Innovative Braunkohlenintegration Mitteldeutschland

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1 Innovative Braunkohlenintegration Mitteldeutschland Prof. Dr.-Ing. Mathias Seitz, Hochschule Merseburg Dipl.-Ing. (FH) Sascha Nowak, Hochschule Merseburg 14/11/12 Seite 1

2 Gliederung 1.) Historie 2.) Motivation 3.) IBI Regionaler Wachstumskern 4.) Idee der katalytischen Spaltung von Braunkohle 5.) Fazit 14/11/12 Seite 2

3 Hydrierung nach Bergius-Pier 14/11/12 Seite 3

4 Hydrierung nach Bergius-Pier 14/11/12 Seite 4

5 Zurück in die Zukunft? 14/11/12 Seite 5

6 Exxon Mobile: A report on energy trends, greenhous gas emissions and alternative energy; /11/12 Seite 6

7 Ölpreis J. Schindler: Vortrag ; Ev. Akademie Tutzing 14/11/12 Seite 7

8 Nutzung von Kohle in der chemischen Industrie: Kohle als Chemierohstoff Dr. Otto Machhammer BASF 14/11/12 Seite 8

9 400 Grenzübertrittspreis [ / t SKE ] Braunkohlestaub Steinkohle Erdgas Erdöl Förderkosten Rohbraunkohle Deutschland: 23 bis 33 /t SKE Chemierohstoff Kohle: wirtschaftlich verfügbar und politisch stabil Alexander Weck, Coal to Chemicals, BASF, Ludwigshafen Evang. Akademie Tutzing November /11/12 Seite 9

10 Rohstoffentwicklung 14/11/12 Seite 10

11 Wege der Kohleveredelung Nutzung von Kohle in der chemischen Industrie: Kohle als Chemierohstoff Dr. Otto Machhammer BASF 14/11/12 Seite 11

12 Zurück in die Zukunft? Inbetriebnahme Sept mit 1 Mio. t/jahr Shenhua Coal Conversion Technologyand Industry Development Yuzhuo Zhang 14/11/12 Seite 12

13 14/11/12 Seite 13

14 14/11/12 Seite 14

15 Bei der Verfeuerung wird die gesamte Kohle verbrannt, ohne dass man darauf achtet, welche komplizierten Verbindungen man dem Feuer preisgibt. W. Gluud: /11/12 Seite 15

16 Unterstützung Wachstumskerns durch das BMBF Mitte 2010 Entwicklung einzelner Prozessschritte von der Lagerstätte bis zur stofflichen Umsetzung im Gesamtverbund eines Braunkohlen-Chemieparks. 14/11/12 Seite 16

17 14/11/12 Seite 17

18 IBI 14/11/12 Seite 18

19 14/11/12 Seite 19

20 Vorteile der stofflichen Nutzung von Braunkohle in einer Veredelungskette - Höhere Kohlenwasserstoffausbeute im Vergleich zu einem einzigen Verfahren - geringerer CO 2 -Ausstoß und höhere Energieeffizienz - durch die Nähe Tagebau und Chemiestandort ist die Auswirkung auf CO 2 -Aquivalente mit Erdgas vergleichbar - Stärkung der heimischen Chemieindustrie und des Anlagenbaus 14/11/12 Seite 20

21 Die katalytische Spaltung Ein Beispiel Innovationspotenzial 14/11/12 Seite 21

22 Die Idee Helle Kohle: - Hoher Anteil an Aliphaten - H/C Verhältnis von ca. 1-1,3 Kohlegerüst Koks 14/11/12 Seite 22

23 Massenverlust (Ma-%) TGA 100 Ma-% (Mittelwerte: ohne Wasser, Asche und Kat) Kohle 1 ohne Kat. 30 Kohle 1 mit Kat. 20 Kohle 2 ohne Kat. 10 Kohle 2 mit Kat T in C 14/11/12 Seite 23

24 TGA - IR CH 2 CH 3 14/11/12 Seite 24

25 Mögliche Reaktionspfade Erstkontaktierung und Reaktion Produkte der Katalytischen Spaltung Produkte der Pyrolyse (Teer) Erneuerung der Kontaktoberfläche 14/11/12 Seite 25

26 14/11/12 Seite 26

27 14/11/12 Seite 27

28 Drehrohrreaktor diskontinuierlich 6,0% batch reactor 1:20 conti reactor 1:1? Ausbeute bezogen auf Braunkohle (waf) 5,5% 5,0% 4,5% 4,0% 3,5% 3,0% 2,5% 2,0% 1,5% 1,0% 0,5% 0,0% Methan ohne Katalysator Kat/Kohle 1:20 Kat/Kohle 1:10 Kat/Kohle 1:1 Ethan Ethen Propan Propen Butane Butene Pentane Pentene 14/11/12 Seite 28

29 Drehrohrreaktor diskontinuierlich 14/11/12 Seite 29

30 Katalytische Spaltung 14/11/12 Seite 30

31 Katalytische Spaltung Koordination des Verbundprojekts Entwicklung katalytische Spaltung (Prof. Seitz) Katalysatorentwicklung im Unterauftrag (Prof. Schwieger) Validierung am Drehrohr (Prof. Heschel, Prof. Meyer) Untersuchungen zu Desaktivierung und Regeneration (Prof. Hahn) Erstellung Konzept Technikumsanlage 14/11/12 Seite 31

32 Zusammenfassung - Kohle wird als Rohstoff für die Chemie wiederentdeckt. - Der Aufbau neuer Wertschöpfungsketten ermöglicht die umweltschonende Kohlenutzung. - Katalysatoren sind geeignet, um direkt aus Braunkohle Olefine zu erzeugen. - Die Ausbeute hängt von der eingesetzten Kohle, dem Katalysator und den Prozessbedingungen ab. - Ein kontinuierlicher Prozess ist in Entwicklung. 14/11/12 Seite 32

33 Herzlichen Dank! 03WKBZ05 Kontakt: Tel.: 03461/ Mail: 14/11/12 Seite 33

34 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 14/11/12 Seite 34