Erdöl: Entstehung, Förderung und Destillation
Erdöl ist ein Gemisch aus vielen Kohlenwasserstoffen. In einer Raffinerie trennt man es durch fraktionierte Destillation nach den Siedetemperaturen.
Das lernst du heute
- Ich kann beschreiben, wie Erdöl und Erdgas entstehen.
- Ich kann die fraktionierte Destillation erklären.
- Ich kann die Fraktionen ihren Verwendungen zuordnen.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Van-der-Waals-Kräfte: Siedetemperatur und Kettenlänge
Erdöl und Erdgas entstanden vor vielen Millionen Jahren. Tote Meeresorganismen sanken auf den Meeresgrund. Sie wurden unter Sauerstoffmangel von Sedimenten bedeckt. Mit der Zeit wirkten Druck und Wärme. Es entstanden Erdöl und Erdgas. Sie wanderten durch poröses Gestein und sammelten sich unter dichten Gesteinsschichten. Dort bohrt man danach, zum Teil auch im Meer. Erdöl ist ein Alkangemisch, dazu kommen andere Kohlenwasserstoffe. Erdgas besteht überwiegend aus Methan. Beide sind fossile Energierohstoffe und nicht erneuerbar. Rohöl taugt nicht direkt als Treibstoff. In der Raffinerie wird es erhitzt und in einen hohen Turm geleitet, die Kolonne. Unten ist es heiß, oben kühl. Die Dämpfe steigen auf und kondensieren auf verschiedenen Höhen. Stoffe mit niedriger Siedetemperatur steigen hoch, Stoffe mit hoher Siedetemperatur bleiben unten. So trennt man das Gemisch in Fraktionen.
| Fraktion | C-Atome (etwa) | Siedebereich (etwa) | Verwendung |
|---|---|---|---|
| Gase | 1 bis 4 | unter 30 °C | Heizgas, Flüssiggas |
| Benzin | 5 bis 10 | 30 bis 180 °C | Kraftstoff, Rohstoff für Kunststoffe |
| Kerosin | 10 bis 15 | 170 bis 260 °C | Flugzeugtreibstoff |
| Diesel, leichtes Heizöl | 13 bis 20 | 250 bis 350 °C | Dieselkraftstoff, Heizöl |
| Rückstand | über 20 | über 350 °C | Schmieröl, Bitumen, Paraffin |
Eine Fraktion zuordnen
- Gegeben: Ein Stoff hat 8 C-Atome, zum Beispiel Octan.
- Siedetemperatur: 126 °C. Das liegt im Bereich 30 bis 180 °C.
- Das ist die Benzin-Fraktion.
- In der Kolonne wird sie weit oben abgezogen, weil sie bei niedrigerer Temperatur siedet als Diesel.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Erdöl entstand aus winzigen Meereslebewesen (Plankton).
In der Kolonne wird es getrennt.
Kleine Moleküle sieden zuerst.
Ein Beispiel
Beim Kochen von Salzwasser verdampft zuerst das Wasser. Beim Rohöl verdampfen die kleinen Moleküle zuerst. So kann man sie nacheinander auffangen.
Schritt für Schritt
Wir lesen die Kolonne
- Erhitze das Rohöl.
- Die Dämpfe steigen in der Kolonne auf.
- Jede Fraktion kondensiert dort, wo es kälter ist als ihre Siedetemperatur.
- Oben: Gase und Benzin. Mitte: Kerosin und Diesel. Unten: Rückstand.
Mit einem Bild erklärt
| Höhe in der Kolonne | Fraktion | Moleküle |
|---|---|---|
| oben | Gase, Benzin | klein |
| Mitte | Kerosin, Diesel | mittel |
| unten | Rückstand | groß |
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- Van-der-Waals-Kräfte: Siedetemperatur und Kettenlänge – Du weißt, wie Siedetemperatur und Kettenlänge zusammenhängen.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
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Lösung: weiter oben
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Wie viele C-Atome hat das größte Molekül der Benzin-Fraktion laut Tabelle?
Zeig mir den ersten Schritt
Lies die Spalte „C-Atome“ in der Zeile Benzin.
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Lösung: 10
Benzin hat 5 bis 10 C-Atome, das größte hat also 10.
Tipp: Merke dir den Weg: Je kleiner die Moleküle, desto niedriger die Siedetemperatur und desto weiter oben verlässt die Fraktion die Kolonne.
Merksatz: Fraktionierte Destillation: Trennung eines Gemisches nach Siedetemperaturen. Kleine Moleküle oben, große unten.
Typischer Fehler: Viele denken, in der Kolonne entstehe aus Erdöl ein neuer Stoff. Das stimmt nicht. Die Stoffe sind schon im Rohöl. Man trennt sie nur.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
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Lösung: aus toten Meeresorganismen
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: Rückstand
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: Methan
Geschafft
Erdöl entstand aus Meeresorganismen unter Druck und Wärme ohne Sauerstoff. Es ist ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen. In der Kolonne trennt man es nach Siedetemperaturen in Fraktionen. Kleine Moleküle steigen hoch, große bleiben unten. Zu lange Moleküle spaltet man beim Cracken in kleinere, zum Beispiel C₁₆H₃₄ → C₈H₁₈ + C₈H₁₆. Cracken ist eine chemische Reaktion, kein Trennverfahren.
Kannst du das schon?
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