Destillation

Kohlenwasserstoffe haben je nach Molekülgröße oder Molekulargewicht ein unterschiedliches Siedeverhalten. So ist es möglich, durch Erwärmung des Öls eine Trennung nach 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. Das Dampf-/Flüssigkeitsgemisch trennt sich bei atmosphärischem Druck in den bis zu 50 Meter hohen Destillationstürmen auf. Die Dämpfe steigen in den Türmen hoch.

Je schwerer die Moleküle sind, desto schneller verflüssigen sie sich wieder.

Die Molekülgruppe, die das Roh-Benzin bildet, ist sehr leicht und wird deshalb erst im oberen Bereich des Destillationsturms abgezogen. Die Gruppe der etwas schwereren Moleküle wird in der Mitte der Destillation abgezogen. Diese Fraktion wird deshalb auch als Mitteldestillat bezeichnet, welches in weiteren Verarbeitungsschritten zu Dieselkraftstoff weiterverarbeitet wird.

Die schweren Moleküle, die unter den Bedingungen der atmosphärischen Destillation nicht verdampfen, verbleiben als sogenannter atmosphärischer Rückstand im unteren Teil der Destillationskolonne.

Sofern dieser Rückstand nicht weiter umgewandelt wird, kann er z. B. als schweres Heizöl (Heizöl S) an industrielle Kunden wie z. B. Kraftwerksbetreiber verkauft werden.
 

Ist das nicht vorgesehen, wird der atmosphärische Rückstand durch Destillation unter Vakuum in weitere Teilströme aufgetrennt.

Mit der Anzahl der C–Atome im Kohlenwasserstoffmolekül steigt auch die Siedetemperatur.

Nun werden aber langkettige Kohlenwasserstoffmoleküle ab Temperaturen von etwa 330 Grad Celsius wärmeempfindlich und können unkontrolliert zerbrechen (engl. ‚cracken’). Hierdurch entstehen einerseits kurzkettige, zum Teil ungesättigte Moleküle und andererseits koksartige Feststoffe. Letztere können erhebliche Störungen in der Destillation hervorrufen.

Um den bei über 300 Grad Celsius siedenden Rückstand aus der atmosphärischen Destillation mit möglichst wenig Anfall von Crackprodukten destillieren zu können, wendet man einen physikalischen Kunstgriff an: Mit der Erzeugung eines Vakuums von etwa 50 mbar in der Destillationskolonne wird die Betriebstemperatur um etwa 100 Grad Celsius herabgesetzt.

Nun kann – genau wie in der atmosphärischen Destillation – ein Trennen des hochsiedenden Rückstandes nach Viskositäten (Molekülgrößen) durch Erhitzen, Verdampfen und anschließendes Kondensieren bei unterschiedlichen Temperaturen stattfinden, ohne dass dabei ein unkontrolliertes Cracken zu befürchten wäre.
 

Bei der Vakuumdestillation fallen das sogenannte Vakuumgasöl und der Vakuumrückstand an.

• Vakuum-Gasöl ist Ausgangsprodukt für weitere Umwandlungen in katalytischen Konversionsanlagen zu Benzin und Diesel oder leichtes Heizöl.
• Vakuumrückstand ist der Einsatz für die Koksproduktion. Der sogenannte Petrolkoks wird in der Weiterverwertung zu Kalzinat veredelt, welches zur Elektrodenproduktion benötigt wird. 
  
• Der Petrolkoks kann jedoch auch als Brennstoff in Kraftwerken genutzt werden.  
• Vakuumrückstand bildet auch die Basis für die Herstellung von schwerem Heizöl (z. B. Bunkerfuel für Seeschiffe) oder – in Abhängigkeit einer bestimmten Qualität - von Straßenbaubitumen.

Sollen Destillate der Vakuumdestillation zu sogenannten Grundölen für Schmierstoffherstellung verarbeitet werden, werden sie Produktströme mit unterschiedlicher Viskosität getrennt. Typischerweise werden dabei 5 Produktströme erzeugt.