Entwicklung, Auslegung und Aufbau eines kontinuierlich betriebenen Hochdruck-Hochtemperatur-Reaktorsystems zur Herstellung von Benzin-und Dieselkaftstoff durch die Hydrierung von TCR-Öl aus biogenen Reststoffen

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Hydrierung von Pyrolyseölen, die durch das Thermo-Catalytische-Reforming(TCR®)-Verfahren hergestellt werden. Es wurde eine kontinuierliche Hydrieranlage geplant, gebaut und betrieben. Hierfür wurden die passenden Prozessparameter für die optimale Ausbeute und Entfernung von Heteroatomen gesucht, wie beispielsweise Stickstoff, Sauer-stoff und Schwefel. Es ist wichtig, sich mit dem Themenbereich zu befassen, da Pyrolyseöle aus dem TCR®-Verfahren mit fossilem Rohöl gemischt und gemeinsam in Raffinerien aufbereitet werden kön-nen. Durch den Austausch von fossilem Öl durch Pyrolyseöl aus dem TCR®-Verfahren kann eine Reduktion der CO2-Emissionen in der petrochemischen Industrie und dem Verkehrssektor erreicht werden. Die bisherigen Untersuchungen haben ergeben, dass die erforderliche Stabilität der Pyrolyseöle aus anderen Pyrolyse-Prozessen, wie beispielsweise der schnellen Pyrolyse, nicht vorhanden ist. Das TCR®-Verfahren ermöglicht es nun, thermisch-stabile Pyrolyseöle herzustellen und für Downstream-Pro-zesse zu nutzen, wodurch ein Einsatz in Raffinerien möglich ist. Die Erkenntnisse konnten gewonnen werden, indem Untersuchungen für die Hydrierung an Modellsystemen, die verschiedene Pyrolyseöle simuliert haben, durchgeführt wurden.
Durch die Verwendung von Modellsystemen konnten die Fragen nicht beantwortet werden, ob reale Pyrolyseöle hydriert und welche kommerziell erhältlichen Hydrierkatalysatoren hierfür verwendet werden können. Die erzielten Ergebnisse wurden durch Experimente in einem kontinuierlichen Hydrierreaktor erlangt. In dem kontinuierlichen Reaktorsystem werden bis 3 kg Pyrolyseöl pro Stunde umgesetzt. Getestet wurden verschiedene Prozessparameter und Katalysatoren. Durch den kontinu-ierlichen Betrieb ist die Übertragung auf Prozesse in der Raffinerie möglich. Ergebnisse der Experimente sind, dass Downstream-Prozesse mit den Bedingungen 10 MPa und 380 °C möglich sind, um eine optimale Ausbeute und Qualität der hydrierten Pyrolyseöle zu erlangen. Durch die erzielten Ergebnisse kann der Schluss gezogen werden, dass Pyrolyseöle aus dem TCR®-Prozess für den kontinuierlichen Downstream-Prozess geeignet sind. Außerdem lassen sich diese Ergebnisse in eine Vision für eine CO2-Neutralität von China übertragen, da durch den TCR®-Prozess und die anschlie-ßende Hydrierung von TCR®-Öl sich biogene Reststoffe in nachhaltige Chemikalien und Kraftstoffe um-wandeln lassen.