KataPlasma - Hydroformylierung mit homogenen Katalysatoren geträgert auf plasmafunktionalisierten Materialien

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines ressourceneffizienten Verfahrens zur Herstellung von Oxo-Produkten, einer wichtigen und wirtschaftlich sehr bedeutenden Klasse von Plattformchemikalien für z.B. Riechstoffe und Weichmacher. Dies soll durch die Verwendung neuartiger heterogener Katalysatorsysteme ermöglicht werden. Dabei sollen Fortschritte bei der derzeit homogen durchgeführten Hydroformylierung von Olefinen zu entsprechenden Aldehyden erreicht und so weitreichende Verfahrensinnovationen in der Chemischen Industrie realisiert werden.

Das wissenschaftliche Gesamtziel besteht in einem neuartigen Katalysekonzept, bei dem Vorzüge der homogenen Katalyse mit denen der heterogenen Katalyse kombiniert werden sollen. Folgende wissenschaftlich-technischen Teilziele werden angestrebt: Variable Herstellung von funktionalisierten organischen und anorganischen Trägermaterialien durch gezielte Behandlung mit Niedertemperaturplasmen, Fixierung von homogenen Katalysatoren an diesen heterogenen Oberflächen, Screening  in verschiedenen Hydroformylierungsreaktionen, analytische und theoretische Durchdringung des Wechselspiels zwischen Katalysatorbereitung und Katalyseeigenschaften und darauf basierende Optimierung, Scale-up der Katalyse zur Herstellung von Fein- und Bulkchemikalien.

Die wirtschaftlichen Ziele des Projektes liegen im Bereich der Ressourcen- und Energieeffizienz. Heterogene Katalysatoren bieten die Möglichkeit, durch standardisierte effiziente Trennverfahren wie z.B. Filtration, wiedergewonnen und anschließend erneut in den Katalyse­zyklus zurückgeführt zu werden. Damit kann der sehr teure und energieintensiv hergestellte Katalysator mehrfach verwendet werden. Außerdem wird der Einsatz von Edelmetallen wie Rhodium, das immer noch die zentrale Rolle in der Hydroformylierung spielt, durch das Recycling drastisch reduziert. Zudem verringert sich durch den Einsatz heterogener Katalysatoren auch der Energieaufwand, der zur Gewinnung des gewünschten Aldehyds aus dem Reaktionsgemisch erforderlich ist. Der Prozess wird so insgesamt nachhaltiger, ressourcenschonender und wirtschaftlicher.

 

 

 

Der Pilot-Schleifenreaktor der Miltitz Aromatics GmbH als Pilotanlage für Hydroformylierungen. Quelle: Miltitz Aromatics GmbH, im Dezember 2015

Koordinator: Prof. Dr. Robert Franke, Evonik Performance Materials GmbH, Marl (Dr. Marc Oliver Kristen)

Projektpartner (Karte):

  • Evonik Performance Materials GmbH, Marl

  • Miltitz Aromatics GmbH

  • Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock

  • Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e. V. (INP Greifswald)

Laufzeit: 01.06.2016 – 31.05.2019

FKZ:03XP0060