Destillation

Die Destillation trennt Rohöl in verwendbare Produkte auf, indem es auf etwa 350°C erhitzt wird und die Dämpfe in einer Rektifikationskolonne bei unterschiedlichen Temperaturen kondensieren, während sie nach oben steigen. Leichte Kohlenwasserstoffe (kleinere Moleküle) kondensieren oben in der Kolonne, wo es kühler ist; schwere (größere Moleküle) sinken ab und kondensieren weiter unten, wo es heißer ist. Dieser Temperaturgradient erledigt die Sortierarbeit mechanisch, ohne Chemikalien.

Das Rohöl tritt als Flüssigkeit nahe der Basis der Kolonne ein und wird sofort von einem Brenner verdampft. Beim Aufsteigen des heißen Dampfes trifft er auf Böden oder Packungen, die ihn schrittweise abkühlen. Auf jeder Ebene kondensiert ein Teil des Dampfes zu Flüssigkeit und fließt seitlich in Auffangbehälter, während nicht kondensierter Dampf weiter nach oben steigt. Das Ergebnis ist eine Reihe von unterschiedlichen Produktströmen: Erdölgas und Flüssiggas oben, dann Benzin, Rohbenzin (Naphtha), Kerosin, Dieselöl, Heizöl und schließlich Bitumen unten.

Die Reise des Rohöls durch die Kolonne

Rohöl ist ein komplexes Gemisch von Kohlenwasserstoffen, das von Methan (ein Kohlenstoffatom) bis zu Molekülen mit 50 oder mehr Kohlenstoffen reicht. Der Siedepunkt steigt steil mit der Kettenlänge an: Methan siedet bei minus 162°C, Benzinkomponenten etwa bei 40 bis 200°C, Diesel bei etwa 250 bis 350°C und schwerere Fraktionen viel höher. Die Kolonne nutzt diese Unterschiede aus. Ingenieure regeln die Basistemperatur der Kolonne und den Rücklauf (wie viel kondensierte Flüssigkeit nach unten zurückgeführt wird), um die Aufteilung zwischen den Produkten zu optimieren.

Rektifikationskolonnen sind das industrielle Herzstück jeder Raffinerie. Eine typische Kolonne ist 30 bis 60 Meter hoch und 2 bis 4 Meter im Durchmesser, betrieben unter Drücken von 10 bis 20 bar und läuft kontinuierlich. Der Wärmeverlust durch die Wände wird durch Isolierung minimiert, da die Aufrechterhaltung des richtigen inneren Temperaturgradienten für die Produktqualität entscheidend ist. Böden können Glockenböden (älter, robust), Ventilböden (effizienter) oder Siebböden (einfache Bohrungen, die Dampf durch die Flüssigkeit aufsteigen lassen) sein.

Die Begriffe 'Fraktionierung' und 'Destillation' werden in der Raffination fast bedeutungsgleich verwendet, obwohl Fraktionierung technisch eher die Auftrennung in unterschiedliche Fraktionen als den Siedemechanismus betont. Probleme in der Kolonne hängen meist mit Verschmutzung (schwere Rückstände lagern sich auf den Böden ab), Schaumbildung (schlechte Flüssigkeitsentwässerung) oder Temperaturkontrollverlust zusammen. Das Rohöl muss vor dem Eintritt entsalzt werden (Wasser und Mineralsalze entfernt), sonst treten Korrosion und Verstopfung der Ausrüstung auf.