Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Forschungsverbund: Integrierte chemisch-biotechnologische Herstellung von Synthesebausteinen auf Basis nachwachsender Rohstoffe in einer Bioraffinerie; Teilvorhaben 8: Prozessintegration für die Herstellung von Produkten

Anschrift
Taminco Germany GmbH
06237 Leuna
Am Haupttor 8314
Kontakt
Roel Frère
Tel: +49 3461 43-4091
E-Mail: roel.frere@taminco.com
FKZ
22001709
Anfang
01.05.2009
Ende
31.10.2014
Aufgabenbeschreibung
Das Projekt ist getragen von der Vision der Integrierten Verbundproduktion auf Basis nachwachsender Rohstoffe und der durchgängigen Entwicklung vom Labor- bis zum Produktionsmaßstab. Dieser Ansatz ist neuartig und wurde bisher noch nicht realisiert. Die durchgängige Entwicklung von Prozessen und Verfahren zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe vom Labor- bis zum Produktionsmaßstab in einer Bioraffinerie ist ein entscheidender Faktor für die erfolgreiche Umsetzung des vorgeschlagenen Konzeptes. Herstellung und anwendungstechnische Charakterisierung von Polyaminen. Zusammenführung der Teilprozesse, Skalierung vom Technikumsmaßstab in den Produktionsmaßstab und Integration in den chemischen Produktionsverbund. Das vorgeschlagene Verfahren stellt, ausgehend von pflanzlichen Rohstoffen eine neue und kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung von Aminen dar. Bei erfolgreicher Realisierung der geplanten Arbeiten ist eine Erweiterung des Prozesses auf Basis nachwachsender Rohstoffe sowie eine Erweiterung des Produktspektrums möglich. Das vorgeschlagene Projekt hat durch die anspruchsvolle Aufgabe der Erschließung von pflanzlichen Ölen als zukünftige und nachhaltige Rohstoffquelle für Amine einen großen Signalcharakter für die Bestrebungen zur Substitution der petrochemischen Rohstoffbasis.
Ergebnisdarstellung
Im Forschungsverbund "Integrierte BioProduktion" wurden Prozesse und Verfahren zu einer "Integrierten Verbundproduktion auf Basis nachwachsender Rohstoffe" vom Labor bis zum Produktionsmaßstab in einem einen interdisziplinären Forschungsverbund von 15 Projektpartnern in Zusammenarbeit mit einem integrierten Chemieverbund-Standort in Leuna untersucht. Im Teilvorhaben 8 wurden reduktive Aminierungen von Glycerin und Pflanzenölderivaten untersucht. Die Aminierung von Glycerin wurde mit homogenen, heterogenen und Photokatalysatoren durchgeführt. Einerseits wird ausreichend Energie für das Reaktionsgemisch benötigt, um die Substrate für die weitere Aminierung zu aktivieren. Andererseits führt die Anwendung einer solchen Energiemenge sehr oft zu einem Durchbruch der Substratmoleküle, die Bildung von Koks oder generell zum Verlust der Selektivität des Prozesses. Ausgedehnte Aktivitäten des Katalysatorscreenings führten zu einigen selektiven Prozessen der Umwandlung von Glycerin in eine begrenzte Anzahl von nützlichen Aminbausteinen anstatt, wie aus der Literatur bekannt, zu einer komplexen Mischung von verschiedenen Di- und Trimethylaminen. Das Ergebnis der Aminierungsreaktion war stark abhängig vom Katalysator und den Reaktionsbedingungen, welche verwendet wurden. In einem Flüssigphasenverfahren mit einem metallbasierten Katalysator konnten trifunktionelle C3-Verbindungen hoher Selektivität gewonnen werden. In der Gasphase mit einem Oxid basierenden Katalysator konnten difunktionale C2-Verbindungen erhalten werden. Dicarbonsäuren konnten ebenfalls erfolgreich in Amide umgewandelt werden. Die nachfolgende Hydrierung zu Aminen verlief langsam über metallbasierte Katalysatoren (heterogene und homogene). Die Amine wurden in Tensid-Anwendungen getestet. Eine grüne Alternative für bestimmte kationische und amphoterische Tenside wurde gefunden und wird weiter in Endproduktrezepturen untersucht werden.

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