Erdölraffination

Der Begriff Raffination (Raffinieren, oder Raffinierung) bezeichnet im allgemeinen Sinne ein technisches Verfahren zur Reinigung, Veredlung, Trennung und/oder Konzentration von Rohstoffen, Nahrungsmitteln und technischen Produkten.^[1] In einer Raffinerie findet man Anlagen zur Raffination von Zucker, Erdöl oder anderen Stoffen.

Arten der Raffination geordnet nach Stoffgruppen

Erdöl

Kohlenwasserstoffe enthalten nach der fraktionierten (Vakuum-)Destillation von Erdöl noch unerwünschte schwefel-, sauerstoff- und stickstoffhaltige Substanzen sowie andere unerwünschte Stoffe, beispielsweise Alkene. Diese Verunreinigungen können bei Schmierstoffen schon nach kurzem Gebrauch zu Alterungserscheinungen wie Dunkelfärbung, Zunahme der Viskosität, Entstehung von Säuren beziehungsweise Ölschlamm führen. Sie werden bei der Raffination in einer Erdölraffinerie durch Hydrierung entfernt, wodurch eine Qualitätsverbesserung erreicht wird. Es werden auch alternative Reinigungsverfahren (Furfurolextraktion, Oleumraffination) angewandt. Weiterhin wird die Reinigung von Grundölen in der Schmierstoffproduktion, bei der die Grundöle mit Hilfe von verschiedenen Tonerden gefiltert werden, als Raffination bezeichnet.

Bei der Hydrierung entstehen aus den schwefel- und stickstoffhaltigen Verunreinigungen Gase wie Schwefelwasserstoff und Ammoniak, die abgetrennt werden.

Pflanzenöle oder -fette

Die Raffination von Pflanzenöl/ -fett ist ein Bearbeitungsschritt im Prozess der Herstellung dieser Produkte nach dem Prinzip der Heißpressung. Bei der Raffination werden unerwünschte Begleitstoffe aus dem vorher produzierten Rohöl (Truböl) entfernt (z.B. Pigmente, Geruchs-, Geschmacks- und Bitterstoffe), die Einfluss auf die Qualität der Produkte haben können. Hierbei geht es im Wesentlichen um Geschmack, Haltbarkeit, technische Weiterverarbeitung, Geruch und Farbe. Zwei Verfahren der Raffination kommen zur Anwendung. Erstens ist dies die "Chemische Raffination" mit folgenden Bearbeitungsschritten:

• Entschleimung
• Entsäuerung/ Neutralisation
• Entfärbung/ Bleichung
• Dämpfung/ Desodorierung

Zweitens die "Physikalische Raffination" mit den Bearbeitungsschritten:

• Entschleimung/ Entfärbung/ Bleichung
• Dämpfung/ Desodorierung/ destillative Entsäuerung

Nach dieser Behandlung stehen dann jeweils "vollraffinierte Pflanzenöle" zur Verfügung. Im Gegensatz zum Verfahren der Heißpressung, bei der die Raffination der Rohöle (Truböle) durchgeführt wird, entfällt dieser Schritt bei der Kaltpressung. Bei diesem Verfahren wird das Rohöl (Truböl) lediglich nur noch filtriert. Das Koppelprodukt bei der Herstellung von Pflanzenöl nach dem Heißpressverfahren wird Extraktionsschrot genannt, das Koppelprodukt bei der Kaltpressung dagegen als Presskuchen bezeichnet.

Zucker

Bei der Raffination des Zuckers wird der Rohzucker durch Waschen mit Sirup und Zentrifugieren vorgereinigt (Affination) und die Affinade durch Lösen in Wasser, Entfärben mit Aktivkohle oder Kieselgur und Aufkonzentration im Vakuum weiterverarbeitet. Der Weißzucker (Raffinade) wird zur Kristallisation gebracht und durch Zentrifugation gewonnen. Höhere Reinheitsgrade können durch die (wiederholte) Abfolge der Verfahrensschritte Auflösen, Entfärben, Filtrieren, Auskristallisieren und Zentrifugieren erzielt werden. Bei dem so gewonnenen Kristallzucker, der Zucker-Raffinade, handelt es sich um chemisch fast reine Saccharose (99,8 Gewichts-%).^[2]

Metalle

Die metallurgische Praxis unterscheidet grundsätzlich zwischen Feuerraffination und elektrolytischer Raffination. Bei der Feuerraffination werden unerwünschte Elemente gemäß dem Grad ihrer Sauerstoffaffinität entweder durch Konverterverfahren, oder oxidierendes Schmelzen entfernt. Dies bedingt dann oxidierende Ofenführung, ergänzt durch oxidierende Schmelzezuschläge (Schmelzebehandlungsmittel). Für höhere Reinheitsgrade bedient man sich der elektrolytischen Raffination. Das jeweilige Rohmetall, z. B. Konverterkupfer, wird zur Anode und geht in Lösung, wobei der Elektrolyt aus einer Salzlösung des betreffenden Metalls besteht, und scheidet sich als Reinmetall an der Kathode ab. Bei der Elektrolyse gehen auch unedelere Begleitelemente in Lösung, ohne sich jedoch kathodisch abzuscheiden, edlere Begleiter fallen als Anodenschlamm aus (siehe Elektrochemische Spannungsreihe).^[3] Aus dem Anodenschlamm werden besonders bei der Kupferraffination beträchtliche Mengen an Silber und Gold gewonnen. Die elektrolytische Raffination wird besonders bei Kupfer und Nickel, aber auch für Silber, Blei und Zink eingesetzt. Aluminium wird mit einem verwandten Raffinationsverfahren, der Schmelzflusselektrolyse, gewonnen und fällt in den Elektrolysezellen, die mit Tonerde und einem Kryolithgemisch als Elektrolyt kontinuierlich beschickt werden, ebenso kontinuierlich als Rohaluminium zur Entnahme an. Eine jüngere Raffinationsmethode ist das Zonenschmelzverfahren, das zur Gewinnung von reinstem Silizium oder Silizium-Einkristallen angewendet wird.

Speisesalz

Die Raffination von Meersalz bezeichnet das Waschen des durch die industrielle Ernte meist verunreinigten „Rohsalzes” in gesättigter Sole, die erneute Kristallisation, Zentrifugierung, Trocknung und das Versetzen nach dem Vermahlen mit Aufhellern, Rieselhilfsmitteln und die künstliche Iodierung. Nach dieser Behandlung ist das Meersalz weder optisch noch geschmacklich von – ebenfalls raffiniertem – Steinsalz zu unterscheiden. Durch Liquid Mining gewonnene Sole wird mit ähnlichen Reinigungsverfahren zu Siedesalz aufgearbeitet.

Einzelnachweise

1. ↑ Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, Seite 1168.
2. ↑ Römpps Chemie-Lexikon, 8. Auflage (1987) Seiten 3483−3484, ISBN 3-440-04510-2.
3. ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter de Gruyter & Co. Berlin 2007. ISBN 3-11-017770-6.