Ressourceneffiziente Produktion Evonik entwickelt neues Herstellungsverfahren für Methylmethacrylat

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Evonik entwickelt einen neuen Weg zur Herstellung von Methylmethacrylat (MMA). Den Prozess zur Herstellung des Vorprodukts von Plexiglas haben die Ingenieure Lima getauft. Das Verfahren wird derzeit in Darmstadt in einer Pilotanlage getestet. Das Verfahren sorge für eine hohe Ausbeute, geringeren Energiebedarf, verringerte Emissionen und verminderte Abwassermengen. Mit den ersten Ergebnissen ist das Unternehmen sehr zufrieden.

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Evonik hat ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Methylmethacrylat entwickelt.
Evonik hat ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Methylmethacrylat entwickelt.
(Bild: Evonik)

Darmstadt – „Das Verfahren setzt Maßstäbe, wenn es darum geht, Ressourcen effizient zu nutzen und die Umwelt spürbar zu entlasten“, sagt Steffen Krill, Leiter des Innovationsmanagements Methacrylate bei Evonik. „Mit Lima haben wir das in vielerlei Hinsicht effizienteste Verfahren für MMA entwickelt.“

Lima steht für Leading in Methacrylates. Das Produkt könne problemlos für optische Anwendungen genutzt werden – seit jeher die Königsdisziplin für den technischen Kunststoff, erläutert Krill. Für Lima hat Evonik einzelne Schritte bekannter Verfahren neu kombiniert und mit eigenen Entwicklungen optimiert. Das Verfahren erziele mithilfe intelligenter Prozessführung und eines effizienten Katalysators Ausbeuten zum Endprodukt von mehr als 90 %. Der deutlich geringere Energiebedarf reduziert die Kohlendioxidemissionen um bis zu 40 %, so das Unternehmen.

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Die einfache Prozessführung in der Flüssigphase reduziert Abwasserströme sowie technischen Aufwand und Wartungsbedarf. Die weltweit gute Verfügbarkeit der petrochemischen Rohstoffe sei ein weiterer Vorteil dieser Technologie.

Als Ausgangsstoffe des Verfahrens dienen Ethylen und Methanol. Daraus entsteht in mehreren Reaktionsschritten zunächst Methacrolein. Kern des neuen Verfahrens ist die Umsetzung von Methacrolein in einem Schritt zum Endprodukt Methylmethacrylat. Evonik hat hierfür ein völlig neues Katalysatorsystem entwickelt. Das Verfahren arbeitet komplett in flüssiger Phase und bei moderaten Bedingungen von in der Regel deutlich weniger als 100 °C.

Kein Ausbluten mit neuem Katalysator

Während sich bei anderen Verfahren einzelne Bestandteile eines Katalysators mit der Zeit aus dem Trägermaterial herauslösen können, kommt es bei den Lima-Katalysatoren nicht zu diesem sogenannten Ausbluten. Für eine besondere Stabilität sorgt unter anderem eine einzigartige Kombination von Metalloxiden. Entscheidende Verbesserungen in der Verfahrenstechnik sollen den Katalysator zugleich sehr leistungsfähig machen. Konsequent werden in den Prozessvorstufen Nebenprodukte und Katalysatorgifte entfernt.

Evonik komplettiert mit Lima die Palette der im Konzern verfügbaren Synthesewege. Das Unternehmen gehört weltweit zu den führenden Anbietern von Methacrylat-Monomeren, zu denen das MMA zählt. Rund 600.000 t Methacrylat-Monomere kann das Unternehmen an Produktionsstandorten auf drei Kontinenten herstellen.

In der Industrie wird MMA derzeit je nach Region und Rohstoffverfügbarkeit auf unterschiedlichen Wegen hergestellt. Am weitesten verbreitet ist das C3-Verfahren. Als Rohstoff dient hier Aceton, aus seinen drei Kohlenstoffatomen leitet sich der Name C3 ab. Isobuten mit vier Kohlenstoffatomen bildet die Basis des C4-Verfahrens. Das neue Verfahren der Essener gehört mit dem Rohstoff Ethylen zu den C2-Verfahren.

Typische Anwendungen für MMA sind der technische Kunststoff Plexiglas, aber auch Lacke, Bodenbeschichtungen, Klebstoffe und Dentalprodukte. Vor allem die Automobil- und Leuchtenindustrie setzt mit Plexiglas-Formmassen Designideen um. Dank guter Materialeigenschaften wird der Werkstoff auch in der Medizintechnik und für optische Anwendungen genutzt. Daneben findet sich das Material in vielen weiteren Bereichen des täglichen Lebens, wie etwa im Haushalt.

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