2021-01-01  –  2024-06-30

514.787,00 EUR

Technische Universität Clausthal - CUTEC Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum, Clausthal-Zellerfeld, Niedersachsen

03EE5060A

CO2 Umwandlung in Sonstiges [EA1362]

01220774/1  –  CO2OL - Katalysator-, Reaktor- und Prozessentwicklung für die direkte Synthese von linearen alpha-Olefinen aus CO2

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Das Gesamtvorhaben zielt auf die direkte einstufige Synthese von linearen alpha-Olefinen (LAO) aus CO2 und Wasserstoff. Dazu soll das Fischer-Tropsch-Verfahren so modifiziert werden, dass CO2 direkt als Edukt eingesetzt werden kann und Olefine im Kettenlängenbereich von C2 bis C5 als Hauptproduktfraktion entstehen. Wesentlicher Forschungsansatz ist es dabei, die reverse Wasser-Gas-Shift-(rWGS)-Reaktion zur Synthesegaserzeugung aus CO2 und Wasserstoff und die Fischer-Tropsch-to-Olefins-(FTO)-Synthese in einem Reaktor durchzuführen und dabei eine in-situ-Wasserabtrennung mittels Zeolith-Trennmembranen zu realisieren. Die Entwicklungen betreffen sowohl das Katalysatorsystem zur direkten Olefinsynthese aus CO2, einen scale-up-fähigen Synthesereaktor mit gestufter Eduktdosierung und integrierter H2O-Abtrennung, die Trennung des Paraffin/Olefin-Produktgemisches auf Basis von Membranverfahren als auch die Konzeption und Optimierung des Gesamtverfahrens. Die Arbeiten haben eine Weiterentwicklung ausgehend von Stand der Technik (TRL 2) zu einem TRL 4, in Teilen auch TRL 5, zum Ziel. Letztlich soll das Gesamtverfahren bestehend aus Synthese und membranbasierter Produktabtrennung in Form einer Miniplant-Anlage aufgebaut und betrieben werden. Im Erfolgsfall steht damit erstmals ein abgestimmtes und ganzheitliches Konzept für ein Syntheseverfahren zu Verfügung, das Olefine, als eine der in der chemischen Industrie wichtigsten Produktgruppen, durch Nutzung von CO2 als Kohlenstoffträger bereitstellt und so sowohl die Erdöl-Abhängigkeit eines zentralen Industriesektors verringert als auch zu einer Minderung der Umweltbelastungen beiträgt. Ziele des Teilvorhabens 'Synthesereaktor mit gestufter Eduktdosierung und integrierter H2O-Abtrennung' sind eine Verbesserung von CO2-Umsatz und LAO-Selektivität durch die Entwicklung eines Reaktorkonzeptes mit integrierter H2O-Abtrennung und gestufter Eduktzuführung und Erprobung des Reaktors, auch im Kontext des Gesamtverfahrens.