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Rohöldestillation

Durch Vakuumdestillation können die verschiedenen im Rohölgemisch enthaltenen Ölarten bei einer niedrigeren Temperatur getrennt werden.

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Die Rolle von Vakuum bei der Rohöldestillation

Bei seiner Gewinnung aus dem Boden ist Rohöl ein Gemisch aus vielen verschiedenen flüssigen Kohlenwasserstoffen.
Unter Vakuum kann der Siedepunkt von Flüssigkeiten gesenkt werden.
Damit daraus nützliche Produkte wie Dieselkraftstoff, Heizöl oder Naphtha hergestellt werden können, muss das Rohöl zunächst durch Destillation in seine Bestandteile zerlegt werden.

Um zu vermeiden, dass unerwünschte Nebenprodukte entstehen und sich das Öl zersetzt, darf seine Temperatur einen bestimmten Wert jedoch nicht übersteigen.

Unter Vakuum kann der Siedepunkt von Flüssigkeiten gesenkt werden. Daher können durch Vakuumdestillation die verschiedenen im Rohölgemisch enthaltenen Ölarten bei einer niedrigeren Temperatur getrennt werden.

Busch Vakuumtechnologie in der Rohöldestillation

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Unser Produktportfolio umfasst eine Vielzahl verschiedener Vakuumlösungen für Rohöldestillationsprozesse. Wir bieten sowohl einzelne Vakuumpumpen als auch komplette Vakuumsysteme.

an.DOLPHIN Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen werden für die Vakuumdestillation von Rohöl eingesetzt. Sie sind äußerst robust und für den Einsatz in gefährlichen Prozessen konzipiert – das macht sie zur perfekten Lösung. Zudem erfüllen sie die Standards 681 für Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen und 682 für Gleitringdichtungen des American Petroleum Institute (API-Standards). ATEX-zertifizierte Ausführungen sind verfügbar.

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Vakuumanwendungen in der Rohöldestillation

Bei der Rohöldestillation handelt es sich um ein in Ölraffinerien angewandtes Verfahren, bei dem die verschiedenen im Öl enthaltenen Kohlenwasserstoffverbindungen – auch Fraktionen genannt – getrennt werden. Zu diesem Zweck macht man sich beim Raffinationsprozess die unterschiedlichen Siedepunkte der einzelnen Fraktion zunutze.

Das nachfolgende Diagramm veranschaulicht den Destillationsprozess. Dieser Prozess kann in zwei grundlegende Schritte unterteilt werden: die atmosphärische Destillation und die Vakuumdestillation.
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Atmosphärische Destillation

Das Rohöl wird bei Atmosphärendruck auf ca. 370 °C erhitzt (1). Dadurch verdampft es. Der Dampf wird dann in eine Rektifikationskolonne geleitet (2). Diese Kolonne weist unterschiedliche Temperaturen auf: Am Boden, wo das Rohöl eintritt, ist sie sehr heiß, nach oben hin wird sie jedoch immer kühler. Die Kolonne ist über ihre gesamte Höhe durch sogenannte Glockenböden unterteilt (3). Dabei handelt es sich perforierte Plattformen, die mit glockenförmigen Abdeckungen bestückt sind. Beim Aufsteigen durch die Kolonne muss der Dampf jede Plattform passieren, wodurch er abkühlt und wieder kondensiert. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Siedepunkte rekondensiert jede Fraktion jedoch auf einer anderen Ebene, wo sie abgesaugt werden kann. Dies führt dazu, dass sich jede Fraktion von den anderen trennt (4).

Um zu verhindern, dass sich die Fraktionen mit den niedrigsten Siedepunkten zersetzen oder „cracken“, darf die Temperatur, auf die sie erhitzt werden, maximal 400 °C betragen. Dies bedeutet jedoch, dass nicht alle Kohlenwasserstoffe getrennt werden können, da einige einen noch höheren Siedepunkt haben. Daher bleibt nach der Destillation ein Restgemisch zurück (5). Um diesen Rückstand, den sogenannten atmosphärischen Rückstand, zu trennen, wird er ein zweites Mal destilliert, diesmal unter Vakuum.
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Vakuumdestillation

Unter Vakuum sinkt der Siedepunkt von Flüssigkeiten. Dies ist von großem Vorteil, da einige Kohlenwasserstoffe einen Siedepunkt von fast 500 °C haben. Würden alle Verbindungen im atmosphärischen Rückstand so hohen Temperaturen ausgesetzt, würden die leichtesten Verbindungen zerfallen, bevor die schwersten Verbindungen verdampft sind. Die Folge wären unerwünschte Nebenprodukte. Durch Absenkung des Drucks können die restlichen Kohlenwasserstoffe bei nur leicht höheren Temperaturen weiter getrennt werden.

