DE2930032A1 - Verfahren zur herstellung von festen, fluessigen und gasfoermigen kohlenwasserstoffen durch katalytische hydrierung von kohlenwasserstoffhaltiger biomasse - Google Patents
Verfahren zur herstellung von festen, fluessigen und gasfoermigen kohlenwasserstoffen durch katalytische hydrierung von kohlenwasserstoffhaltiger biomasseInfo
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Description
- Zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen als Quelle für Energie und
- Chemierohstoffe aus Biomasse sind verschiedene Methoden beschrieben.
- Fermentative Methoden liefern z.B. äthanol, Butanol, Aceton, Isopropanol als flüssige Stoffe, die z.B, zu äthylen und dessen Folgeprodukten umgesetzt werden können, oder Methan als gasförmigen Energieträger und Rohstoff.
- Pyrolyse von organischem Material liefert Gas, Teer und flüssige Produkte (z.B. Methanol, Holzalkohol1).
- Die Verflüssigung von Biomasse zu Gas, Teer und ölähnlicher Flüssigkeit in wässrigem alkalischem Medium ist bescHrieben als thermochemische Verflüssigung.
- Durch partielle Verbrennung kann Biomasse vergast werden zu Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasser; dieses Gas ist potentiell geeignet zur Kohlenwasserstoff-Synthese nach Fischer-Tropsch.
- Die Hydrierung von Cellulose in tetralin, die thermische Zersetzung von Cellulose unter hydrirenden Bedingungen, die katalytische Hydrierung von Papier sowie die Umwandlung von Abfällen mit Kohlenmonoxid zu öl sind beschrieben. (E.H. Boomer, Can. J. Res. 13B (1935), 337; A.R. Bowen, H.G. Shatwell, A.W. Wasch, J. Soc. Chem. Ind. Transactions, Vol. XLIV, No. 45 (1925),507T; J.A. Kaufman, D.V. Gupta, T.S. Szatkowski, A.H. Weiss, DECHEMA-Monoraphie Bd 75 (1973), 451; H. El-Saied, H.H. Oelert, UMSCHAU 77(197711,365).
- Die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen durch Extraktion ist von Melvin Calvin beschrieben aus Euphorbiaceae (Chem. Eng. News, Marsch 20, 1978, 30).
- Der Vorteil der vorliegenden erfindung liegt in der Kombination der Züchtung von kohlenwasserstoffhaltiger Biomasse und deren Verwendung in einem katalytischen Hydrierungsprozess.
- Dadurch werden die Vorteile der Verwendung einer erneuerbaren Rohstoffquelle, der Biomasse, und der hohen Raumzeitausbeuten einer chemischen Reaktion kombiniert0 Die hohen Raumzeitausbeuten stellen einen Vorteil dar gegenüber fermentativen Prozessen, mit deren Hilfe Biomasse ebenfalls umgewande] werden kann, Durch die kostengunstige Herstellung des Rohstoffes Biomasse und die mit vergleichsweise geringen Investitionen durchführbare Herstellung von öl werden die Ressourcen der Erde besse genutzt und teure Investit ionen zur ölgewinnung eingespart.
- Diese Methode der ölgewinnung ist grundsätzlich jedem Staat zugänglic Dadurch werden Importabhängigkeitvn und daraus resultierende Spannungen vermieden.
- Von 1 Hektar können z.B, 150 Tonnen feuchte Biomasse gevonnen werden, welche 30 bis 50 Tonnen Trockenmasse enthalten. Diese Trockenmasse wird durch katalytische kontinuierliche Hydrierung in Kohlenwasserstoffe übergeführt.
- Bei einem Ertrag von 30 Tonnen Biotrockenmasse erhält an 15 Tonnen Ol pro Hektar und Jahr bei einer Erntekampagne. In Klimazonen, die zur Biomasse mittels der verwendeten Pflanzen geeigneter sind, erhöht sich diese Menge.
- Aufgrund der Herkunft des Ausgangsmaterials und des Herstellungsprozesses ist das Produkt schwefelarm und entspricht den wertvolleren Qualitäten von Erdöl.
