Brandstofindustrie

Deze grondstoffen worden in raffinaderijen verwerkt tot diverse producten, zoals:

a) Vloeibaar gas (LPG)

b) Motorbrandstoffen (benzine, kerosine, dieselolie)

c) Stookolie

d) Wegen- en industrieel asfalt

e) Koolwaterstofgrondstoffen voor verschillende syntheses

f) Petroleumcokes

g) Vaste koolwaterstoffen uit aardolie (bijv. paraffine)

Daarnaast fungeren de producten van de brandstoffenindustrie als grondstoffen voor de bereiding van diverse chemische producten , waaronder farmaceutische producten (paraffine verkregen uit zware aardoliefracties gebruikt als laxeermiddel), meststoffen (fenol gebruikt voor de productie van gewasbeschermingsmiddelen), oplosmiddelen (petroleumether en aceton) en kunststoffen (polyolefinen).

Verwerking van ruwe olie

In de industrie wordt meer dan 90%van de ruwe olie verwerkt tot benzine, oliën en asfalt. De natriumhydroxide-oplossing, oftewel natronloog, is van groot belang in dit proces. Deze wordt gebruikt om onzuiverheden zoals zwavelverbindingen en koolstofdioxide te verwijderen. Het verwijderen ervan is een belangrijke stap in het olieraffinageproces en noodzakelijk om te voldoen aan de wettelijke eisen voor het gehalte aan deze verbindingen. Natronloog wordt ook gebruikt bij de raffinage van eindproducten die na de verwerking van ruwe olie worden verkregen. Er zijn verschillende basisprocessen:

a) Destillatie – een proces waarbij ruwe olie wordt gescheiden in fracties met een verschillend kookpunt. Op deze manier worden verschillende grondstoffen verkregen, zoals droog en nat gas, benzine, kerosine, diesel, mazout en gudron.

b) Katalytisch kraken – omvat het gebruik van een katalysator (voornamelijk zeolieten) om zware oliefracties te splitsen in lichtere fracties. Op deze manier wordt een relatief grote hoeveelheid hoogwaardige benzine verkregen.

c) Katalytische reforming – een katalytische omzetting van benzine met een laag octaangehalte naar benzine met een hoog octaangehalte in aanwezigheid van een platinakatalysator. De belangrijkste producten van dit proces zijn: waterstof, raffinaderijgas, LPG, iso- en n-butaan.

d) Hydrokraken – katalytische verwerking van zware oliefracties, mazout en gudron onder waterstofdruk tot lichtere brandstoffen. Op deze manier worden benzine, kerosine en diesel verkregen.

e) Pyrolyse – een afbraakproces van zware oliefracties in aanwezigheid van waterdamp. Op deze manier worden benzine, olie en teer verkregen.

f) Alkylering – omvat de reactie van olefinen met isobutaan, resulterend in de vorming van isoparaffinen met een hoger molecuulgewicht en octaangetal. Dit proces omvat reacties die worden uitgevoerd bij lage temperatuur en in aanwezigheid van een katalysator. De meest gebruikte katalysator is zwavelzuur . In de PCC-groep wordt zwavelzuur verkregen via een contactproces, waardoor het een zeer hoge zuiverheid krijgt. Het aldus verkregen zwavelzuur kan worden gebruikt in processen voor het zuiveren van oliën, kerosine, paraffine en gasdroging .

Soorten brandstoffen

Brandstoffen kunnen worden onderverdeeld op basis van hun oorsprong (natuurlijk en kunstmatig), calorische waarde (hoog en laagcalorisch) en hun aggregatietoestand (vloeibaar, gasvormig en vast). Elk type heeft verschillende eigenschappen en een scala aan toepassingen.

Vloeibare brandstoffen – benzine

De belangrijkste vloeibare brandstoffen die uit ruwe olie worden gewonnen, zijn benzine, kerosine, diesel en stookolie. Benzine is een ruwe oliefractie die kookt bij een temperatuur van ongeveer 40 °C tot 200 °C. Het is een brandstof die voornamelijk wordt gebruikt voor het aandrijven van vonkontstekingsmotoren. Het kan ook als oplosmiddel dienen (bijvoorbeeld petroleumether). Benzine bestaat voornamelijk uit alifatische koolwaterstoffen en bevat ook bepaalde hoeveelheden aromatische en onverzadigde koolwaterstoffen. De belangrijkste eigenschappen van benzine zijn : het octaangetal (d.w.z. detonatiebestendigheid), het vermogen om brandbare mengsels te vormen en de neiging tot harsvorming. Er zijn verschillende soorten benzine:

a) Loodbenzine – Ethyl. Deze werd gebruikt tot midden jaren 80. Het bevatte tetra-ethyllood, dat bij verbranding in de motor leidde tot de vorming van giftige loodoxiden.

b) Loodvrije benzine (95 RON) – goedkopere soort loodvrije benzine, met octaangetal 95.

c) Loodvrije benzine (98 RON) – de duurdere variant, met octaangetal 98.

Om van benzine een commercieel product te maken, is het noodzakelijk om een ​​aantal additieven aan de samenstelling ervan toe te voegen die ongewenste en ongunstige verschijnselen tijdens de opslag, het gebruik en het transport van de brandstof voorkomen.

Benzine-additieven

De belangrijkste additieven voor benzine zijn oxidatieremmers . Omdat benzine als product een mengsel van koolwaterstoffen is, kan het tijdens opslag oxideren. Dit leidt tot een verslechtering van de eigenschappen van de brandstof door verlaging van het octaangetal. Oxidatieremmers zijn doorgaans aromatische aminen en fenolen.

De tweede groep extra stoffen zijn metaaldeactivatoren. Ze ondersteunen oxidatieremmers door de katalytische werking van metalen op de oxidatiereacties van benzine tegen te gaan. Hun werking bestaat uit het creëren van beschermende lagen op het oppervlak van metalen.

Essentiële toevoegingen zijn ook dispergerende-emulgerende verbindingen die sedimenten en corrosieproducten in de dispersietoestand houden. De productgroep die dergelijke functies kan vervullen, zijn ROKAmeren. Deze producten behoren tot de groep van niet-ionische blokcopolymeren van ethyleenoxide en propyleen. Deze eigenschap onderscheidt de ROKAmer van andere niet-ionische oppervlakteactieve stoffen en bepaalt hun antischuimeigenschappen.

Een andere groep additieven zijn smeermiddelen . Ze voorkomen snelle slijtage van onderdelen van de brandstofpomp die een goede smering nodig hebben. Voorbeelden van dergelijke verbindingen zijn carbonzuren, esters of aminen. Water uit benzine wordt verwijderd met behulp van de-emulgatoren , waardoor het als een aparte fase in de tank vrijkomt. Dit is vooral belangrijk bij bijvoorbeeld het pompen van brandstof. Om dit fenomeen tegen te gaan, worden de bovengenoemde additieven, de-emulgatoren genoemd, gebruikt.

De meeste installaties in de olie-industrie zijn gemaakt van staal, waardoor corrosie kan optreden in de aanwezigheid van water, met lekkagerisico tot gevolg. Corrosie-inhibitoren worden gebruikt om dit te voorkomen. Ze reageren met het metaaloppervlak en vormen een beschermende barrière, waardoor de invloed van corrosieve stoffen wordt tegengegaan. Meestal zijn dit verbindingen op basis van amines, amiden of ammoniumzouten.

De laatste, maar niet minder belangrijke eigenschap van moderne motorbenzines is hun vermogen om het brandstofsysteem (met name het inlaatsysteem) en de verbrandingskamers van de motor schoon te houden. Hiervoor worden raffinageadditieven, detergenten genaamd, gebruikt. Het product van PCC Group, Petrotex DF30 , is hiervoor perfect geschikt. Het is een gele, olieachtige vloeistof die wordt gebruikt als ingrediënt in dispergerende en emulgerende samenstellingen. De belangrijkste eigenschap van dit product is zijn reinigende vermogen. Petrotex DF30 wordt voornamelijk gebruikt als detergent om de inlaat- en uitlaatkleppen van cilinders te reinigen. Dodecylfenol is ook perfect geschikt als additief voor reinigingsmiddelen voor het brandstofsysteem. Het is een dikke, viskeuze vloeistof met een gele kleur en een fenolische geur. Dodecylfenol wordt gebruikt voor de productie van propoxylaten die synthetische componenten vormen voor brandstofadditievenpakketten.

Vloeibare brandstoffen – dieselolie

Diesel is een brandstof die voornamelijk bedoeld is voor dieselmotoren met zelfontbranding. Het is een mengsel van paraffine, naftaleen en aromatische koolwaterstoffen, die tijdens destillatieprocessen uit aardolie worden afgescheiden. Het is een aardoliefractie met een kookpunt van 180-350 °C. De belangrijkste parameters van deze vloeibare brandstof zijn : viscositeit (verstuiving), zelfontbrandingsweerstand (cetaangetal) en de stollingstemperatuur, evenals het zwavelgehalte. Omdat dieseldestillaten een hoog gehalte aan zwavelverbindingen bevatten, is het noodzakelijk deze te verwijderen door middel van hydrobehandeling.

Additieven voor dieselolie

De huidige dieselolie vereist het gebruik van diverse verrijkende additieven. De meeste daarvan vervullen vergelijkbare functies als die voor benzine. De sleutel in het geval van diesel is echter het gebruik van antischuimadditieven, anti-elektrostatische additieven en modificatoren die het cetaangetal verhogen.

