Bayer MaterialScience hat im Chempark Dormagen ein neues Technikum für die Verfahrensentwicklung bei Isocyanaten in Betrieb genommen. Das Forschungszentrum wurde innerhalb eines knappen Jahres mit einem Investitionsaufwand von fünf Millionen Euro errichtet, teilt das Unternehmen mit.

Bündelung der Forschungsaktivitäten für die effiziente Herstellung von MDI und TDI
"In dem neuen Hydriertechnikum sind jetzt alle globalen Forschungsaktivitäten zur Herstellung von aromatischen Isocyanaten an einem Ort gebündelt", sagte Dr. Joachim Wolff, Leiter des Bereichs Polyurethane und Mitglied des Executive Committee von Bayer MaterialScience, anlässlich der Inbetriebnahme. "Die damit verbundene nochmalige Effizienzsteigerung bei der Erforschung und Optimierung der Produktionsprozesse wird ihren Teil dazu beitragen, unsere weltweite Technologieführerschaft weiter auszubauen."

Der Schwerpunkt der modern ausgestatteten Einrichtung liegt auf Hydriertechnologien für die Herstellung von Vorprodukten für Diphenylmethan-Diisocyanat (MDI) und Toluylen-Diisocyanat (TDI). MDI ist Ausgangsstoff für Polyurethan-Hartschaum, der eine besonders effiziente Wärmedämmung unter anderem von Gebäuden ermöglicht. Während der Nutzungsdauer spart er bis zu siebzig Mal so viel Energie ein wie zur Herstellung des Schaums benötigt wird. Aus TDI wird Polyurethan-Weichschaum für komfortable Polstermöbel und Matratzen hergestellt.

Die Herstellung von MDI geht von Benzol aus, das zunächst zu Nitrobenzol nitriert und anschließend zu Anilin hydriert wird. Daraus entsteht in einem weiteren Schritt Diphenylmethan-Diamin, das direkte Vorprodukt zu MDI. Die Herstellung von Anilin aus Nitrobenzol und Wasserstoffgas erfolgt mit Hilfe eines Katalysators. Beim konventionellen isothermen Verfahren, das bei konstanter Temperatur betrieben wird, muss die bei der Reaktion entstehende beträchtliche Wärme über Wärmeträgeröle abgeführt werden. Die Reaktion findet dabei in einem Reaktorblock statt, in dem mehrere Tausend Röhren zusammengeschweißt sind, die den Katalysator enthalten. Anschließend muss das Anilin aufwändig von Nebenprodukten gereinigt werden, bevor es weiter verwendet werden kann.

Die von Bayer MaterialScience entwickelte adiabatische Variante ist ein aktuelles Beispiel für innovative Verfahrensentwicklungen im Bereich der Hydriertechnik. Die Technologie verzichtet auf einen Wärmeaustausch und ermöglicht eine deutliche Effizienzsteigerung. Die Reaktion findet hier in einem großen Stahlbehälter statt, in dem der Katalysator auf einem Gitterrost vorgehalten wird. Die Reaktionswärme wird gleich mit dem Gasstrom abgeführt; der Ölkreislauf entfällt. Das Produkt weist außerdem eine deutlich höhere Reinheit auf. "In unserer MDI-World-Scale-Anlage in Shanghai mit einer Jahreskapazität von 350.000 Tonnen bewährt sich die Technologie hervorragend. Für eine Anlage dieser Größe wäre das konventionelle Verfahren zu aufwändig und zu teuer gewesen", sagte Dr. Thorsten Dreier, Abteilungsleiter der Isocyanat-Forschung in der Polyurethan-Produktion.

In dem neuen Technikum wollen sich die Forscher auf die weitere Optimierung der beiden Verfahrensvarianten konzentrieren. Außerdem geht es ihnen um die Erforschung und Verbesserung der Hydrierung von Dinitrotoluol zu Toluylen-Diamin, dem direkten Vorprodukt zu TDI, sowie um den Deacon-Prozess zur Oxidation von Chlorwasserstoff.

Nicht nur die Effizienz der Herstellprozesse spielt im neuen Technikum eine zentrale Rolle. Auch das Gebäude selbst ist nach aktuellem Stand der Technik mit innovativen Materialien aus dem EcoCommercial-Building-Netzwerk nachhaltig ausgestattet worden.