RENEWBILITY „Stoffstromanalyse nachhaltige Mobilität im Kontext ...

Institut für Verkehrsforschung
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kleinere Strukturen gespalten (d. h. gecrackt); der Bruch der Bindungen erfolgt dabei
statistisch. Als Kuppelprodukte entstehen Propan (C3H8), Methan (CH4) und Wasser
(H2O). Die Gesamtkonversion des Einsatzmaterials liegt bei bis zu 90 %.
Ein neueres Verfahren verzichtet auf den Einsatz eines Hydrocrackers und wendet
nach der Zumischung von Rapsöl lediglich einen Verfahrensschritt, die
Mitteldestillatentschwefelung (MDE) im Hydrotreater, an. Dabei findet bereits ein
Cracken der Triglycerid-Moleküle statt. Mit diesem Hydrotreater-Verfahren können
Kraftstoffe mit einem Anteil von 10, 20 bzw. 30 % rapsölbasierender gesättigter
Kohlenwasserstoffketten (Paraffine) im Endprodukt hergestellt werden Die gebildeten
Kohlenwasserstoffe sind mineralöltypische Verbindungen (Mitteldestillate), deren
Eigenschaften sich – je nach Prozessbedingungen und Ausgangsprodukten - mehr
oder weniger stark voneinander unterscheiden. Längerkettige pflanzenölbasierte
Paraffine beeinträchtigen die Kältetauglichkeit, so dass der mögliche
Beimischungsanteil im Winter stark begrenzt ist. Andernfalls sind spezielle Additive für
die Verbesserung der Kälteeigenschaften eines derartigen Kraftstoffs erforderlich. Die
Dichte von hydrierten Pflanzenölen ist mit etwa 780 kg/m deutlich geringer und die
Cetanzahl mit Werten bis zu 99 deutlich höher als von Dieselkraftstoff, Biodiesel oder
naturbelassenem Pflanzenöl. Allerdings geht während des Umwandlungsverfahrens
die gute biologische Abbaubarkeit pflanzlicher Öle verloren. Außerdem führt der hohe
Sauerstoffgehalt des Pflanzenöls zu einem erhöhten Wasserstoffverbrauch bei der
Herstellung im Vergleich zu einer konventionellen Raffinerie.
Bei entsprechender Prozessführung erfüllt der teils auf Pflanzenöl und z. T. auf
Mineralöl basierende Kraftstoff die Normanforderungen an Dieselkraftstoff; er kann
damit wie Dieselkraftstoff eingesetzt werden. Erste Erfahrungen mit diesem Verfahren
wurden bereits in den 1970er Jahren in der VEBA-Raffinerie Gelsenkirchen gemacht.
Hydrierung in speziellen Anlagen
Neben der Verarbeitung in Mineralölraffinerien kann die Hydrierung von Pflanzenölen
auch in speziell dafür konzipierten raffinerienahen Anlagen erfolgen. Beispielsweise
können mit dem sogenannten NExBTL-Verfahren in einem raffinerieähnlichen Prozess
aus verschiedenen Arten von pflanzlichen oder tierischen Ölen bzw. Fetten
hochwertige Kraftstoffe mit vergleichsweise günstigeren Eigenschaften (z. B. höhere
Cetanzahl bei niedrigerer Viskosität) hergestellt werden.
In einer ersten Verfahrensstufe werden bei diesem Verfahren bei Bedarf zunächst
Feststoffe und Wasser aus dem Pflanzenöl abgeschieden. Dafür kommen die für die
Pflanzenölraffination bzw. Biodieselproduktion bekannten Verfahren zum Einsatz.
Anschließend wird das Pflanzenöl erwärmt und in Hydrotreating-Reaktoren gepumpt.
Für diesen Prozess werden üblicherweise Festbettreaktoren verwendet, die bei einem
Temperaturniveau von ca. 350 bis 450 °C und einem Wasserstoffpartialdruck von 48
bis 152 bar arbeiten. Dabei werden Standardkatalysatoren (z. B. auf Basis von Kobaltoder
Nickelmolybdän) eingesetzt.
Endbericht, Teil 1
Dezember 2009