Van aardolie tot plastics

Aardolie

Aardolie is een mengsel van koolwaterstoffen dat miljoenen jaren geleden ontstaan is uit afgestorven plantaardige en dierlijke resten op de zeebodem, vermengd met klei, zand en grind. Door grondverschuivingen kwamen deze lagen onder andere in sedimenten terecht en werden ze samengeperst. Hierdoor werden ze blootgesteld aan hoge druk en temperatuur en zo werd aardolie of aardgas gevormd. 

De samenstelling van aardolie kan sterk variëren afhankelijk van de vindplaats. Naargelang de dichtheid van de ruwe aardolie spreken we over “light”, “medium” of “heavy” crude oil. 
Een ander kenmerk is het zwavelgehalte. Aardolie kan veel of weinig zwavel bevatten. De zwavel dient tijdens het raffinageproces verwijderd te worden.

De ruwe aardolie komt per zeeschip vanuit o.a. het Midden-Oosten, Afrika, Rusland en Noord-Europa toe in de terminal in Rotterdam omdat de grote mamoettankers niet in Antwerpen kunnen aanmeren.  Vandaar wordt de ruwe aardolie via de Rotterdam-Antwerpen pijplijn (RAPL) naar de raffinaderij in Antwerpen gevoerd.

Het raffinageproces

In vier stappen wordt de ruwe aardolie omgezet tot marktklare producten en basisgrondstoffen voor de petrochemie.

Distillatie:
aardolie is een mengsel van koolwaterstoffen, gaande van de lichte (gas en LPG) tot de zwaarste (stookolie). 
Om dit mengsel te scheiden, wordt het opgewarmd tot ongeveer 360°C.  In de distillatietoren worden dan de verschillende fracties gescheiden volgens hun kookpunt.

Zuivering: 
na de scheiding moeten de producten gezuiverd worden. Dit is nodig om milieubelastende stoffen zoals zwavel bij de bron te verwijderen.

Conversie:
de producten die we uit aardolie distilleren, moeten verder verbeterd worden om te voldoen aan de eisen van de markt.  Deze installaties wijzigen de scheikundige structuur van de koolwaterstoffen, waardoor de kenmerken en eigenschappen verbeteren.  Dit gebeurt met een katalysator.

Mengen:
in de laatste stap van de raffinage worden de verschillende componenten gemengd tot een marktklaar product zoals kerosine, diesel, benzine en stookolie. Afhankelijk van het land van bestemming en van het seizoen worden verschillende kwaliteiten van een product gemaakt.    

Stoomkraking

De nafta, butaan en ethaan, bijproducten uit de raffinage, worden bij TotalEnergies Olefins Antwerp als grondstof gebruikt voor de stoomkraker. 

Het nafta, butaan of ethaan worden tegen hoge snelheid door de kraakoven gestuwd, waar deze worden gemengd met stoom en verhit tot 850°C.  Hierdoor worden de moleculen gekraakt en omgezet in een mengsel dat een waaier aan lichte producten bevat.  Deze gasstroom wordt daarna in een fractie van een seconde gekoeld tot 130 à 170°C en wordt daarna door een reeks van distillatietorens geleid.

Hierin worden de gassen van elkaar gescheiden. De voornaamste eindproducten zijn ethyleen en propyleen en de zwaardere producten worden in de aromateneenheid verder omgezet naar nuttige aromatische koolwaterstoffen zoals benzeen en tolueen.

Polymerisatie

Bij TotalEnergies Polymers Antwerp wordt het gasvormig ethyleen verder bewerkt tot plastics.  Dit wordt in een reactorloop gebracht tesamen met vloeibare isobutaan en een katalysator.  Onder invloed van deze katalysator reageert het ethyleen en polymeriseren de afzonderlijke molecules tot lange ketens, waardoor in de reactor een soort brij ontstaat.

Het gevormde polyethyleenpoeder wordt gescheiden van de rest van het mengsel, gedroogd en verder gezuiverd. Het gaat enerzijds rechtstreeks naar de klant of gaat naar de extruder, waar er additieven zoals kleurstof worden toegevoegd.  Door opwarming stijgt de temperatuur in de extruder tot 200°C en ook de druk wordt opgedreven. Hierdoor smelt het polyethyleen tot een kneedbare, warme massa.  Aan het einde van de extruder wordt deze massa door een doorboorde plaat geduwd, waarna messen de slierten zeer snel versnijden tot korrels.  De polyethyleenkorrels worden gekoeld, droog gezwierd, gezeefd en gemengd.  

Hierna wordt het product verpakt en verkocht aan plasticverwerkers. Het polyethyleenpoeder en de polyethyleenkorrels worden gebruikt voor het vervaardigen van leidingen, benzinetanks, folies, ...