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Großanlagenbau

Polymere in Poleposition

| Autor/ Redakteur: Anke Geipel-Kern / Anke Geipel-Kern

World-Scale Anlagen, energieffiziente Verfahren sowie ein weltweites Netzwerk zur Kundenbetreuung – damit will Bayer Material Science im Polyurethan- und Polycarbonatmarkt seine Position weiter ausbauen. Investiert wird zurzeit vor allem im Wachstumsmarkt China.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Wenn die ersten 100 Tage im Amt die schwersten sind, dann ist Patrick Thomas dem neuen Vorstandsvorsitzenden von Bayer Material Science davon nichts anzumerken. Locker und unangestrengt präsentiert er sich auf seiner ersten Pressekonferenz: Er habe in den letzten Monaten eine Menge gelernt und sei zuversichtlich für die Zukunft, erklärt er.

Vorsprung ausbauen

Gerade erst hat der Teilkonzern der Bayer-Holding die größte Investion der Firmengeschichte unter Dach und Fach gebracht: 1,8 Millionen US-Dollar wird BMS bis 2009 in die Hand nehmen, um im Shanghai Chemical Industry Park neue Polyurethan- und Polycarbonatanlagen zu bauen. Vor allem die Ziele im hartumkämpften Polyurethanmarkt sind ehrgeizig, denn Thomas will seinen Vorsprung vor den schärfsten Konkurrenten BASF und DuPont weiter ausbauen. „Wir wollen stärker als der Markt wachsen“, erklärt er. Speziell der TDI-Markt, in dem BMS einen Anteil von 22 Prozent hat, schwankt stark: Nach einem Einbruch um zehn Prozent hat sich der Weltmarkt jetzt wieder gefangen und wächst derzeit um rund 15 Prozent.

Grundstoffe selbst herstellen

Wichtiger Teil der BMS-Strategie ist die Rückwärtsintegration der Prozesskette und die Konzentration auf World-Scale-Anlagen: Economy-of-Scale heißt das Zauberwort. Der Polymermarkt ist extrem preisgetrieben – nur wer kostengünstig produziert, kann auf Dauer an der Spitze mitspielen.

Rohstoffkosten steigen

Da der Rohstoff Naphta bei der erdölbasierten Polymerherstellung der teuerste und am wenigsten beeinflussbare Faktor ist, sind neben der schieren Größe auch intelligente Verfahrenssstrategien nötig, um Kosten zu minimieren. „Der Fokus liegt auf der Reduktion der Rohstoff- und der Energiekosten“, erklärt Peter Vannacker, Leiter der Geschäftseinheit Polyurethane.

Auch deshalb investiert BMS derzeit in Shanghai in den Bau einer Chlor-Anlage, die schon im nächsten Jahr in Betrieb gehen soll. Die Anlage mit einer Jahreskapazität von 215 000 Jahrestonnen wird nach der neuen Sauerstoffverzehrkathodentechnik (SVK) arbeiten. Chlor – aus Steinsalz durch die Chlor-Alkali-Elektrolyse erzeugt – wird bei der Phosgenierung von Polycarbonat sowie den Isocyanaten TDI und MDI eingesetzt und ist in großen Mengen nötig.

Neue Energiesparkathode

Indikator für die wirtschaftliche Situation bei Bayer Material Science seien daher die Kräne, die am Rhein das Steinsalz aus den Schiffen entladen, scherzt Dr. Christian Ohm, Leiter des Bereichs Inorganic Basic Chemicals. Seit den neunziger Jahren ist bei der Chlorherstellung das Membranverfahren gebräuchlich, hier wird das Chlor im Kreiskauf gefahren. Es verbraucht bereits wesentlich weniger Energie als das bis dahin übliche Amalgamverfahren. Das gemeinsam mit Uhdenora entwickelte SVK-Verfahren reduziert dank einer neuen Kathode den Energieverbrauch noch einmal um 30 Prozent. Ein großer Sprung nach vorne, bedenkt man, dass eine World-Scale-Elektrolyse am Tag ähnlich viel Strom frisst wie eine Stadt von 130 000 Einwohnern.

Der Brennstoffzelle entlehnt

Der Trick der neuen Technik ist die Anleihe aus dem Brennstoffzellenprozess: Die Energiesparkathode besteht aus einem nanoporösen mit Katalysatorpartikeln durchsetzten Material, das von Sauerstoff durchströmt wird. Die Anlage in Shanghai recycelt übrigens das bei der MDI-Herstellung anfallende Chlor. Neben dem Einsatz in eigenen Anlagen soll die neue Elektrolysetechnik auch auslizensiert werden – die Vermarktung wird Uhdenora übernehmen.

