Petrochemie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Een petrochemisch complex

Petrochemie is de tak van scheikunde die zich bezighoudt met verwerking van aardolie (petroleum) en de producten daaruit. Deze kennis wordt vooral ingezet in de petrochemische industrie, bijvoorbeeld bij het kraken van aardolieproducten in een aardolieraffinaderij. De eerste commerciële toepassing van een product uit de petrochemie was in 1920[1] isopropylalcohol, dat voor cosmetica gebruikt wordt.

Geschiedenis[bewerken]

Voorgeschiedenis[bewerken]

Er ontwikkelde zich in de 19e eeuw een uitgebreide steenkoolteerchemie, waarbij uit reststoffen van gasfabrieken en cokesfabrieken tal van nuttige stoffen konden worden gesynthetiseerd.

Sinds de eerste boring in 1853 kwam aardolie op steeds ruimere schaal ter beschikking. Dit is een mengsel van tal van koolwaterstoffen. Door destillatie werd dit mengsel in de diverse fracties gescheiden. Aanvankelijk was vooral de kerosine van belang. Deze werd onder de naam petroleum vooral als lampolie gebruikt.

Een tweede fractie die toepassing vond was de -veel vluchtiger- benzine. Pas begin 20e eeuw begon benzine een goed verkoopbaar product te worden. Hiertoe moest ruwe benzine verder worden gedestilleerd.

Aromaten[bewerken]

Sommige aardoliesoorten, zoals de Borneo-olie die door de BPM werd gewonnen, waren rijk aan aromatische verbindingen. Hetzelfde soort verbindingen speelde een belangrijke rol in de steenkoolteerchemie. Er konden onder meer kleurstoffen, medicijnen, bestrijdingsmiddelen en springstoffen mee worden vervaardigd. Omdat nu ook aardolie de grondstoffen hiervoor leverde, trachtte men op aardoliebasis de steenkoolteerchemie na te bootsen. In 1908 werd in Pernis de benzine-inrichting, een voorloper van Shell Pernis, in werking gesteld. Hier werd de in Balikpapan geproduceerde benzine verder gedestilleerd, waarbij ook een fractie ontstond die 60% tolueen bevatte en toluolbenzine werd genoemd. In Reisholz bij Düsseldorf werd een fabriek gebouwd, waarbij met behulp van zwavelzuur en salpeterzuur een nitratieproces werd uitgevoerd, dat mononitrotolueen opleverde. Dit was een belangrijke grondstof voor de Duitse kleurstoffenindustrie. De Eerste Wereldoorlog leidde tot een grote vraag naar springstoffen, zoals TNT, voor de fabricage waarvan tolueen vereist is. Ook in de Verenigde Staten werd, in de raffinaderij te San Francisco van Standard Oil, tolueen gewonnen voor de TNT-fabricage. Toen na de Eerste Wereldoorlog de behoefte aan aromatische stoffen weer het vooroorlogse niveau bereikte, kon de steenkoolteerchemie weer geheel aan de vraag voldoen.

Omzetten van zware fracties[bewerken]

Een volgend onderzoeksgebied van de petrochemie was de omzetting van zwaardere aardoliefracties in de lichtere. Dit kon geschieden door middel van kraken en hydrogenering. Het kraken werd in 1910 voor het eerst toegepast, zodat men een groter deel van de ruwe aardolie als benzine kon verkopen.

Alifaten[bewerken]

Petrochemisch complex te Gela, Italië

Bij het kraken ontstonden nevenproducten, waaronder gassen en nafta. Deze producten leverden stoffen als ethyleen, propyleen, buteen en dergelijke. Voorheen werden deze stoffen langs een moeizame weg gevormd, onder meer uit acetyleen, een product dat uit carbid (met als grondstof steenkool en ongebluste kalk) werd verkregen. Maar vanuit aardoliefracties was de bereiding van ethyleen en dergelijke veel eenvoudiger.

Ethylalcohol, dat veelvuldig als oplosmiddel werd gebruikt, werd na de Eerste Wereldoorlog in de VS door de drooglegging verboden. Standard Oil of New Jersey ging daarop isopropylalcohol vervaardigen, dat als oplosmiddel op de markt kwam, maar vanaf 1925 ook, onder de merknaam "Petrahol", als koelmiddel aangewend. Daarnaast was het isopropylalcohol een basisgrondstof voor de vervaardiging van aceton, dat een belangrijk industrieel oplosmiddel is.

Een belangrijke basisgrondstof werd ethyleen. Het belang hiervan bleek in 1933, toen bij de Britse firma ICI voor het eerst, onder hoge temperatuur en druk, polyethyleen werd gevormd en de opmars van de plastics (thermoplastische polymeren) begon.

De ontwikkeling van de kunststoffen, zoals plastics, valt buiten het bereik van de petrochemie, die daartoe slechts de grondstoffen, in de vorm van bepaalde monomeren, levert.

Vooral na de Tweede Wereldoorlog nam niet enkel de consumptie van aardolie als brandstof, maar ook de consumptie van uit aardolieproducten bereide kunststoffen, dramatisch toe. Niet alleen materialen, waaronder synthetische rubber, maar ook producten als synthetische wasmiddelen, bestrijdingsmiddelen, kunstvezels en dergelijke werden in steeds grotere hoeveelheden vervaardigd op basis van uit aardolie verkregen grondstoffen.

Eén van de stoffen die aanvankelijk in de synthetische wasmiddelen werd verwerkt was het aardolieproduct Teepol, een ontvettingsmiddel, geleverd door Shell. Dit werd onder meer in het afwasmiddel Lodaline verwerkt. Concurrent ICI bracht daartoe een product onder de naam "Lissapol" op de markt. Beide producten waren biologisch slecht afbreekbaar en zorgden voor schuimvorming op de oppervlaktewateren.

Bronnen, noten en/of referenties