Brandstofindustrie

Deze grondstoffen worden in raffinaderijen verwerkt voor verschillende producten, zoals:

a) Vloeibaar gas (LPG)

b) Motorbrandstoffen (benzine, kerosine, dieselolie)

c) Stookoliën

d) Wegen- en industrieasfalt

e) Koolwaterstofgrondstoffen voor verschillende syntheses

f) Petroleumcokes

g) Vaste petroleumkoolwaterstoffen (bijv. paraffine)

Daarnaast spelen de producten van de brandstofindustrie de rol van grondstoffen voor de bereiding van verschillende chemische producten , waaronder geneesmiddelen (paraffine verkregen uit zware oliefracties die als laxeermiddel worden gebruikt), 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, olie en asfalt. De natronloog, oftewel natronloog, is hierbij van groot belang. Het wordt gebruikt om onzuiverheden zoals zwavelverbindingen en kooldioxide te verwijderen. Hun eliminatie is een belangrijke fase in het olieraffinageproces , noodzakelijk om te voldoen aan de wettelijke vereisten voor het gehalte aan deze verbindingen. Natronloog wordt ook gebruikt bij de raffinage van eindproducten die worden verkregen na verwerking van ruwe olie. Er zijn verschillende basisprocessen:

a) Destillatie – een proces dat bestaat uit de scheiding van ruwe olie in fracties die verschillen met het kookpunt. Op deze manier worden verschillende grondstoffen verkregen, zoals droog en nat gas, benzine, kerosine, dieselolie, mazout en gudron.

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

c) Katalytische reforming – een katalytische omzetting van benzine met een laag octaangetal in benzine met een hoog octaangetal 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. De benzine, kerosine en dieselbrandstoffen worden op deze manier verkregen.

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

f) Alkylering – omvat de reactie van olefinen met isobutaan, wat resulteert in de vorming van isoparaffinen met een hoger molecuulgewicht en octaangetal. Bij dit proces worden reacties uitgevoerd bij lage temperatuur en in aanwezigheid van een katalysator. De meest gebruikte katalysator is zwavelzuur . In de PCC-groep wordt zwavelzuur verkregen door een contactproces, waardoor het een zeer hoge zuiverheid heeft. Het aldus verkregen zwavelzuur kan worden gebruikt in de processen van 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 laag in calorieën), evenals hun aggregatietoestand (vloeibaar, gas en vast). Elk type heeft andere 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 40oC tot 200oC. Het is een brandstof die voornamelijk wordt gebruikt om motoren met vonkontsteking aan te drijven. Het kan ook als oplosmiddel werken (bijv. petroleumether). Benzine bestaat voornamelijk uit alifatische koolwaterstoffen, maar bevat ook bepaalde hoeveelheden aromatische en onverzadigde koolwaterstoffen. De belangrijkste eigenschappen van benzine zijn : het octaangetal (dwz weerstand tegen detonatie), het vermogen om brandbare mengsels te vormen en de neiging om harsafzettingen te vormen. Er zijn verschillende soorten benzine:

a) Loodbenzine – Ethyl. Het werd gebruikt tot het midden van de jaren tachtig. Het bevatte een 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 het octaangetal 98.

Om benzine een commercieel product te laten worden, is het ook noodzakelijk om in de samenstelling een aantal additieven op te nemen die nadelige en ongewenste verschijnselen tijdens opslag, gebruik en transport van brandstof voorkomen.

Benzine additieven

De belangrijkste benzineadditieven zijn oxidatieremmers . Omdat benzine als product een mengsel van koolwaterstoffen is, kan het tijdens opslag oxideren. Dit leidt tot verslechtering van de eigenschappen van de brandstof door het verlagen van het octaangetal. Typisch omvatten de oxidatieremmers aromatische aminen en fenolen. De tweede groep aanvullende stoffen zijn metaaldeactivatoren. Ze ondersteunen oxidatieremmers door het katalytische effect van metalen op de reacties van benzineoxidatie 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 ROKAmers. Deze producten behoren tot de groep van niet-ionische blokcopolymeren van ethyleenoxide en propyleen. Dit kenmerk onderscheidt de ROKAmer -groep 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 vereisen. Voorbeelden van dergelijke verbindingen kunnen carbonzuren, esters of aminen zijn. 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 het verpompen 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 en daarom kan corrosie optreden in de aanwezigheid van water met kans op lekkage. Om dit te voorkomen worden corrosieremmers gebruikt. Ze reageren met het oppervlak van het metaal en vormen een beschermende barrière, waardoor de invloed van bijtende stoffen wordt voorkomen. Meestal zijn dit verbindingen op basis van aminen, amiden of ammoniumzouten. Het laatste, maar niet minder belangrijke kenmerk van moderne motorbenzines is hun vermogen om het brandstofsysteem (met name het inlaatsysteem) en de verbrandingskamers van de motor schoon te houden. Voor dit doel worden raffinage-additieven, detergentia genaamd, gebruikt. Het product van PCC Group, Petrotex DF30 , zal hiervoor perfect werken. Het is een gele, olieachtige vloeistof die wordt gebruikt als ingrediënt in dispergerende en emulgerende samenstellingen. Het belangrijkste kenmerk van dit product is de wasbaarheid. Petrotex DF30 wordt voornamelijk gebruikt als reinigingsmiddel om de in- en uitlaatkleppen van cilinders te reinigen. Dodecylfenol is ook uitstekend geschikt als toevoeging aan de reinigingsmiddelen voor brandstofsystemen. Het is een dikke, stroperige vloeistof met een gele kleur en een fenolische geur. Dodecylfenol wordt gebruikt voor de productie van propoxylaten die synthetische componenten vormen van brandstofadditievenpakketten.

