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Produktion von Ethylacetat aus Molkerückständen mit Kluyveromyces marxianus und Produktgewinnung mittels Membranverfahren

Modellvorhaben gasbetriebene Nutzfahrzeuge

Anlage zur Herstellung von Ethylacetat und Wasserstoff am Standort Alt-Tröglitz

Die CE Biobased Chemicals GmbH plant die Errichtung einer Anlage zur Herstellung von ca. 60.000 t Ethylacetat pro Jahr. Zur Versorgung der Prozessanlage mit Energie und Medien wird auf dem Betriebsgrundstück zudem eine Energie- und Medienver-sorgungsanlage (EMVA) errichtet. Der Herstellungsprozess des Ethylacetats sowie der Betrieb der Energie- und Medienversorgungsanlage erfolgen kontinuierlich (24 h /Tag, 7 Tage/Woche).

Errichtung und Betrieb einer Anlage zur Herstellung von erneuerbaren Ethylacetat und Wasserstoff inklusive zugehöriger Nebenanlagen am Standort Alt-Tröglitz

Die CE Biobased Chemicals GmbH plant die Errichtung einer Anlage zur Herstellung von ca. 60.000 t Ethylacetat pro Jahr. Zur Versorgung der Prozessanlage mit Energie und Medien wird auf dem Betriebsgrundstück zudem eine Energie- und Medienversorgungsanlage (EMVA) errichtet.

Untersuchungen zur Optimierung der Analytik der polybromierten Dibenzo-p-dioxine und Dibenzofurane

Die Analytik der polybromierten Dibenzo-p-dioxine und Dibenzofurane (PBDD/F) wird haeufig durch die in Kunststoffen als Flammschutzmittel eingesetzten polybromierten Diphenylether (PBDPE) gestoert. Mit Hilfe der Standardaufreinigung nach Hagenmaier (Aluminiumoxidsaeule, gemischte Kieselgelsaeule und Mini-Aluminiumoxidsaeule) wird nur eine geringe Abtrennung der PBDPE von den PBDD/F erreicht, wobei ausserdem die umweltrelevanten Loesungsmittel Hexan und Dichlormethan verwendet werden. Der Loesungsmittelersatz durch weniger bedenkliche Loesungsmittel ist bei der PCDD/F-Analytik bereits erreicht und wird in dieser Arbeit auf die PBDD/F-Analytik uebertragen. Zudem sollte eine moeglichst vollstaendige Abtrennung der PBDPE von den PBDD/F im Clean-up durch Veraenderung der Aufreinigung erfolgen. Zusaetzlich sind Untersuchungen zu den Ursachen der beobachteten hohen Detektionsgrenzen bei der gaschromatographischen Bestimmung der PBDD/F im Vergleich zu den chlorierten Analoga beschrieben. Es wird gezeigt, dass bei der Aluminiumoxidsaeule und der Kieselgelsaeule ein Loesungsmittelersatz von Hexan und Dichlormethan durch Heptan und Essigsaeureethylester auch fuer die PBDD/F-Analytik moeglich ist. Als letzter Schritt im Clean-up koennen an Stelle der wenig leistungsfaehigen Mini-Aluminiumoxidsaeule erfolgreich Braunkohlekoks/Kieselgelsaeulen oder Florisilsaeulen eingesetzt werden, mit denen eine weitgehende Abtrennung der PBDPE erreicht wird. Die Braunkohlekoks/Kieselgelsaeulen zeigen eine geringere Leistungsfaehigkeit bei der Abtrennung der PBDPE als die Florisilsaeulen. Bei einer Probe aus dem Elektronikschrottrecycling konnten die in der resultierenden Messloesung verbleibenden PBDPE-Konzentrationen mit Hilfe einer Braunkohlekoks/Kieselgelsaeule von 6000-10000 ng/myL auf etwa 300 ng/myL gesenkt werden, mit Hilfe einer Florisilsaeule auf weniger als 30 ng/myL. Allerdings koennen bei den Florisilsaeulen selektive Verluste der mono- bis tribromierten Dibenzo-p-dioxine und Dibenzofurane auftreten, die jedoch keine Beeintraechtigung der nach der Chemikalienverbotsverordnung zu bestimmenden tetra- bis hexabromierten Dibenzo-p-dioxine und Dibenzofurane verursachen.

