technologyComment of dimethyl carbonate production (RER): Dimethyl carbonate has been historically produced through the reaction of phosgene and methanol. Because of the toxicity of phosgene, a greener route of production has been developed (Tundo and Selva 2002). Today it is mostly produced through the reaction of ethylene or propylene carbonate with methanol. This activity models the production of dimethyl carbonate as the result of the reaction of ethylene carbonate and methanol. Chemical reaction: C3H4O3 + CH3OH -> C3H6O3 + CH2O This inventory representing production of a particular chemical compound is at least partially based on a generic model on the production of chemicals. The data generated by this model have been improved by compound-specific data when available. The model on production of chemicals is using specific industry or literature data wherever possible and more generic data on chemical production processes to fill compound-specific data gaps when necessary. The basic principles of the model have been published in literature (Hischier 2005, Establishing Life Cycle Inventories of Chemicals Based on Differing Data Availability). The model has been updated and extended with newly available data from the chemical industry. In the model, unreacted fractions are treated in a waste treatment process, and emissions reported are after a waste treatment process that is included in the scope of this dataset. For volatile reactants, a small level of evaporation is assumed. Solvents and catalysts are mostly recycled in closed-loop systems within the scope of the dataset and reported flows are for losses from this system. The main source of information for the values for heat, electricity, water (process and cooling), nitrogen, chemical factory is industry data from Gendorf. The values are a 5-year average of data (2011 - 2015) published by the Gendorf factory (Gendorf, 2016, Umwelterklärung, www.gendorf.de), (Gendorf, 2015, Umwelterklärung, www.gendorf.de), (Gendorf, 2014, Umwelterklärung, www.gendorf.de). The Gendorf factory is based in Germany, it produces a wide range of chemical substances. The factory produced 1657400 tonnes of chemical substances in the year 2015 (Gendorf, 2016, Umwelterklärung, www.gendorf.de) and 740000 tonnes of intermediate products. Reference(s): Hischier, R. (2005) Establishing Life Cycle Inventories of Chemicals Based on Differing Data Availability (9 pp). The International Journal of Life Cycle Assessment, Volume 10, Issue 1, pp 59–67. 10.1065/lca2004.10.181.7 Gendorf (2016) Umwelterklärung 2015, Werk Gendorf Industriepark, www.gendorf.de Tundo, P. and Selva, M. 2002. The Chemistry of Dimethyl Carbonate. Acc. Chem. Res. Vol.9, 35, pp. 706–716 For more information on the model please refer to the dedicate ecoinvent report, access it in the Report section of ecoQuery (http://www.ecoinvent.org/login-databases.html) technologyComment of oxidation of methanol (RER): Represents a current cross-section of actual plants in Europe. The inventory is based on 100% formaldehyde production. The inputs and outputs are an average of the Silver and Formox processes. Silver process: Initially, methanol is dehydrogenated and subsequently there is combustion of hydrogen overall resulting in the production of formaldehyde and water. The raction takes place with air over a crystalline silver catalyst. Formox process: Methanol is directly oxidized by air over a metal oxide catalyst at a temperature of 470 °C. excess heat is removed with an oil-transfer medium. The product gases are cooled, absorbed in water, and an aqueous 37% formaldehyde solution is obtained. (Wells, 1999) References: G. Margaret Wells, “Handbook of Petrochemicals and Processes”, 2nd edition, Ashgate, 1999 Althaus H.-J., Chudacoff M., Hischier R., Jungbluth N., Osses M. and Primas A. (2007) Life Cycle Inventories of Chemicals. Final report ecoinvent data v2.0 No. 8. Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, CH.
Das Projekt "Verfahren zur Herstellung von Kohlensaeureestern und Polycarbonaten auf der Basis von Kohlendioxid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayer AG durchgeführt. Es sollen Verfahren erarbeitet werden, die Herstellung von Kohlensaeureestern und Polycarbonaten auf der Basis von Phosgen zu ersetzen durch Verfahren, die von Kohlendioxid ausgehen. Dazu werden 3 Wege untersucht. 1. Umsetzung von Kohlendioxid mit Alkoholen oder Phenolen ueber geeigneten Katalysator. 2. Umsetzung von Kohlendioxid mit Aethylenoxid und Alkoholen zu Dialkylcarbonaten und deren Umesterung mit Phenol zu Diphenylcarbonat oder mit Biphenol zu Polycarbonaten. 3. Umsetzung von Harnstoff mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen oder Phenolen zu Kohlensaeureestern bzw. Polycarbonaten.
