Petrochemie

Schema einer Kraftstoffraffinerie

Unter Petrochemie (auch Petrolchemie; nach altgriechisch petros ‚Fels‘ und lateinisch oleum ‚Öl‘) versteht man die Herstellung von chemischen Produkten aus Erdgas und geeigneten Fraktionen des Erdöls.

Geschichte

Die wirtschaftliche Entwicklung während des Zweiten Weltkriegs verursachte plötzlich einen Mangel an Naturprodukten (z. B. Kautschuk), die durch künstliche Ersatzstoffe substituiert werden mussten. Der Wechsel von der Kohle- zur Petrochemie fand zuerst in den USA statt und verlief meist stürmisch.

Anteil der Petrochemie an der Gesamterzeugung organischer Chemikalien (in %)[1]
USAJapanWesteuropaBRD
19210,01000
19306000
194121000
195050042
19608845850
196594746861
197196939191

Wirtschaftliche Bedeutung

Petrochemische Betriebe sind wegen der Abhängigkeit von Naphtha oft in der Nähe von Raffinerien errichtet worden. Die Crackerkapazität in Deutschland beträgt ca. 5,8 Millionen Tonnen, die europäische Crackerkapazität beträgt ca. 26,3 Millionen Tonnen. Die Ethylen-Produzenten und Konsumenten sind oft über Ethylen-Pipelines miteinander verbunden, um Produktionsschwankungen auszugleichen. Die Produktion von petrochemischen Produkten in Westeuropa, Asien und Nord- und Südamerika betrugen 2006 55,3 Mio. Tonnen für Ethylen, 35,6 Mio. Tonnen für Propylen und 27,8 Mio. Tonnen für Benzol.[2] Der Umsatz der Petrochemie betrug in Deutschland im Jahr 2007 ca. 66 Mrd. Euro.

Petrochemische Anlage in Grangemouth, Schottland

Grundprodukte und Verfahren

Das wichtigste Verfahren der Petrochemie ist das Steamcracken, bei dem Ethan, LPG, Naphtha, Hydrowax, Gasöl oder andere geeignete Kohlenwasserstoffe bei Verweilzeiten im Millisekundenbereich, üblicherweise 200 bis 500 ms, und Temperaturen zwischen 800 und 850 °C in Gegenwart von Wasserdampf gecrackt werden.[3] Die Gasphase der Steamcrackerprodukte enthält die Grundchemikalien Ethylen, Propylen, den C4-Schnitt (hauptsächlich Buten, Iso-Buten und 1,3-Butadien) sowie Isopren. Die Flüssigphase enthält hauptsächlich Aromaten (Benzol, Toluol und Xylole) und findet auch als Pyrolysebenzin Anwendung.

Das Steamreforming von Raffineriegasen oder auch leichtem Naphtha liefert hauptsächlich Kohlenmonoxid und Wasserstoff für die Herstellung von Methanol, Ammoniak, Essigsäure und Hydrierprozesse.

Übersicht über die wichtigsten Prozesse zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen[4]
VerfahrenZiel des ProzessesProzessbedingungenSonstige Charakteristika
Druck (bar)Temperatur (*C)KatalysatorReaktionskomponente
Thermisches VisbreakingVerfahren Erniedrigung der Viskosität von Vakuumrückstanden, leichte Konversion5–18450–480//einfaches Konversionsverfahren; geringer Investitionsaufwand
Delayed CokingErzeugung von Benzin und Mitteldestillaten5480//zwangsläufiger Anfall von Petrolkoks
Thermisches CrackenErzeugung von Benzin und Mittel- destillaten aus schwerem Gasol50500//wird heute noch vereinzelt angewandt
Thermisches ReformierenErhöhung der Oktanzahl von Benzin40520//heute veraltet; abgelost durch katalytisches Reformieren
SteamcrackenErzeugung von Olefinenatmosph.850–900H2OKuppelproduktion von aromatenreichem Pyrolysebenzin und Pyrolyseol
HochtemperaturverkokungHerstellung von Hüttenkoksatmosph.1200//Kuppelproduktion der Aromatenrohstoffe Teer und Rohbenzol
BitumenoxidationErhöhung der Plastizitat von Bitumenatmosph.280–300/O2kontinuierliches Verfahren; wird auch zur Pechverblasung angewandt
KohlevergasungErzeugung von Synthesegas20–30max. 1000/O2, H2OAromatenanfall im Schwelbereich nur bei Gegenstromführung der Reaktanden Kohle und Luft/Dampf
HydrocrackenUmwandlung von Schweröldestillaten in Benzin und Mitteldestillat70–150350–450Mo, WH2sehr flexibles Konversionsverfahren; hoher Investitionsaufwand, wurde ursprünglich für die Kohlehydrierung entwickelt
Katalytisches ReformierenErhöhung der Oktanzahl von straight-run-Benzin20500Pt, Ir, Rewichtigste Aromatenquelle in den USA; Wasserstoffquelle
Katalytisches Cracken (FCC)Umwandlung von Schweröldestillaten in Benzin und Mitteldestillate0,5–1500Zeolithgroße Bedeutung für die Benzinproduktion, insbesondere in den USA

Folgeprodukte

Aus den Grundchemikalien werden durch verschiedene Prozesse eine Vielzahl von Zwischen- und Endprodukten hergestellt.

Die bedeutendsten Folgeprodukte sind:

Siehe auch

  • Journal of Natural Gas Chemistry

Weblinks

Commons: Petrochemistry – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Petrochemie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. Das Buch vom Erdöl, 1978.
  2. Statistik der APPE (Memento des Originals vom 19. August 2008 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.petrochemistry.net.
  3. ChemgaPedia Steamcracken.
  4. Heinz-Gerhard Franck, Jürgen Walter Stadelhofer: Industrielle Aromatenchemie: Rohstoffe · Verfahren · Produkte. Springer, 1987, ISBN 978-3-662-07876-1, S. 100–101.


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(c) User:John, CC-BY-SA-3.0
A petrochemical refinery in Grangemouth, Scotland, UK.
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