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Produkte & Lösungen

Die Beschleuniger

Ohne Katalysatoren wären viele chemische Reaktionen sehr langsam oder gar nicht möglich. Das Geschäftsgebiet Catalysts von Evonik entwickelt und fertigt in enger Zusammenarbeit mit seinen Kunden ein breites Spektrum der kleinen „Beschleuniger“.

Katalysatoren haben bereits in kleinen Mengen eine große Wirkung: 80 Prozent aller chemischen Reaktionen werden mit mindestens einem Katalysator beschleunigt oder können durch ihn überhaupt erst stattfinden. Auch wäre ohne sie der Energieaufwand immens. Daher sind sie maßgeblich für eine effiziente und ressourcenschonende Produktion chemischer Produkte.

Ein Beispiel ist der HPPO-Prozess von Evonik. Bei diesem wird aus Propen und Wasserstoffperoxid Propylenoxid hergestellt. Die beiden Ausgangsstoffe würden ohne einen hohen Aufwand an Energie nicht in der gewünschten Weise miteinander reagieren. Sie müssen daher zunächst aktiviert werden. Hier kommt ein spezieller Katalysator des Geschäftsgebiets Catalysts ins Spiel. Ein anorganisches Mischoxid wird in einem mehrstufigen Prozess in Form eines Pulvers hergestellt und anschließend zu Millimeter dicken, weißen Stäbchen verformt. Sie sorgen dafür, dass das Wasserstoffperoxid das Propen gezielt oxidiert; als Nebenprodukt wird nur Wasser gebildet. So entsteht Propylenoxid, das die Kunden von Evonik zur Herstellung von Polyurethanschaum verwenden. Mit diesem werden Kühlschränke und Häuser isoliert, Autos sparsamer und leichter gemacht und der Komfort von Matratzen und Polstermöbeln beeinflusst.

Bei dem Prozess ist neben einer hohen katalytischen Aktivität und Selektivität insbesondere eine Eigenschaft des Katalysators wichtig: seine Festigkeit. Denn eine ausreichende mechanische Stabilität ist die Grundvoraussetzung für den Einsatz in den Reaktoren der chemischen Industrie. Der Katalysator darf in der Anwendung nicht zerstört werden – auch nicht, wenn er im Reaktor großem Druck ausgesetzt wird. Denn dort werden mehrere Tonnen Katalysator eingefüllt. Die unten liegenden Katalysatoren dürfen trotz des Gewichts der oberen Schichten nicht zerbrechen und so zu einem Pulver werden. Sonst würde der Reaktor verstopfen und der Prozess käme zum Stillstand.

Damit das nicht passiert, muss man viel Arbeit in den Formkörper investieren. Der Prozess der Formgebung ist komplex – wie beim Backen. Es müssen beispielsweise unterschiedliche Zutaten gemischt, geknetet und verformt werden. Dabei spielt bereits ein geringer Unterschied im Einsatz der Komponenten eine Rolle. Die richtige Festigkeit erhalten die Formkörper nur, wenn sie zusätzlich bei geeigneten Bedingungen getrocknet und thermisch behandelt werden. Manchmal müssen hunderte Muster hergestellt werden, bevor eine Rezeptur in die Produktion übertragen werden kann.

Evonik ist seit 75 Jahren ein Marktführer im Bereich Katalysatoren. Das Geschäftsgebiet Catalysts hat ein weltweites Produktionsnetzwerk mit insgesamt acht Standorten. Dazu gehören die deutschen Standorte in Hanau, Marl und Rheinfelden sowie die internationalen Standorte Dombivli in Indien, Calvert City in den USA, Americana in Brasilien, Tsukuba in Japan sowie Shanghai in China.