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Turning CO/CO2-containing industrial process gas into valuable building blocks for the polyurethane industry
Reaction Chemistry & Engineering ( IF 3.4 ) Pub Date : 2021-12-24 , DOI: 10.1039/d1re00508a Martin R. Machat 1, 2 , Jakob Marbach 1 , Hannah Schumacher 1 , Suresh Raju 2 , Markus Lansing 2 , Lena C. Over 2 , Liv Adler 1 , Jens Langanke 1 , Aurel Wolf 1 , Walter Leitner 2, 3 , Christoph Gürtler 1
Reaction Chemistry & Engineering ( IF 3.4 ) Pub Date : 2021-12-24 , DOI: 10.1039/d1re00508a Martin R. Machat 1, 2 , Jakob Marbach 1 , Hannah Schumacher 1 , Suresh Raju 2 , Markus Lansing 2 , Lena C. Over 2 , Liv Adler 1 , Jens Langanke 1 , Aurel Wolf 1 , Walter Leitner 2, 3 , Christoph Gürtler 1
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Transforming the chemical industry from finite fossil to renewable carbon resources displays one of the major challenges of the 21st century. At the same time the steel industry needs to reduce the CO2 emissions of the blast furnaces to decrease its environmental impact. Turning this lose–lose into a win–win situation is the basic concept of the EU-funded Carbon4PUR project and the essence of this contribution. Provided is a first concept of how the carbon content of blast furnace gas (BFG), a CO/CO2-containing process gas from steel production, could be utilized in a sequence of selective chemical conversion steps to produce high value intermediates for the polymer industry. The chemical process utilizing this mixed gas stream is built up by a mixture of emerging chemical technologies starting with the catalytic conversion of CO2 with propylene oxide to produce polyether-carbonate polyols along with a CO2-depleted gas stream. Selective CO conversion is tackled in the second process step by a catalytic ring-expansion carbonylation of epoxides to cyclic anhydride structures. These diacid equivalents can be utilized for the synthesis of polyether ester polyols, an essential component for the formation of rigid construction foams. This work shows a first proof of concept of the individual chemical conversion steps of the Carbon4PUR process from lab to technical scale with a particular focus on the final industrial applicability.
中文翻译：
将含 CO/CO2 的工业过程气体转化为聚氨酯行业的宝贵基础材料
将化学工业从有限的化石资源转变为可再生的碳资源是 21 世纪的主要挑战之一。同时，钢铁行业需要减少高炉的CO 2排放，以减少其对环境的影响。将这种双输变成双赢是欧盟资助的 Carbon4PUR 项目的基本理念，也是这一贡献的精髓。提供了关于高炉煤气 (BFG) 的碳含量如何的第一个概念，即 CO/CO 2来自钢铁生产的含 - 工艺气体可用于一系列选择性化学转化步骤，为聚合物工业生产高价值的中间体。利用这种混合气流的化学过程由新兴化学技术的混合物构成，从 CO 2与环氧丙烷的催化转化开始，以生产聚醚-碳酸酯多元醇和 CO 2-耗尽的气流。在第二个工艺步骤中，选择性 CO 转化是通过环氧化物的催化扩环羰基化形成环状酸酐结构来解决的。这些二酸等价物可用于合成聚醚酯多元醇，聚醚酯多元醇是形成硬质建筑泡沫的必要成分。这项工作首次证明了 Carbon4PUR 工艺从实验室到技术规模的各个化学转化步骤的概念，特别关注最终的工业适用性。
更新日期：2021-12-24
中文翻译：
将含 CO/CO2 的工业过程气体转化为聚氨酯行业的宝贵基础材料
将化学工业从有限的化石资源转变为可再生的碳资源是 21 世纪的主要挑战之一。同时，钢铁行业需要减少高炉的CO 2排放，以减少其对环境的影响。将这种双输变成双赢是欧盟资助的 Carbon4PUR 项目的基本理念，也是这一贡献的精髓。提供了关于高炉煤气 (BFG) 的碳含量如何的第一个概念，即 CO/CO 2来自钢铁生产的含 - 工艺气体可用于一系列选择性化学转化步骤，为聚合物工业生产高价值的中间体。利用这种混合气流的化学过程由新兴化学技术的混合物构成，从 CO 2与环氧丙烷的催化转化开始，以生产聚醚-碳酸酯多元醇和 CO 2-耗尽的气流。在第二个工艺步骤中，选择性 CO 转化是通过环氧化物的催化扩环羰基化形成环状酸酐结构来解决的。这些二酸等价物可用于合成聚醚酯多元醇，聚醚酯多元醇是形成硬质建筑泡沫的必要成分。这项工作首次证明了 Carbon4PUR 工艺从实验室到技术规模的各个化学转化步骤的概念，特别关注最终的工业适用性。
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