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<p>Die Fischer-Tropsch (FT) - Synthese ist in der Lage, erneuerbares Synthesegas (CO und H2) in Kohlenwasserstoffe umzuwandeln und somit Rohstoffe wie hochwertigen Dieselkraftstoff, Kerosin und Grundchemikalien bereitzustellen. Die Synthese von hochmolekularen Kohlenwasserstoffen (C20+), allgemein bekannt als Wachse, aus nachwachsenden Rohstoffen wurde im Rahmen dieses Forschungsprojekts untersucht. Paraffinwachse sind ein hochpreisiges Grundprodukt, das in verschiedenen Branchen wie der Pharmaindustrie, der Gummiindustrie, den Kerzen, der Bitumenindustrie, der Schmelzindustrie und vielen anderen verwendet wird. In den meisten der genannten Anwendungen unterliegt Wachs strengen Vorschriften hinsichtlich seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften (z. B. Verhältnis von Normal zu Isoparaffin, Olefingehalt, Molekularverteilung, Oxygenatgehalt, anorganische Rückstände, Farbe usw.).<br />
</p>
<p><strong>Ziele und Aufgaben:</strong></p>
<p>Das Hauptziel dieses Projekts war die Raffination von erneuerbarem Paraffinwachs, das über die Niedertemperatur-Fischer-Tropsch Synthese synthetisiert wurde, zur Bereitstellung von Produkten mit kommerzieller Qualität.</p>
<ul>
<li>Im Rahmen des Projektes wurden verschiedene Techniken zur Entfernung von Katalysatorfeinpartikeln aus dem Produktwachs im Labormaßstab getestet.</li>
<li>Es wurde ein Hydro-Treating (Hydrofining) durchgeführt, um die chemischen und physikalischen Eigenschaften an die unterschiedlichen kommerziell geforderten Werte anzupassen.</li>
<li>Prozessintensivierung zur Festzustellung, ob Wachse im Rahmen bzw. Nutzung von handelsüblichen Produktionsparametern hergestellt werden können.</li>
</ul>
<p><strong>Ergebnisse</strong>:</p>
<p>Im Verlauf des Projekts wurden Fischer-Tropsch-Wachse auf Biomassebasis fraktioniert, raffiniert und analysiert, um kommerzielle Standards zu erreichen. Ein handelsüblicher Sulfid-NiMo-Al2O3-Katalysator wurde für das Hydrofining der Paraffinwachse eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass das hergestellte mittelschmelzende Paraffinwachs die Anforderungen des „Paraffinum solidum“ des Europäischen Arzneibuchs (Ph. Eur.) vollständig erfüllt. Die erhaltene hochschmelzende Wachsfraktion kann als Lebensmittelverpackungszusatz verwendet werden. Zusätzlich waren die hydrofinierten Wachse quasi PAH-frei. Darüber hinaus wurde eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt, um einen Überblick über mögliche Wege zur Abtrennung feiner Katalysatorteilchen im Pilotmaßstab erarbeiten.</p>
<p>Ein Hauptergebnis des Projekts ist die Erkenntnis, dass Fischer-Tropsch-Wachse auf Biomassebasis mithilfe von Standard-Raffinierungskatalysatoren in den Raffinerieprozess integriert werden können. Die Ergebnisse der Hydrofining-Experimente sind der Publikation "A novel production route and process optimization of biomass-derived paraffin wax for pharmaceutical application" (siehe unten) zusammengefasst:</p>
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<p>Fischer-Tropsch (FT) synthesis is capable to convert renewable syngas (CO and H2) to hydrocarbons and thus, provide commodities like high quality diesel fuel, kerosene and basic chemicals. The synthesis of high molecular hydrocarbons (C20+), commonly known as waxes, from renewable feedstock was investigated in the course of this project. Paraffin waxes is a highly priced basic commodity which is used in in different industries such as the pharmaceutical industry, the rubber industry, the candles, the bitumen industry, the hotmelt industry and many more. In most of the mentioned applications wax is subjected to strict regulations regarding its physical and chemical properties (e.g. normal- to iso-paraffin ratio, olefins content, molecular distribution, oxygenate content, inorganic residues, colour,…..).</p>
<p>Aims and objectives:</p>
<p>The main goal of this project was to refine raw renewable paraffin wax synthesized via low temperature Fischer-Tropsch synthesis to achieve commercial product quality.</p>
<p>Thus, different separation techniques to remove fine catalyst particles from wax were tested at laboratory scale</p>
<p>Hydro-treating (hydrofining) test runs were performed with the aim to adjust chemical and physical properties to different commercially demanded levels</p>
