Wat is affakkelen van gassen in de aardgaswinning en aardolieproductie?

Affakkelen is een term die wel voorkomt in de petrochemische sector. Met affakkelen wordt het verbranden van gassen genoemd die bij het winnen van aardgas, de productie van olie en olieraffinage vrijkomen. Het gaat hierbij om de gassen propaan, ethaan en methaan die tijdens de processen aanwezig zijn. deze gassen worden ook wel “dry gasses” genoemd. Ze kunnen worden hergebruikt als raffinage-brandstof in dat geval spreekt men ook wel van de Engelse term refinery fuel. Bij een teveel aan ethaan, propaan en methaan worden deze gassen in sommige landen nog terplekke verbrand op het boorplatform of bij een raffinaderij. Door het verbranden van deze gassen ontstaan grote vlammen die ook wel flares worden genoemd. Deze flares zijn soms te zien op raffinaderijen.

Affakkelen is verboden in Europa
Het affakkelen van gassen is in Europa verbonden. De reden van dit verbod zit in de luchtverontreiniging die door affakkelen wordt veroorzaakt. Door het verbranden van gassen komt onder andere kooldioxide (CO2) vrij in de lucht. Deze emissie draagt bij aan het broeikaseffect in de atmosfeer. Daarom mogen deze gassen tijdens het winnen en bewerken van olie en gas niet worden verbrand. In sommige gevallen worden gassen echter toch afgefakkeld omdat het zeer onpraktisch of zelfs gevaarlijk is om de vrijgekomen gassen met een andere methode te verwijderen.

Affakkelen van aardgas
In sommige landen en gebieden die ver van de bewoonde wereld liggen wordt aardgas afgefakkeld tijdens het proces van olie winnen. Aardgas wordt dan gezien als een bijproduct van het winnen van olie uit de aardlagen.  Het transporteren van aardgas is niet altijd mogelijk of niet altijd effectief omdat aardgas het beste kan worden getransporteerd in vloeibare toestand. Hiervoor moet aardgas in cryogene toestand worden gebracht. Aardgas dat in cryogene toestand is gebracht wordt ook wel in het Engels liquid natural gas genoemd en afgekort met lng.

Het volume van vloeibaar aardgas is in cryogene toestand 600 maal geringer dan aardgas in atmosferische druk en onder atmosferische temperatuur. Voordat aardgas echter in cryogene toestand is gebracht moet het sterk worden afgekoeld. Daarvoor moeten speciale voorzieningen worden aangebracht en speciaal transport worden geregeld. Dit is echter niet altijd mogelijk daarom kiest men er in sommige landen helaas nog te vaak voor om aardgas af te fakkelen.

Affakkelen of gassen laten ontsnappen in de atmosfeer
Aardgas bestaat voor een groot deel uit methaan. Als men methaan niet affakkelt en gewoon in de atmosfeer laat ontsnappen is methaan echter schadelijker voor de atmosfeer dan wanneer men het wel affakkelt. Methaan heeft namelijk een bijdrage aan het broeikaseffect die ongeveer 25 keer zo hoog is als kooldioxide (CO2).

Wat is nafta of aardoliedestillaat?

Nafta wordt ook wel aardoliedestillaat of raffinaderijbenzine genoemd. De naam nafta is mogelijk ontleend aan het Grieks. In Griekenland werd aardolie in het verleden ook wel nafta genoemd. Nafta is een condensaat dat ontstaat bij het destilleren van ruwe olie. Nafta is een mengsel dat bestaat uit koolwaterstoffen. De samenstelling van dit mengsel is verschillend en het aantal koolstofatomen is afhankelijk van de temperatuur die men gebruikt voor het destilleren. Tijdens het kraken valt de grondstof door de hitte uiteen in verschillende kleinere onverzadigde moleculen. De volgende soorten nafta zijn bekend:

  • Lichte nafta, dit is het product als men het distilleren doet bij temperaturen lager dan 80°C. Deze nafta bevat een aantal koolstofatomen tot 5.
  • Zware nafta. Distilleert men bij een temperatuur tussen de 80 tot 170 graden Celsius dan noemt men dit ook wel zware nafta. Deze nafta bevat een aantal koolstofatomen van 5 tot 10.

