Samenvatting hoofdstuk 7 ‘duurzaamheid’
§2. Fossiele brandstoffen
Energieleveranciers
De belangrijkste fossiele brandstoffen zijn steenkool (C), aardgas (CH4) en aardolie (S+).
Fossiele brandstoffen worden vooral gebruikt voor warmteproductie en het opwekken van
elektrische energie. De verbrandingswarmte geeft aan hoeveel energie er vrijkomt bij de
verbranding van één kg/m3 van die brandstof bij een bepaalde druk en temperatuur.
Leverancier van grondstoffen
Aardgas en aardolie leveren ook grondstoffen voor de chemische
industrie. Omdat aardolie uit veel verschillende stoffen bestaat, moeten
deze eerst worden gescheiden in een aantal fracties. Dit is een mengsel
van stoffen met een kookpunt binnen bepaalde grenzen. Dit gebeurt door
gefractioneerde destillatie. Grotere stoffen condenseren bij een hogere
temperatuur en worden dus lager in de destillatiekolom afgetapt.
Een van de belangrijkste fracties is de naftafractie (kunststof, benzine).
Die bestaat uit een mengsel van koolwaterstofmoleculen waarvan het
aantal C-atomen tussen vijf en twaalf ligt. Twee belangrijke stappen in
het bewerkingsproces zijn thermisch kraken en katalytisch reformen.
Thermisch kraken: 850C ontledingsreactie: mengsel verzadigd en
onverzadigd koolwaterstof (C2H4 + C6H14 + andere stoffen)
Katalytisch reformen: nafta wordt onder hoge temperatuur en druk in aanwezigheid
van een katalysator zodanig bewerkt dat onvertakte alkanen en cycloalkanen worden
omgezet in vertakte alkanen en aromaten (grondstof benzine).
Milieuproblemen
Bij de verbranding van fossiele brandstoffen ontstaan CO2, SO2 en NOx.
Koolstofdioxide: Het gas CO2 draagt voor 70% bij aan het versterkte broeikaseffect.
Het is daarom verstandig om de uitstoot te verminderen, door energiebesparing of
opslag van CO2. Daar zijn meerdere mogelijkheden voor:
o Opslaan in oude gas- en olievelden
o Injecteren in de oceaan
o Uitstrooien van mineraal olivijn: Mg2SiO4 + CO2 SiO2 + 2MgCO3
Zwaveldioxide: In de atmosfeer wordt het gas omgezet in zwavelzuur (H2SO4), met als
gevolg zwavelzuur. Oplossingen zijn het gebruiken van ontzwavelde brandstoffen en
het zuiveren van verbrandingsgassen in rookgasontzwavelingsinstallaties.
Stikstofoxiden: Mengsel van gassen NO en NO2 (NOx) zijn giftig en worden door een
driewegkatalysator omgezet in stikstof, koolstofdioxide en waterdamp.
§2. Fossiele brandstoffen
Energieleveranciers
De belangrijkste fossiele brandstoffen zijn steenkool (C), aardgas (CH4) en aardolie (S+).
Fossiele brandstoffen worden vooral gebruikt voor warmteproductie en het opwekken van
elektrische energie. De verbrandingswarmte geeft aan hoeveel energie er vrijkomt bij de
verbranding van één kg/m3 van die brandstof bij een bepaalde druk en temperatuur.
Leverancier van grondstoffen
Aardgas en aardolie leveren ook grondstoffen voor de chemische
industrie. Omdat aardolie uit veel verschillende stoffen bestaat, moeten
deze eerst worden gescheiden in een aantal fracties. Dit is een mengsel
van stoffen met een kookpunt binnen bepaalde grenzen. Dit gebeurt door
gefractioneerde destillatie. Grotere stoffen condenseren bij een hogere
temperatuur en worden dus lager in de destillatiekolom afgetapt.
Een van de belangrijkste fracties is de naftafractie (kunststof, benzine).
Die bestaat uit een mengsel van koolwaterstofmoleculen waarvan het
aantal C-atomen tussen vijf en twaalf ligt. Twee belangrijke stappen in
het bewerkingsproces zijn thermisch kraken en katalytisch reformen.
Thermisch kraken: 850C ontledingsreactie: mengsel verzadigd en
onverzadigd koolwaterstof (C2H4 + C6H14 + andere stoffen)
Katalytisch reformen: nafta wordt onder hoge temperatuur en druk in aanwezigheid
van een katalysator zodanig bewerkt dat onvertakte alkanen en cycloalkanen worden
omgezet in vertakte alkanen en aromaten (grondstof benzine).
Milieuproblemen
Bij de verbranding van fossiele brandstoffen ontstaan CO2, SO2 en NOx.
Koolstofdioxide: Het gas CO2 draagt voor 70% bij aan het versterkte broeikaseffect.
Het is daarom verstandig om de uitstoot te verminderen, door energiebesparing of
opslag van CO2. Daar zijn meerdere mogelijkheden voor:
o Opslaan in oude gas- en olievelden
o Injecteren in de oceaan
o Uitstrooien van mineraal olivijn: Mg2SiO4 + CO2 SiO2 + 2MgCO3
Zwaveldioxide: In de atmosfeer wordt het gas omgezet in zwavelzuur (H2SO4), met als
gevolg zwavelzuur. Oplossingen zijn het gebruiken van ontzwavelde brandstoffen en
het zuiveren van verbrandingsgassen in rookgasontzwavelingsinstallaties.
Stikstofoxiden: Mengsel van gassen NO en NO2 (NOx) zijn giftig en worden door een
driewegkatalysator omgezet in stikstof, koolstofdioxide en waterdamp.
