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Verarbeitung
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 _C 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 _C das Leichtbenzin, etwa zw. 100 und 180 _C das Schwerbenzin, zw. 180 und 250 _C das Petroleum und zw. 250 und 350 _C das Gasöl. Am Boden der Destillationskolonne sammeln sich diejenigen Bestandteile des Erdöls an, die erst oberhalb 350 _C 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 je nach dem eingesetzten Rohöl als Bitumen oder 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 _C in der Dampfphase durchgeführt. Als Katalysatoren lassen sich aktivierte natürliche Tone, synthetisch saure Aluminiumsilicate, Magnesium- und Molybdänsilicate verwenden. 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. Als Nebenprodukte treten wasserstoffreiche, zu Synthesen geeignete Spaltgase auf. Beim Reformieren nach dem Festbettverfahren wird ein feinkörniger, fest im Reaktor auf Trägermaterial angebrachter Platinkatalysator verwendet (Platforming), beim Reformieren nach dem Wirbelschichtverfahren besteht der Katalysator aus feinkörnigen Molybdän- und Aluminiumoxidteilchen oder Gemischen aus Kobalt-, Molybdän- und Aluminiumoxid, die von unten her vom Einsatzgut durchströmt werden (Hydroforming, Hyperforming). Die Reaktion vollzieht sich bei Drücken zw. 1-3 MPa (10-30 bar) bei Temperaturen von mehr als 500 _C.