Emissionsfrei durch Gaswäsche

BASF entwickelt Verfahren für klimafreundliches Methanol

24.05.2019 Die Produktionsprozesse der wichtigsten Basischemikalien sind für rund 70 Prozent der Treibhausgasemissionen der Chemiebranche verantwortlich. BASF-Experten haben eine Technologie entwickelt, mit der sich durch effiziente Gaswäsche Kohlendioxidemissionen im Methanol-Herstellungsprozess vollständig vermeiden lassen sollen.

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Bei der BASF Tochtergesellschaft HTE in Heidelberg wurden Teilaspekte des neuen CO2-emissionsfreien Methanol-Verfahrens in einer Pilotanlage getestet. Projektleiter Dr. Maximilian Vicari und hte-Experte Dr. Nakul Thakar sind froh über die gelösten Herausforderungen, zum Beispiel beim Aktivieren des Katalysators und beim Betrieb der Anlage. (Bild: BASF)

Bei der BASF Tochtergesellschaft HTE in Heidelberg wurden Teilaspekte des neuen CO2-emissionsfreien Methanol-Verfahrens in einer Pilotanlage getestet. Projektleiter Dr. Maximilian Vicari und hte-Experte Dr. Nakul Thakar sind froh über die gelösten Herausforderungen, zum Beispiel beim Aktivieren des Katalysators und beim Betrieb der Anlage. (Bild: BASF)

Die Arbeiten dazu bündelt das Unternehmen in einem ambitionierten Carbon Management Programm. Einen ersten sichtbaren Erfolg auf diesem Weg hat jetzt ein Projektteam erzielt, das ein Verfahren zur treibhausgasfreien Herstellung von Methanol zum Patent angemeldet hat. Gelingt die Umsetzung in einem großtechnischen Verfahren, soll es beim gesamten Herstellungsprozess von der Synthesegaserzeugung bis zum reinen Methanol keine Kohlendioxidemissionen mehr geben.

Rückgewinnung aus Abgas

Generell wird Methanol aus Synthesegas hergestellt, das bisher vornehmlich aus Erdgas durch kombinierte Dampf- und Autothermreformierung gewonnen wird. Unter Einsatz spezieller Katalysatoren entsteht daraus Roh-Methanol, das nach der Reinigung weiterverarbeitet wird. Im neuen Verfahren der BASF wird das Synthese-gas durch eine partielle Oxidation von Erdgas erzeugt, die keine Kohlendioxid-emissionen verursacht und sich in einer gemeinsamen Studie mit Linde Engineering als vorteilhaft erwiesen hat. Die folgenden Verfahrensschritte Methanolsynthese und Destillation können nahezu unverändert übernommen werden.

Erfindergeist war beim Zusammenführen und Verarbeiten der Abgasströme gefragt, die bei der Synthese und Destillation des Methanols anfallen und sich auch bei optimaler Prozessführung nicht vermeiden lassen. Diese Abgasströme aus Methan, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid sowie Wasserstoff werden in einem Oxyfuel-Verfahren mit reinem Sauerstoff verbrannt. Dies führt zu einer minimalen Menge an Rauchgas mit maximalem Kohlendioxidgehalt. Das Rauchgas durchläuft anschließend eine Gaswäsche nach dem von BASF entwickelten Oase-Verfahren, um das enthaltene Kohlendioxid vollständig herauszuwaschen. Damit dessen Kohlenstoff nicht verloren geht, sondern erneut für die Methanolsynthese zur Verfügung steht, wird das aufgefangene Kohlendioxid zu Beginn des Prozesses wieder eingespeist. Als Ergänzung ist dabei allerdings zusätzlicher Wasserstoff erforderlich, der ebenfalls ohne Kohlendioxidemissionen hergestellt sein sollte, also etwa durch die Methanpyrolyse, die auch im Forschungsprogramm zum Carbon Management entwickelt wird.

Methanolsynthese des 21. Jahrhunderts

„Wir sind optimistisch, die Methanolsynthese mit unserem klimafreundlichen Ansatz besser an die Anforderungen des 21. Jahrhunderts anzupassen“, sagt der Projektleiter Dr. Maximilian Vicari aus dem Unternehmensbereich Intermediates. „Nachdem die großtechnische Herstellung dieser wichtigen Basischemikalie vor fast hundert Jahren erstmals mit dem Hochdruckverfahren der BASF gelang, schreiben wir auch am neusten Kapitel der Geschichte des Methanols federführend mit.“ Mit einer industriellen Umsetzung des neuen Verfahrens in einer ersten Anlage rechnet Vicari in etwa 10 Jahren.

Die Basischemikalie Methanol ist ein wichtiger Ausgangsstoff für viele Produkte aus verschiedenen Wertschöpfungsketten von BASF. Mengenmäßig von großer Bedeutung sind beispielsweise Folgeprodukte wie Formaldehyd, Essigsäure und Methylamine. Weitere wichtige Folgeprodukte sind u.a. Methyl-tert-butylether, Methylmethacrylat, Polyalkohole und Silikone. Methanol dient zudem als Energielieferant und kann als Rohstoff für die chemische Umwandlung in andere Kraftstoffe oder Kraftstoffadditive eingesetzt werden. (ak)

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