In der Vakuumdestillationskolonne wird der Rückstand im Grobvakuumbereich zwischen 10 und 50 mbar ein zweites Mal destilliert (6). Wie unter Atmosphärendruck kondensieren die verschiedenen Fraktionen erneut auf unterschiedlichen Ebenen und werden abgesaugt (7).

Erfahren Sie mehr über Rohöldestillation

Welche Vakuumlösungen von Busch sind für Rohöldestillationsprozesse besonders geeignet?

Für feuchte und gefährliche Prozesse mit hohen Durchflussanforderungen wie die Rohöldestillation sind DOLPHIN Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen von Busch die ideale Wahl. Die Experten von Busch helfen Ihnen gerne dabei, die Vakuumpumpen zu finden, die am besten zu Ihrem Prozess passen.

Welche Art von Destillation kommt bei Rohöl zum Einsatz?

Rohöl wird durch fraktionierte Destillation getrennt. Bei diesem Prozess werden die einzelnen Bestandteile des Ölgemischs – durch Ausnutzung ihrer unterschiedlichen Siedepunkte – voneinander getrennt.

Dies geschieht zunächst unter Atmosphärendruck. Unter diesen Bedingungen wird diese Form der Destillation als atmosphärische Destillation bezeichnet. Nach der atmosphärischen Destillation bleibt jedoch ein Gemisch von Verbindungen, der sogenannte atmosphärische Rückstand, übrig, der ebenfalls aufgespalten werden muss.

Dies erfolgt im nächsten Schritt, derVakuumdestillation. Der Prozess der fraktionierten Destillation wird wiederholt, diesmal unter Vakuum. Da der Rückstand aus der atmosphärischen Destillation bei Atmosphärendruck einen sehr hohen Siedepunkt hat, kann er unter Vakuum bei einer niedrigeren Temperatur aufgespalten werden. Auf diese Weise wird eine Zersetzung der Verbindungen, auch Cracken genannt, vermieden.

Welche Bedeutung hat die Rohöldestillation?

Rohöl kann in der Form, wie es aus unterirdischen Lagerstätten gefördert wird, zwar als Brennstoff verwendet werden, ist jedoch viel nützlicher und wertvoller, wenn es in seine Fraktionen zerlegt wird. Genau dieser wichtige Schritt wird bei der Rohöldestillation durchgeführt.

Durch die Destillation werden die verschiedenen Verbindungen getrennt, sodass sie einzeln verwendet werden können. Dabei kann es sich um Brennstoffe wie Kerosin, Diesel und Erdöl oder Ausgangsstoffe für andere chemische Prozesse wie Naphtha handeln.

Um die Effizienz zu erhöhen und unerwünschte Nebenprodukte zu vermeiden, erfolgt die Destillation in zwei Schritten: zunächst unter Atmosphärendruck, dann unter Vakuum.

Wie hoch ist der Siedepunkt von Rohöl?

Rohöl ist ein Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, die jeweils unterschiedliche Siedepunkte haben. Es handelt sich also eher um einen Siedebereich als um einen spezifischen Siedepunkt.

Der Siedebereich erstreckt sich vom niedrigsten Siedepunkt, bei dem der erste Tropfen des Produkts entsteht, bis zum endgültigen Siedepunkt, bei dem die Verbindungen mit den höchsten Siedepunkten verdampfen. Dies kann einen Bereich von 20 °C bis 500 °C bedeuten.

Bei Atmosphärendruck verdampft Flüssiggas bei 25 °C als erstes. Bitumen verdampft zuletzt – bei über 350 °C. In der Regel wird es zusammen mit anderen atmosphärischen Rückständen abgesaugt, die einen noch höheren Siedepunkt haben und deren Trennung nur durch Vakuumdestillation möglich ist.

Alle anderen gängigen Brennstoffe und Schmieröle haben Siedepunkte, die zwischen diesen beiden Extremen liegen.

Was passiert bei der Vakuumdestillation von Rohöl?

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der Vakuumdestillation um eine Destillationsart, die unterhalb des Atmosphärendrucks unter Vakuum stattfindet. Dadurch können schwerere Öle mit einem hohen Siedepunkt bei niedrigeren Temperaturen verdampfen, während leichtere Öle nicht zersetzt werden oder cracken.

Was sind die Bestandteile von Rohöl?

Rohöl ist in erster Linie ein Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen – Chemikalien, die aus Wasserstoff- und Kohlenstoffmolekülen bestehen.

Im Allgemeinen macht dies ca. 98 % des Gesamtgewichts von Rohöl aus. Die restlichen 2 % setzen sich aus anderen Elementen zusammen, darunter Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel und verschiedene Metalle.

Um diese Kohlenwasserstoffe zu trennen und nützliche Öle zu gewinnen, wird das Rohöl einer fraktionierten Destillation unterzogen, wobei ein Teil dieses Prozesses unter Vakuum stattfindet.

Was ist unter Cracken zu verstehen?

Am Ende des Erdölraffinationsprozesses bleiben viele Schweröle übrig. Diese können zwar genutzt werden, sind aber nicht unbedingt besonders rentabel. In der Erdölindustrie wird daher ein Verfahren eingesetzt, das als Cracken bezeichnet wird.

Die schwersten Öle haben lange Ketten von Kohlenwasserstoffmolekülen, die durch Cracken in kürzere Ketten zerlegt werden. Dadurch entstehen leichtere Fraktionen – die profitablen Kohlenwasserstoffe wie Kerosin für Flugzeuge oder Diesel und Benzin für Kraftfahrzeuge.

Das Cracken kann jedoch auch als Nebeneffekt im Destillationsturm auftreten. Wenn die Temperatur zu hoch ist, beginnen sich die Kohlenwasserstoffe mit den niedrigsten Siedepunkten zu zersetzen. Anders als bei der Raffination ist dies jedoch unkontrolliert und führt möglicherweise nicht zu den tatsächlich gewünschten, nützlichen Kohlenwasserstoffen. Um dies zu verhindern, wird die Vakuumdestillation eingesetzt, bei der der Siedepunkt der Fraktionen gesenkt wird, sodass sie sich bei niedrigeren Temperaturen trennen lassen.

Welches Vakuumniveau wird für die Rohöldestillation verwendet?

Um den Siedepunkt des restlichen Rohölgemischs zu senken, wird es unter Vakuum gesetzt. Der Druck liegt im Grobvakuumbereich zwischen 10 und 50 hPa (mbar). Daher muss die Temperatur im Destillationsturm nur noch maximal etwa 370 °C erreichen.

Was ist das Haupteinsatzgebiet von Rohöl?

Rohöl wird hauptsächlich als Ausgangsmaterial verwendet, aus dem verschiedene Arten von Brenn- und Kraftstoffen gewonnen werden können, wie z. B. Heizöle, Benzin und Kerosin.

Rohöl ist aber auch der Rohstoff für viele Alltagsprodukte, die uns umgeben. Ob Fensterrahmen, Lebensmittelverpackungen, Smartphones oder Kugelschreiber – Rohöl ist die Hauptzutat bei der Herstellung von Kunststoffen.

Um jedoch aus diesem Rohstoff verwertbare Öle zu gewinnen, muss das Rohöl durch Destillation, die teilweise unter Vakuum erfolgt, getrennt werden.

In welchem Temperaturbereich findet die Rohöldestillation statt?

Die Temperatur der Rohöldestillation hängt direkt mit den Siedepunkten der verschiedenen Fraktionen zusammen. Diese Siedepunkte liegen zwischen unter 25 °C bis hin zu 500 °C.

Kohlenwasserstoffe können sich jedoch bei Temperaturen über 370 °C zersetzen oder cracken. Daher wird Rohöl nie über diese Temperatur hinaus erhitzt. Aus diesem Grund wird die fraktionierende Destillation bei Atmosphärendruck bei Temperaturen von etwa 350 °C durchgeführt.

Um die letzten Verbindungen mit den höchsten Siedepunkten zu trennen, wird das Restgemisch unter Vakuum destilliert. Dadurch werden die Siedepunkte auf unter 370 °C gesenkt und die Fraktionen vor Zersetzung geschützt.

Was ist der Unterschied zwischen Rohöl und Erdöl?

Der Begriff Erdöl hat zwei Bedeutungen. Er kann sich sowohl auf unraffiniertes, unverarbeitetes Rohöl als auch auf die Produkte beziehen, die bei der Raffination daraus hergestellt werden können. Der Begriff wird häufig synonym für beide Bedeutungen verwendet.