Katalytisches Niedertemperatur-Cracken von pflanzlichen Ölen in einem intern zirkulierenden Wirbelschichtsystem

Abstract

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird das katalytische Niedertemperatur-Cracken (420-520°C) von pflanzlichen Ölen in einer Fluid-Catalytic-Cracking-Technikumsanlage an der Technischen Universität Wien untersucht. Als Einsatzstoffe werden Raps-, Palm- und Sojaöl prozessiert und die temperaturbedingten Produktzusammensetzungen analysiert. Außerdem wird das Produkt auf die Eignung als Bio Kraftstoff geprüft. Aus den Technikumsversuchen geht hervor, dass mit sinkender Prozesstemperatur die LCO-Ausbeute zu Ungunsten der Benzin- und Gasproduktion ansteigt. Außerdem ver-halten sich die drei pflanzlichen Öle in Bezug auf die Benzin-, Gas- und LCO-Produktion ähnlich. Ebenso nahezu ident ist die Gaszusammensetzung. Eine Unterscheidung zwischen den Pflanzenölen kann hinsichtlich der Benzinzusammensetzung getroffen werden. Ein weiterer Teil dieser Arbeit umfasst die Langzeitstabilität von flüssig-organischen Proben zur chromatographischen Siedekurven-Analyse. Zu diesem Zweck wird eine Langzeitstudie über einen Zeitraum von 70 Tagen durchgeführt. Dabei wird der Massenverlust an leichtflüchtigen Komponenten mittels Gravimetrie und chromatographischen Messungen dokumentiert. Die Messungen zeigen, dass der Massenverlust mit der gravimetrischen Methode und der Chromatographie detektiert werden kann. Eine Probenlagerung unter gekühlten Bedingungen ist 20 Tage ohne nennenswerte Auswirkungen auf die Messergebnisse der Chromatographie möglich. Längere Lagerzeiten haben eine wesentliche Messwertverfälschung zur Folge.

In the scope of this thesis, the catalytic cracking of vegetable oils at low temperatures (420-520 °C) in a fluid-catalytic-cracking pilot plant at Vienna University of Technolo-gy is examined. The feedstocks (canola oil, soybean oil and palm oil) are processed and temperature-determined product compositions are analyzed. Experiments show that the light cycle oil (LCO) yield increases at low temperatures and the gasoline and gas yield decline. Furthermore the three vegetable oils behave similarly in relation to the production of gasoline, gas and LCO. Also the product gas composition is nearly identical for the three oils. A distinction between the oils can be made regarding the composition of the gasoline. A further part of this thesis involves the long-term stability of liquid-organic samples, which are used to analyze the boiling curves by chromatography. For this purpose, a long-term study is performed for 70 days. In this study the mass loss of the volatile components is documented with gravimetric and chromatographic measurements. The measurements show that weight loss can be detected by gravimetric and chroma-tographic methods. Sample storage at low temperatures results in a storage duration of 20 days without any significant impact on chromatographic measurements. After 20 days of storage the chromatographic measurements are significantly distorted.