31/10/2013 - Entwicklung eines Nanokatalalysators, der Schwefel vom Erdöl trennt

Menéame

zur Erzeugung von "Ultralimischen" Brennstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt und weniger Schadstoffemissionen in die Umwelt, Sergio Fuentes Moyado, Direktor des Zentrum für Nanowissenschaften und Nanotechnologie (CNyN) der UNAM (Mexiko) führt ein multiinstitutionelles Projekt an, um der Ölindustrie einen Nanokatalalysator zu bringen, der Schwefel vom Erdöl trennt.

Nach drei Jahren experimenteller und Pilotforschung verfügt die technologische Entwicklung über Prototypen, ein nationales Patent und ist bereit, es in der Industrie, in einer Raffinerie, zu testen.

In den Industrieländern werden derzeit weniger als 30 Prozent des Schwefels in Benzinen und weniger als 15 Prozent in Diesel zugelassen. "Im Prinzip werden Erdöle in Leicht- und Schweröl eingestuft, je nach Dichte und Anzahl der Verunreinigungen, die es enthält." Das Problem besteht darin, dass das mexikanische Öl Maya, das unter den schweren Rohölen gruppiert ist, bis zu 30.000 Teile pro Million dieses chemischen Elements hat, das die Umwelt stark verschmutzt.

"Mit dem Nano-Katalysator haben wir es geschafft, den Diesel auf 10 oder 15 Teile Schwefel pro Million während des Verfeinerungsprozesses, der Hydrodesulfurierung oder Schwefelbeseitigung genannt wird, zu senken," so Moyado-Quellen, Chemieingenieur und Staatsdoktor in Physik.

Neben der CNyN-Gruppe nehmen auch die Institute für Physik und Materialforschung sowie das Zentrum für angewandte Wissenschaften und technologische Entwicklung an dem Projekt teil. Interinstitutioneller Art sind die Universitäten Veracruzana, Metropolitana, Baja California, Papaloapan, Texas in San Antonio, USA und das Institut für Forschung über Katalyse und Umwelt (IRCELYON) in Lyon, Frankreich.

"Es ist ein Projekt, bei dem wir die Führung übernehmen, aber es ist eine Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Institutionen. Wir haben es dem Nationalrat für Wissenschaft und Technologie auf der Sener-Hydrocarbide-Aufforderung vorgelegt und in den letzten drei Jahren zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, die den Anforderungen entsprechen, die mexikanische Öle (Pemex) erfüllen, denn die parastaatliche Organisation bemüht sich, diese ultrasauberen Brennstoffe innerhalb der Raffinerien zu erzeugen.

"Wir bekommen Diesel unter den Bedingungen, die sie in der Anlage verwenden, und wir erreichen Katalysatoren, die weniger als 10 Prozent Schwefel pro Million erreichen," erklärte er.

Effizienz auf Nanoebene

Der Betrieb dieses Prozesses erfolgt mit Katalysatoren auf Nanoebene. "Das macht es effizient und mit den erforderlichen Mengen oder Mengen," erklärte er.

Im Hydrodesulfurierungsprozess gelingt es den Nano-Katalysatoren, Schwefel zu entfernen. "Der Katalysator entfernt ihn von den Molekülen von Benzin und Diesel, da sie auf kleinen Anordnungen auf vier bis fünf Nanometern abgelagert werden und die Reaktion dort auftritt und Schwefel in Gegenwart von Wasserstoff unterdrückt wird. So werden beim Ausgang des Prozesses saubere Moleküle gewonnen, die in Kraftstoffen verwendet werden," betonte er.

Der wichtigste Teil der Entwicklung, nämlich die Synthese des Katalysators, wurde in Ensenada, Baja California, im nach der Genehmigung dieses Projekts eingerichteten Labor für die Verarbeitung von Kohlenwasserstoffe durchgeführt.

"Wir haben Patente, Pilotprojekte und Prototypen. Die Studie soll nun untersuchen, ob man auf industriellem Niveau klettern, Tonnen anstelle von Kilogramm herstellen und den Prozess in einer Raffinerie installieren kann."

In diesen drei Jahren der Arbeit sind sie von der Versuchsphase im CNyN in Ensenada auf die Pilotanlage des mexikanischen Ölinstituts (IMP) im Bundesbezirk übergegangen.

Um Fortschritte zu erzielen, muss Pemex die Umstellung des Projekts auf den Umfang der Produktion von Tonnen genehmigen. "Wir haben einen Fortschritt bei den Ergebnissen vorgelegt, sie sind interessiert, und es fehlt eine Sitzung, um die Möglichkeiten für eine industrielle Entwicklung zu bestimmen," so er.

Wenn das der Fall wäre, würden die Nano-Katalysatoren in den USA hergestellt werden, da es in unserem Land keine Unternehmen gibt, die sie herstellen.

"Eine große Infrastruktur ist erforderlich. Das Design, das wir gemacht haben, brach von ganz grundlegender Bedeutung aus, nämlich zu verstehen, wie Moleküle mit Katalysatoren verbunden werden und wie wir die aktiven Standorte des Katalysators stärker mit Flüssigkeit in Kontakt bringen können, sei es mit Benzin oder Diesel. Es gibt ein Design, das mit der Anwendung von Wissen involviert ist." Ich hoffe, dass wir sie in Zukunft in Mexiko voll produzieren können.

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UNAM

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