TECHNOLOGIE
(mild-HDT), které zahrnovalo inovativní katalyzátory, optimální dávko- vání a distribuci vodíku. Katalyzátor navržený společností Ranido umož- nuje hydroprocesování bio-oleje s minimální tvorbou vedlejších produktů, což výrazně snižuje provozní náklady. Navržený katalyzátor na bázi Al 2 O 3 , který byl dopován Mo a Ni, je efektivní při nízkých tlacích H 2 (<30 bar). Do procesu hydroprocesování je přiváděn jednak přebytečný H 2 z rafinérií a také obnovitelný H 2 generovaný z elektrolýzy vody, jež je na- pájena energií ze solárních panelů. Technologie AFP by měla být ideálně umístěná v blízkosti rafinérií z důvodu využití přebytečného odpadního H 2 a energie. Bylo prokázáno, že získané meziprodukty z biomasy jsou mísitelné s uhlovodíkovými palivy (10–30% směsi) a je tak možné je využít pro zpracování v běžných rafinériích. Díky tomuto projektu je možné získat obnovitelnou surovinu pro výrobu pokročilých biopaliv a snížit spotřebu fosilních paliv a produkci skleníkových plynů [4–9]. Obr. 5: Schéma pro výrobu BioMates
Tím jsou sníženy náklady a emise vyprodukované během procesu oddě- lování ligninu. Černý louh se skládá z vysoce reaktivních organických sloučenin (např. lignin), ale také z anorganických solí způsobujících korozi zařízení, které vyžadují odstranění před samotným procesem. Díky procesu integrovaného hydrotermálního zkapalňování, který probíhá za superkritických podmínek (>374 °C, 220 bar) lze oddělit z černého louhu lignin a současně odstranit přebytečné anorganické soli (NaOH, Na 2 S) v jednom reaktoru. V tomto kroku dojde k oddělení přes 90 % anorganických solí. HTL olej se skládá z vodní a plynné fáze, které jsou odděleny v procesu fázové separace. Plynná fáze je posílána zpět do celulózky a vodní fáze, ve které jsou obsaženy kyslíkaté uhlovodíky, je zpracována pomocí procesu Aqueous phase reformingu (APR). Díky této technologii dochází ke konverzi kyslíkatých uhlovodíků ve vodní fázi na vodík. Zbylá voda je posílána zpět do celulózky. Získaný vodík je poté přiváděn do procesu hydrodeoxygenace, kde je využíván ke katalytické reakci v reaktoru. Společnost Ranido se v tomto projektu zaměřuje na vývoj nového katalyzátoru s aktivní katalytickou fází na bázi kovů, které jsou nanesené na nosiči. Tento katalyzátor je stabilní za superkritických podmínek a umožní oddělení ligninu z černého louhu v procesu integro- vané hydrodeoxygenace (IHDO). Testovanými nosiči jsou aktivní uhlí a termodynamicky stabilní formy titanu, zirkonu a oxidu hlinitého nebo jejich kombinace. Jako aktivní fáze katalyzátoru jsou studovány různé ušlechtilé kovy (Ru, Pd), karbidy kovů a sulfidovaný Ni, Co a/nebo Mo. Získaná olejová frakce je dále rafinována a finálním produktem je námořní a letecké palivo. Odhaduje se, že do roku 2050 by využí- vání černého louhu na výrobu biopaliv mohlo vyprodukovat přibližně 11 bilionů litrů pokročilých biopaliv a mohlo by se stát jedním z důle- žitých zdrojů biopaliv v Evropě [3]. Obr. 4: Schéma projektu BL2F
Výroba metanolu z bioplynu (Electrically Heated Reactors, eQator)
Bioplyn je jedním z perspektivních obnovitelných zdrojů uhlíku pro lo- kalizovanou výrobu chemických produktů. Bioplynová výrobní kapacita se v současnosti pohybuje kolem 35 milionů tun s odhadovaným růstem až 4,4 % za rok. V současné době se nachází přes 60 % kapacity výroby bioplynu v Evropě a Severní Americe. V Evropě se nachází přibližně 20 000 bioplynových stanic, z nichž většina je na území Německa. V současnosti se bioplyn používá převážně pro energetické účely a za- tím se nevyužívá k výrobě chemických produktů. Bioplyn je směsí CH 4 a CO 2 a je produkován anaerobní