C4-Chemie

Evonik will neuen Membranreaktor auf Industriemaßstab bringen

22.04.2020 Evonik baut sein Engagement in der C4-Chemie weiter aus: Im Rahmen des EU-geförderten Projekts Macbeth will der Spezialchemie-Konzern ein neues Verfahren zur katalytischen Synthese mit entsprechenden Trennanlagen in einem einzigen katalytischen Membranreaktor (CMR) entwickeln.

Macbeth ist das Folgeprojekt des im September 2019 abgeschlossenen Projektes Romeo. Das neu gegründete Projektkonsortium besteht aus 24 Partnern aus zehn verschiedenen Ländern. Es vernetzt so alle Kompetenzen von der Katalyse über Membranen, Träger, Reaktoren, Engineering, Modellierung bis hin zur Perspektive der Endanwender. „Ganz entscheidend ist es hierbei, dass wir gemeinsam über die Grenzen der Chemie hinausdenken, Wissen teilen und Synergien heben. Dies könnte ein Einzelunternehmen gar nicht leisten. Unser Konsortium vereint ein Know-how, das den angestrebten Durchbruch in der katalytischen Synthese erst ermöglicht,“ meint Dr. Marc Oliver Kristen, Leiter der Innovationsagentur bei Evonik.

Weniger Treibhausgase, mehr Effizienz

Von rechts nach links: Dr. Marc-Oliver Kristen, Dr. Frank Stenger und Prof. Dr. Robert Franke. (Bild: Evonik)

Von rechts nach links: Dr. Marc-Oliver Kristen, Dr. Frank Stenger und Prof. Dr. Robert Franke. (Bild: Evonik)

In einzelnen Teilprojekten soll nun das Konzept des neuen Reaktors auf verschiedene chemische Reaktionen übertragen und umgesetzt werden. Dazu zählen die Hydroformylierung für Spezialchemikalien, die Wasserstofferzeugung für den Verkehrs-/Stromerzeugungssektor, die Propan-Dehydrierung (PDH) für großvolumige Chemikalien und die bio-katalytische Ölspaltung für biotechnologisch hergestellte Produkte. Evonik fokussiert sich im Rahmen des Projektes auf die Hydroformylierungsreaktion. In dieser klassischerweise homogen durchgeführten Katalyse werden Olefine mit Synthesegas zu Aldehyden umgesetzt. Nachhaltigkeit ist dabei ein zentraler Treiber: So soll die angestrebte Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen bei großvolumigen industriellen Prozessen bis zu 35 % und die Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz bis zu 70 % betragen.

Ziel ist eine industrielle Demonstrationsanlage

Das neue Reaktordesign soll darüber hinaus nicht nur für wesentlich kleinere und noch sicherere Produktionsanlagen sorgen. Es trage auch dazu bei, die Position im Markt auszubauen, da künftig bei Anlagen dieser Art die Investitionskosten (Capex) um bis zu 50 % und die Betriebskosten (OPEX) um bis zu 80 % gesenkt werden könnten. „Unser nächstes Etappenziel ist ganz klar: Wir wollen eine Demonstrationsanlage unter realen, industriellen Bedingungen implementieren und betreiben,“ so Prof. Dr. Robert Franke, Projektkoordinator des Gesamtprojekts Macbeth und Leiter der Hydroformylierungsforschung bei Evonik. „Daher werden wir uns nun in der ersten Projektphase von Macbeth auf die Optimierung der verwendeten Bausteine und des finalen Reaktorsystems konzentrieren. Dazu nutzen wir die vielversprechenden Entwicklungen und Ergebnissen aus dem Vorgängerprojekt.“ (kjg)

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