Polyetherpolyol-Produktion mit der effizienten IMPACT-Technologie

Jörg Hofmann

Mit der IMPACT-Technologie hat Bayer MaterialScience ein technisch fortgeschrittenes Verfahren zur energieeffizienten und abfallfreien Herstellung von Polyetherpolyolen entwickelt und im großtechnischen Maßstab eingeführt.
Polyetherpolyole sind die volumenmäßige und technologische Hauptkomponente zur Herstellung von Polyurethan-Kunststoffen, die über ein sehr breites Einsatzspektrum verfügen. Hervorzuheben sind besonders die Anwendungen im Bereich Hartschaum zur optimalen Isolierung beispielsweise von Gebäuden und Kühlgeräten mit einem erheblichen Beitrag zur Energieeinsparung und Reduktion von Emissionen über den Lebenszyklus. Weitere Anwendungen liegen bei Weichschäumen in der Möbel- und Automobilindustrie, im Bereich Integralschaum besonders für den Automobilsektor sowie bei Lackrohstoffen, Dicht- und Klebstoffen sowie Elastomeren.

Grundlage für das chemische Verfahren zur Herstellung von Polyetherpolyolen ist eine exotherme Polymerisation von Epoxiden (Propylenoxid, Ethylenoxid) mit polyfunktionellen Starterverbindungen (z.B. Alkoholen). Zu den Nachteilen des konventionellen Herstellungsverfahrens (mittels Basenkatalyse, z.B. KOH) zählen der hohe Energieeinsatz, die große Menge an Zwangsabfallprodukten, der Chargenbetrieb und ablaufende Nebenreaktionen.

Ferner lassen sich insbesondere höhermolekulare Polyetherpolyol-Typen aufgrund der technischen Randbedingungen nur in einem entsprechend aufwändigeren, zweistufigen Verfahren unter Herstellung und Lagerung von Zwischenprodukten (Startgemischen) produzieren. Die zunehmende "Monol" Bildung (Isomerisierung von Propylenoxid zu Allylalkohol und Weiterreaktion zum Allyether) macht sich störend bemerkbar und beeinflusst die Produkteigenschaften:

Die bei Bayer MaterialScience entwickelte IMPACT-Technologie - basierend auf dem Einsatz eines neuartigen Doppelmetallcyanid (DMC)-Katalysators - liefert eine umfassende Lösung der genannten Herausforderungen für ein breites Segment an technisch relevanten Polyetherpolyolen. Da der IMPACT-Katalysator aufgrund der sehr viel höheren Reaktivität nur in niedrigsten Konzentrationen eingesetzt wird und eine Aufarbeitung des Polyetherpolyols zur Entfernung des Katalysators entfällt, liegt der Energieverbrauch des neuen Verfahrens um ca. 75 % unter dem des konventionellen Prozesses bei gleichzeitig über 5-fach höherer Produktivität der Anlage.

Ein weiteres Merkmal der IMPACT-Technologie aus energetischer Sicht ist, dass hiermit erstmalig die kontinuierliche Herstellung von Polyetherpolyolen im wirtschaftlich-technischen Maßstab möglich und somit auch eine Nutzung der während der exothermen Polymerisation im Reaktor nun kontinuierlich anfallenden und abzuführenden Reaktionswärme über Maßnahmen der Wärmekopplung/-rückgewinnung sinnvoll möglich wird. Hiermit kann das Energieeinsparpotenzial weiter spürbar gesteigert werden. Schließlich zeichnet sich das Verfahren durch ein hohes Maß an Produktreinheit aufgrund der hohen Selektivität des Prozesses sowie den Wegfall jeglicher flüssiger und fester Abfälle aus.

Bestehende Anlagen können in der Regel mit geringem Aufwand bei gleichzeitig spürbar vereinfachtem Sicherheitskonzept aufgrund niedriger Konzentrationen an unreagierten Komponenten während des Prozesses umgerüstet werden.
Bayer MaterialScience hat bereits mehrere Lizenzverträge zu dieser umfassend patentgeschützten Technologie abgeschlossen.


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Dr. Jörg Hofmann
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