Das Projekt "Entwicklung des Olefins-to-Jetfuel-Prozesses als hochinnovative Stufe der Herstellung von Kerosin aus erneuerbarem Methanol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CAC ENGINEERING GMBH durchgeführt. EwOPro ist ein Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben zur Erzeugung synthetischer Kraftstoffe / eFuels, mit dem Fokus auf der Herstellung von erneuerbarem Kerosin. Das Hauptziel von EwOPro ist die detaillierte Untersuchung des Prozesses zur Umsetzung der Olefine zu Paraffinen bzw. Oligomeren in der entsprechenden Kettenlänge und Verzweigung im Rahmen des Methanol-to-Jetfuel-Prozesses, welche für die Ziel-Produktfraktion Kerosin und die Koppelprodukte hochoktaniges/aromatenfreies Benzin und Diesel/Heizöl von Relevanz sind. Dabei stehen insbesondere die wissensbasierte Katalysatorweiterentwicklung sowie die Optimierung der prozesstechnischen Parameter der einzelnen Prozessstufen Methanol-to-Olefins, Olefin-Oligomerisierung und Hydrierung sowie in Kombination im Vordergrund. Die Kombination der Verfahrensschritte ist essentiell, um die zielgerichtete Steuerung des Produktspektrums je nach wirtschaftlichem Bedarf untersuchen und entsprechend optimieren zu können. Die gesamte Prozesskette soll in einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab unter Nutzung vorhandener Infrastruktur und Peripherie aufgebaut werden (TRL 6). Für Oligomerisierung soll ein Kerosin-Anteil von mind. 62,5 Ma.-% im flüssigen Produkt erreicht werden. Zudem stehen je 20 Ma.-% hochoktangies aromatenfreies Benzin sowie Diesel in entsprechender Qualität im Fokus der quantitativen Zielstellung. Für die Übertragbarkeit der Ergebnisse steht die Auslegung eines großtechnischen Reaktorsystems basierend auf Tests auf der Pilotanlage im Ergebnis des beantragten Vorhabens. Dies dient der schnellen und effizienten technologischen Umsetzung des Prozesses nach Abschluss des Förderprojekts.
Das Projekt "Phase 7 - Teilprojekt: Wissensbasierte Entwicklung von MTO- und OGD-Katalysatoren für die Umsetzung von Methanol zu Kerosin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl Reaktionstechnik (RT) durchgeführt. Für den kommerziellen Flugverkehr existieren bislang keine Alternativen zu kohlenwasserstoffhaltigen Kraftstoffen. Einen vielversprechenden Ansatz zur Reduktion von Treibhausgasemissionen im Luftfahrtsektor stellt die Nutzung von CO2-neutralem Kerosin im Rahmen sogenannter Power-to-Fuel-Konzepte dar. Im Projekt KEROSyN100 soll ein Prozesslayout für eine Power-to-Jet Fuel Anlage entwickelt werden, in der ausgehend von Elektrolyse-Wasserstoff aus erneuerbaren Energien sowie Kohlendioxid über das Zwischenprodukt Methanol ein hochwertiger Turbinenkraftstoff für den Flugverkehr synthetisiert wird. In einem zweistufigen, katalysierten Prozess wird das Methanol zunächst zu Olefinen (Methanol to Olefins, MTO) umgesetzt, aus denen anschließend in einem zweiten Schritt durch Oligomerisierung der Olefine mit hoher Selektivität Kerosin erzeugt wird. Das Teilprojekt der TU Bergakademie Freiberg befasst sich mit der wissensbasierten Optimierung und Modifikation der eingesetzten Katalysatoren, mit dem Ziel, die Aktivitäten und Standzeiten der bislang genutzten Katalysatoren zu erhöhen sowie die Ausbeute an Kerosin zu maximieren. Neben der physikalisch-chemischen Charakterisierung der Katalysatoren wird insbesondere der Einfluss verschiedener Prozessbedingungen auf deren Aktivität und die erzielten Ausbeuten untersucht. Aufbauend auf den Ergebnissen der Laborexperimente und in Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern wird ein formalkinetisches Modell entwickelt, das als Grundlage für ein Upscaling der Prozesse in den Demonstrationsmaßstab dienen soll.