Erdöl und die fraktionierte Destillation

Erdöl und die fraktionierte Destillation in der Chemie

Aus Erdöl werden viele Stoffe hergestellt, denen wir in unserem Alltag regelmäßig begegnen. Um aus Erdöl Kraftstoffe, Plastik oder andere praktische Stoffe zu erhalten, muss das Erdöl jedoch zunächst in seine Bestandteile aufgetrennt werden. Dies wird durch die fraktionierte Destillation erreicht. Aber woraus besteht Erdöl eigentlich? Und wie funktioniert die fraktionierte Destillation? Mit diesen Fragen beschäftigen wir uns in diesem Text.

Was ist Erdöl? – Definition

Erdöl ist ein hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen bestehendes Stoffgemisch. Es kommt in der obersten Schicht der Erdkruste vor. Erdöl entsteht durch verschiedenste Umwandlungsprozesse organischer Stoffe (verrottete Pflanzen- und Tierreste). Die Erdölvorkommen können bis zu $3000$ Meter tief unter der Erdoberfläche liegen.

Gewinnung von Erdöl – Förderung und Raffinierung

Erdöl wird gewöhnlich in der Erdölraffinerie verarbeitet. Zunächst wird das Erdöl gefördert, das in diesem Zustand auch als Rohöl bezeichnet wird. Das Rohöl wird dann in der Raffinerie raffiniert.

Die Zusammensetzung von Erdöl als ein Stoffgemisch aus vielen verschiedenen Kohlenwasserstoffen macht es notwendig, diese erst voneinander zu trennnen, bevor sie verwendet werden können.

Die fraktionierte Destillation von Erdöl

Wie kann man die verschiedenen chemischen Verbindungen im Stoffgemisch Rohöl voneinander trennen? Eine Methode zur Stofftrennung wird benötigt. Es werden die verschiedenen Siedetemperaturen der Alkane genutzt, um die Kohlenwasserstoffe voneinander zu trennen. Hierfür benötigen wir die fraktionierte Destillation. Bei einer Destillation werden Stoffe mit unterschiedlichen Siedetemperaturen voneinander getrennt. Die einfache Destillation reicht jedoch für die Stofftrennung beim Rohöl nicht aus.

Was ist fraktionierte Destillation? – einfach erklärt

Durch das Trennverfahren der fraktionierten Destillation kann ein aus mehreren Komponenten bestehendes Gemisch getrennt werden.

Die Rektifikationskolonne ist eine turmartige Anlage, die über viele Glockenböden verfügt. In der Kolonne erfolgt eine langsame Destillation mit dem Ergebnis eines hohen Trenneffekts. In den Glocken finden die Verdampfung und die Kondensation statt. Die Temperatur in der Rektifikationskolonne steigt von oben nach unten von Raumtemperatur bis auf etwa $400$ Grad Celsius. Entsprechend haben die abfließenden Kohlenwasserstoffe weiter unten größere Molekülmassen. Um das Rohöl auf die nötige hohe Temperatur zu bringen, wird es durch einen Röhrenofen geleitet. Die kleinen Moleküle steigen nach oben, die großen bleiben unten, die mittelgroßen verharren in der Mitte.

Die wichtigsten Fraktionen, die bei der Rektifikation von Erdöl erhalten werden, sind Flüssiggas, Benzin und Leichtbenzin, Petroleum und Kerosin, Diesel und Heizöl, Schweröle, Schmieröle, Paraffine, Wachse, Bitumen, Teer und Koks. Kohlenwasserstoffe mit besonders hohen Siedetemperaturen bereiten bei der Raffination Probleme. Hier benutzt man die Gesetzmäßigkeit, dass mit fallendem Druck auch die Siedetemperatur eines Stoffs sinkt. Unter stark vermindertem Druck, fast im Vakuum, erfolgt dann eine energiesparende und schonende Destillation.

Verwendung von Erdöl – Beispiele

Die Produkte der Erdölraffinerie sind Ausgangsstoffe für zahlreiche Produkte der chemischen Industrie wie Kunststoffe, Lacke und Farben oder auch Medikamente und haben vielfältige Verwendungen. Einige Beispiele für die Verwendung von Erdöl findest du in der folgenden Liste.

• Flüssiggas und Leichtbenzin dienen in der chemischen Reinigung der Fleckenentfernung. Des Weiteren benötigt man sie als Flüssiggaskraftstoff in Gasfeuerzeugen und zum Betrieb von Gasheizungen. Man verwendet sie auch in Klimaanlagen und zum Kochen.
• Benzin findet man als Vergaserkraftstoff an Tankstellen.
• Petroleum und Kerosin dienen der Entfettung metallischer Bauteile, für den Betrieb von Petroleumlampen und Kerosin vor allem als Treibstoff für Flugzeuge.
• Diesel ist ein wichtiger Treibstoff in der Verkehrsindustrie.
• Im Namen Heizöl steckt dessen Verwendung: für den Betrieb von Ölheizungen.
• Schweröle dienen als Kraftstoff für Schiffsdieselmotoren und zur Stromerzeugung.
• Schmieröle sind zum Beispiel Motoröle.
• Paraffine verwendet man als Brennstoff in der Medizin und zur Versiegelung in der Nagelpflege. Aus Wachs fertigt man Kerzen und stellt Schuhcreme her.
• Bitumen ist der Destillationsrückstand. Aus ihm gewinnt man Teer und fertigt Asphalt, den Straßenbelag.
• Koks ist ein wertvolles Reduktionsmittel in der Eisen- und Stahlherstellung.

Ausblick – das lernst du nach Erdöl und die fraktionierte Destillation

Entdecke als nächstes Kunststoffe und die Polymerisation und lerne die Chemie in der Kosmetik kennen. Befasse dich auch mit alternativen Energieträgern und erfahre, wie die Chemie unser Leben verändert.

Auch zum Thema franktionierte Destillation von Erdöl haben wir Übungen und Arbeitsblätter vorbereitet. Du kannst dein neu gewonnenes Wissen also direkt testen. Viel Spaß!

Häufige Fragen zum Thema Erdöl und fraktionierte Destillation