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In der Destillationskolonne, dem Herzen einer Erdölraffinerie, laufen viele interessante Prozesse ab. Die Herausforderung: Es gibt dort viele gemischte Gase. Wie trennt man sie voneinander? Nun, wenn man für dieses Problem eine Lösung findet, kann das Gemisch aus Rohöl in viele nützliche Bestandteile getrennt werden. Das knifflige Problem für Ingenieure ist die Frage, wie geht man das Problem überhaupt an? Und der Einfachheitalber nehmen wir an, dass es nur drei Gase gibt. Eine Lösung besteht darin, die Gase abzukühlen und dafür zu sorgen, dass wir die Temperatur schließlich bis auf den Siedpunkt nur eines Gases senken. Voila, nur dieses Gas wird kondensieren und diese Flüssigkeit lässt sich leicht abtrennen. Wenn Sie das nächste Gas abtrennen wollen, senken Sie die Temperatur einfach knapp unter den Siedepunkt dieses Gases und so weiter und so fort. Wenn Sie jedoch in einen Desillationsturm hineinzoomen, werden Sie keine Kühlschlangen sehen. Wie haben die Ingenieure ohne Kühlschlangen die Gase kondensiert? Um diese clevere Konstruktion der Destillationskolonne zu verstehen, müssen wir zunächst annehmen, dass all diese Böden mit kondensierter Flüssigkeit bedeckt sind, wobei sich die Flüssigkeit mit der niedrigsten Temperatur ganz oben und die mit der höchsten Temperatur ganz unten befindet. Das Rohöl wird zunächst in diesen Ofen eingespeist. Hier wird der größte Teil der Flüssigkeit verdampft. Das Medium, das nun hauptsächlich aus Dampf und etwas Flüssigkeit besteht, tritt in die Destillationskolonne ein. Nehmen wir an, die Flüssigkeit auf dem ersten Boden wird bei 370°CUS gehalten und das einströmende Medium hat eine Temperatur von 400°C. Sobald dieser Strom in die Kolonne eintritt, fällt der flüssige Anteil nach unten und nur der Dampf steigt nach oben. Jetzt müssen wir den Weg dieses Dampfes mit 400° CSUS genau beobachten. Diese Art von Bodenkonstruktion mit pilzförmigen Einsätzen wird Bubble Cap Design genannt. Das Gas, das durch dieses Rohr eintritt, muss durch die Flüssigkeit auf dem Boden strömen. Denken Sie daran, die Flüssigkeit hat eine deutlich niedrigere Temperatur. Angenommen, eine Komponente im Gas hat eine Siedetemperatur von 375°CUS. Dann wird diese Komponente im Flüssigkeitspool kondensieren. Ebenso alle anderen Gasbestandteile mit einem Siedepunkt zwischen 370 und 400°CUS. Die Gase mit einer Siedetemperatur unter 370°CUS entweichen diesem Flüssigkeitsbereich und steigen weiter nach oben. Dort wartet bereits der nächste Flüssigkeitspool auf sie. Bei einer niedrigeren Temperatur sagen wir 300°CUS. Wiederholt sich der Prozess, werden alle Gase mit Siedepunkten zwischen 300 und 375°CUS im Flüssigkeitspool kondensiert. So trennen Ingenieure Rohöl in verschiedene Komponenten. Ein praktischer Destillationsturm hat fast 15 solcher Böden. Je schwerer das Molekül, desto höher der Siedepunkt. Das bedeutet, alle schweren Bestandteile des Rohöls finden Sie am Boden des Turms und die leichten Bestandteile finden Sie oben. Z.B. finden Sie im oberen Bereich Benzin und im unteren Bereich Industrieheizöl im Destillationsturm. Ganz oben im Destillationsturm ist ein Kondensator eingebaut. Er wird aktiv gekühlt. Ein Teil dieses Gases, das sich ganz oben befindet, kondensiert beim Durchströmen dieser Schlangen. Das restliche Gas mit sehr niedrigem Siedepunkt wird ganz oben als Petroleumgas gesammelt. Leider läuft die interessante Physik der Trennung von Rohöl nicht so perfekt ab, wie gerade beschrieben. Ein Beispiel dafür findet sich auf dem untersten Boden. Hier sollten sich alle Gase mit einem Siedepunkt über 370°CUS kondensieren. Allerdings entkommen einige Gasmoleküle mit einer höheren Siedetemperatur von mehr als 370° CSUS diesem Flüssigkeitspool. Sie werden schließlich im obersten Boden aufgefangen, aber dort sollen sie eigentlich nicht sein. Die nächste raffinierte Lösung der Ingenieure besteht darin, diese Flüssigkeit über Rohrleitungen zurück zum untersten Boden zu schicken. Der Boden, der für höhere Siedepunkte vorgesehen ist, verdampft die Moleküle, die in den oberen Boden gehören und hält nur die benötigten Moleküle zurück. Diese Art der Trennung findet kontinuierlich statt, indem die gesamte Flüssigkeit wieder zum Anfangsbereich der Destillationskolonne zurückgeführt wird. Konzentrieren wir uns nun auf den Rückstand, der auf den Boden der Destillationskolonne gefallen ist. Er enthält einige nützliche Produkte. Die Fraktionen im Rückstanden bei sehr hohen Temperaturen, einige bei mehr als 1000°. Bei dieser Temperatur würden die Moleküle sich aufspalten, bevor sie sieden. Ingenieure wollten trotzdem alle Fraktionen des Rückstands zum Sieden bringen, aber bei niedrigeren Temperaturen.