Probebetrieb einer Anlage zur Herstellung von Nitroglycerin in
einem mikrostrukturierten Reaktor erfolgreich abgeschlossen
Am 27. September 2005, sechs Monate nach der
Unterzeichnung des Kooperationsvertrages, konnte der Probebetrieb
einer Mikroreaktor-Anlage zur Herstellung von Nitroglycerin bei der
Xi'an Chemical Industrial Group (HAC), China, erfolgreich
abgeschlossen werden. Unter der Leitung von Prof. Dr. Holger Löwe,
Wissenschaftlicher Direktor der Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH (IMM),
entwickelte und baute ein Team von Chemikern und Ingenieuren um Herrn
Dr. Bernd Werner die kontinuierlich arbeitende Anlage zur Herstellung
von Nitroglycerin. Der Bau und Betrieb dieser Anlage vor Ort ist ein
Ergebnis des langfristig angelegten Kooperationsabkommens, welches die
Anwendungsmöglichkeiten der chemischen Mikroverfahrenstechnik für die
Produktion von Feinchemikalien, Spezialitäten und Commodities
beinhaltet.
Die neu errichtete Anlage erlaubt eine
kontinuierliche Produktion von Nitroglycerin mit einem Durchsatz von
etwa 15 kg pro Stunde. Das so hergestellte Nitroglycerin findet
ausschließlich als Medikament zur Behandlung von akuten Angina
pectoris Anfällen Verwendung. Aus diesem Grund muss das Nitroglycerin
höchste Qualitätsansprüche erfüllen und wird deshalb unter
GMP-Bedingungen hergestellt. Die Mikroreaktoranlage besteht im
Wesentlichen aus drei Teilen: Einer Einheit zur Herstellung der
Nitriersäure aus rauchender Schwefel- und Salpetersäure, dem
eigentlichen mikrostrukturierten Reaktor und Anlagenteilen zur
Phasentrennung, Reinigung und Trocknung des synthetisierten
Nitroglycerins. Die Nitriersäure wird unmittelbar vor der Einspeisung
in den mikrostrukturierten Reaktor kontinuierlich hergestellt und
direkt mit dem Glycerin zur Reaktion gebracht. Die Vermischung beider
Reaktanten erfolgt ebenfalls kontinuierlich. Innerhalb von
Millisekunden ist die Mischung komplett. Das große Oberfläche zu
Volumenverhältnis, ein wesentliches Charakteristikum
mikrostrukturierter Reaktoren, garantiert eine sofortige Abfuhr
entstehender Reaktionswärme. Gleichzeitig reduziert sich das
Gefährdungspotential durch das geringe zur Verfügung stehende
Reaktionsvolumen. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass höhere
Ausbeuten, bessere Produktqualität, eine erhöhte Sicherheit sowie die
Verringerung des Potentials möglicher Umweltschädigungen die
wichtigsten Vorteile beim Einsatz mikrostrukturierter Reaktoren sind.
Dies gilt im Besonderen für die Herstellung von Nitroglycerin, aber
auch für andere chemische Reaktionen.
Nach dem erfolgreichen Probebetrieb der
Nitroglycerin-Anlage und deren Abnahme durch HAC wurde beschlossen,
die bestehenden Kooperationsbeziehungen zu IMM weiter auszubauen und
zu prüfen, welche weiteren produktionsrelevanten Prozesse durch die
Verwendung mikrostrukturierter Reaktoren verbessert werden können.
