Rapsölmethylester

RME-Probe

Rapsmethylester (RME; auch Rapsöl-Methylester oder umgangssprachlich Rapsdiesel) ist ein Gemisch von Methylestern, das aus gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffen besteht. Durch die chemische Umsetzung von raffiniertem Rapsöl mit Methanol wird Rapsmethylester als klare, dünnflüssige, brennbare und in Wasser unlösliche Flüssigkeit gewonnen. In Europa stellt der aus Raps gewonnene RME den größten Anteil des Biodiesels. RME auf Basis von Vollraffinaten wird auch als Lösungsmittel in der industriellen Produktion verwendet.

Herstellung

Unter Zugabe von Methanol zum Rapsöl entsteht in einer katalytischen Reaktion der Rapsmethylester; als Nebenprodukt fällt Rohglycerin an, welches durch weitere Reinigung und Destillation zu Pharmaglycerin verarbeitet wird. Die RME-Bildung erfolgt durch Umsetzen von Rapsöl mit Methanol nach folgender Reaktionsgleichung:

Vorbehandlung des Rapsöls

Nach der Anlieferung der Ausgangs- und Hilfsprodukte wird das eingesetzte Rapsöl gereinigt. Zunächst wird das Rohöl durch Zugabe von Phosphorsäure unter Abspaltung von Phosphatiden entsäuert. Dabei entstehen Schleimstoffe, die sogenannte Rapsseife, die mit Hilfe einer Zentrifuge vom Öl getrennt wird. In der nächsten Prozessstufe wird die restliche Seife aus dem neutralisierten Öl ausgewaschen und anschließend in einem Vakuumtrockner getrocknet. Bevor das Rohöl in eine Waschzentrifuge gegeben wird, wird Natronlauge zugegeben. Auf diese Weise werden die zuvor zugegebene Phosphorsäure und die restlichen Fettsäuren vollständig Neutralisation neutralisiert. Im Anschluss an das Zentrifugieren werden in einem Separator die Schleimstoffe abgetrennt.

Umesterungsprozess

Der Hauptprozess der RME-Herstellung, die Umesterung, beruht auf der chemischen Reaktion von Triglyceriden mit Methanol zu Methylester und Glycerin, die in Gegenwart eines alkalischen Katalysators beschleunigt verläuft. Die Umesterung findet in zwei hintereinandergeschalteten Reaktoren statt, die jeweils mit verschiedenen Reaktionskammern versehen sind, um eine möglichst hohe Umsetzung zu dem Methylester zu erzielen. Den Reaktoren wird parallel sowohl Methanol als auch der Katalysator Natriummethylat zugeführt, um den Umesterungsprozess wie gewünscht zu ermöglichen. Bei Normaldruck und Temperaturen um 60 °C im 1. Reaktor und etwa 50 °C im 2. Reaktor werden die Esterbindungen der Triglyceride vom Rapsöl aufgetrennt. Mit Hilfe von Phasentrennern lässt sich RME) und Glycerin aufgrund der unterschiedlichen Dichte voneinander trennen.

Reinigung des Produktes

Die Phase mit dem Ester enthält weiterhin Methanol, Glycerin, Katalysatoren, Seifen und weitere Komponenten. Die wasserlöslichen Stoffe werden durch einen Waschvorgang entfernt, bevor der RME dann in Vakuumtrocknern getrocknet wird und schließlich zur wirtschaftlichen Verwertung zur Verfügung steht.

Einsatzgebiete

RME weist eine deutlich geringere Viskosität als unbehandeltes Rapsöl auf; daher kann es als Ersatz für den mineralischen Dieselkraftstoff verwendet werden, ohne dass der Dieselmotor angepasst werden muss. Allerdings müssen die mit Kraftstoff in Kontakt kommenden Kunststoffteile gegenüber RMW beständig sein.

Bei der Herstellung von Motor- und Getriebegehäusen im Automobilbau werden Gussformen verwendet, die aus Formsand und Harzen gebildet werden. Für dieses sog. Cold-Box-System wird RME in größerem Maßstab als Bindemittel der Harzkomponente verwendet werden. Dadurch lässen sich Emissionen problematischer Lösemittel der BTX-Fraktion (Benzol, Toluol und Xylol) verringern; weiterhin soll der RME-Einsatz auch zu technischen Vorteile gegenüber den klassischen Cold-Box-Systemen führen.

RME könnte auch bei Durchschreibepapieren in Zukunft als Ersatz für andere Lösemittel verwendet werden , um für die nötige Farbreaktion sorgen, aber auch als Verbindungsmaterial im Straßenbau eingesetzt werden.

Quellen

• Einsatzgebiete von RME
• Biodiesel, ein zukunftsträchtiger Kraftstoff (Verfahrensbeschreibung) (pdf)
• Schulversuch: Herstellung von RME