Antischuimmiddelen zijn ontworpen om schuimvorming te voorkomen tijdens de brandstofbereiding en het vullen van tanks. Sommige dieselbrandstoffen hebben ook de neiging om te schuimen tijdens het pompen, wat het tankvulproces verstoort en lekkages veroorzaakt. De producten uit de ROKAmer -serie voorkomen dit. Dit zijn antischuimmiddelen die bij een zeer breed temperatuurbereik kunnen worden gebruikt. Bovendien kenmerken ROKAmers zich door zeer goede ontvettende eigenschappen en het vermogen om de oppervlaktespanning tussen vloeistof en lucht te verlagen. Zo verbeteren ze de schuimafvoer, wat resulteert in een vermindering ervan.

Antistatische additieven zijn ontworpen om de elektrische geleidbaarheid van dieselolie te verhogen en zo het brandrisico te verminderen. Hiervoor worden meestal copolymeren van olefinen en acrylonitril in combinatie met polyaminen gebruikt.

Een andere groep modificatoren zijn additieven die het cetaangetal verhogen . Hun taak is om de ontstekingsvertraging te verkorten en de verbrandingssnelheid te verhogen. De meest populaire hiervan zijn 2-ethylhexylnitraat (EHN) en di-tert-butylperoxide (DTBP).

Een belangrijke groep toevoegingen zijn ook markers. Hun rol is om de identificatie van het type brandstof te vergemakkelijken. Om stookolie van stookolie te onderscheiden, worden azoderivaten toegevoegd die de brandstof een bepaalde kleur geven. Recentelijk zijn geuradditieven erg populair geworden, die worden gebruikt wanneer de geur van olie of benzine hinderlijk is . Dergelijke modificatoren kunnen bijvoorbeeld esters of terpenen zijn.

Vloeibare brandstoffen – kerosine

Kerosine is een brandstof die in zeer grote hoeveelheden wordt gebruikt, voornamelijk in de luchtvaart voor turboprop- of straalmotoren. Het wordt ook gebruikt als oplosmiddel en ingrediënt in cosmetische formuleringen. Vanwege het feit dat het een laag octaan- en cetaangetal heeft, kan het niet worden gebruikt in motoren met vonkontsteking (benzinemotoren) en in zelfrijdende motoren (dieselmotoren). Kerosine is een vloeibare aardoliefractie die kookt bij ongeveer 170-250 ° C. De productie ervan is relatief goedkoop. Kerosine wordt voornamelijk gevormd tijdens het proces van rectificatie van ruwe olie . Gewoonlijk worden additieven en raffinageprocessen, zoals die voor de productie van benzine en diesel, niet gebruikt voor dit type brandstof. Kerosine wordt ook omgezet in benzine, evenals in andere producten tijdens het kraken en reformeren.

Vloeibare brandstoffen – biodiesel

Biodiesel is een hernieuwbaar alternatief voor diesel op basis van aardolie. Het wordt gewonnen uit plantaardige of dierlijke oliën. Biodiesel bevat meestal zuivere methylesters van vetzuren of ethylesters van vetzuren. Vaak worden brandstofmengsels met dieselolie ook wel biodiesel genoemd. Ze worden gebruikt om brandstof te verkrijgen die zorgt voor betere bedrijfsomstandigheden van de motor. Zuivere biodiesel heeft een negatieve invloed op rubberen slangen en brandstofleidingen. Bovendien varieert de viscositeit sterk bij stijgende temperaturen, waardoor mogelijk een extra koeler voor biodiesel nodig is. Een ander nadeel van deze brandstof is de neerslag bij lage temperaturen, waardoor filters en andere motoronderdelen verstopt raken tijdens bedrijf in winterse omstandigheden. Biodiesel heeft natuurlijk ook een aantal voordelen. Ten eerste vergiftigt het de lucht niet met zwavelverbindingen, is het biologisch afbreekbaar, verhoogt het de CO2-concentratie in de atmosfeer niet en maakt de productie ervan het mogelijk om braakliggende terreinen te benutten.

Biodiesel-additieven

Hoogwaardige multifunctionele dieseladditieven verminderen veel van de problemen die gepaard gaan met biodieselmengsels, zoals corrosie van het brandstofsysteem, waterafscheiding en verhoogde schuimvorming van de brandstof. Hiervoor worden zeer vergelijkbare modificatoren gebruikt als die welke aan dieselolie worden toegevoegd. Het belangrijkste en vaak zorgwekkende probleem bij het gebruik van biodiesel is de impact op de reinheid van injectoren en de kans op ernstige cokesvorming en verontreiniging van de sproeiers. Hiervoor worden middelen gebruikt die dispergeermiddelen worden genoemd. De PCC Group biedt producten uit de ROKAcet -serie aan die als dispergeermiddel kunnen dienen. ROKAcets zijn universele middelen die met succes kunnen worden gebruikt in diverse industriële toepassingen.

Het mengen van biodiesel met conventionele dieselbrandstoffen kan de schuimvorming verder verergeren. Dit is met name hinderlijk bij bijvoorbeeld het tanken bij een tankstation. Om dit fenomeen te voorkomen, worden antischuimadditieven gebruikt. De bovengenoemde producten uit de ROKAmer serie zijn hiervoor perfect geschikt.