{"id":34205,"date":"2016-04-11T07:29:15","date_gmt":"2016-04-11T05:29:15","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=34205"},"modified":"2016-04-07T12:57:32","modified_gmt":"2016-04-07T10:57:32","slug":"bausteine-in-einem-schritt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/bausteine-in-einem-schritt\/","title":{"rendered":"Bausteine in einem Schritt"},"content":{"rendered":"

Die leichten unges\u00e4ttigten Kohlenwasserstoffe Ethylen, Propylen und Butylen sind Schl\u00fcsselbausteine f\u00fcr die chemische Industrie und Ausgangsstoffe z.B. f\u00fcr Kunststoffe, Kunstfasern und Lacke. \u00dcblicherweise werden sie aus Erd\u00f6l gewonnen. Chinesische Wissenschaftler stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie<\/a> jetzt einen neuen Ansatz vor, der ihre Herstellung aus alternativen Kohlenstoffquellen wie Biomasse, Erdgas oder Kohle attraktiver machen k\u00f6nnte. Schl\u00fcssel zum Erfolg ist ein bifunktioneller Katalysator, der Synthesegas, eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, mit erstaunlich hoher Selektivit\u00e4t direkt in leichte Olefine umsetzt.<\/strong><\/p>\n

\"201607press\"
\u00a9 Wiley-VCH<\/figcaption><\/figure>\n

Derzeit erfolgt die Herstellung dieser Verbindungen vor allem durch thermisches Cracken leichter Erd\u00f6lfraktionen. Aufgrund steigender Nachfrage bei abnehmenden \u00d6lreserven r\u00fccken Kohle, Erd- und Schiefergas sowie Biomasse als Rohstoffquellen in den Fokus. Erster Schritt ist deren Umwandlung in Synthesegas z.B. durch Kohlevergasung oder Steam-Reforming. Das Synthesegas wird dann im Fischer-Tropsch-Verfahren katalytisch zu Paraffinen (ges\u00e4ttigten Kohlenwasserstoffen), Olefinen (unges\u00e4ttigten Kohlenwasserstoffen) und Alkoholen umgesetzt. Deren Mengenverh\u00e4ltnisse folgen einer speziellen statistischen Verteilung, die die Selektivit\u00e4t f\u00fcr die begehrten leichten Olefine begrenzt.<\/p>\n

Eine Alternative ist die Umsetzung des Synthesegases in zwei Schritten: In einer Methanolsynthese reagieren CO und H2<\/sub> zun\u00e4chst zu Methanol, das dann im anschlie\u00dfenden Methanol-zu-Olefin-Verfahren (Methanol-to-Olefins, MTO) durch Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verkn\u00fcpfungen mit relativ hoher Selektivit\u00e4t in leichte Olefine umgesetzt wird. W\u00fcnschenswert, weil wesentlich energie- und kosteneffizienter, w\u00e4re ein einstufiges Verfahren, das beide Schritte vereint.<\/p>\n

Die Wissenschaftler um Qinghong Zhang und Ye Wang von der Universit\u00e4t Xiamen haben diese Herausforderung jetzt gemeistert. Erfolgsgeheimnis ist ein spezieller bifunktioneller Katalysator mit aktiven Komponenten f\u00fcr beide Reaktionsschritte: SAPO-34, ein Silicium-Aluminiumphosphat-Molekularsieb als herausragender Katalysator f\u00fcr die MTO-Reaktion sowie Zirkonoxid- und Zinkoxid-Nanopartikel im Verh\u00e4ltnis 2:1 als Methanolsynthese-Katalysator mit einer Pr\u00e4ferenz f\u00fcr leichte Olefine.
\nVon entscheidender Bedeutung ist, wie die beiden Komponenten zu einem Kombi-Katalysator vereint werden: Ihr Kontakt muss eng sein \u2013 aber nicht zu innig, sonst k\u00f6nnen die frisch gebildeten Olefine zu leicht an die katalytischen Zentren gelangen, die eigentlich nur das CO mit Wasserstoff zu Methanol umsetzen sollen. Hier k\u00f6nnen sie ebenfalls Wasserstoff binden \u2013 unter Verlust ihrer Doppelbindung. Es entstehen dann vermehrt Paraffine. Die besten Ergebnisse brachte ein gemeinsames Verreiben in einem M\u00f6rser.<\/p>\n

Mit dem bifunktionellen Katalysator lie\u00df sich bei etwa 400\u00b0C eine Selektivit\u00e4t f\u00fcr die leichten Olefine von 74% bei einem CO-Umsatz von etwa 11% erreichen. Das sind ausgezeichnete Ergebnisse f\u00fcr die direkte Umsetzung von Synthesegas zu leichten Olefinen.<\/p>\n

Mit weiteren bifunktionellen Katalysatoren hofft man, auch einstufige Synthesen f\u00fcr die selektive Herstellung von Produkten, wie Benzin, Diesel und Aromaten aus Synthesegas zu entwickeln.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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