|
Erdöl Vorkommen Die Formen der Lagerstätten richten sich nach den geologischen Gegebenheiten; vorwiegend allerdings in Verwerfungsspalten und anderen bewegten Gebieten sammelt sich das Erdöl in oft kilometerlangen "Ölschläuchen" bis zu 4 Meter Dicke oder in mehreren "Ölhorizonten" untereinander über viele Quadratkilometer. Die größten Erdöl und Erdgas - Lagerstätten der Erde liegen im mittleren Osten ( Iran, Saudi - Arabien) und im Mittelmeerraum (Libyen) und in Venezuela in den USA, Rumänien und in der UdSSR. Die BRD beutet unter anderem bemerkenswerte Vorkommen in Norddeutschland und im Voralpenbereich aus. In den letzten Jahren hat sich die Erdölgewinnung auch auf unterirdische Lagerstätten ausgedehnt. Im Nordseebereich sind vor allem die Niederlande und Großbritannien erfolgreich gewesen. Förderung Häufigstes Bohrverfahren nach Erdöl- bzw.
Erdgasvorkommen ist das Drehbohr- oder Rotaryverfahren ; Bohrtiefen bis 10 000 m. Ist die Bohrung fündig (etwa jede 10. Bohrung), beginnt die Förderung. Man unterscheidet: Primärförderung (das Erdöl quillt infolge des hohen Lagerstättendrucks an die Erdoberfläche), Sekundärförderung (Wasser wird durch geeignete Bohrlöcher eingepresst und drückt das Öl nach oben; häufigste Methode), tertiäre Förderung (eingeleiteter Heißdampf macht zähflüssiges Erdöl so dünnflüssig, dass es nach oben gepumpt werden kann). Die größten Vorkommen von Erdöl liegen im Mittleren Osten, Russland und China. Um die Jahrhundertwende lag die weltweite Förderung bei ca.
20 Millionen Tonnen pro Jahr. Bis 1970 stieg die sie auf über 2 Milliarden Tonnen pro Jahr. Zur Zeit deckt das Erdöl zusammen mit dem Erdgas mehr als die Hälfte des Weltenergiebedarfs. Raffinerietechnik: Wie aus folgenden graphisch dargestellten Verarbeitungsschema hervorgeht, gibt es in der Raffinerie drei Hauptprozeßgruppen: Trennung, Umwandlung und Nachbehandlung. Bei der Trennung (Destillation) wird der Einsatzstoff (Rohöl) in Produkte mit verschiedenen Sidebereichen und damit unterschiedlichen Molekulargrößen aufgeteilt. Bei der Umwandlung (Konversion) wird die Größe oder die Struktur der einzelnen Moleküle verändert.
Zuletzt werden bei der Nachbehandlung unerwünschte Produktbestandteile entfernt und die Produkteigenschaften - wie z.B. Farbe, Geruch und Stabilität - verbessert. (Grundlegendes: Die Verarbeitung dient der Gewinnung von Treibstoffen, Schmier- und Heizölen sowie in großem Umfang der Gewinnung von Rohstoffen für die chem. Industrie. Die ersten Verarbeitungsschritte, denen das geförderte E.
unterworfen wird, sind Reinigungsprozesse wie Abfiltrieren von Sand oder Schlamm, Entfernen von gelösten Gasen, Abtrennung von Wasser und gelösten Salzen. Danach gelangt das Rohöl zur Aufbereitung in die Raffinerie. Hier wird es allgemein zunächst einer Destillation unter atmosphärischen Druck, der Topdestillation, unterworfen und dabei in Fraktionen unterschiedlicher Siedebereiche zerlegt. Man erhitzt das Rohöl hierzu in Röhrenöfen auf etwa 370 ºC und leitet die entstehenden Dämpfe in eine Destillationskolonne, aus der dann die Fraktionen unterschiedlicher Siedetemperatur in verschiedenen Höhen der Kolonne abgezogen werden. An der Spitze der Destillationskolonne entweichen die am leichtesten flüchtigen Erdölbestandteile als Topgase. Danach folgt bei Temperaturen bis etwa 100 ºC das Leichtbenzin, etwa zw.