- Darin liegt ein besonderer Vorteil des Verfahrens.
- Ein weiterer Vorteil ist der günstige Preis. 1 Tonne Biotrockenmasse kostet von lo bis 40 US-Dollar. Somit kostet das Produkt 70 bis 130 US-Dollar (8tand 1979) pro Tonne oder lo bis 18 Dollar pro barrel (Faß) Öl. D.h. das Produkt ist billiger und mit viel geringeren Investitionskosten verknüpft als andere Kohlenwasserstoffe (Olschiefer, olsände).
- Das Produktgemisch einer katalytischen Hydrierung besteht zum großen Teil aus Kohlenwasserstoffen mit niedrigem Molekulargewicht (C,-C, -C ) und ist dadurch leichter handhabbar als z.B. die KoRle ; asserstoffe, die durch Extraktion aus Euphorbien zu gewinnen sind, deren Molekulargewicht bei o ooo und mehr liegt.
- Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Ausbeute an Öl bei Einsatz von Pflanzen, die Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffähnliche Verbindungen enthalten, bei der katalytischen Hydrierung erhöht ist verglichen mit der Hydrierung von Cellulose.
- Die verwendete Biomasse kann von jeder Pflanze stammen (z.B. Stroh, Blätter, Kraut), insbesondere von Pflanzen, die Kohlenwasserstoffe enthalten, speziell von Euphorbiaceae oder Compositeae.
- Besonders günstig ist die Verwendung von Suphorbia lathyrus; diese Pflanze ist winterfest und anspruchslos.
- Die katalytische Hydrierung kann bei erhöhtem Druck und bei erhöhter Temperatur erfolgen, unter Zusatz von Katalysator (Metalle, Metailverbindungen, Metalloxide, Metallsulfide) oder unter Verwendung endogenen Katalysators.
- Die Katalysatoren können entschwefelnd wirken.
- Die Verfahrensweise kann eine Suspensionshydrierung, eine Festbetthydrierung oder eine sonstige geeignete Verfahrensweise in einer geeigneten Apparatur sein.
- Das Hydrierungsmittel kann Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Synthesegas, ein Wasserstoffdonor oder in situ erzeugtes Synthesegas sein.
- Die Hydrierung kann batchweise oder vorzugsweise kontinuierlich erfolgen
Claims (1)
- Verfahren zur Herstellung von Sesten, flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen durcn Katalytische Hydrierung von kohlenwasserstofthaltiger Biomasse 7o Verfahren zur Herstellung von festen, flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß kohlenwasserstoffhaltige Biomasse einer katalytischen Hydrierung unterzogen wird.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Biomasse mit einem Kohlenwasserstoffgehalt zwischen o.oo1 und 50 % verwendet wird (bezogen auf Trockengewicht).Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Hydrierung unter Verwendung von Synthesegas durchgeführt wird.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Hydrierung unter Verwendung von Kohlenmonoxid durchgeführt wird.Verfähren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Hydrierung unter Verwendung von Wasserstoff durchgeführt wird0 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Hydrierung unter Verwendung von Wasserstoffdonoren durchgeführt wird.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Hydrierung unter in situ-Herstellung von Synthesegas durchgeführt wird0 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysato: Metalloxide verwendet werden.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysato; Metallaulfide verwendet werden.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysato metalle verwendet werden.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysato: Metallverbindungen verwendet werden0 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß endogene katalytisch wirkende Substanzen verwendet werden.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei erhöhter Temperatur gearbeitet wird.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei erhöhtem Druck gearbeitet wird.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB der Kohlenwasserstoffgehalt der Biomasse zwischen o.1 und 25 % liegt.Verfahren nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Hydrierung kontinuierlich durchgeführt wird.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekemnzei^hnet, daß als Biomasse Euphorbiaceae eingesetzt werden.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Biomasse Compositeae eingesetzt werden.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer geeigneten Apparatur gearbeitet wird.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Biomasse Euphorbia lathyrus eingesetzt wird.
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-
1979
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