211service.com
Een praktisch gebruik van afvalmethaan
Ongeveer 100 miljard kubieke meter aardgas wordt verbrand of gewoon afgeblazen op afgelegen booreilanden en raffinaderijen die niet met pijpleidingen zijn verbonden. De praktijk verspilt een kostbare brandstof en pompt methaan, een krachtig broeikasgas, de atmosfeer in. Technologieën voor het comprimeren of vloeibaar maken van aardgas om het te transporteren zijn duur en hebben alleen zin bij grote olievelden. Daarom hebben onderzoekers gezocht naar levensvatbare technologieën om het aardgas dat in kleine, geïsoleerde olievelden wordt aangetroffen, om te zetten in verbindingen die gemakkelijker te transporteren en te distribueren zijn.
Brandende oplossing: Aardgas wordt routinematig verbrand in geïsoleerde olievelden en raffinaderijen. Een eenvoudige nieuwe manier om methaan, het belangrijkste bestanddeel van aardgas, om te zetten in bruikbare chemische verbindingen die gemakkelijk kunnen worden vervoerd, kan de uitstoot van het krachtige broeikasgas helpen verminderen.
Een nieuwe doorbraak door chemici van de Technische Universiteit van München, in Duitsland, en Dow Chemical, in Midland, MI, zou kunnen leiden tot een technologie om methaan, het belangrijkste bestanddeel van aardgas, om te zetten in gemakkelijk transporteerbare en waardevolle chemicaliën. Vanwege zijn eenvoud zou de nieuwe chemie kunnen worden gebruikt in aardgasreserves die zich op afgelegen locaties bevinden zonder infrastructuur om het gas naar markten te transporteren. Ongeveer de helft van 's werelds bekende aardgasreserves van 170 biljoen kubieke meter bevinden zich in dergelijke afzettingen, volgens het Amerikaanse ministerie van Energie.
Concreet vonden de onderzoekers een eenvoudige manier om methaan om te zetten in methylchloride, dat gemakkelijk kan worden omgezet in petrochemicaliën zoals ethyleen of propyleen, die worden gebruikt om plastic te maken. Ethyleen en propyleen, zegt Johannes Lercher , een professor scheikunde aan de Technische Universiteit van München, zijn veel gemakkelijker te transporteren dan methaan.
Het huidige proces om methylchloride te maken kost veel energie en omvat meerdere stappen, waaronder eerst methaan omzetten in een combinatie van koolmonoxide en waterstof. In een online krant in de Tijdschrift van de American Chemical Society , demonstreren de onderzoekers van München en Dow een eenvoudige techniek die veel minder energie verbruikt. Ze laten zien dat het mengen van methaan, waterstofchloride en zuurstof in aanwezigheid van een lanthaankatalysator methylchloride oplevert. Kapitaal en complexiteit gaan vaak hand in hand, zegt Mark Jones, onderzoeker plastics en koolwaterstoffen bij Dow. De algemene trend is dat het verminderen van verwerkingsstappen goed is.
De techniek kan echter één nadeel hebben: er wordt gebruik gemaakt van chloor, een giftig gas. Het plan van de onderzoekers omvat het recyclen van het waterstofchloride en het herhaaldelijk gebruiken voor de reactie. In de visie waarmee we spelen, zou het chloor nooit op een boot komen, zegt Eric Strangland, een chemie- en katalyse-onderzoeker bij Dow en een co-auteur van het artikel.
Bedrijven die niet gewend zijn om met chloor om te gaan, kunnen in eerste instantie echter worden geïntimideerd door de techniek, zegt Bert Weckhuysen, hoogleraar scheikunde aan de Universiteit Utrecht in Nederland. Dow heeft een lange ervaring met chloridechemie, dus werken met chloridestromen is voor hen geen probleem, zegt Weckhuysen. Andere bedrijven konden, althans in het begin, worden afgeschrikt vanwege de eis om met chlorideverbindingen te kunnen werken. Het vereist infrastructuur.
Het proces zal ook te maken krijgen met concurrentie. Nieuwe gas-to-liquids-technologie, die aardgas omzet in synthetische vloeibare brandstoffen, begint populair te worden als alternatief voor vloeibaar aardgas en trekt de aandacht van oliereuzen als Exxon en Shell. Het is echter nog niet veel gebruikt, omdat het duur is om te implementeren: het vereist veel energie en grote faciliteiten. Weckhuysen zegt dat als Dow een betaalbaar commercieel proces zou kunnen ontwikkelen op basis van zijn nieuwe reactie, het zou kunnen concurreren met gas-to-liquids-technologie.
Een andere concurrent, Gasreactietechnologieën , gevestigd in Santa Barbara, CA, commercialiseert een technologie om aardgas rechtstreeks om te zetten in vloeibare brandstoffen en chemicaliën. Het proces lijkt erg op het nieuwe Dow-proces, behalve dat het broom gebruikt in plaats van chloor. Gas Reaction Technologies, dat samenwerkt met verschillende partners, waaronder Cargill, verwacht dat de faciliteiten binnen drie tot vijf jaar operationeel zullen zijn, zegt Eric McFarland , de CEO van het bedrijf.