Pilotanlage in Betrieb

BMS versteht sich zwar als Systemlieferant, der den Endkunden mit in die Wertschöpfungskette einbezieht. Wichtigster Wettbewerbsfaktor ist aber im Massenmarkt Poly-urethan der Preis. „Eine ganze Reihe von Kunden setzt auf die Belieferung mit preisgünstigen Produkten“, erläutert Vannacker. Das gelte besonders für das TDI-Geschäft. In den letzten Jahren hat er deshalb fünf unrentable TDI-Anlagen geschlossen und die Fahndung nach verfahrensbedingten Flaschenhälsen eingeleitet. Die Verarbeitungskosten seien durch diese Maßnahmen in den letzten fünf Jahren um 40 Prozent gesunken, hebt er hervor. Jetzt wird kräftig gebaut, um das vor allem in China erwartete Marktwachstum stemmen zu können.

TDI-Anlage in Planung

China ist nach den USA der zweitgrößte Polyurethan-Markt. Die meisten Baustellen sieht man daher im Industriepark in Shanghai. Bereits im Herbst letzten Jahres ging ein Splitter in Betrieb, der das MDI-Gemisch in Polymere und Monomere trennt. Die dazugehörige MDI-Anlage mit einem jährlichen Ausstoß von 350 000 Tonnen soll im nächsten Jahr ans Netz gehen. Ein besonders ehrgeiziges Projekt betrifft den Bau einer neuen TDI-Produktion. Zurzeit ist die Anlage in Shanghai zwar noch im Planungsstadium und lediglich auf dem Reißbrett präsent, aber ab 2010 sollen die Reaktoren jährlich 300 000 Tonnen ausspucken.

Kompakt und effizient

Zum ersten Mal verwendet BMS hier die Gasphasenphosgenierung, die Lösemittel einspart und durch den Verzicht auf Destillationsschritte kompaktere Anlagen ermöglicht. Im Industriepark Dormagen steht seit etwas mehr als zwei Jahren eine Pilotanlage mit einer Kapazität von 30 000 Tonnen. Die Maße: 30 Meter hoch, 20 Meter breit, 30 Meter lang und gerademal halb so groß wie eine konventionelle TDI-Anlage. Die Anlage in Shanghai soll mit 300 Metern Länge rund zehnmal so groß werden. Das detailled Engineering ist derzeit in vollem Gang.

Effiziente Verfahren

Kernprozess der TDI-Herstellung ist die Umsetzung von Toluylen-Diamin (TDA) mit Phosgen. Diese Phosgenierung ist das Rückgrat der gesamten Polyurethanherstellung und findet beim herkömmlichen Verfahren lösemittelbasiert statt. Bei der Gasphasenphosgenierung hingegen werden Phosgen und TDA auf über 300 °C erhitzt und reagieren als Gase. Eine eigens dafür konstruierte Gasmisch-Düse wirbelt die Gase intensiv durcheinander und sorgt für eine intensive Reaktion bei einer Verweilzeit von weniger als einer Minute im Reaktor. Daraus resultiert eine wesentlich größere Raum-Zeit-Ausbeute – angenehmer Nebeneffekt dabei: rund 40 Prozent weniger Phosgen muss vorgehalten werden.

Neuer Kontiprozess

Höhere Produktivität verspricht auch das Impact-Verfahren. In einem kontinierlichen Prozess entstehen dabei Polyetherpolyole (PET) eine Polyurethan-Komponente, die vor allem als Ausgangsstoff für Weichblockschäume dient. Im texanischen Werk Channelview hat BMS nach eigenen Angaben innerhalb von vier Jahren die PET-Produktion auf gut 200 Kilotonnen verdoppelt und die Produktionskosten um 40 Prozent gesenkt. „Der Markt geht zur Impact-Technik“, stellt Thomas fest und verweist auf Auslizensierungen an Wettbewerber wie Shell oder BASF.

Kundennähe als Pluspunkt

Punkten will BMS schließlich auch mit seinen neuen Systemhäusern. Nicht ganz neu sei das Konzept, gibt Thomas zu, habe aber dank seiner globalen Orientierung eine ganz neue Dimension. Kundennähe und schnelle Umsetzung der Marktbedürfnisse sind das Ziel des weltweit verteilten Netzwerk, mit dem die Konzernleitung neue Produkte pushen und das Ohr am Markt haben will.

Die Autorin ist Redakteurin bei Process.

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Über den Autor

Anke Geipel-Kern

Anke Geipel-Kern

Leitende Redakteurin PROCESS/Stellvertretende Chefredakteurin PharmaTEC, PROCESS - Chemie | Pharma | Verfahrenstechnik