{"id":4389,"date":"2025-04-13T10:53:57","date_gmt":"2025-04-13T08:53:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.chemieseiten.de\/?p=4389"},"modified":"2025-04-17T06:08:06","modified_gmt":"2025-04-17T04:08:06","slug":"die-veredlung-von-erdoel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.chemieseiten.de\/?p=4389","title":{"rendered":"Die Veredlung von Erd\u00f6l"},"content":{"rendered":"\n
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Die \u00d6lvorr\u00e4te der Erde entsprechen in ihrer Zusammensetzung leider nicht dem industriell- technischen Bedarf. Wir ben\u00f6tigen Unmengen an Diesel- und Benzinkraftstoffe, welche in den Erd\u00f6len der Welt nur unzureichend enthalten sind. Daf\u00fcr sind die Anteile an langkettigen Kohlenwasserstroffen h\u00f6her als ben\u00f6tigt.<\/p>\n\n\n\n

Video – Eine Raffinerie verstehen – von miro-ka.de<\/a><\/p>\n\n\n\n

Beispiele f\u00fcr die Zusammensetzung von Erd\u00f6len der Welt, verglichen mit dem eigentlichen Bedarf:<\/p>\n\n\n\n

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Video – Notwendigkeit der Veredlung, Cracken<\/a><\/p>\n\n\n\n

Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die enthaltenen Fraktionen nachtr\u00e4glich zu optimieren. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Strategie 1 – zu viele lange Kohlenstoffketten – Molek\u00fcle aufbrechen – Cracken<\/p>\n\n\n

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Die Fraktionen mit langkettigen Kohlenwasserstoffen z.B. „Schwer\u00f6le“ werden:<\/p>\n\n\n\n

beim „thermischen Cracken“<\/strong> kurzzeitig auf 700\u00b0C bis 900\u00b0C erhitzt und so in starke Eigenschwingungen versetzt. Dabei zerbrechen die Molek\u00fcle in sehr kurzkettige Molek\u00fcle (Ethan, Propan, Butan).<\/p>\n\n\n\n

beim „katalytischen Cracken“<\/strong> bei 450\u00b0C \u00fcber geeignete Katalysatoren wie Molybd\u00e4noxid, Wolframoxid, oder Aluminiumoxid geleitet. Die Molek\u00fcle zerbrechen in Benzin und Diesel (Hexan, Heptan, Oktan, …, Dodekan).<\/p>\n\n\n\n

Beispielgleichung:

\\( Hexadekan \\rightarrow Oktan + Okten \\)

\\( C_{16} H_{34} \\rightarrow C_{8} H_{18} + C_8 H_{16} \\)<\/p>\n\n\n\n

Video – Modellversuch „Paraffin- Cracking“<\/a>
Der hier verwendete „Perlkatalysator“ enth\u00e4lt por\u00f6se keramische Kugeln, die an der Oberfl\u00e4che Aluminiumoxid\/Aluminiumsilikat enthalten.<\/p>\n\n\n\n

Strategie 2 – zu viel Schwefel st\u00f6rt die Verbrennung – Schwefelgehalt senken<\/p>\n\n\n

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Da Erd\u00f6l und so auch seine Fraktionen einen hohen Anteil des Verbrennungs-St\u00f6rstoffes „Schwefel“ besitzen, ist eine Entschwefelung der Destillate \u00f6kologisch(1) und auch \u00f6konomisch(2) unerl\u00e4sslich. Die Grenzwerte f\u00fcr Schwefel in Erd\u00f6lprodukten sind heute streng und zwingen so die Industrie zur Entschwefelung.<\/p>\n\n\n\n

(1) Schwefel verbrennt zu Schwefeldioxid, einem Umweltgift
(2) Schutz der teuren Auto-Katalysatoren vor aggressivem Schwefel, Minderung der Ru\u00dfbildung im Dieselmotor

Mit Hilfe von Wasserstoff wird hierbei an einem Katalysator der enthaltene Schwefel in Schwefelwasserstoff umgewandelt (hydriert) und der sogenannten Clausanlage zu elementarem Schwefel umgewandelt.<\/p>\n\n\n\n

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  1. Bildung von Schwefelwasserstoff:
    \\( CH_3 – S – C_{10} H_{21} + 2 H_2 \\rightarrow CH_4 +C_{10} H_{22} + H_2 S \\)<\/li>\n\n\n\n
  2. Umwandlung in Schwefeldioxid:
    \\( 2 H_2 S + 3 O_2 \\rightarrow 2 SO_2 + 2 H_2O \\)<\/li>\n\n\n\n
  3. Umwandlung in elementaren Schwefel:
    \\( 2 H_2 S + SO_2 \\rightarrow 3 S + 2 H_2O \\)<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Strategie 3 – verzweigte Stoffe verbrennen „besser“ – Verzweigen, cyclisieren,…<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Seitdem Motoren das Kraftstoffgemisch st\u00e4rker verdichten, ist es dringend notwendig, dass das Gemisch m\u00f6glichst ideal z\u00fcndet, also gleichm\u00e4\u00dfig im Motor verbrennt.
    Dabei hat man festgestellt, dass verzweigte also isomerisierte Varianten der Kohlenwasserstoffe(KW) „z\u00fcndwilliger“ als unverzweigte KW sind. Auch ringf\u00f6rmige KW oder aromatische Varianten der KW (Xylol, u.\u00e4.) sind sehr z\u00fcndwillig und zeigen weniger z\u00fcndhemmende Effekte, die mechanische \u00dcberbeanspruchungen(„Motorklopfen“) erzeugen.<\/p>\n\n\n\n

    Die Z\u00fcndwilligkeit eines Benzins wird als „Oktanzahl“ ausgedr\u00fcckt. Dabei steht ROZ f\u00fcr „Research-Oktanzahl“. Die „Klopffestigkeit“ eines Motors beschreibt daf\u00fcr die kontrollierte Z\u00fcndf\u00e4higkeit des Benzingemisches ohne spontane Entz\u00fcndung auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen (Drehzahl, Temperatur, Brennraumgeometrie, Verdichtungsverh\u00e4ltnis, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Z\u00fcndzeitpunkt, Ablagerungen, usw.) des Motors.
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    Video – Zeitlupe der Verbrennung im Motorraum<\/a><\/p>\n\n\n\n

    Aus kettenf\u00f6rmigen Kohlenwasserstoffen werden durch Wasserstoffabspaltung cyclische KW, aromatische KW(Mehrfachbindungen) und isomerisierte(verzweigte) KW.
    \"\"    Vollbild -Molek\u00fclbetrachtung bei molview.org<\/a><\/p>\n\n\n\n