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Entstehung von Erdöl
Erdöl ist ein fossiler Brennstoff, der über Millionen von Jahren aus abgestorbenen Mikroorganismen (z. B. Plankton) entsteht. Dieser Prozess läuft in mehreren Schritten ab:
- Ablagerung: Abgestorbene Organismen sinken auf den Meeresboden und lagern sich in sauerstoffarmen Sedimenten ab.
- Diagenese: Unter Druck und Temperaturen von 50–150 °C werden die organischen Materialien in Kerogen umgewandelt.
- Katagenese: Durch weitere Druck- und Temperatureinwirkung (150–200 °C) spaltet sich Kerogen in Kohlenwasserstoffe, aus denen Erdöl und Erdgas entstehen.
Die chemische Zusammensetzung von Erdöl besteht hauptsächlich aus Alkanen (gesättigte Kohlenwasserstoffe), Cycloalkanen und Aromaten (z. B. Benzol). Die allgemeine Summenformel für Alkane lautet:
$$ \ce{C_nH_{2n+2}} $$Förderung von Erdöl
Erdöl wird durch Bohrungen aus unterirdischen Lagerstätten gefördert. Es gibt drei Hauptphasen der Förderung:
- Primärförderung: Das Erdöl strömt aufgrund natürlichen Drucks an die Oberfläche.
- Sekundärförderung: Durch Einpressen von Wasser oder Gas wird der Druck in der Lagerstätte erhöht, um mehr Öl zu fördern.
- Tertiärförderung: Chemische Methoden (z. B. Tenside oder Dampfinjektion) werden eingesetzt, um das verbleibende Öl zu lösen.
Verarbeitung von Erdöl
Die Verarbeitung von Erdöl erfolgt in einer Raffinerie durch fraktionierte Destillation. Dabei wird das Rohöl in einem Destillationsturm erhitzt und in verschiedene Fraktionen aufgetrennt, die sich durch ihre Siedepunkte unterscheiden:
| Fraktion | Siedebereich (°C) | Verwendung |
|---|---|---|
| Gase | < 30 | Heizgas, Chemierohstoff |
| Benzin | 30–180 | Treibstoff für Autos |
| Kerosin | 180–250 | Flugzeugtreibstoff |
| Diesel | 250–350 | Treibstoff für LKW |
| Schweröle | 350–500 | Heizöl, Schiffstreibstoff |
| Rückstand | > 500 | Asphalt, Bitumen |
Nach der Destillation werden die Fraktionen weiterverarbeitet, z. B. durch:
- Cracken: Lange Kohlenwasserstoffketten werden in kürzere gespalten.
- Reformieren: Umwandlung von geradkettigen in verzweigte oder aromatische Kohlenwasserstoffe zur Verbesserung der Oktanzahl.
Wichtige Produkte aus Erdöl
Aus Erdöl werden zahlreiche Produkte hergestellt, darunter:
- Kraftstoffe (Benzin, Diesel, Kerosin)
- Schmiermittel (Motoröl, Fette)
- Kunststoffe (Polyethylen, PVC)
- Chemikalien (Ethylen, Propylen, Benzol)
Übungen
- Erkläre den Unterschied zwischen Alkanen, Alkenen und Aromaten.
- Beschreibe den Prozess der fraktionierten Destillation und nenne drei Fraktionen mit ihren Verwendungen.
- Warum ist Erdöl ein endlicher Rohstoff? Diskutiere mögliche Alternativen.