ReAlSelOx

Im Verbundprojekt "ReAlSelOx" wurden neuartige Heterogenkatalysatoren entwickelt, die zur hochselektiven und ressourceneffizienten Selektivoxidation von kurzkettigen Alkanen dienen. Kurzkettige Alkane stehen am Anfang weitverzweigter Wertschöpfungsketten und haben deshalb große Bedeutung für die chemische Industrie.

Vor allem die Erdgasbestandteile n-Butan, Propan und Ethan dienen als Grundstoffe in unterschiedlichen Branchen und werden im Zuge des Rohstoffwandels zunehmend an Bedeutung gewinnen. Deshalb stand im Fokus des Projekts die Umwandlung dieser kurzkettigen Alkane zu Maleinsäureanhydrid, Acrolein/Acrylsäure und Essigsäure durch Heterogenkatalysatoren. Die Verbundpartner kombinierten ihr Know-how aus den Bereichen Prozesstechnik, anorganische Chemie und Anlagentechnik, um eine signifikante Verbesserung gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik zu erreichen.

Ziel des Projekts war es, bei der Oxidation von n-Butan zu Maleinsäureanhydrid die Effizienz beim bestehenden Verfahren zu steigern, um Einsparungen des Rohstoffs Butan und eine Reduktion von CO₂ zu erreichen.

Die Verbundpartner haben mehr als 300 Katalysatoren hergestellt und getestet und entdeckten mehr als 20 neue Phasen. Es wurden drei Patente angemeldet  und fünf Manuskripte in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht. Durch die Komplexität der Reaktionen war es allerdings nicht möglich, einen besseren Katalysator zu identifizieren. Es konnten dennoch neue wichtige Erkenntnisse bezüglich der Wirksamkeit des Katalysators erlangt werden. Es wurde außerdem eine neue Methode zur kontaktlosen in-situ-Messung der elektrischen Leitfähigkeit entwickelt. Diese Methode erlaubt Schlüsse in Bezug auf die Identifizierung von Struktur-Reaktivitätsbeziehungen in der Oxidationskatalyse.

Die neuen Erkenntnisse können bei weiteren wichtigen Oxidationsprozessen angewendet werden, beispielsweise bei der Herstellung von Phthalsäureanhydrid und Acrylnitril sowie bei der Herstellung von Methanol aus Methan.