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Über den Technologiewandel in der Propylenoxid‐Herstellung

Zusammenfassung

Propylenoxid (PO) ist eines der industriell wichtigsten chemischen Zwischenprodukte. Es dient als Ausgangsverbindung für die Herstellung von Schaumstoffen, Lösungsmitteln oder Enteisungsmitteln und leistet damit einen wichtigen Beitrag für das moderne Leben. Traditionell erfolgt die Herstellung von PO nach dem Chlorhydrin‐Verfahren, das noch heute die größte Bedeutung besitzt. Die umweltfreundlichere und chlorfreie Herstellung von PO erlauben die Koppelproduktverfahren SM‐PO und MTBE‐PO, bei denen Styrol und MTBE als Folgeprodukte anfallen. Die Wirtschaftlichkeit dieser Verfahren wird demnach nicht nur durch das PO sondern auch durch die Nachfrage der Folgeprodukte bestimmt. Eine Weiterentwicklung des SM‐PO‐Verfahrens ist das CU‐PO‐Verfahren, bei dem kein Folgeprodukt anfällt. Die Entwicklung des hochselektiven Katalysators Titansilikalit‐1 (TS‐1) gepaart mit der verbesserten Verfügbarkeit großer Mengen von Wasserstoffperoxid ermöglichte die großtechnische Realisierung der koppelproduktfreien HPPO‐Technologie an mehreren Standorten weltweit. Dieses neue Verfahren ermöglicht die Herstellung von PO mit ausgezeichneten Ausbeuten und Selektivitäten, wobei ausschließlich Wasser als umweltfreundliches Nebenprodukt anfällt. Der Einsatz homogener Katalysatoren sowie die einstufige Direktoxidation von Propylen mit Luft bzw. Sauerstoff sind bislang nur von akademischer Bedeutung.

Summary

Propylene oxide (PO) is one of the most important intermediates for the chemical industry. It is used for the manufacture of materials such as insulating foams, solvents, deicing fluids among others and has, thus, become essential for our modern life. The first industrial production route for PO and today still the most important one is the so called chlorhydrine process. With the renouncement of chlorine, the SM‐PO and MTBE‐PO processes provide more environmentally friendly routes for the production of PO. However, Styrene and MTBE are obtained as secondary coproducts. The economic feasibility of these processes is determined not only by PO. It is also influenced by the demand of the coproducts. The CU‐PO process has been developed as a coproduct‐free variant of the SM‐PO process. The development of the highly selective catalyst titansilicalit‐1 (TS‐1) together with the vast expansion of the availability of hydrogen peroxide paved the way for the industrial realization of the coproduct‐free HPPO technology at various sites worldwide. Excellent yields and selectivities and water as an environmentally friendly byproduct characterize this new process for the production of PO. The application of homogeneous catalysts or the direct synthesis using air/oxygen and propylene are only of academic importance so far.

Propylenoxid (PO) ist eines der industriell wichtigsten chemischen Zwischenprodukte. Traditionell wird es nach dem Chlorhydrin‐Verfahren hergestellt, das noch heute die größte Bedeutung besitzt. Die Entwicklung des hochselektiven Katalysators Titansilikalit‐1 gepaart mit der verbesserten Verfügbarkeit großer Mengen von Wasserstoffperoxid ermöglichte die großtechnische Realisierung der neuen HPPO‐Technologie (Hydrogen‐Peroxide‐to‐Propylene‐Oxide), mit der Propylenoxid mit ausgezeichneten Ausbeuten und Selektivitäten an mehreren Standorten weltweit hergestellt wird. Dabei entsteht ausschließlich Wasser als Nebenprodukt.

Authors:   Maik Bernhard, Johan Anton, Franz Schmidt, Florian Sandkaulen, Matthias Pascaly
Journal:   Chemie in unserer Zeit
Year:   2017
Pages:   n/a
DOI:   10.1002/ciuz.201700764
Publication date:   22-Mar-2017
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