Das Projekt "Verfahren zur Herstellung von Kohlensaeureestern und Polycarbonaten auf der Basis von Kohlendioxid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayer AG durchgeführt. Es sollen Verfahren erarbeitet werden, die Herstellung von Kohlensaeureestern und Polycarbonaten auf der Basis von Phosgen zu ersetzen durch Verfahren, die von Kohlendioxid ausgehen. Dazu werden 3 Wege untersucht. 1. Umsetzung von Kohlendioxid mit Alkoholen oder Phenolen ueber geeigneten Katalysator. 2. Umsetzung von Kohlendioxid mit Aethylenoxid und Alkoholen zu Dialkylcarbonaten und deren Umesterung mit Phenol zu Diphenylcarbonat oder mit Bisphenol zu Polycarbonaten. 3. Umsetzung von Harnstoff mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen oder Phenolen zu Kohlensaeureestern bzw. Polycarbonaten.
Das Projekt "Carbon2Chem- L5: Carbon2Polymers - Herstellung von Wertstoffen für die Kunststoffindustrie auf Basis von CO und CO2 aus Kuppelgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Technische Chemie und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Die bei der Herstellung von Stahl anfallenden sogenannten 'Kuppelgase' sind reich an Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) und stellen eine alternative Kohlenstoff-Quelle für die Herstellung chemischer Wertprodukte dar. Neben der Umwandlung zu chemischen Bulkchemikalien stellt auch die Verwendung von CO und CO2 als Rohstoffe für die Kunststoffindustrie eine ökologisch wie ökonomisch interessante Variante da. Im Rahmen des Vorhabens Carbon2Polymers sollen neue Verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten und den Polyurethanbestandteilen erforscht werden. Hochwertige Kunststoffe werden heutzutage in Mio. Tonnen hergestellt. Da auch in Zukunft von einem wachsenden Bedarf an diesen Materialen auszugehen ist, zeichnet sich für eine Synergie zwischen Stahlwerken und der Kunststoffindustrie ein Potential ab. Die stoffliche Nutzung der Kuppelgase hat das Potential, den spezifischen CO2-Ausstoß der Stahlwerke zu reduzieren und ermöglicht der chemischen Kunststoffindustrie den Zugang zu einer alternativen Rohstoffbasis. Insgesamt kann diese Synergie zu einer nennenswerten Senkung des Primärrohstoffverbrauchs und zu einer Reduktion von CO2-Emissionen führen. Im Rahmen dieses Vorhabens soll die Verwendung von CO aus Hüttengasen für die Polycarbonat-Herstellung (TP A) und von CO2 für die Isocyanat-Herstellung für Polyurethane (TP B) untersucht werden. Ein zentraler Punkt des Vorhabens ist TP A mit der Herstellung von Carbonaten unter der Randbedingung einer veränderten Rohstoffbasis und fluktuierendem Stromangebot. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Weiterentwicklung der beiden katalytischen Prozessschritte gelegt: der Phosgenbildung und der lösungsmittelfreien Direktphosgenierung. Aufgabe im TP B ist es, die entwickelten Verfahrenskonzepte, deren prinzipielle Anwendbarkeit bereits demonstriert wurde, in den verschiedenen Arbeitspaketen weiterzuentwickeln und zu optimieren, zu evaluieren, an die Produktverwertung anzukoppeln und damit zur industriellen Reife zu bringen.
