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Kasten 6.6 Zusammensetzung von Erdöl
Erdöl ist eine Mischung aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen
und anderen Molekülen (
Asphaltene, Wachse und Harze
sind große Moleküle mit
aromatischen Ringen, Alkanketten und anderen Gruppen.
Oft enthalten sie auch Schwefel, Stickstoff oder Sauerstoff
(»NSO-Verbindungen«) und Metalle wie insbesondere Vana-
dium und Nickel. Unter den großen Molekülen gibt es auch
Verbindungen, die eine große Ähnlichkeit zu Chlorophyll
haben und als eine Art Molekülfossil angesehen werden.
Jede Ölsorte enthält Tausende unterschiedliche Moleküle.
Die meisten Rohöle sind eine Mischung aus Alkanen und
Naphtenen, die jeweils etwa die Hälfte ausmachen, mit nur
geringen Gehalten der anderen Komponenten. Von Alkanen
dominiertes Rohöl lässt sich besonders gut verarbeiten, es
ist aber sehr selten. Es gibt auch Öle, die von Naphtenen und
Asphaltenen dominiert werden.
Der Schwefelgehalt des Rohöls ist sehr variabel. Neben schwe-
felhaltigen organischen Verbindungen kann auch elementarer
Schwefel und im Bereich von einigen Prozent H
2
S vorhanden
sein. Bei weniger als 0,5 % spricht man von
» süßem Öl«
, bei
einem höheren Gehalt von
» saurem Öl«
. Das ist ein wichtiger
Faktor, nicht nur, weil beim Verbrennen SO
2
entsteht, das
für den sauren Regen verantwortlich ist, sondern auch, weil
Schwefel zur Korrosion von Metallen (z. B. in der Pipeline) führt
und die Funktion von Katalysatoren behindert. Außerdem ist
H
2
S giftig. Die Entschwefelung ist technisch kein Problem, aber
ein Kostenfaktor.
Abb. 6.16). Durchschnittlich besteht
es aus 85 % C, 13 % H, 1,5 % S und je 0,5 % O und N. Unge-
sättigte Kohlenwasserstoffe (mit C=C-Doppel- oder Dreifach-
bindungen) kommen in Erdöl nicht vor, sie sind sehr reaktiv und
zerfallen während der Ölbildung. Gesättigte Kohlenwasserstoffe
enthalten nur C-C-Einfachbindungen, sie sind der Hauptbe-
standteil von Erdöl. Aromatische Kohlenwasserstoffe kommen
ebenfalls vor, sie haben mindestens einen Ring mit delokalisier-
ten Doppelbindungen (Benzolring). Außerdem gibt es auch
komplizierter zusammengesetzte Moleküle. Die Hauptbestand-
teile gehören zu einer der folgenden Gruppen:
Alkane
(Paraffine) sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit der
Formel C
n
H
2n+2
. Bei n = 1-4 sind sie gasförmig (Methan, Ethan,
Propan, Butan), bei n = 5-15 flüssig (Pentan, Hexan, Heptan,
Octan usw.), bei n > 15 fest (Paraffinwachs). Neben unver-
zweigten Ketten (n-Alkane) gibt es auch verzweigte Moleküle
(iso-Alkane), die zwar dieselbe Summenformel, aber etwas
andere Eigenschaften haben.
Naphtene
(Ring-Alkane) sind gesättigte ringförmige Kohlen-
wasserstoffe mit der Formel C
n
H
2n
. Insbesondere Cyclopentan
(C
5
H
10
) und Cyclohexan (C
6
H
12
) sind wichtige Bestandteile von
Erdöl.
Aromaten
haben mindestens einen Benzolring: Sie sind nur in
sehr geringerer Menge enthalten.
.
Abb. 6.16
Auswahl von organischen Verbindungen in Rohöl und Erdgas mit dem jeweiligen Siedepunkt. Mit Ausnahme von Methan
in der vereinfachten Darstellung: An jeder Ecke befindet sich ein C-Atom, die H-Atome sind nicht gezeigt.
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