12. Dezember 2016

Preis der deutschen Gaswirtschaft für Innovation und Klimaschutz 2016

Synthese von C2-Bausteinen aus Methan durch Chemical Looping

Preis in der Kategorie "Forschung und Entwicklung" - Technische Universität Berlin, Exzellenzcluster UniCat

Die Synthese von Ethen und seiner Folgeprodukte aus Methan stellt derzeit keine wirtschaftlich attraktive Alternative zur Verwendung von Erdöl als Rohstoff dar. Durch die gleichzeitige Einspeisung von Methan und Sauerstoff in konventionellen Reaktoren wird durch die Wärmeentwicklung ein hoher Anteil an Verbrennungsprodukten gebildet und die Ausbeute von C2-Bausteinen ist niedrig. In diesem Projekt wurde untersucht, ob der Chemical Looping-Prozess, bei dem beide Reaktionspartner zeitlich oder räumlich getrennt voneinander dem Reaktor zugeführt werden, eine wirtschaftliche Ethenproduktion mit Methan ermöglicht. Dabei wird der Katalysator im ersten Schritt mit Luft oxidiert und mit Hilfe eines Spülgases der Restsauerstoff entfernt. Im zweiten Schritt wird Methan über den oxidierten Katalysator geleitet, so dass der Prozess nahezu ohne Nebenwirkungen stattfindet. Die Simulation des Chemical Looping im Labormaßstab belegt, dass die C2-Ausbeute deutlich höher ist als bei konventionellen Festbettreaktoren. Zudem ermöglicht dieser Prozess eine höhere Methanumwandlungsrate, da keine Explosionsgefahr besteht. Aufgrund dieser Ergebnisse ist von einer möglichen wirtschaftlichen Verwendung von Methan für die Synthese von Ethen auszugehen, wobei sowohl Erdgas als auch erneuerbare Gase (biogene Gase, Powergas) als Rohstoffquelle dienen können. Daher wird im Rahmen dieses Projekts die Weiterentwicklung zu einem echten Chemical-Looping-Prozesses angestrebt.

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Preis der deutschen Gaswirtschaft für Innovation und Klimaschutz
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