Energiezuinig kunststof produceren
Nieuw katalytisch membraan zorgt voor snellere, energiezuinigere en
goedkopere grondstoffen
27 mei 2010
Davide Crapanzano van de Universiteit Twente en het onderzoeksinstituut
IMPACT heeft laten zien onder welke voorwaarden een nieuw katalytisch
membraan gebruikt kan worden om goedkoper, sneller en energiezuiniger
grondstoffen voor de kunststofindustrie te produceren. Hiermee kan
propaan sneller omgezet worden naar propeen, en vervolgens bijvoorbeeld
naar polypropeen, wat onder andere als grondstof dient voor
tuinmeubelen en auto-onderdelen. Crapanzano promoveert op 28 mei aan de
faculteit Technische Natuurwetenschappen.
De meeste kunststoffen worden gemaakt uit aardolie. Bij de verwerking
van aardolie ontstaan veel alkanen. Dat zijn koolwaterstoffen die je
eigenlijk alleen als brandstof kunt gebruiken. Als je deze alkanen
echter omzet naar verbindingen die je wel als bouwsteen voor
kunststoffen kunt gebruiken, kun je er veel meer mee. Davide Crapanzano
van de Universiteit Twente heeft laten zien onder welke voorwaarden een
nieuw katalytisch membraan gebruikt kan worden om alkanen selectief om
te zetten naar bouwstenen voor kunststofproducten, zoals tuinmeubelen
en auto-onderdelen.
Selectieve oxidatie
In de petrochemische industrie gebeurt de omzetting van alkanen naar
monomeren, de bouwstenen van kunststoffen, met behulp van selectieve
oxidatie. In dit proces wordt zuurstof gebruikt om de koolwaterstoffen
om te zetten in de gewenste moleculen. Selectieve oxidatie wordt al
lang toegepast op grote schaal. Het grote nadeel is echter dat deze
processen maar weinig gewenst product opleveren, omdat de gewenste
moleculen heel snel doorreageren. Het gevolg is dat ze verbranden tot
CO2 en water. Dat resulteert in hoge kosten, veel afvalproducten en
een hoog energieverbruik om de gewenste producten te scheiden van alle
ongewenste producten. Crapanzano ontwikkelde een nieuwe manier om deze
nadelen te omzeilen. In plaats van alkaan en zuurstof te mengen,
gebruikt de promovendus een membraan dat in staat is de zuurstofionen
te geleiden. Aan de ene kant van het membraan worden zuurstofionen
gemaakt uit moleculair zuurstof, terwijl aan de andere kant van het
membraan de zuurstofionen selectief reageren met het alkaan,
bijvoorbeeld van propaan naar propeen. Op deze wijze wordt vermeden dat
de gewenste producten verder oxideren. Davide onderzocht welke
materialen in staat zijn selectief met propaan te reageren en onder
welke condities dat kan. Het blijkt dat vooral de concentratie van de
zuurstofionen een belangrijke invloed heeft. De potentiële
kostenreductie is zeer groot.
Universiteit Twente