Katalytisches Hochtemperaturcracken von Vakuumgasöl, Bioöl und Kunststoffpyrolysekondensat

Abstract

Im Sinne der Nachhaltigkeit ist es wichtig, dass alternative Rohstoffquellen genutzt werden und ihr Einsatz möglichst optimiert wird. Deswegen wurde in dieser Arbeit die Verwendung von Altspeiseöl und Kunststoffpyrolysekondensat als Feed beim Fluid Catalytic Cracking untersucht, sowie der Einfluss der Erhöhung der Cracktemperatur von 550 °C auf 570 °C ermittelt.Altspeiseöl und Kunststoffpyrolysekondensat sind besonders interessante Feeds, da es sich um Abfallstoffstoffströme handelt und die Verwendung als Feed eine Recyclingvariante dieser Stoffe darstellt. Die Kunststoffpyrolyse weist als Verwertungsmethode von Kunststoffabfällen den Vorteil auf, dass kein sortenreiner Kunststoff benötigt wird und der Prozess eine höhere Toleranz gegenüber Verunreinigungen der Kunststoffabfälle besitzt. Die Erhöhung der Cracktemperatur soll zu einer Erhöhung des Total Fuel Yields, besonders der Gasausbeute, führen, und damit eine erhöhte Produktionsmenge der wertvollen leichten Olefine Ethen, Propen und Butene ermöglichen.Im Rahmen der durchgeführten Arbeit wurden an einer Fluid Catalytic Cracking Pilotanlage Versuche mit reinem Vakuumgasöl, Vakuumgasöl mit 10% Pyrolysekondensat, Altspeiseöl und Altspeiseöl mit 10% Pyrolysekondensat als Feed bei 550 °C und bei 570 °C durchgeführt und die Produkte der Versuche analysiert. Nach der erfolgreichen Durchführung der Versuche wurde ein Vorversuch, ob sich reines Kunststoffpyrolysekondensat als Feed für den Fluid Catalytic Cracking Prozess eignet, durchgeführt.Die Experimente haben gezeigt, dass von einer Risertemperaturerhöhung nur das Cracking von reinem Altspeiseöl profitiert und reines Kunststoffpyrolysekondensat einen für zukünftige Versuche interessanten Feed darstellt. Die Erhöhung der Cracktemperatur bei Altspeiseöl führt zu einem höheren Total Fuel Yield und zu einer höheren Gasausbeute. Der Vorversuch mit reinem Kunststoffpyrolysekondensat wies ein vergleichbares Produktspektrum auf, wie es bei reinem Vakuumgasöl auftritt. Im Versuch erwies sich die Förderung in den Reaktor als problematisch.

In the context of sustainability, it is important to utilize alternative sources of raw materials and optimize their usage. Therefore, this study examined the use of used cooking oil and plastics pyrolysis condensate as feed in fluid catalytic cracking, along with investigating the impact of raising the cracking temperature from 550°C to 570°C.Used cooking oil and plastics pyrolysis condensate are particularly interesting feeds because they involve waste streams, and using them as feeds represents a recycling option for these materials. Plastics pyrolysis, as a method for utilizing plastics waste, has the advantage of not requiring single-variety plastics and the process has a higher tolerance for impurities present in plastics waste. Increasing the cracking temperature is expected to enhance the total fuel yield, especially the gas output, thereby enabling higher production of the valuable light olefins such as ethene, propene and butene.Within the scope of this study, experiments were conducted using a fluid catalytic cracking pilot plant with pure vacuum gas oil, vacuum gas oil with 10% pyrolysis condensate, used cooking oil and used cooking oil with 10% pyrolysis condensate as feed at both 550°C and at 570°C. The products of the experiments were analyzed. After successfully completing these tests, a preliminary experiment was conducted to determine if pure plastics pyrolysis condensate is suitable as a feed for the fluid catalytic cracking process.The experiments demonstrated that only the cracking of pure used cooking oil benefits from an increase in cracking temperature. Pure plastics pyrolysis condensate represents an interesting feed for future experiments. Raising the cracking temperature for used cooking oil results in higher total fuel yields and greater gas production. The preliminary experiment with pure plastics pyrolysis condensate exhibited a product spectrum similar to that of pure vacuum gas oil. However, conveying the material into the reactor proved to be problematic during the experiment.