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News: Ein Schritt in Richtung Umweltschutz

Ethylen gehört zu den wichtigsten organischen Verbindungen in der chemischen Industrie. Bei der Herstellung entstehen jedoch unerwünschte und umweltbelastende Nebenprodukte. Forscher haben jetzt ein neues katalytisches Verfahren entwickelt, mit dem Ethylen effizienter und umweltschonender produziert werden kann.
Keine andere organische Verbindung wird in der Chemieindustrie in solchen Mengen hergestellt wie Ethylen. Es wird hauptsächlich für die Synthese von Polyethylen benötigt, das dem Verbraucher zum Beispiel als dünne Plastikfolie oder Kunststoffbecher bekannt ist.

Ethylen (Ethen, C2H4) wird aus Ethan (C2H6) gewonnen, das bei 800 Grad Celsius zwei Wasserstoffatome abspaltet. Der Prozeß ist hocheffizient, da sechzig Prozent des Ethans umgesetzt werden, und davon zu 85 Prozent Ethylen entsteht. Nebenbei bilden sich jedoch auch eine Reihe von unerwünschten Nebenprodukten wie das giftige Kohlenmonoxid (CO) und das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2).

Lanny Schmidt und seine Kollegen von der University of Minnesota in Twin Cities, Minneapolis, haben eine neue Methode entwickelt, mit der die Effizienz des Reaktionsprozesses noch weiter gesteigert wird (Science vom 30. Juli 1999). Die Forscher stellten fest, daß mit einer Platin-Zinn-Verbindung als Katalysator siebzig Prozent des Ausgangsstoffes Ethan verbraucht wurden, daraus entstanden jedoch nur siebzig Prozent Ethylen. Als sie zusätzlich noch Wasserstoff in die Reaktionskammer einleiteten, kletterte die Ausbeute aber auf über 85 Prozent. Außerdem verringerte sich der Anteil an schädlichem Kohlenmonoxid und Kohlendioxid.

Der genaue Reaktionsmechanismus ist noch nicht geklärt. Die Wissenschaftler vermuten, daß überschüssiger Sauerstoff mit dem Wasserstoff zu Wasser reagiert, anstatt das Ethan anzugreifen und damit die unerwünschten Kohlenstoffoxide zu bilden.

Diese Laborergebnisse müssen nun gründlich getestet werden, bevor sie einen Platz in der chemischen Verfahrenstechnik ergattern können. "Es ist schwierig, die Vorgänge auf einem Labortisch mit denen in einer großen Anlage zu vergleichen", sagt David Cringle von Dow Chemical in Freeport. Auch John Armor von Air Products and Chemicals Inc. in Allentown mahnt zur Vorsicht: "Man muß den gesamten Produktionsprozeß betrachten. Dazu gehören auch der Katalysator und die Kosten für Wasserstoff sowie Sicherheitsvorkehrungen in einem wirtschaftlichen Maße."

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