Liebst du es nicht auch, hinter die Kulissen von Industrieprozessen zu blicken? Heute möchte ich mit dir das Geheimnis der Herstellung von Butadien teilen. Butadien ist eine wichtige chemische Verbindung, die in vielen Industriezweigen verwendet wird. Lass uns eintauchen und mehr darüber erfahren!
Die Produktionsgeschichte von Butadien
Die erste Herstellung von Butadien erfolgte Ende des 19. Jahrhunderts durch die Pyrolyse von Erdöl-Kohlenwasserstoffen. Die kommerzielle Produktion begann jedoch erst in den 1930er Jahren. Ursprünglich wurde Butadien aus Ethanol hergestellt, aber heutzutage wird es hauptsächlich als Nebenprodukt der Dampfkrackung von Kohlenwasserstoffströmen zur Ethylenproduktion in den USA, Westeuropa und Japan hergestellt. Andere Herstellungsverfahren aus verschiedenen Rohstoffen wurden in Betracht gezogen, aber bisher sind diese Ansätze noch nicht über die Forschungs- und Entwicklungsbühne hinausgekommen.
Die komplexe Reaktion der Dampfkrackung
Die Dampfkrackung ist eine komplexe, hochendotherme Pyrolyse-Reaktion. Dabei wird ein Kohlenwasserstoffrohstoff auf etwa 800°C und 34 kPa für weniger als eine Sekunde erhitzt. Dabei werden Kohlenstoff-Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen gebrochen und es entsteht eine Mischung aus Olefinen, Aromaten, Teer und Gasen. Diese Produkte werden abgekühlt und in spezifische Siedebereiche von C1, C2, C3 und C4-Verbindungen aufgeteilt. Der C4-Fraktion enthält Butadien, Isobuten, 1-Buten, 2-Buten und einige andere Neben-Kohlenwasserstoffe. Die Ausbeute an Butadien hängt sowohl von den Prozessparametern als auch von der Zusammensetzung der Ausgangsmaterialien ab. Die Trennung und Reinigung von Butadien von anderen Komponenten erfolgt hauptsächlich durch Destillation unter Zusatz eines Lösungsmittels wie Acetonitril oder Dimethylformamid.
Herstellung von Butadien aus Butan
Eine alternative Methode zur Herstellung von Butadien ist die Dehydrogenierung von n-Butan. Dieses Verfahren wird unter Vakuumbedingungen bei etwa 535-650°C mit einem Katalysator durchgeführt, der Aluminiumoxid und Chromoxid als Hauptkomponenten enthält. Auch normale Butene können in Gegenwart einer hohen Konzentration von Wasserdampf oxidativ zu Butadien dehydriert werden.
Die weltweite Produktion von Butadien
Im Jahr 1989 wurden weltweit schätzungsweise 6620 Tausend Tonnen Butadien produziert. Die größten Produktionsgebiete waren Nordamerika, Westeuropa, Osteuropa, Afrika und der Mittlere Osten sowie Asien und der Pazifik. Die Vereinigten Staaten sind nach wie vor einer der führenden Produzenten von Butadien. Auch in Ländern wie Japan, Korea, Frankreich und Deutschland wird Butadien in großen Mengen hergestellt.
Fazit
Butadien ist eine wichtige chemische Verbindung, die in zahlreichen Industriezweigen verwendet wird. Die Herstellung von Butadien erfolgt hauptsächlich als Nebenprodukt der Dampfkrackung von Kohlenwasserstoffströmen. Alternativ kann es auch aus Butan dehydriert werden. Die weltweite Produktion von Butadien ist in den letzten Jahrzehnten stark gestiegen. Es ist faszinierend, die Komplexität und den Umfang dieses Prozesses zu betrachten. Wer hätte gedacht, dass hinter den Produkten, die wir täglich verwenden, so viel Forschung und Entwicklung steckt?