digescí, která se využívá například v zemědělském průmyslu a odpadovém hospodářství. Bioplyn také vzniká jako nežádoucí plyn při skládkování odpadů. Pomocí metody suchého reformování (dry reforming) se bioplyn převede na syntézní plyn (CO a H 2 ), který lze využít jako zdroj H 2 anebo ho lze použít na výrobu chemických produktů s přidanou hodnotou (např. metanolu). Projekt je zaměřen na výrobu metanolu z bioplynu použitím elek- tricky vyhřívaného katalytického reaktoru, což povede ke snížení emisí CO 2 (60–80 %). Do tohoto typu katalytického reaktoru bude vložen optimalizovaný katalyzátor, který bude reformovat methan na syntézní plyn. Společnost Ranido v rámci tohoto projektu vyvíjí a testuje stabilitu katalyzátorů na bázi Ni. Projekt nabízí alternativní produkci metanolu a vývoj inovativního katalyzátoru, který bude použitelný pro metodu suchého reformování metanu [10]. Obnovitelný zdroj leteckých paliv (Circular Fuels) Ke splnění cílů klimatické neutrality je třeba prokázat, že snížení emisí skleníkových plynů je nákladově efektivní způsob výroby pokročilých biopaliv z udržitelných biogenních zbytků. Tato biopaliva nacházejí uplatnění v námořní a letecké přepravě. Cílem projektu je výroba obno- vitelných paliv zejména pro letecký průmysl. Jako surovina pro výrobu těchto paliv se bude využívat odpadní dřevo a zemědělské zbytky, které budou spalovány v pyrolýzní jednotce napájené sluneční energií. V této jednotce dojde k přeměně výchozích surovin na pyrolýzní produkty. Využití solární energie odstraňuje potřebu spalovat jakoukoli část pro- duktů pyrolýzy za účelem ohřevu procesu pyrolýzy. Solární pyrolýza bude produkovat cenné vedlejší produkty, jako je biouhel, který může být nadále využit. Vzniklý pyrolýzní olej bude stabilizován a zušlechtěn ve smyslu snížení obsahu kyslíku pomocí hydrorafinace a hydrodeo- xygenace (HDO). Společnost Ranido a VTT spolupracují na vývoji nového katalyzátoru, který zajistí žádanou specifikaci pyrolýzního oleje pro výrobu leteckých paliv. Výzkum je zaměřen na MoS 2 katalyzátory pro proces hydrodeoxygenace (HDO). V současné době jsou testovány
Biopaliva z biomasy (BioMates) Ekonomika EU stále silně závisí na fosilních palivech. Rada EU se dohodla na stanovení závazného cíle čerpání energie z obnovitelných zdrojů ve výši 40 % do roku 2030. Současným cílem na úrovni EU je alespoň 32% podíl čerpání energie z obnovitelných zdrojů. Biomasa je jedním z hlavních zdrojů získávání obnovitelných paliv, díky nimž bude omezeno používání fosilních paliv. Zdroj biomasy pochází ze zemědělských a lesnických zbytkových komodit, z odpadu a řas. Projekt BioMates byl řešen v úzké spolupráci s VŠCHT Praha a patří mezi již realizované projekty. Projekt úspěšně ukončený v roce 2022 byl zaměřen na přeměnu nepotravinářské/nekrmivové biomasy, jako je sláma nebo Miscanthus (biomasa 2. generace), rychlou ablativní pyrolýzou (AFP) na pyrolýzní olej. Cílem tohoto projektu je snížení nákladů na výrobu, vylepšení vlastností biopaliv a získání stabilních meziproduktů na bio- logické bázi (BioMates), které mohou být dále zpracovány v jakékoli rafinérii za účelem výroby hybridních paliv. Na obr. 5 je zobrazeno schéma výroby BioMates [4–9]. Prvním technologickým krokem byl vývoj a ověření technologie abla- tivní rychlé pyrolýzy (AFP), která by byla mobilní. Díky mobilitě došlo k eliminaci nákladů na přepravu surové biomasy a poskytnutí bio-oleje za nižší cenu oproti ostatním technologiím. Pro zlepšení vlastností bio-oleje bylo zavedeno jednostupňové katalytické hydroprocesování
10
CHEMAGAZÍN • 4 / XXXIII (2023)
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online