Das Projekt "Carbon2Chem- L5: Carbon2Polymers - Herstellung von Wertstoffen für die Kunststoffindustrie auf Basis von CO und CO2 aus Kuppelgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Kohlenforschung durchgeführt. Die bei der Herstellung von Stahl sowie der Bereitstellung der notwendigen Rohstoffe in einem Stahlwerk anfallenden sogenannten 'Kuppelgase' sind reich an Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) und stellen daher potentiell eine alternative Kohlenstoff-Quelle für die Herstellung chemischer Wertprodukte dar. Neben der Umwandlung zu chemischen Bulkchemikalien wie Methanol, Harnstoff oder Ammoniak stellt auch die Verwendung von CO und CO2 als Rohstoffe für die Kunststoffindustrie eine ökologisch wie ökonomisch interessante Variante da. Im Rahmen des Vorhabens L5- Carbon2Polymers, das sich als ein Teil in die Gesamtstrategie von Carbon2Chem einbettet, sollen neue (Teil)verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten und dem Polyurethanbestandteil Toluoldiisocyanat erforscht und entwickelt werden. Ein zentraler Punkt des Vorhabens ist Teilprojekt A mit der Herstellung von Carbonaten unter der speziellen Randbedingung einer veränderten Rohstoffbasis und fluktuierendem Stromangebot. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Erforschung und Weiterentwicklung der beiden katalytischen Prozessschritte gelegt: der Phosgenbildung und der lösungsmittelfreien Direktphosgenierung. Der Partner MPI stellt darüber hinaus auch neue, definierte Kohlenstoffstrukturen her. Im Rahmen dieses Arbeitspaktes soll durch Versuche im Labormaßstab ein geeigneter Katalysator zur Phosgenbildung identifiziert werden. Dabei werden die kommerziell erhältlichen Materialien vergleichend zu den zu definierten Strukturen gemessen. Anhand der Messdaten sollen die Modelle der katalytischen Umsetzung entwickelt und validiert werden. Hierbei soll sowohl die Nebenprodukt-Bildung des aus der Patentliteratur bekannten Tetrachlorkohlenstoffs betrachtet werden als auch die Wechselwirkung des Katalysators mit aus Kuppelgasen bekannten Nebenkomponenten und Verunreinigungen wie H2, H2S, CO2, O2.
Das Projekt "Carbon2Chem-2 L-5 - Carbon2Polymers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Covestro Deutschland AG durchgeführt. Die Erforschung einer möglichen Verwendung von CO aus Kuppelgasen der Stahlindustrie für die Herstellung hochwertiger Kunststoffe soll im Rahmen des Vorhabens 'Carbon2Polymers II' konkret am Beispiel der Herstellung von Polycarbonat aus Diphenylcarbonat (DPC) erfolgen. Bestandteile des Projektes sind zudem eine umfassende Wirtschaftlichkeitsanalyse sowie Ökobilanzierung (LCA). In der vergangenen Förderperiode wurden eine Laboranlage sowie eine Technikumsanlage zur Phosgenerzeugung (Phosgen-Miniplant) errichtet und in Betrieb genommen. In der Labor- und in der Technikumsanlage werden mit Hüttengasen behandelte Katalysatoren unter verschiedenen Bedingungen getestet. Zudem wurden in der ersten Phase von Carbon2Polymers die Versuchsplanung zur Umsetzung des Phosgen mit dem Phenol angepasst und ein bestehender Reaktor ertüchtigt und in Betrieb genommen. In der jetzt anstehenden zweiten Förderphase wird der Einfluss von Begleitstoffen und Korrosion auf die Reaktionskinetik und das Reaktionsnetzwerk der Phosgenierung von Phenol unter bislang unüblichen Bedingungen untersucht. Zudem wird ein Prozessdesign für die großtechnische Umsetzung erarbeitet. Für die dritte Projektphase ist die Implementierung in einem industriellen Technikumsmaßstab angedacht.
Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Technische Chemie und Makromolekulare Chemie durchgeführt. 1. Vorhabensziel 1.Ziel dieses Teilvorhabens ist die Entwicklung von hochaktiven und leicht zu optimierenden Katalysatorsystemen zur Herstellung von OH-funktionalisierten Polyether-Polycarbonat-Polyolen (PPP) unter Verwendung von CO2 als erneuerbarer Kohlenstoffquelle. Weiterhin sollen neue Katalysatorsysteme entwickelt werden, die die Synthese von Diphenylcarbonat (DPC)-Bausteinen unter Verwendung von CO2 ermöglichen. Beiden Zielen inhärent ist die Entwicklung alternativer Synthesewege zu den genannten Produkten unter Vermeidung des Gefahrstoffes Phosgen. 2. Arbeitsplanung 2.Für die PPP-Synthese werden zunächst homogene Katalysatoren -vorzugsweise einkernige Übergangsmetallkomplexe mit den Metallen Zink, Nickel und Eisen- entwickelt, die in Lewis-sauren ionischen Flüssigkeiten als Reaktionsmedium gehandhabt werden. Diese ionischen Flüssigkeiten werden ebenfalls synthetisiert und charakterisiert. Im Anschluss an die Katalysatorsynthese werden die Katalysatorsysteme mit spektroskopischen und gegebenenfalls röntgenographischen Methoden charakterisiert und anschließend Katalysereaktionen durchgeführt, um die Initial-Performance der Katalysatoren zu bestimmen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse werden die Katalysatorsysteme dann optimiert. Alle nötigen off- und gegebenenfalls online-Analytikmethoden (NMR, GC/HPLC, MS, IR, UV, GPC) werden gegebenenfalls entwickelt oder angepasst. Bei der DPC-Synthese kommt das o.g. Verfahren analog zum Einsatz, wird allerdings auf die Synthese von Nanopartikel-Katalysatoren erweitert, bzw. dieses steht dort im Vordergrund. 3. Ergebnisverwertung 3. Die Anmeldung von Schutzrechten sowie die Publikation der Ergebnisse auf nationalen und internationalen Tagungen sowie in einschlägigen Fachzeitschriften wird angestrebt.
Das Projekt "Wirksamkeit/Effizienz störfallbegrenzender Maßnahmen im Hinblick auf die Ausbreitung gasförmiger Stoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TÜV Rheinland Industrie Service GmbH durchgeführt. Gemäß Paragraph 3 (3) Störfall-Verordnung sind von Seiten des Betreibers eines Betriebsbereichs vorbeugend Maßnahmen zu treffen, um die Auswirkungen von Störfällen so gering wie möglich zu halten. Diese störfallbegrenzenden Maßnahmen können aktiver oder passiver Art sein. Zu den passiven Maßnahmen zählen z. B. Schutzzäune, wälle oder Auffangräume. Aktive Maßnahmen können Wasserschleier, Dampfwände, Berieselungsanlagen o. ä. sein. Im Falle der Freisetzung von Flüssigkeiten können Maßnahmen wie Auffangräume so dimensioniert werden, dass die austretende Flüssigkeit vollständig zurück gehalten wird. Im Falle der Freisetzung von Gasen ist die Wirksamkeit störfallbegrenzender Maßnahmen in vielen Fällen eingeschränkt, da in Abhängigkeit von den Stoffeigenschaften sowie den Witterungs- und Umgebungsbedingungen nur ein Teil des Gases zurückgehalten werden kann. Wie groß dieser Anteil ist, ist weit gehend unbekannt. Im Allgemeinen wird der Erfolg bei Schwergasen größer bzw. vorhersehbarer sein als bei dichteneutralen Gasen. Bei Wasserschleiern oder ähnlichen Maßnahmen wird zudem die auf bestimmte Gase wie z. B. Ammoniak oder Phosgen hydrolysierende Wirkung genutzt. Auch hier ist die gemäß der möglichen chemischen Umsetzung zu erwartende Wirkung qualitativ bekannt, nicht jedoch die Wirksamkeit im realen Fall quantifizierbar. Im Rahmen von Störfallauswirkungsbetrachtungen kann es sich ergeben, dass am gewählten Aufpunkt der relevante Beurteilungswert überschritten wird. Soll zusätzlich eine störfallbegrenzende Maßnahme berücksichtigt werden, so lässt sich deren Auswirkung auf das Ergebnis derzeit nicht quantifizieren. Insbesondere im Zusammenhang mit der Ermittlung angemessener Abstände in der Bauleitplanung ist es jedoch häufig von Interesse, konkret zu wissen, wie hoch der Beitrag einer bestimmten Maßnahme zu einer möglichen Reduzierung dieses Abstandes ist. Bevor entschieden werden kann, ob und welche Untersuchungen zur Bestimmung der Wirksamkeit begrenzender Maßnahmen durchzuführen sind, sollte in diesem Untersuchungsvorhaben zunächst der aktuelle Stand des Wissens ermittelt werden. Die Untersuchungen ergaben, dass auf der einen Seite zwar zahlreiche experimentelle Arbeiten durchgeführt wurden, um die Wirksamkeit verschiedener störfallbegrenzender Maßnahmen zu untersuchen. Allerdings hängt diese von so vielen Parametern ab, dass eine allgemeingültige Angabe nicht möglich ist.
