Die homogene Katalyse bietet aufgrund der hohen Konversion und Selektivität sowie der milden Reaktionsbedingungen mehrere Vorteile für chemische Prozesse. Allerdings ist die Abtrennung des homogenen Katalysators oft eine Herausforderung, und der Katalysatorverlust kann zu hohen Betriebskosten führen. Diese Einschränkung wurde in früheren Arbeiten bei der Hydroformylierung von 1-Dodecen mit einer Kombination aus Nanofiltration mit organischen Lösungsmitteln (OSN) und thermomorphen Mehrphasensystemen (TMS) überwunden. Bei dieser Kombination bildet ein TMS, das aus mindestens zwei Lösungsmitteln besteht, die bei hoher Temperatur im Reaktor homogen sind, bei niedrigerer Temperatur ein Zweiphasensystem. Dieses System wird zunächst durch einen Dekanter in eine katalysatorreiche polare Phase und eine produktreiche apolare Phase getrennt, die von OSN weiterverarbeitet wird, um restlichen Katalysator zurückzugewinnen und in den Reaktor zurückzuführen.

Komplexere Reaktionen, wie z.B. die Hydroaminomethylierung, stellen jedoch zusätzliche Herausforderungen für Prozessdesigns mit TMS dar. In diesem Fall würde sich das Nebenprodukt Wasser in der polaren Katalysatorphase anreichern und könnte sich negativ auf die Reaktionsleistung oder die Phasentrennung auswirken. Daher muss der Wassergehalt kontrolliert werden. Für diese Abtrennung von Wasser aus organischen Lösungsmitteln werden mehrere verschiedene Membranverfahren untersucht. Das Projekt konzentriert sich auf die experimentelle Untersuchung und Modellierung dieser Membranprozesse. Die entwickelten Verfahrenskonzepte werden zunächst im Labormaßstab untersucht und später in einer kontinuierlich betriebenen Miniplant in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Technischen Chemie der TU Dortmund implementiert und validiert.

Ansprechpartner:

• Prof. Dr.-Ing. Mirko Skiborowski
• Stefan Schlüter, M.Sc. (TU Dortmund)