Aromatic Renewables as an Opportunity for MATerials with Improved Circularity and Sustainability (AROMATICS)

Aanleiding

The production of base and specialty chemicals in Dutch chemical clusters such as those in Rotterdam, Terneuzen and Geleen causes large emissions of greenhouse gases. A large share of these is emitted during the production of petroleum-derived aromatic chemicals (aromatics).

Deze omvatten primaire aromatics benzene, toluene en xylenes (BTX) en belangrijke BTX-afgeleiden tereftaalzuur, ftalaanzuuranhydride, benzoëzuur en styreen. Tot nu toe hebben technologieën om deze te produceren uit hernieuwbare koolstofbronnen zoals biomassa of CO2 geen commerciële schaal bereikt.

Om onze klimaatdoelen te bereiken, moeten we versnellen in het naar een veel hoger niveau van technologiegereedheid brengen van veelbelovende bio-aromatics productie methoden op lab-schaal. Dit vereist een waardeketenbenadering, d.w.z. een samenwerking van leveranciers van hernieuwbare koolstofgrondstoffen, aanbieders van chemische technologie, eindgebruikers die afhankelijk zijn van aromatics in hun producten, en andere belanghebbenden.

Doelstelling

AROMATICS draagt bij aan de doelen van MOOI-missie C - Industrie door drie veelbelovende bio-aromatics productieplatforms te ontwikkelen en deze naar een technologiegereedheidsniveau van TRL5/6 te brengen.

Het project wil nieuwe waardeketens creëren door leveranciers van hernieuwbare koolstofgrondstoffen te verbinden met technologieaanbieders, de chemische industrie en merkbezitters. Op deze manier kan, zodra de ontwikkelde technologieën zijn geïmplementeerd, de productie van aromatics worden bereikt met aanzienlijke CO2-emissiebesparingen.

Korte omschrijving

Feedstock leveranciers in het consortium zullen hernieuwbare koolstofbronnen met de vereiste zuiverheid produceren en leveren, voor conversie naar bio-BTX (platform 1), en aromatics-precursors furanics (platform 2) en crotonaldehyde (platform 3).

Bio-BTX zal worden geoxideerd door een nieuwe duurzame technologie naar bestaande bulk aromatics benzaldehyde, benzoëzuur, en ftalaten (ftalaanzuuranhydride, isoftalaanzuur en tereftalaanzuur). Furanics zullen worden omgezet door een Diels-Alder / aromatiseringssequentie naar ofwel near-drop-in ftalaanzuren of benzaldehyden.

Verdere oxidaties van sommige van deze zullen worden uitgevoerd om aanvullende aromatische afgeleiden te verkrijgen. Crotonaldehyde (afgeleid van bio-ethanol) zal worden gedimeriseerd tot methylbenzaldehyden. Deze zullen worden geoxideerd om tereftalaanzuur te maken.

De toxiciteit van nieuwe intermediairen zal worden geëvalueerd met in-vitro bioassays. Zowel intermediairen als eindbouwstenen zullen worden getest op hun prestaties in coatings, smeermiddelen, hoogpresterende polyamiden en in geurformuleringen. Gate-to-gate techno-economische en cradle-to-grave levenscyclusanalyses zullen de haalbaarheid van de processen vaststellen in termen van commercieel potentieel en duurzaamheid.

Resultaat

1. Technologieën voor de productie van koolhydraat- en ethanol-afgeleide platformmoleculen, als precursors van aromatische kernbouwstenen.
2. Drie platformtechnologieën uitgebreid voor de productie van hernieuwbare aromatische kernbouwstenen, waaruit verschillende bestaande (drop-in) en nieuwe near-drop-in aromatische afgeleiden kunnen worden geproduceerd.
3. Oxidatiepaden ontwikkeld naar bulk aromatics zoals tereftalaanzuur en ftalaanzuuranhydride en verschillende near-drop-in look-alikes, inclusief productie van representatieve gebruikersmonsters die validatie in toepassingen mogelijk maken.
4. Validatie van ontwikkelde en geproduceerde bio-aromatische bouwstenen en precursors in gebruikersapplicaties, waarmee het potentieel van de gevestigde hernieuwbare koolstofwaardeketen wordt aangetoond.
5. Toegewijde toolbox voor toxiciteit, techno-economische en duurzaamheidsevaluatie van hernieuwbare aromatics waardeketens. Toxiciteit van aromatics en potentieel van de waardeketens wordt beoordeeld door middel van gate-to-gate techno-economie en cradle-to-grave LCA's.
6. Relevante belanghebbenden betrokken over de volledige waardeketen. Effectieve verspreiding van resultaten.