Ressourceneffiziente Herstellung enantiomerenreiner Aminosäuren - Laborphase

Innerhalb dieses Forschungsprojektes wurden drei unterschiedlich Prozesse studiert, mit denen eine Entstickung von Abgasen an die Synthese von Feinchemikalien gekoppelt werden kann. Die zu Projektbeginn favorisierte Methode der Oxim- und Aminosäuresynthese, in der Stickstoffmonoxid zunächst durch Bindung an Eisen(II)-DMSO-Komplexe aus dem Gasstrom entfernt wird, stellte sich nur für hohe NO-Konzentrationen im Gasstrom als geeignet heraus. Im Zusammenhang mit der aus dem BioDeNOx-Prozess bekannten, effektiveren Entfernung von NO mittels Eisen(II)-EDTA-Komplexen konnten wir im Sinne eines 'Proof of Principle' zeigen, dass derartige gebundenes Stickstoffmonoxid über Reaktionen mit weniger reaktiven Benzylradikalen nutzbar gemacht werden kann. Als aussichtsreichste Methode zur Abgasreinigung in Kombination mit chemischer Synthese stellt sich aktuell die Nitrohydroxylierung von Styrol in Ethylacetat dar. Dieses Verfahren eignet sich auch für kleine NO2-Konzentration im Gasstrom wobei in einer metallfreien Reaktion einfach weiterverwertbare Reaktionsprodukte erhalten werden. Die Anwendbarkeit der Methode konnte bereits in einem 10-Liter-Gaswäscher demonstriert werden.

e-sorb - ein neuer Baustein zur effizienten Stoffrückgewinnung aus der Gasphase

Im Bereich des Verpackungsdrucks werden aus Qualitätsanforderungen an Farbtiefe und -brillanz vorwiegend organische Lösemittel eingesetzt, darunter Ethylacetat, Ethanol, N-Propylacetat und Ethoxypropanol. Diese Lösemittel werden bei der Trocknung in Form von VOC-haltigen Abgasen freigesetzt und erfordern - entsprechend den gesetzlichen Vorgaben (z.B. 31. BImSchV)) - eine Abgasreinigung. Vielfach sind regenerative Nachverbrennungsanlagen, die die Lösemittel oxidativ umsetzen, implementiert. Ab einem Lösemitteleinsatz von ca. 1t/h ist bereits heute der Einsatz von adsorptiven Verfahren zur Aufkonzentration der Abluft und Kondensation des Desorbates mit dem Ziel der wirtschaftlichen Rückgewinnung möglich. Die Desorption erfolgt dabei mittels Wasserdampf bei relativ niedrigen Temperaturen. Allerdings sind die im Flexo-Verpackungsdruck eingesetzten Lösemittel teilweise wasserlöslich, so dass sich eine aufwändige thermische Aufarbeitung anschließt. Alternativ könnte eine Inertgasdesorption bei Temperaturen von bis zu 210 Grad Celsius erwogen werden. Allerdings reagiert dann das Ethylacetat mit dem ebenfalls adsorbierten Wasserdampf aus der Abluft teilweise zu Essigsäure, wobei möglicherweise die Aktivkohle einen katalytischen Effekt auf die Reaktion ausübt. Bei der Desorption in realen Anlagen wird erwartungsgemäß der Gleichgewichtszustand nicht erreicht, jedoch ist auch bei geringeren Anteilen von gebildeter Essigsäure eine aufwändige und energieintensive Aufbereitung unabdingbar. Als Folge ist dieses Rückgewinnungsverfahren für kleinere Lösemittelmassenströme (100 500) kg/h nicht wirtschaftlich darstellbar. Für geringere Lösemitteleinsätze (100 500 kg/h) kann als alternatives Verfahren ein Absorptionsverfahren mit Hochsiedern eingesetzt werden, das eine schonendere Rückgewinnung der Lösemittel ermöglicht. Bei der Desorption mit z.B. Stickstoff genügen niedrigere Temperaturen (bis 130 Grad Celsius), katalytische Begleiteffekte sind weitestgehend ausgeschlossen. Das Verfahren war in diesem Kontext nicht erprobt, dies gilt insbesondere für die Absorptionsstufe in Verbindung mit den im Flexoverpackungsdruck auftretenden Abluftbeladungen mit Lösemitteln und dem Nachweis, dass die organischen Lösemittel den hohen Anforderungen des Wiedereinsatzes genügen.

