Bij de gedachte aan blauwzuur, oftewel waterstofcyanide (HCN), gaat er vast een (alarm)belletje rinkelen. Het is dan ook een zeer giftig gas, maar tegelijkertijd een essentieel ingrediënt voor de productie van het belangrijke aminozuur methionine. Degussa, een van de voorgangers van het huidige Evonik, slaagde er vlak na de Tweede Wereldoorlog in om methionine op grote schaal te produceren uit acroleïne, methylmercaptaan en waterstofcyanide.  

In eerste instantie werd het op de markt gebracht als medicijn tegen hongeroedeem als gevolg van een gebrek aan proteïnes. Een veelvoorkomend probleem in de jaren na WOII. Vanaf de jaren vijftig groeide de vraag naar methionine als ingrediënt in diervoeder, met name in kippenvoer is het een belangrijke component. In 1974 startte Degussa in Antwerpen een methionine-fabriek. Sindsdien is de capaciteit meer dan vertwintigvoudigd: van 12.000 ton tot 260.000 ton per jaar. Het is nu de op één na grootste methionine-fabriek ter wereld, na de site van Evonik in Singapore. Gelijktijdig met het vijftigjarig jubileum verkreeg Evonik een nieuwe vergunning – voor onbepaalde tijd – voor de Antwerpse site.  

Stoomketel 

Een van de voorwaarden voor die nieuwe vergunning het terugbrengen van de NO_x-uitstoot van de blauwzuurproductie. Projectverantwoordelijke Karl-Georg Fey legt uit dat het om reductie van stikstofoxides in de rookgassen van de stoomketels gaat. ‘Blauwzuur wordt gemaakt door methaan en ammoniak bij hoge temperatuur met elkaar te laten reageren. In een eerste stap wordt aardgas gereinigd om zuiver methaan te verkrijgen. De restgassen worden verbrand en leveren de noodzakelijke reactiewarmte. Aansluitend worden de gevormde rookgassen door een stoomketel gestuurd om warmte te recupereren. Bij de verbranding van de restgassen ontstaan stikstofoxiden.’  

’De nieuwe selective catalytic reduction unit zorgt ervoor dat de overige 20 procent NO_x nog voor 85 procent wordt omgezet’

Karl-Georg Fey, Evonik Antwerpen 

In het proces was al een stap ingebouwd om te voorkomen dat een groot deel van de NO_x in de atmosfeer terechtkomt. De hete rookgassen reageren in het rookgaskanaal met vernevelde ammoniak tot stikstof en water. Deze zogeheten selective non-catalytic reduction (SNCR) vereist een hoge temperatuur van de rookgassen, zo’n 900 °C. Hierdoor wordt de uitstoot van NO_x met ongeveer 80 procent gereduceerd. Een deel van de restwarmte uit dit proces wordt teruggewonnen via de stoomketel. De rookgassen aan de uitgang hebben dan nog een temperatuur van 300 °C. Bij deze temperatuur vereist de reactie tussen stikstofoxiden en ammoniak een katalysator. ’De nieuwe selective catalytic reduction of SCR-unit zorgt ervoor dat de overige 20 procent NO_x nog voor 85 procent wordt omgezet.’  Uit de reststroom wordt ook nog warmte teruggewonnen, waarna de temperatuur van de rookgassen uiteindelijk daalt tot ongeveer 140 °C. 

Ikea-bouwpakket 

Het plaatsen van de nieuwe SCR-unit was relatief eenvoudig omdat er bij de bouw van de stoomketel in 2012 al ruimte was voorzien voor een eventuele extra rookgasbehandeling. Fey: ‘Om te voldoen aan de nieuwe emissie-eisen hebben we deze installatie gebouwd. Ondanks de omvang van het project, was de uitvoering relatief straight forward. Het was een groot voordeel dat er voldoende ruimte was om de unit te installeren en de aansluitingen te maken.’ Een echte uitdaging was volgens hem het vinden van een geschikte leverancier. ‘Dit type katalysatorunits wordt normaal gesproken toegepast in gascentrales. Dan spreek je over veel grotere verbrandingsinstallaties dan onze stoomketel. Het was voor de meeste leveranciers nieuw om zo’n klein formaat te ontwerpen. Eén bedrijf stelde voor om ons de onderdelen apart te leveren zoals een Ikea-bouwpakket. Uiteindelijk hebben we toch een leverancier gevonden die ons van een kleine unit kon voorzien.’  

Tweede unit 

De nieuwe unit is geïnstalleerd tijdens de drie weken durende onderhoudsstop van de blauwzuurfabriek. Het was nog even spannend of het plaatsen van de katalysator zonder problemen zou verlopen. ‘Het was hopen op mooi weer, de katalysatorblokken mogen namelijk niet nat worden.’ De opstart verliep zonder problemen, al was de regeling van de installatie een uitdaging, aldus Fey. ‘Je moet een evenwicht vinden tussen de hoeveelheid ammoniak die wordt verneveld en het gehalte NO_x in de uitstoot. Als er te weinig ammoniak wordt toegevoegd, verdwijnen er te veel stikstofoxiden in de atmosfeer. Er mag ook niet te veel ammoniak worden verneveld omdat we dat natuurlijk niet willen uitstoten.’  

De blauwzuurfabriek in Antwerpen bestaat uit twee productie-eenheden. Later dit jaar zal Evonik ook in de tweede eenheid een katalysatorblok installeren. Fey voorziet dat deze klus ingewikkelder zal worden. ‘Er is veel minder ruimte beschikbaar in deze installatie.’ Daarom vindt de montage van de katalysatorunit in de tweede productiefaciliteit in twee stappen plaats. ‘Dit jaar zijn er twee geplande onderhoudsstops. We zullen de eerste stop in mei gebruiken om ruimte te creëren. We moeten daarom apparaten verplaatsen. Tijdens een tweede stop van de fabriek kunnen we de nieuwe katalysator unit dan installeren.’

Dat wordt een grote operatie. ‘Omdat het gaat om gassen met hoge temperaturen, hebben de leidingen een grote diameter, soms wel tot anderhalve meter. Om die te kunnen inpassen moeten bestaande apparaten, die niets met deze unit te maken hebben, worden verplaatst. Dat betekent dat ook alle aansluitingen en elektrische voorzieningen moeten worden verplaatst.’ Als Evonik ook deze puzzel afrondt, is de methioninefabriek alvast klaar voor het volgende jubileum.