Pyrolyseöl statt Rohöl: Schnellere Fluoranalyse senkt das Risiko für Raffinerien
Neue Methode löst eine zentrale analytische Herausforderung
Anzeigen
Die chemische Industrie durchläuft derzeit einen der tiefgreifendsten Transformationsprozesse ihrer Geschichte. Während sich Diskussionen in Europa häufig auf steigende Energiekosten und zunehmende regulatorische Belastungen konzentrieren — Herausforderungen, die durch politische Maßnahmen adressiert werden können — wird ein weiterer Schlüsselaspekt häufig übersehen: die langfristige Sicherheit und Nachhaltigkeit chemischer Rohstoffe. In einer Welt, die durch geopolitische Instabilität in allen wichtigen ölproduzierenden Regionen geprägt ist und durch den steigenden öffentlichen Druck, Ressourcen verantwortungsbewusst einzusetzen, ist die Kreislaufwirtschaft zu einer grundlegenden strategischen Priorität geworden.
Ein zentraler Pfeiler dieses Kreislaufansatzes ist die Umwandlung von Kunststoffabfällen in nützliche Rohstoffe. Durch Pyrolyse bei erhöhten Temperaturen und Druck können Kunststoffe und andere Abfallströme in Pyrolyseöl aus Kunststoffabfällen (WPPO) und Pyrolysegas umgewandelt werden. Beides sind wertvolle Rohstoffe, die wieder in die chemische Wertschöpfungskette integriert werden können. Durch diesen Prozess können Abfallstoffe mittels Energiezufuhr in neue Rohstoffe umgewandelt werden, wodurch die Abhängigkeit von Erdöl und Erdgas verringert und langfristig möglicherweise sogar beseitigt werden kann. Solche Entwicklungen sind besonders vorteilhaft für Regionen, die stark von fossilen Importen abhängig sind, darunter Europa, Indien und Ostasien.
Die Verwendung von WPPO als Ersatz für Rohöl bringt jedoch neue analytische Herausforderungen mit sich. Im Gegensatz zu natürlichem Erdöl enthalten Pyrolyseöle eine Vielzahl von Substanzen, die aus Additiven stammen, die während des ersten Lebenszyklus der Kunststoffe verwendet wurden. Ein besonders kritischer Bestandteil ist Fluor. Während es in Mineralölen nahezu nicht vorkommt, kann die Fluorkonzentration in Pyrolyseölen je nach Eingangsmaterial erheblich variieren. Selbst in geringen Mengen stellt Fluor ein ernsthaftes Risiko für Raffinerieprozesse dar, da es als Katalysatorgift wirkt und starke Korrosion verursacht. Zuverlässige und schnelle Analysetechniken sind daher unerlässlich, um den Fluorgehalt zu überwachen und nachgelagerte Prozesse zu schützen.
Traditionell basiert die Fluorbestimmung auf der Verbrennungsionenchromatographie (CIC), einer bewährten, aber zeitaufwändigen Methode. Als Reaktion auf die Nachfrage der Industrie nach schnelleren und effizienteren Analysen wurde eine neue Lösung entwickelt, die die pyrohydrolytische Hochtemperaturverbrennung mit der High-Resolution-Continuum-Source (HR-CS) Molekülabsorptionsspektrometrie (MAS) kombiniert. Bei diesem Ansatz werden WPPO-Proben in Gegenwart von Wasser bei hohen Temperaturen verbrannt, wodurch Fluor in einer wässrigen Lösung in einer einheitlichen und stabilen Form aufgefangen werden kann, während die Komplexität der organischen Matrix eliminiert wird. Gallium wird hinzugefügt, um Galliumfluoridmoleküle zu bilden, die dann mit hoher Empfindlichkeit mittels MAS nachgewiesen werden. Diese Technik ermöglicht die Fluoranalyse auf Standard-Atomabsorptionsspektrometrie-Systemen (AAS) und reduziert den Platzbedarf der Geräte und die Betriebskosten im Vergleich zu herkömmlichen Aufbauten erheblich.
Die Methode wird mit zwei sich ergänzenden Geräten umgesetzt: dem ICprep, das mit einer selbstoptimierenden Verbrennungssteuerung ausgestattet ist, und dem contrAA 800 G, das sowohl als MAS-System als auch als voll funktionsfähiges AAS-System betrieben werden kann.
Untersuchungen haben gezeigt, dass der kombinierte Ansatz eine mit etablierten CIC-Methoden vergleichbare Empfindlichkeit und Genauigkeit erzielt und gleichzeitig den Durchsatz aufgrund kürzerer Analysezeiten deutlich erhöht. Mit dieser neuen Methode lässt sich Fluor in Pyrolyseölen schneller, zuverlässiger und effizienter überwachen, was eine breitere Integration von kreislauffähigen Rohstoffen in die petrochemische Wertschöpfungskette unterstützt. Durch die schnelle und robuste Fluoranalyse beseitigt die Lösung ein wesentliches Hindernis für die breite Einführung von Pyrolyseölen und stärkt den Weg der Branche hin zu einer nachhaltigeren und widerstandsfähigeren Zukunft.
Weitere News aus dem Ressort Forschung & Entwicklung
Diese Produkte könnten Sie interessieren