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Prozessentwicklung für die Synthese von Mitteldestillat-Kraftstoffen aus Alkoholen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Institutsteil Straubing, Bio-, Elektro- und Chemokatalyse durchgeführt. Im Projekt SynergyFuels soll ein integriertes Raffinerie-Konzept zur Herstellung erneuerbarer Kraftstoffen entwickelt und im Technikumsmaßstab demonstriert werden, das thermochemische, elektrochemische und biotechnologische Verfahren kombiniert. Bei minimiertem Energie- und Rohstoffbedarf wird eine breite Palette von Kraftstoffen erzeugt, die auf schwer zu elektrifizierende Verkehrsanwendungen ausgelegt ist. Das SynergyFuels Teilvorhaben von IGB bildet die Schnittstelle zwischen Power-to-X und Biomassenutzung. Die Arbeiten verfolgen als Ziel die Entwicklung von Prozessen zur Synthese von Mitteldestillatkraftstoffen (Diesel und Kerosin) aus den Alkoholen Methanol und Ethanol. Das Methanol wird über einen Power-to-X Ansatz aus CO2, welches im Projekt aus Abgasen biogener Prozesse gewonnen wird, und 'grünem' Wasserstoff hergestellt. Konkret werden folgende Prozesse vom Labor- bis in den Technikumsmaßstab entwickelt: - Methanolsynthese aus biogenem CO2 - Konversion von Alkoholen in leichte Olefine und deren Oligomerisierung - Aufarbeitung der Oligomere durch Hydrotreatment und Fraktionierung.
Das Projekt "Teilprojekt: Upscaling, Reaktorauslegung und Gesamtintegration der Olefin-Oligomerisierung in den Methanol-to-Jetfuel-Prozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CAC ENGINEERING GMBH durchgeführt. EwOPro ist ein Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben zur Erzeugung synthetischer Kraftstoffe / eFuels, mit dem Fokus auf der Herstellung von erneuerbarem Kerosin. Das Hauptziel von EwOPro ist die detaillierte Untersuchung des Prozesses zur Umsetzung der Olefine zu Paraffinen bzw. Oligomeren in der entsprechenden Kettenlänge und Verzweigung im Rahmen des Methanol-to-Jetfuel-Prozesses, welche für die Ziel-Produktfraktion Kerosin und die Koppelprodukte hochoktaniges/aromatenfreies Benzin und Diesel/Heizöl von Relevanz sind. Dabei stehen insbesondere die wissensbasierte Katalysatorweiterentwicklung sowie die Optimierung der prozesstechnischen Parameter der einzelnen Prozessstufen Methanol-to-Olefins, Olefin-Oligomerisierung und Hydrierung sowie in Kombination im Vordergrund. Die Kombination der Verfahrensschritte ist essentiell, um die zielgerichtete Steuerung des Produktspektrums je nach wirtschaftlichem Bedarf untersuchen und entsprechend optimieren zu können. Die gesamte Prozesskette soll in einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab unter Nutzung vorhandener Infrastruktur und Peripherie aufgebaut werden (TRL 6). Für Oligomerisierung soll ein Kerosin-Anteil von mind. 62,5 Ma.-% im flüssigen Produkt erreicht werden. Zudem stehen je 20 Ma.-% hochoktangies aromatenfreies Benzin sowie Diesel in entsprechender Qualität im Fokus der quantitativen Zielstellung. Für die Übertragbarkeit der Ergebnisse steht die Auslegung eines großtechnischen Reaktorsystems basierend auf Tests auf der Pilotanlage im Ergebnis des beantragten Vorhabens. Dies dient der schnellen und effizienten technologischen Umsetzung des Prozesses nach Abschluss des Förderprojekts.