Das Projekt "Oxidation von halogen- und stickstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen mit OH-Radikalen und mit atomarem Sauerstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA - Deutsche Gesellschaft für Chemisches Apparatewesen, Chemische Technik, Biotechnologie und Umweltschutz e.V. durchgeführt. Oxidation von halogen- und stickstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen mit OH-Radikalen und mit atomarem Sauerstoff. Die zu untersuchenden Reaktionen koennen wesentliche Teilschritte darstellen bei Vorgaengen in der oberen Atmosphaere, bei der photochemischen Smogbildung, bei der Desodorierung von Abgasen durch thermische Verbrennung sowie bei weiteren Gas- und Flammenreaktionen. Untersucht wurden die Reaktionssysteme C2C1 4/OH und C2C1 4/O(3P) bei isothermer Reaktionsfuehrung in Stroemungsroehren verschiedener Wandbeschichtung. Fuer die genannten Reaktionen wurden Zeitgesetze, Frequenzfaktoren und Aktivierungsenergien ermittelt. Die qualitativ und quantitativ mittels Massenspektrometrie, Gaschromatographie und Farbreaktionsnachweis gefundenen Produkte zeigen, dass Phosgen zu den Hauptprodukten zaehlt. Phosgen reagiert ebenfalls schnell mit OH-Radikalen (vgl. DB-Nr. 00013589). Die ermittelten Daten koennen zur Simulation der Reaktionen herangezogen werden. Die Arbeit liefert einen Beitrag zur Beurteilung der Reaktionen in der Atmosphaere und in der thermischen Nachverbrennung.
Das Projekt "Entwicklung energiesparender Verfahren zur Regenerierung der Lösemittel in Reinigungsmaschinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ziermann GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Entwicklungsvorhabens ist die Reduzierung der erforderlichen Heizleistung für den Destillationsvorgang der Lösemittel - vor allem Per - in Reinigungsmaschinen um etwa 1/3 der heute benötigten Energie durch Entwicklung eines speziellen Rohrwendels zur Destillation. Zugleich sollen die optimalen Temperaturen für diesen Prozess strikt eingehalten werden, um die Zersetzung des LM mit Bildung von Schadstoffen (Phosgen, Salzsäure) zu vermeiden. Die Filterung des LM soll dadurch verbessert werden, dass anstelle der üblichen Scheibenfilter, von denen der mit Per belastete Filterkuchen von Zeit zu Zeit abgeschleudert wird, ein Tuchfilter verwendet wird. Dessen spezielle Ausführung soll es erlauben, den Filterbelag ohne Belastung mit LM mechanisch zu entfernen und als Hausmüll zu lagern. Fazit: Entwicklungsziel war eine Verbesserung der Destillation von Lösemitteln in Reinigungsmaschinen dadurch, dass der Energieverbrauch zur Destillation gesenkt und gleichzeitig die maximal zulässigen Temperaturen eingehalten wurden. Dieses Ziel konnte bei Tetrachlorethylen mit einer Destillationsleistung von 150 l/h bei einem Energieverbrauch von 24 kWh, der einer Reduzierung von 27,6Prozent gegenüber dem Stand der Technik darstellt, erreicht werden. Die entwickelte Anlage kann zum Nachweis dieser Angaben jederzeit vorgeführt werden. Zum praktischen Einsatz in Reinigungsmaschinen ist sie jedoch überdimensioniert, das heißt, weitere Ausführungen müssen aufgrund der erarbeiteten Erkenntnisse der jeweiligen Maschinengröße angepasst werden.