Petrochemie

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Schema einer Kraftstoffraffinerie

Unter Petrochemie (auch Petrolchemie; nach (griech.) petros = Fels und (lat.) oleum = Öl) versteht man die Herstellung von chemischen Produkten aus Erdgas und geeigneten Fraktionen des Erdöls.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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]
USA Japan Westeuropa BRD
1921 0,01 0 0 0
1930 6 0 0 0
1941 21 0 0 0
1950 50 0 4 2
1960 88 4 58 50
1965 94 74 68 61
1971 96 93 91 91

Wirtschaftliche Bedeutung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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]
Verfahren Ziel des Prozesses Prozessbedingungen Sonstige Charakteristika
Druck (bar) Temperatur (*C) Katalysator Reaktionskomponente
Thermisches Visbreaking Verfahren Erniedrigung der Viskosität von Vakuumrückstanden, leichte Konversion 5–18 450–480 / / einfaches Konversionsverfahren; geringer Investitionsaufwand
Delayed Coking Erzeugung von Benzin und Mitteldestillaten 5 480 / / zwangsläufiger Anfall von Petrolkoks
Thermisches Cracken Erzeugung von Benzin und Mittel- destillaten aus schwerem Gasol 50 500 / / wird heute noch vereinzelt angewandt
Thermisches Reformieren Erhöhung der Oktanzahl von Benzin 40 520 / / heute veraltet; abgelost durch katalytisches Reformieren
Steamcracken Erzeugung von Olefinen atmosph. 850–900 H2O Kuppelproduktion von aromatenreichem Pyrolysebenzin und Pyrolyseol
Hochtemperaturverkokung Herstellung von Hüttenkoks atmosph. 1200 / / Kuppelproduktion der Aromatenrohstoffe Teer und Rohbenzol
Bitumenoxidation Erhöhung der Plastizitat von Bitumen atmosph. 280–300 / O2 kontinuierliches Verfahren; wird auch zur Pechverblasung angewandt
Kohlevergasung Erzeugung von Synthesegas 20–30 max. 1000 / O2, H2O Aromatenanfall im Schwelbereich nur bei Gegenstromführung der Reaktanden Kohle und Luft/Dampf
Hydrocracken Umwandlung von Schweröldestillaten in Benzin und Mitteldestillat 70–150 350–450 Mo, W H2 sehr flexibles Konversionsverfahren; hoher Investitionsaufwand, wurde ursprünglich für die Kohlehydrierung entwickelt
Katalytisches Reformieren Erhöhung der Oktanzahl von straight-run-Benzin 20 500 Pt, Ir, Re wichtigste Aromatenquelle in den USA; Wasserstoffquelle
Katalytisches Cracken (FCC) Umwandlung von Schweröldestillaten in Benzin und Mitteldestillate 0,5–1 500 Zeolith große Bedeutung für die Benzinproduktion, insbesondere in den USA

Folgeprodukte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

Die bedeutendsten Folgeprodukte sind:

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Das Buch vom Erdöl, 1978.
  2. Statistik der APPE.
  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.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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