De temperatuurbeheersing bij het produceren van etheen uit aardgas is erg moeilijk, legt Tiemersma uit. Hij deed zijn onderzoek in de FCRE-vakgroep van de vertrekkende Hans Kuipers en Martin van Sint Annaland. Tiemersma promoveerde afgelopen vrijdag. Nu nog wordt plastic voor bijvoorbeeld boterhamzakjes gemaakt uit aardolie. Die olie wordt verwerkt tot etheen, wat weer de basis vormt voor polyetheen. `Het doel van mijn promotieonderzoek was om te onderzoeken of het mogelijk is etheen uit aardgas te produceren en dit te combineren met synthesegasproductie. De voorraad aardolie raakt op en dus moeten we zoeken naar alternatieve productiemethoden', aldus Tiemersma.
De grote hoeveelheid warmte die vrijkomt bij het verwerken van aardgas tot etheen, maakt het een moeilijk beheersbaar proces. Daarom is het kostbaar het op industriële schaal toe te passen. De warmte kan echter gebruikt worden voor de productie van synthesegas, een mengsel van koolmonoxide en waterstof en de grondstof voor bijvoorbeeld kunstmest. Tiemersma: `Het klinkt voor de hand liggend om beide processen te combineren, maar het is een heel complex proces. Bij de productie van etheen heb je bijvoorbeeld zuurstof nodig, terwijl de productie van synthesegas om stoom vraagt. Daarnaast is het niet eenvoudig de warmteoverdracht te optimaliseren.'
De productie van etheen uit aardgas vindt plaats bij een temperatuur van 900 graden. Tiemersma ontwierp een katalysatordeeltje waarmee de productieprocessen van etheen en synthesegas kunnen worden gecombineerd. De procestechnoloog, die inmiddels een baan heeft in het bedrijfsleven, weet echter nog niet of zijn katalysator in de praktijk ook werkt. `Ik heb laten zien dat het in principe toepasbaar is. De volgende stap is het katalysatordeeltje ook echt te maken. Daar zijn twee postdocs nu mee bezig.'
`Of het dan op grote schaal toepasbaar wordt in de chemische industrie, hangt af van veel factoren. De eerste vraag is, of het katalysatordeeltje bij temperaturen boven de 800 graden Celsius in een reactor intact blijft. Mocht die stap succesvol zijn, dan moet je vervolgens kijken of het proces geschikt is voor een reactor op grotere schaal.' En dan nog zal de industrie erg voorzichtig zijn om over te stappen op een productieproces waarbij etheen uit aardgas wordt gemaakt, weet Tiemersma. `De schaalgrootte is echt enorm. Er wordt jaarlijks 130 miljoen kilo etheen geproduceerd. Dat gebeurt maar op een paar locaties. De investeringen en de eventuele nieuwe risico's van een nieuw proces zijn dus groot. De industrie zal hier niet zomaar voor kiezen.'
Grootschalige toepassing kan enkele tientallen jaren duren, maar volgens Tiemersma is zijn onderzoek wel een eerste belangrijke stap in de zoektocht naar een andere grondstof voor de productie van etheen. Hij ziet zelfs al mogelijkheden voor een nog duurzamer vervolg. `Als je etheen uit aardgas kunt produceren, dan is de stap naar biogas relatief klein, als de samenstelling maar min of meer gelijk is. Je zou dan dus bioplastic kunnen maken.'
 |
| Tymen Tiemersma (Foto: Gijs van Ouwerkerk) |
