Het Apparaat (15): Hydrodeoxygenatieautoclaaf
Behalve een mooi scrabblewoord (woordwaarde: 69) is de hydodeoxygenatieautoclaaf de naam van een apparaat van de vakgroep Thermo-Chemical Conversion of Biomass (TNW/IMPACT). Een autoclaaf is een vat waarin chemische reacties onder zeer hoge druk plaatsvinden. Het apparaat staat dan ook in een hogedrukbox, een soort betonnen bunker, in het Hogedruklab. De hydrodeoxygenatieautoclaaf produceert een CO2-neutrale olie uit biomassa die mogelijk fossiele oliën deels gaat vervangen bij de productie van bijvoorbeeld benzine en diesel.
In hetzelfde gebouw beschikt de vakgroep TCCB van hoogleraar Wim van Swaaij over een pyrolyseapparaat. Dat zet hout- en landbouwafval om in pyrolyseolie. Deze olie is wel bruikbaar in de industrie, maar niet geschikt als brandstof voor voertuigen: het mengt niet met aardolie en vormt bij verhitting een hoeveelheid vaste kool. Chemische reacties in de hydrodeoxygenatieautoclaaf reduceren de reactiviteit van de pyrolyseolie en daarmee ook deze koolvorming. Bovendien ontrekken zij zuurstof en water uit de olie. Het product, hydrodeoxygenatieolie (HDO-olie), is daardoor geschikt voor (bij)menging met gewone aardolie in raffinaderijen die brandstoffen zoals benzine en diesel maken. Dit is een groen alternatief voor een deel van de aardolie.
De autoclaaf is een stalen vat met een inhoud van vijf liter. Het deksel is zo zwaar dat het omhoog getakeld moet worden om de reactor te openen (foto links). Aan het deksel zitten buizen met een roerder (foto rechts) die waterstof door de pyrolyseolie doen circuleren. Om de reacties te versnellen is een katalysator aan de olie toegevoegd en is de temperatuur zo’n 300 graden Celsius. De enorme druk van zo’n 200 bar zorgt dat de olie bij deze temperatuur vloeibaar blijft. De waterstof onttrekt zuurstof en water en vermindert het aantal reactieve componenten zoals suikers. Het vat is een gesloten systeem en de behandeling van pyrolyseolie gebeurt per batch. Daarom heet het apparaat een batchautoclaaf.
De autoclaaf is al zo’n 30 jaar oud, maar is sinds een jaar of vijf in gebruik voor hydrodeoxygenatie van pyrolyseolie. Het is een van de grootste batchautoclaven ter wereld die voor dit doel wordt gebruikt. Het bijmengen van HDO-olie in raffinaderijen bevindt zich nog in de onderzoeksfase. Promovendus Roel Westerhof verwacht dat HDO-olie over ongeveer tien jaar vijf procent van de aardolie kan vervangen. Of het mogelijk is om met 100 procent HDO-olie kwalitatief goede benzine te maken is nog niet bekend, maar voorlopig is dat vraagstuk vanwege de onvolwassenheid van deze technologie en de beperkte beschikbaarheid van HDO-olie nog niet aan de orde.
Serie over hightech
Deze serie over hightechapparatuur is bedoeld om lezers wat meer inzicht te geven in de wondere, voor velen mysterieuze, wereld van het wetenschappelijk onderzoek op de UT. Er verschenen al veertien afleveringen, die te raadplegen zijn in het online-archief van UT-Nieuws (www.utnieuws.nl).
Tekst en beeld: Gijs van Ouwerkerk - gijs@gijsvofoto.nl
