Sustainability

Öl, Gas und Biokraftstoffe

Öl, Gas und Biokraftstoffe

Kalk, Kalkstein, Dolomit und Ton finden in der Öl-, Gas- und Biokraftstoffindustrie verbreitete Anwendung. Sie werden auf verschiedenen Stufen bei der industriellen Verarbeitung eingesetzt: als Hauptbestandteil zur Regulierung der Dichte (Kalkstein und Dolomit), des pH-Werts (Kalk) oder der Viskosität (Ton) von Bohrschlämmen und sogar zur Raffination von Biokraftstoffen. All diese Anwendungen erfordern eine streng kontrollierte Chemie, Partikelgröße und Reaktionsfähigkeit.

Die Produkte, die wir an diese Sektoren liefern, entsprechen den erforderlichen branchenspezifischen Vorgaben. Einige unserer Lösungen erfüllen anerkannte globale Standards, wie etwa SeaMudTM, der bevorzugte Wirkstoff zur Viskositätskontrolle für Salzwasser-Bohrschlamm.

Öl, Gas und Biokraftstoffe machen einen Großteil der weltweiten Energieproduktion aus. Von der Förderung bis zur Raffination (durch die Endprodukte wie Benzin gewonnen werden) sind spezifische Lösungen gefragt, um die stetig wachsende Nachfrage zu befriedigen. Hinzu kommen strenge Umweltrichtlinien und immer komplexere Technologien durch die Zunahme unkonventioneller Erdölquellen. Aus diesem Grund müssen viele der bei diesen Prozessen eingesetzten Mineralerzeugnisse äußerst anspruchsvolle Spezifikationen erfüllen.

Öl- und Gasbohrungen

Unsere Produkte werden auf verschiedene Art bei Öl- und Gasbohrungen verwendet:

  • Calciumcarbonat erhöht die Dichte der Bohrfluide. Dies hält den Druck in relativ flachen Formationen niedrig. Es kann entweder in Wasser- oder Öl-basierten Medien verwendet werden. 
  • Unsere Kalksteinprodukte zeichnen sich durch geringe Anteile säureunlöslicher Substanz aus, was sie ideal zur Abdichtung durchlässiger Gesteinsschichten bei Arbeitsstillständen macht. Die Feinteiligkeit des Kalksteins können an das flüssige Medium und die Formulierung angepasst werden. 
  • Die Kalkstein-Partikelgröße wird kontrolliert, um ein Absetzen zu verhindern. Durch eine breites Kornspektrum von ineinandergreifenden Partikelgrößen kann das Material als Überbrückungsmedium dienen.
  • Spezialtone werden in Bohrschlämmen zur Kontrolle der Viskosität und Verbesserung der Stabilität des Bohrlochs eingesetzt. Das exklusive Sepiolith von Lhoist, SeaMudTM ist der Standard-Viskositätsmodifikator der Branche für Salzwasser-Bohrungen und salzhaltige Umgebungen. Wir bieten auch eine Reihe firmeneigener Tonprodukte und Spezialmischungen für Süß- und Salzwasserbohrungen an.
  • Kalkhydrat wird in Bohrungen und Zirkulationsflüssigkeiten verwendet, um den Bohrloch-pH-Wert anzupassen sowie den H2S- und CO2-Gehalt zu kontrollieren. Es wird außerdem wirksam bei der Behandlung und Wiederaufbereitung von Fracking-Wasser eingesetzt, wiederum um den pH-Wert anzupassen, aber auch um Metalle oder andere Feststoffe auszufällen. Eine Wiederaufbereitung vor Ort reduziert sowohl die Menge des Abwassers als auch den Bedarf an Frischwasser sowie das damit verbundenen Transportaufkommen inklusive der Entsorgung und Wiederbelieferung. Branntkalk und Kalkhydrat-Suspensionen werden zur Stabilisierung von Böden um Bohranlagen und -platten eingesetzt, bei denen die Stabilität plastischer Böden ein Problem für die Fundamente darstellt.