Hoeveel nafta zit er in aardolie?
Gemiddeld kan men uit aardolie twintig procent nafta halen tijdens het destillatieproces. De samenstelling van ruwe aardolie is echter wisselend en is onder andere afhankelijk van de vindplaats. De nafta krijgt nog een nabehandeling zodat de ongewenste delen uit het product worden verwijdert. Het nabehandelen van nafta is aan strenge milieueisen gebonden. Daarom wordt veel zorg besteed aan de nabehandeling in het raffinageproces.

Waar wordt nafta voor gebruikt?
Nafta ontstaat in een kraakinstallatie. Deze stof kan worden gebruikt aanstekerbenzine en wordt daarnaast omgezet in verschillende onverzadigde grondstoffen. Deze omzetting wordt gedaan in het kraakproces dat plaatsvind in naftakrakers. In naftakrakers worden verschillende stoffen geproduceerd waaronder etheen en propeen voor polymeerfabrieken.  Verder ontstaan er in de naftakraker ook co-producten zoals benzeen en butadieen.

Oliedestillaten worden in Europa in verschillende productielocaties omgezet in grondstoffen die gebruikt kunnen worden voor de fabricage van plastic producten. Daarnaast worden de destillaten uit olie ook gebruikt voor de fabricage van meststoffen, insecticiden, geneesmiddelen en zelfs voedingsmiddelen.

Waar staan kraakinstallaties in Europa?
In Europa staat de grootste kraakinstallatie ter wereld. Deze staat in de haven van Antwerpen (België). Daarnaast staan er kraakinstallaties in Moerdijk en Geleen en Terneuzen.

Wat is petrochemie en wat wordt in deze sector verwerkt?

Petrochemie is een sector die zich bezighoudt met het verwerken van petroleum. In deze sector worden verschillende scheikundige processen uitgevoerd in fabrieken en raffinaderijen, daardoor valt de petrochemie onder de chemische industrie. In de petrochemische sector wordt aardolie verwerkt en worden producten uit aardolie gefabriceerd.

In 1920 paste men voor het eerst commercieel een product toe dat uit de petrochemie afkomstig was. Dit was het product isopropylalcohol en wordt voor de cosmetische sector gebruikt. In de petrochemische industrie worden tegenwoordig verschillende processen gebruikt voor het maken van aardolieproducten. Hierbij kan onder andere worden gedacht aan het kraken van aardolie in een aardolieraffinaderij.

Kraken van aardolie
In 1910  wed het kraken van aardolie voor het eerst toegepast. Hierbij werden aardoliefracties omgezet in lichtere fracties. Doormiddel van kraken kom men een groter deel van de ruwe aardolie omzetten in benzine. De kern van het kraken draait om het omvormen van grotere organische moleculen in moleculen met een lager moleculair gewicht of in moleculen die betere eigenschappen bevatten.

Stoomkraken
Stoomkraken is een variant van thermisch kraken en verloopt via een radikaalmechanisme. Hierbij vinden reactie plaats bij een hoge temperatuur van rond 850 °C. Hierbij wordt vloeibare stof zoals bijvoorbeeld benzine of lichte dieselolie of een gasvormige stof zoals ethaan doormiddel van stoom verdund. De stoom zorgt er voor dat de reactieomstandigheden worden verbetert. Er wordt bij stoomkraken meestal gebruik gemaakt van een kortstondige verhitting van enkele milliseconden onder een temperatuur van 850 °C. Daarna wordt het gasvormige reactiemengsel zeer snel afgekoeld. Daarvoor wordt gebruik gemaakt van een warmtewisselaar. Dit zorgt er voor dat de aardolie (of ander mengsel) zo optimaal mogelijk wordt opgedeeld in de gewenste fracties.

Katalytisch kraken
Katalytisch kraken wordt gedaan met behulp van katalysatoren. Deze manier van kraken wordt tegenwoordig steeds meer toegepast omdat thermisch kraken zoals stoomkraken moeilijk te sturen is. Katalytisch kraken wordt in het Engels ook wel cat-cracking genoemd. Bij dit kraakproces zijn minder hoge temperaturen nodig dan bij thermisch kraken. In plaats van radicalen maakt men bij katalytisch kraken meer gebruik van kationische intermediairen.