Affakkelen bij Shell Moerdijk (afb: Ferry Krauweel)

Ik heb het altijd hoogst belachelijk gevonden, maar nog steeds wordt bij oliewinning en -raffinage het meekomende aardgas afgefakkeld, verbrand. Volgens Jeroen van Bokhoven van de ETH in  Zürich is dat niet langer nodig als methaan, het belangrijkste bestanddeel van aardgas, direct wordt omgezet in het vloeibare methanol. Tot nu toe was dat geen praktische mogelijkheid, maar Van Bokhoven c.s. bedachten een oplossing. De truc is: verhoog de druk en het methaan wordt niet langer verspild. Nu nog de juiste katalysatoren voor de truc…

“Op satellietbeelden van de aarde is het Midden-Oosten ’s nachts helder verlicht. Dat komt niet door de vele helder verlichte woonoorden, maar door het affakkelen van aardgas op de olievelden”, zegt Van Bokhoven. Winning van aardgas dat met het opboren van olie mee komt zou niet economisch renderen. Vandaar. Omzetten van methaan in methanol zou een oplossing zijn, maar dat stuit op producttechnische barrières. Op industriële schaal wordt het wel gedaan met een indirecte, energievretende methode, die verloopt via de tussenstap van synthesegas (een mengsel van koolmono-oxide en waterstof).
Van Bokhoven: “Veel scheikundigen zien een makkelijke, directe omzetting van methaan in methanol als een droom.” Hij en zijn medeonderzoekers zijn op zoek gegaan naar een oplossing. Theoretisch gezien is het goed mogelijk om methaan rechtstreeks om te zetten in methanol. Daarbij worden koperbevattende katalysatoren (zeolieten) voor gebruikt. Het proces zou, en dat is meteen het probleem, moeten werken bij hoge temperaturen (tot 450°C) om de katalysatoren te activeren. De feitelijke reactie tussen methaan en zuurstof kan niet worden uitgevoerd bij een temperatuur hoger dan 200°C (anders verbrandt de methanol). Het reactievat moet dus steeds gekoeld en opgewarmd worden, waardoor dit proces nooit verder dan het lab is gekomen.

Druk

De onderzoekers uit Zwitserland hebben nu aangetoond dat dat proces ook werkt bij 200°C. Dan moet alleen de druk omhoog van 1 naar 36 atmosfeer, waardoor dat proces een stuk praktischer wordt voor industrieel gebruik. Met behulp van röntgenspectroscopie kwamen de onderzoekers er achter dat de katalytische reactie bij hoge druk anders verloopt dan bij hoge temperatuur. Het bleek dat er andere aciviteitscentra in de koperzeolieten werden gebruikt.
Het proces is echter nog niet klaar voor industriële toepassing, vanwege de te lage opbrengst, maar dat opent wel mogelijkheden. Er is in het verleden altijd gekeken naar koperzeolieten, omdat die het best werkten bij dit proces en de hoge temperaturen. Het zou bij die lagere temperaturen, gezien ook de verschuiving in activiteitscentra, handzaam zijn om eens andere kats te proberen. Totdat ze die gevonden hebben blijft de directe omzetting van methanol uit methaan nog een droom van scheikundigen en het nutteloos affakkelen dagelijkse praktijk.

Bron: EurekAlert