Das Ziel dieser Untersuchungen ist die katalytische Umsetzung raffinierter pflanzlicher Öle in Kohlenwasserstoffe mittels kontinuierlicher Fluid Catalytic Cracking Pilotanlage mit internem CFB- Design. Pflanzenöle, die weltweit in den höchsten Produktionsmengen hergestellt werden (Rapsöl, Sojaöl und Palmöl) sind mittels eines konventionellen Zeolith- Katalysators in ein Produktspektrum konvertiert worden. Um die Crack- Bedingungen anhand der Produktspektren zu untersuchen, werden die Pflanzenöle mit dem Standardfeed (hydriertes Vakuumgasöl) in Schrittweiten von 20 Massenprozent bis zu 100 Prozent zusammengemischt. Die Produkte erhalten eine flüssige Phase mit einem hochoktanigen Benzinanteil (ROZ 99) und eine gasförmige Fraktion mit angereicherten Olefin- Komponenten. Die Bildung von Koks, als oberflächliche Schichte auf den Katalysatorpartikeln, kann aus der Abgas- Zusammensetzung berechnet werden. Der Sauerstoff aus der Estergruppe der verschiedenen Bioöle wird vollständig in die beiden Nebenprodukte Wasser und Kohlendioxid umgesetzt. Das Produkt- Portfolio beinhaltet die folgenden Produktgruppen (Lumps) - Crackgas, Crackbenzin, Light Cycle Öl und Rückstand sowie die Nebenprodukte Wasser und Kohlendioxid. Zum Vergleich der erhaltenen Ergebnissse wird die Konversion, die Summe der Fraktionen Crackgas und Benzin eingeführt.<br />Basierend auf den Ergebnissen hat die Zugabe von Bioölen zum Aufgabegut keinen signifikanten Einfluss auf den Routinebetrieb der Anlage, resultiert jedoch in einem leicht modifizierten Produktspektrum. Die Bildung von Wasser ist dominant gegenüber der Kohlendioxid- Produktion im Produktgas. Weiters verringert ein erhöhter Bioölgehalt im Einsatz die Bildung des Gasanteils, erhöht jedoch die Olefin- Konzentrationen Ethylen und Propylen, wichtige Ausgangsstoffe der Polymerindustrie.<br />Höhere Bioöl- Anteile im Einsatz erhöhen sogar die Oxidationsstabilität und die Oktanzahl der Benzinfraktion. Das Produktspektrum sowie die Konversion hängen vom Sauerstoffgehalt und der Anzahl der Doppelbindungen im Einsatz ab. Bezüglich der Konversion werden bei Einsatz von Pflanzenölen anstelle des Standardfeeds die besten Ergebnisse mit Palmöl erzielt, während das Rapsöl und das Sonnenblumenöl auf die Plätze dahinter verwiesen werden. Weitere wissenschaftliche Untersuchungen bei verschiedenen Feedraten mit ergänzender Inertgas- Fluidisierung sind notwendig, um die Katalysator- Reaktivität für verschiedene Katalysator- Belastung bei derselben Katalysator- Umlaufrate zu untersuchen. Diese Versuche sind in Kombination mit einem Temperaturprogramm durchgeführt worden, um den Einfluss auf das Produktspektrum zu untersuchen. Eine höhere Risertemperatur erhöht genauso wie eine verringerte Feedrate den Crackgasanteil stärker als der Benzinanteil abnimmt. Daher liegt die Konversion als Summe der beiden Fraktionen wegen der verstärkten sekundären Crackreaktionen etwas höher.<br />
de
The aim of the investigation is the catalytic conversion of refined vegetable oils to hydrocarbons via continuously Fluid Catalytic Cracking (FCC) pilot plant with internal CFB- design. Vegetable oils with the highest global production (rapeseed oil, soy bean oil and palm oil) have been converted to a product spectrum by a conventional zeolite based catalyst. To determine the cracking properties with the product spectrum vegetable oils are mixed with the standard feedstock hydrotreated vacuum gas oil (VGO) in steps of 20 percent mass up to 100 percent. The products obtain a liquid phase with a high octane number gasoline fraction (RON 99) and a gaseous fraction with enriched olefinic components. The formation of coke as a layer on the catalyst- particles surface can be calculated from the flue gas composition. The oxygen from the ester group of the various bioils can be converted completely to the coproducts water and carbondioxide. Therefore the product portfolio contains the following groups of product (lumps) - crack gas, gasoline, light cycle oil and residue as well as the coke yield and the coproducts water and carbondioxide. For comparision of the results obtained, the conversion - sum of the fractions gas and gasoline is introduced. Based on the results the addition of vegetable oil to the feedstock has no significant influence on the routine operation but it does result in a modified product spectrum. The production of water is dominant compared with the formation of carbondioxide in the product gas. Furthermore increasing biooil content in the feedstock reduces the formation of the crack gas yield but increases the concentration of the olefin components ethylene and propylene essential materials for the polymer industry.<br />Higher vegetable oil content in the feedstock even improves the oxidation stability and the octane number of the gasoline fraction. The product spectrum as well as the conversion depends on the oxygen content and the average number of double bonds in the feedstock. By using vegetable oils instead of the standard feed best results can be achieved according the conversion with palm oil, whereas rapeseed oil and soy bean oil are placed behind. Further scientific investigations at different feed rates with additional inert gas fluidisation are major to determine the catalyst reactivity for different strains at the same catalyst circulation rate. These test runs are executed in addition to a riser temperature program to determine the influence on the product spectrum obtained. A higher riser temperature as well as a lower catalyst- circulation rate increases the crack gas yield more than the gasoline yield decreases. Therefore the conversion as the sum of both fractions is higher because of the reinforced secondary cracking reactions.
en
Additional information:
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Zsfassung in engl. Sprache