Energieeffiziente Synthesen für Rohstoffe

In einer Vielzahl industrieller Wertschöpfungsketten ist die chemische Industrie in Deutschland unverzichtbar und ein wichtiger Impulsgeber für Produktentwicklungen. Die Branche steht vor großen Herausforderungen, um grüner und nachhaltiger zu werden. Dank moderner Prozesstechniken wie der Mikroverfahrenstechnik, lassen sich energieeffiziente Synthesen für neue und bekannte Rohstoffe schnell, sicher, material- und energiearm entwickeln. Neben der Reaktionsführung bei gefahrgeneigten Syntheseprozessen, zum Beispiel von landwirtschaftlichen oder Pharma-Produkten, eignen sich diese Verfahren insbesondere auch für die Digitalisierung, beispielsweise für die Anwendung von Machine-Learning-Algorithmen. Da in kurzer Zeit viele Prozessdaten unterschiedlicher Syntheserouten über integrierte Prozessanalysetools in Echtzeit erfasst werden, können chemische Prozesse deutlich effizienter werden.

Das Erreichen einer grüneren Chemie erfordert mitunter den Einsatz gefährlicher, hochreaktiver Chemikalien. Für Anwendungen in der Landwirtschaft und der Pharma-Industrie sind unter anderem Diazo-Verbindungen von großer Bedeutung, da sie kürzere und somit ressourcenschonende Herstellungsrouten ermöglichen. Diese Verbindungen werden mittels kontinuierlicher Verfahren als reaktive Intermediate hergestellt und direkt zu hochwertigen Spezialchemikalien für diese Märkte synthetisiert.

Die zwingende Voraussetzung für den Einsatz gefährlicher und hochreaktiver Reagenzien in der grünen Chemie ist die Gewährleistung hoher, idealerweise inhärenter Prozesssicherheit, insbesondere vor dem Hintergrund einer möglichen Aufskalierung solcher Prozesse in den Produktionsmaßstab. Dabei helfen vor allem kontinuierliche Prozessführungen, die unterstützt von mikroverfahrenstechnischen Anlagenkonzepten kurze Verweilzeiten und hohe Wärmeabfuhr aufweisen.