Destillation

Die atmosphärische Destillation

Kohlenwasserstoffe haben je nach Molekülgröße bzw. Molekulargewicht ein unterschiedliches Siedeverhalten. So ist es möglich, mit Hilfe von Wärme (thermische Trennverfahren) eine Trennung nach Produktgruppen (Molekülgrößen) vorzunehmen.
Das Öl wird in Wärmeaustauschern vorgewärmt und in den Röhrenöfen auf Destillationstemperatur aufgeheizt. Im Hauptturm der Rohöldestillation erfolgt die Auftrennung in die einzelnen Produktgruppen, die durch ihre unterschiedlichen Siedebereiche gekennzeichnet sind. Benzin siedet z.B. zwischen 35 und 210 °C, Mitteldestillate dagegen erst bei 170 bis 370 °C. Das Dampf-/Flüssigkeitsgemisch trennt sich bei atmosphärischem Druck in den bis zu 50 m hohen Destillationstürmen auf. Die Dämpfe steigen in den Türmen hoch.

Je schwerer die Moleküle sind, desto schneller verflüssigen sie sich wieder. Auf den Destillationsböden, die mit zahlreichen Öffnungen versehen sind, bilden sich dadurch Flüssigkeitsschichten. Nachströmende Dämpfe treten durch die Öffnungen und mischen sich mit den bereits kondensierten Bestandteilen. Bei dieser intensiven Vermischung der leichteren und schwereren Anteile findet ein Austausch statt: Schwere Teile des aufsteigenden Stromes werden zurückgehalten und leichte, die noch in der Flüssigkeitsschicht sind, verdampfen wieder und steigen nach oben. Ein Teil der Flüssigkeit wird zur Verstärkung dieses Stoffaustausches wieder auf den nächst tieferen Destillationsboden zurückgeführt. 

Ein Destillationsturm …

... (bezeichnet als Destillationskolonne) enthält eine beträchtliche Anzahl solcher Böden. Die leichtesten Produkte (Methan, Ethan, Propan, Butan) durchströmen die Destillationskolonne geradewegs und kommen am Kolonnenkopf gemeinsam als Gase an. Sie werden anschließend durch erneute Destillation wieder aufgetrennt. Im Mittelteil des Turms werden von den betreffenden Böden die Mitteldestillate direkt abgeleitet. Die nicht verdampften schwersten Anteile fließen zum Boden der Kolonne und werden dort abgezogen.

So werden die "Fraktionen" gewonnen

Aus den Rohöl-Destillationstürmen werden im allgemeinen folgende Grundprodukte oder „Fraktionen" gewonnen: Raffineriegas, Flüssiggas und Benzin am Kopf der Fraktionierkolonne, Mitteldestillate an der Seite des Turmes und der Rückstand der atmosphärischen Destillation (so genannter atmosphärischer Rückstand) am Boden der Kolonne. Die Bezeichnung „Rückstand" bedeutet in der Verfahrenstechnik, dass diese Fraktion bei den Arbeitsbedingungen nicht verdampft, sondern zurückbleibt. 

Mit der Destillation kann man Kohlenwasserstoffe aus dem Rohöl nur so herausholen, wie sie von Natur aus darin enthalten sind. Die Ausbeute an verschiedenen Produkten ist also im Wesentlichen nur durch die Verarbeitung verschiedener Rohölsorten - leichter oder schwererer - oder über die Verschiebung der Siedegrenzen steuerbar. Während die Wahl der Rohölsorte eine Frage der Verfügbarkeit und des Preises ist - leichte Rohöle sind wesentlich teurer und seltener als schwere -, macht man sich bei der Verschiebung der Siedegrenzen die Tatsache zu Nutze, dass die Trennung der einzelnen Kohlenwasserstoffgruppen in der Destillation Spielräume bietet.

So gibt es im Grenzbereich zwischen den verschiedenen Kohlenwasserstoffgruppen, den „Schnitten", Bestandteile, die sowohl dem einen wie dem anderen Schnitt zugeordnet werden können. Z.B. können etwa 3 bis 5 % des Mitteldestillatschnittes dem Benzin zugeschlagen werden. Das Gleiche ist beim Übergang vom Mitteldestillat zum schweren Heizöl möglich. Qualitätsanforderungen (Spezifikationen)an die einzelnen Produkte setzen diesem Vorgehen allerdings Grenzen.

Die Endprodukte

Der sich am Boden der Destillationskolonne ansammelnde atmosphärische Rückstand mit Siedetemperaturen über 300 °C wird verwendet als: 

 •   schweres Heizöl (Heizöl S) 
 •   Einsatzprodukt für Crackanlagen (zusätzliche Erzeugung von Benzin und Mitteldestillat) 
 •   Einsatzprodukt für die Vakuumdestillation, um Schmieröle zu erzeugen