Kontinuierliche Prozesse für Polymerspezialitäten mit Hilfe neuer Apparatekonzepte

Großvolumige Polymere werden heutzutage in energie-, ressourcen- und zeit-effizienten kontinuierlichen Prozessen in Großanlagen mit Kapazitäten von über 100.000 jato hergestellt. Anders die Produktion von Polymerspezialitäten mit Produktionsraten von 500 bis 15.000 jato. Deren Herstellung findet nach wie vor überwiegend chargenweise in konventionellen Rührkesselreaktoren statt, da das Hauptaugenmerk auf der Herstellung eines ganzen Produktsortiments in einer Anlage liegt. Dabei nimmt man die geringe Energieeffizienz dieser Anlagen in Kauf.

Polymerspezialitätenprodukte, wie beispielsweise Lösungspolymerisate für den Ein-satz im Pharma-, Kosmetik- und Waschmittelbereich, gewinnen in der chemischen Industrie stetig an Bedeutung. Damit stellt sich zunehmend die Frage nach einer ressourcenschonenden, energieeffizienten und damit auch wirtschaftlicheren Produktion. Die Herstellung von Polymerspezialitäten in chargenweise betriebenen Rührkesselreaktoren ist mit apparatespezifischen Nachteilen verbunden, denen grundsätzliche Vorteile kontinuierlich betriebener Reaktoren gegenüber stehen.

Für die Realisierung eines kontinuierlichen Verfahrens für die Herstellung von Polymerspezialitäten fehlte bisher jedoch ein geeignetes Apparatekonzept. Einen Lösungsansatz bieten kontinuierlich betriebene Milli-Reaktoren, die die Vorzüge des flexiblen Batch-Verfahrens mit den Vorteilen eines ressourcen- und energie-effizienten kontinuierlichen Verfahrens vereinen und somit das Apparatekonzept der Wahl für ein Herstellverfahren von Spezialitäten mit kleinen bis mittleren Produktions-volumen darstellen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt für die Hersteller von Polymerspezialitäten mit hohem Innovationsdruck ist die Geschwindigkeit mit der Neuentwicklungen auf den Markt gebracht werden können. Hier liegt ein weiterer Nachteil der Rührkesseltechnologie; ihre mangelnde Skalierbarkeit bei der Übertragung vom Labor in den Produktions-maßstab, die einen Pilotierungsschritt als Zwischenstufe erfordert. Eine ressourcen- und zeitsparende Verkürzung dieser Prozesskette bringt direkte Wettbewerbs-vorteile im weltweit innovativen und kompetitiven Spezialitätenmarkt.

Herstellverfahren von Polymerspezialitäten beinhalten in den meisten Fällen neben der Polymerisation auch eine Aufarbeitung. Auch dieser Schritt, der konventionell mittels energieintensiver Verfahrensstufen erfolgt, soll durch den Einsatz ressourcen-effizienter Aufarbeitungsmodule energetisch und, an die benötigte kleinere Kapazität angepasst, optimiert werden.

Projektziel ist die Entwicklung eines effizienten Gesamtkonzepts zur beschleunigten Produkt- und Prozessentwicklung für Spezialpolymere inklusive Aufarbeitung vom Labor hin zur Produktion unter Nutzung von skalierbaren, kontinuierlich betriebenen Apparaten.