Hoe gebeurt de raffinage van aardolie?

Hoe gebeurt de raffinage van aardolie?

Ruwe olie wordt door de raffinagebedrijven in ons land vanuit verschillende werelddelen ingevoerd. Het wordt in de raffinaderijen  verwerkt  tot een reeks hoogwaardige producten zoals LPG, kerosine, benzine, diesel,  stookolie en basisgrondstoffen voor de chemische industrie. Welk aandeel elk van die producten heeft in de globale productie van een raffinaderij hangt af van de technische productie-installaties van de raffinaderijen en van het soort aardolie dat geraffineerd wordt. Dit houdt in dat een raffinaderij in staat moet zijn om verschillende soorten ruwe aardolie — die sterk in samenstelling kunnen verschillen — te verwerken en tevens om, afhankelijk van de vraag, de gewenste producten in de juiste verhouding te kunnen leveren.

De raffinage-industrie streeft naar een realistische transitie naar klimaatneutraliteit

Een koolstofcirculaire en CO2-arme industrie in Vlaanderen tegen 2050 is door de ambitieuze timing een gigantische uitdaging, maar wel een die in nieuwe verkennende scenario’s theoretisch mogelijk blijkt. Dat staat te lezen in een uitgebreide studie uitgevoerd in opdracht van VLAIO, het Vlaams Agentschap Innoveren & Ondernemen. De Vlaamse industriesectoren steunen de Europese ambitie voor klimaatneutraliteit maar pleiten voor een coherent en haalbaar industrieel transitieprogramma met doelgerichte innovatie- en investeringssteun en toegang tot voldoende hoeveelheden betrouwbare en betaalbare klimaatvriendelijke energie.

In de analyse van de transitiepaden werd de focus gelegd op de industriële sectoren die de grootste impact op de CO2-reductie kunnen realiseren: de staal, chemie en raffinage. Deze drie sectoren spelen een bepalende rol in het realiseren van significante emissiereducties in de Vlaamse industrie.

De raffinage sector in de energietransitie
De haven van Antwerpen huisvest de grootste geïntegreerde raffinage en chemie cluster in Europa met een uitstekende positie op wereldwijde markten. De petroleumsector staat evenwel op een belangrijk kruispunt in de energietransitie en zal een centrale rol spelen in de productie van duurzamere brandstoffen voor het transport en grondstoffen voor de petrochemie. Ze zal hierbij geleidelijk aan fossiele producten vervangen door low-carbon en klimaatneutrale vloeibare brandstoffen en feedstocks. Ook de raffinaderijen zullen klimaatneutraal moeten worden. De VLAIO studie heeft mogelijke transitiepaden verkend om dit te bereiken.

Elektrificatie en duurzame waterstof zullen ongetwijfeld  een centrale rol spelen in de decarbonisatie van de industrie. De raffinagesector is een natuurlijke partner in de productie van waterstof, dat reeds gebruikt wordt voor industriële toepassingen in de chemie- en raffinagesectoren, bijvoorbeeld voor de productie van ammoniak en aniline, of voor het kraken van ruwe aardolie en ontzwaveling van raffinageproducten. De laatste jaren komt waterstof steeds meer op de voorgrond als essentiële grondstof om koolstofintensieve sectoren zoals de raffinage-, chemie- en staalsector te decarboniseren.

Naast een toename van de elektrificatie en een verhoogde energie-efficiëntie, wordt de klimaatneutraliteit van onze sector ook mogelijk door een deel van de fossiele grondstoffen te vervangen door biomassa, door het inzetten van synthetisch gas als industriële brandstoffen en uiteindelijk het afvangen en stockage van residuele CO2.

Koolstof afvangen en hergebruiken is cruciale klimaattechnologie
Op technologisch vlak zijn de belangrijkste conclusies uit de studie dat er geen wonderoplossing bestaat en dat er nog veel onzekerheden zijn over welke technologieën uiteindelijk zullen doorbreken. Het is wel duidelijk dat in elk mogelijk scenario de grootschalige afvang van CO2 voor opslag (CCS, Carbon Capture and Storage) of hergebruik (CCU, Carbon Capture and Utilization) cruciaal is om significante emissiereducties te realiseren.

De opslag van CO2 of CCS dient daarbij als tijdelijke tussenstap naar CCU, of het hergebruik van CO2. Zo kan opgevangen koolstof ingezet worden in de productie van bijvoorbeeld ethanol of methanol, basismoleculen voor allerlei waardevolle toepassingen in de chemie-industrie of voor de productie van synthetische brandstoffen, die ingezet kunnen worden als brandstof ter vervanging van bestaande fossiele brandstoffen.

