Vom Laborkuriosum zum kontinuierlichen Prozess: Die Entwicklung thermomorpher Lösungsmittelsysteme

• Published in: Chemie ingenieur technik 2017-03, Vol.89 (3), p.252-262
• Main Authors: Dreimann, Jens Martin, Faßbach, Thiemo Alexander, Fuchs, Sarah, Fürst, Marc Robert Laurent, Gaide, Tom, Kuhlmann, René, Ostrowski, Karoline Anna, Stadler, Andreas, Seidensticker, Thomas, Vogelsang, Dennis, Warmeling, Helge Werner Franz, Vorholt, Andreas Johannes
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Catalyst recycling; Homogene Katalyse; Homogeneous catalysis; Katalysatorrecycling; Rhodium catalysts; Rhodiumkatalysatoren; Temperature‐controlled solvent systems; Temperaturgesteuerte Lösungsmittelsysteme
• ISSN: 0009-286X; 1522-2640
• DOI: 10.1002/cite.201600119

Die homogene Katalyse zeichnet sich gegenüber der heterogenen Katalyse durch höhere Selektivität und Aktivität bei gleichzeitig milderen Reaktionsbedingungen aus; die Abtrennung der teuren Übergangsmetallkatalysatoren von den Reaktionsprodukten ist jedoch schwierig. Temperaturgesteuerte Lösungsmittelsysteme, die bei geringer Temperatur in zwei Phasen vorliegen und bei Temperaturerhöhung ein homogenes, einphasiges Lösungsmittelsystem ausbilden, ermöglichen eine Reaktionsführung ohne Stofftransportlimitierungen. Durch Abkühlung bildet sich erneut ein Zweiphasensystem aus, bei dem im Idealfall eine Phase das Produkt und die andere den Katalysator enthält. Compared to heterogeneous catalysis, homogeneous catalysis is characterized by higher selectivity and activity at milder reaction conditions, but, however, the separation of the expensive transition metal catalysts from the reaction products is difficult. Temperature‐controlled solvent systems, which are present in two phases at low temperature and form a homogeneous, single‐phase solvent system at higher temperature, disable mass transport limitations during the reaction. Upon cooling, a two‐phase system is formed again, of which in the ideal case one phase contains the product and the other the catalyst. Temperaturgesteuerte Mehrkomponentenlösungsmittelsysteme (TML) sind eine elegante Möglichkeit, homogene Katalysatoren vom Produkt abzutrennen und so zu rezyklieren. Im vorliegenden Beitrag wird die Entwicklung der TML vom Labor‐ in den kontinuierlichen Miniplant‐Maßstab beschrieben und anhand von Beispielen genauer beleuchtet.