A Science novemberi 25-i számában mutatták be a Massechusetts-i Egyetem (Amhesrt) vegyészmérnökei új módszerüket, mellyel növényi olajokból nagy mennyiségben állíthatnak elő vegyipari alapanyagokat, mint pl. benzolt, toluolt, dimetil benzolt és alkén(olefin)-származékokat. Az új eljárás csökkentheti, vagy meg is szüntetheti a vegyipar fosszilis energiahordozóktól való függését.
Így a kőolaj helyett felhasználhatnak viszonylag olcsóbb és széles körben elérhető, mezőgazdasági hulladékból, vagy ipari növényekből előállított növényi olajat is. A kapott jó minőségű alapanyagokból bármit előállíthatnak mosóporoktól, oldószerektől kezdve egészen a műanyagokig.
George Huber, a projekt vezetője, a Massachusetts-i Egyetem vegyészmérnök professzora szerint: „Az áttörésnek köszönhetően teljes egészében kielégíthetjük a vegyipari alapanyagigényt pirolízisolaj segítségével. Ugyanazokat a molekulákat állítjuk elő biomasszából, mint a fosszilis alapanyagokból, és ráadásul új infrastruktúrára sincs szükség. Úgy gondoljuk, hogy ez a technológia a gazdasági fejlődéshez is jelentősen hozzájárulhat, mivel mára már széles körben elérhetővé vált a pirolízisolaj. A fő különbség módszerünk és a ma használt megoldások között az alapanyag: mi a folyamatban egy megújuló alapanyagot használunk fel, növényi bimasszát. Ahelyett hogy kőolajat vennénk ezen kémiai anyagok előállítására, mi pirolízisolajat használunk, melyet ipari növényekből és fás biomasszából állítanak elő. További előnye, hogy az amerikai farmereknek is jelentős bevételi forrást teremthet.”
Mi pirolízisolaj?
A pirolízisolaj egy szintetikus üzemanyag, melyet a kőolaj egyik lehetséges alternatívájának tartanak. A pirolízis a szerves anyagok termokémiai lebontásának folyamata oxigénmentes környezetben.
A pirolízisolajat biomasszából állítják elő. 500ºC-on és magas nyomáson egy speciális reaktorban pirolizálják a szerves anyagokat. Az így kapott bioolaj kátrányszerű és általában az oxigéntartalma is túl magas, ezért közvetlenül nem használható fel.
A múltban ezeket a vegyületeket alacsony termelékenységű folyamatokkal állították elő. Az új módszer háromszor hatékonyabb. Az olcsó, rossz minőségű pirolízis olajból a közlekedési üzemanyagoknál is értékesebb termékeket állíthatnak elő.
A cikkben Huber és doktorandusz hallgatói (Tushar Vispute, Aimaro Sanno és Huiyan Zhang) bemutatták, hogy hogyan lehet előállítani biomassza alapú pirolízis olajból sok műanyag és gyanta alapanyagául szolgáló alkéneket (pl.: etilén, propilén), valamint a sok festékben, műanyagban és poliuretánban megtalálható aromás vegyületeket (benzol, toluol, xilén).
Kétlépéses integrált katalitikus megközelítést alkalmaznak egy változtatható variálható reakciójú hidrogénezési fázissal kezdve, melyet egy zeolitos katalitikus lépés követ. A zeolit katalizátor megfelelő pórusszerkezettel és aktív felülettel rendelkezik a biomassza alapú molekulák aromás szénhidrogénekké és alkénekké alakításához.
Cikkükben bemutatják, hogy hogyan lehet elérni három paraméter megfelelő megválasztásával — az alacsony és a magas hőmérsékletű hidrogénezési lépés illetve a megfelelő zeolitkonverzió használatával — az optimális eredményt. Eredményeik szerint az alkén-aromás arány és az alkének és aromás vegyületek típusai a piaci igényeknek megfelelően alakíthatók.
Azaz, az új technikát alkalmazva a vegyipari cégek a szükségleteknek megfelelően befolyásolhatják a biomasszából nyert szén arányát és a hozzáadott hidrogén mennyiségét.
Gazdasági számításokat is végeztek az optimális hidrogén és pirolízisolaj arányának megállapításához, a lehető legmagasabb értékű végtermék előállítása érdekében.
A Massechusetts-i Egyetemen létesített kísérleti üzemben ezeket a vegyületeket néhány liter mennyiségben képesek előállítani. A technológiát az Anellotech Corp. licencelte, melyet Huber és David Sudolksy alapított. A cég szilárd biomassza vegyipari alkalmazásaival kapcsolatban is végez fejlesztéseket.
Sudolsky, az Anellotech vezérigazgatója szerint: „Számos vállalat foglakozik pirolízisolaj biomasszából történő előállításának fejlesztésével. A probléma ezidáig az volt, hogy a pirolízisolajat finomítani kell, hogy felhasználható legyen. Az új eljárással cégünk képes a pirolízisolajat közvetlenül értékes kémiai anyagokká alakítani nagy hatékonysággal és figyelemreméltó gazdaságosság mellett.”
Forrás: ScienceDaily
HÍRLEVÉL
MOBIL