Das Projekt "Teilprojekt: Prozessuntersuchungen zur Evaluierung der Reaktorkonzepte sowie der Identifizierung optimaler Prozessparameter für die Olefin-Oligomerisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. EwOPro ist ein Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben zur Erzeugung synthetischer Kraftstoffe / eFuels, mit dem Fokus auf der Herstellung von erneuerbarem Kerosin. Das Hauptziel von EwOPro ist die detaillierte Untersuchung des Prozesses zur Umsetzung der Olefine zu Paraffinen bzw. Oligomeren in der entsprechenden Kettenlänge und Verzweigung im Rahmen des Methanol-to-Jetfuel-Prozesses, welche für die Ziel-Produktfraktion Kerosin und die Koppelprodukte hochoktaniges/aromatenfreies Benzin und Diesel/Heizöl von Relevanz sind. Dabei stehen insbesondere die wissensbasierte Katalysatorweiterentwicklung sowie die Optimierung der prozesstechnischen Parameter der einzelnen Prozessstufen Methanol-to-Olefins, Olefin-Oligomerisierung und Hydrierung sowie in Kombination im Vordergrund. Die Kombination der Verfahrensschritte ist essentiell, um die zielgerichtete Steuerung des Produktspektrums je nach wirtschaftlichem Bedarf untersuchen und entsprechend optimieren zu können. Die gesamte Prozesskette soll in einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab unter Nutzung vorhandener Infrastruktur und Peripherie aufgebaut werden (TRL 6). Für Oligomerisierung soll ein Kerosin-Anteil von mind. 62,5 Ma.-% im flüssigen Produkt erreicht werden. Zudem stehen je 20 Ma.-% hochoktangies aromatenfreies Benzin sowie Diesel in entsprechender Qualität im Fokus der quantitativen Zielstellung. Für die Übertragbarkeit der Ergebnisse steht die Auslegung eines großtechnischen Reaktorsystems basierend auf Tests auf der Pilotanlage im Ergebnis des beantragten Vorhabens. Dies dient der schnellen und effizienten technologischen Umsetzung des Prozesses nach Abschluss des Förderprojekts.
Das Projekt "Teilprojekt: Methodenentwicklung zur Analyse der Oligomerisierungsprodukte mithilfe komprehensiver Gaschromatographie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien Freiberg durchgeführt. EwOPro ist ein Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben zur Erzeugung synthetischer Kraftstoffe / eFuels, mit dem Fokus auf der Herstellung von erneuerbarem Kerosin. Das Hauptziel von EwOPro ist die detaillierte Untersuchung des Prozesses zur Umsetzung der Olefine zu Paraffinen bzw. Oligomeren in der entsprechenden Kettenlänge und Verzweigung im Rahmen des Methanol-to-Jetfuel-Prozesses, welche für die Ziel-Produktfraktion Kerosin und die Koppelprodukte hochoktaniges/aromatenfreies Benzin und Diesel/Heizöl von Relevanz sind. Dabei stehen insbesondere die wissensbasierte Katalysatorweiterentwicklung sowie die Optimierung der prozesstechnischen Parameter der einzelnen Prozessstufen Methanol-to-Olefins, Olefin-Oligomerisierung und Hydrierung sowie in Kombination im Vordergrund. Die Kombination der Verfahrensschritte ist essentiell, um die zielgerichtete Steuerung des Produktspektrums je nach wirtschaftlichem Bedarf untersuchen und entsprechend optimieren zu können. Die gesamte Prozesskette soll in einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab unter Nutzung vorhandener Infrastruktur und Peripherie aufgebaut werden (TRL 6). Für Oligomerisierung soll ein Kerosin-Anteil von mind. 62,5 Ma.-% im flüssigen Produkt erreicht werden. Zudem stehen je 20 Ma.-% hochoktangies aromatenfreies Benzin sowie Diesel in entsprechender Qualität im Fokus der quantitativen Zielstellung. Für die Übertragbarkeit der Ergebnisse steht die Auslegung eines großtechnischen Reaktorsystems basierend auf Tests auf der Pilotanlage im Ergebnis des beantragten Vorhabens. Dies dient der schnellen und effizienten technologischen Umsetzung des Prozesses nach Abschluss des Förderprojekts. Das Ziel des Teilprojekts ist die Entwicklung einer Methode zur umfassenden und detaillierten Analytik von synthetisch erzeugten Kerosinen auf Grundlage der komprehensiven Gaschromatographie (GCxGC) und die Anwendung dieser Methode auf Proben, die in den Versuchskampagnen des Projekts an einer Technikumsanlage