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Einfach erklärt: Fraktionierte Destillation von Erdöl und Vakuumdestillation für Klasse 11

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P

Phil

3.12.2020

Chemie

Lernzettel Chemie Klausur Klasse 11 (4 Seiten)

Einfach erklärt: Fraktionierte Destillation von Erdöl und Vakuumdestillation für Klasse 11

Die fraktionierte Destillation von Erdöl ist ein komplexer Prozess zur Trennung von Rohöl in verschiedene Fraktionen. Dieser Vorgang umfasst mehrere Schritte wie Reinigung, Erhitzung und Trennung in einem Destillationsturm. Anschließend werden Verfahren wie Vakuumdestillation und Cracken angewandt, um die Ausbeute zu optimieren. Die entstehenden Produkte finden vielfältige Verwendung, von Kraftstoffen bis hin zu Grundstoffen für die chemische Industrie.

• Die Aufbereitung von Erdöl ist ein mehrstufiger Prozess zur Gewinnung verschiedener Fraktionen.
• Hauptschritte sind die fraktionierte Destillation, Vakuumdestillation und das Cracken.
• Moderne Verfahren wie Reforming dienen der Qualitätsverbesserung von Kraftstoffen.
• Die Erdölverarbeitung hat große Bedeutung für Industrie und Verkehr, birgt aber auch Umweltrisiken.

...

3.12.2020

3046

Chemie Lernzettel
Wesentliche Schritte bei der Aufbereitung von Erdöl:
Durch Reinigung von Erdöl entsteht Rohöl. Es enthält Kohlenwasserstof

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Cracken und Reforming in der Erdölverarbeitung

Das Cracken ist ein wichtiger Schritt in der Erdölaufbereitung. Nachdem die kurzkettigen Kohlenwasserstoffe durch die fraktionierte Destillation abgetrennt wurden, wird das übrig gebliebene Schweröl mit 500°C heißen Schweröldämpfen in einen Reaktor mit Katalysatorperlen geleitet.

Example: Bei der Spaltung entstehen sehr reaktive Alkyl-Radikale mit jeweils einem ungepaarten Elektron. Diese Radikale entreißen anderen Molekülen H-Atome, wodurch kürzerkettige Kohlenwasserstoff-Moleküle entstehen.

Wenn ein Molekül sämtliche H-Atome verliert, bleibt elementarer Kohlenstoff in Form von Ruß zurück. Zerbricht ein Molekül an zwei Stellen, entsteht ein Diradikal. Wenn sich die Enden des Bruchstücks mit ungepaarten Elektronen verbinden, bilden sich ringförmige Moleküle, sogenannte Cycloalkane.

Highlight: Beim katalytischen Cracken können auch ungesättigte Kohlenwasserstoffe wie Alkene entstehen, wenn sich ungepaarte Elektronen an benachbarten C-Atomen befinden und eine C-C-Doppelbindung bilden.

Das Reforming ist ein weiterer wichtiger Prozess in der Erdölverarbeitung. Hierbei werden aus linearen Alkanmolekülen verzweigte Moleküle gebildet. Das Ziel des Reformings ist es, Kraftstoffe so zu verändern, dass sie eine höhere Klopffestigkeit besitzen.

Vocabulary: Isomere sind Verbindungen mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Strukturformel.

Ein Beispiel für Isomere sind 3-Methylbut-1-en und Pent-1-en, beide mit der Summenformel C5H10.

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Wesentliche Schritte bei der Aufbereitung von Erdöl:
Durch Reinigung von Erdöl entsteht Rohöl. Es enthält Kohlenwasserstof

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Verbrennungsmotoren und Abgasreinigung

Der Viertakt-Automotor ist ein wichtiger Anwendungsbereich für die Produkte der Erdöldestillation. Der Prozess läuft in vier Takten ab:

  1. Ansaugen: Der Kolben geht nach unten und saugt das Benzin-Luft-Gemisch an.
  2. Verdichten: Das Ventil schließt sich und der Kolben verdichtet den Zylinder.
  3. Arbeitstakt: Die Zündkerze liefert die Aktivierungsenergie und das Gemisch explodiert.
  4. Ausstoßen: Die Verbrennungsprodukte werden durch ein Ventil ausgeleitet.

