Vermeidung von klimarelevanten Emissionen in der Grundstoffchemie: Alternative Produktion von Ethylen und Essigsäure durch oxidative Dehydrierung von Ethan (PRETACA)

Grundchemikalien werden benötigt, um Produkte und Stoffe herzustellen, die aus einer großen Zahl an Anwendungs- und Lebensbereichen nicht mehr wegzudenken sind, wie technische Kunststoffe, Beschichtungsmaterialien oder Pharmazeutika. Beim wichtigsten Herstellungsverfahren für die Grundchemikalien Ethylen, Propylen, Butadien und Benzol, dem sogenannten „Steam Cracking", fallen hohe Mengen an Kohlendioxid-Emissionen an. Zudem entstehen die genannten Produkte in einem festen Mengenverhältnis zueinander, so dass sich insbesondere die produzierte Menge an Ethylen dem Bedarf nicht frei anpassen lässt. Gelänge es, Ethylen durch einen Prozess mit minimierten CO₂-Emissionen weitgehend unabhängig von den weiteren Produkten herzustellen, würde sich ein großes Kohlendioxid-Einsparpotenzial eröffnen.

Das Forschungsprojekt PRETACA untersucht mit der oxidativen Dehydrierung von Ethan (ODHE) einen vielversprechenden Ansatz, damit in Zukunft ein emissionsärmerer Herstellungsprozess möglich sein wird. Es handelt sich um ein katalytisches Verfahren, bei dem neben Ethylen zusätzlich auch das Wertprodukt Essigsäure entsteht. Dabei geht es dem Forschungskonsortium vor allem um Antworten auf die beiden folgenden Fragen:

• Wie kann eine CO₂-minimierte Verfahrenslösung mit der ODHE-Technologie konkret aussehen?
• Wie kann der Bereich des erzielbaren Verhältnisses Ethylen zu Essigsäure deutlich erweitert werden?

Diese Flexibilität hinsichtlich der Produktzusammensetzung ist eine Voraussetzung dafür, dass die ODHE-Technologie als Ersatz des etablierten „Steam Cracking in Frage kommt. Für die Minimierung der CO₂-Emissionen des Prozesses sollen vor allem die Steigerung des Ertrags (erzielte Produktmenge) sowie ein effektives Energiekonzept sorgen. Dieses beinhaltet unter anderem den Einsatz erneuerbarer Energien und die Rückgewinnung und Nutzung der Prozesswärme. Ein wesentlicher Faktor zur Erreichung der genannten Ziele ist der Katalysator, dessen Zusammensetzung und Herstellung im Projekt entwickelt und optimiert wird.

Ziel des Projekts ist es, eine Pilotanlage zu entwickeln, mit der die Umsetzbarkeit eines alternativen Prozesses zur Herstellung von Ethylen unter den benannten Zielkriterien (CO₂-Einsparung, Flexibilität) demonstriert werden kann. Kommt es zu einer industriellen Umsetzung des entwickelten Prozesses, sind damit nicht nur bedeutende Emissionsreduktionen in der chemischen Industrie möglich, darüber hinaus können durch die industriellen Partner qualifizierte Arbeitsplätze am Standort Deutschland erhalten und neu geschaffen werden.

Das BMBF fördert PRETACA mit rund 2,5 Millionen Euro.

Projektleitung

Dr. Martin Schubert
Linde GmbH
Dr.-Carl-von-Linde-Str. 6-14, 82049 Pullach

Tel.: +49 89 7445-2884
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