Zusammenfassung:

Die Fischer-Tropsch (FT) - Synthese ist in der Lage, erneuerbares Synthesegas (CO und H2) in Kohlenwasserstoffe umzuwandeln und somit Rohstoffe wie hochwertigen Dieselkraftstoff, Kerosin und Grundchemikalien bereitzustellen. Die Synthese von hochmolekularen Kohlenwasserstoffen (C20+), allgemein bekannt als Wachse, aus nachwachsenden Rohstoffen wurde im Rahmen dieses Forschungsprojekts untersucht. Paraffinwachse sind ein hochpreisiges Grundprodukt, das in verschiedenen Branchen wie der Pharmaindustrie, der Gummiindustrie, den Kerzen, der Bitumenindustrie, der Schmelzindustrie und vielen anderen verwendet wird. In den meisten der genannten Anwendungen unterliegt Wachs strengen Vorschriften hinsichtlich seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften (z. B. Verhältnis von Normal zu Isoparaffin, Olefingehalt, Molekularverteilung, Oxygenatgehalt, anorganische Rückstände, Farbe usw.).
 

Ziele und Aufgaben:

Das Hauptziel dieses Projekts war die Raffination von erneuerbarem Paraffinwachs, das über die Niedertemperatur-Fischer-Tropsch Synthese synthetisiert wurde, zur Bereitstellung von Produkten mit kommerzieller Qualität.

• Im Rahmen des Projektes wurden verschiedene Techniken zur Entfernung von Katalysatorfeinpartikeln aus dem Produktwachs im Labormaßstab getestet.
• Es wurde ein Hydro-Treating (Hydrofining) durchgeführt, um die chemischen und physikalischen Eigenschaften an die unterschiedlichen kommerziell geforderten Werte anzupassen.
• Prozessintensivierung zur Festzustellung, ob Wachse im Rahmen bzw. Nutzung von handelsüblichen Produktionsparametern hergestellt werden können.

Ergebnisse:

Im Verlauf des Projekts wurden Fischer-Tropsch-Wachse auf Biomassebasis fraktioniert, raffiniert und analysiert, um kommerzielle Standards zu erreichen. Ein handelsüblicher Sulfid-NiMo-Al2O3-Katalysator wurde für das Hydrofining der Paraffinwachse eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass das hergestellte mittelschmelzende Paraffinwachs die Anforderungen des „Paraffinum solidum“ des Europäischen Arzneibuchs (Ph. Eur.) vollständig erfüllt. Die erhaltene hochschmelzende Wachsfraktion kann als Lebensmittelverpackungszusatz verwendet werden. Zusätzlich waren die hydrofinierten Wachse quasi PAH-frei. Darüber hinaus wurde eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt, um einen Überblick über mögliche Wege zur Abtrennung feiner Katalysatorteilchen im Pilotmaßstab erarbeiten.

Ein Hauptergebnis des Projekts ist die Erkenntnis, dass Fischer-Tropsch-Wachse auf Biomassebasis mithilfe von Standard-Raffinierungskatalysatoren in den Raffinerieprozess integriert werden können. Die Ergebnisse der Hydrofining-Experimente sind der Publikation "A novel production route and process optimization of biomass-derived paraffin wax for pharmaceutical application" (siehe unten) zusammengefasst: