was versteht man bei der erdöldestillation unter einer fraktion gute frage?
CHEMIE PROBLEM
3 Antworten
Moin,
nachdem das geförderte Erdöl in einer sogenannten Aufbereitungsanlage von Wasser, Salzen und Sand befreit wurde, kommt es als Rohöl in eine Raffinerie. Hier gibt es mindestens einen Destillationsturm. Das Rohöl wird durch einen Röhrenofen auf etwa 400°C erhitzt und so in den Destillationsturm geschickt.
Das Rohöl ist ein Gemisch aus verschiedensten Kohlenwasserstoffen. Diese haben alle mehr oder weniger verschiedene Siedetemperaturen. Bei 400°C sind sehr viele dieser Komponenten gasförmig. Deshalb steigen sie im Destillationsturm auf. Da der Destillationsturm selbst nicht zusätzlich erwärmt wird, kühlen sich die Gase zunehmend ab, je höher sie steigen. Dabei ist zusätzlich hilfreich, dass der Turm durch sogenannte Glockenböden in Etagen eingeteilt ist. Die Gase gelangen durch die Glocken in die nächsthöhere Etage. Ist diese Etage immer noch so heiß, dass die Bestandteile gasförmig bleiben, steigen sie als Gase weiter auf. Herrscht in der Etage aber eine Temperatur, bei dem eine bis dahin gasförmige Komponente kondensiert und flüssig wird, verbleibt sie als Flüssigkeit auf der Etage.
Die Glockenböden haben zusätzliche sogenannte Überläufe. Darüber fließen Flüssigkeiten wieder in die darunterliegende Etage ab (die heißer ist). Dort verdampft die Flüssigkeit erneut, wird gasförmig und steigt abermals durch den Glockenboden in die nächsthöhere Etage wieder auf. Das ist eine Art Sicherung, denn manchmal kondensieren Gase in einer Etage mit, die eigentlich noch gasförmig bleiben sollten. Wenn das passiert, gibt es die Chance, dass sie bei einem weiteren Durchlaufen der heißeren Etage darunter beim zweiten Mal gasförmig bleiben.
Wie auch immer: Mit Hilfe der Glockenböden im Destillationsturm erricht man jedenfalls, dass pro Etage nur die Komponenten, die in einem bestimmten Siedebereich liegen und dort kondensieren, als Flüssigkeiten zurück bleiben. So erhält man verschiedene Fraktionen, also Gemische aus Stoffen, die alle einen ähnlichen Siedebereich haben. Über sogenannte Abläufe kann man dann die verschiedenen Fraktionen in verschiedenen Höhen des Turms als Flüssigkeiten entnehmen.
Ganz oben im Turm liegt die Gasfraktion. Das sind Stoffe, die selbst im kältesten Bereich des Turmes (< 40°C) noch gasförmig sind. Aus dieser Fraktion gewinnt man später zum Beispiel Propan (für Campingkocher) oder Butan (für Feuerzeugbenzin).
Die nächst kältere ist die Leichtbenzinfraktion. Hier befinden sich in der Flüssigkeit Stoffe, die zwischen 40° und 100°C sieden. Daraus werden Kraftstoffe für Autos mit Otto-Motoren gewonnen.
Dann folgt die Schwerbenzinfraktion, in der Stoffe mit Siedetemperaturen zwischen 100° und 150°C liegen. Aus ihnen gewinnt man zum Beispiel Kerosin (das Benzin für Flugzeuge).
Die nächste Fraktion wird Petroleumfraktion genannt. Hier befinden sich Stoffe, die zwischen 150° und 250°C sieden. Man macht daraus zum Beispiel Heizöl.
Die unterste Fraktion liefert Schweröle, die zwischen 250° und 350°C sieden. Daraus macht man zum Beispiel Schmieröl für Motoren oder schweres Heizöl für Industrieanlagen.
Am Boden des Destillationsturms verbleiben Rückstände, die bei 400°C gar nicht gasförmig werden, sondern von Vornherein flüssig bleiben. Daraus werden Wachse oder Bitumen (Asphalt) gewonnen. Man kann die Fraktion der Rückstände aber auch noch in einen weiteren (kleineren) Destillationsturm leiten, in dem ein Unterdruck herrscht (Vakuumdestillations). Der Unterdruck sorgt dafür, dass aus den Rückständen Stoffe isoliert werden können, die eigentlich zur Schwerölfraktion gehören, aber bis dahin nicht verdampft sind.
So. Nun weißt du fein Bescheid. Destillation ist eine Trennmethode, die auf unterschiedlichen Siedetemperaturen beruht. Fraktionen sind Stoffgemische, die aus Stoffen mit ähnlichen Siedetemperaturen bestehen. Und weil man in einem Destillationsturm einer Erdölraffinerie genau solche Stoffgemische mit Hilfe dieser Trennmethode gewinnt, bezeichnet man das als fraktionierte Destillation.
LG von der Waterkant
An der Graphik siehst du rechts die einzelnen Fraktionen aus der Kolonne austreten.
Wenn ich mich richtig erinnere die verschiedenen Schichten, in die das Erdöl aufgeteilt wird