100 und 180 ºC das Schwerbenzin, zw. 180 und 250 ºC das Petroleum und zw. 250 und 350 ºC das Gasöl. Am Boden der Destillationskolonne sammeln sich diejenigen Bestandteile des Erdöls an, die erst oberhalb 350 ºC sieden. Dieser Destillations- oder Toprückstand wird entweder direkt als schweres Heizöl verwendet oder durch thermisches Kracken oder Vakuumdestillation zu weiteren Produkten, insbesondere zu Schmierölen verarbeitet. Der hierbei verbleibende Rückstand kann als Zusatz zu schwerem Heizöl verwendet werden.
Alle Destillate, einschließlich der Topgase, müssen vor der Abgabe an den Verbraucher oder vor der weiteren Verarbeitung einer Nachbehandlung (Raffination) unterworfen werden, um sie den Marktanforderungen hinsichtlich Lagerstabilität, Geruch und Farbe anzupassen, zum Teil auch um korrosiv wirkende Komponenten und Katalysatorgifte (v. a. Schwefelverbindungen) zu entfernen. Gewinnung hochwertiger Motorenbenzine: Da der Bedarf an Treibstoffen, insbes. Hochwertigen Vergaserkraftstoffen (Motorenbenzinen) mit der immer stärker zunehmenden Motorisierung sprunghaft gestiegen ist und aus den bei der Topdestillation anfallenden Benzinfraktionen (den Straight-run- Benzinen) nicht mehr ausreichend gedeckt werden kann, wurden mehrere Verfahren entwickelt, durch die die Ausbeute an qualitativ hochwertigen Motorenbenzinen gesteigert wird. Eines dieser Verfahren ist das Kracken (Cracken), d.
h. das Spalten höhermolekularer Erdölbestandteile (v. a. Gasöl, Toprückstand, Rohöl) in niedrigermolekulare. Das thermische Kracken ist wichtig für die Verarbeitung von hochviskosen Erdölfraktionen (z. B.
des Toprückstands), aus denen man auf diese Weise Niederviskose, als leichte Heizöle geeignete Produkte erhält. Große Bedeutung für die Herstellung von Motorenbenzinen hat dagegen das katalytische Kracken (Katkracken, Catcracken); es wird meist bei niederen Drücken (etwa 0,2 MPa = 2 bar) und Temperaturen von etwa 550 ºC in der Dampfphase durchgeführt. Die Reaktion wird meist im Wirbelschichtverfahren vorgenommen, wobei ein Teil des Katalysators ständig abgezogen wird. Das dabei anfallende Krackbenzin zeichnet sich durch eine hohe Oktanzahl aus; es enthält viele andere niedermolekulare aromatische Verbindungen und Isoparaffine. Ein weiteres wichtiges Verfahren zur Gewinnung von hochwertigen Motorenbenzinen ist das Reformieren, bei dem wenig klopffeste Kohlenwasserstoffe (v. a.
Paraffine und Naphthene) durch Isomerisierungs-, Cyclisierungs- und Aromatisierungsreaktionen in hochklopffeste Kohlenwasserstoffe (v. a. Isoparaffine, Aromaten und Alkene) umgewandelt werden. Dadurch ist es möglich, aromatenreiche wertvolle Flug- und Motorenbenzine ( Reformate, Reformatbenzine ) mit Oktanzahlen zw. 90 und 100 zu gewinnen.) Das Verarbeitungsverfahren: Nachdem das Erdöl gefördert worden ist, muß es zunächst destilliert werden.
Die leichtsiedenden Produkte sind dünnflüssig, die hochsiedenden Stoffe dienen als Schmiermittel und die nichtsiedenden Produkte sind Ausgangsmaterialien für Heizöl. Die Destillation erfolgt in Türmen von etwa 60 Metern Höhe. Das Rohöl wird in die Anlage gepumpt und durch einen Wärmeaustauscher vorgewärmt. Die leichtsiedenden Bestandteile des Öls steigen bei der Erwärmung auf ca. 350°C als Dampf auf. Nicht verdampfte Anteile verbleiben im Turm.
Dieser ersten Destillation folgen einige weitere, bei denen immer ein anderer Bestandteil aus der jeweiligen Restmasse extrahiert wird. Verwendung - bei Kraftwagen, Arzneien, Kosmetika, Haushaltsgegenstände aller Art aus Kunststoff, zur Erzeugung von Wärme und Energie, als Schmierstoff
|
