Quantensprung in der Chlorherstellung aus Salzsäure

Deutliche Energieeinsparung durch Technologieumstellung

04.02.2004

Bayer geht bei der Produktion von Chlor aus Salzsäure neue Wege. Das zusammen mit Partnern entwickelte Elektrolyseverfahren auf der Basis der Sauerstoffverzehrkathoden (SVK)-Technologie kommt gegenüber dem bei Bayer etablierten Diaphragmaprozess mit rund 30 Prozent weniger elektrischer Energie aus. Im Werk Brunsbüttel wurde jetzt eine nach dem neuen Verfahren arbeitende Salzsäure-Elektrolyse erfolgreich in Betrieb genommen. Die Jahreskapazität der Anlage wird nach der zweistufigen Inbetriebnahme 20.000 Tonnen betragen. Chlor ist für Bayer eine wichtige Grundchemikalie und essentiell für die Herstellung vieler Produktlinien - zum Beispiel für Polyurethane und Polycarbonat. Letzteres wird von der Bayer MaterialScience AG unter dem Namen Makrolon® vermarktet. Bei der Umsetzung von Chlor mit organischen Kohlenwasserstoffen entsteht als Nebenprodukt oft Salzsäure. Diese kann mit Hilfe von elektrischem Strom wieder in Chlor umgewandelt werden. Als weiteres Produkt bei der herkömmlichen Salzsäureelektrolyse fällt Wasserstoff an. Bei dem SVK-Verfahren wird die Entstehung von Wasserstoff unterdrückt. "Im Prinzip haben wir einen Brennstoffzellenprozess integriert," erklärt Dr. Fritz Gestermann, der bei Bayer MaterialScience für die Verfahrensentwicklung im Bereich Elektrolyse verantwortlich ist. "Gasförmiger Sauerstoff wird mit Hilfe einer sogenannten Sauerstoffverzehrkathode in den Prozess eingespeist. Auf diese Weise entsteht an der Kathode Wasser anstelle von Wasserstoff." Die Folge: Bei gleicher Stromdichte kann die Elektrolyse mit deutlich verringerter Spannung betrieben werden und benötigt so weniger elektrische Energie.

Daraus ergeben sich wesentliche Vorteile: Kosten werden deutlich reduziert und Kohlendioxidemissionen aus der Energieerzeugung verringert. Die SVK-Technologie liefert reines Chlor ohne weitere Reinigungsschritte und kann die produzierte Chlormenge flexibler als bisher dem aktuellen Bedarf anpassen. Selbst bei Kurzstillständen bleibt die Anlage in einem Bereitschaftszustand, aus dem sie kurzfristig wieder Chlor in hoher Qualität erzeugen kann.

Die in Brunsbüttel eingesetzte SVK-Anlage wurde in einer Kooperation zwischen der Bayer AG und UHDENORA, einem Joint Venture zwischen UHDE, Dortmund, und De Nora, Mailand, sowie De Nora Nordamerika entwickelt und bis zur Industriereife gebracht. Dabei wurde erstmalig eine rein metallische Elektrolysezelle mit Ionenaustauschermembran in der Salzsäureelektrolyse eingesetzt. Eine Lizenzierung bzw. Vermarktung der neuen Technologie ist geplant.

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