Was ist HPPO/HPPG?
Bei diesen sogenannten HP-Plus-Technologien handelt es sich um innovative Verfahren zur direkten Synthese von weltweit gefragten Werkstoffen in der Industrie, nämlich Propylenoxid und Propylenglykol. Evonik Active Oxygens hat sie gemeinsam mit Partnern entwickelt und zur Marktreife gebracht. Lesen Sie hier, wie HPPO und HPPG funktionieren und warum die Verfahren besonders nachhaltig sind.
Was ist HPPO?
Auf der ganzen Welt steigt – auch aus Nachhaltigkeitsgründen – die Nachfrage nach Schaumstoff und isolierenden Dämmstoffen, etwa für Fahrzeuge und Wohnräume. Dazu braucht man Polyurethan. Das ist ein Produkt, das aus Propylenoxid hergestellt wird. Da bei bisherigen Herstellungsverfahren von Propylenoxid große Mengen an teils umweltschädlichen Nebenprodukten entstanden, hat Evonik Active Oxygens gemeinsam mit thyssenkrupp Industrial Solutions (tkIS) vor gut 20 Jahren ein innovatives Herstellungsverfahren entwickelt.
Beim „Hydrogen Peroxide to Propylene Oxide (HPPO)“-Verfahren handelt es sich ‒ wie der Name schon sagt ‒ um einen Prozess, bei dem auf der Grundlage von Wasserstoffperoxid (H₂O₂) das gefragte Propylenoxid produziert wird.
Das funktioniert, vereinfacht erklärt, so: Man nimmt 70-prozentiges Wasserstoffperoxid, Propen und weitere Zusatzstoffe. Dann gibt man geringe Mengen Dampf und Strom dazu. Das Wasserstoffperoxid reagiert daraufhin mit dem Propen ‒ es entstehen Propylenoxid und als Nebenprodukt lediglich Wasser, das der Natur nicht schadet und biologisch gereinigt werden kann.
Dreh- und Angelpunkt ist dabei ein von Evonik extra für den HPPO-Prozess entwickelter Katalysator. Dieser bewirkt, dass die Ausbeute bei der Reaktion sehr groß ist. Alles an thermischer Energie, die hier benötigt wird, wird zudem mehrfach genutzt. Es ist also ein sehr ressourceneffizientes Verfahren, das ständig weiterentwickelt wird. Vier HPPO-Anlagen in industrieller Größenordnung wurden weltweit bereits von Evonik/tkIS lizenziert: Die erste wird seit 2008 in Südkorea betrieben. Zwei weitere kamen in China hinzu, eine in Ungarn.
Was ist HPPG?
Ein ähnlich begehrtes Produkt wie Polyurethan ist das Propylenglykol, das zum Beispiel gesundheitsschädigende Zusatzstoffe in Hautcremes, Zahnpasta oder Salben ersetzen kann. Man braucht es aber auch für Frostschutzmittel, Kunststoffe – oder für die gute Konsistenz von Kaugummis. Bisher wird Propylenglykol in mehreren Schritten hergestellt: Erst produziert man das Vorprodukt Propylenoxid, anschließend in einem weiteren Prozessschritt das Propylenglykol.
Mit dem „Hydrogen Peroxide to Propylen Glycol (HPPG)“-Prozess ist dieser Umweg nicht mehr nötig: Unter dem Markennamen HYPROSYN® hat Evonik Active Oxygens ein Verfahren entwickelt, das es erlaubt, aus Propen und Wasserstoffperoxid direkt Propylenglykol herzustellen. Auch hier sorgt ein Katalysator dafür, dass die beiden Grundstoffe effizient und energiesparend umgewandelt werden. In Zusammenarbeit mit dem US-Unternehmen Dow bringt Evonik Active Oxygens HYPROSYN® nun zur Marktreife.
Warum sind die Verfahren nachhaltig?
Um Propylenoxid nachhaltig zu produzieren, braucht man ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid und das HPPO-Verfahren. Beide Produktionsstätten sollten idealerweise nah beieinander liegen, um Transportwege zu reduzieren.
Das HPPO-Verfahren ist effizient und nachhaltig, weil …
- … keine (umweltschädigenden) Nebenerzeugnisse entstehen, die entsorgt werden müssen.
- … die Investitionskosten geringer sind als bei herkömmlichen Produktionsverfahren für Propylenoxid.
- … Rohstoffe effizient eingesetzt werden und die Ausbeute der Reaktion hoch ist.
Ähnliches gilt für das HPPG-Verfahren zur Herstellung von Propylenglykol. Auch hier ist es sinnvoll, wenn die Produktionsstätten für Wasserstoffperoxid und Propylenglykol in räumlicher Nähe liegen.
Der HPPG-Prozess ist nachhaltig und umweltschonend, weil …
- … weniger Prozessschritte als bei alternativen Verfahren kosten- und ressourceneffizienter sind.
- … der Energiebedarf gering und die Ausbeute hoch ist.
- … herkömmliche Propylenglykol-Anlagen kostengünstig umgerüstet werden können.
- … das bisher als Vorprodukt für Propylenglykol hergestellte Propylenoxid für eine alternative Verwendung genutzt werden kann, zum Beispiel zur Weiterverarbeitung zu Polyurethan.
Um beide Prozesse noch nachhaltiger zu machen, arbeitet Evonik Active Oxygens nicht nur an der stetigen Verbesserung der Verfahren. Auch die Herkunft der Rohstoffe rückt zunehmend in den Fokus.
Potenzial liegt zum Beispiel in der Nutzung von …
- … grünem Wasserstoff.
- … Strom aus regenerativen Quellen.
- … biobasiertem Propylen.
