I hovedsak benyttes anlegget for oppgradering av bio-oljer, pyrolyseoljer eller annet råstoff av biologisk opphav og ulike oljefraksjoner fra raffineriet. Prosjektaktiviteten utføres i nært samarbeid med industrien og akademisk miljø og har pågått kontinuerlig siden 1981. Laboratoriet har vært viktig for industrien for å gjøre gode teknologivalg for mer miljøvennlige prosesser.
Tjenester
SINTEF tilbyr direkte oppdragsforskning for industrien samt forskningsaktiviteter finansiert av EU eller Norsk Forskningsråd innen katalytiske prosesser. Eksempler på prosesser er katalytisk reforming, isomerisering av nafta og hydrogenbehandling av bio-oljer og oljefraksjoner fra raffineriet. Målet er å identifisere best mulig tilgjengelig katalysatorteknologi og beste driftsbetingelser for mest mulig miljøvennlige, energibesparende og økonomiske prosesser. Pilotanlegg katalyse består av seks reaktorlinjer og laboratoriet er bygget for å være fleksibelt, ved at prosesslinjene kan tilpasses forskjellige behov.
Reaktorlinjer 1 – 3
Denne delen av laboratoriet består av tre parallelle reaktorlinjer hvor råstoffet fødes i gassfase og reagerer over en katalysatorbed. Et eksempel er katalytisk reforming av nafta, hvor nafta oljefraksjoner prosesseres for å øke oktantallet og møte drivstoffspesifikasjonene til bensin. Utvikling av denne prosessen har vært viktig for å gi gode anbefalinger til raffinerier for å møte nye utslippskrav som å fase ut bly og redusere aromatinnholdet i bensin.
Reaktorene opereres under isoterme betingelser ved elektrisk oppvarming i flere soner. Tilførsel av væskeføde og gass skjer separat til hver reaktor og det er separat kontroll av temperatur og trykk.
Utstyrsbeskrivelse
- Fixed-bed reaktorer
- 300 ml totalt volum, 50 ml katalysator
- 1" rør (di = 19,3 mm), 1,25 m lengde
- Temperatur: 20 - 600 °C, ovn med 4 varmesoner, multi-termoelement (5 punkter)
- Trykk: 0-30 bar
- Fødehastigheter
- Væskeføde: 0-220 ml/h
- Gass: 0-2000 ml/min
- Produktfordeling måles ved online GC analyse
Reaktorlinjer 4 - 6
I denne delen av laboratoriet blir oljefraksjoner, inkludert bioolje og pyrolyseolje, prosessert med hydrogen med hensikt om at produktet skal møte drivstoffspesifikasjoner. En viktig oppgave er fjerning av svovel.
Anlegget består av tre isoterme fixed-bed reaktorer med separat kontroll av temperatur og trykk, samt separat tilførsel av væskeføde, hydrogen og andre gasser. Enhetene er laget for kontinuerlig drift. Laboratoriet har utstyr for å behandle utslipp av H2S og NH3 ved hjelp av fotooksidasjon og karbonfiltrering.
Utstyrsbeskrivelse
- Trickle-bed reaktorenhet
- 1000 ml totalt volum, 800 ml katalysatorvolum
- Bygd for temperaturer opp mellom 20 – 600 °C og 100 bar totaltrykk
- Reaktorene har fire varmesoner utstyrt med multi-termoelement (seks målepunkter)
- "Industrielle betingelser" er verifisert
- Fixed-bed reaktorenheter
- Reaktorene har fire varmesoner utstyrt med multi-termoelement (seks målepunkter)
- To reactorer på 300 ml totalt volum, 100 ml katalysatorvolum, "upstream" eller "downstream" modus. Bygd for temperatur mellom 500°C 20 – 600 °C og 100 bar totaltrykk.
- "Industrielle betingelser" er verifisert
- To reactorer på 150 ml totalt volum, 75 ml katalysatorvolum, "upstream" eller "downstream" modus. Bygd for temperatur opp mellom 20 – 600 °C og 100 bar totaltrykk "Industrielle betingelser" er verifisert
- Produktfordeling måles ved online GC analyse
Utstyr for off-line analyse av væskeføde og -produkt
- Vannanalyse av føden ved Karl-Fischer titrering (METHROM 831 KF Coulometer)
- Kloranalyse av katalysator ved titrering
- Antek ElemeNtS Nitrogen- og svovelanalysator
- DMA 4500 Tetthetsmåler (Anton Paar)
- Agilent Intuvo 900 SIMDIST for å bestemme kokepunktsfordeling
- Elementar OXY Cube for å måle totalt oksygeninnhold
- JFA-70Xi-PC Jet & Diesel Fuel Analyzer for å måle frysepunkt, viskositet, tetthet, cloud og pour point.
Eksempler på tidligere og pågående prosjekt
- Fastcard (2014- 2018)
- 4Refinery (2017-2021)
- Waste to road (2018 – 2022)
- Refolution (2023- 2026)
- Fuel-up (2024 – 2027)
- Konfidensielle prosjekt innen raffineri og petrokjemiske prosesser for industrien
Referanser
- Steiner, P. and E.A. Blekkan, Catalytic hydrodesulfurization of a light gas oil over a NiMo catalyst: Kinetics of selected sulfur components. Fuel Processing Technology, 2002. 79(1): p. 1-12.
- Mejdell T., Myrstad R., Morud J., Rosvoll J.S., Steiner P., Blekkan E.A. A new kinetic model for hydrodesurfurization of oil products, in Studies in Surface Science and Catalysis. 2001. p. 189-194.
- Myrstad R., Rosvoll J.S., Grande K., Blekkan E.A. Hydrotreating of gas-oils: A comparison of trickle-bed and upflow fixed bed lab scale reactors, in Studies in Surface Science and Catalysis. 1997. p. 437-442.
- M. Rønning, T.G., R. Prestvik, D.G. Nicholson, A. Holmen, Influence of Pretreatment Temperature on the Bimetallic Interactions in Pt-Re/Al2O3 Reforming Catalysts Studied by X-Ray Absorbtion Spectroscopy. Journal of Catalysis, 2001. 204: p. 292-304.
- Prestvik, R., Totdal, B., Lyman, C. E., Holmen, A., Bimetallic particle formation in Pt-Re/Al2O3 reforming catalysts revealed by energy-dispersive X-ray spectrometry in the analytical electron microscope. Journal of Catalysis, 1998. 176(1): p. 246-252.
- Prestvik, R., Moljord, K., Grande, K., Holmen, A., The influence of pretreatment on the metal function of a commercial Pt-Re/Al2O3 catalyst. Journal of Catalysis, 1998. 174(2): p. 119-129.
- Gjervan, T., Prestvik, R., Tøtdal, B., Lyman, C.E., Holmen, A., The influence of the chlorine content on the bimetallic particle formation in Pt-Re/Al2O3 studied by STEM/EDX, TPR, H2 chemisorption and model reaction studies. Catalysis Today, 2001. 65: p. 163-169.
- Moljord, K., Hellenes, G.H., Hoff, A., Tanem, I., Effect of Reaction Pressure on Octane Number and Reformate and Hydrogen Yields in Catalytic Reforming. Industrial & Engineering Chemistry Research, 1996. 35(1): p. 99-105.
- Gjervan, T., Studies of Bimetallic Particle Formation in Reforming Catalysts, Doctor of Engineering Dissertation, The Norwegian University of Science and Technology, 2000
- Prestvik, R., Characterization of the metal function of a Pt-Re/Al2O3 reforming catalyst, Doctor of Engineering Dissertation, The Norwegian University of Technology, 1995
- Gjervan, T., Prestvik, R. and Holmen, A.: "Catalytic Reforming" in Basic Principles in Applied Catalysis, Baerns, M. (Ed.) (Springer, Berlin 2003) 125-158
- Prestvik, R., Moljord, K., Grande, K., and Holmen, A.: Compositional Analysis of Naphta and Reformate" in Catalytic Naphta Reforming, Antos G.J. and Aitani, A.M.(Ed.) (Marcel Dekker, New York 2003) 1-33