Vloeibare brandstoffen – dieselolie

Dieselbrandstof is een brandstof die voornamelijk bedoeld is voor dieselmotoren met zelfontbranding. Het is een mengsel van paraffine, naftaleen en aromatische koolwaterstoffen die in destillatieprocessen uit aardolie worden gescheiden. Het is een aardoliefractie die kookt bij 180-350oC. De belangrijkste parameters van deze vloeibare brandstof zijn : viscositeit (sproeien), weerstand tegen zelfontbranding (cetaangetal) en de stollingstemperatuur, evenals het zwavelgehalte. Omdat destillaten van dieselolie een hoog gehalte aan zwavelverbindingen hebben, is het noodzakelijk deze te verwijderen door middel van waterstofbehandeling.

Additieven voor dieselolie

Dieselolie in het huidige gebruik vereist het gebruik van verschillende verrijkende additieven. De meeste van hen vervullen soortgelijke functies als die bedoeld 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 tijdens brandstofvoorbereiding en het vullen van tanks te voorkomen. Sommige dieselbrandstoffen hebben ook de neiging om te schuimen tijdens het pompen, wat het proces van het vullen van de tank verstoort en lekkage veroorzaakt. De producten uit de ROKAmer serie voorkomen dit. Dit zijn antischuimmiddelen die in een zeer breed temperatuurbereik kunnen worden gebruikt. Daarnaast worden ROKAmers gekenmerkt door zeer goede ontvettende eigenschappen en het vermogen om de oppervlaktespanning tussen vloeistof en lucht te verminderen. Op deze manier verbeteren ze de schuimafvoer, wat resulteert in een vermindering ervan. Antistatische additieven zijn ontworpen om de elektrische geleidbaarheid van dieselolie te verhogen, waardoor het risico op brand wordt verminderd. Voor dit doel worden typisch copolymeren van olefinen en acrylonitril in combinatie met polyaminen gebruikt. Een andere groep modifiers zijn additieven die het cetaangetal verhogen . Hun taak is om de ontstekingsvertragingstijd te verkorten en de brandsnelheid te verhogen. De meest populaire zijn 2-ethylhexylnitraat (EHN) en di-tert-butylperoxide (DTBP). Een belangrijke groep toevoegingen zijn ook markeringen. Hun rol is om de identificatie van het type brandstof te vergemakkelijken. Om stookolie te onderscheiden van stookolie worden azoderivaten geïntroduceerd die de brandstof een bepaalde kleur geven. Onlangs zijn geuradditieven erg populair geworden, die worden gebruikt waar 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. Omdat het een laag octaangetal en cetaangetal heeft, kan het niet worden gebruikt in motoren met vonkontsteking (benzinemotoren) en niet in zelfrijdende motoren (dieselmotoren). Kerosine is een vloeibare petroleumfractie die kookt op ongeveer 170-250oC. De productie ervan is relatief goedkoop. Kerosine wordt voornamelijk gevormd in het proces van rectificatie van ruwe olie . Meestal worden voor dit type brandstof geen additieven en raffinageprocessen gebruikt, zoals die voor de productie van benzine en dieselolie. Kerosine wordt ook omgezet in benzine, evenals andere producten in de processen van kraken en reformeren.

Vloeibare brandstoffen – biodiesel

Biodiesel is een hernieuwbaar alternatief voor van olie afgeleide diesel. Het wordt verkregen 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 tast rubberen slangen en brandstofleidingen aan. Bovendien varieert de viscositeit sterk wanneer de temperatuur stijgt, wat het gebruik van een extra koeler voor biodiesel kan vereisen. Een ander nadeel van deze brandstof is de neerslag bij lage temperatuur, waardoor filters en andere motoronderdelen verstopt raken tijdens gebruik in winterse omstandigheden. Natuurlijk heeft biodiesel 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 het door de productie gebruik van braakliggende terreinen mogelijk.

Additieven voor biodiesel

Hoogwaardige multifunctionele dieseladditieven verminderen veel van de problemen die gepaard gaan met biodieselmengsels, zoals corrosie van het brandstofsysteem, waterafscheiding en toegenomen schuimvorming van brandstof. Voor dit doel worden zeer vergelijkbare modificatoren gebruikt als die welke aan dieseloliën worden toegevoegd. De belangrijkste en vaak zorgwekkende kwestie van het gebruik van biodiesel is de impact op de reinheid van injectoren en de mogelijkheid van ernstige cokesvorming, evenals vervuiling van verstuivers. Voor dit doel worden middelen gebruikt die bekend staan als dispergeermiddelen. De PCC Group biedt producten uit de ROKAcet serie die als dispergeermiddel kunnen dienen. ROKAcets zijn middelen voor algemeen gebruik die met succes kunnen worden gebruikt in een verscheidenheid aan industriële toepassingen. Het mengen van biodiesel met conventionele dieselbrandstoffen kan de schuimvormende eigenschappen ervan nog versterken. Dit is vooral lastig bij bijvoorbeeld het vullen van de brandstoftank bij een tankstation. Om dit fenomeen te voorkomen, worden antischuimadditieven gebruikt. De bovengenoemde producten uit de ROKAmer serie zijn perfect voor deze rol.