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13.07.2024

20.02.2023

Fortschritte auf dem Weg zum kommerziellen biobasierten Anilin

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Der Werkstoffhersteller Covestro will die wichtige Chemikalie Anilin künftig auf Basis von pflanzlicher Biomasse statt aus petrochemischen Rohstoffen gewinnen. Im Projekt Bio4PURPro ist es einem vom Unternehmen koordinierten Forscherteam nun gelungen, das entsprechende neuartige Verfahren weiter zu optimieren.

Es übertrug die ersten Teilschritte des Prozesses in den industriellen Maßstab und produzierte mehrere Tonnen eines zentralen Anilin-Vorproduktes. Zudem haben die Forschenden wertvolle Daten für die Überführung des Verfahrens in größere Dimensionen (Upscaling) gewonnen.

Covestro setzt jährlich gut eine Million Tonnen Anilin als wichtigen Ausgangsstoff zur Herstellung von Polyurethan ein; einem Kunststoff, der für alltägliche Produkte wie Matratzen oder Dämmstoffe benötigt wird. Mit einem zweistelligen Prozentanteil an der Weltjahresproduktion gehört der Werkstoffhersteller zu den global führenden Anilinproduzenten.

Bislang erzeugt man Anilin im industriellen Maßstab fast ausschließlich auf Basis von Erdöl. Covestro treibt die Umstellung auf alternative Rohstoffe im Rahmen seines Programms zur vollständigen Ausrichtung des Unternehmens auf die Kreislaufwirtschaft voran. Im nun beendeten Vorhaben Bio4PURPro erzielten Forschende von Covestro und fünf Partnern weitere deutliche Fortschritte auf dem Weg zur Gewinnung von Anilin aus Biomasse.

Sie konnten Ausbeuten und Konzentrationen der mikrobiologischen Umsetzung deutlich verbessern und die Prozessschritte Fermentation und Aufreinigung bereits im industriellen Maßstab durchführen. Im Ergebnis ließ sich ein zentrales Anilin-Vorprodukt im Tonnen-Maßstab erzeugen.

Daraus stellten die Forschenden erfolgreich biobasiertes Anilin her und verarbeiteten es zu dem Polyurethan-Vorprodukt Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) sowie zu Polyurethan selbst weiter. Verschiedene Tests zeigten, dass die neuen biobasierten Materialen bei ihren Eigenschaften gleichauf liegen mit den etablierten petrochemischen Pendants. Das aus biobasiertem Anilin erzeugte MDI wurde anschließend auch in typischen Polyurethan-Anwendungen wie Isolier-Dämmstoff, viskoelastischem Schaum und als Betonbeschichtung erfolgreich getestet.

Bei der chemischen Umwandlung des Vorproduktes zu Anilin stehen Versuche zur Übertragung vom Labor- in den Pilotierungsmaßstab noch aus, die derzeit erfolgen und den Akteuren die noch fehlenden Kenntnisse für eine angedachte Demo-Anlage in diesem Bereich liefern sollen.

Hintergrund:

Bereits vor dem ersten Förderprojekt gelang es Covestro und Partnern erstmals, im Labor einige Gramm biobasiertes Anilin aus zuckerhaltigen Pflanzen herzustellen. Der Prozess umfasst einen biokatalytischen und einen thermochemischen Schritt: Zunächst wird industrielle Zuckerlösung mithilfe von Mikroorganismen zu einem zentralen Anilin-Vorprodukt verarbeitet. Dieses wird dann unter Hitzeeinwirkung zu Anilin umgesetzt. Nach den erfolgreichen Projekten Bio4PUR (2016 - 2019) und Bio4PURPro (2019 - 2022) geht es im laufenden Projekt Bio4PURDemo (2022 - 2025) unter anderem darum, das Verfahren in den großtechnischen Maßstab zu überführen.

» Mehr ├╝ber Bio4PURDemo

Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)