Wie wir aus Plastik Öl machen

WIE WIR AUS PLASTIK ÖL MACHEN

Um den Prozess der Pyrolyse (altgriechisch pyr = Feuer, lysis = Auflösung) zu verstehen,
ist es nötig zu wissen, wie Erdöl entsteht.

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Das Ausgangsmaterial bilden dabei Überreste von tierischem und pflanzlichem Plankton, das vor Millionen von Jahren auf den Meeresboden sank. Weil dort in der Tiefe kein Sauerstoff vorhanden ist, wurde es nicht abgebaut.
Somit verblieb es als Faulschlamm auf dem Meeresgrund, der an manchen Stellen bis zu einer Dicke von 100 m anwuchs. Später setzten sich dann Sand und Kies sowie weitere Sedimente über diese Schicht ab und verfestigten sich. Damit fand über Jahrmillionen in diesem isolierten und luftdichten Raum, unter hohem Druck und bei Temperaturen von ca. 80 bis 150 °C, eine chemische Zersetzung des Faulschlamms statt, woraus dann das Erdöl und das Erdgas entstand.
In einem sogenannten Pyrolyse-Reaktor werden heute die Bedingungen der Erdöl- und Erdgasentstehung nachgebildet, jedoch unter anderen physikalischen Rahmenbedingungen (Temperatur, Druck und Zeit). Die Temperaturen liegen zwischen ca. 400 bis 800 °C. Um eine Verbrennung zu verhindern, findet der Prozess unter Ausschluss von Sauerstoff statt. Über einen Zeitraum von weniger als 1 Stunde werden unter diesen Bedingungen große Kohlenwasserstoff-Moleküle in kleine Kohlenwasserstoff-Moleküle gespalten. Unter Normalbedingungen sind die kleinen Kohlenwasserstoff-Moleküle flüssig – sie bilden das Erdöl. Dieser Prozess findet während der Kondensation statt, wenn die hohen Temperaturen wieder auf Normalbedingungen gesenkt werden.

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DER PROTOTYP

Um Input und Output qualitativ und quantitativ zu optimieren, entwickeln und testen wir den Prototypen in der Schweiz, bevor die Anlagen dann vor Ort produziert und eingesetzt werden.

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Die Reaktoren selbst sollen eine tägliche Verarbeitungsmenge von ca. 50 bis 100 kg erlauben. Im Vergleich dazu können herkömmliche Systeme bis zu 150 kg pro Stunde verarbeiten. Wir wollen lediglich die Menge an Plastik verarbeiten, welche täglich in der Community anfällt. Damit kann auch der Energieverbrauch für die Pyrolyse auf das notwendige Minimum reduziert werden, weil das Pyrolyse-Verfahren per se eine negative Energiebilanz aufweist. Auch wenn Plastik bis zu 70 % regeneriert werden kann (d.h. aus 100 kg Plastik können bis zu 70 kg Öl entstehen), so benötigt der Prozess doch mehr Energie, als das regenerierte Rohöl enthält.
Zusammen mit externen Partnern aus Forschung und Praxis wollen wir nachhaltige Ansätze testen, um die für die Pyrolyse notwendige Energie zu generieren. Die für den Prozess notwendige Energie soll dabei aus umweltfreundlichen und nachhaltigen Quellen stammen. Die Anlage soll dabei so optimiert werden, dass sie immer noch genügend Öl produziert, um auch wirtschaftlich selbsttragend zu sein.
Partner

WAS PASSIERT MIT DEM ÖL?

Zusammen mit Forschungspartnern streben wir ein Upcycling an, indem wir evaluieren, welche Weiterverwendungsmöglichkeiten mit Vermarktungspotential für das "Paraffin-Öl" bestehen.

So einfach das Verfahren tönt, so kompliziert erweist sich die Praxis. Das Plastik besteht nicht aus Rohöl allein, sondern enthält auch viele andere chemische Zusatzstoffe (Additive), die dem Plastik die gewünschten Eigenschaften wie Beständigkeit, Farbe, Härte usw. geben. Diese Moleküle gelangen im Pyrolyse-Verfahren ebenfalls in die gasförmige - und nach der Kondensation in die flüssige - Phase.
Das daraus entstandene Öl enthält demnach ebenfalls diese Zusatzstoffe, welche bei der späteren Verbrennung zu Luftschadstoffen werden könnten. Daher ist es wichtig, umweltgerecht mit diesen Stoffen umzugehen. Das Ziel ist es, eine ähnliche Ölqualität wie die von Rohöl zu erhalten, damit es in den lokalen Markt integriert werden und somit zur Selbstfinanzierung des Community-Programms beitragen kann.

Bildquelle: researchgate.net