Energiezuinig kunststof produceren

Nieuw katalytisch membraan zorgt voor snellere, energiezuinigere en goedkopere grondstoffen

27 mei 2010 

Davide Crapanzano van de Universiteit Twente en het onderzoeksinstituut IMPACT heeft laten zien onder welke voorwaarden een nieuw katalytisch membraan gebruikt kan worden om goedkoper, sneller en energiezuiniger grondstoffen voor de kunststofindustrie te produceren. Hiermee kan propaan sneller omgezet worden naar propeen, en vervolgens bijvoorbeeld naar polypropeen, wat onder andere als grondstof dient voor tuinmeubelen en auto-onderdelen. Crapanzano promoveert op 28 mei aan de faculteit Technische Natuurwetenschappen.

De meeste kunststoffen worden gemaakt uit aardolie. Bij de verwerking van aardolie ontstaan veel alkanen. Dat zijn koolwaterstoffen die je eigenlijk alleen als brandstof kunt gebruiken. Als je deze alkanen echter omzet naar verbindingen die je wel als bouwsteen voor kunststoffen kunt gebruiken, kun je er veel meer mee. Davide Crapanzano van de Universiteit Twente heeft laten zien onder welke voorwaarden een nieuw katalytisch membraan gebruikt kan worden om alkanen selectief om te zetten naar bouwstenen voor kunststofproducten, zoals tuinmeubelen en auto-onderdelen.

Selectieve oxidatie
In de petrochemische industrie gebeurt de omzetting van alkanen naar monomeren, de bouwstenen van kunststoffen, met behulp van selectieve oxidatie. In dit proces wordt zuurstof gebruikt om de koolwaterstoffen om te zetten in de gewenste moleculen. Selectieve oxidatie wordt al lang toegepast op grote schaal. Het grote nadeel is echter dat deze processen maar weinig gewenst product opleveren, omdat de gewenste moleculen heel snel doorreageren. Het gevolg is dat ze verbranden tot CO₂ en water. Dat resulteert in hoge kosten, veel afvalproducten en een hoog energieverbruik om de gewenste producten te scheiden van alle ongewenste producten. Crapanzano ontwikkelde een nieuwe manier om deze nadelen te omzeilen. In plaats van alkaan en zuurstof te mengen, gebruikt de promovendus een membraan dat in staat is de zuurstofionen te geleiden. Aan de ene kant van het membraan worden zuurstofionen gemaakt uit moleculair zuurstof, terwijl aan de andere kant van het membraan de zuurstofionen selectief reageren met het alkaan, bijvoorbeeld van propaan naar propeen. Op deze wijze wordt vermeden dat de gewenste producten verder oxideren. Davide onderzocht welke materialen in staat zijn selectief met propaan te reageren en onder welke condities dat kan. Het blijkt dat vooral de concentratie van de zuurstofionen een belangrijke invloed heeft. De potentiële kostenreductie is zeer groot.

Noot voor de pers
Davide Crapanzano promoveert op vrijdag 28 mei aan de faculteit Technische Natuurwetenschappen en voerde zijn onderzoek uit bij de vakgroep Catalytic Processes and Materials en het onderzoeksinstituut IMPACT, in samenwerking met de groep Inorganic Membranes. Hij werd begeleid door prof. dr. ir. Leon Lefferts en dr. ir. Igor  Babich. Zijn proefschrift 'Reactivity of Oxygen Ions in Mixed Oxides in Dehydrogenation of Propane' is op verzoek digitaal beschikbaar.
Contactpersoon voor de pers: Rianne Wanders, 053-4892721.