gewonnen werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Katalysatorentwicklung für die stationäre Olefin-Oligomerisierung und Aufskalierung des Prozessschrittes sowie Implementierung in eine Pilotanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl Reaktionstechnik (RT) durchgeführt. EwOPro ist ein Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben zur Erzeugung synthetischer Kraftstoffe / eFuels, mit dem Fokus auf der Herstellung von erneuerbarem Kerosin. Das Hauptziel von EwOPro ist die detaillierte Untersuchung des Prozesses zur Umsetzung der Olefine zu Paraffinen bzw. Oligomeren in der entsprechenden Kettenlänge und Verzweigung im Rahmen des Methanol-to-Jetfuel-Prozesses, welche für die Ziel-Produktfraktion Kerosin und die Koppelprodukte hochoktaniges/aromatenfreies Benzin und Diesel/Heizöl von Relevanz ist. Dabei stehen insbesondere die wissensbasierte Katalysatorweiterentwicklung sowie die Optimierung der prozesstechnischen Parameter der einzelnen Prozessstufen Methanol-to-Olefins, Olefin-Oligomerisierung und Hydrierung sowie deren Kombination im Vordergrund. Die Kombination der Verfahrensschritte ist essentiell, um die zielgerichtete Steuerung des Produktspektrums je nach wirtschaftlichem Bedarf untersuchen und entsprechend optimieren zu können. Die gesamte Prozesskette soll in einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab unter Nutzung vorhandener Infrastruktur und Peripherie aufgebaut werden (TRL 6). Für die Oligomerisierung soll ein Kerosin-Anteil von mind. 62,5 Ma.-% im flüssigen Produkt erreicht werden. Zudem stehen je 20 Ma.-% hochoktangies aromatenfreies Benzin sowie Diesel in entsprechender Qualität im Fokus der quantitativen Zielstellung. Für die Übertragbarkeit der Ergebnisse steht die Auslegung eines großtechnischen Reaktorsystems basierend auf Tests in der Pilotanlage im Ergebnis des beantragten Vorhabens. Dies dient der schnellen und effizienten technologischen Umsetzung des Prozesses nach Abschluss des Förderprojekts. Das Teilprojekt der TU Bergakademie Freiberg fokussiert sich auf die wissensbasierte Katalysatorweiterentwicklung sowie die Optimierung und Kombination der Verfahrensschritte Methanol-to-Olefins, Olefin-Oligomerisierung und Hydrierung in einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab (TRL 6) und somit auf Kernziele des Vorhabens.
Das Projekt "Chemie in Nanometerpartikeln: Einzigartige Brutstätte für Oligomere?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Die Bildung neuer Partikel und ihr anschließendes Wachstum in der Troposphäre sind wichtige Prozesse, die die Zusammensetzung der Atmosphäre und den globalen Klimawandel beeinflussen. Nach der Entstehung der Nanopartikel durch Keimbildung wird ihr Wachstum von organischen Molekülen bestimmt. Zurzeit wird die Bildung der extrem geringflüchtigen Verbindungen, die für das Wachstum von Nanopartikeln benötigt werden, ausschließlich auf Basis von Gasphasenchemie diskutiert. Die Partikelembryonen selbst bieten jedoch eine einzigartige nanoskalige Umgebung, die chemische Reaktionen innerhalb der neu gebildeten kondensierten Phase beeinflussen können. Eine physikalisch-chemische Besonderheit von Nanometerpartikeln ist der zunehmende Innendruck (Laplace pressure). Da bindungsbildende chemische Reaktionen (z. B. Oligomerisierung) bei höheren Drücken begünstigt werden, gewinnen solche Reaktionen in kleinen Partikeln an Bedeutung. Daher könnten Partikelgrößen-abhängige chemische Reaktionen eine entscheidende Rolle im Lebenszyklus von atmosphärischen Aerosolen spielen, indem sie die Lücke zwischen der anfänglichen Bildung von Partikelembryonen und ihrem Wachstum in Größen schließen, in denen ihre Überlebenswahrscheinlichkeit größer wird und sie schließlich als Wolkenkondensationskeime dienen können. Obwohl motiviert durch atmosphärenchemische Fragestellungen, kann das erarbeitete Wissen über größenabhängige chemische Reaktionen auch zu einem besseren Verständnis von Gleichgewichtsreaktionen in organischen Nanoreaktoren führen sowie - in einem sehr allgemeinen Sinn - ebenfalls Beiträge zum Verständnis der Entstehung des Lebens liefern.
