Je leest:

Nieuwe technologie brengt chemie naar 21e eeuw

Nieuwe technologie brengt chemie naar 21e eeuw

Huidige ‘middeleeuwse’ processen zijn niet duurzaam genoeg

Auteur: | 11 mei 2011

De chemische industrie verspilt nog veel grondstoffen en energie. Zo levert de productie van een kilo gewone kunststof zoals polyetheen (PE) zo’n 1 tot 5 kilo afval op. Bij de productie van medicijnen ontstaan soms wel honderden kilo’s afval per kilo product. Volgens Andrzej Stankiewicz, hoogleraar Procesintensificatie bij de Technische Universiteit Delft, moet en kan dat beter.

Tomas van Dijk | Delta

Eerst het moeten. “Fossiele grondstoffen raken uitgeput en ook hernieuwbare grondstoffen uit de landbouw zijn niet onbeperkt beschikbaar. Tegelijkertijd moet je vaststellen dat hooguit een kwart van de gebruikte grondstoffen wordt omgezet in bruikbaar product. De resterende driekwart wordt omgezet in afval en belast het milieu.”

Stankiewicz laat een gravure zien uit ‘De Re Metallica’, een boek dat verscheen in 1556. “Sommige van mijn collega’s in de industrie vinden het niet leuk om te horen, maar eigenlijk gebruiken veel processen in de chemische industrie middeleeuwse technologieën.” De gravure toont een rij van vier vaten met roerders, aangedreven door een waterrad. Ze maken onderdeel uit van een proces om goud uit gouderts te winnen. Stankiewicz: “Zulke geroerde vaten zijn nog steeds het werkpaard van de moderne chemische industrie. Alleen het waterrad is vervangen door een elektromotor.”

Detail van een gravure uit ‘De Re Metallica’, een boek over mijnbouw, metallurgie en het smelten van metalen uit 1556. Het was ruim 180 jaar de meest gezaghebbende uitgave over mijnbouw.

Betere processen zijn ook van belang voor de veiligheid van de chemische industrie. Als voorbeeld noemt Stankiewicz de ramp in Bhopal (India) in 1984, het grootste bedrijfsongeval in de geschiedenis. Uit opslagtanks kwam toen in de nacht van 2 op 3 december een zeer grote hoeveelheid van het zeer giftige MIC (methylisocyanaat) vrij, een tussenproduct in de vervaardiging van bestrijdingsmiddelen. De onbedoelde lekkage had tussen de 4000 en 15.000 doden tot gevolg en een half miljoen gewonden, waarvan 50.000 permanent. Stankiewicz: “Bij een efficiënter ingericht proces had de tussenvoorraad MIC niet 40 ton hoeven te zijn, maar slechts tien kilo. Dan waren de gevolgen veel en veel minder groot geweest.”

Veiliger en minder verspillend

Het moet dus. Maar kan het ook? Zeker. Er zijn al voorbeelden van processen die stukken veiliger en veel minder verspillend zijn. De Oostenrijkse vestiging van DSM bijvoorbeeld heeft voor een van zijn processen een reactor ter grootte van een douchecel vervangen door een microreactor, formaat schoenendoos. De effectiviteit van de reactie nam met 20 procent toe.

Parallel microreactor systeem.
TNO

Het Amerikaanse Eastman Chemicals had een fabriek voor het maken van methylacetaat met 28 forse apparaten. Methylacetaat is een vluchtig oplosmiddel voor onder meer inkt, verf en nagellak. Door het proces anders te ontwerpen waren er nog maar drie apparaten nodig. Daardoor daalden de kosten van de investering met tachtig procent. De energiebehoefte daalde met maar liefst 85 procent.

Efficiëntere processen hebben dus grote voordelen, zowel voor milieu en veiligheid als voor de portemonnee. Waarom zien we dan zo weinig voorbeelden?

Stankiewicz: “Op de eerste plaats omdat de chemische industrie risico’s wil vermijden. ‘Plant’ managers willen niet de eerste zijn met een nieuw proces, omdat ze bang zijn dat ze hun ‘targets’ niet halen.”

Efficiënte installaties staan vooral in China en India

“Op de tweede plaats is het merendeel van de chemische installaties in West-Europa al lang afgeschreven. Dat is prettig want dat houdt de kostprijs laag. Investeren in nieuwe installaties – ook al zijn ze veel efficiënter – brengt extra kosten met zich mee.” Het effect is dat de nieuwe, efficiëntere installaties niet in Europa worden gebouwd, maar in landen als China of India. Stankiewicz: “China telt bijvoorbeeld het grootste aantal moderne zogenoemde ‘high gravity gepakte bedden’ (een soort centrifuges) ter wereld. Zij hebben het voordeel dat ze van nul af kunnen beginnen.”

Toch is Stankiewicz niet pessimistisch over de toekomst van efficiëntere processen. “In de chemische industrie wordt de maatschappelijke en financieel-economische druk om efficiënter en duurzamer te gaan produceren steeds groter. We kunnen ons de verspilling van energie en materiaal gewoonweg niet meer permitteren.”

Van flipperkast naar snookertafel

In de strijd tegen de verspilling heeft de Delftse hoogleraar onlangs een prestigieuze beurs gekregen (de Advanced Investigator Grant) van de Europese Onderzoeksraad. Het bedrag van 2,3 miljoen euro is bedoeld voor onderzoek naar mogelijkheden om moleculen gericht op elkaar te laten botsen. Daardoor kan de effectiviteit van chemische reacties tot wel honderd keer verbeteren.

Stankiewicz: “Bestaande reactoren lijken op een flipperkast. Moleculen botsen op een willekeurige manier en slechts een klein deel van de botsingen levert de gewenste producten op. Wij willen proberen om moleculen te sturen. Geen flipperkast, maar een snookertafel. Met laserlicht of microgolven (magnetron) als biljartkeu, kun je de effectiviteit van de botsingen sterk vergroten.”

Tomas van Dijk | Delta

Prof.dr.ir. Andrzej Stankiewicz (1954) studeerde chemische technologie in Warschau en werkte tot 1989 bij het Industrial Chemistry Research Institute. Daar promoveerde hij ook. In 1990 kreeg hij een baan bij DSM Research in Geleen. Vanaf 2005 is hij hoogleraar Procesintensificatie aan de Technische Universiteit in Delft. Sinds januari 2012 is hij directeur van het TU Delft Process Technology Institute

Meer interviews met Andrzej Stankiewicz:

De laatste artikelen over duurzame chemie op Kennislink: Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/duurzame-chemie/index.atom?m=en", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}

Dit artikel werd gepubliceerd in dagblad Trouw op 11 mei 2011

Dit artikel is een publicatie van Joost van Kasteren.
© Joost van Kasteren, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 11 mei 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.