Biokraftstoffe

Die am weitesten verbreiteten Biokraftstoffe sind Bioethanol und Biodiesel. Der Verkehrssektor ist für 98 % des gesamten Produktverbrauchs verantwortlich. Die weltweite Produktion wird voraussichtlich in Zukunft weiter steigen, aufgrund:

  • jüngster Vorschriften zur Klimapolitik
  • Regierungspolitik für Energieunabhängigkeit
  • öffentlicher Zuschüsse
  • hoher Nachfrage.

Die USA, Brasilien und die EU stellen über 75 % der weltweiten Biokraftstoffe her. Derzeit werden bei der weltweiten Produktion Technologien der ersten Generation genutzt, die von Nahrungsmittelrohstoffen (Zuckerrohr, Zuckerrüben, Mais und Ölsaat) abhängig sind und in Wettbewerb stehen. Erweiterte Technologien der zweiten Generation entstehen schnell und werden mittel- und langfristig einen bedeutenden Beitrag leisten. Sie benutzen unbehandelte  Nichtlebensmittel wie Zellulose-Biomasse aus Land- und Forstwirtschaftsabfall.

Wie bei der in der ersten Generation verwendeten Technik kann Kalk während des Herstellungsprozesses für die Nebenproduktveredelung und zur Abwasserbehandlung hinzugefügt werden. Wir haben eine große Auswahl an Kalkprodukten entwickelt, mit denen, zusammen mit unserem Know-how, die erforderliche Kalksuspension nachhaltig sowie wasser- und energiesparend hergestellt werden kann.

Bioethanol aus Zuckerrohr

Unsere maßgeschneiderten Kalk- und Dolomitkalk-Lösungen unterstützen die Säuberung von geerntetem Zuckerrohr, die Behandlung von Zuckersaft und die Veredelung von Nebenprodukten.

Zuckerrohr-Reinigung

Bei der Ernte ist rohes Zuckerrohr normalerweise mit Wachs, Schlamm und Oxiden überzogen. Diese Verunreinigungen werden durch den Reinigungsvorgang entfernt. Hierzu wird Kalk hinzugefügt, um die Wasser-Alkalität zu erhöhen und einer Korrosion der Grobzerkleinerungsmaschinen vorzubeugen.

Zuckersaftbehandlung

Hier wird Kalk verwendet, um den hohen Phosphor-Gehalt im Zuckersaft zu reduzieren. Der Saft wird anschließend zu Bioethanol fermentiert.

Veredelung von Nebenprodukten

Bagasse und Vinasse sind Nebenprodukte dieser Branche. Bagasse wird als Energiequelle und Rohstoff für Biokraftstoffe der zweiten Generation verwendet. Vinasse entsteht während der Fermentation. Durch die Zugabe spezieller Kalk- und Dolomitprodukte kann es anschließend in der Landwirtschaft und auch zur Bodenverbesserung eingesetzt werden.

Bioethanol aus Zuckerrohr wird hauptsächlich in Brasilien hergestellt.

Bioethanol aus Zuckerrüben

Wir haben spezielle Kalkprodukte für die Behandlung von Zuckerrübensaft und seiner Konzentrate entwickelt, bevor diese zur Produktion von Bioethanol eingesetzt werden können.

Behandlung von Zuckerrübensaft

Zuckerrüben werden auf eine ähnliche Weise wie Zuckerrohr verarbeitet. Bioethanol wird aus einem Gemisch von frischem Zuckersaft, Melasse und Zuckersirup hergestellt. Die geernteten, mit Erde vom Feld verschmutzten Zuckerrüben werden vor der Saftgewinnung gewaschen. Zur Erhöhung des pH-Werts und der Begrenzung von Gerüchen wird Kalk zum Reinigungswasser hinzugegeben.

Konzentration

Es wird Kalk zum frischen Zuckersaft hinzugegeben, um einen konzentrierten Zuckersaft vor der Lagerung und späteren Wandlung in Bioethanol zu erhalten.

Europa ist in der Produktion von Bioethanol aus Zuckerrüben weltweit führend.

Bioethanol aus Mais

Gärrückstände können mit unseren maßgeschneiderten Kalk- und Dolomit-Lösungen zu Futtermittel veredelt werden.

