Green Salpeter / 21.12.2017
Salpetersäure energieeffizienter und umweltverträglicher produzieren
Salpetersäure ist ein wichtiges Grundprodukt der chemischen Industrie, das in großen Mengen hergestellt wird. In den Anlagen zur Salpetersäureproduktion kommen zur Optimierung des Ammoniak-Oxidationsprozesses gestrickte und gewebte Katalysator- und Rückgewinnungsnetze zum Einsatz.
Ein bekanntes chemisches Großverfahren zur Herstellung von Salpetersäure ist das Ostwaldverfahren. Die Säure wird zum größten Teil zu Düngern weiterverarbeitet. Diese Reaktion erfolgt in Großanlagen im Maßstab von 100.000 Jahrestonnen je Anlage. Hierbei werden Katalysatornetze aus Platin-Rhodium-Legierungen eingesetzt. Aufgrund des vorgelagerten energieintensiven Haber-Bosch-Verfahrens zur Ammoniakherstellung ist der Umsatz von Ammoniak im Ostwaldverfahren energetisch betrachtet relevant. Das Nebenproduktspektrum enthält auch Anteile von klimaschädlichem Lachgas+ (N2O). Die Reduzierung der klimaschädlichen N2O-Emissionen wurde in den letzten Jahren für die Salpetersäureproduzenten immer wichtiger. Außerdem kommt es bei der Ammoniakoxidation zu hohen Verlusten an teurem Platin (Pt) und Rhodium (Rh). Weltweit liegen diese pro Jahr bei mehreren Tonnen.
Energie- und Ressourceneffizienz verbessern
Trotz Arbeiten durch Forschungsinstitute und Industrieunternehmen wurden die möglichen Ausbeute- und Ressourceneffizienzpotenziale bis heute noch nicht erreicht. Im Projekt sollen in einem integralen Ansatz mit Hilfe von Simulationsarbeiten und detaillierten Untersuchungen des katalytischen Prozesses neue Katalysatoren und Reaktordesigns entwickelt werden. Ziel ist es, die Ausbeute des Hauptprodukts NO, und damit die Energieeffizienz, deutlich zu erhöhen sowie die Bildung von N2O als Nebenprodukt zu reduzieren. Gleichzeitig zielen die Untersuchungen auf die Reduzierung der Platingruppenmetallverluste.
Damit kann das Projekt wesentlich dazu beitragen, die Energieeffizienz innerhalb der chemischen Industrie zu verbessern. Dabei wird ebenfalls die Ressourceneffizienz der Platingruppenmetalle gesteigert und der Prozess wird umweltfreundlicher.
Im Verbundvorhaben Green Salpeter arbeiten drei Projektpartner daran, die Herstellung von Salpetersäure energieeffizienter zu machen:
- Die Thyssenkrupp Industrial Solutions als führendes Unternehmen im internationalen Großanlagenbau, Weltmarktführer mit mehreren Jahrzehnten Erfahrung beim Bau von Salpetersäureanlagen
- Umesoft als Spezialanbieter für statistische Methodiken, Software, Training und Projektberatung insbesondere für die chemische und pharmazeutische Industrie
- Umicore bringt als Materialtechnologieunternehmen Expertise in der Entwicklung und Herstellung von edelmetallbasierten Katalysatoren ein, insbesondere zur Herstellung von Pt-basierten Katalysatornetzen für die Ammoniakoxidation
Mehr zum Projekt
Verbundvorhaben Green Salpeter: Verbesserte Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit in der Salpetersäureproduktion
Förderkennzeichen:
03ET1383A-C
Laufzeit:
2016 - 2019
Projektbeteiligte
Projektleitung, Katalysatoren-Entwicklung
Umicore
Dirk Born
dirk.borneu.umicore.com
Modellierung und Optimierung des Ammoniakbrenners
ThyssenKrupp Industrial Solutions - Business Unit Process Technologies
Versuchsplanung, Modellierung, Prozessüberwachung
UMESOFT Unternehmensberatung, Methodenschulung und Softwarevertrieb
Forschungsförderung
Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.