Thermisches Cracken von Pflanzenölen in einer Pilotanlage mit Reaktor-Regenerator-Prinzip

Abstract

Gegenstand, der hier vorgestellten Arbeit, ist die Produktion eines im Vergleich zum katalytischen Cracken erhöhten Dieselkraftstoffanteils durch reines thermisches Cracken von pflanzlichen Ölen mit einer Anlage nach Regenerator- und Reaktorprinzip mit intern zirkulierender Wirbelschicht. Die Diplomarbeit wurde am Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften der Technischen Universität Wien erstellt. Es wurden die Schüttguteigenschaften sowie grundlegende strömungsmechanische Eigenschaften des Bettmaterials Quarzsand untersucht und die Anlage an die Erfordernisse des Schüttguts adaptiert. Für einen Vergleich zwischen thermischen und katalytischen Cracken wurde vorerst unhydriertes Vakuumgasöl thermisch gecrackt und mit Messdaten aus dem katalytischen Cracken verglichen. Dabei wurde beim thermischen Cracken eine deutlich geringere Ausbeute erzielt. Danach wurden bei gleichen Betriebsbedingungen verschiedene pflanzliche Öle als Einsatzstoffe verwendet. Es kamen Rapsöl, Sojaöl und Palmöl zum Einsatz. Rapsöl erzielte die höchste Dieselausbeute. Mit dem Sojaöl konnte ein höherer Gasanteil produziert werden. Beim Cracken von Palmöl kam es zur Ausbildung von festen Bestandteilen beim Kondensieren. Dadurch kam es zu Problemen in der Interpretation der Ergebnisse.

A production of an increased diesel fuel yield with thermal cracking of vegetable oil compared with catalytic cracking is being presented. This thesis was conducted at Institute of Chemical Engineering at the Vienna University of Technology. For that purpose, silica sand was applied as bed material for thermal cracking. The fluid mechanics behaviour of silica sand has been investigated and the plant was adapted. For a comparison between catalytic and thermal cracking non-hydrogenated VGO was thermal cracked and the data were compared with previous test data from catalytic cracking. A significantly lower total fuel yield was obtained by thermal cracking. Furthermore, the vegetable oils were cracked and compared at the same parameter settings. Rape seed, soybean and Palm oil were selected as feedstock. Rape seed oil achieved a higher diesel fuel yield. More gases could be produced with soybean oil. With palm oil it was very difficult to collect data because of formation of solids in the coupling system during the condensing.