Erdöl

Question 1

Welche Produkte erwarten Sie grundsätzlich aus einer Raffinerie?

Answer 1

• Flüssiggas
• Benzine
• Düsentreibstoff
• Diesel, leichtes Heizöl
• Schweres Heizöl
• Schmierstoffe
• Bitumen
• Petrolkoks
• Schwefel

Question 2

Woraus besteht Erdöl im Allgemeinen?

Answer 2

• Alkanen
• Cycloalkane
• Aromaten

Question 3

Nennen Sie die Hauptbestandteile von Erdöl absteigend vom größten bis zum geringsten Anteil.

Answer 3

• Kohlenstoff: 85-90 %
• Wasserstoff: 10-14 %
• Schwefel: 0,1-7,0 %
• Stickstoff: 0-1-2,0 %
• Sauerstoff: 0-2,0 %
• Metalle (V, Ni, Na): 0,001-0,05 %

Question 4

Welche weiteren Verbindungen erwarten Sie im Erdöl?

Answer 4

• Schwefelverbindungen
• Stickstoffverbindungen
• Sauerstoffverbindungen
• Salze
• Metalle

Question 5

Zu welchen Problemen führen diese Verbindungen?

Answer 5

• Deaktivierung der Katalysatoren
• Destabiliseirung
• Basizität
• Korrosion

Question 6

Welche Fraktion erwarten Sie beim Siedesschnitt 140-250 °C?

Answer 6

Mitteldestillate (z.B. Naphta)

Question 7

Wo liegt der optimale Bereich der Kerogenzersetzung, damit Erdöl entsteht?

Answer 7

65-120 °C und 2000-4000 m Teufe

Question 8

Was ist unter sekundärer Migration zu verstehen?

Answer 8

• Bildung von größeren Öl- und Gasvolumina in porösen Bereichen
• Wanderung der flüchtigen Kohlenwasserstoffe als 3-Phasen-Systemzum/in Speichergesteine

Question 9

Wann endet die Migration?

Answer 9

In geologischen Fallen oder an der Erdoberfläche

Question 10

Wie können Sie Erdöl aus der Erde fördern (prinzipiell)?

Answer 10

• Primär: Durch natürlichen Lagerstättendruck
• Sekundär: Durch Erhöhung des Lagerstättendruckes
• Tertiär: Erhöhung der Fließfähigkeit

Question 11

Aus welchem Grund entsalzen Sie Erdöl?

Answer 11

• Salz führt zu
o Korrosion
o Deaktivierung der Katalysatoren

Question 12

Wie verfahren Sie mit dem atmosphärischen Rückstand der Destillation, um weitere Produkte zu erhalten?

Answer 12

• Vakuumdestillation

* Destillation über 350 °C bei atmosspährischem Druck würde zu Crackreaktionen führen

Question 13

Welches Ziel hat die Isomerisierung?

Answer 13

• Gewinnung von Benzin mit hoher Oktanzahl.

Question 14

Unterscheiden Sie Coking, Visbraking, katalytisches Cracken und Hydrocracken hinsichtlich ihrer Schärfe und Art.

Answer 14

• Coking: scharfes, thermisches Cracken
• Visbreaking: mildes thermisches Cracken
• katalytisches Cracken: scharfes, katalytisches Cracken
• Hydrocracken: scharfes, katalytisches Cracken mit Wasserstoff

Question 15

Vergleichen Sie Coil Cracken und Soaker Cracken (Visbreaking).

Answer 15

• Coil Cracken
     o	Nur Heizofen
     o	Reaktionsbedingungen: 475-500 °C 
     o	15 bar
     o	1-3 Minuten Verweilzeit
     o	Reinigung des Ofens alle 3-6 Monate

• Soaker Cracken
o Heizofen + nachgeschalteter Behälter
o ca. 430 °C
o 6-8 Minuten Verweilzeit
o Reinigung des Ofens alle 6-18 Monate

Question 16

Welche Vorteile bringt das katalytische Cracken gegenüber dem thermischen Cracken?

Answer 16

• gute Ausbeute an hochoktanigem Benzin
• hoher Umsatz
• lange Laufzeit
• große Flexibilität
• Beeinflussung der Selektivität durch den Katalysator

Question 17

Welche Katalysatoren werden beim Hydrocracken eingesetzt?

Answer 17

• synthetische Zeolithe mit 
     o	Nickelbeschichtung,
     o	Cobaltbeschichtung,
     o	Molybdänbeschichtung,
     o	Wolframbeschichtung oder
     o	Palladiumbeschichtung

Question 18

Mit welchem Einsatzmaterial findet die Reformierung statt und aus welchem Grund?

Answer 18

• Schwerbenzin (Siedeschnitt 80-200 °C)
o bei hochsiedenden Komponenten würde es zu Hydrocrackreaktionen kommen
o niedersiedende Komponenten würden zu Benzol reagieren, dessen Gehalt im benzin begrenzt ist

Question 19

Beschreiben Sie kurz das Alkylieren, nennen Sie dabei die Katalysatoren, das Zielprodukt und Ihnen bekannte Prozessparameter.

Answer 19

• Reaktion von Isobutan mit niederen Olefinen zu i-Heptan, i-Oktan und i-Nonan.
• Zur Erzeugung von Benzinkomponenten mit hoher Oktanzahl
• Produkte: Alkylat, Propan, Butan
• Schwefelsäure und Flourwasserstoff als Katalysator

• Niedrige Temperatur (5-40 °C) bei 10-40 Minuten Verweilzeit
o Verhinderung der SO2-Bildung
o Verhinderung von Polymerisationsreaktionen der Olefine

Question 20

Was ist das Ausgangsmaterial der Erdölbildung?

Answer 20

Pflanzlische und tierische maritime Kleinstlebewesen

Question 21

Welche Bedingungen sind für die Erdölbildung notwendig?

Answer 21

• Geringe Sauerstoffkonzentration
• Überdeckung des abgestorbenen Planktons mit Sediment
• Anstieg von Druck und Temperatur durch weitere Sedimentüberlagerung

Question 22

Welche alternativen Lagerstätten für Erdöl gibt es?

Answer 22

• Ölschiefer: Faulschlamm-Gestein, aus dem das Erdöl nicht ausgewandert ist
• Ölsande: Mischung aus Ton, Silikaten, Wasser und Kohlenwasserstoffen

Question 23

Ordnen Sie den verschiedenen Erdölfraktionen die Temperaturbereiche, in denen sie gewonnen werden sowie spätere Verwendungszwecke zu.

Answer 23

Vgl. Abbildung

Question 24

Welche Raffinerieprozesse folgen auf die Destillation?

Answer 24

• Thermisches Cracken
• Hydrotreating
• Isomerisierung
• Reformierung
• Alkylierung

Question 25

Stellen Sie in einem Diagramm die Auswirkung der Raffinerieprozesse auf den Wasserstoffgehalt und die mittlere Kettenlänge der Moleküle dar.

Answer 25

Vgl. Abbildung

Question 26

Beschreiben Sie kurz den Prozess „Hydrotreating“.

Answer 26

• katalytische Hydrierung • Ziele: o Entfernung von Schadstoffen o (S-,N-,O-Verbindungen und Metalle) o Stabilisierung von Olefinen o Reduzierung des Anteils an Aromaten (Benzol) * Keine Veränderung der Siedebereiche * Wasserstoffbedarf durch Reformer bereitgestellt (Stöchiometrie ca. 10!) * Katalysator: Kobalt- und Molybdänsulfide auf Tonerdeträger