Erdöl und fossile Kraftstoffe
Warum hier Analytik wichtig ist
Erdöl ist eines der komplexesten Gemische der Welt, welches über Millionen von Jahren aus organischen Sedimenten unter erhöhten Drücken und Temperaturen in der oberen Erdkruste gebildet wurde. Es besteht zu einem Großteil aus gesättigten wie ungesättigten Kohlenwasserstoffen, Aromaten und einem kleineren Anteil an polaren Komponenten, die Spezies mit Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel als Heteroatome enthalten sowie einer geringen Menge an Metallen.
Bei der Erdölraffination wird das gewonnene Rohöl zunächst über atmosphärische Destillation und anschließende Vakuumdestillation in verschiedene Destillationsschnitte fraktioniert. Leichte Destillationsschnitte enthalten hauptsächlich kurzkettige Kohlenwasserstoffe, wohingegen schwere Destillationsschnitte größere und aromatischere Kohlenwasserstoffe mit einem höheren Anteil an Heteroatomen enthalten. Rückstände der Vakuumdestillation enthalten folglich hocharomatische Spezies mit einem hohen Heteroatomanteil und größeren Mengen an Metallen. Über verschiedene Raffinationstechniken wie Cracking, hydrothermale und katalytische Reformierung, können schwerere Fraktionen in leichtere überführt werden. Aus leichten Destillationsschnitten werden beispielsweise Benzine und Kerosene gewonnen. Zu den Mitteldestillaten zählen u.a. Diesel, marines Gasöl (MGO) und Heizöle. Aus den Destillationsrückständen werden z.B. schwere Schiffskraftstoffe (HFO), Schmieröle und Bitumen/Teer gewonnen.
Fossile Energieträger dienen zur Erzeugung von Elektrizität und Treibstoff. Aufgrund der hohen Nachfrage gehen Ölvorkommen mit leichten Rohölen zur Neige, sodass auch schwerer erreichbare Vorkommen sowie schlechter zu verarbeitende Schweröle an Relevanz gewinnen. Die Analytik der physikalischen Eigenschaften, aber auch der chemischen Zusammensetzung des Rohöls sind entscheidend für eine problemlose Förderung, Lagerung und Raffination des Erdöls.