Charakterisierung und katalytisches Upgrading von Pyrolyseprodukten

Die weitere Verarbeitung von Pyrolyseölen kann auf mehreren Wegen erfolgen: Es kann dierekt als Ersatzbrennstoff zur Wärmeerzeugung oder zur Synthesegaserzeugung ''(bioliq® - Prozess)'' genutzt werden. Ferner kann es durch kathalytisches Upgrading zu Kraftstoffkomponenten umgesetzt werden oder in seinen Eigenschaften an Stoffströme in Raffinerien angepasst werden. Die chemische Zusammensetzung von Pyrolysekondensaten ist äußerst komplex: Die meisten Bestandteile enthalten Sauerstoff, sind daher sehr polar und neigen zur Phasentrennung zwischen wasserlöslichen und unpolaren organischen Bestandteilen. Etwa die Hälfte der organischen Verbindungen liegen monomer vor, die andere Hälfte in aromatischen Oligomeren, dem sogenannten Pyrolyselignin. Zur genaueren Charakterisierung werden folgende analytische Methoden eingesetzt: Gaschromatographie, Gelpermeationschromatographie, magnetische Resonanzspektroskopie, Elementaranalyse (C, H, N, S) und Karl-Fischer-Titration eingesetzt.  

Schwerpunkt der Arbeiten ist die Untersuchung katalytischer Systeme zur hydrierenden Aufarbeitung von Pyrolyseölen mit dem Ziel einer weitgehenden Deoxygenierung. Dies zur Stabilisierung (bessere Lagerfähigkeit), zur Erhöhung des Heizwertes und der Mischbarkeit mit unpolaren Stoffen (Mitverarbeitung in Raffinerien oder Blending bei der Kraftstoffherstellung). Untersucht werden vor allem selbst hergestellte oder kommerzielle Katalysatoren auf Metalloxid-Basis in Pulverform für einfache Batch-Laborversuche (bis 200 ml) oder als Formkörper bei mehrstufigen Prozessen in der kontinuierlichen Versuchsanlage (1 kg/h). Zur Charakterisierung der Katalysatoren kommen u.a. ICP-OES, EDX-SEM, TPD, TPR, BET-Messungen zum Einsatz.