Dezember 2015

  • Bei der Reaktoroptimierung durch membranbasierte Prozessführung (Romeo) erfolgt Synthese und Aufarbeitung von Gasphasenreaktionen in einem einzigen Prozessschritt.
  • In einem Forschungsprojekt wird die Machbarkeit des Verfahrens untersucht. Ziel ist es, 80 Prozent Energie und bis zu 90 Prozent Emissionen einzusparen.
  • An dem Projekt arbeiten Evonik, Linde, die Unis Erlangen-Nürnberg, RWTH Aachen, die Technical University of Denmark sowie weitere mit.

Demonstrationsanlage für Hydroformylierung und Wassergas-Shift-Reaktion
Mit zwei sehr unterschiedlichen Modellreaktionen wollen die Partner zeigen, dass das Reaktorkonzept breit anwendbar ist. Evonik wird eine Demonstrationsanlage für die Hydroformylierung aufbauen. Sie verwandelt Olefine und Synthesegas in Aldehyde. Diese sind unter anderem Vorprodukte für Weichmacheralkohole; Evonik ist ein führender Hersteller von C9-/C10-Weichmacheralkoholen in Europa. Linde dagegen will die Machbarkeit anhand der Wassergas-Shift-Reaktion zeigen, bei der Kohlenmonoxid (CO) und Wasser zu Wasserstoff (H2) reagieren. Wird für diese Reaktion CO beziehungsweise CO-haltiges Synthesegas aus Biomasse eingesetzt, wäre mit dem neuen Reaktorkonzept ein Weg gefunden, um zum Beispiel aus Holzabfällen Wasserstoff zu erzeugen.

Kern des neuen Konzepts ist ein Hohlfaser-Rohrbündelreaktor: Auf einem speziellen Trägermaterial soll ein homogener Katalysator fixiert und auf dessen Außenseite eine Membran aufgebracht werden. Nachdem am Katalysator die Reaktion stattgefunden hat, können je nach Beschaffenheit der Membran entweder das Produkt oder Nebenprodukte die Membran passieren.

Das Prinzip ist bestechend einfach, birgt aber zahlreiche technische Herausforderungen, angefangen bei der Beschaffenheit von Träger, Katalysator und Membran bis hin zum modularen Aufbau des Reaktors, der das spätere Up-Scaling erleichtern soll. Die Forschungspartner decken die gesamte Prozesskette für die Umsetzung des Konzepts ab mit Kompetenzen an allen Schlüsselpositionen. 

Zum Konsortium gehören neben Evonik die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, die RWTH Aachen, die Technical University of Denmark, die BioEnergy2020+ GmbH (Österreich), die LiqTech International A/S (Dänemark), das European Membrane House (Belgien), die Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Spanien) und die Linde AG. [as]

 

Zur Forschung

Effiziente Reaktoren
Neben dem jüngst angekündigten Forschungsprojekt zur katalytischen Gasphasenreaktion untersucht Evonik auch die Verbesserung der Blasensäulen-Reaktion. Auch dieses Verfahren wird zur Synthese von Aldehyden via Hydroformylierung sowie zur Herstellung von Wasserstoffperoxid genutzt. Weltweit werden jährlich rund 50 Mio. Tonnen Chemikalien in Blasensäulen synthetisiert. Bei dem Reaktor handelt es sich um ein großes Rohr, in dem Gas von unten nach oben durch eine Flüssigkeit perlt. An der Grenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit läuft die chemische Reaktion ab. Was sich einfach anhört, ist auf der molekularen Ebene ein sehr komplexer Prozess, der bislang nicht vollständig wissenschaftlich durchdrungen ist. In einer eigens dafür gebauten Versuchsanlage wird die Reaktion seit vergangenem Jahr im Chemiepark Marl im Produktionsmaßstab untersucht. Nach Abschluss des Forschungsprojekts soll der Reaktor genutzt werden, um neue Produktionsverfahren für die Herstellung von Weichmacheralkoholen und Spezialchemikalien zu erproben – unter anderem mit verschiedenen Katalysatoren bei Variation von Drücken und Temperaturen.

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