<p>Process intensification; identify if such waxes could be produced at commercial-near production parameters</p>
<p>Results:</p>
<p>In the course of the project, biomass-based Fischer-Tropsch waxes were fractioned, refined and analyzed with the aim to achieve commercial standards. A commercial sulfide NiMo-Al2O3 catalyst was applied to perform the hydrofining test of paraffin waxes. It could be shown that the produced medium-melt paraffin wax fully complied with the requirements of “Paraffinum solidum” defined by the European Pharmacopoeia (Ph. Eur). The obtained high-melt wax fraction has the potential to be used as food packaging additive. Additionally, the hydrofined waxes were quasi-PAH-free. Furthermore, a comprehensive literature review of possible ways for the fine catalyst particles separation was performed.</p>
<p>A main outcome of the project is the insight that biomass-based Fischer-Tropsch waxes could be integrated into the refinery process using standard refining catalysts. The results of hydrofining experiments can be found in "A novel production route and process optimization of biomass-derived paraffin wax for pharmaceutical application." (see below)</p>
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FT2Chemicals - Upgrading FT Products for Industry
Zusammenfassung:
Die Fischer-Tropsch (FT) - Synthese ist in der Lage, erneuerbares Synthesegas (CO und H2) in Kohlenwasserstoffe umzuwandeln und somit Rohstoffe wie hochwertigen Dieselkraftstoff, Kerosin und Grundchemikalien bereitzustellen. Die Synthese von hochmolekularen Kohlenwasserstoffen (C20+), allgemein bekannt als Wachse, aus nachwachsenden Rohstoffen wurde im Rahmen dieses Forschungsprojekts untersucht. Paraffinwachse sind ein hochpreisiges Grundprodukt, das in verschiedenen Branchen wie der Pharmaindustrie, der Gummiindustrie, den Kerzen, der Bitumenindustrie, der Schmelzindustrie und vielen anderen verwendet wird. In den meisten der genannten Anwendungen unterliegt Wachs strengen Vorschriften hinsichtlich seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften (z. B. Verhältnis von Normal zu Isoparaffin, Olefingehalt, Molekularverteilung, Oxygenatgehalt, anorganische Rückstände, Farbe usw.).
Ziele und Aufgaben:
Das Hauptziel dieses Projekts war die Raffination von erneuerbarem Paraffinwachs, das über die Niedertemperatur-Fischer-Tropsch Synthese synthetisiert wurde, zur Bereitstellung von Produkten mit kommerzieller Qualität.
- Im Rahmen des Projektes wurden verschiedene Techniken zur Entfernung von Katalysatorfeinpartikeln aus dem Produktwachs im Labormaßstab getestet.
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- Prozessintensivierung zur Festzustellung, ob Wachse im Rahmen bzw. Nutzung von handelsüblichen Produktionsparametern hergestellt werden können.
Ergebnisse:
Im Verlauf des Projekts wurden Fischer-Tropsch-Wachse auf Biomassebasis fraktioniert, raffiniert und analysiert, um kommerzielle Standards zu erreichen. Ein handelsüblicher Sulfid-NiMo-Al2O3-Katalysator wurde für das Hydrofining der Paraffinwachse eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass das hergestellte mittelschmelzende Paraffinwachs die Anforderungen des „Paraffinum solidum“ des Europäischen Arzneibuchs (Ph. Eur.) vollständig erfüllt. Die erhaltene hochschmelzende Wachsfraktion kann als Lebensmittelverpackungszusatz verwendet werden. Zusätzlich waren die hydrofinierten Wachse quasi PAH-frei. Darüber hinaus wurde eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt, um einen Überblick über mögliche Wege zur Abtrennung feiner Katalysatorteilchen im Pilotmaßstab erarbeiten.
Ein Hauptergebnis des Projekts ist die Erkenntnis, dass Fischer-Tropsch-Wachse auf Biomassebasis mithilfe von Standard-Raffinierungskatalysatoren in den Raffinerieprozess integriert werden können. Die Ergebnisse der Hydrofining-Experimente sind der Publikation "A novel production route and process optimization of biomass-derived paraffin wax for pharmaceutical application" (siehe unten) zusammengefasst:
Projektvolumen
EUR 180.000,--
Projektlaufzeit
2018-01-01 - 2019-03-31
Finanzierung
FFG, COMET
Projektpartner
- BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH
- Hansen & Rosenthal Ölwerke Schindler GmbH
- Bilfinger Bohr- und Rohrtechnik GmbH
- Vienna Universita of Technology
Ansprechperson
Area Management
Matthias Kuba
matthias.kuba@best-research.eu
Gerald Weber
gerald.weber@best-research.eu