Tilbake til søkeresultatene

SIRKULÆRØKONOMI-Sirkulær økonomi

ALCOhol-based PrOcess for Production of carbonic acid diesters from CO2 (ALCOPOP)

Alternativ tittel: ALCOhol-basert prosess for produksjon av karbonsyre-diestere fra CO2 (ALCOPOP)

Tildelt: kr 11,4 mill.

Det å slutte å bruke fossile kilder til energi produksjon er løsningen til Klimakrisen. Men produksjon av kjemikalier og materialer blir dermed også påvirket, ettersom nesten alle kjemikalier og materialer samfunnet bruker enten inneholder karbon eller bruker i produksjon karbon som kommer fra fossile karbonkilder. Det er et stort behov for å utvikle nye teknologier som kan produsere disse kjemikalier og materialer fra fornybare karbonkilder, nemlig biomasse, CO2 og resirkulerte karbon materialer som plast. Utfordringen med det å håndtere CO2 er at CO2 har lav reaktivitet, slik at energi må tilføres for enten å fange det fra industrielle gassblandinger for lagring eller å transformere det til andre kjemikalier. Energibehovet kan reduseres med bruk av katalysatorer. I vanlig CO2 fangst teknologi er CO2 "aktivert" med et amin, for å gjøre separasjonen fra de andre gassene enklere. ALCOPOP prosjektet vil utnytte det aktiverte CO2 som finnes i CO2 fangstanlegg for å redusere ytterligere energibehovet for omdannelse til kjemikalier. Prosjektet skal studere produksjon av organisk karbonater, en klasse kjemikalier som kan brukes som løsemidler og intermediater til polymere, legemidler og agrokjemikalier. Den andre reagens som trengs for produksjon av organiske karbonater er en alkohol, noe som kan fremstilles fra biomasse. Det blir dermed en fullstendig sirkulær og bærekraftig produksjonsprosess.

The target is to find a new process concept for the synthesis of ethylene carbonate (EC) from CO2 and biomass sourced ethylene glycol (EG) via amine pre-activation of CO2 which enhances carbonate ester yield, uses CO2 feedstock from a CO2 capture (CC) unit, and reduces energy need of the CC unit. Ethylene carbonate is a commercially relevant chemical with applications as solvent, battery electrolyte and a potential starting material for a whole host of high-value added specialty chemicals in the agrochemical and pharmaceutical industries and potentially monomers for polycarbonate and polyurethane plastics. The global EC market is expected to grow from 319 M$ in 2020 to 439 M$ in 2025 (pre-COVID data). EC is made industrially from CO2 and ethylene oxide (EO) in the presence of a catalyst at high temperatures and pressure (160-200 °C; 70-100 bar). While this may seem a positive use of CO2, the manufacture of EO emits 2-3 Mton/yr CO2. Therefore, a general, sustainable and carbon-neutral route to EC and related carbonic acid diesters not requiring EO would significantly reduce CO2 emissions. A more sustainable pathway is the conversion of CO2 and biomass sourced alcohols or diols. The challenge is that any reaction of CO2 and alcohol/diol have low, thermodynamically limited yields of 1-2 %. Amines are already known to be beneficial to CO2 reactivity which is tailored to Le Chatelier principle based reaction engineering. Fundamental understanding of reaction mechanisms is key for advancing catalyst and process design. The state-of-the-art provides very limited mechanistic information. Detailed studies starting from an isolable, presumed intermediate discoverd during our earlier work is our departure point for the project. The project combines concurrent work on carbonate ester synthesis (WP1), reaction and equilibria analysis by NMR (WP2), atomic scale modelling (WP3), process development (WP4) and responsible development and diffusion, RRI (WP5).

Budsjettformål:

SIRKULÆRØKONOMI-Sirkulær økonomi