Rohöldestillation

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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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.