Aardolie omzetten in benzine steeds lastiger

Een cruciale stap in het omzetten van ruwe aardolie in benzine verloopt steeds stroever. De toegevoegde katalysator - bedoeld om de omzetting te versnellen - raakt vergiftigd door metalen in goedkope, ruwe aardolie.

Exterieur van een Shell raffinaderij. Beeld anp
Exterieur van een Shell raffinaderij.Beeld anp

Scheikundigen van de Universiteit Utrecht brachten in Science Advances voor het eerst het sterfbed van een katalysatordeeltje tot op de miljoenste millimeter in beeld.

Nu de olievoorraden slinken, kiezen petrochemische bedrijven vaker voor de nog beschikbare aardolie van mindere kwaliteit. Om die toch te kunnen omzetten in bruikbare benzine, zijn flink wat chemische hoogstandjes nodig. Bij het kraken van olie - het knippen van grote organische verbindingen in kleinere moleculen die geschikter zijn als brandstof - is een goede katalysator onmisbaar.

De buitenkant rot weg terwijl de binnenkant nog bruikbaar is. Het rotten van een appel (boven) lijkt op het sterfbed van een katalysatordeeltje in ruwe olie (beneden), ontdekten Utrechtse onderzoekers. De katalysator is een stof die de omzetting van ruwe aardolie in benzine versnelt. Maar metaaldeeltjes in de olie hechten zich op de buitenschil van de katalysator, waardoor die niet meer goed kan reageren met de olie. Beeld Illustratie Universiteit Utrecht
De buitenkant rot weg terwijl de binnenkant nog bruikbaar is. Het rotten van een appel (boven) lijkt op het sterfbed van een katalysatordeeltje in ruwe olie (beneden), ontdekten Utrechtse onderzoekers. De katalysator is een stof die de omzetting van ruwe aardolie in benzine versnelt. Maar metaaldeeltjes in de olie hechten zich op de buitenschil van de katalysator, waardoor die niet meer goed kan reageren met de olie.Beeld Illustratie Universiteit Utrecht

Appel

Maar die katalysatoren hebben moeite met de goedkopere olie waarvan we steeds afhankelijker worden. Wat er precies mis gaat, is nu voor het eerst in drie dimensies op de schaal van nanometers gefilmd. Bert Weckhuysen, hoogleraar anorganische chemie en katalyse aan de Universiteit Utrecht, vergelijkt de techniek met een combinatie van een groothoekcamera en een telelens. 'Alsof je een landschapsfoto maakt en vervolgens inzoomt op elke individuele mier.'

Op de beelden is te zien hoe metaalionen uit de goedkope olie blijven plakken op de katalysator. De buitenschil van het katalysatordeeltje raakt zo steeds verder vergiftigd, waardoor die niet meer kan reageren met zijn omgeving. 'Tragisch, want de binnenkant van het deeltje is nog prima bruikbaar. Het werkt net als bij het rotten van een appel: de buitenkant kan helemaal bruin kleuren, terwijl er binnenin nog wel iets eetbaars zit.'

Weckhuysen hoopt dat zijn studie de zoektocht naar betere katalysatoren zal vergemakkelijken. 'Je kunt de vergiftiging bijvoorbeeld tegengaan door metaalvangers aan de katalysator toe te voegen.' Dan gaat het katalysatordeeltje eruitzien als een golfballetje, met metaalionen die blijven plakken boven op de heuvels, maar met nog werkend katalysatormateriaal in de kuilen daaromheen.

Vergiftiging van metalen

'Zo mooi is de vergiftiging van metalen niet eerder in beeld gebracht', is de mening van katalyticus Michiel Makkee, universitair hoofddocent aan de Technische Universiteit Delft en niet betrokken bij de Utrechtse studie. 'Dit proces speelt zich af in het hart van de raffinaderij. Vijftig procent van alle olie wereldwijd wordt op deze manier verwerkt.

'Ingenieurs in de petrochemische industrie en bij de katalysatorenfabrikanten zijn natuurlijk niet dom, die kennen ook de problemen met katalysatoren en werken continu aan verbeteringen. Maar extra fundamenteel begrip is altijd zeer welkom om sneller tot die verbeteringen te komen.'

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden