Newsletter bietet Überblick der Zwischenergebnisse
Flammpunkt-Messgerät OptiFlash: Bestimmung des Flammpunktes nach der Pensky-Martens-Methode mit geschlossenem Becher. Foto: OWI
06. Februar 2020 – Im EU-Projekt REDIFUEL wird die Herstellung eines erneuerbaren Diesel-Biokraftstoffs erforscht, der in jedem Mischungsverhältnis mit herkömmlichen Kraftstoffen kompatibel (drop-in fähig) ist. Nach gut einem Jahr Forschungsarbeit bietet der aktuelle REDIFUEL Newsletter einen Überblick zum Forschungsstand. Einer der zahlreichen Zwischenschritte auf dem Weg zu einem drop-in fähigen Produkt war zuletzt die Auslegung eines Destillationsprozesses zur Einstellung eines normgerechten Flammpunktes des REDIFUEL. Der angestrebte Kraftstoff muss die Qualitätsanforderungen der Norm EN 590 für Dieselkraftstoffe mit einem Flammpunkt von mindestens 55 °C erfüllen. Um dies zu erreichen, muss ein Zwischenprodukt destilliert werden.
Dieses Zwischenprodukt enthält unter anderem langkettige Paraffine, die den Flammpunkt senken und daher in einem Destillationsprozess abgetrennt werden müssen. Dieser Prozess muss so ausgelegt werden, dass die Abtrennung kurzkettiger Alkohole, die einen ähnlichen Siedebereich wie langkettige Paraffine haben, vermieden wird, um die Produktausbeute zu maximieren.
Das Ziel: Einstellung des Flammpunktes des hydroformulierten Zwischenprodukts durch Destillation zur Einhaltung der Norm EN 590 bei minimalem Produktverlust. Hydroformylierung ist der Prozess der Umsetzung von Paraffinen (geradkettige Alkane bzw. Kohlenwasserstoffe mit der Summenformel CnH2n+2) und Olefinen (geradkettige Alkane bzw. Kohlenwasserstoffe mit der Summenformel CnH2n) zu einem Produkt, das reich an Alkoholen ist.
Forschung: Um den besten Betriebspunkt für die Destillation bestimmen zu können, wurden am Max-Planck-Institut für chemische Energiekonversion vier verschiedene Betriebspunkte einer Destillationskolonne simuliert, das ist ein Apparat zur thermischen Trennung von Gemischen gemäß den Siedepunkten ihrer Bestandteile. Das Simulationsergebnis waren vier unterschiedliche Produktzusammensetzungen. Diese Produktzusammensetzungen wurden anschließend am Oel-Waerme-Institut als Proben vorbereitet und ihre Flammpunkte gemessen.
Das Ergebnis: Zur Erfüllung der EN 590-Flammpunkt-Anforderung ist die vollständige Entfernung der Paraffine aus dem Hydroformylierungsprodukt durch Destillation nicht notwendig.
Verwendung: Die Ergebnisse werden für die Gestaltung eines Destillationsprozesses zur REDIFUEL-Herstellung verwendet.
Auswirkung: Eine Verringerung der unerwünschten Verluste an kurzkettigen Alkoholen kann durch eine nur teilweise Entfernung der Paraffine während des Destillationsprozesses realisiert werden. Das trägt dazu bei, dass der gesamte REDIFUEL-Produktionsprozess effizienter und kostengünstiger werden kann.
Das OWI untersucht in weiteren Arbeitsschritten unter anderem chemisch-physikalische Eigenschaften des REDIUFELs, wie zum Beispiel Dichte, Viskosität und Oxidationsstabilität sowie die Lagerstabilität und mögliche Wechselwirkungen mit Motorenöl.
Das EU-Forschungsprojekt „REDIFUEL“ wird von der Europäischen Union im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 unter dem Förderkennzeichen Nr. 817612 gefördert.
