Hydroprocessing von nachhaltigen Zwischenprodukten zu Kerosin

Der Transportsektor nimmt neben dem Energiesektor einen maßgeblichen Anteil an den CO₂-Emissionen in Deutschland, Europa und der Welt ein. Um Klimaneutralität zu erreichen, ist die Unabhängigkeit des Transportsektors von fossilen Rohstoffen wie Erdöl von immenser Wichtigkeit. Da die Flugindustrie jedoch auf Antriebssysteme mit hoher Energiedichte angewiesen ist, sind batterie- und wasserstoffbasierte Lösungen bisher ungeeignet. Eine mögliche Alternative zur Senkung der CO₂-Emissionen können flüssige Treibstoffe sein, die durch nachhaltige Prozesse wie Biomass-to-Liquid (BtL) oder Power-to-Liquid (PtL) gewonnen werden.

BtL und PtL-Prozesse liefern keine einsatzfähigen Treibstoffe, sondern Zwischenprodukte, die eine Aufarbeitung durch Hydroprocessing erfordern, um normgerechte Spezifikation zu erfüllen. Hydroprocessing umfasst dabei verschiedenste Reaktionen wie Hydrotreatment, Hydroisomerisierung oder Hydrocracking, um die die chemische Zusammensetzung und damit die Brennstoffeigenschaften der Treibstoffe einzustellen.

Am EBI ceb wird an einer Hydroprocessing-Anlage im Maßstab von 1 kg·d^-1, die Eignung verschiedener nachhaltiger Zwischenprodukte für die Herstellung von erneuerbarem Kerosin und Kerosinblendingkomponenten untersucht. Zum Einsatz kommen Produkte aus Methanol-to-X- und Pyrolyseprozessen sowie der Fischer-Tropsch-Synthese. Aktuelle Arbeiten beschäftigen sich mit der Herstellung einer erneuerbaren Kerosinfraktion aus der Schwerbenzinfraktion des Methanol-to-Gasoline-Prozesses und mit der Etablierung einer modernen GCxGC-Analytik zur genaueren Aufschlüsselung der chemischen Zusammensetzung der Treibstoffe. Neben der Bereitstellung der Treibstoffe, steht die kinetische Modellierung der wichtigsten Reaktionen sowie die Voraussage von Kaltfließeigenschaften und umweltrelevanten Parametern wie dem Yield-Sooting-Index im Vordergrund.

Forschungsschwerpunkte:

-Aufarbeitung nachhaltiger Zwischenprodukte zu Kerosinfraktionen

-Etablierung eines GCxGC-Systems zur Analytik von komplexen Kohlenwasserstoffmischungen

-Betriebspunktoptimierung der Hydroprocessing-Anlage via Design of Experiments

-Kinetische Modellierung von entscheidenden Reaktionen

-Modellierung von Brennstoffeigenschaften