Die Arbeit beschreibt die Entwicklung eines Pyrolyseprozesses zur Herstellung der Monomere Tetrafluorethen (TFE) und Hexafluorpropen (HFP), welche die entscheidenden Grundbausteine für die am häufigsten genutzten Fluorpolymere Polytetrafluorethylen und Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer sind.
Im Gegensatz zur herkömmlichen Monomerproduktion von Ethen und Propen über die Dampfspaltung erfolgt die Synthese von Fluormonomeren aktuell über eine mehrstufige chlormittlerbasierte Herstellungsroute, die einen hohen Energieverbrauch und große Mengen an Abfallsäuren in jedem Prozessschritt aufweist.
Im Rahmen der Arbeit wird daher eine chlorfreie Herstellungsroute für die wichtigsten Fluoralkene TFE und HFP entwickelt und überprüft. Ausgangspunkt des neuentwickelten Prozesses sind bisher nicht genutzte teilfluorierte Reststoffe der elektrochemischen Fluorierung (ECF), aus welchen das Produktspektrum der ECF zu großen Teilen besteht. Unter Berücksichtigung von Aspekten der Verfahrens-, Prozess- und Reaktorentwicklung wurde ein thermisches Pyrolyseverfahren in einem keramischen Hochtemperatur-Mikroreaktor umgesetzt, das die Verwertung dieser teilfluorierter Alkane zu den Wertprodukten TFE und HFP ermöglicht.
Abschließend wird das neuentwickelte Verfahren über eine Lebenszyklusanalyse (LCA) hinsichtlich seiner energetischen und ökologischen Potenziale bewertet. Dabei wird deutlich, dass sich der entwickelte Pyrolyseprozess auf der ökologischen Seite signifikant besser auf die Umwelt auswirkt. Auf der ökonomischen Seite lassen sich hohe Energieeinsparungen realisieren.
Der entwickelte Pyrolyseprozess stellt einen wichtigen Baustein auf dem Weg zu einer nachhaltigen Synthese der Fluormonomere dar und ermöglicht eine vollständig chlorfreie Fluormonomer-Herstellung.
Aktualisiert: 2021-08-05
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