Stoffsammlung und Textentwurf für die Ableitung von Innenraumrichtwerten für Ethylacetat

Energieeffiziente Prozesse durch Mikro-Trenntechnik (EProMiT), Teilvorhaben: Anwendungsübertragung in die Lebensmittelindustrie

Die Effizienzsteigerung der Prozesse der Extraktion und der Verdampfung (Destillation) stellen die direktesten Einsparmöglichkeiten im Betrieb der Plantextrakt dar. Kernprozesse der Produktion sind die Entkoffeinierung von Tee durch Ethylacetat. Das von Koffein befreite Lösungsmittel wird nach Destillation wieder im Prozess verwendet. Weiterhin werden Pflanzenextrakte aus mehr als 100 Pflanzen durch ethanolische und wässrige Extraktion hergestellt, und diese aufkonzentriert, angereichert oder fraktioniert und haltbar gemacht. Im ersten Schritt liefert die Produktentwicklung der Plantextrakt Beiträge zur Definition des Benchmark und beim Analytiktransfer (über Phytolab). Im zweiten Schritt des Entwurfs der Testanlage werden Stoff- und Prozessparamter zur Verfügung gestellt und Anforderungen an Reinheit und Effizienz erarbeitet. Beim Designentwurf und Bauteilfertigung wird das Projekt durch industrielle Begleitung im Hinblick auf Anwendbarkeit unterstützt und später an realen Bauteilen mittels Modellmischungen getestet. In der nachfolgenden Übertragung auf reale Gemische werden Anpassungen nötig, die in erster Bauteilgeneration einfließen und an der zweiten Bauteilgeneration überprüft werden, die von Machbarkeit und wirtschaftlicher und energetischer Quantifizierung abgeschlossen werden.

Umweltschonende Verfahren der Reaktivdestillation durch Einsatz acider ionischer Flüssigkeiten als homogene Katalysatoren

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der homogen katalysierten Umesterung von Butanol mit Ethylacetat zu Butylacetat und Ethanol. Als Katalysatoren sollen acide Ionische Flüssigkeiten (ionic liquids, ILs) dienen. Diese sind ob ihres geringen Dampfdrucks mittels Verdampfung zurück zu gewinnen und damit im Verfahren rezyklierbar. Das Vorhaben umfasst sowohl die Auswahl, Charakterisierung und Optimierung einer geeigneten Katalysator-IL als auch die verfahrenstechnische Optimierung der Umesterung und Katalysatorrückgewinnung. Dazu gehören neben der Ermittlung der jeweils optimalen Parameter in einer scaleup-fähigen Miniplant auch die Übertragung auf weitere Umesterungssysteme. Begleitend sollen alte und neue Verfahren mittels stoff- und energiestrombasierter Ökobilanz miteinander verglichen und daraus Hinweise für eine Katalysator- und Verfahrenswahl abgeleitet werden. Ionische Flüssigkeiten haben das Potential, effiziente und gegenüber den Altverfahren umweltschonende Umesterungsprozesse zu katalysieren. Dafür muss deren Produktion energieeffizienter werden, was bei einem größeren Markt für ILs möglich ist. Die katalytischen Leistungen ist mit dem Benchmarkkatalysator vergleichbar. Zudem ist der IL Katalysator über mindestens 1000 Betriebsstunden stabil, was einer so hohen Zahl an Recyclingzyklen entspricht das der Energiebedarf geringer als beim Standardverfahren ist. Eine zufriedenstellende Stofftrennung erfordert mehr als eine Trennstufe. Zukünftige Forschungsarbeiten müssten sich mit der Übertragung auf eine Reaktivrektifikation in einer Kolonne befassen.

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