Das Projekt "Teilvorhaben: Verfahrensentwicklung und betriebliche Umsetzung für die katalytische Polymerisation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Covestro Deutschland AG durchgeführt. Die Pharma-, Fein- und Spezialchemikalienproduktion erfolgt immer noch vorwiegend im Batchbetrieb in Mehrproduktanlagen. Solche Produktionsprozesse in kleinem Maßstab entziehen sich aufgrund der wachsenden Differenzierung derzeit vor allem aus wirtschaftlichen Gründen einer energetischen Optimierung. Die Bildung von Gelpartikeln stellt dabei ein Haupthindernis bei der Umstellung der bisherigen Batch- auf eine kontinuierliche Betriebsweise dar. Die sich ausbildenden Gelpartikel formen Polymerbeläge, die zu einem Blocken des eingesetzten Reaktors führen. Die Gründe für das Auftreten von Belägen bei Polymerisationsreaktionen in kontinuierlich betriebenen Reaktoren sind bisher wenig verstanden. In 'KoPPonA 2.0' sollen die Ursachen der Belagsbildung untersucht werden. Als Benchmark dienen drei Stoffsysteme, die sehr breit angelegt und damit übertragbar auf ähnlich gelagerte Problemstellungen in der Polymer erzeugenden Industrie sind. Die Covestro Deutschland AG steuert als Stoffsystem eine katalytische Oligomerisation von Isocyanaten bei, die auf einen kontinuierlichen Prozess umgestellt werden soll. Dabei handelt es sich um die Trimerisierung von Hexamethylendiisocyanat (HDI). Durch die Verwendung von zwei unterschiedlichen katalytischen Oligomerisationsreaktionen soll der Einfluss des Katalysators auf die Belagsbildung als Einflussgröße mit untersucht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Oligomerisation und Oxidation von Glycerin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens innerhalb des Verbundes ist die stoffliche Verwertung von Glycerin zum einen in Richtung Oligomerisation bzw. Polymerisation. Die zweite Arbeitsrichtung umfasst die enzymatische Oxidation von Glycerin und -derivaten. Des Weiteren sollten Untersuchungen zur Maßstabsvergrößerung und zur Produktisolierung für alle Teilvorhaben entwickelt werden. Die chemische Oligomerisierung und Funktionalisierung soll auf der Basis bekannter Katalysatorsysteme durchgeführt werden. Durch Analyse der thermodynamischen und kinetischen Eigenschaften des Reaktionssystems sollen die limitierenden Faktoren identifiziert werden und durch Optimierung des Katalysators und der Reaktionsbedingungen ein verbessertes Verfahren entwickelt werden. Zur enzymatischen Oxidation werden Enzyme der Partner verwendet und die Verfahren analog bewertet. Zur Umgehung von Produktinhibierungen sollen in-situ Methoden zur Produktextraktion z.B. mit Membranverfahren entwickelt werden. in Absprache mit den Verbundpartnern sollen Ergebnisse zum Patent angemeldet werden und publiziert werden. Zusammen mit Cognis sollen weitere Untersuchungen zur Übertragung in die Praxis durchgeführt werden.
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