Name: Maret Rammrath, 2021-02
Definition: Unter Petrolchemie/ Petrochemie versteht man die Chemie der Fels- und Steinöle (z.B. Erdöl).
Entstehung:
Die Petrolchemie hat sich aus der Kohlechemie heraus entwickelt, bei der Kohle in Entgasungs-, Vergasungs- und Verflüssigungsprozessen zu weiteren Rohstoffen, wie Koks oder Benzol verarbeitet wird.
Diese wurde zwischen dem 1. Weltkrieg und dem 2. Weltkrieg von der Petrolchemie ersetzt (Ursprung in der USA).
Eine wichtige Voraussetzung für die Petrolchemie bildete damals die Fischer- Tropsch- Synthese, welche 1925 von Franz Fischer und Hans Tropsch entwickelt wurde. Durch dieses Verfahren konnte Kohle durch eine indirekte Hydrierung (H2 wird an eine andere Verbindung addiert) verflüssigt werden.
Verarbeitung des Erdöls:
In diesem Bereich der Chemie werden Kohlenwasserstoffverbindungen aus Bestandteilen des Erdöls und Erdgases synthetisiert. Die bei der Synthese entstandenen petrochemischen Rohprodukte (Primärchemikalien) werden darauf in der chemischen Industrie zu Fertigprodukten weiterverarbeitet.
Die Petrolchemie verbindet also die Mineralölindustrie (Umwandlung fossiler Rohstoffe in petrochemische Stoffe) mit der chemischen Industrie (Umwandlung petrochemischer Stoffe in chemische Fertigprodukte).
Trennung von langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen des Erdöls:
Bei Trennverfahren des Erdöls (das häufigste Trennverfahren ist die fraktionierte Destillation, bei der Erdöl in seine Bestandteile getrennt wird) entsteht eine größere Menge an langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen als an kurzkettigen Wasserstoffen (z.B. Benzin, Ethen) langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen. Jedoch ist die Nachfrage an kurzkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen viel größer als an langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen, wodurch verschiedene Verfahren entwickelt wurden, um die langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen aufzutrennen.
1) Cracken:
Beim Cracken werden lange Kohlenwasserstoffketten in kürzere Ketten zerlegt.
Man unterscheidet zwischen thermischem Cracken, bei dem Leichtbenzine bei einer Temperatur von ca. 800°C und unter hohem Druck zerlegt werden und katalytischem Cracken, bei dem Gasöle bei ca. 400°C bis 500°C mithilfe eines sauren Katalysators zerlegt werden und Hydrocracken, bei dem die Reaktion unter dem Katalysators und mit zugegebenen Wasserstoff stattfindet.
2) Reformieren:
Beim Reformieren werden Schwerbenzine unter Einfluss eines Katalysators bei ca. 500°C erhitzt, wodurch Cycloalkane oder Isoalkane entstehen. Im nächsten Schritt werden Wasserstoffe von diesen Verbindungen abgespalten, wodurch Alkene und Aromaten entstehen.
Verwendung von petrochemischen Produkten:
Aus den Zwischenprodukten der Petrolchemie entstehen in der chemischen Industrie unter Anderem Kunststoffe (z.B. PET-Flaschen, Folien, Verpackungen und Schaumstoffe), Weichmacher, Waschmittel, Lösemittel, Fasern (z.B. Perlon, Nylon, Polyester), Farbstoffe und Dünger. Es entstehen aber aber auch chemische Stoffe, wie Methan, Ethen, Propen, Butadien, BTX- Aromaten, und teilweise auch Ethin, Isopren, Benzol, Tuluol, Xylol und Kohlenmonoxid- Wasserstoff- Synthesegase.
Jedoch werden physikalische Verfahren, welche Erdöl und Erdgas in verschiedene Bestandteile zerlegen und chemische Prozesse, die der Qualitätsverbesserung von Erdöl und Erdgas dienen, nicht zu der Petrolchemie gezählt.