Untersuchung der Produktion von Benzin aus Jatrophaöl in einer vollkontinuierlichen FCC-Anlage

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist es, zu untersuchen, wie gut sich Öl der Pflanze Jatropha Curcas L. als Einsatzstoff für den FCC-Prozess eignet.<br />An einer am Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften der TU-Wien entwickelten FCC-Technikumsanlage mit intern zirkulierender Wirbelschicht wurde zu diesem Zweck pures Jatrophaöl gecrackt. Die entstehenden Produkte wurden anschließend analysiert. Bei Reaktionsbedingungen, ähnlich denen der Großanlage der OMV AG in der Raffinerie Schwechat, wurde geprüft, ob dieser Feed als Einsatzstoff beim Co-Processing (Mischung des Standardeinsatzes Vakuumgasöl mit Bioölen) genutzt werden kann. Die dabei erhaltenen Ergebnisse wurden mit denen anderer reiner Pflanzenöle verglichen. Um zusätzlich das Betriebsverhalten zu untersuchen wurden anschließend die Parameter "Risertemperatur" und "Feedrate" variiert. Das entstehende Benzin wurde auf Zusammensetzung und wichtige Eigenschaften untersucht.<br />Es wurden durchwegs gute Konversionsraten erreicht (je nach Bedingungen zwischen 52% und 69%), wobei diese sehr stark von Reaktionstemperatur und Katalysator-Öl-Verhältnis (bedingt durch unterschiedliche Feedraten) abhängig sind. Beim Vergleich mit anderen Pflanzenölen wurde ein Zusammenhang zwischen der Konversion und dem Grad der Unsättigung festgestellt. Auch die Qualität des Benzins ist sehr gut. Hier ist vor allem die hohe Oktanzahl sowie der geringe Gehalt an Blei und Schwefel hervorzuheben.<br />

The objective of this diploma thesis is to explore the applicability of the plant Jatropha Curcas L. as charge material for the FCC-process. For this reason pure Jatropha oil was cracked and the resulting products were analyzed, using a pilot-scale FCC unit with internal circulating fluidized bed design that was developed at the Institute of Chemical Engineering at Vienna University of Technology. It should be determined whether this feed can be used for co-processing (mixture of the standard feed vacuum-gasoil and bio-oil), applying the same operating conditions as the OMV FCC plant. The results were compared with those of various other pure plant oils. A variation of the parameters "riser temperature" and "feedrate" should give information about the operating performance. The produced gasoline was then examined for composition and important characteristics. Good conversion rates were achieved throughout (52% to 69%, depending on the conditions), which are strongly influenced by the reaction temperature and the catalyst/oil ratio (dependent on the feedrate). In comparison to other plant oils, a relation between conversion and concentration of unsaturated fatty acids could be established. Also, the quality of the gasoline is very good, especially because of its high octane number and its low content of lead and sulfur.<br />