Highlight: AdBlue ist eine wichtige Technologie zur Abgasreinigung. Aus einer Harnstoff-Lösung wird im SCR-Katalysator Ammoniak NH3NH3 gewonnen, das mit giftigen Stickoxiden NOxNOx reagiert.

Die chemischen Reaktionen bei der AdBlue-Technologie:

  1. Zerfall von Harnstoff: CH4N2O + H₂O → 2NH3 + CO2
  2. Reduktion von Stickoxiden: 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H₂O

Definition: SCR steht für "Selective Catalytic Reduction" SelektiveKatalytischeReduktionSelektive Katalytische Reduktion und bezeichnet ein Verfahren zur Reduzierung von Stickoxiden in Abgasen.

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Wesentliche Schritte bei der Aufbereitung von Erdöl:
Durch Reinigung von Erdöl entsteht Rohöl. Es enthält Kohlenwasserstof

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Abgasbestandteile und ihre Auswirkungen

Die Verbrennung von Erdölprodukten in Motoren führt zur Entstehung verschiedener Abgasbestandteile, die unterschiedliche Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit haben:

  1. Unproblematische Bestandteile: Wasserdampf Stickstoff
  2. Problematische Bestandteile: Kohlenstoffdioxid CO2CO2: Trägt zum Treibhauseffekt bei Kohlenstoffmonoxid COCO: Blockiert den Sauerstofftransport im Blut Stickstoffoxide NOxNOx: Reizgas, kann zu Atemnot und Entzündungen führen Unverbrannte Kohlenwasserstoffe: Krebserregend, tragen zu Smog bei Rußpartikel/Feinstaub: Belasten Lunge, Gesundheit und Umwelt

Highlight: Die Entstehung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen ist besonders problematisch, da diese mit Sauerstoff zu Wasser und Kohlenstoffdioxid reagieren und somit zur Luftverschmutzung beitragen.

Die Entwicklung effektiver Abgasreinigungssysteme und alternativer Antriebstechnologien ist daher von großer Bedeutung für den Umwelt- und Gesundheitsschutz.

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Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Chemie

3.046

3. Dez. 2020

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P

Phil

@schnueck

Die fraktionierte Destillation von Erdölist ein komplexer Prozess zur Trennung von Rohöl in verschiedene Fraktionen. Dieser Vorgang umfasst mehrere Schritte wie Reinigung, Erhitzung und Trennung in einem Destillationsturm. Anschließend werden Verfahren wie Vakuumdestillation und Cracken angewandt, um die Ausbeute... Mehr anzeigen

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Cracken und Reforming in der Erdölverarbeitung

Das Cracken ist ein wichtiger Schritt in der Erdölaufbereitung. Nachdem die kurzkettigen Kohlenwasserstoffe durch die fraktionierte Destillation abgetrennt wurden, wird das übrig gebliebene Schweröl mit 500°C heißen Schweröldämpfen in einen Reaktor mit Katalysatorperlen geleitet.

Example: Bei der Spaltung entstehen sehr reaktive Alkyl-Radikale mit jeweils einem ungepaarten Elektron. Diese Radikale entreißen anderen Molekülen H-Atome, wodurch kürzerkettige Kohlenwasserstoff-Moleküle entstehen.

Wenn ein Molekül sämtliche H-Atome verliert, bleibt elementarer Kohlenstoff in Form von Ruß zurück. Zerbricht ein Molekül an zwei Stellen, entsteht ein Diradikal. Wenn sich die Enden des Bruchstücks mit ungepaarten Elektronen verbinden, bilden sich ringförmige Moleküle, sogenannte Cycloalkane.

Highlight: Beim katalytischen Cracken können auch ungesättigte Kohlenwasserstoffe wie Alkene entstehen, wenn sich ungepaarte Elektronen an benachbarten C-Atomen befinden und eine C-C-Doppelbindung bilden.

