Reformieren

1. Reformieren

Das Rohbenzin aus der atmosphärischen Destillation hat eine so niedrige Klopffestigkeit (Oktanzahl 40 bis 60), dass es auch durch Vermischung mit anderen Komponenten nicht für die Herstellung von Ottokraftstoff (Oktanzahlanforderung etwa 95) verwendet werden kann.

Beim katalytischen Reformieren werden an einem Katalysator die Molekülstrukturen des Rohbenzins so verändert, dass die Oktanzahl auf 95 bis 100 ansteigt. Dabei entstehen aus gradkettigen Paraffinen z. T. Iso-Paraffine, in größerem Umfang jedoch - wie auch aus ringförmigen Paraffinen (Naphthenen) - Aromaten.

Reformatbenzin - Hauptanteil des Ottokraftstoffs
Das Reformatbenzin bildet mit 30 bis 50 % Anteil nicht nur den Hauptbestandteil des Ottokraftstoffs, die Wasserstofferzeugung der Reformieranlagen ist die Voraussetzung für die katalytische Entschwefelung von Benzin, Dieselkraftstoff und Heizöl EL. Eingriffe des Gesetzgebers (wie sie z.B. über die Auto Oil Programm der EU Kommission durchgeführt wurden) in diese sorgfältig ausgewogene Verarbeitungsstruktur führen zu negativen Auswirkungen auf Effizienz, Mehrkosten zur Bereitstellung der erforderlichen Absatzmengen, erhöhtem Wasserstoffverbrauch der Raffinerien und zu zusätzlichem Energieverbrauch durch Verschärfung der Hydrierbedingungen.

In Europa weist seit 2005 der Aromatengehalt auf max. 35 Vol. % limitiert. 

2. Neue Kraftstoffkomponenten

Neue Komponenten - Isoparaffine, MTBE, Alkylat
Die umweltpolitischen Beschlüsse des Jahres 1998 in Europa über die künftigen Kraftstoffqualitäten erfordern eine erhebliche Umstrukturierung der herkömmlichen Verarbeitungsverfahren in den Raffinerien. Minderungen der Kfz- Emissionen führen dabei zu zusätzlichen Emissionen aus den Raffinerieanlagen. Das gilt für - Dampfdruckbegrenzung im Sommer - Begrenzung des Olefingehaltes - Begrenzung des Aromatengehaltes. Alle drei Schritte führen zu einem erheblichen Verlust an Klopffestigkeit, der durch neue Komponenten (Isoparaffine, MTBE, Alkylat) ausgeglichen werden muss.

Im Reformer wird Benzin aus der Destillation erneut erhitzt und unter Druck in mehrere, hintereinander geschaltete Reaktoren geleitet. Hier verlieren die niedrig-oktanigen Moleküle einige ihrer Wasserstoffatome in Gegenwart eines Katalysators und werden zu hochoktanigen Benzinkomponenten. Als Nebenprodukt fällt Wasserstoff an, der in einem Gasabscheider abgetrennt und teils in den Kreislauf zurückgeführt, teils zu anderen Verarbeitungsanlagen geleitet wird.

Das „Reformatbenzin" wird in einem weiteren Trennturm in Gas und Benzin aufgeteilt. Bei allen drei Sorten unterscheiden sich zudem Sommer- und Winterqualität, um den Witterungsverhältnissen Rechnung zu tragen. Seit 2000 ist zusätzlich eine Übergangsqualität für Herbst und Frühjahr vorgesehen worden. Bei jeder einzelnen Benzinmischung müssen nicht nur alle Anforderungen an die Qualität erfüllt werden (Spezifikationsanforderungen), es muss auch ein Gleichgewicht zwischen der Menge und dem Verhältnis der verwendeten Komponenten und dem abgelieferten Fertigprodukt gewahrt werden. Da die Tankkapazität der Raffinerie begrenzt ist, können Überschüsse oder zu hoher Verbrauch einzelner Komponenten nur begrenzt ausgeglichen werden.

2.1 Isomerisieren

Beim Isomerisieren werden n-Paraffine mit niedriger Klopffestigkeit aus dem Leichtbenzin der Rohöl-Destillation in hochoktaniges „Isomerisat" (Isopentan/Isohexan) mittels katalytischer Techniken umgewandelt. 

2.2 Alkylieren

Beim Alkylieren werden ungesättigte, gasförmige Kohlenwasserstoffmoleküle (Alkene) mit Isobutan zu größeren verzweigten Alkanen hoher Klopffestigkeit umgebaut. Es handelt sich hierbei vorwiegend um einen säure-katalysierten Prozess mit HF (Flusssäure) oder H2SO4 (Schwefelsäure).

Die Klopffestigkeit eines Kraftstoffs wird durch Isomer- und/oder Alkylat-Benzin insbesondere im unteren Siedebereich verbessert.

2.3 MTBE (Methyl-Tertiär-Butyl-Ether)

Durch Umwandlungsprozesse in der Raffinerie kann Isobuten produziert werden, woraus in einem weiteren Schritt unter Hinzufügen der externen Komponente Methanol, ein Ether (MTBE) hergestellt wird. Die hervorragende Klopffestigkeit von ROZ 113 bis 120 bei einer MOZ von 95 bis 101 (je nach Grundkraftstoff) trug wesentlich dazu bei, den Octanzahlabfall bei Ottokraftstoffen anläßlich des Verzichts auf Bleizusätze auszugleichen.

2.4 Polymerisieren

Die beim Cracken oder bei der Pyrolyse anfallenden größeren Mengen kurzer, gasförmiger, ungesättigter Kohlenwasserstoffmoleküle polymerisieren in einem Reaktor (Temperatur etwa 200 °C, Druck 80 bar, mit Katalysator) vornehmlich zu Iso - Paraffinen. Das Endprodukt nennt man Polymer-Benzin oder Polymerisat, es hat ein hohes Oktanzahl-Niveau, allerdings mit deutlichem Unterschied zwischen ROZ und MOZ (= „Sensitivity").