Das Projekt "Neue Prozess- und Reaktorkonzepte für die plasmaunterstützte chlorfreie TFE-Synthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Werkstoffverarbeitung durchgeführt. Zielsetzung ist die Reduzierung des Herstellungsaufwandes von Tetrafluorethylen (TFE) und Hexafluorpropen (HFP), die die Haupt-Monomere von Fluorpolymeren darstellen. Die aktuelle industrielle Herstellung der Monomere aus den Rohstoffen Methan und Kalziumfluorid ist energie- und chemikalienaufwendig, weshalb alternative Syntheserouten, die auf neuen Einsatzstoffen begründet sind, ein enormes ökonomisches und ökologisches Einsparpotential bieten. Der Ersatz der mehrstufigen, auf Chlorchemie basierender Syntheseverfahren der Monomere erfordert aber die Entwicklung neuer Prozesse und Reaktoren, die es ermöglichen, ausgehend von wenig reaktiven und chlorfreien Edukten (kurzkettige Perfluorkohlenwasserstoffe) die gewünschten Monomere zu erzeugen. Grundlage dieser neuen Prozesse bildet der kombinierte Einsatz von Plasmachemie, heterogener Katalyse und Mikroreaktortechnik. Plasma und Katalysatoren sind zur Aktivierung der wenig reaktiven Edukte nötig. Extreme Quenchraten und Strömungsverhältnisse im Mikroreaktor verhindern Nebenreaktionen des reaktiven Zwischenproduktes Difluorcarben (:CF2). Die mit Hilfe der Mikroreaktortechnik gewonnenen Erkenntnisse sollen zu möglichen Prozessfenstern einer chlorfreien TFE-Synthese führen und bilden damit die Grundlage einer späteren Übertragung in die industrielle Nutzung. Neben einer Plasmaaktivierung werden auch heterogene Katalysatoren untersucht. Für die erforderlichen Parameterstudien werden neue Reaktorkonzepte erprobt, unter anderem ein Plasma-Mikroreaktor und Plasma-Reaktoren. Im Rahmen des Verbundprojektes sollen deshalb chlorfreie und nachhaltige alternative Synthesen zur TFE/HFP-Herstellung entwickelt werden. Die Nutzung langfristig industriell verfügbarer Edukte soll ebenfalls untersucht werden. Mittels plasmaunterstützter Mikroreaktortechnologie soll die Entwicklung eines energieeffizienten Prozesses erfolgen. Die Erkenntnisse zur Werkstoffauswahl sollen für die Entwicklung einer Herstellungstechnologie für neue Mikroreaktoren dienen. Die Aufteilung der Aufgaben erfolgt gemäß der vorhandenenExpertise der Projektpartner: - Auffindung einer geeigneten Synthese (LS WV/InVerTec/Dyneon) - Entwicklung eines skalierbaren Prozesses (InVerTec/Dyneon/Mikroglas) - Entwicklung neuer Mikroreaktoren (Mikroglas/LS WV). Durch das entwickelte Plasmaverfahren konnte die direkte Tetrafluorethylen-Synthese, ausgehend von Perfluorethan und Perfluorbutan vollständig chlorfrei durchgeführt werden. Die gemessenen Umsätze und Konzentration lassen sich nach einer klassischen reinen Gasphasenreaktion 1.Ordnung hervorragend beschreiben und sind somit lediglich kinetisch limitiert. Die Ausbeuten von TFE, HFP und Perfluorethan können mit einem Reaktionsnetzwerk sehr gut beschrieben und gerechnet werden. Die hierfür notwendigen kinetischen Parameter wurden in der Arbeit bestimmt. usw