Mais wird in drei Schritten zu Ethanol verarbeitet. Nach der Nassmahlung erfolgt eine Hydrolyse in Wasser unter Verwendung von Hefe und zu Bedingungen, die sauer genug für eine Herstellung von Glukose sind. Die Glukose wird anschließend zu Ethanol fermentiert. Das erhaltene Ethanol wird destilliert. In diesen Schritten wird kein Alkali benötigt.

Veredelung von Gärrückständen

Pflanzen- und Gärrückstände sind die beiden Hauptnebenprodukte dieser Branche. Pflanzenrückstände werden grundsätzlich für die Energierückgewinnung verbrannt oder als Futtermittel weiterverwendet. Gärrückstände enthalten Lipide, Proteine und Ballaststoffe. Kombiniert mit Kalk- und Kalksteinprodukten stellen sie wertvolle Futtermittel dar.

 

Die Hauptproduktion von Bioethanol aus Mais liegt in den USA.

Biodiesel aus Ölsamen

Die Veredelung von Ölkuchen nach der Extraktion des Ölanteils aus den Ölsamen ist unter Verwendung von Kalk- und Dolomitprodukten als z.B. Futtermittel möglich.

Ölsamen werden unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels (n-Hexan) kalt gepresst. Das extrahierte Öl wird über mehrere Destillationen und chemische Behandlungen unter Verwendung von Natriumhydroxid zum Ausschleusen von Fettsäure-Nebenprodukten raffiniert.

Auf diese Weise erhält man ein Pflanzenöl, mit dem über Umesterung Biodiesel hergestellt wird.  Kalkprodukte – auch in Form von Kalkmilch - sind ein kostengünstiges, alternatives Reagens, mit dem in diesem Prozess Natriumhydroxid ersetzt werden kann.

Veredelung von Ölkuchen

Ölkuchen (aus Öl-Extraktion), Fettsäuren, freie Fettsäure (aus Öl-Raffination) und Glyzerin (aus Umesterung) sind die wichtigsten Nebenprodukte dieser Branche. Die Futtermittelbranche profitiert von den enthaltenen Proteinen und Ballaststoffen in Ölkuchen, wenn sie mit Kalk- und Kalksteinprodukten kombiniert werden.

Biodiesel aus Ölsamen wird hauptsächlich in Europa hergestellt.  

Biogas

Kalkhydrat wird bei der Herstellung von Biogas eingesetzt, um den Prozess zu stabilisieren und die Gasausbeute zu optimieren.

Biogasanlagen laufen nicht immer stabil, vor allem, wenn die sich Qualität und Art der verwendeten Substrate ändert. Dies trifft insbesondere zu, wenn neue Substrate eine niedrige Puffer-Kapazität haben und die Anlage überversorgt wird. In diesen Fällen kann der pH-Wert des Fermentationssubstrats fallen. Eine Biogasanlage ist effizient, wenn sie einen stabilen Fermentierungsprozess mit Substraten einer hohen Puffer-Kapazität bieten kann. Es sollten keine Ausfallzeiten geben, selbst wenn unterschiedliche Substrate verwendet werden. Nur auf diese Weise kann eine kontinuierlich hohe und effiziente Gasausbeute erreicht werden.

Stabilisierung des Prozesses

Eine regelmäßige Verwendung von Kalkhydrat in Biogasanlagen, die oft mit unterschiedlichen Fermentationssubstraten gespeist werden, stabilisiert die Puffer-Kapazität und beugt einem zu großen Abfall des pH-Werts selbst bei Spitzenlasten vor.

Optimierung der Gasausbeute

Kalkhydrat stellt einen stabilen Betrieb in allen Phasen des Fermentierungsprozesses sicher. Dadurch unterstützt es eine regelmäßige und hohe Gasausbeute in der Biogasanlage. Der Methan-Gehalt in der Gasmischung wird erhöht und führt zu einer besseren technischen Verwendbarkeit.

Das über Kalkhydrat hinzugefügte CaO verbleibt im Fermentationssubstrat und dient später als wertvolle Düngemittelkomponente.