Brightsite presenteert haar nieuwste innovaties, onderzoeken en projecten tijdens het jaarlijkse ‘Meet our scientist’ evenement. Met als belangrijk onderdeel de verkiezing van de poster met het beste idee, met dit jaar als belangrijkste criteria impactvol. Hier vertellen de betrokken onderzoekers, Guido Hagenaars en Céline Fellay (vanuit Brightsite-partner Sitech) en Esther Montrée en Alejandro Varela (vanuit AnQore), over hun winnende project: een studie naar biobased routes voor acrylonitril (ACN).
Het project is ontstaan nadat AnQore aanklopte bij Brightsite. “Wij zijn als bedrijf veel met verduurzaming bezig en zien dat dingen in de toekomst anders moeten. We moeten van fossiele energie en grondstoffen naar niet-fossiele alternatieven toe. Een van de mogelijkheden die wij willen bekijken is of we onze huidige feedstock kunnen vervangen door biobased grondstoffen voor de productie van acrylonitril, kortweg ACN. Dat doen we nu al op kleine schaal. Een andere, meer ingrijpende, mogelijkheid is het veranderen van onze processen. We hebben Brightsite om hulp gevraagd om enkele potentiële routes om ACN te produceren te bekijken”, vertelt Esther Montrée, sustainability engineer bij AnQore.
Haalbaarheid routes in kaart gebracht
Céline Fellay (programmamanager bij Brightsite) en Guido Hagenaars (chemical engineer bij Sitech) hebben de onderzoeksaanvraag van AnQore opgepakt. “We hebben naar verschillende routes gekeken en onderzocht of ze, op grote schaal, uitvoerbaar zouden zijn. Of dat er, om bepaalde redenen, rode vlaggen zijn die dat in de weg staan. Het lastige hierbij was dat er veel open literatuur beschikbaar is, waarvan het soms ingewikkeld is te zien hoe goed de claims die daarin worden gedaan daadwerkelijk zijn. Dat is gelijk ook onze meerwaarde, we duiken erin en zoeken uit of beweringen gegrond zijn of niet”, legt Fellay uit. “Sommige routes konden we al snel afstrepen. Vier à vijf routes hebben we in detail onderzocht en vallen te verdelen in twee hoofdopties om biobased ACN te produceren: via biobased propyleen (zoals methanol-to-olefin; MTO) en het huidige ammoxidatieproces of op basis van uit biomassa afkomstige verbindingen die om nieuwe processen vragen (bijvoorbeeld glycerol en ‘lactic acid’ route). We hebben gekeken naar de verschillende routes en aanbevelingen gegeven, met tevens afwegingen met betrekking tot de CO2-footprint”, vult Hagenaars aan.
Follow-up studie MTO
Van de onderzochte routes kwam er één zeer positief uit; de route vanuit methanol naar olefines, zoals propyleen en ethyleen. Brightsite en AnQore hebben daarom besloten een follow-up studie uit te voeren voor een diepergaande analyse van deze route.
Alejandro Varela, wetenschapper R&D Technology bij AnQore
“Deze route is interessant omdat methanol een veelbelovende basis is. Er zijn veel ontwikkelingen gaande rondom groene methanolproductie. Methanol wordt gezien als een belangrijk platformmolecuul en energiedrager van de toekomst”.
“Dit proces is bovendien een bewezen technologie – Technology Readiness Level (TRL) 9 – die met fossiele methanol al op grote schaal wordt uitgevoerd. En niet onbelangrijk, propyleen kan direct gebruikt worden in het bestaande proces. Het proces hoeft niet overhoop gehaald worden, er is geen investering en ontwikkelingswerk nodig. Waar we nog naar moeten kijken is de impact van onzuiverheden en variaties van de methanolkwaliteit”, stelt Hagenaars.
Inmiddels is de follow-up studie gestart. “Daarin onderzoeken we hoe realistisch deze route is, onder meer op financieel vlak, maar ook wat betreft de beschikbaarheid van methanol. En we gaan kijken naar bedrijven die biobased MTO al gebruiken of van plan zijn te gaan gebruiken”, aldus Fellay. “We gaan ook onderzoek doen naar verschillende soorten methanol (groen, blauw, grijs, bruin) en wat dat betekent voor de CO2-footprint. Ingewikkeld is dat de herkomst van methanol varieert per leverancier en mogelijk zelfs in dezelfde MTO-fabriek”, licht Hagenaars toe.
Waardevolle samenwerking
“Wij dachten zelf ook al wel dat het vervangen van grondstof propyleen door een biobased variant het makkelijkst zou zijn. Maar claims van andere routes klonken eveneens veelbelovend. Het is fijn dat Brightsite ons met hun expertise, onder meer op het gebied van modelling, heeft geholpen door ‘de bomen het bos’ te kunnen zien. We duiken met de follow-up studie in deze MTO-route. Daarnaast houden we de andere routes die er redelijk goed uitkwamen in de gaten. De samenwerking is goed bevallen, ik denk dat we elkaar goed aanvullen. We zijn dan ook blij dat we de follow-up studie weer samen met Brightsite doen”, benadrukt Montrée.
Céline Fellay, Programmamanager Brightsite
“Dit is ook voor ons een mooie manier om samen te werken met een fabriekseigenaar op de Chemelot site. Een dergelijke samenwerking is voor beide partijen goed om de bal rollende te krijgen op gebieden die op het eerste oog misschien ver weg lijken. Dat we samen verder gaan zegt eigenlijk genoeg”, besluit Fellay.
Jury roemt impact ACN-project
De jury, bestaande uit Emmo Meijer (Adviesraad Brightsite), Anna Wilbik (professor Data Fusion and Intelligent Interaction), Richard van de Sanden (scientific director Eindhoven Institute for Renewable Energy Systems), Loek Radix (directeur Chemelot) en Paul Brandts (intelligence officer Brightsite), verkoos dit project uit 30 posters en roemde de impact en de schaalbaarheid van dit onderzoek met grote relevantie voor de verduurzaming van de Chemelot site. Het team ontving een cheque van 5.000 euro, om in te zetten voor het project. Fellay: “We zijn erg blij met de prijs en we willen het geld gebruiken om een faciliteit te bezoeken die zich bezighoudt met de nieuwe route of gezamenlijk naar een relevant congres gaan.”