Im Rahmen des Forschungsprogramms „Horizon 2020“ der Europäischen Union ist es Evonik gemeinsam mit neun Projektpartnern aus fünf Ländern gelungen, einen neuartigen Reaktor zur Katalyse von OXO-Reaktionen zu entwickeln, der um 70% energieeffizienter ist.

Das Projekt ROMEO (Reactor Optimization by Membrane Enhanced Operation) ist 2015 mit dem Ziel gestartet, einen völlig neuen Reaktortyp zu entwickeln. Dieser kommt bei der homogenen Katalyse zum Einsatz, bei der Olefine mit Synthesegas in einer Hydroformylierungsreaktion zu Aldehyden umgesetzt werden.

Der neuentwickelte Membranreaktor ist in der Lage, den klassischerweise in zwei Schritten ausgeführten Prozess in nur einem Schritt durchzuführen. Bisher wurde erst die chemische Reaktion durchgeführt und anschließend das Produkt vom Katalysator abgetrennt. Die Vereinfachung des Verfahrens auf nur einen Schritt macht sich insbesondere im Energieeinsatz bemerkbar. Der Pilotreaktor ist im Vergleich zum bisher angewandten Verfahren um 70% energie- und ressourceneffizienter und verringert die Treibhausgas-Emissionen um 45%, da eine Verdampfung größerer Mengen des Reaktionsproduktes vermieden wird.

Die Reaktion findet nun auf einem Monolithen statt, einer Art Zylinder, dessen innere Oberfläche mit dem Katalysator belegt ist. Das Besondere: außen ist die Membran aufgebracht. Dies führt dazu, dass der Katalysator auf dem Monolithen verbleibt und das Reaktionsprodukt durch die Membran abgetrennt wird.

Robert Franke, Projektdirektor ROMEO und Leiter der Hydroformylierungsforschung bei Evonik, geht davon aus, dass der Membranreaktor zu noch größeren Energieeinsparungen in der Lage ist: „Wir fokussieren uns jetzt darauf, die Technik weiterzuentwickeln. Unser Ziel ist der reguläre Einsatz dieser neuen Technik in unserer Produktion.“

Daher ist als logischer Schritt ein EU-gefördertes Folgeprojekt aufgesetzt worden. Bei den Partnern handelt es sich um 25 Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus neun Ländern.

Der Start des Projektes, das passenderweise Macbeth (Membrane And Catalysts Beyond Economic and Technological Hurdles) heißt, ist für November vorgesehen.