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BASIL™- Der erste kommerzielle Prozess mit ionischen Flüssigkeiten |
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Durch die innovative BASIL™-Technologie der BASF können chemische Verfahren deutlich verbessert und dabei Ertrag und Kapazität gesteigert werden. Diese Technologie arbeitet mit sogenannten ionischen Flüssigkeiten und bietet eine elegante Lösung für eine Aufgabe, die sich bei vielen Produktionsverfahren stellt: Das Entfernen von Säuren, die sich als Nebenprodukt bilden. Bei der bisher üblichen Methode entstehen feste Salze, die bei der Produktion in großem Maßstab Probleme bereiten. Setzt man jedoch die BASIL™-Technologie ein, sind die entstehenden Salze flüssig und können viel leichter gehandhabt werden.
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Säuren als Nebenprodukte müssen entfernt werden, sonst zersetzt sich das gewünschte Produkt. Üblicherweise werden tertiäre Amine zugesetzt, um die Säure abzufangen, wie zum Beispiel Triethylamin. Solche Basen bilden zusammen mit der Säure feste Salze, das Resultat ist eine Suspension als Reaktionsgemisch.
Im Labor sind Suspensionen zwar leicht zu handhaben, im großen Maßstab können sie jedoch ernste Probleme verursachen. In der Regel erhöhen sie die Viskosität des Reaktionsgemisches erheblich und dies führt zu einer unzureichenden Vermischung der Reaktionspartner. In großen Behältern mit Suspensionen ist die Wärmeabfuhr oft sehr ungenügend, so dass es zu punktuellen Überhitzungen kommen kann. Darüber hinaus ist es schwierig, Suspensionen durch Rohrleitungen zu pumpen und schließlich ist es teuer und zeitaufwändig, durch Filtration das feste Salz von der Flüssigkeit zu trennen.
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Es kann zwar nicht verhindert werden, dass sich beim Abfangen einer Säure durch eine Base ein Salz bildet, aber wieso kann dies kein flüssiges Salz sein? Dies ist die Grundidee der BASIL™-Technologie. Die Abkürzung steht für „Biphasic Acid Scavenging utilizing Ionic Liquids“.
Ionische Flüssigkeiten haben einzigartige Eigenschaften: Sie sind Salze, die zu 100 Prozent aus Ionen bestehen. Außerdem sind sie bei Temperaturen unter 100 °C flüssig. Da sie ziemlich polare Stoffe sind, vermischen sie sich nicht mit Lösungsmitteln oder unpolaren Produktmolekülen. Im akademischen Bereich sind ionische Flüssigkeiten seit einigen Jahren ein intensiv bearbeitetes Forschungsthema. Die BASF hat dies schnell aufgegriffen und in kurzer Zeit daraus eine leistungsfähige Lösung für ein konkretes Problem in der Produktion entwickelt.
Benutzt man das BASF-Produkt 1-Methylimidazol als Säurefänger, bildet sich eine ionische Flüssigkeit: 1- Methylimidazolchlorid mit einem Schmelzpunkt von 75°C. Die klare Flüssigkeit kann leicht abgetrennt und für weitere Reaktionsschritte verwendet werden. BASIL™ ist aber mehr als nur eine Technologie zum Abfangen von Säuren. Das verwendete 1-Methylimidazol fungiert gleichzeitig als Katalysator und beschleunigt die Reaktion erheblich. Dadurch ist es möglich, anstelle eines Rührkessels einen schlanken, kontinuierlich betriebenen Strahldüsenreaktor einzusetzen. Dieser ist nur daumengroß und dennoch in der Lage, hunderte von Tonnen Produkt zu erzeugen. Seit 2002 arbeitet die laufende Produktion von Alkoxyphenylphosphinen mit dem BASIL™-Prozess. Dabei sind mehrere Tonnen ionischer Flüssigkeiten im Spiel. Alkoxyphenylphosphine sind wichtige Rohstoffe für die Herstellung der Lucirin®-Marken der BASF, die als Fotoinitiatoren bei der Härtung von Lacken und Druckfarben durch UV-Licht eingesetzt werden.
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