Technische Universiteit Delft

Combinatie processen levert schonere benzine

Door de combinatie van twee 'oude' chemische processen is op economisch interessante wijze schonere benzine te maken. Het betreft het katalytisch kraken (Fluid Catalytic Cracking) en de Fischer-Tropsch Synthese. Ir. Xander Dupain van de TU Delft promoveert op vrijdag 3 maart (onder meer) op dit onderwerp.

Een probleem voor de olie-industrie is dat de olie die wordt gewonnen (door toenemende schaarste) steeds zwaarder en 'vuiler' wordt. Dit uit zich onder meer in hogere gehaltes aan aromaten (die onder meer zorgen voor roetuitstoot bij verbranding in dieselmotoren) en zwavel (dat onder meer zorgt voor zure regen). En dat terwijl de eisen voor de gehaltes aan aromaten en zwavel in brandstoffen wereldwijd steeds strenger worden.

De Delftse promovendus Xander Dupain heeft een methode onderzocht die met de techniek van het 'katalytisch kraken' schonere benzine produceert. Katalytisch kraken is met een wereldwijde verwerkingscapaciteit van meer dan 500 miljoen ton olie per jaar één van de belangrijkste processen in een moderne olieraffinaderij en dé methode om uit olie benzine te maken. Daarnaast is het een belangrijke leverancier van 'diesel blends' en waardevolle producten als propeen en buteen. Nadeel is dat bij katalytisch kraken vaak nog een dure bewerking (hydrotreatment) nodig is om de benzine en diesel voldoende schoon en op de juiste specificaties te krijgen.

Kernpunt van Dupains methode is een combinatie van katalytisch kraken met het zogenaamde Fischer-Tropsch Synthese proces. Dit chemische proces is in de jaren twintig door de Duitse onderzoekers Franz Fischer en Hans Tropsch uitgevonden en gedurende de Tweede Wereldoorlog in Duitsland doorontwikkeld om uit steenkool synthetische brandstoffen te kunnen maken. Door de relatief lage olieprijzen is het proces na de Tweede Wereldoorlog op de achtergrond geraakt, met uitzondering van Zuid-Afrika waar het gedurende het internationale olie-embargo door het bedrijf Sasol gebruikt werd om aan de brandstofvraag te kunnen voldoen. De laatste jaren is het procédé, mede door de stijgende olieprijzen, aan een comeback bezig (bijvoorbeeld via activiteiten van Shell in Maleisië en Qatar). Het wordt nu in eerste instantie toegepast om uit aardgas relatief schone, synthetische diesel en een reeks andere producten te maken die extreem lage zwavel-, stikstof-, en aromaatconcentraties bevatten. Dupain stelt dat het economisch en milieutechnisch interessant kan zijn om de aanzienlijke 'zware' fractie (wassen) die ontstaat bij het Fischer-Tropsch Synthese proces katalytisch te kraken. Nu gebeurt dat kraken van de zware fractie nog via het dure 'hydrocracking', dat zich vooral richt op de productie van diesel en waaraan tevens een hoge waterstofconsumptie gekoppeld is.

Met het katalytisch kraken van de Fischer-Tropsch Synthese producten is schone en kwalitatief hoogwaardige benzine te maken. Daarnaast is het mogelijk om goede diesel als bijproduct te produceren. Bovendien wordt er bij het proces relatief veel propeen en buteen gevormd. Met name door dit laatste aspect denkt Dupain dat de combinatie van een Fischer-Tropsch installatie met een katalytische kraker ook economisch interessant kan zijn. Propeen is immers een belangrijke grondstof voor de kunststofindustrie. De vraag naar propeen zal de komende jaren stijgen.