E4MeWi, Energie-Effiziente Erneuerbare-Energien basierte Methanol-Wirtschaft

Abstract

Das Hauptziel des Projekts bestand in der Entwicklung eines industriell relevanten Prozesses auf Manganbasis (Mn-1) zur Herstellung von Methanol (MeOH) aus Synthesegas (CO/H2). Dieses homogene System dient als Alternative zur derzeitigen MeOH-Produktionsroute und ermöglicht eine dezentralisierte chemische Produktion. Der Prozess wurde in einer realen industriellen Umgebung bei Miltitz Aromatics im Chemiepark Bitterfeld demonstriert. Die Arbeiten am LIKAT umfassten die Umwandlung von nukleophilen Promotoren (-NH) in Alkohole (-OH) unter Verwendung von löslichen organischen Basen wie BuOk und/oder KOMe. Zusammen mit der Verwendung hochsiedender Alkohole als Promotoren führte das Verfahren zu einem robusten homogenen System für die MeOH-Produktion. Das Verfahren wurde in Autoklavenreaktoren mit 100, 300 und 2000 ml Volumen demonstriert. Ein weiteres Scale-up auf einen neuen 1,0-Liter-Jet-Loop-Reaktor am LIKAT und später auf einen 5,0-Liter-Reaktor in Miltitz wurde ebenfalls durchgeführt. Der Mn-1-Komplex war auch Teil des Katalysatorsyntheseprozesses mit einer maximalen Kapazität von 10 g am LIKAT. Zusätzliche Katalysatoranforderungen wurden von unseren Projektpartnern bei Creative Quantum, Berlin, erfüllt. Schließlich wurde auch ein Arbeitsablauf für die Abtrennung und Analyse des Produkts (MeOH) entwickelt und mit unseren Projektpartnern zur Prozessoptimierung ausgetauscht.

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The key objective of the project involved developing a Manganese (Mn-1) based industrial relevant process to produce methanol (MeOH) from synthesis gas (CO/H2). This homogeneous system serves as an alternative to the current MeOH production route allowing decentralized chemical production. The process was demonstrated in a real industrial environment at Miltitz Aromatics in Bitterfeld Chemical Park. The work at LIKAT involved change of nucleophilic promoters (-NH) to alcohols (-OH), with the use of soluble organic base such as BuOk and/or KOMe. Together with the application of high boiling alcohols as promotors, the process resulted in a robust homogeneous system for MeOH production. The method was demonstrated in 100, 300 and 2000 ml autoclave reactors. Further scale-up to a new 1.0 L Jet-loop reactor at LIKAT and later in a 5.0 L scale at Miltitz was also performed. The Mn-1 complex was also part of the catalyst synthesis process with a maximum capacity of 10 g at LIKAT. Additional catalyst requirements were met by our project partners at Creative Quantum, Berlin. Finally, a workflow of product (MeOH) separation and analysis was also developed and shared with our project partners for process optimization.