TECHNOLOGIE
KATALYZÁTORY A JEJICH ÚLOHA V TECHNOLOGIÍCH PŘISPÍVAJÍCÍCH K DOSAŽENÍ KLIMATICKÉ NEUTRALITY
HIBSCHOVÁ J., HRABÁNEK P., KUKULA P. Ranido s.r.o., pavel.hrabanek@ranido.cz
Katalyzátory hrají klíčovou roli ve vývoji nových technologií, které se zaměřují na boj proti klimatické změně a podporu udržitelného rozvoje v energetickém průmyslu. Díky své schopnosti urychlovat chemické reakce a snižovat energetickou náročnost procesů představují katalyzátory zásadní nástroj pro efektivní využívání zdrojů a snižování emisí škodlivých látek.
Země Evropské Unie (EU) se zavázaly dosáhnout klimatické neutrality do roku 2050, což vyžaduje rychlou změnu v implementaci nových, klimaticky pozitivních řešení, která by posílila evropský trh. Rada EU v současné době pracuje na vytvoření nových pravidel, jejichž cílem je snížit emise na území EU alespoň o 55 % do roku 2030 [1]. V oblasti boje proti klimatické změně se katalyzátory uplatňují napří- klad při přeměně skleníkových plynů, jako je CO 2 , na chemické produkty s přidanou hodnotou nebo paliva. Tyto katalytické procesy také umožňují přeměnit odpadní plyny na hodnotnější produkty a snižovat tak závislost na fosilních palivech. Díky katalyzátorům lze mimo jiné i optimalizovat výrobní procesy a snížit jejich negativní dopad na životní prostředí. Katalyzátory se v energetickém průmyslu využívají například při výrobě ekologičtějšího paliva, jako je vodík, který je považován za klíčovou složku udržitelné energetiky. Katalytické procesy umožňují efektivní výrobu vodíku z obnovitelných zdrojů, jako je voda nebo biomasa. Tím se snižuje závislost na fosilních palivech a otevírají se nové možnosti pro ekologicky příznivější energetické systémy. V dnešní době, kdy se naše společnost potýká s globálními výzvami, jako je změna klimatu a potřeba udržitelného rozvoje, je důležité nalézt inovativní a efektivní řešení. Společnost Ranido je jedním z předních výrobců a výzkumných subjektů v oblasti katalyzátorů s dlouholetou zkušeností. Její závazek k udržitelnosti a snaze přispět ke klimatické ne- utralitě ji činí významným hráčem na trhu s katalyzátory a inovativními technologiemi. Společnost Ranido je česká firma, založená v roce 2005, která se od té doby stala jednou z předních společností v oblasti zakáz- kové výroby katalyzátorů. Hlavní sídlo společnosti se nachází v Praze v Dejvicích. Příprava, charakterizace a testování katalyzátorů probíhá ve výzkumném a vývojovém centru (R&D), které sídlí v Technoparku VŠCHT v Kralupech nad Vltavou. Výroba průmyslových katalyzátorů je umístěna v Karlových Varech. Společnost Ranido spolupracuje s partnery a distributory v Evropě, Asii, na Blízkém východě a v USA, což potvrzuje její globální přesah a aktivitu na mezinárodním trhu. Kromě výzkumu a vývoje katalyzátorů Ranido spolupracuje s průmy- slovými partnery, univerzitami a výzkumnými ústavy po celé Evropě a poskytuje podporu při převádění výrobního procesu z laboratorního do produkčního měřítka včetně komercializace vyrobených katalyzá- torů. Tím umožňuje efektivní přenos inovativních znalostí katalýzy, technologií a výsledků výzkumu a vývoje do praxe a přispívá k rozvoji udržitelných a efektivních postupů v různých průmyslových odvětvích. Společnost Ranido také významně spolupracuje na českých a evropských projektech [2–12]. Katalyzátory Společnost Ranido vyvíjí a následně vyrábí katalyzátory zákazníkům na míru. Typickým zákazníkem jsou inženýrské společnosti, které navrhují nové technologické procesy nebo mají snahu optimalizovat již existující technologie. Ranido se intenzivně zabývá výzkumem a vývojem vlastních katalyzátorů a procesů, stejně jako se uplatňuje při hledání technologických řešení v rozsáhlejších výzkumných projektech v rámci programů českých a evropských agentur. Vývoj, výzkum i výroba je zaměřena na heterogenní katalyzátory, kde je aktivní katalytická fáze obvykle nanesena na nosiči. Běžnými katalytickými nosiči jsou např. SiO 2 , Al 2 O 3 , aktivní uhlí, zeolity, jíly atd. Aktivními katalytickými fázemi
mohou být například přechodové nebo ušlechtilé kovy. Katalyzátory jsou vyráběny v různých formách, například v tabletách, granulích, kuličkách nebo extrudátech. Tyto geometrické formy jsou zobrazeny na obr. 1. Obr. 1: Geometrické formy katalyzátorů
V tab. 1 jsou uvedeny příklady průmyslových aplikací, ve kterých se uplatnily katalyzátory vyvinuté společností Ranido. Jedním z prvních katalyzátorů, jehož vývoj byl úspěšně přenesen do komerčního měřítka, byl katalyzátor RCAT ® -1973 pro výrobu butandiolu. Butandiol je důle- žitá surovina pro výrobu polybutylentereftalátových (PBT) technických plastů a PBT vláken, a je i hlavní surovinou pro výrobu tetrahydrofuranu (THF), jehož polymerací na polytetrametyleneterglykol (PTMEG) se pak získává vysoce elastické vlákno spandex. Toto vlákno se poté používá k výrobě sportovních oděvů. Další katalyzátory, které se komerčně uplat- nily, se používají při výrobě kaprolaktamu, konktrétně při dehydrogenaci cyklohexanolu na cyklohexanon nebo při hydrogenolýze esterů na alko- holy, což jsou důležité meziprodukty pro výrobu chemických specialit. Ranido rovněž vyvinulo několik prototypů katalyzátorů pro hydrorafinaci různých typů bio-olejů a uhlovodíkových frakcí pocházejících z obno- vitelných zdrojů. Vlastnosti těchto katalyzátorů byly následně ověřeny v pilotních hydrorafinačních procesech. Implementací katalyzátorů do procesů je možné snižovat emise škodlivých plynných produktů nebo znovu využívat možné vedlejší produkty k jejich opětovnému návratu do výrobního cyklu a tím podpořit snahu o maximalizaci cirkularity. Jedním z příkladů takového procesu je zpracování čistírenských kalů superkritickým vodním zplyňováním (SCWG – Supercritical Water Gasification) za vzniku metanu a pevného koncentrovaného produk- tu s vysokým obsahem biogenních prvků, především fosforu. Pro tuto aplikaci bylo potřeba vyvinout katalyzátor, který je mechanicky a chemicky stabilní za reakčních podmínek superkritické vody, tj. 373 °C a 220 barů. Tento katalyzátor byl úspěšně vyvinut a demonstrován v pilotní jednotce ve švýcarském výzkumném centru PSI (Paul Scherrer Institute). V poslední době se Ranido věnuje intenzivnímu vývoji nového katalyzátoru pro nízkoteplotní rozklad amoniaku.
8
CHEMAGAZÍN • 4 / XXXIII (2023)
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online