöl Beim Cracken werden Kohlenwasserstoffe mit langkettigen Molekülen in gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit kurzkettigen Moleküle aufgespalten. Dieser Vorgang wird benötigt weil der Anteil an Benzin, Dieselkraftstoff und Heizöl in Erdöl sehr gering ist. Dieses Verfahren ist sehr energieaufwendig. · Thermisches Cracken Das ist das älteste und einfachste Verfahren zur Benzingewinnung aus Erdölrückständen. Bei ihm wird Gasöl in einem Reaktor auf etwa 600°C erhitzt.

Dabei zerbrechen die langkettigen Moleküle der Kohlenwasserstoffe und kurzkettige Alkane entstehen. Es kann auch zu einer Alkenbildung mit einer Doppelbindung kommen. Dieses Verfahren wird heute jedoch nicht mehr verwendet. · Katalytisches Cracken Das ist das am häufigsten angewandte Verfahren. Dabei werden die Ausgangsstoffe bei hohen Temperaturen und unter Mitwirkung eines Katalysators gecrackt. Die Fraktion wird im Erhitzer (1) vorgewärmt und dann mit dem etwa 600°C heißen Katalysator vermischt (2).

Dabei verdampft die Fraktion fast vollständig. Im Reaktor (3) wird der Katalysator durch die Öldampfe gewirbelt, wobei in wenigen Sekunden Kohlenwasserstoffe mit kurzkettigen Molekülen entstehen. Der Abscheider (4) hält den KAT zurück, während die Crackprodukte ständig entweichen können. Sie werden in einem Fraktionierturm (5) destilliert. Während des Crackens im Reaktor hat sich auf der Oberfläche des KAT Kohlenstoff abgesetzt (6). Er wird im Regenerator (7) mit Hilfe von heißer Luft abgebrannt.

Dadurch gewinnt der Kat seine Wirksamkeit zurück (8). · Hydrocracken Dies ist das wichtigste Verfahren für die Benzingewinnung. Bei 500°C wird an die Kohlenstoffdoppelbindung der beim Cracken anfallenden Alkene unter Druck und Mitwirkung eines KAT Wasserstoff addiert (Hydrierung). Das Hydrocracken stellt also eine Kombination des thermischen Crackens, des katalytischen Crackens und einer katalytischen Hydrierung dar. Die dabei entstehenden Produkte sind die besonders gefragten Benzinarten. 5.

Erdölprodukte und deren Verwendung Aus 100 kg Erdöl kann man - Benzin für eine PKW-Fahrt über 1100 km - 300 Tragetaschen - 7000 Joghurtbecher - Elektroinstallationsteile für 6 Wohnungen - 50 m² Teppichboden herstellen. Außerdem stellt man aus Erdöl Heizöl, Dieselöl und Benzin herstellen, welches einen hohen Energiegehalt hat. 6. Erdöl und Erdgas als Energieträger · Erdöl Erdöl hat einen hohen Heizwert. Durch Verarbeitung dieser Sekundärenergieträger werden etwa 40% der in Deutschland benötigten Energie bereitgestellt. Im Haushalt nutzt man die Wärme dann direkt als Heizöl in Ölheizungsanlagen, wo ungefähr 90% der chemischen Energie des Brennstoffs in Wärme umgewandelt werden.

Die aus dem Erdöl hergestellten Treibstoffe werden als Benzin oder Dieselöl für den Antrieb von Kraftfahrzeugen benutzt. Für Flugzeuge benutzt man Kerosin. In diesen Motoren bzw. Flugzeugantriebswerken wird die Wärme, die bei der Verbrennung der Treibstoffe freigeworden ist, in Bewegungsänderung umgewandelt. Aber Wärme kann nie vollständig in eine andere Energieform umgewandelt werden. Es gibt unterschiedliche Flammentemperaturen, welche bei den Benzin - Luft - Gemischen (B-L-G) mit einem Zündfunken, bei Diesel - Luft - Gemischen mit Kompressionen ausgenutzt werden.

Optimale Treibstoff - Luft - Gemische haben einen engen Explosionsbereich. Daher gibt es Anklopfmittel (Bleiverbindungen), damit sich die B-L-G nicht vor der eigentlichen Zündung entzünden. Dadurch entstehen auch wieder Umweltbelastungen. Heute werden Reforming - Produkte als Antiklopfmittel benutzt. Also KWST mit verzweigten Molekülketten oder Aromaten. à Umweltprobleme! · Erdgas Das ist ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen und anderen Fremdgasen.

Der Hauptbestandteil ist Methan. Erdgas tritt meistens gemeinsam mit Kohle oder Erdöl auf. In Kohlebergen vermischt sich das Erdgas mit Luft und bildet ein explosives Gemisch, wodurch es zu gefährlichen Schlagwetterexplosionen kommen kann. Erdgas hat auch einen hohen Heizwert und ist ein Rohstoff für eine Vielzahl chemischer Produkte (Treibgase, Kältemittel, Kunststoff) 7. Energieversorgung und Umweltprobleme · Umweltprobleme Bei der Verbrennung von Kohlenstoffträgern (Erdöl und -gas) entsteht neben Wasser vor allem Kohlenstoffdioxid, das in die Atmosphäre abgegeben wird. Dadurch reichert sich die Luft mit Kohlenstoffdioxid an, womit nachteilige Effekte auf das Erdklima befürchtet werden.

Darüber hinaus entstehen bei der Verbrennung von Rohenergieträgern Stickstoffoxide und Schwefeldioxid. Letzteres ist in Wasser gut löslich, gelangt mit dem Regenwasser in den Boden sowie in Gewässer und führt zu einer Übersäuerung mit nachhaltigen Folgen. Die Verbrennung von fossilen Kohlenstoffträgern hat demnach erhebliche Nachteile für Klima, Natur, Landwirtschaft und Gesundheit. Die Verwendung von alternativen Energiequellen ist daher ein möglicher Ausweg. Ebenso kann die Reduzierung des Energiebedarfs, vor allem an Heizenergie, negative Konsequenzen mindern. Außerdem sind die Abwässer aus den Raffinerien stark verschmutzt.

Eine weitere Ursache für die Verschmutzung der Gewässer sind Tankerunglücke. · Energieversorgung Die Industriestaaten verbrauchen weltweit am meisten Energie. Der Energieverbrauch in Amerika, Europa, der früheren UdSSR und Japan betrug 1990 ungefähr drei Viertel des gesamten Weltverbrauchs. Der Energieverbrauch pro Person ist sehr unterschiedlich und reicht z.B. vom Vierfachen des Weltdurchschnitts in den USA zu nur einem Viertel des Weltdurchschnitts in China.

Erdöl und Erdgas deckten 1990 fast zwei Drittel des weltweiten Primärenergieverbrauchs. Kohle war ebenfalls ein wichtiger Energieträger, während Kernenergie, Solarenergie und andere Alternativen zu den unbedeutenderen Energielieferanten zählten. . Quellenangabe · www.spickzettel.de · www.

hausarbeiten.de · www.hausaufgaben.de · enzyklopädische Bibliothek auf CD-Rom · Chemiebuch

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