Nieuwe technologieen zullen dan ook verder moeten ontwikkeld worden om oplossingen te bieden die economsich en opschaalbaar zijn. Dit kan enkel gebeuren met een sterke R&D, nadien industriele demonstratie plants, en uiteindelijk implementatie projekten voor de rijpe technologieen.

Klimaatbeleid start bij ambitieus industriebeleid
De studie bevat dus geen kant-en-klare oplossingen, maar toont wel aan dat de industrie een bondgenoot is voor klimaatneutraliteit. De industriesectoren reiken daarom de hand aan de Vlaamse overheid om in nauwe samenwerking een industrieel transitieprogramma uit te werken met aandacht voor een adequate financiering van innovatie en infrastructuur. De industriële toepassing van nieuwe klimaattechnologieën vraagt ook om ondersteuning op lange termijn. De noodzakelijke innovaties zitten nog volop in de ontwikkelingsfase, waarbij het lang niet zeker is of ze effectief toepasbaar en economisch haalbaar zijn. Het is daarom noodzakelijk om innovatiesteun te bieden voor strategisch basisonderzoek en risicovolle piloot- en demoprojecten.

Link naar de Vlaio studie

Raffinageproces

Het raffinageproces gebeurt in enkele opeenvolgende stappen:

1. Scheiding (distillatie)
De eerste fase van de raffinage is het scheiden van de verschillende koolwaterstoffen die in ruwe olie zitten: van zeer korte tot zeer lange koolwaterstofketens. Dit is het proces van distillatie. Ruwe olie wordt opgewarmd en tot koken gebracht. Elke koolwaterstof in de ruwe olie heeft zijn eigen kookpunt.

Schema distillatieproces: klik hier

2. Zuivering
De componenten die in de eerste fase ontstaan, bevatten vaak ongewenste elementen, zoals zwavel en stikstof, en moeten daarvan gezuiverd worden. Door de toepassing van een katalysator worden de elementen vervolgens gedwongen om te reageren met het waterstofgas, waarop de ongewenste elementen eenvoudig van het product kunnen worden gescheiden. Het ontzwavelen resulteert in schonere brandstoffen.

3. Conversie
Er zijn nu tal van componenten gescheiden en gezuiverd. Over het algemeen verschillen deze componenten onderling vooral op basis van de lengte van de koolstofketen. Componenten met een relatief korte keten zijn vaak óf gasvormig, óf minder stroperige vloeistoffen. Door componenten met een relatief lange keten te ‘kraken’ worden de ketens opgebroken in componenten met kortere ketens. Op deze manier kan een raffinaderij beter aan de vraag van verschillende eindproducten voldoen.

4. Menging
Tot slot worden diverse componenten met elkaar gemengd, wat resulteert in de eindproducten. Benzine bijvoorbeeld, bestaat uit een 10-tal componenten. De eindproducten zijn nu gereed voor gebruik.  

Eindproducten
De eindproducten die uit het raffinageproces komen zijn, van zwaar naar licht: asfalt, bitumen, stookolie, diesel, kerosine, benzine, LPG.

De raffinagesector in België

De Belgische raffinage-industrie is één van de belangrijke economische pijlers van ons land. De raffinaderijen beschikken over een aantal troeven waardoor ze op Europees en internationaal vlak goed gepositioneerd zijn: hun centrale geografische ligging (haven van Antwerpen), hun productiecapaciteit, de kwaliteit en diversiteit van de verwerkte brandstoffen, de energie-efficiëntie en het respect voor het milieu en, niet op zijn minst,  hun gekwalificeerd personeel. Ze bevinden zich in de grootste petrochemische cluster van Europa en in tweede positie op wereldvlak na Houston in de Verenigde Staten.

De raffinaderijen in België verwerken geïmporteerde ruwe aardolie in een veelheid aan brandstoffen die gebruikt worden voor het transport en voor onze verwarming. Wat weinigen weten is dat ongeveer 35% van de verwerkte producten bestemd zijn voor de petrochemie die er alledaagse producten mee maakt: legoblokjes verspreid over de vloer, de verf aan de muur, het shirt dat je aan hebt, pillen tegen hoofdpijn en zelfs de banden van fietsen !

Raffinagecapaciteit van de Belgische raffinaderijen: klik hier

Hoeveelheid producten verwerkt in de Belgische raffinaderijen: klik hier

Balans petroleumproducten in België: klik hier

Invoer aardolie volgens land van herkomst: klik hier

De internationale context van ruwe aardolie

Data 2019

- De prijs van de aardolie (Brent) in $/vat en in €/vat: klik hier

- De prijs van de aardolie in constante euro en in lopende euro: klik hier

- Wereldreserves aardolie: klik hier

- Wereldwijde productie van aardolie: klik hier

- Raffinagecapaciteit in de wereld: klik hier

- Verbruik van ruwe olie per geografische zone: klik hier