Das Reforming ist ein weiterer wichtiger Prozess in der Erdölverarbeitung. Hierbei werden aus linearen Alkanmolekülen verzweigte Moleküle gebildet. Das Ziel des Reformings ist es, Kraftstoffe so zu verändern, dass sie eine höhere Klopffestigkeit besitzen.

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Verbrennungsmotoren und Abgasreinigung

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Highlight: AdBlue ist eine wichtige Technologie zur Abgasreinigung. Aus einer Harnstoff-Lösung wird im SCR-Katalysator Ammoniak NH3NH3 gewonnen, das mit giftigen Stickoxiden NOxNOx reagiert.

Die chemischen Reaktionen bei der AdBlue-Technologie:

  1. Zerfall von Harnstoff: CH4N2O + H₂O → 2NH3 + CO2
  2. Reduktion von Stickoxiden: 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H₂O

Definition: SCR steht für "Selective Catalytic Reduction" SelektiveKatalytischeReduktionSelektive Katalytische Reduktion und bezeichnet ein Verfahren zur Reduzierung von Stickoxiden in Abgasen.

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Abgasbestandteile und ihre Auswirkungen

Die Verbrennung von Erdölprodukten in Motoren führt zur Entstehung verschiedener Abgasbestandteile, die unterschiedliche Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit haben:

  1. Unproblematische Bestandteile: Wasserdampf Stickstoff
  2. Problematische Bestandteile: Kohlenstoffdioxid CO2CO2: Trägt zum Treibhauseffekt bei Kohlenstoffmonoxid COCO: Blockiert den Sauerstofftransport im Blut Stickstoffoxide NOxNOx: Reizgas, kann zu Atemnot und Entzündungen führen Unverbrannte Kohlenwasserstoffe: Krebserregend, tragen zu Smog bei Rußpartikel/Feinstaub: Belasten Lunge, Gesundheit und Umwelt

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Fraktionierte Destillation und Aufbereitung von Erdöl

Die fraktionierte Destillation von Erdöl ist ein zentraler Prozess in der Erdölaufbereitung. Zunächst wird Rohöl durch Reinigung gewonnen, das Kohlenwasserstoff-Moleküle unterschiedlicher Kettenlänge enthält. Im Röhrenofen wird das Rohöl auf über 360°C erhitzt, sodass die Bestandteile weitgehend verdampfen.

Der Dampf gelangt in den Destillationsturm, auch Destillationskolonne genannt, der aus mehreren Glockenböden besteht. Hier sammeln sich die Destillate der einzelnen Fraktionen. Je kürzer die Kohlenwasserstoffketten, desto höher steigen sie aufgrund ihrer geringeren Siedetemperatur.

Highlight: Die Temperaturen in den Glockenböden nehmen nach oben hin ab. Der aufsteigende Dampf wird im Gegenstrom zur kondensierten Flüssigkeit in Kontakt gebracht, wobei Stoffe mit höherem Siedepunkt als die Flüssigkeit im Glockenboden kondensieren.

Die Kondensate mehrerer Böden werden zu Fraktionen vereinigt. Anschließend wird der Rückstand mittels Vakuumdestillation weiter verarbeitet.

Definition: Die Vakuumdestillation ist ein Destillationsverfahren, das bei erniedrigtem Druck VakuumVakuum durchgeführt wird. Es ermöglicht die schonende Trennung von Stoffen, die sich bei höheren Temperaturen zersetzen würden.

Dieses Verfahren findet Anwendung beim Trennen langkettiger Kohlenwasserstoffe in der Erdölraffinerie. Die schwere Fraktion des Rohöls, die bei der fraktionierten Destillation übrig bleibt, wird der Vakuumdestillation zugeführt, um die Schweröle zu trennen.

Vocabulary: Cracken bezeichnet den Prozess, bei dem langkettige Kohlenwasserstoffe in kurzkettige gespalten werden.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Julia S

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